世界のシリコンメタル市場規模は、2021 年に 124 億米ドルと評価されています。 2030 年までに 206 億米ドルに達すると予想されており、予測期間 (2022 ～ 2030 年) 中に5.8% の CAGRで成長します。
金属シリコンは、石英とコークスを電気加熱炉で製錬することによって製造される業界の添加剤です。 98% がシリコンで構成されていますが、近年ではシリコンの組成が増加し、99.99% に近づいています。鉄、アルミニウム、カルシウムは、金属ケイ素に含まれる最も一般的な不純物です。シリコーン、アルミニウム合金、半導体材料の製造にはすべて、原料として金属シリコンを使用する必要があります。金属シリコンにはさまざまなグレードがあります。それぞれの名前は、冶金、化学、電子、ポリシリコン、太陽光発電、および高純度グレードなど、伝統的に使用されている業界にちなんで付けられています。
石英岩または砂からシリカを精製するプロセスは、さまざまなグレードの金属シリコンを作成する最初のステップです。この後、シリコンは湿式冶金プロセスを経て、化学用途に必要な品質に達します。シリコーンとシランの生産は、化学グレードのさまざまな金属シリコンに大きく依存しています。鋼およびアルミニウム合金は、純度 99% の冶金シリコンを使用して製造されます。金属シリコンの世界市場は、自動車産業におけるアルミニウム合金の需要の増加、シリコーンの用途範囲の拡大、エネルギー貯蔵市場からの需要、世界の化学産業からの安定した需要など、いくつかの要因によって推進されています。
| レポート指標 | 詳細 |
|---|---|
| 基準年 | 2021 |
| 研究期間 | 2020-2030 |
| 予想期間 | 2024-2032 |
| 年平均成長率 | 5.8% |
| 市場規模 | 2021 |
| 急成長市場 | ヨーロッパ |
| 最大市場 | アジア太平洋地域 |
| レポート範囲 | 収益予測、競合環境、成長要因、環境＆ランプ、規制情勢と動向 |
| 対象地域 |
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産業用途に関しては、アルミニウムは他の金属と合金化され、アルミニウム製品の本来の利点が強化されます。アルミニウムはさまざまな用途に使用されています。アルミニウムはシリコンと結合すると、最も重要な鋳造材料を占める材料の製造に使用される合金を形成します。これらの合金は、鋳造性、機械的特性、優れた耐食性、耐摩耗性の優れた組み合わせにより、自動車産業や航空宇宙産業で幅広い用途に使用されています。これは、耐摩耗性や耐腐食性にも優れているためです。合金の機械的特性は、銅やマグネシウムなどの微量合金元素を添加することで改善でき、合金は熱処理に対する応答性を高めることができます。
強度を損なうことなく軽量なコンポーネントを開発することは、材料設計者としてこれらの目標を達成する最も効果的な方法です。エネルギー節約と汚染防止は、材料設計者が継続的に努力すべき 2 つの目標です。この結果、Al-Si 合金は航空宇宙産業、自動車産業、海洋産業、防衛産業で最も頻繁に使用される材料となっています。 Al-Si合金は、優れた鋳造性と溶接性、高い流動性、低い熱膨張係数、高い比強度、適度な耐摩耗性と耐食性、リサイクル性を備えています。ケイ化アルミニウムおよびケイ化マグネシウム合金は、軽量で耐食性があり、優れた機械的特性を備えているため、造船や海洋プラットフォーム用部品の製造によく使用されています。
シリコンのウェーハは通常、シリコン金属の副産物であるポリシリコンを利用して製造されます。シリコンで作られたウェーハは、最新の電子デバイスの構造的バックボーンである集積回路の製造に使用される主な材料です。これらのデバイスには、家庭用電化製品から産業や軍事で使用される電子システムに至るまで、あらゆるものが含まれます。自動車メーカーは、主流の自動車市場における電気自動車の普及により、電気自動車向けの設計開発に集中することを余儀なくされています。この傾向は自動車エレクトロニクスの需要の増加につながると予想されており、半導体グレードのシリコン金属市場に新たな機会を提供すると予想されています。通信業界では5Gネットワークの展開が加速している。さらに、自動運転車やモノのインターネット (IoT) の発展により、シリコンベースの集積回路の需要が増加しています。
サブマージアーク炉 (SAF) では、電力を使用してさまざまな合金鉄を製造するために、特殊な加熱システムが使用されます。金属シリコンが生成されます。例えば、メンテナンスが容易で生産性が高いなどのメリットがあります。総生産コストの大部分は、SAF の製錬プロセスで使用されるエネルギーに起因します。金属シリコンの製造に使用される原料である石英は、継続的に入手できる必要があります。鉱石から得られるクォーツの採掘を管理している世界的な企業はほとんどありません。このため、新規プレイヤーはクォーツを購入するのが難しいと感じるでしょう。原材料の供給やコストに変動があれば、生産に影響が出ることが予想されます。その結果、金属シリコンの製造コストは、使用されるエネルギーと炭素質還元剤の量に大きく影響されます。
高純度を得るためにシリコンを精製する従来の方法では、大量の電気エネルギーと熱エネルギーの投入が必要です。シーメンス法で製造されるシリコン 1 キログラムには最大 200 kWh の電力が必要で、これは使用量の 2 倍以上です。十分に高い純度レベルでシリコンを精製するには、多量のエネルギーが必要です。シリコン金属の生産コストはコストが高いため、予測期間中の市場の成長を抑制すると予想されます。ただし、金属シリコンは世界の製造チェーンで重要な役割を果たしているため、金属シリコンの価格はこの予測期間中の市場の成長にほとんど影響を及ぼさない可能性があります。
従来の精製方法では高純度のシリコンが生成され、大量の電気エネルギーと熱エネルギーの入力が必要になります。結果として、これらの方法では非常に高いエネルギーが必要となります。たとえば、シーメンスの方法では摂氏 1,000 度を超える温度が必要で、1 キログラムのシリコンを生産するのに最大 200 キロワット時の電力を使用できます。これらのエネルギー要件のため、シリコンを十分に高純度に精製するにはコストがかかります。したがって、必要なエネルギーが大幅に少なく、結果的に安価なシリコン製造方法を開発する必要がある。
電気精製は、アリゾナ州立大学の研究者が開発した新しいプロセスです。このプロセスは超高純度のシリコンを製造するために使用されます。この方法では、2 ステップおよび 3 電極のアプローチを使用して、冶金グレードのシリコンから超高純度のシリコンを直接供給します。これにより、標準的なシーメンスプロセスの使用が回避されます。このプロセスには、腐食性のトリクロロシランの存在、高いエネルギー要件、高額な価格など、いくつかの欠点があります。このプロセスにより、冶金グレードのシリコンから不純物が効果的に除去され、99.99999 パーセントを超える超高純度のシリコンが得られます。このプロセスでは、1 kg の超高純度シリコンを製造するのに必要なエネルギー投入量はわずか 20 kWh であり、これはシーメンス法で必要なエネルギー投入量と比較して 90% 削減されます。エネルギーコストの削減だけでも、節約されたシリコン 1 キログラムあたり 10 ドルに相当します。ソーラーグレードのシリコン金属の製造は、本発明が適用できる可能性のある分野の１つである。
金属シリコンの世界市場は、製品タイプと用途に分かれています。
冶金セグメントは市場への最大の貢献者であり、予測期間中に6.2%のCAGRで成長しました。アルミニウム合金は冶金用シリコン金属生産の大部分を占めます。輸送業界ではアルミニウム合金を使用することで、車両部品の軽量化が可能になります。太陽電池の製造に使用される冶金グレードのシリコンの売上は、太陽電池の設置増加により増加しました。
さらに、予測期間中、金属業界は冶金グレードのシリコンの使用増加から恩恵を受けると予想されます。技術の進歩によりエレクトロニクス産業が拡大し、冶金グレードのシリコン市場の発展に貢献しました。シリコーンおよびシランの製造における冶金グレードのシリコンの使用は、シリコーンおよびシランの幅広い用途のため、冶金グレードのシリコン市場の成長を促進します。
化学セグメントで 2 番目に大きいセグメントは、予測期間中に 5.3% の CAGR で成長すると予想されます。シリコーンは現在、消費財、エレクトロニクス、建設、パーソナルケア製品の製造に関係する産業を含む、数多くの重要な最終用途産業で利用されています。予測期間中に、さまざまな最終用途産業における超高純度シリコーンの需要の増加により、大きな成長の機会が現れることが予想されます。これらの用途では高レベルの材料純度が要求されるため、これらの材料は太陽光発電、ソーラーパネル製造、ナノエレクトロニクスに広く利用されています。さらに、超高純度シリコンは医療業界、特に医療用チューブやバルブ、膜、呼吸用マスク、器具ハンドルなどの製造に広く応用されています。シリコーン製品の多用途性は、化学グレードの金属シリコン市場を拡大する新たな機会をもたらします。
アルミニウム合金セグメントは市場に最も大きく貢献しており、予測期間中に 4.3% の CAGR で成長しました。合金は自動車、建設、海洋、輸送などのさまざまな産業で使用されているため、シリコン金属市場のこのサブセグメントは現在、世界で最大の市場シェアを保持しています。アルミニウム合金はその優れた性能により、自動車産業と建設産業の両方の分野で重要です。自動車業界は、燃費を向上させるために可能な限りコンポーネントの軽量化に重点を置いています。軽量アルミニウム合金は複雑な形状に鋳造できるため、いつか鋳鉄や鋼で作られたより重い部品に取って代わる可能性があります。多くの合金がこの説明に当てはまりますが、AlSi の種類は優れた特性を備えているため際立っています。これらの品質には、良好な鋳造性、高い耐食性、熱伝導性、および機械加工性が含まれます。
シリコーンセグメントは 2 番目に大きいセグメントであり、予測期間中に 5.3% の CAGR で成長すると推定されています。加工と性能の両方の点で、シリコーンがポリ塩化ビニル (PVC)、ポリエチレン (PE)、およびエチレン酢酸ビニルであるポリウレタン (PU) などの従来の熱可塑性プラスチックよりも優れていることは周知の事実です。シリコーンはその一例です。さらに、風化、温度、化学物質、紫外線などの環境制約下でも優れた性能を発揮します。さらに、環境条件にも耐えることができます。一方、パーソナルケア業界における天然シリコーンの代替品の出現により、予測期間中の業界のシリコーンの採用は減速すると予想されます。たとえば、化粧品原料を製造する米国の INOLEX 社は、シリコーンの代わりに使用できるエステルベースの皮膚軟化剤を導入しました。
世界のシリコン金属市場は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、LAMEAにわたって調査されています。
アジア太平洋地域は最も支配的な世界のシリコン金属市場であり、予測期間中に6.7%のCAGRで成長しています。アジア太平洋地域の金属シリコン市場は、インドや中国などの国の産業拡大によって加速されています。アルミニウム合金は、新しいパッケージング用途、自動車、電子機器において、予測期間中のシリコン需要を維持する上で重要な役割を果たすことが期待されています。日本、台湾、インドなどのアジア諸国ではインフラ整備が急速に進み、その結果、通信インフラ、ネットワークハードウェア、医療機器の売上が増加しています。シリコーンやシリコンウェーハなどのシリコンベースの材料として、シリコン金属の需要が増加しています。アジアの自動車消費の増加により、アルミニウム - シリコン合金の生産は予測期間中に増加すると予想されます。したがって、これらの地域のシリコン金属市場の成長機会は、輸送や乗客などの自動車の増加によるものです。
ヨーロッパは市場に 2 番目に寄与しており、予測期間中に 4.3% の CAGR で約 2 億 3,068 万米ドルに達すると推定されています。地域の自動車生産の増加が、この地域の金属シリコン需要の主な推進力です。ヨーロッパの自動車産業は確立されており、中間市場とハイエンド高級セグメントの両方向けの車両を生産する世界的な自動車メーカーの本拠地です。トヨタ、フォルクスワーゲン、BMW、アウディ、フィアットは自動車業界の重要なプレーヤーです。自動車、建築、航空宇宙産業における製造活動レベルの上昇の直接の結果として、この地域ではアルミニウム合金の需要が増加すると予想されています。
自動車技術と半導体製造の発展により、北米を構成する 3 か国はそれぞれ、シリコン金属市場を拡大する機会をもたらしています。広範囲にわたる都市化により、パーソナルコンピュータ、ラップトップ、ウェアラブルデバイス、人工知能、音声認識技術、ゲーム機、デジタルカメラなどの家庭用電化製品の需要が急増しています。
LAMEA はシリコン金属の成長市場です。自動車産業やエレクトロニクス産業への投資が金属シリコン市場に恩恵をもたらす可能性は十分にあります。さらに、ラテン語の力の増大 南米におけるマイクロエレクトロニクス分野のビジネスチャンスは、アメリカ市場とエレクトロニクス製造の進行中のグローバル化によって明るみに出ています。アルゼンチンは、さまざまな製造部門、特にハイテク産業に関連する部門で大きなチャンスを掴む構えだ。
