シリコン金属市場 サイズと展望 2025-2033

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シリコン金属市場の成長要因

アルミニウム-シリコン合金（AI-Si合金）の需要増加が市場成長を阻害

工業用途において、アルミニウムは他の金属と合金化することで、アルミニウム製品本来の利点を高めています。アルミニウムは様々な用途に使用されています。シリコンと組み合わせることで、鋳造材料の中でも最も重要な材料となる合金を形成できます。これらの合金は、鋳造性、機械的特性、優れた耐食性、耐摩耗性を兼ね備えているため、自動車産業や航空宇宙産業で幅広く使用されています。これは、耐摩耗性と耐腐食性にも優れているためです。銅やマグネシウムなどの微量元素を添加することで、合金の機械的特性を向上させることができ、熱処理に対する応答性も向上します。

強度を損なうことなく軽量な部品を開発することが、材料設計者としてこれらの目標を達成するための最も効果的な方法です。エネルギー節約と汚染制御は、材料設計者が継続的に追求すべき2つの目標です。その結果、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腐食性、そしてリサイクル性を備えています。アルミニウムシリサイド合金とシリサイド-マグネシウム合金は、軽量、耐腐食性、優れた機械的特性から、造船や海洋プラットフォームの部品製造に広く使用されています。

市場を牽引するシリコン金属の用途数

シリコンウエハーは通常、シリコン金属の副産物であるポリシリコンを用いて製造されます。シリコンウエハーは、現代の電子機器の基盤となる集積回路を製造するための主要材料です。これらのデバイスには、民生用電子機器から産業用および軍事用電子システムまで、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せざるを得なくなっています。この傾向は車載エレクトロニクスの需要増加につながり、半導体グレードの金属シリコン市場に新たな機会をもたらすことが期待されています。通信業界では、5Gネットワ​​ークの展開が急速に進んでいます。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。

金属シリコン市場の抑制要因

市場成長を阻害する高い生産コスト

サブマージアーク炉（SAF）では、特殊な加熱システムを用いて電力を用いて様々なフェロアロイを製造し、金属シリコンを生産します。例えば、メンテナンスの容易さや生産性の高さなどの利点があります。しかし、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ています。金属シリコン生産の原料である石英は、継続的な供給が不可欠です。鉱石から採掘される石英の採掘をコントロールしている世界的企業はごくわずかです。そのため、新規参入企業は石英の入手が困難になるでしょう。原材料の供給量やコストの変動は生産に影響を与えると予想されます。その結果、金属シリコンの生産コストは、使用するエネルギー量と炭素系還元剤の量に大きく左右されます。

高純度のシリコンを製造するための従来の精製方法では、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。シーメンス法では、1キログラムのシリコンを生産するのに最大200kWhの電力が必要であり、これは従来の使用量の2倍以上です。十分な純度でシリコンを精製するには、大量のエネルギーが必要です。金属シリコンの生産コストは高額であるため、予測期間中は市場の成長を抑制すると予想されます。しかし、金属シリコンの価格は、この予測期間中、市場の成長にほとんど影響を与えない可能性が高いでしょう。

金属シリコン市場の機会

生産コスト削減に向けた取り組みの強化が市場機会を促進

従来の精製方法では、高純度シリコンを生産するために、多大な電気エネルギーと熱エネルギーの投入が必要です。そのため、これらの方法は非常に多くのエネルギーを必要とします。例えば、シーメンス法では1,000℃を超える温度が必要であり、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消費します。このようなエネルギー要件のため、シリコンを十分に高い純度に精製するにはコストがかかります。そのため、エネルギー消費量を大幅に削減し、結果としてより安価なシリコン生産方法の開発が求められています。

電解精製は、アリゾナ州立大学の研究者によって開発された新しいプロセスです。このプロセスは超高純度シリコンの製造に使用されます。この方法は、2段階3電極アプローチを用いて、冶金グレードのシリコンから直接超高純度シリコンを生成します。腐食性トリクロロシランの存在、高いエネルギー消費量、高価格など、いくつかの欠点を持つ標準的なシーメンス製法は使用しません。このプロセスは、冶金グレードのシリコンから不純物を効果的に除去し、99.99999%を超える超高純度シリコンを生成します。このプロセスでは、超高純度シリコン1kgを製造するのに必要なエネルギーはわずか20kWhで、シーメンス製法で必要なエネルギー消費量と比較して90%削減されます。エネルギーコストの削減だけでも、シリコン1kgあたり10ドルの節約になります。太陽光発電グレードのシリコン金属の製造は、本発明が応用できる可能性のある分野の一つです。

セグメント分析

製品別

市場への最大の貢献は冶金セグメントであり、予測期間中に6.2%のCAGRで成長しました。冶金用シリコン金属生産の大部分はアルミニウム合金で占められています。輸送業界では、アルミニウム合金を使用することで軽量な車両部品が実現しています。太陽電池の設置増加に伴い、太陽電池製造に使用される冶金グレードシリコンの販売も増加しています。

さらに、予測期間中、金属業界は冶金グレードシリコンの使用量増加の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、これが冶金グレードシリコン市場の発展を後押ししました。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により、冶金グレードシリコン市場の成長を加速させます。

化学セグメントで2番目に大きなセグメントであるこのシリコンは、予測期間中に5.3%のCAGRで成長すると予想されています。シリコーンは現在、消費財、電子機器、建設、パーソナルケア製品の製造など、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、様々な最終用途産業における超高純度シリコーンの需要増加により、大きな成長機会が生まれると予想されます。これらの用途では高い材料純度が求められるため、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などで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でも広く利用されており、特に医療用チューブやバルブ、メンブレン、呼吸用マスク、器具ハンドルなどの製造に利用されています。シリコーン製品の多様性は、化学グレードのシリコン金属市場を拡大する新たな機会をもたらします。

用途別

アルミニウム合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4.3%のCAGRで成長します。合金は自動車、建設、海洋、輸送など、様々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占めています。優れた性能を持つアルミニウム合金は、自動車産業と建設産業の両方の分野で不可欠です。自動車産業は、燃費向上のため、可能な限り部品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、将来的には鋳鉄や鋼で作られた重い部品に取って代わる可能性があります。この条件に当てはまる合金は数多くありますが、AlSi合金は優れた特性を持つため、特に際立っています。これらの特性には、優れた鋳造性、高い耐腐食性、熱伝導性、機械加工性などが含まれます。

シリコーンセグメントは2番目に大きなセグメントであり、予測期間中に5.3%のCAGRで成長すると予測されています。加工性と性能の両面において、シリコーンはポリ塩化ビニル（PVC）、ポリエチレン（P.E.）、ポリウレタン（PU）（エチレン酢酸ビニル）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、シリコーンは耐候性、温度、化学物質、紫外線などの環境制約に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代替品の出現により、予測期間中の業界におけるシリコーンの普及は鈍化すると予想されています。例えば、米国に拠点を置く化粧品原料製造会社INOLEXは、シリコーンの代替として使用できるエステルベースのエモリエント剤を発売しました。

地域別インサイト

アジア太平洋地域：年平均成長率6.7%で主要地域

アジア太平洋地域は、予測期間中に年平均成長率6.7%で成長し、世界で最も大きなシリコン金属市場となっています。アジア太平洋地域のシリコン金属市場は、インドや中国などの国の産業拡大によって牽引されています。アルミニウム合金は、予測期間中、新しいパッケージングアプリケーション、自動車、電子機器におけるシリコン需要の維持に重要な役割を果たすと予想されます。日本、台湾、インドなどのアジア諸国ではインフラ開発が急速に進んでおり、通信インフラ、ネットワークハードウェア、医療機器の販売が増加しています。シリコーンやシリコンウェーハなどのシリコンベース材料向けのシリコン金属の需要は増加しています。アジアにおける自動車消費の増加により、予測期間中、アルミニウム-シリコン合金の生産量は増加すると予想されます。したがって、これらの地域におけるシリコンメタル市場の成長機会は、輸送や乗客などの自動車関連需要の増加によるものです。

ヨーロッパ：年平均成長率4.3%で最も急成長している地域

ヨーロッパは市場への貢献度が2番目に高く、予測期間中に年平均成長率4.3%で約23億3,068万米ドルに達すると推定されています。この地域の自動車生産の増加が、この地域におけるシリコンメタル需要の主な牽引役となっています。ヨーロッパの自動車産業は確立されており、ミドルクラス市場とハイエンドの高級車セグメントの両方の車両を生産する世界的な自動車メーカーの本拠地となっています。トヨタ、フォルクスワーゲン、BMW、アウディ、フィアットは、自動車業界の主要プレーヤーです。自動車、建設、航空宇宙産業における製造活動の活発化を直接的に受け、この地域におけるアルミニウム合金の需要増加が見込まれています。

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カ国はそれぞれ、シリコン金属市場拡大の機会を提供しています。都市化の進展に伴い、パソコン、ノートパソコン、ウェアラブルデバイス、人工知能、音声認識技術、ゲーム機、デジタルカメラといった消費者向け電子機器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シリコン金属市場に恩恵をもたらす可能性は十分にあります。さらに、ラテンアメリカの台頭により、南米におけるマイクロエレクトロニクス分野へのビジネスチャンスが高まっています。アメリカ市場とエレクトロニクス製造のグローバル化の進展は、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を浮き彫りにしています。アルゼンチンは、特にハイテク産業に関連する様々な製造業において、大きなチャンスを掴む態勢が整っています。

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シリコン金属市場のトップ競合他社

1. Anyang Wanhua Metal Material Co. Ltd.
2. Dow Inc.
3. Elkem ASA
4. Ferroglobe PLC
5. Henan ALOY New Material Co. Ltd.
6. Hoshino Silicon Industry Co. Ltd.
7. Lisa
8. Mississippi Silicon LLC
9. Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.
10. United Company RUSAL.

最近の開発状況

• 2022年5月、Dowは、Display Week 2022において、フレキシブルディスプレイと折りたたみ式ディスプレイにおける持続可能なイノベーションを促進する新しいシリコーンソリューションにスポットライトを当てました。
• 2022年5月、Dow、LOVE、YCJ、P&Gは共同で「Design for Circularity（循環型デザイン）」アート＆デザインコンペティションを開催しました。