太陽光用金属シリコンはポリシリコンと言われる 2010 年の世界生産量は30 万 tとみられ年率 40% の割合で増加している 30 万 t の生産に必要な金属シリコンは 60 万 t と考えられ表 1 の世界合計の約 10% に相当するなお世界のポリシリコンの生産能力は年間 50 万 t

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ゆきつつの
5 years ago
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1 鉱物資源マテリアルフローケイ素 (Si) 23.1 需給動向ケイ素 ( シリコン ) の原料は珪石で地殻に最も多く存在する酸素に次いで 2 番目に多いとされ資源量埋蔵量は非常に多いしかし工業用金属シリコンの生産に利用出来る良質の珪石は限られた地域でのみ採掘されている珪石は電気炉で精錬され金属シリコンとなり最終用途は電子機器通信機器等の半導体太陽電池部材シリコン樹脂アルミニウム添加剤鋼材添加材炉剤機械部品等幅広い現在日本では珪石からの精錬は行っておらず金属シリコンや合金鉄などの中間製品を全て輸入している世界のフェロシリコンと金属シリコンの生産量を表 1 に示す米国地質調査所 (United States Geological Survey:USGS) によれば世界のシリコン生産のうち約 5 分の 4 はフェロシリコンが占めると見られている日本の主要輸入相手国である中国が世界生産全体の生産量の 6 割を占めており圧倒的に多い表 1 フェロシリコン金属シリコンの生産単位 : 純分千 t 平均中国 2,360 2,900 3,300 4,000 4,310 4,600 3,578 インドカザフスタンウクライナロシアマケドニアアイスランドノルウェーフランス 1, スペイン南アフリカアメリカカナダブラジルベネズエラその他合計 4,720 4,970 5,590 6,160 6,304 6,900 5,774 出典 :USGS 中間製品は金属シリコン合金鉄系シリコン炭化物の 3 種に分けられる金属シリコンは半導体太陽電池部材に用いられる高純度金属シリコンと化学品アルミ添加剤に用いられる低純度金属シリコンに分類される高純度シリコンは金属シリコンと塩素を反応させ四塩化ケイ素 ( ガス化 ) としこれを蒸留して純度の高い製品を得る集積回路などの半導体素子に使用する超高純度のケイ素 ( 純度 11N 以上 )(SEG-Si) は高純度シリコンからさらに FZ( フローティングゾーン ) 法などのゾーンメルティングや Cz( チョクラルスキー ) 法などの単結晶成長法により製造される現在は半導体の高集積化により高純度化が進んでいるまた韓国の OCL KC もこの市場に参入し始めたことから一部の日本のメーカーもマレーシアに製造拠点を建設し海外メーカーへの対応を進めている太陽電池には半導体ほどの高純度は必要なく 6N 程度の純度でまた多結晶成長法での製造でもよく製造法も半導体級のプロセスを簡略化した方法が多い日本ではソーラーグレードシリコンは 9N を推奨しているまたソーラーグレードシリコンの市場規模は数年前から増加していたが韓国 OCL 独 Wackerbei 米 Hemlock MEMC などの大手企業が参入し現在では日本企業のシェアは 20% 程度となっている

2 太陽光用金属シリコンはポリシリコンと言われる 2010 年の世界生産量は30 万 tとみられ年率 40% の割合で増加している 30 万 t の生産に必要な金属シリコンは 60 万 t と考えられ表 1 の世界合計の約 10% に相当するなお世界のポリシリコンの生産能力は年間 50 万 tとみられている生産能力に余力があることに加え太陽光発電の変換効率からみてシリコンは優位であるため供給不足での価格の大幅な上昇は考えられず今後はポリシリコンの需要が高まっていくと考えられる現在の太陽光発電の消費地は欧州 65% 日本 5% 米国 10% で残りが中国東南アジア等であり欧州での需要が多い今後は米国中国の需要が伸長するものとみられている太陽光モジュールメーカーではサンテック英利緑色能源が世界の 1 2 位でありシャープや京セラなどの日本メーカーは中国に拠点を設立し中国産のセルを購入することで価格競争力をつけようとしているが日本での生産量は激減しているのが現状であるフェロシリコンはフェロマンガンなど合金鉄の一種でありその用途は製鋼原料 ( 鉄鋼及び鋳物用 ) である過去日本でも生産していたが現在では輸入フェロシリコンを加工し国内及び海外に供給されているシリコマンガンについては 12. マンガンを参照されたい炭化ケイ素は硬度が大きく化学的にも安定なことから耐火物研磨材として使用される最近の用途としてはファインセラミックスとしての用途も重要であり窒化ケイ素と共に高温構造材の代表的な材料となっているその他ハイテク分野では半導体製造装置の拡散炉部材であるライナーチューブプロセスチューブボード類等があるこの他ケイ素材料用途としては珪石そのものを SiO2 として使うガラス及び窯業分野がある 23.2 輸出入向 (1) 金属シリコン我が国のシリコン系中間製品の輸出入量を表 2 に示す 2010 年の多結晶シリコンの輸入は前年比 24.1% 増の 15,048t 単結晶シリコンは前年から 17.0% 減少し 4,866t となった低純度金属シリコンは前年比 46.7% 増と大幅に増加し 21 万 4,993t であった輸出は高純度金属シリコン及び太陽光グレード用シリコンが前年比 43% 増加し 12,169t となっている財務省貿易統計では多結晶単結晶が区別されていないまた新金属協会が集計した 2010 年の単結晶シリコンの輸出量は前年比 46% 増の 4,633t で増加の要因はアジアのメモリ関連及びファンドリーメーカーのシリコン消費の増加によるものとみられる単結晶の輸出量 4,633t を表 2 の高純度金属シリコンの輸出量に当てはめると単結晶の比率は約 38% となる (2) フェロシリコンフェロシリコンの輸出は前年比 68% 増の 8,489t であった輸出については前述のように輸入したフェロシリコンの再輸出もしくは輸入したフェロシリコンを二次加工したものの輸出であり輸出量のうち Si 品位が55% 以下のものが中心となっているこれは大半が輸入フェロシリコンを二次加工した銑鉄鋳物用の接種剤と見られタイやインドネシアなどの東南アジア向けが中心となっているフェロシリコンの輸入は輸出と同様に激減していた2009 年から一転し2008 年以前の水準を取り戻している 2010 年は前年比 63.4% 増の 8,489t であった輸入相手国は中国ブラジルロシアの 3 ヵ国で約 9 割を占めるこのうちブラジルからの輸入については鉄鋼メーカーや商社が保有する生産拠点からの調達が含まれている具体的には丸紅が日本重化学工業ブラジル合金鉄大手 Ferbasa 社と合弁で設立した Silicio de Alta Pureza da Bahia S.A.(SILBASA)

3 で不純物の少ない高純度フェロシリコンを生産し販売しているまた大阪特殊合金も 100% 子会社である Inonibras で高純度フェロシリコンを生産し日本へ輸入しているこれらの高純度シリコンは電磁鋼板のシリコン添加剤や銑鉄鋳物用の接種剤の主原料として使用されているまた JFE スチールもブラジル Nova Era 社でフェロシリコンを生産しており中国のオルドスマンガンアロイではシリコマンガン等を生産している日本重化学工業もブラジルの Bozel Mineracao S.A. にてカルシウムシリコンを生産している炭化ケイ素の輸入は前年比 125.1% 増の 85,830t 輸出は前年比 147% 増の 14,147t となっている各品目の輸出入量は世界的な景気後退の影響による大幅な減少がみられた 2009 年から 2008 年以前の水準に戻る傾向にある表 2 日本のシリコン系中間製品の輸出入量単位 : 純分 t 金属シリコン高純度金属シリコン輸入 13,396 15,092 17,520 17,985 19,914 輸出 5,923 6,778 8,364 8,496 12,169 うち多結晶輸入 8,641 9,501 11,553 12,122 15,048 輸出うち単結晶輸入 4,755 5,591 5,967 5,863 4,866 1) 輸出 4,554 5,198 4,366 3,181 4,633 低純度金属シリコン輸入 238, , , , ,993 輸出 899 1,665 1, 計輸入 251, , , , ,907 輸出 6,822 8,443 9,541 9,370 12,815 輸入 - 輸出 244, , , , ,092 合金鉄フェロシリコン輸入 407, , , , ,252 輸出 3,914 5,762 6,881 5,186 8,489 シリコンマンガン輸入 41,093 52,595 52,994 22,135 40,088 輸出化合物炭化ケイ素輸入 72,650 75,705 93,256 38,125 85,830 輸出 8,067 8,317 8,834 5,728 14,147 合計輸入 780, , , ,801 7,860,077 輸出 18,808 22,526 25,318 20,290 35,459 輸入 - 輸出 762, , , ,511 7,824,618 出典 : 財務省貿易統計 1) 新金属協会シリコン部会換算率 : フェロシリコン75% シリコンマンガン15% 炭化ケイ素 80% 23.3 価格動向シリコン系中間製品の輸出入価格動向を表 3 表 4 に示すまた図 1 図 2 に金属シリコンの輸出入価格動向を示す単結晶の輸入は世界的な景気後退の影響を受け 2009 年に水準が低下し 2010 年は消費量の増加とともに上昇に転じた多結晶は 07 年以前の水準に戻る傾向にある高純度金属シリコンの輸出は単結晶多結晶が区分されていないが輸出されたシリコンは半導体や太陽電池へ使用されていると見られる輸出価格は輸入価格と同様に 2008 年以降は高騰前の水準に戻る傾向にある

4 表 3 シリコン系中間製品の輸入価格単位 : 特記以外 $/kg /01 比高純度単結晶金属シリコン % 高純度多結晶金属シリコン % 低純度金属シリコン % フェロシリコン % シリコンマンガン % 炭化ケイ素 % 出典 : 財務省貿易統計表 4 シリコン系中間製品の輸出価格単位 : 特記以外 $/kg /01 比高純度金属シリコン % 低純度金属シリコン % フェロシリコン % シリコンマンガン % 炭化ケイ素 % 出典 : 財務省貿易統計単結晶多結晶低純度 100 $/kg 図 1 金属シリコンの輸入価格高純度金属 Si+4N 低純度 $/kg 図 2 金属シリコンの輸出価格

5 23.4 国内市場単結晶シリコンの国内需給を表 5 に示す 2010 年の国内生産は前年比 36.9% となり過去最高を記録した需要についても半導体市場が堅調であったことから国内消費は 32.9% 増となっているしかし秋口以降半導体市場は調整局面となった欧米景気の減速により PC の販売が減少したことや DRAM 価格の低下さらには景気刺激策が一巡したことが主な要因と見られる輸出は大幅に増加しており需要全体に占める割合が前年の 49% から 52% に増加しているこれについては前述のようにアジアの消費量増加によるものと見られる参考として多結晶シリコンの生産量の推移を表 6 に示す表 6 の生産のうちほとんどは単結晶へ振り向けられるが一部は太陽光発電に使用されている表 5 単結晶シリコンの国内需給単位 : 純分 t 供給国内生産 6,257 7,091 8,288 8,362 6,344 8,688 輸入 4,509 4,755 5,591 5,967 5,863 4,866 合計 10,766 11,846 13,879 14,329 12,207 13,554 需要国内消費 3,387 3,883 4,164 4,287 3,260 4,332 輸出 3,768 4,554 5,198 4,366 3,181 4,633 合計 7,155 8,437 9,362 8,653 6,441 8,965 需要 - 供給 -3,611-3,409-4,517-5,676-5,766-4,589 出典 : 新金属協会シリコン部会財務省貿易統計表 6 多結晶シリコンの生産単位 : 純分 t 多結晶シリコン 6,892 6,987 7,364 7,471 8,633 6,806 出典 : 新金属協会シリコン部会 23.5 我が国の主要生産者並びに生産品目中間生成物に係る我が国の主要生産者並びに生産品目は次のとおりである表 8 中間生産物に関する主要生産者及び生産品目主要生産者生産品目信越半導体シリコンウェハ SUMCO シリコンウェハコバレントマテリアルシリコンウェハシルトロニックジャパンシリコンウェハエムセテックシリコンウェハトクヤマ多結晶シリコン大阪チタニウムテクノロジーズ多結晶シリコン日本電工 ( 新日鉄系 ) シリコマンガン中央電気工業 ( 住友金属系 ) シリコマンガン神戸製鋼所シリコマンガン東洋電化フェロシリコン日本重化学工業シリコマンガン粉出典 : 各社ウェブサイト

6 鉱物資源マテリアルフロー 2011 表 9 太陽光ポリシリコンメーカー三菱マテリアル主要生産者出典 : ウェブサイトポリシリコン生産品目 23.6 海外投資の状況我が国企業による海外投資の状況は表 10 のとおりである表 10 我が国企業による海外投資の状況現地法人名所在地域主たる株主生産品目 Silicio de Alta Pureza da ブラジル Bahia S.A.(SILBASA) 丸紅 24.62% 日本重化学工業 24.12% 高純度フェロシリコン Inonibras S.A. ブラジル大阪特殊合金 100% 高純度フェロシリコン Nova Era Silicon S.A. ブラジル JFE スチール 74.5% 三菱商事 25.5% フェロシリコン Bozel Mineracao S.A. ブラジル日本重化学工業 100% カルシウムシリコンオルドスマンガンアロイ中国 JFE スチール 24.5% 三井物産 24.5% シリコマンガン錦州日電合金鉄有限公司中国日本電工 10% 豊田通商 25.6% シリコマンガン出典 : 各社ウェブサイト他 23.7 リサイクルの現状と評価高純度金属シリコンは単結晶多結晶共に高価なこともあり加工工程で発生したスクラップは基本的に全て回収される特に多結晶金属シリコンスクラップの受け皿として太陽電池インゴットウェハの用途が確立されているまた IC メーカーの製造工程で発生するシリコンウェハのスクラップは太陽光発電用の原料またはアルミ合金添加剤としてリサイクルされる但し切断時での切粉については汚泥となって現在産廃処理としてセメント原料が埋立てとして利用されており本件での処理について研究がされているシリコン樹脂は現状は産業廃棄物として処理されている未だそのリサイクルシステムは確立されておらず今後の課題と思われるアルミ地金鉄鋼用シリコンは基本的に屑 ( 鉄アルミスクラップ ) として回収されているが電磁鋼板 (Si 含有量 2~4.5%) に添加されるシリコンはむしろ普通鋼材としては不純物扱いとされるところもあり有効利用という面では未だ問題が残されている炭化ケイ素から作られる炉材機械部品等の使用済み製品からの回収はその効率性の面からほとんど行われていないと見られる

7 ケイ素 (Si) のマテリアルフロー (2010) 2010 年ベース単位 :( ) 内は Si 純分 t その他はマテリアル t : 原料製品のフロー : スクラップのフロー < 原料 > < 中間製品 > < 最終製品 > < 主要用途 > < リサイクル > 高純度 Si 単結晶単結晶インゴット単結晶シリコンウェハ半導体無し輸入量 4,866 アメリカ 2,437 韓国 766 その他 1,663 金属シリコン高純度 Si 多結晶輸入量 15,048 アメリカ 9,360 ドイツ 2,716 輸出量 12,169( 単結含む ) 単結晶多結晶インゴット多結晶単結晶シリコンウェハ単結晶 8,688t 多結晶 6,806t 半導体用高純度 Si 単多結晶太陽電池無しその他 Si 化学用 Si シリコン樹脂不明珪石 (SiO2) 輸入量 214,993 中国 196,444 ノルウェー 7,825 ブラジル 6,729 輸出量 646 アルミ添加剤アルミ地金 ( 母合金 ) アルミ屑で回収フェロシリコン鋼材各種鉄鋼製品鉄鋼屑で回収合金鉄炭化物輸入量 556,336(417,252) 中国 384,317 ブラジル 55,996 輸出量 11,318 シリコマンガン輸入量 267,255(40,088) 中国 29,678 インド 121,766 輸出量 54 炭化ケイ素輸入量 107,287(85,830) 中国 104,637 ブラジル 704 輸出量 17,684 含マンガン鋼材耐火研削材普通鋼特殊鋼鉄鋼等炉材機械部品等 1. 鉱石埋蔵量 (Reserves):N.A.(USGS:MCS 2011) 2. 換算率フェロシリコン :75% シリコマンガン :15% 炭化ケイ素 :80% 3. 出典 : 工業レアメタル 2011 財務省貿易統計新金属協会鋳物製品自動車用部品鉄道車両産業機械等鉄屑で回収鉄鋼には Si は殆ど含まれず殆ど回収無し

8 イ ( ) リサイクルの現状主な応用製品利用形態使用済みの存在形態リサイクル形態リサイクルの現状備考形態量 ( 注 1) リサイクルの実態リサイクルのリサイクル率評価 (A~G) ( 注 4) (t) サイクル ( 注 2) ( 注 3) 単結晶シリコンウェハ半導体廃棄パソコン廃棄家電等不明原料として戻す不明 100% E 工程スクラップは回収太陽電池インゴットウェハ太陽電池廃棄ソーラ不明無し不明 - G 切断時の切粉を含めた汚泥として産廃処理化学用シリコンシリコン樹脂家電等不明無し不明 - E 産業廃棄物として処理電磁鋼板等モータ自動車用鋼板等鉄鋼屑不明鋼材として回収不明 100% B 高炉用の添加剤又は輸出 ( 電炉で炉材として使用 ) 硬度鋼材レール等鉄鋼屑不明鋼材として回収不明 - B 電炉又は海外へリロール材輸出 Sic 炉材機械部品等再生不明回収不明 - B 脱酸剤として再利用注 1 の量の単位 : 3 現状評価 4 リサイクルのボトルネック ( ) は使用量純分 t A. 応用製品が消耗品であると解決の難易度その他は発生量純分 t B. 添加物として使用されている毒性保管の危険性の有無等 C. リサイクルの流通システムがない 2 リサイクル : D. 効果的なリサイクル技術がない ( ) 内は推定耐用年数 E. 経済性がないその他は実リサイクル量 F. 需要開発が十分になされていない G. その他

31.鉱物資源マテリアルフロー2017ケイ素 (Si)

31.鉱物資源マテリアルフロー2017ケイ素 (Si) 1. 需給動向 1-1. 世界の需給動向ケイ素 (Siliconシリコン ) は酸素に次いで 2 番目に多い元素で資源量埋蔵量は非常に多いケイ素はその多くが二酸化ケイ素 ( シリカ SiO 2 ) の形で存在し古くから研磨剤や耐火材ガラスの原料として使用されているまた鋼材の添加剤として製鉄工程では電気炉において鉄 1tあたり約 4kg前後のケイ素が使われるケイ素合金として製鉄の脱酸素剤に用いられるほか