메탈실리콘

파우더 형태의 메탈실리콘

메탈실리콘(MG-Si, Metallurgical Grade Silicon)은 광산에서 추출한 규석과 카본(Carbon)을 용해/환원과정을 거쳐 만들어지는 원료로, 합금, 반도체 및 태양광 소재의 핵심인 폴리실리콘(Poly-silicon) 제조의 주원료로 사용된다. 메탈실리콘은 모래에서 추출한 규소의 가공 방식에 따라 무기실리콘과 유기실리콘으로 나뉜다. 무기실리콘은 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 실리콘 전지의 주재료인 폴리실리콘의 원료다. 폴리실리콘은 반도체용과 태양전지용으로 나누는데, 반도체용으로 10%를 소비하고 있고, 태양전지용으로 90% 정도를 소비하고 있다.

개요

메탈실리콘은 지구상 원소 중에서 가장 많이 존재하는 원소로서 세미메탈, 메탈, 논메탈 형태로 존재하며, 천연적으로 실리카 또는 실리케이트 형태로 구성 되어있다. 메탈실리콘은 광범위하게 공업 생산에 사용되는 명칭으로, 실리콘 함량이 97%이상을 포함하는 제품이며, 생산방식은 원료로 규소와 탄소를 사용한다. 99 Silicon metal의 의미는 금속 실리콘 금속 또는 결정질 실리콘 금속으로 실리콘이 99 % 이상 포함된 제품이다. 실리콘은 지구상에서 최대 25.8 %까지 존재하며 크리스탈, 석영, 석영 자갈, 천연 실리카 모래를 포함하여 실리카 또는 규산염으로 존재한다. 자원은 풍부한 하나, 세계의 실리콘 금속 자원 분포가 고르지 못하여 브라질, 마다가스카르와 과테말라, 미국, 캐나다, 러시아, 프랑스, 중국, 중동 등 30개 국에만 집중되어 있다. 메탈실리콘은 SiO₂ 원석과 부재료(전극, 콜타르, 카본, 우드칩등)를 전기로에서 가공하여 Si 순도 99.3% 이상의 Metallurgical Silicon 생산된다. SiO₂ 원석의 순도와 불순물의 특성에 따라 생산되는 메탈실리콘의 순도가 결정된다.

생산

메탈실리콘 생산원료

국가별 메탈실리콘의 생산량

메탈실리콘은 석영(Quartz)을 고온에서 환원제와 함께 가열을 통해 순수 실리콘을 얻는 공정으로 구성되어 전기세가 원가의 가장 높은 부분을 차지하고 있으며, 그외 환원제가 30%, 전극이 10%로 구성되어 있다. 메탈실리콘 사업이 핵심은 질 좋은 석영 광산과 전기세가 싼곳에서 생산라인을 운영하는 것이 주요하며, 많은 양의 물류가 필요하여 수출에 따른 지리적 위치가 우수한 곳이 사업이 성공 여부를 결정할 수 있다.

메탈실리콘의 생산 방법은 원재료, 부재료를 용해로에 용해 시킨후 출탕, 응고작업 및 럼프생산공정으로 진행된다.

메탈실리콘의 생산은 국가별로 분류 시 중국이 50%이상 차지하고 있으며, 러시아, 노르웨이, 브라질 등 국가에서 생산된다. 그러나 최근 중국의 전기사용량 규제와, 환경오염규제로 인해 메탈실리콘 생산량은 줄고 있어 국내 폴리실리콘 기업은 중국제품의 의존도를 낮추기 위해 원재료 구매 다각화를 진행중에 있다.

응용

메탈실리콘은 전통적으로 알미늄-합금 및 화학산업에서 많은 수요가 있으며 반도체시장 및 태양광시장의 성장에 따라 새로운 수요의 창출의 기회가 있다. 산업별 메탈실리콘의 사용 비율은 알미늄합금산업 : 50%, 화학산업(유기실리콘) : 30%, 반도체 및 Solar 산업 : 20%, ·향후에는 Solar 산업의 비중증가 예상된다.

메탈실리콘의 응용분야

용도	사용 형태	응용 제품
폴리실리콘	POWDER	반도체, 태양광
유기실리콘	POWDER	섬유유연제, 제포제 및 항박테리아 처리제, 밀폐제, 윤활제, 도료 및 합성고무, 전자산업용 실리콘 웨이퍼 화장품, 가구 및 차량용 광택제
합금	LUMP	알루미늄합금, 철강합금
특수GAS	POWDER	Mono-실란(SiH₄), ELTLFFKS(Si₂H₆), 삼염화실란(HSiCl₃)
3D 프린팅	POWDER	3D 프린팅 원료

제품의 분류

메탈실리콘은 실리콘의 함량이 98%~99.99% 순도로 순도가 높을수록 반도체용 재료로 사용된다. 메탈실리콘의 분류는 불순물의 함량에 의해 정해 진다. 불순물로는 철, 알루미늄, 칼슘 등이 있다.

제품의 분류

Specification	Silicon Metal(Min) %	Ferrum(Max)%	Aluminum(Max)%	Calcium(Max)%	Phosphorus(Max)ppm	Granularity(Min)90%
1101	99.79	0.1	0.1	0.01	30ppm	10-100mm
1501	99.69	0.15	0.15	0.01	30ppm	10-100mm
2202	99.58	0.2	0.2	0.02	30ppm	10-100mm
2202	99.58	0.2	0.2	0.02	50ppm
2202	99.58	0.2	0.2	0.02	unlimit
2502	99.48	0.25	0.25	0.02	30ppm	10-100mm
2502	99.48	0.25	0.25	0.02	50ppm
2502	99.48	0.25	0.25	0.02	unlimit
3303	99.37	0.3	0.3	0.03	/	/
411	99.4	0.4	0.1	0.1	/	/
421	99.3	0.4	0.2	0.1	/	/
441	99.1	0.4	0.4	0.1	/	10-100mm
551	98.9	0.5	0.5	0.1	/	/
553	98.7	0.5	0.5	0.3	/	10-100mm
substandard		>0.50	>0.50	>0.30	/	/

관련회사

• 한국메탈실리콘㈜(Korea Metal Silicon Co., LTD) : 특수합금, 특수가스, 유기실리콘 첨가제, 폴리실리콘 등의 원료로 사용되는 메탈실리콘 분말을 생산하고 공급하는 회사이다. 한국메탈실리콘㈜은 지난 2008년부터 강원도 영월 공장에서 연 2,400톤의 고순도 실리콘 분말을 생산하고 있다. 회사는 실리콘 덩어리를 분쇄해 일정 크기로 제조하는 기술을 축적해왔기 때문에 저렴한 실리콘 음극재를 공급할 수 있는 장점이 있다. 한국메탈실리콘㈜은 벤처기업, ISO 9001, 이노비즈(INNOBIZ), 2017년 강원도 유망중소기업 인증을 받았고 자체적으로 개발하여 취득한 특허 및 메탈실리콘 파우더 플랜트 시설을 보유하고 있다. 2008년 5월에 설립되었고 대표이사는 최종오이다. 회사 주소는 강원도 영월군 영월읍 팔괴 1 농공단지길 21-28이고 2020년 회사 매출액은 7억 4,800만원이고 사원수가 10명인 중소기업이다.

시장 전망

치솟는 메탈실리콘 가격

에너지컨설팅 기업 우드매켄지는 메탈실리콘에 대한 태양광 에너지 부문 수요가 2021년은 전체의 19%에 달할 것이라고 전망했다. 2020년(59만5000t)보다 6만t가량 늘어난다는 계산이다. 태양광 설비 수요가 늘어나면서 주원료인 메탈실리콘 가격이 치솟고 있다. 메탈실리콘의 주요 생산지인 중국이 전력량 관리를 위해 감산 명령을 내린 것도 가격 인상을 부채질했다. 로이터통신에 따르면 중국과 유럽, 미국 시장에서 거래되는 메탈실리콘 가격은 t당 4000달러 수준으로 올랐다. 중국에서 거래되는 메탈실리콘 가격은 2021년 9월 19일 기준 4700달러까지 치솟았다. 2020년 4분기에 비해 두 배가량 높은 가격이다. 영국 에너지가격평가기관 아거스미디어는 관련 조사를 시작한 이래 15년 만에 가장 높은 가격이라고 밝혔다. 메탈실리콘은 유럽에서 t당 4137달러, 미국에선 t당 3924달러 수준으로 올랐다.

참고자료

• 허세민 기자, 〈뜨거운 태양광 발전 실리콘값 불붙었다〉, 《한경닷컴》, 2021-09-22
• 〈메탈실리콘의 제조기술과 응용분야 > INI COLUMN | INI R&C〉, 《㈜아이앤아이 알앤씨》
• 최호 기자, 〈메탈실리콘〉, 《전자신문》, 2011-11-25
• 최호 기자, 〈한국메탈실리콘, 국내최초 메탈실리콘파우더 생산 전용 양산설비 구축〉, 《솔라투데이》, 2012-02-26

같이 보기

• 금속
• 실리콘
• 폴리실리콘

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산업 : 산업, 산업혁명, 기술, 제조, 기계, 전자제품, 정보통신, 반도체, 화학, 바이오, 건설, 유통, 서비스, 에너지, 전기, 소재, 원소 □■⊕, 환경, 직업, 화폐, 금융, 금융사, 부동산, 부동산 거래, 부동산 정책, 아파트, 건물, 토지 원소 갈륨 • 경수소 • 구리 • 규소 • 금 • 금속 • 금속이온 • 나트륨(소듐) • 나트륨이온 • 납 • 네오디뮴 • 네온 • 니켈 • 동소체 • 동위원소 • 라돈 • 라듐 • 란타넘 • 란타넘족 • 루비듐 • 루테늄 • 리튬 • 리튬메탈 • 리튬이온 • 마그네슘 • 망가니즈(망간) • 바나듐 • 바나듐이온 • 방사성 동위원소 • 백금 • 베릴륨 • 붕소 • 브로민 • 비소 • 비철금속 • 사마륨 • 산소 • 삼중수소 • 세슘 • 셀레늄 • 수소 • 수소이온 • 수은 • 스칸듐 • 아르곤 • 아연 • 아연이온 • 아이오딘(요오드) • 악티늄 • 악티늄족 • 안정 동위원소 • 알루미늄 • 염소 • 오가네손 • 우라늄 • 원소 • 원자 • 은 • 인 • 저마늄(게르마늄) • 전이금속 • 전이후금속 • 제논 • 족 • 주기 • 주기율표 • 주석 • 준금속 • 중금속 • 중수소 • 지르코늄 • 질소 • 철 • 초우라늄 • 카드뮴 • 칼륨(포타슘) • 칼슘 • 코발트 • 코페르니슘 • 크로뮴(크롬) • 크립톤 • 타이타늄(티타늄) • 탄소 • 탄소-14 • 텅스텐 • 토륨 • 팔라듐 • 플루오린 • 플루토늄 • 할로젠(할로겐) • 핵종 • 헬륨 • 헬륨3 • 황 화합물 LNO • pH • 갈륨비소 • 강 • 강철 • 경수 • 고분자 • 공유결합 • 과산화수소 • 과산화은 • 그래핀 • 금속결합 • 금속산화물 • 뉴세라믹 • 단백질 • 단일결합 • 두랄루민 • 디메틸 카보네이트 • 리튬 니켈 산화물 • 리튬산화물 • 리튬인산철 • 리튬 코발트 산화물 • 리튬 티타늄 산화물 • 메탄올 • 메탈실리콘 • 메테인 • 무기화합물 • 무쇠(주철) • 무수수산화리튬 • 물 • 반응식 • 벤젠 • 분자 • 분자량 • 분자식 • 불소 • 불화리튬(플루오린화 리튬) • 불화수소 • 붕산리튬 • 뷰텐(부틸렌) • 비금속 • 산 • 산성 • 산화물 • 산화은 • 산화제 • 산화철 • 산화칼슘 • 산화코발트 • 삼중결합 • 삼중수 • 선철 • 설탕 • 세라믹 • 셀룰로이드 • 소금 • 수산화나트륨 • 수산화니켈 • 수산화리튬 • 수산화물 • 수산화아연 • 수산화이온 • 수산화칼륨 • 수산화칼슘 • 수산화코발트 • 수증기 • 순물질 • 순철 • 실리카(이산화규소) • 실리콘 (규소) • 실험식 • 아미노산 • 아세테이트 • 아세트산 • 아세틸렌 • 아이소프렌(이소프렌) • 아크릴로나이트릴 • 알칼리 • 알칼리성 • 알코올 • 암모니아 • 얼음 • 에탄올 • 에테인 • 에틸렌 • 에틸렌 카보네이트 • 연철 • 염 • 염기 • 염기성 • 염산 • 염화나트륨 • 염화마그네슘 • 염화비닐라이덴 • 염화수소 • 염화칼륨 • 염화칼슘 • 올레핀 • 옹스트롬 • 요소 • 요소수 • 유기화합물 • 유리탄소 (free carbon) • 유리탄소 (glassy carbon) • 이산화망가니즈 • 이산화탄소 • 이산화티타늄 • 이소부틸렌(아이소뷰텐) • 이오노머 • 이온결합 • 이중결합 • 인산 • 인산리튬 • 인산염 • 인산철 • 인조흑연 • 일산화탄소 • 전기화학반응 • 중수 • 증류수 • 질산 • 질산나트륨 • 질산염 • 질산칼륨 • 질화리튬 • 질화물 • 천연흑연 • 청동 • 초분자 • 카르빈 • 카보네이트(탄산염) • 카본블랙 • 탄산 • 탄산나트륨 • 탄산리튬 • 탄산에틸렌 • 탄산이온 • 탄산칼륨 • 탄산칼슘 • 탄소강 • 탄소나노튜브 • 탄소화합물 • 탄화규소 • 탄화수소 • 특수강 • 페놀 • 페라이트 • 페로브스카이트 • 폴리부틸렌 • 폴리아미드 • 풀러렌 • 프로포폴 • 프로필렌 • 하이니켈 • 합금 • 홑원소물질 • 화학 • 화학결합 • 화학반응 • 화학반응식 • 화학식 • 화합물 • 환원제 • 황동 • 황산 • 황산니켈 • 황산망간 • 황산코발트 • 황화리튬 • 황화물 • 흑린 • 흑연 위키 : 자동차, 교통, 지역, 지도, 산업, 기업, 단체, 업무, 생활, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반