Где добывают кремний: Цена на кремний, появление, добыча и использование

Содержание

Страница не найдена — Портал Продуктов Группы РСС

Сообщите нам свой адрес электронной почты, чтобы подписаться на рассылку новостного бюллетеня. Предоставление адреса электронной почты является добровольным, но, если Вы этого не сделаете, мы не сможем отправить Вам информационный бюллетень. Администратором Ваших персональных данных является Акционерное Общество PCC Rokita, находящееся в Бжег-Дольном (ул. Сенкевича 4, 56-120 Бжег-Дольный, Польша ). Вы можете связаться с нашим инспектором по защите личных данных по электронной почте: .

Мы обрабатываем Ваши данные для того, чтобы отправить Вам информационный бюллетень — основанием для обработки является реализация нашей законодательно обоснованной заинтересованности или законодательно обоснованная заинтересованность третьей стороны – непосредственный маркетинг наших продуктов / продуктов группы PCC .

Как правило, Ваши данные мы будем обрабатывать до окончания нашего с Вами общения или же до момента, пока Вы не выразите свои возражения, либо если правовые нормы будут обязывать нас продолжать обработку этих данных, либо мы будем сохранять их дольше в случае потенциальных претензий, до истечения срока их хранения, регулируемого законом, в частности Гражданским кодексом.

В любое время Вы имеете право:

  • выразить возражение против обработки Ваших данных;
  • иметь доступ к Вашим данным и востребовать их копии;
  • запросить исправление, ограничение обработки или удаление Ваших данных;
  • передать Ваши персональные данные, например другому администратору, за исключением тех случаев, если их обработка регулируется законом и находится в интересах администратора;
  • подать жалобу Президенту Управления по защите личных данных.

Получателями Ваших данных могут быть компании, которые поддерживают нас в общении с Вами и помогают нам в ведении веб-сайта, внешние консалтинговые компании (такие как юридические, маркетинговые и бухгалтерские) или внешние специалисты в области IT, включая компанию Группы PCC .

Больше о том, как мы обрабатываем Ваши данные Вы можете узнать из нашего Полиса конфиденциальности.

Кремний / Хабр

Процессор? Песок? А какие у вас с этим словом ассоциации? А может Кремниевая долина?

Как бы там ни было, с кремнием мы сталкиваемся каждый день и если вам интересно узнать что такое Si и с чем его едят, прошу под кат.



Введение

Будучи студентом одного из московских вузов с специальностью «Наноматериалы», я хотел познакомить тебя, дорогой читатель, с самыми важными химическими элементами нашей планеты. Я долго выбирал с чего начать, углерод или кремний, и все таки решил остановиться именно на Si, потому что сердце любого современного гаджета основано именно на нем, если можно так выразиться конечно. Излагать мысли постараюсь предельно просто и доступно, написав этот материал я рассчитывал, в основном на новичков, но и более продвинутые люди смогут почерпнуть что-то интересное, так же хотелось бы сказать, что статья написана исключительно для расширения кругозора заинтересовавшихся. Итак, приступим.

Silicium

Кремний (лат. Silicium), Si, химический элемент IV группы периодической системы Менделеева; атомный номер 14, атомная масса 28,086.

В природе элемент представлен тремя стабильными изотопами: 28Si (92,27%), 29Si (4,68%) и 30Si (3,05%).

Плотность (при н.у.) 2,33 г/см³

Температура плавления 1688 K


Порошковый Si

Историческая справка

Соединения Кремния, широко распространенные на земле, были известны человеку с каменного века. Использование каменных орудий для труда и охоты продолжалось несколько тысячелетий. Применение соединений Кремния, связанное с их переработкой, — изготовление стекла — началось около 3000 лет до н. э. (в Древнем Египте). Раньше других известное соединение Кремния — оксид SiO2 (кремнезем). В 18 веке кремнезем считали простым телом и относили к «землям» (что и отражено в его названии). Сложность состава кремнезема установил И. Я. Берцелиус. Он же впервые, в 1825, получил элементарный Кремний из фтористого кремния SiF4, восстанавливая последний металлическим калием. Новому элементу было дано название «силиций» (от лат. silex — кремень). Русское название ввел Г. И. Гесс в 1834.


Кремний очень распространен в природе в составе обыкновенного песка

Распространение Кремния в природе

По распространенности в земной коре Кремний — второй (после кислорода) элемент, его среднее содержание в литосфере 29,5% (по массе). В земной коре Кремний играет такую же первостепенную роль, как углерод в животном и растительном мире. Для геохимии Кремния важна исключительно прочная связь его с кислородом. Около 12% литосферы составляет кремнезем SiO2 в форме минерала кварца и его разновидностей. 75% литосферы слагают различные силикаты и алюмосиликаты (полевые шпаты, слюды, амфиболы и т. д.). Общее число минералов, содержащих кремнезем, превышает 400.

Физические свойства Кремния

Думаю тут останавливаться особо не стоит, все физические свойства имеются в свободном доступе, а я же перечислю самые основные.

Температура кипения 2600 °С

Кремний прозрачен для длинноволновых ИК-лучей

Диэлектрическая проницаемость 11,7

Твердость Кремния по Моосу 7,0

Хотелось бы сказать, что кремний хрупкий материал, заметная пластическая деформация начинается при температуре выше 800°С.

Кремний — полупроводник, именно поэтому он находит большое применение. Электрические свойства кремния очень сильно зависят от примесей.

Химические свойства Кремния

Тут много конечно можно сказать, но остановлюсь на самом интересном. В соединениях Si (аналогично углероду) 4-валентен.

На воздухе кремний благодаря образованию защитной оксидной пленки устойчив даже при повышенных температурах. В кислороде окисляется начиная с 400 °С, образуя оксид кремния (IV) SiO2.

Кремний устойчив к кислотам и растворяется только в смеси азотной и фтористоводородной кислот, легко растворяется в горячих растворах щелочей с выделением водорода.

Кремний образует 2 группы кислородсодержащих силанов — силоксаны и силоксены. С азотом Кремний реагирует при температуре выше 1000 °С, Важное практическое значение имеет нитрид Si3N4, не окисляющийся на воздухе даже при 1200 °С, стойкий по отношению к кислотам (кроме азотной) и щелочам, а также к расплавленным металлам и шлакам, что делает его ценным материалом для химической промышленности, а так же для производства огнеупоров. Высокой твердостью, а также термической и химической стойкостью отличаются соединения Кремния с углеродом (карбид кремния SiC) и с бором (SiB3, SiB6, SiB12).

Получение Кремния

Я думаю это самая интересная часть, тут остановимся поподробнее.

В зависимости от предназначения различают:


1.Кремний электронного качества

(т. н. «электронный кремний») — наиболее качественный кремний с содержанием кремния свыше 99,999 % по весу, удельное электрическое сопротивление кремния электронного качества может находиться в интервале примерно от 0,001 до 150 Ом•см, но при этом величина сопротивления должна быть обеспечена исключительно заданной примесью т. е. попадание в кристалл других примесей, хотя бы и обеспечивающих заданное удельное электрическое сопротивление, как правило, недопустимо.


2.Кремний солнечного качества

(т. н. «солнечный кремний») — кремний с содержанием кремния свыше 99,99 % по весу, используемый для производства фотоэлектрических преобразователей (солнечных батарей).



3.Технический кремний

— блоки кремния поликристаллической структуры, полученного методом карботермического восстановления из чистого кварцевого песка; содержит 98 % кремния, основная примесь — углерод, отличается высоким содержанием легирующих элементов — бора, фосфора, алюминия; в основном используется для получения поликристаллического кремния.

Кремний технической чистоты (95-98%) получают в электрической дуге восстановлением кремнезема SiO2 между графитовыми электродами. В связи с развитием полупроводниковой техники разработаны методы получения чистого и особо чистого кремния. Это требует предварительного синтеза чистейших исходных соединений кремния, из которых кремний извлекают путем восстановления или термического разложения.

Поликристаллический кремний («поликремний») — наиболее чистая форма промышленно производимого кремния — полуфабрикат, получаемый очисткой технического кремния хлоридными и фторидными методами и используемый для производства моно- и мультикристаллического кремния.
Традиционно поликристаллический кремний получают из технического кремния путём перевода его в летучие силаны (моносилан, хлорсиланы, фторсиланы) с последующими разделением образующихся силанов, ректификационной очисткой выбранного силана и восстановлением силана до металлического кремния.
Чистый полупроводниковый кремний получают в двух видах: поликристаллический (восстановлением SiCl4 или SiHCl3 цинком или водородом, термическим разложением SiI4 и Sih5) и
монокристаллический (бестигельной зонной плавкой и «вытягиванием» монокристалла из расплавленного кремния — метод Чохральского).

Тут можно увидеть процесс выращивания кремния, методом Чохральского.

Метод Чохральского — метод выращивания кристаллов путём вытягивания их вверх от свободной поверхности большого объёма расплава с инициацией начала кристаллизации путём приведения затравочного кристалла (или нескольких кристаллов) заданной структуры и кристаллографической ориентации в контакт со свободной поверхностью расплава.

Применение Кремния

Специально легированный кремний широко применяется как материал для изготовления полупроводниковых приборов (транзисторы, термисторы, силовые выпрямители тока, тиристоры; солнечные фотоэлементы, используемые в космических кораблях, а так же много всякой всячины).

Поскольку кремний прозрачен для лучей с длиной волны от 1 до 9 мкм, его применяют в инфракрасной оптике.

Кремний имеет разнообразные и все расширяющиеся области применения. В металлургии Si

используется для удаления растворенного в расплавленных металлах кислорода (раскисления).

Кремний является составной частью большого числа сплавов железа и цветных металлов.

Обычно Кремний придает сплавам повышенную устойчивость к коррозии, улучшает их литейные свойства и повышает механическую прочность; однако при большем его содержании Кремний может вызвать хрупкость.

Наибольшее значение имеют железные, медные и алюминиевые сплавы, содержащие кремний.

Кремнезем перерабатываются стекольной, цементной, керамической, электротехнической и другими отраслями промышленности.

Сверхчистый кремний преимущественно используется для производства одиночных электронных приборов (например процессор твоего компьютера) и однокристальных микросхем.

Чистый кремний, отходы сверхчистого кремния, очищенный металлургический кремний в виде кристаллического кремния являются основным сырьевым материалом для солнечной энергетики.

Монокристаллический кремний — помимо электроники и солнечной энергетики используется для изготовления зеркал газовых лазеров.


Сверхчистый кремний и продукт его производства

Кремний в организме

Кремний в организме находится в виде различных соединений, участвующих главным образом в образовании твердых скелетных частей и тканей. Особенно много кремния могут накапливать некоторые морские растения (например, диатомовые водоросли) и животные (например, кремнероговые губки, радиолярии), образующие при отмирании на дне океана мощные отложения оксида кремния (IV). В холодных морях и озерах преобладают биогенные илы, обогащенные кремнием, в тропических морях — известковые илы с низким содержанием кремния. Среди наземных растений много кремния накапливают злаки, осоки, пальмы, хвощи. У позвоночных животных содержание оксида кремния (IV) в зольных веществах 0,1-0,5%. В наибольших количествах кремний обнаружен в плотной соединительной ткани, почках, поджелудочной железе. В суточном рационе человека содержится до 1 г кремния. При высоком содержании в воздухе пыли оксида кремния (IV) она попадает в легкие человека и вызывает заболевание — силикоз.

Заключение

Ну вот и все, если вы дочитали до конца и немного вникли, то вы на шаг ближе к успеху. Надеюсь писал я не зря и пост понравился хоть кому-то. Спасибо за внимание.

История великого кремниевого ограбления — Bird In Flight

Индустриальный канал Теодор длиной 3 мили не так суров, как может показаться из его названия. Этот водоем на окраине города Мобайл, штат Алабама, появился в результате масштабного осушения земель, начавшегося в конце 1970-х. Сейчас канал привлекает небольшие рыбацкие лодки и коричневых пеликанов, которые соревнуются друг с другом за пятнистую форель. Однако менее приятных видов и запахов не избежать: канал окружают фабрика по производству цемента, доки, где отмывают закопченные суда, и горевший в 2002 году завод по производству фенола. В конце канала возвышаются стройные перегонные колонны завода «Мицубиси» по производству поликристаллического кремния.

Завод «Мицубиси» является, вероятно, самым высокотехнологичным членом «химического коридора» южной Алабамы — участка земли протяженностью 60 миль (96 километров), забитого производителями всего на свете: от защитных покрытий до искусственных подсластителей и препаратов для уничтожения насекомых. После того как закрытие большой базы ВВС уничтожило экономику Мобайла в начале 1970-х, муниципалитет и правительство штата решили превратить этот регион в производственный центр для химических компаний, которые зачастую предпочитают размещать свои заводы у рек, озер и заливов.

Принадлежащий японцам поликремниевый завод «Мицубиси» открылся в конце 1990-х. Сырьем для предприятия был металлургический кремний, который добывают из измельченного в порошок кварцита. В этой неочищенной форме кремний демонстрирует свойства, которые делают его столь необходимым для техиндустрии. Он может одновременно и проводить электричество, и сопротивляться ему — отсюда и название полупроводник — даже при высоких температурах. Однако в металлургическом кремнии слишком много частиц железа, алюминия и кальция, чтобы его можно было использовать в высокотехнологичных продуктах, от которых ожидают безотказной работы на многие годы. Поэтому материал необходимо химически очищать — для начала смешивать с соляной кислотой при температуре в почти 300°C.

После того как примеси удалены в ходе многочисленных циклов дистилляции, получившийся опасный сплав — он называется кремнехлороформ — заливают в цилиндрический горн, который заполнен кремниевыми прутами длиной 7 футов (чуть больше 2 метров). В горн добавляют водород, а температуру повышают до 1000°C. Это вытягивает гиперочищенные кристаллы кремния из кремнехлороформа, заставляя их оседать на прутьях. Спустя несколько дней прутья оказываются покрыты сероватым поликремнием. После его срезают в виде цилиндров длиной около 30 сантиметров, с помощью кислот очищают до блеска и упаковывают в герметичные сумки для отправки покупателям.

Когда подавляющее большинство производителей подходит к концу этого процесса, их поликремний очищен на 99,999999%, что на отраслевом жаргоне называется «в 8-й степени». Это означает, что на каждые 100 миллионов атомов кремния приходится не более одного атома примеси. Но хотя это звучит впечатляюще, подобного рода поликремний годится только для солнечных батарей — достаточно простых устройств, которым нет необходимости проводить сложные вычисления. Им нужно лишь создавать электрический ток, позволяя солнечному свету возбуждать электроны атомов кремния. Около 90% всего поликремния используют в солнечных батареях.

Завод «Мицубиси» в Алабаме производит поликремний «в 11-й степени», в котором один атом с примесью приходится на 100 миллиардов атомов кремния. Этот поликремний, известный как кремний для электронной промышленности, идет на производство вафельного материала, из которого потом делают микропроцессоры. Производители вафельного материала расплавляют поликремний в 11-й степени, добавляют в него ионы фосфора или бора, чтобы усилить проводимость, и придают получившемуся монокристаллическому кремнию форму чушек. Затем эти чушки нарезают на круги толщиной около миллиметра. Теперь они готовы к тому, чтобы их украсили гирляндами крошечных микросхем в стерильных производственных помещениях компаний Micron и Intel.

Завод «Мицубиси» в районе Индустриального канала Теодор — один из десятка по всему миру, где производят поликремний такой степени очистки. Люди, знакомые с этим процессом, говорят, что подобный технический успех был результатом не только педантичной работы инженеров. Это также логический итог той заботы, которая была вложена в строительство завода и его составляющих в соответствии с высокоточными техническими условиями. Однако похоже, что дотошность «Мицубиси» не распространялась на более элементарную задачу обеспечения безопасности.

Кремниевая долина на Днепре — МинПром

Публикации

В СССР Украина была ключевым регионом выпуска высокочистого кремния для электроники и солнечных батарей. С распадом Союза эта отрасль в стране чуть не исчезла, сохранилось лишь производство конечного продукта – монокристаллов. Это позволило сберечь технологическую базу, и инвесторы прилагают усилия по восстановлению целостных производственных цепочек.

Бытует мнение, что в Украине уже сегодня есть хорошие предпосылки для активного развития таких высокотехнологичных перспективных отраслей и бизнес-направлений, как приборостроение, ИТ-индустрия (включая разработку программного обеспечения), интенсивное сельское хозяйство и др. Впрочем, кроме этого, страна уже много лет активно и небезуспешно работает в некоторых узких сегментах высоколиквидных мировых рынков. Одним из показательных примеров является производство высокочистого кремния.

Работа на экспорт

Чистый кремний – это сырьевой материал для двух промышленных направлений: солнечной энергетики и электроники. В первом случае допускается сравнительно более низкое качество продукта, во втором требуется максимальное, для которого есть особый термин – кремний полупроводникового (или электронного) качества. В природе кремний входит в состав различных силикатов и алюмосиликатов, среди которых наиболее распространенным считается кремнезем – многочисленные формы диоксида кремния SiO2 (речной песок, кварц и пр.). Из него в электропечах получают металлокремний путем восстановления углем или коксом. Затем необходимо произвести поликристаллический кремний, для чего пригоден как металлокремний, так и трихлорсилан – легколетучая жидкость. Наконец, из поликремния в специальных ростовых печах выращивают монокремний. Добавим, сырьевой металлокремний также применяется при выпуске ряда сплавов и других металлургических продуктов. А получение чистого кремния – не столько металлургический, сколько химический процесс.

Эксперты отмечают, что работа электроники как отрасли невозможна без высокочистого кремния. Но только наиболее развитые страны способны на создание и поддержание всей технологической цепочки. Сегодня это Германия, Италия, США и Япония. Рынок контролируют всего 6 ведущих операторов: Wacker (Германия), МЕМС (Италия), Toshiba Ceramics и Mitsubishi Materials-Silicon (обе – Япония), Komatsu Electronic Metals и Shin-Etsu Semiconductors (обе – США). В последнее время ежегодное производство монокремния превысило 30 тыс. тонн, из которых более 20 тыс. тонн приходится на США.

Однако подчеркнем, что еще в 1990 годах в этот список входила и Украина. Два отечественных предприятия, Запорожский титано-магниевый комбинат (ЗТМК) и Донецкий химико-металлургический завод (ныне – химико-металлургическая фабрика Мариупольского МК им. Ильича), обеспечивали 85% всего поликремния в СССР и 4-5% в мире. Ныне профильные мощности по поликремнию сохранились (законсервированы) лишь на ХМФ ММК им. Ильича. Причина закрытия – высокая себестоимость, которая превысила прибыли еще в начале 2000 годов.

При этом в 2002 году из состава ЗТМК была выведена вертикаль выпуска чистого кремния – от трихлорсилана до монокремния, а также кремниевых эпитаксиальных структур и структур с диэлектрической изоляцией (заготовки для интегральных микросхем). На базе этих мощностей был создан небезызвестный запорожский Завод полупроводников, отмечает отраслевой аналитик Владимир Пиковский. Кроме того, в стране действуют такие ключевые поставщики монокристаллов, как «Пиллар» (Киев), «Силикон», «Чистые металлы» (оба – Светловодск Полтавской области). По словам экономистов, первый больше ориентирован на европейский рынок, а последние два – на Азию. Действительно, почти весь украинский монокремний экспортируется, так как внутреннее потребление крайне мало и еще больше упало с мировым кризисом. С другой стороны, в последние годы на внутреннем рынке активно развивалась солнечная энергетика, да и бурный рост национальной ИТ-индустрии приводит к постепенному расширению спроса на полупроводниковые монокристаллы.

Возможные перспективы

Это обстоятельство наряду с общим посткризисным восстановлением глобальной экономики формирует предпосылки для дальнейшего развития производства чистого кремния в Украине. Тем более что его международный рынок оставался дефицитным даже в кризисные годы. Сопредседатель Фонда энергетических стратегий Дмитрий Марунич связывает это с активным ростом альтернативной энергетики и развитием электронной промышленности. «Если будет спрос, совокупную производительность отечественных ростовых печей по монокремнию можно будет расширить в разы. А это даст средства для перезапуска мощностей по поликристаллам и сырью», – полагает он. Поставщиком новых агрегатов могут быть как западные профильные компании, так и, например, предприятие «Красмаш» (Россия), много десятков лет изготовляющее ростовые печи и другое специальное оборудование.

Специалисты добавляют, что для развития сектора есть хорошая сырьевая база: суммарные запасы основного сырья – кварцитов – превышают в стране 180 млн тонн. Месторождения есть в Житомирской, Кировоградской, Днепропетровской области (Овручское, Толкачевское, Белокоровицкое, Васильковское, Ивановское). Так, Овручское по качеству кристаллических кварцитов и запасам не имеет аналогов в Европе: содержание SiO2 в исходном материале тут составляет 98,8%, разведанные запасы – более 150 млн тонн, прогнозные – 500 млн тонн. В Советском Союзе на УССР приходилось более 21% добычи кварцевого сырья.

Неудивительно, что и в кризисные годы инвесторы проявляют интерес к рассматриваемому бизнес-сектору. Именно с этим В.Пиковский связывает утверждение Кабмином Юлии Тимошенко в 2009 году программы создания химико-металлургической отрасли производства чистого кремния. Предусматривалась организация выпуска высокочистой продукции в годовом объеме 5000 тонн. Программу оценили в 2,7 млрд грн., включая 2,5 млрд грн. различных инвестиций. И, в отличие от многих других масштабных госпрограмм, работы по данной были проведены заметные, прежде всего на Заводе полупроводников в Запорожье. Еще в конце 2008 его купила Activ Solar (связываемая с Андреем Клюевым) и за 2,5 года провела масштабную модернизацию, восстановив мощности и по поли-, и по монокристаллам, и по трихлорсилану. Тем самым был восстановлен цикл изготовления монокремния, ранее работавший на ЗТМК. Нетрудно догадаться, что продукция использовалась в первую очередь для нужд солнечных электростанций, которые Activ Solar до 2014 года активно строила в Украине.

Эксперты допускают, что после общеэкономической стабилизации Киев может вернуться к данной программе (тем более что к власти пришли примерно те же силы, что и в 2005-2009 годах, когда она была принята). Главный стимул такого возвращения очевиден – высокая рентабельность монокремния, цена которого даже при «солнечном» качестве сегодня составляет 130-140 долл./кг, а полупроводниковый еще дороже. Кроме модернизации Завода полупроводников, проект предполагает создание вертикально интегрированной структуры с участием как запорожского предприятия, так и «Чистых металлов», ХМФ комбината им. Ильича. В то же время госпрограмма не предполагает поддержки (или хотя бы сотрудничества) с небольшими, но современными украинскими производителями монокремния – «Пиллар», «Силтек», «Семикор» и др. В плане же сырьевой базы намечено приоритетно развивать Мацковское месторождение (Глуховский р-н Сумской области) с оценочными запасами примерно в 100 тыс. тонн богатых кварцесодержащих руд. Мацковское находится в пределах более крупного месторождения кварцитов – Баничского, с запасами свыше 600 тыс. тонн.

Возвращение к программе возможно в 2015-2016 годах даже в случае не слишком быстрого экономического восстановления Украины, считают аналитики. Лидеры мирового рынка чистого кремния могут вложить деньги в отечественные мощности в своих собственных интересах. Правда, для этого нужна хотя бы политическая стабильность в стране. Технологические же площадки для подобных инвестиций имеются и работают.

Максим Полевой

МинПром

Как найти кремний в природе

КАК ПОДДЕРЖАТЬ УРОВЕНЬ И СОДЕРЖАНИЕ КРЕМНИЯ В ОРГАНИЗМЕ?

Очень хорошим подспорьем для каждого будет кремниевая вода, приготовленная просто методом обычного настаивания на природном материале.

Собрать более мелкие камни, чтобы поверхность соприкосновения кремния с водой была возможно большей.

Воду постоянно сливают и используют для клизмы. Нижний слой воды 3-4 см выбрасывают. Обычно настаивание длится 2-3 дня. Настаивать кремниевую воду можно при комнатной температуре. Лучше всего в эмалированной посуде с крышкой. Для приготовления пищи и промывной воды для клизмы настаивают воду 2 дня. Для лечения 5-7 дней.

Каждый раз после сливания воды ведро и кремний промывайте проточной водой.

Черный камень практически нерасходуемый природный материал. Он будет «работать», не требуя замены, отдыха и регенерации для вас, и ваших детей.

«Черный сланец»

Это черные листы кремня, полученные при расслоении скальной породы. Происхождение органогенное. При минералогическом исследовании установлен высокий процент содержания кремния около 50 %. При настаивании в течение суток черный сланец дает высокий процент перехода окислов кремния в воду, выше, чем любая известная минеральная вода. Кремниевую воду можно использовать для питья, приготовления пищи, умывания, компрессов, полоскания горла и т. д.

Потребление кремниевой воды зависит от потребности каждого человека.

Кремниевую воду обязательно сливайте с камешков и только тогда используйте для приготовления пищи.

Камни не кипятите. Все свои целебные для человека качества кремниевая вода сохраняет неопределенно долго. Хранить ее лучше всего при комнатной температуре в закрытой посуде. Водные растворы целебных трав и сборов на кремниевой воде значительно более эффективны, чем на обычной водопроводной.

Кремниевую воду применяют при домашнем консервировании с целью улучшения качества продуктов.

Срезанные цветы и зелень дольше сохраняют свежесть в кремниевой воде.

КАК НАЙТИ КРЕМНИЙ (SI) В ПРИРОДЕ

Чтобы не ошибиться в выборе, проверьте его, ударив стальным предметом как бы вскользь. Если искры сыплются, значит, кремень.

Из более чем семисот его разновидностей для лечения годится только опалово-халцедоновый. Если его расколоть, внутренняя сторона будет темно-серой или черной (из-за магния), матовой.  Можно взять и красновато-черный камень, в котором есть железо.

Эту информацию нам прислал В.Кирсанов

Как найти кремний в природе

Отыскать кремень в природе легко. Его очень много среди морской или речной гальки. А чтобы не ошибиться в выборе, проверьте его, ударив стальным предметом как бы вскользь. Если искры сыплются, значит, кремень. Из более чем семисот его разновидностей для лечения годится только опалово–халцедоновый. Если его расколоть, внутренняя сторона будет темно–серой или черной (из–за магния), матовой. Можно взять и красновато–черный камень, в котором есть железо.

Кремневая вода сочетает в себе вкус и свежесть родниковой, чистоту и структуру талой и бактерицидные свойства серебряной воды.

Если рядом с постелью больного поставить емкость с водой, в которой лежит кремень, воздух станет чище и здоровее.

Кремний – темносерое, блестящее кристаллическое вещество, хрупкое и очень твердое, кристаллизуется в решетке алмаза. Это типичный полупроводник (проводит электричество лучше, чем изолятор типа каучука, и хуже проводника – меди). При высокой температуре кремний весьма реакционноспособен и взаимодействует с большинством элементов, образуя силициды, например силицид магния Mg2Si, и другие соединения, например SiO2 (диоксид кремния), SiF4(тетрафторид кремния) и SiC (карбид кремния, карборунд). Кремний растворяется в горячем растворе щелочи с выделением водорода: Si + NaOH ® Na4SiO4 + 2H2­.

Рынок кремния: стратегия вертикальной интеграции

08.01.2020 • Издатель: Marketpublishers

Мировой рынок кремния, а точнее поликристаллического кремния (поликремния), достаточно олигополистичен по своей природе, учитывая тот факт, что полным циклом его производства владеют немногие страны. Однако, сама кремниевая отрасль, включая стадии добычи, переработки, очистки и производства конечной продукции, представлена многочисленными компаниями разного размера и профиля, выпускающими широкую гамму продукции для различных секторов потребления. Более того, мировые ресурсы для получения металлического кремния имеются в изобилии в большом количестве стран. Тем не менее, основные игроки на рынке кремния и поликремния всегда стремились к увеличению доли вертикальной интеграции своего бизнеса. Это помогает им обеспечивать поставки необходимых сырьевых материалов в долгосрочной перспективе и повышать гибкость товарных позиций, тем самым лучше удовлетворяя запросы своих клиентов. 

Компании, которые не рассматривали кремниевый и поликремниевый бизнес как приоритетный, нередко продавали его более профильным компаниям. Так, в сентябре 2019 года корпорация DuPont продала за 450 млн. долларов США свой бизнес, связанный с полупроводниковыми решениями, южнокорейскому производителю поликристаллических кремниевых пластин для сегмента солнечной энергетики – компании SK Siltron. Аналогично, 13 лет назад корпорация Shell Solar продала компании SolarWorld AG бизнес по выпуску поликремния так называемого «солнечного» качества. Уместно отметить, что данная сделка не принесла особых дивидендов SolarWorld AG, которая позднее была признана неплатежеспособной, а её действующее американское подразделение, компания SolarWorld Americas, было приобретено американской компанией SunPower в 2018 году. 

Подобная история является вполне типичной для кремниевой отрасли. От её участников нередко требуется умение совмещать высокую степень специализации своего рынка со способностью строить вертикальное интегрированные и системные структуры, которые бы эффективно защищали этих участников от многочисленных рыночных вызовов. Данный рынок характеризуется высокой технологичностью, волатильностью и зависимостью от решений регуляторного характера. Что касается последнего, то достаточно вспомнить недавнюю инициативу китайского правительства в области сворачивания субсидирования многочисленных проектов, связанных с кремниевой продукцией. Данная инициатива получала название политики Новой Сделки 531. Китайское правительство решило, что уровень подобного субсидирования крайне высок. Реализация данного плана привела к перепроизводству и падению цен на кремний в 2018 году. Причём, это коснулось не только китайского рынка, но и всех производителей, расценивающих китайский рынок в качестве приоритетного. В настоящее время, китайское правительство, обеспокоенное обострением экологических проблем, приняло решение пересмотреть данную инициативу. В условиях подобной нестабильности, важно развивать степень вертикальной интеграции и создавать то, что группа компаний Wacker Group (далее Wacker) характеризует, как интегрированную систему производства на основе кремния. 

Компания Wacker является крупнейшим производителем сверхчистого кремния для электронной промышленности и солнечной энергетики, а также разработчиком технологий в этой области. Суммарная мощность Wacker по выпуску поликремния достигает 80 тыс. тонн в год. Она производит поликремний по технологии корпорации Сименс. Поликремниевые мощности расположены в следующих местах: г. Бургхаузен (Германия) – 40 тыс. тонн в год; г. Нюнхриц (Германия) – 20 тыс. тонн в год; г. Чарльстон (шт. Теннесси, США) – 20 тыс. тонн в год.

Кроме того, кремниевый бизнес компании Wacker интегрирован в другие направления её деятельности, особенно в производство силиконов (полиорганосилоксанов). Например, в октябре 2019 года Wacker ввела в строй структурную единицу по выпуску пирогенного кремнезёма (высокочистого аморфного диоксида кремния) мощностью 13 тыс. тонн в год на своём заводе в г. Чарльстон. Этот завод выпускает и поликремний. Известно, что производство сверхчистого поликремния подразумевает трансформацию кремниевого сырья в тетрахлорсилан, большие количества которого получаются как побочный продукт реакции с хлористоводородным газом. Тетрахлорсилан можно затем запустить в производственный цикл поликремния или трансформировать в пирогенный кремнезём. Подобная интеграция различных сырьевых, промежуточных и конечных продуктов гарантирует необходимую коммерческую гибкость и создает добавочную стоимость. 

Подробный анализ мирового рынка кремния доступен в аналитическом исследовании «Обзор мирового рынка кремния и перспективы развития до 2028 г.», подготовленном компанией Merchant Research & Consulting, Ltd.

КОНТАКТЫ

The Market Publishers, Ltd.
Наталия Астер
Тел: +44 208 144 6009
Факс: +44 207 900 3970
[email protected]
MarketPublishers.ru

Как на самом деле производят процессоры

Песок. В наших компьютерах в буквальном смысле песок, вернее — составляющий его кремний. Это основной элемент, благодаря которому в компьютерах всё работает. А вот как из песка получаются компьютеры.

Что такое процессор

Процессор — это небольшой чип внутри вашего компьютера или телефона, который производит все вычисления. Об основе вычислений мы уже писали — это транзисторы, которые собраны в сумматоры и другие функциональные блоки.

Если очень упрощённо — это сложная система кранов и труб, только вместо воды по ним течёт ток. Если правильным образом соединить эти трубы и краны, ток будет течь полезным для человека образом и получатся вычисления: сначала суммы, потом из сумм можно получить более сложные математические операции, потом числами можно закодировать текст, цвет, пиксели, графику, звук, 3D, игры, нейросети и что угодно ещё.

Кремний

Почти все процессоры, которые производятся в мире, делаются на кремниевой основе. Это связано с тем, что у кремния подходящая внутренняя атомная структура, которая позволяет делать микросхемы и процессоры практически любой конфигурации.

Самый доступный источник кремния — песок. Но кремний, который получается из песка, на самом первом этапе недостаточно чистый: в нём есть 0,5% примесей. Может показаться, что чистота 99,5% — это круто, но для процессоров нужна чистота уровня 99,9999999%. Такой кремний называется электронным, и его можно получить после цепочки определённых химических реакций.

Когда цепочка заканчивается и остаётся только чистый кремний, можно начинать выращивать кристалл.

Кристалл и подложка

Кристаллы — это такие твёрдые тела, в которых атомы и молекулы вещества находятся в строгом порядке. Проще говоря, атомы в кристалле расположены предсказуемым образом в любой точке. Это позволяет точно понимать, как будет вести себя это вещество при любом воздействии на него. Именно это свойство кристаллической решётки используют на производстве процессоров.

Самые распространённые кристаллы — соль, драгоценные камни, лёд и графит в карандаше.

Большой кристалл можно получить, если кремний расплавить, а затем опустить туда заранее подготовленный маленький кристалл. Он сформирует вокруг себя новый слой кристаллической решётки, получившийся слой сделает то же самое, и в результате мы получим один большой кристалл. На производстве он весит под сотню килограмм, но при этом очень хрупкий.

Готовый кристалл кремния.

После того, как кристалл готов, его нарезают специальной пилой на диски толщиной в миллиметр. При этом диаметр такого диска получается около 30 сантиметров — на нём будет создаваться сразу несколько десятков процессоров.

Каждую такую пластинку тщательно шлифуют, чтобы поверхность получилась идеально ровной. Если будут зазубрины или шероховатости, то на следующих этапах диск забракуют.

Готовые отполированные пластины кремния.

Печатаем транзисторы

Когда диски отполированы, на них можно формировать процессоры. Процесс очень похож на то, как раньше печатали чёрно-белые фотографии: брали плёнку, светили сверху лампой, а снизу клали фотобумагу. Там, куда попадал свет, бумага становилось тёмной, а те места, которые закрыло чёрное изображение на плёнке, оставались белыми.

С транзисторами всё то же самое: на диск наносят специальный слой, который при попадании света реагирует с молекулами диска и изменяет его свойства. После такого облучения в этих местах диск начинает проводить ток чуть иначе — сильнее или слабее.

Чтобы так поменять только нужные участки, на пути света помещают фильтр — прямо как плёнку в фотопечати, — который закрывает те места, где менять ничего не надо.

Потом получившийся слой покрывают тонким слоем диэлектрика — это вещество, которое не проводит ток, типа изоленты. Это нужно, чтобы слои процессора не взаимодействовали друг с другом. Процесс повторяется несколько десятков раз. В результате получаются миллионы мельчайших транзисторов, которые теперь нужно соединить между собой.

Соединяем всё вместе

То, как соединяются между собой транзисторы в процессоре, называется процессорной архитектурой. У каждого поколения и модификации процессоров своя архитектура. Все производители держат в секрете тонкости архитектуры, потому что от этого может зависеть скорость работы или стоимость производства.

Так как транзисторов много, а связей между ними нужно сделать немало, то поступают так: наносят токопроводящий слой, ставят фильтр и закрепляют проводники в нужном месте. Потом слой диэлектрика и снова токопроводящий слой. В результате выходит бутерброд из проводников, которые друг другу не мешают, а транзисторы получают нужные соединения.

Токопроводящие дорожки крупным планом. На фото они уже в несколько слоёв и не мешают друг другу.

В чём сложность

Современные процессоры производятся на нанометровом уровне, то есть размеры элементов измеряются нанометрами, это очень мало.

Если, например, во время печати очень толстый мальчик упадёт на пол в соседнем цехе, еле заметная ударная волна прокатится по перекрытиям завода и печатная форма немного сдвинется, а напечатанные таким образом транзисторы окажутся бракованными. Пылинка, попавшая на пластину во время печати — это, считай, загубленное ядро процессора.

Поэтому на заводах, где делают процессоры, соблюдаются жёсткие стандарты чистоты, все ходят в масках и костюмах, на всех воздуховодах стоят фильтры, а сами заводы находятся на сейсмических подушках, чтобы толчки земной коры не мешали производить процессоры.

Крышка и упаковка

Когда дорожки готовы, диск отправляют на тесты. Там смотрят на то, как работает каждый процессор, как он греется и сколько ему нужно энергии, заодно проверяют на брак.

В зависимости от результатов процессоры с одной пластины могут получить разную маркировку и продаваться по разной стоимости. Те процессоры, которые получились более удачными, становятся дорогими серверными продуктами. Те, где кто-то рядом чихнул или вздохнул, имеют некоторые несовершенства и дефекты, их могут отправить на потребительскую линию.

После тестов диск разрезают на готовые процессорные ядра.

Пластина со множеством одинаковых процессорных ядер.Робот вырезает ядра из готовой пластины.

После этого к ядру процессора добавляют контакты, чтобы можно было вставить его в материнскую плату, и накрывают крышкой. Чёрный или металлический прямоугольник, из которого торчат ножки, — это как раз крышка.

Крышка выполняет две функции: защищает сам кристалл от повреждений и отводит от него тепло во время работы. Дело в том, что миллионы транзисторов при работе нагреваются, и если процессор не остужать, то он перегреется и кристалл может испортиться. Чтобы такого не произошло, на крышку процессора ставят воздушные кулеры или делают водяное охлаждение.

Система на чипе

Чипы процессоров уже настолько маленькие, что под одной крышкой можно поместить какое-нибудь ещё устройство. Например, видеосистему — то, что обсчитывает картинку перед выводом на экран. Или устройство радиосвязи с антенной.

В какой-то момент на маленьком чипе площадью около 1 см2 уже можно было поместить процессор, видео, модем и блютус, сделать всё нужное для поддержки памяти и периферии — в общем, система на чипе. Подключаете к этому хозяйству экран, нужное количество антенн, портов и кнопок, а главное — здоровенную батарею, и у вас готовый смартфон. По сути, все «мозги» вашего смартфона находятся на одном маленьком чипе, а 80% пространства за экраном занимает батарея.

• Кремний: рейтинг ведущих стран-производителей 2020

• Кремний: рейтинг ведущих стран-производителей 2020 | Statista

Другая статистика по теме

Silicon

Пожалуйста, создайте учетную запись сотрудника, чтобы иметь возможность отмечать статистику как избранную. Затем вы можете получить доступ к своей любимой статистике через звездочку в шапке.

Зарегистрироваться

Пожалуйста, авторизируйтесь, перейдя в «Мой аккаунт» → «Администрирование».Затем вы сможете пометить статистику как избранную и использовать оповещения о личной статистике.

Аутентификация

Сохранить статистику в формате .XLS

Вы можете скачать эту статистику только как Премиум пользователь.

Сохранить статистику в формате .PNG

Вы можете скачать эту статистику только как Премиум пользователь.

Сохранить статистику в формате .PDF

Вы можете скачать эту статистику только как Премиум пользователь.

Показать ссылки на источники

Как пользователь Premium вы получаете доступ к подробным ссылкам на источники и справочной информации об этой статистике.

Показать подробности об этой статистике

Как пользователь Premium вы получаете доступ к справочной информации и подробностям о выпуске этой статистики.

Статистика закладок

Как только эта статистика обновится, вы немедленно получите уведомление по электронной почте.

Да, сохранить как избранное!

….и сделать мою исследовательскую жизнь проще.

Изменить параметры статистики

Для использования этой функции требуется как минимум Единая учетная запись .

Базовая учетная запись

Знакомство с платформой

У вас есть доступ только к базовой статистике.
Эта статистика не включена в вашу учетную запись.

Один аккаунт

Однокомнатный счет

Идеальный учет входа для отдельных пользователей

  • Мгновенный доступ до 1 м Статистика
  • Скачать в XLS, PDF & PNG Формат
  • Подробный Список литературы

$ 59 $ 39 / месяц

*

в первые 12 месяцев

Корпоративный счет

Полный доступ

Корпоративное решение со всеми функциями.

* Цены не включают налог с продаж.

Самая важная статистика

Самая важная статистика

Самая важная статистика

Самая важная статистика

Самая важная статистика

Самая важная статистика

Самая важная статистика

Дополнительная статистика

Узнайте больше о том, как Statista может помочь вашему бизнесу.

Геологическая служба США. (5 февраля 2021 г.). Основные страны по производству кремния в мире в 2020 году (в 1000 метрических тонн) [График]. В Статистике. Получено 10 февраля 2022 г. с https://www.statista.com/statistics/268108/world-silicon-production-by-country/

Геологическая служба США. «Основные страны по производству кремния в мире в 2020 году (в 1000 метрических тонн)». Диаграмма. 5 февраля 2021 г. Статистика. По состоянию на 10 февраля 2022 г. https://www.statista.com/statistics/268108/world-silicon-production-by-country/

Геологическая служба США.(2021). Основные страны по производству кремния в мире в 2020 году (в 1000 метрических тонн). Статистика. Statista Inc.. Дата обращения: 10 февраля 2022 г. https://www.statista.com/statistics/268108/world-silicon-production-by-country/

Геологическая служба США. «Основные страны по производству кремния в мире в 2020 году (в 1000 метрических тонн)». Statista, Statista Inc., 5 февраля 2021 г., https://www.statista.com/statistics/268108/world-silicon-production-by-country/

Геологическая служба США, Основные страны по производству кремния в мире в 2020 г. (в 1000 метрических тонн) Statista, https://www.statista.com/statistics/268108/world-silicon-production-by-country/ (последнее посещение 10 февраля 2022 г.)

Где в мире добывают кремний

Ведущими производителями металлического кремния были Китай, Норвегия и Бразилия. В 2019 году на Китай приходилось примерно 64% ​​от общего мирового производства кремниевых материалов.

Где в мире чаще всего встречается кремний?

Китай на сегодняшний день является крупнейшим в мире производителем кремния, включая содержание кремния для ферросилиция и металлического кремния.В 2019 году в Китае было произведено около 4,5 млн метрических тонн кремния, что составляет около двух третей мирового производства кремния в размере семи миллионов метрических тонн в том году.

Кто является крупнейшим экспортером кремния?

Экспортеры и импортеры Кремний чистотой >99,99 % занимает 930-е место среди наиболее продаваемых продуктов в мире. В 2019 году крупнейшими экспортерами кремния чистотой >99,99% были США (835 млн долларов), Германия (833 млн долларов), Южная Корея (496 млн долларов), Япония (373 млн долларов) и Китайский Тайбэй (240 млн долларов).

Откуда в США кремний?

Как основные экспортеры кремния в Соединенные Штаты, на Россию и Бразилию приходилось 20 процентов импорта кремния США. Кремниевые сплавы и металлы важны в различных отраслях промышленности. Ферросилиций широко используется в черной металлургии и сталелитейной промышленности.

Какая страна является крупнейшим производителем кремния?

Ведущими производителями металлического кремния были Китай, Норвегия и Бразилия. В 2019 году на Китай приходилось примерно 64% ​​от общего мирового производства кремниевых материалов.

Какие продукты содержат кремний?

Пищевые источники кремния. Основными источниками диетического кремния являются цельные зерна, фрукты, напитки и овощи в указанном порядке [14, 22, 56, 64] (таблица 1). Нерафинированные злаки и крупы имеют высокое содержание кремния, особенно овес и овсяные отруби. Рисовая шелуха и шелуха являются богатыми источниками кремния.

Где добывают кремний в Африке?

В Африке Silicon Mountain представляет собой предпринимательскую экосистему в Фако, Камерун, а в Канаде в технологическом треугольнике находится инкубатор стартапов Communitech Hub.

Является ли кремний металлом?

По этой причине кремний известен как химический аналог углерода. Но в отличие от углерода кремний является металлоидом — фактически, это самый распространенный металлоид на земле. «Металлоид» — это термин, применяемый к элементам, которые лучше проводят поток электронов — электричество — чем неметаллы, но не так хорошо, как металлы.

Силикон – это пластик или резина?

Технически силикон можно отнести к семейству каучуков. Но если дать пластику широкое определение, как это делаем мы, силикон — это что-то вроде гибрида синтетического каучука и синтетического пластикового полимера.Силикон можно использовать для изготовления податливых резиноподобных изделий, твердых смол и текучих жидкостей.

Изготовлен ли кремний в Индии?

Индия поставила перед собой амбициозную цель по производству 100 000 МВт солнечной энергии к 2022 году, но не имеет технологии для переработки песка в кремний, что вынуждает его импортировать в огромных количествах, сказал ведущий ученый. «Поскольку кремний в стране не производится, мы полностью зависим от его импорта.

Является ли кремний человеческим телом?

Наибольшее содержание кремния в организме обнаружено в соединительной ткани, костях, почках, печени, коже, селезенке и легких.Элемент присутствует во всех тканях, но с возрастом его содержание снижается; более низкие концентрации элементов наблюдаются также при некоторых патологических состояниях (например, ишемической болезни сердца).

Безопасно ли готовить в силиконе?

Короткий ответ: да, силикон безопасен. По данным FDA, пищевая силиконовая посуда и столовые приборы не вызывают вредного химического загрязнения пищевых продуктов. Если вы боитесь использовать силикон при приготовлении пищи или выпечке, сосредоточьтесь на силиконовых кухонных инструментах и ​​избегайте посуды.

Из чего сделан кремний?

Силиконовый ингредиент получают из кремнезема, получаемого из песка. Процесс производства кремния сложен и включает в себя несколько этапов. Этот трудоемкий процесс способствует более высокой цене силиконового каучука по сравнению с натуральным каучуком.

У нас заканчивается кремний?

По состоянию на 2019 год весь мир потребляет более 8 миллиардов метрических тонн кремния для различных методов производства. Ожидается, что это число будет неуклонно расти в ближайшие годы, до 6.5% роста к 2023 году.

Вреден ли кремний для человека?

Воздействие кремния на здоровье Кремний нетоксичен как элемент, так и во всех его природных формах, а именно кремний и силикаты, которые являются наиболее распространенными. Кремний может вызывать хронические респираторные эффекты. Кристаллический диоксид кремния (диоксид кремния) представляет собой серьезную опасность для органов дыхания.

Есть ли кремний в Африке?

Африка производит всего 1,5 процента от общего объема промышленного производства в мире, что резко контрастирует с 21.7 процентов в Азиатско-Тихоокеанском регионе, 17,2 процента в Восточной Азии и 22,4 процента в Северной Америке.

Кремний добывается в ЮАР?

Месторождение кремнеземного кварца расположено за пределами Дельмаса, на границе Мпумаланги и Гаутенга. Компания Silica Quartz, работающая с 1972 года, является одним из крупнейших производителей высококачественного кремнезема в Южной Африке, который используется в основном для производства стекла и сортированного песка.

Кремний дешевый или дорогой?

Кремний является дорогим элементом из-за высокой стоимости производства.Кремний требует дорогостоящих и сложных установок первичной обработки. Он может быть переработан несколько раз и имеет отличные долговечные характеристики.

В какой стране есть кварцевый песок?

Промышленный песок и гравий (кремнезем) Производство по странам (тыс. метрических тонн) Рейтинг Страна Мировое производство по странам (тыс. метрических тонн) 1 США 62 100 2 Италия 13 870 3 Франция 8 752 4 Турция 7 969,39.

Кремний сделан из песка?

Кремний является вторым наиболее распространенным элементом в земной коре, составляющим около 26% и уступающим только кислороду на 49%.Не просто песок, а кварцевый песок, специально добываемый для этой цели и имеющий концентрацию кварца (диоксида кремния) до 95%.

В какой породе содержится кремний?

Кремний никогда не встречается в своем естественном состоянии, а скорее в сочетании с кислородом в виде силикатного иона SiO 4 4 – в богатых кремнеземом породах, таких как обсидиан, гранит, диорит и песчаник. Полевой шпат и кварц являются наиболее важными силикатными минералами.

Какая страна богата кремнием?

Китай является крупнейшим в мире производителем кремния, объем производства которого оценивается в 5.4 миллиона метрических тонн в 2020 году. Вторым по величине производителем этого металлоида в мире является Россия, которая произвела 540 000 метрических тонн в том же году.

Находят ли кремний в Индии?

Описание: Кремний — самый распространенный элементный минерал на Земле. В Индии есть только два организованных подразделения по производству кремниевых металлов. Около 50% металлического кремния производится в Индии, а спрос на 50% удовлетворяется за счет импорта.

Какая отрасль кремния важна?

Из какой руды добывается? Кремний играет важную роль в компьютерной индустрии.Его получают из кварца.

Сколько кремния на Земле?

Кремний составляет 27,7% земной коры; это второй по распространенности элемент в земной коре, уступающий только кислороду.

Силика — Коалиция по образованию в области полезных ископаемых