1.1、材料歷史
我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)正處于由中低端產(chǎn)品自給自足向中高端產(chǎn)品自主研發(fā)、進(jìn)口替代的過(guò)渡階段,位于全球新材料產(chǎn)業(yè)的第二梯隊(duì),與美、日等優(yōu)勢(shì)企業(yè)還有一定的差距。2020 年 我國(guó)新材料總產(chǎn)值達(dá)到 5.3 萬(wàn)億元,較上一年增長(zhǎng) 15%,預(yù)計(jì) 2025 年新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn) 值增加至 10 萬(wàn)億,年復(fù)合增長(zhǎng)率約為 13.5%。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)呈以特種功能材料、現(xiàn)代高分 子材料和高端金屬結(jié)構(gòu)材料為主要分布,分別占比 32%、24%和 19%。
新材料產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)顯著,細(xì)分方向領(lǐng)域地理分布各有側(cè)重。江蘇、山東、浙江和廣東四省新能源規(guī)模超過(guò) 10000 億,福建、安徽、湖北次之,規(guī)模超 5000 億。長(zhǎng)三角新材 料產(chǎn)業(yè)關(guān)注新能源汽車、生物、電子等領(lǐng)域,珠三角側(cè)重于高性能復(fù)合材料等的研發(fā), 環(huán)渤海地區(qū)則對(duì)特種材料、前沿材料較為重視。
隨著國(guó)家政策對(duì)航天航空、軍事、光伏電子、生物醫(yī)療領(lǐng)域新材料及其下游產(chǎn)品的支持, 市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大,同時(shí)對(duì)產(chǎn)品性能的要求持續(xù)提升,新材料企業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模急劇擴(kuò)大、 對(duì)企業(yè)、科研人員研發(fā)能力的要求不斷提高。新材料產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展促進(jìn)了新材料企業(yè)與 上下游產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)黏性及多學(xué)科交叉融合性,我國(guó)不少新材料龍頭企業(yè)通過(guò)降低成本、提 供與全球領(lǐng)先企業(yè)相當(dāng)或更優(yōu)的技術(shù)和更高的質(zhì)量爭(zhēng)取原與國(guó)外領(lǐng)先廠商合作的國(guó)內(nèi) 下游客戶,并形成穩(wěn)定的合作關(guān)系,這在全球疫情大流行趨勢(shì)還未消減及國(guó)外廠商突發(fā) 事件頻發(fā)之際是大勢(shì)所趨。多學(xué)科交叉融合性也促成了我國(guó)相關(guān)新材料人才培養(yǎng)、企業(yè) 多部門整合研發(fā)、生產(chǎn)政策的出臺(tái)。此外,隨著國(guó)內(nèi)、國(guó)際針對(duì)環(huán)保、節(jié)能產(chǎn)品的政策 出臺(tái),我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)也高度重視新材料生產(chǎn)工藝流程中消耗、污染的減少和產(chǎn)品效能、 綜合應(yīng)用能力的提升。
下游消費(fèi)電子、新能源、半導(dǎo)體、碳纖維等行業(yè)加速向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移,新材料國(guó)產(chǎn)化需求迫 切,進(jìn)口替代仍將繼續(xù)推動(dòng)我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)投資的未來(lái)發(fā)展。我國(guó)新材料領(lǐng)域投資在 2013-2017 年間顯著增加,之后有所回落,其原因是高端材料的開發(fā)技術(shù)壁壘高、研發(fā) 周期長(zhǎng)、資本需求大、較難凸顯成本優(yōu)勢(shì)。科創(chuàng)板的推出正扶持著一批初創(chuàng)期新材料企 業(yè),打通其融資渠道,鼓勵(lì)企業(yè)加大研發(fā)創(chuàng)新,從而促進(jìn)整體行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。
新材料企業(yè)的研發(fā)能力以及市占率決定著我國(guó)新材料行業(yè)的國(guó)際地位。新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā) 展對(duì)我國(guó)工業(yè)發(fā)展意義深遠(yuǎn),其成熟化程度決定了我國(guó)技術(shù)水平及裝置設(shè)備的先進(jìn)程度, 是我國(guó)政策引導(dǎo)下戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要支撐,我國(guó)在全球范圍內(nèi)提升綜合實(shí)力的 助推器,也是鞏固國(guó)防軍事、彰顯實(shí)力的重要保障。
1.2、十四五新材料規(guī)劃
“十四五”規(guī)劃中提出新材料作為我國(guó)七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和“中國(guó)制造 2025”重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一,在十四五期間會(huì)作為最具發(fā)展?jié)摿η夷軐?duì)我國(guó)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力有重要影響的 關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)。“十四五”規(guī)劃針對(duì)我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)同發(fā)達(dá)國(guó)家相比上下游串聯(lián)度較弱、業(yè) 內(nèi)創(chuàng)新意識(shí)弱、能動(dòng)性較差等問(wèn)題作出表態(tài)。“十四五”規(guī)劃認(rèn)為我國(guó)要通過(guò)打造合適、 優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)集群,充分發(fā)揮協(xié)同效應(yīng),完善新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系。同時(shí),規(guī)劃還明確了我 國(guó)需轉(zhuǎn)變追求高速增長(zhǎng)的思路,轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展,提高自給率,加強(qiáng)國(guó)產(chǎn)替代,讓新材 料產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的“新動(dòng)能”作用得以施展,躋身產(chǎn)業(yè)中高端行列。
《“十四五”規(guī)劃》為新材料發(fā)展提供政策支持。2021 年 3 月 13 日,《中華人民共和國(guó) 國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和 2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》發(fā)布,其中明確提出 深入實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略,并對(duì)高端新材料的發(fā)展做出明確指示:推動(dòng)高端稀土功能材料、 高品質(zhì)特殊鋼材、高性能合金、高溫合金、高純稀有金屬材料、高性能陶瓷、電子玻璃 等先進(jìn)金屬和無(wú)機(jī)非金屬材料取得突破,加強(qiáng)碳纖維、芳綸等高性能纖維及其復(fù)合材料、 生物基和生物醫(yī)用材料研發(fā)應(yīng)用,加快茂金屬聚乙烯等高性能樹脂和集成電路用光刻膠 等電子高純材料關(guān)鍵技術(shù)突破。同時(shí),規(guī)劃提出要發(fā)展壯大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),聚焦新一 代信息技術(shù)、生物技術(shù)、新能源、新材料、高端裝備、新能源汽車、綠色環(huán)保以及航空 航天、海洋裝備等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),加快關(guān)鍵核心技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用,增強(qiáng)要素保障能力, 培育壯大產(chǎn)業(yè)發(fā)展新動(dòng)能。
2.1、碳纖維
碳纖維材料以其出色的性能被用于航空航天、風(fēng)電、體育休閑、汽車等多個(gè)領(lǐng)域,是新材料領(lǐng)域用途最廣泛、市場(chǎng)化最高的材料,被譽(yù)為“新材料之王”。全球碳纖維市場(chǎng)需 求近年快速增長(zhǎng),我國(guó)也抓住機(jī)遇,發(fā)展成為全球第二大碳纖維生產(chǎn)國(guó)。但是,我國(guó)碳 纖維產(chǎn)業(yè)相比起國(guó)外還存在企業(yè)產(chǎn)能利用低、高端產(chǎn)品少、應(yīng)用開發(fā)難的問(wèn)題,下游行 業(yè)還是嚴(yán)重依賴進(jìn)口碳纖維產(chǎn)品。在當(dāng)前國(guó)際環(huán)境下,實(shí)現(xiàn)碳纖維規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用開發(fā) 的雙自主化,是提升我國(guó)國(guó)防和制造業(yè)實(shí)力,保障供應(yīng)鏈穩(wěn)定的關(guān)鍵。
(1)技術(shù)概述
碳纖維(Carbon Fiber)是由聚丙烯腈(PAN)(或?yàn)r青、粘膠)等有機(jī)纖維在高溫環(huán)境下裂解 碳化形成的含碳量高于 90%的碳主鏈結(jié)構(gòu)無(wú)機(jī)纖維,作為高性能材料產(chǎn)于上世紀(jì) 60 年 代。碳纖維具備出色的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性:作為目前實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)的高性能纖維 中具有最高比強(qiáng)度(強(qiáng)度比密度)和最高比剛度(模度比密度)的纖維,碳纖維是航空 航天、風(fēng)電葉片、新能源汽車等具有輕量化需求領(lǐng)域的理想材料。耐腐蝕、耐高溫、膨 脹系數(shù)小的特點(diǎn)使其得以作為惡劣環(huán)境下金屬材料的替代;另外,導(dǎo)電導(dǎo)熱特性拓展了 其在通訊電子領(lǐng)域的應(yīng)用。
按照每束碳纖維中單絲根數(shù),碳纖維一般分為小絲束和大絲束兩個(gè)類別。小絲束性能更 優(yōu)但價(jià)格較高,一般用于航天軍工等高科技領(lǐng)域,以及高端體育用品;大絲束成本較低, 往往應(yīng)用于基礎(chǔ)工業(yè)領(lǐng)域,包括土木建筑、交通運(yùn)輸和能源設(shè)備等。
(2)全球產(chǎn)能規(guī)模以及需求預(yù)期
2020 年,全球碳纖維運(yùn)行產(chǎn)能為 171650 噸,相比 2019 年增加了 16750 噸,增長(zhǎng)率 10.8%。美國(guó)、中國(guó)、日本承擔(dān)了主要的產(chǎn)能,分別占據(jù) 21.7%、21.1%、17.0%。當(dāng) 前各大生產(chǎn)商大約還有 8 萬(wàn)噸/年未建設(shè)完成的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃,這也體現(xiàn)了廠家對(duì)行業(yè)前景 的樂(lè)觀預(yù)期。
需求層面,碳纖維市場(chǎng)的四大應(yīng)用行業(yè)是航空航天、風(fēng)電葉片、體育休閑、汽車,2020 年四大下游行業(yè)碳纖維需求量的占比超過(guò) 70%,產(chǎn)值占比超過(guò) 76%。
自 2015 年來(lái),行業(yè)估計(jì)世界碳纖維需求量一直保持約 12%的增長(zhǎng),但受疫情影響 2020 年全球?qū)μ祭w維需求量總計(jì) 10.7 萬(wàn)噸,相比 2019 年僅增長(zhǎng) 3%。總銷售金額約 26.15 億美元,同比下降 8.8%,主要原因在于疫情導(dǎo)致航空業(yè)重挫影響了高價(jià)值的高性能碳 纖維銷售。風(fēng)電領(lǐng)域則成為行業(yè)維持增長(zhǎng)的主要推動(dòng)力,碳纖維需求量在疫情下依然保持了 20%的年增長(zhǎng)。
短期來(lái)看,2021 年世界航空業(yè)的恢復(fù)和風(fēng)電設(shè)備的大量鋪設(shè)能夠讓碳纖維市場(chǎng)回到快 速增長(zhǎng)的通道。長(zhǎng)期來(lái)看,航空業(yè)需要消化 2020 年多余的產(chǎn)能,風(fēng)電將繼續(xù)作為未來(lái) 碳纖維市場(chǎng)增長(zhǎng)的主推動(dòng)力。2020 年 10 月,全球 400 余家風(fēng)能企業(yè)代表共同發(fā)布《風(fēng)能北京宣言》,規(guī)劃 2020-2025 年年度新增裝機(jī) 5000 萬(wàn)千瓦以上。在各大風(fēng)電廠家都 擴(kuò)產(chǎn)的背景下,目前碳纖維在風(fēng)電機(jī)中的應(yīng)用還未大規(guī)模鋪開,僅世界風(fēng)電巨頭維斯塔 斯一家形成了規(guī)模化應(yīng)用。隨著其他風(fēng)電企業(yè)對(duì)碳纖維符合材料的應(yīng)用開發(fā),風(fēng)電行業(yè) 對(duì)碳纖維的需求可能會(huì)成倍增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到 2025 年,世界碳纖維總需求量將超過(guò) 20 萬(wàn) 噸,折合年增長(zhǎng)率 13.3%。
此外,碳纖維在其他應(yīng)用領(lǐng)域還有很大潛力可以挖掘。以主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手鋁合金為例,碳 纖維和鋁合金同屬替換鋼材的輕量化材料,碳纖維在強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性等性能上都占優(yōu), 并且在飛機(jī)部件、高性能汽車車架、自行車架等產(chǎn)品相比鋁合金都有更好的表現(xiàn)。但受 累于高昂的價(jià)格,目前碳纖維應(yīng)用大多局限于高附加值產(chǎn)品。2016 年世界鋁材年需求 量約是碳纖維的 500-600 倍,行業(yè)產(chǎn)值約為 50 倍,且受益于汽車工業(yè)的發(fā)展鋁材需求 近年也在快速增長(zhǎng)。隨著技術(shù)的進(jìn)步壓低碳纖維的成本,未來(lái)碳纖維還有廣闊的市場(chǎng)空 間。
(3)全球主要公司、市場(chǎng)份額及其產(chǎn)能
碳纖維產(chǎn)業(yè)作為資本密集型和技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè),全球碳纖維核心生產(chǎn)技術(shù)集中在日本、美國(guó)和歐洲。中國(guó)、韓國(guó)屬于近年來(lái)快速增長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)區(qū)域。
企業(yè)方面,日本東麗(Toray)在收購(gòu)美國(guó)卓爾泰克后從技術(shù)和產(chǎn)能上都明顯領(lǐng)跑業(yè)界,擁有世界約 30%的產(chǎn)能,是絕對(duì)的龍頭企業(yè)。其他主要的海外廠商包括日本東邦 (Toho/Teijin)、日本三菱麗陽(yáng)(MCCFC)、美國(guó)赫氏(Hexcel)、德國(guó)西德里(SGL)、 臺(tái)塑(FPC)等。中國(guó)作為世界第二大碳纖維生產(chǎn)國(guó),也涌現(xiàn)了諸如吉林碳谷、中復(fù)神 鷹、光威復(fù)材等碳纖維生產(chǎn)企業(yè),但總體來(lái)說(shuō)低端產(chǎn)品較多,產(chǎn)能較為分散,在高性能 碳纖維領(lǐng)域少有建樹,離行業(yè)巨頭們都還有較大距離。
未來(lái)的碳纖維市場(chǎng)可能因地域政策和投資環(huán)境產(chǎn)生諸多變化。日本企業(yè)率先實(shí)行全球化 戰(zhàn)略,在碳纖維生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)完備的歐洲和美國(guó)都布置了產(chǎn)線,如今海外產(chǎn)能 已經(jīng)超過(guò)日本本土產(chǎn)能,預(yù)計(jì)還將維持行業(yè)領(lǐng)頭羊地位;美國(guó)企業(yè)受益于本土企業(yè)優(yōu)勢(shì), 把持美國(guó)軍工碳纖維市場(chǎng),同時(shí)享有極低的能源成本,未來(lái)發(fā)展同樣有保障;韓國(guó)企業(yè) 承接了日本東麗的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越,正逐漸在世界碳纖維市場(chǎng)上擁有越來(lái)越大 的聲音;歐洲企業(yè)產(chǎn)能受限于能源價(jià)格和嚴(yán)格的環(huán)保政策,只能生產(chǎn)高附加值碳纖維, 這阻礙了其擴(kuò)張腳步;中國(guó)企業(yè)當(dāng)前擴(kuò)張意愿強(qiáng)烈,陸續(xù)宣布擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃,但未來(lái)還是取 決于技術(shù)突破和中國(guó)碳纖維應(yīng)用市場(chǎng)的發(fā)展。
(4)我國(guó)的發(fā)展水平、技術(shù)壁壘、需求缺口、進(jìn)口依存度
我國(guó)國(guó)產(chǎn)碳纖維產(chǎn)業(yè)多年來(lái)一直有“企業(yè)多,需求大,高產(chǎn)能,低產(chǎn)量”的特點(diǎn),主要 原因在于與國(guó)外產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)劣勢(shì)導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)碳纖維需求低,再加上企業(yè)技術(shù)的落后導(dǎo)致無(wú) 法充分釋放產(chǎn)能。在產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)用方面,長(zhǎng)期“摸著日本東麗過(guò)河”,以仿制為主,比 較缺乏創(chuàng)新性。碳纖維作為國(guó)家重點(diǎn)關(guān)注的戰(zhàn)略物資,其產(chǎn)業(yè)發(fā)展直接關(guān)系到我國(guó)國(guó)防 和制造業(yè)的穩(wěn)定,是彰顯我國(guó)創(chuàng)新能力和研發(fā)能力的進(jìn)步,保障民生供應(yīng)鏈安全的重要 發(fā)展目標(biāo)。
在不利條件下,部分國(guó)內(nèi)企業(yè)抓住了 2016 年后碳纖維需求爆發(fā)式增長(zhǎng)的機(jī)遇,實(shí)現(xiàn)技 術(shù)突破完成了部分碳纖維產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)替代,推動(dòng)我國(guó)成為世界第二大碳纖維生產(chǎn)國(guó)。2020 年中國(guó)碳纖維的總需求為 48,801 噸,相比 2019 年增長(zhǎng) 29%,對(duì)比 2016 年的 19563 噸,復(fù)合年增長(zhǎng)率高達(dá) 20%;其中,國(guó)產(chǎn)碳纖維供應(yīng)量為 18450 噸,量相比 2019 年增長(zhǎng)了 53.8%,碳纖維供給國(guó)產(chǎn)率也由 31.7%增至 37.8%。2020 年美國(guó)日本皆因政 策收緊碳纖維對(duì)中國(guó)的出口,我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)提高自給率實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代不僅是趨勢(shì),也 是緊迫的任務(wù)。
雖然我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)喜人,但從產(chǎn)業(yè)綜合發(fā)展角度看,我國(guó)依然只能處于世界 中游水平,主要體現(xiàn)在我國(guó)的碳纖維應(yīng)用市場(chǎng)與國(guó)際市場(chǎng)有較大不同。我國(guó)碳纖維應(yīng)用 中體育休閑行業(yè)等低附加值產(chǎn)品的比例較高,體育器材占據(jù)全球 90%的產(chǎn)量,是國(guó)內(nèi)碳 纖維應(yīng)用市場(chǎng)的絕對(duì)支柱。碳纖維四大應(yīng)用行業(yè)中的航空業(yè)、風(fēng)電雖形成一定規(guī)模,與 國(guó)外相比比例依然較低。汽車行業(yè)、壓力容器等產(chǎn)業(yè)的碳纖維應(yīng)用則剛剛起步,還未迎 來(lái)快速發(fā)展期。實(shí)現(xiàn)碳纖維產(chǎn)能和應(yīng)用的雙重進(jìn)步,完善碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈,是保障整個(gè)行 業(yè)發(fā)展,提升我國(guó)制造業(yè)實(shí)力的重中之重。
目前,我國(guó)有望在風(fēng)電領(lǐng)域碳纖維應(yīng)用開拓取得較大進(jìn)步,2018 年我國(guó)生產(chǎn)風(fēng)電葉片用碳纖維所用 8000 噸全部依賴進(jìn)口,且客戶大多在國(guó)外,2019 年則有 1000 噸來(lái)自國(guó) 內(nèi)供應(yīng)商,實(shí)現(xiàn)了零的突破。風(fēng)電葉片碳纖維當(dāng)前已經(jīng)成長(zhǎng)為數(shù)萬(wàn)噸級(jí)別的市場(chǎng),如果 國(guó)內(nèi)企業(yè)能夠在生產(chǎn)上突破對(duì)外國(guó)原材料的依賴,并在應(yīng)用上完成突破,能夠大大改善 國(guó)內(nèi)碳纖維企業(yè)的盈利空間,提高中國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)在國(guó)際上的地位,對(duì)中國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè) 是一次極大提振。
2.2、鋁合金汽車車身板
鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的合金,在航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè) 中已大量應(yīng)用。在國(guó)家節(jié)能減排的政策導(dǎo)向下,汽車行業(yè)僅僅通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化汽車能耗已 很難達(dá)到國(guó)家越來(lái)越嚴(yán)格的燃油排放標(biāo)準(zhǔn),因此汽車的輕質(zhì)化是行業(yè)確定的發(fā)展方向。鋁合金是汽車行業(yè)輕量化的主力材料,其中鋁合金車身板(Automotive body sheet, ABS)應(yīng)用在汽車最重的車身,是實(shí)現(xiàn)輕量化目標(biāo)的關(guān)鍵材料。目前我國(guó)已逐漸打開國(guó) 產(chǎn)車用鋁合金市場(chǎng)甚至部分企業(yè)已經(jīng)開始出口,其中國(guó)內(nèi)企業(yè)和外企在國(guó)內(nèi)工廠均有生 產(chǎn)。鋁合金車身板的國(guó)產(chǎn)化是我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)提高競(jìng)爭(zhēng)力,幫助國(guó)家實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的 關(guān)鍵。
(1)技術(shù)概述
鋁合金是鋁和鎂、銅、硅、錳各種金屬元素的產(chǎn)物,在和鋼結(jié)構(gòu)保持相同強(qiáng)度的條件下, 依舊比鋼架構(gòu) 50%。鋁合金塑性好,可加工成各種型材,且具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性 和抗蝕性。鋁是自然界含量最多的金屬元素,原材料礦物方便取得。目前鋁材工業(yè)上廣 泛使用,使用量?jī)H次于鋼。且鋁合金的回收率達(dá)到 80%,對(duì)環(huán)境的破壞較小,是理想 的輕量化材料,被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、火車、船舶等制造工業(yè)。
為了應(yīng)對(duì)氣候變化、推動(dòng)綠色發(fā)展,各國(guó)制定了嚴(yán)格的汽車排放標(biāo)準(zhǔn),驅(qū)使汽車產(chǎn)業(yè)向 環(huán)保邁進(jìn)。以中國(guó)為例,中國(guó)規(guī)劃 2035 年國(guó)內(nèi)乘用車平均油耗由 2019 年的 5.6L/km 下降到 2L/km,汽車碳排放總量減少 20%。
汽車輕量化作為有效優(yōu)化汽車能耗的方法,成為了行業(yè)節(jié)能減排的重點(diǎn)發(fā)展方向。依照 世界鋁業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù),汽車每減少 10%的重量,可減少 6%-8%的排放;每減少 100kg 重量,汽車百公里燃油消耗量能減少 0.4-0.5 升,鋁合金成了各國(guó)汽車制造商滿足環(huán)保 政策采用的主要減重手段之一。
汽車用鋁合金主要分為四種:鑄造鋁材、鍛造鋁材、擠壓鋁材和壓延鋁材。使用最多的是鑄造鋁材,占比超過(guò) 70%。鋁合金車身板屬于壓延鋁材,約占汽車用鋁量的 10%- 15% ,可用于生產(chǎn)如引擎蓋等多個(gè)汽車車身的大型部件。
中國(guó)是世界上最大的原鋁和鋁合金生產(chǎn)國(guó)。目前我國(guó)在汽車鋁合金零部件的生產(chǎn)使用上 已經(jīng)形成規(guī)模,但鋁合金車身板的研發(fā)生產(chǎn)進(jìn)步緩慢,嚴(yán)重依賴進(jìn)口。汽車車身約占汽 車總重量的 30%,是汽車中重量最大的部件,使用鋁合金板代替?zhèn)鹘y(tǒng)使用的鋼板生產(chǎn)汽 車內(nèi)外板最多可使整車減重 10% 左右,可見鋁合金車身板是汽車輕量化重要的部件。
(2)全球產(chǎn)能規(guī)模以及未來(lái)對(duì)該材料的需求預(yù)期
2020 年全球汽車鋁板帶年產(chǎn)能約在 390 萬(wàn)噸附近,集中在北美洲、歐洲和亞洲地區(qū), 中國(guó)產(chǎn)能占全球比重約 26.2%,年產(chǎn)能約 102 萬(wàn)噸,居于世界第二,產(chǎn)能多為淘汰產(chǎn)能和落后產(chǎn)能。從產(chǎn)量和排產(chǎn)計(jì)劃看,訂單少,需求量低,產(chǎn)品也大多處于研發(fā)和驗(yàn)證 階段(部分產(chǎn)品不達(dá)標(biāo)因此接單量較低),2020 年綜合開工率僅 20%,產(chǎn)能利用率嚴(yán) 重偏低。
在汽車輕量化需求增長(zhǎng)的大趨勢(shì)下,汽車用鋁需求有很大增長(zhǎng)空間。目前汽車產(chǎn)業(yè)用鋁 量在整車重量占比 20%-40%,單車耗鋁量 120-200 公斤。當(dāng)前燃油車銷量占據(jù)市場(chǎng)超 過(guò) 90%的份額,是汽車鋁材消耗的主力。未來(lái)新能源車市場(chǎng)將成為汽車用鋁的主要增量 市場(chǎng):多國(guó)政府表示希望在 2025 年將新能源車市場(chǎng)占有率提升至 20%及以上,而純電 動(dòng)車作為主力新能源車品種,平均單車耗鋁量比燃油車高約 30kg。從 2018 年到 2020 年,全球新能源車銷量從約 200 萬(wàn)輛躍升至 331 萬(wàn)輛,預(yù)計(jì)到 2025 年能夠增長(zhǎng)至千萬(wàn) 輛級(jí)別。
汽車鋁板是汽車用鋁部件中增長(zhǎng)最快的部分:依據(jù) duckerworldwide 的估計(jì),2015 至 2020 年,北美汽車平均用鋁量增長(zhǎng)了約 18%,期間汽車“四門兩蓋“平均用鋁量增長(zhǎng) 高達(dá) 163%。其中,北美汽車引擎蓋鋁化率從 2015 年的 50%升至 2020 年的 63%, 2025 年鋁化率可能超過(guò) 80%;車門的鋁化率從 2015 年的 5%升至 2020 年的 21%,至 2025 年可能超過(guò) 30%。在需求端的良好預(yù)期下,預(yù)計(jì)至 2025 年世界車用鋁板需求能 夠從現(xiàn)在的 250 萬(wàn)噸增至超過(guò) 400 萬(wàn)噸。
(3)全球主要公司、市場(chǎng)份額及其產(chǎn)能
目前全球范圍內(nèi)汽車鋁板有效產(chǎn)能主要分布在歐洲,北美和日本。規(guī)模較大的公司主要 有:歐洲海德魯鋁業(yè)公司、年邦鋁業(yè)(AMAG);北美美國(guó)鋁業(yè)公司、肯聯(lián)鋁業(yè) (Constellium)、諾貝麗斯公司、特殊合金公司;日本神戶鋼鐵、日本聯(lián)合鋁業(yè)(UACJ) 等公司。
美國(guó)企業(yè)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展和全球化布局的優(yōu)勢(shì),逐漸在市場(chǎng)取得領(lǐng)先地位。美國(guó)幾大公司 在世界各大汽車產(chǎn)地投資開設(shè)汽車鋁板工廠,利用供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)占領(lǐng)市場(chǎng)。歐洲企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中舉步維艱,挪威海德魯公司已宣布于今年 3 月份出售了自己的壓延鋁產(chǎn)線;日 本企業(yè)則選擇了擁抱美國(guó)企業(yè),合作建立工廠,2017 年神戶鋼鐵還爆發(fā)了造假事件, 市場(chǎng)地位進(jìn)一步下降。
中國(guó)企業(yè)自 2013 年來(lái)陸續(xù)開始對(duì)汽車鋁板進(jìn)行研發(fā),目前已小范圍供貨國(guó)內(nèi)外車企。 但目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家 90%的產(chǎn)量為內(nèi)板,生產(chǎn)技術(shù)較為復(fù)雜的外板產(chǎn)能以合資廠商諾 貝麗斯、神戶鋼鐵為主。高性能汽車鋁板產(chǎn)能的提升是增強(qiáng)我國(guó)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。
(4)我國(guó)的發(fā)展水平、技術(shù)壁壘、需求缺口、進(jìn)口依存度
中國(guó)汽車輕量化起步不足十年,對(duì)于汽車用鋁的研究較為滯后。在汽車鋁板的研發(fā)上, 存在技術(shù)難度高、資金投入大、產(chǎn)品認(rèn)證緩慢的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)大多都沒(méi)有技術(shù)基 礎(chǔ),整條生產(chǎn)線生產(chǎn)設(shè)備均需進(jìn)口,生產(chǎn)工藝多處于仿制國(guó)外階段,目前國(guó)外產(chǎn)品依然 有較大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。車用鋁板作為當(dāng)前汽車輕量化領(lǐng)域發(fā)展最快的方向,保障其國(guó)產(chǎn)化是 助力我國(guó)汽車工業(yè)升級(jí)和完成我國(guó)節(jié)能減排任務(wù)的關(guān)鍵。
我國(guó)第一條車身鋁板產(chǎn)線由美國(guó)企業(yè)諾貝麗斯在 2012 年投資建設(shè),2014 年建設(shè)完成, 年產(chǎn)能在 12 萬(wàn)噸。但當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)汽車鋁板的應(yīng)用還未普及,產(chǎn)品僅能供貨中高端合資車 輛,需求量長(zhǎng)期較低。隨著近年國(guó)家對(duì)環(huán)保的重視和汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,鋁板需求量大幅 上升。2020 年國(guó)內(nèi)汽車年產(chǎn)量約為 2500 萬(wàn)輛。按照汽車鋁化率 30%、汽車鋁板占車 用鋁材 10%測(cè)算,我國(guó) 2020 年汽車鋁板的需求在 38 萬(wàn)噸左右。國(guó)內(nèi)車用鋁板生產(chǎn)廠 家總產(chǎn)量約 18.6 萬(wàn)噸,2020 年車用鋁板自給率達(dá)到 48.95%。
新能源車的快速發(fā)展給予了國(guó)內(nèi)企業(yè)機(jī)遇:2020年新能源汽車年產(chǎn)量達(dá)到136.7萬(wàn)輛, 自 2018 年復(fù)合增長(zhǎng)率 11.1%。隨著國(guó)家對(duì)新能源車產(chǎn)業(yè)的大力支持,部分省市已開始 制定禁售燃油車的時(shí)間表,新能源車銷量還會(huì)進(jìn)一步提升。2020 年我國(guó)汽車平均單車 用鋁量?jī)H 130 公斤,國(guó)產(chǎn)新能源車用鋁量也只有 160 公斤,離歐洲的 179 公斤、北美 的 211 公斤有較大差距,這提升了汽車銷量增長(zhǎng)和汽車用鋁量預(yù)期,也表明國(guó)內(nèi)汽車用 鋁產(chǎn)業(yè)都還有很大增長(zhǎng)潛力。
3.1、聚酰亞胺
聚酰亞胺(PI)材料在航空航天、高端電子元器件、半導(dǎo)體等多個(gè)尖端領(lǐng)域有著很高的 應(yīng)用價(jià)值,在材料更新迭代方面扮演著重要的角色。目前,全球聚酰亞胺市場(chǎng)需求不斷 增長(zhǎng),但很多高端 PI 產(chǎn)品、特種功能 PI 產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)仍被少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷,相 關(guān)生產(chǎn)技術(shù)被嚴(yán)格保護(hù)。目前,我國(guó)已在中低端 PI 薄膜、PI 纖維領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn), 并在電工級(jí) PI 薄膜領(lǐng)域獲得全球競(jìng)爭(zhēng)力。但是,高端 PI 薄膜以及其他高端 PI 產(chǎn)品仍 面臨“卡脖子”或產(chǎn)能不足的問(wèn)題,導(dǎo)致明顯的結(jié)構(gòu)性供需失衡。突破高端聚酰亞胺產(chǎn) 品的大規(guī)模量產(chǎn)對(duì)我國(guó)制造業(yè)升級(jí)、軍備升級(jí)換代、自主可控有著重要意義。
(1)技術(shù)概述
聚酰亞胺(PI)是綜合性能突出的有機(jī)高分子材料, 被譽(yù)為“二十一世紀(jì)最有希望的工 程塑料之一”。該材料的使用溫度范圍很廣,能在-200~300℃的環(huán)境下長(zhǎng)期工作,短時(shí) 間耐受 400℃以上的高溫。聚酰亞胺沒(méi)有明顯熔點(diǎn),是目前能夠?qū)嶋H應(yīng)用的最耐高溫的 高分子材料。同時(shí),該材料還具有高絕緣強(qiáng)度、耐溶、耐輻照、保溫絕熱、無(wú)毒、吸聲 降噪、易安裝維護(hù)等特點(diǎn)。當(dāng)前,聚酰亞胺已廣泛應(yīng)用在航空航天、船舶制造、半導(dǎo)體、 電子工業(yè)、納米材料、柔性顯示、激光等領(lǐng)域。根據(jù)具體產(chǎn)品形式的不同,聚酰亞胺可 以細(xì)分為 PI 泡沫、PI 薄膜、PI 纖維、PI 基復(fù)合材料、PSPI 等多種產(chǎn)品。
(2)全球產(chǎn)能規(guī)模以及未來(lái)對(duì)該材料的需求預(yù)期
2017 年,全球聚酰亞胺總產(chǎn)量達(dá) 14.9 萬(wàn)噸左右,2010-2017 年間復(fù)合年增長(zhǎng)率約 4.98%。同年,全球聚酰亞胺消費(fèi)量達(dá) 14.7 萬(wàn)噸,2010-2017 年間復(fù)合年增長(zhǎng)率約 4.92%。但 是,由于各國(guó)技術(shù)水平、主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)等方面的差異,不同國(guó)家生產(chǎn)的聚酰亞胺產(chǎn)品結(jié)構(gòu)明 顯不同。以美國(guó)、日本為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家擁有比較完善的技術(shù)儲(chǔ)備和產(chǎn)業(yè)布局,具備大 規(guī)模生產(chǎn)多種聚酰亞胺產(chǎn)品的能力。
PI 薄膜是市場(chǎng)規(guī)模最大的聚酰亞胺細(xì)分領(lǐng)域。2010 年以來(lái),智能手機(jī)、電子顯示、柔 性電路板等領(lǐng)域快速發(fā)展,驅(qū)動(dòng) PI 薄膜產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。在 5G 與消費(fèi)電子創(chuàng)新周期的 驅(qū)動(dòng)下,天線材料、電子元器件、柔性顯示等領(lǐng)域有望維持強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。另外,主 要國(guó)家在航空航天領(lǐng)域加大投入,將會(huì)拉動(dòng)高性能特種 PI 膜的需求。
在 PI 泡沫領(lǐng)域,目前產(chǎn)品以滿足軍用艦船、航空器的需求為主,在民用航空業(yè)、豪華 游輪、液化天然氣船方面也有一定使用價(jià)值。相比于聚酰亞胺薄膜,聚酰亞胺泡沫材料 的軍事敏感度更高,發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)封鎖力度更大。隨著全球主要國(guó)家軍費(fèi)開支的穩(wěn)步上 升,聚酰亞胺泡沫材料在軍品更新?lián)Q代過(guò)程中的滲透率有望逐漸上升,驅(qū)動(dòng)該領(lǐng)域市場(chǎng) 穩(wěn)步擴(kuò)容。
(3)全球主要公司、市場(chǎng)份額及其產(chǎn)能
PI 薄膜是最主要的聚酰亞胺產(chǎn)品,目前這一領(lǐng)域呈現(xiàn)寡頭壟斷的競(jìng)爭(zhēng)格局,90%以上 的市場(chǎng)份額掌握在美國(guó)、日本、韓國(guó)生產(chǎn)商的手中。發(fā)達(dá)國(guó)家行業(yè)寡頭對(duì) PI 薄膜生產(chǎn) 技術(shù)、生產(chǎn)工藝進(jìn)行嚴(yán)格保護(hù)。杜邦(Dupont)、日本宇部興產(chǎn)(Ube)、鐘淵化學(xué)(Kaneka)、 日本三菱瓦斯 MGC、韓國(guó)PI尖端素材(原 SKPI)以及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)達(dá)邁科技(Taimide) 是當(dāng)前全球聚酰亞胺薄膜的主要生產(chǎn)商。生產(chǎn)高性能 PI 膜對(duì)設(shè)備定制、制作工藝、技 術(shù)人才等方面要求苛刻,且產(chǎn)品具備定制化、差異化的特征。生產(chǎn)商需要豐富的經(jīng)驗(yàn)積 累和充足的研發(fā)投入才能產(chǎn)出高性能 PI 膜。因此,高性能、高價(jià)值量 PI 膜的進(jìn)入壁壘 很高。
其他聚酰亞胺產(chǎn)品市場(chǎng)與 PI 薄膜市場(chǎng)類似,主要市場(chǎng)份額掌握在少數(shù)企業(yè)手中,且以 海外知名公司為主,呈現(xiàn)寡頭競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)格局。其中,光敏型聚酰亞胺的生產(chǎn)基本被日 本和美國(guó)企業(yè)壟斷。
(4)我國(guó)的發(fā)展水平、技術(shù)壁壘、需求缺口、進(jìn)口依存度
整體來(lái)看,雖然我國(guó)高等院校、研究所、多領(lǐng)域頭部公司已布局多種類型聚酰亞胺材料 的研究開發(fā)工作。但是,在高性能、特種用途的聚酰亞胺材料制造方面,我國(guó)仍明顯落 后于發(fā)達(dá)國(guó)家。高端聚酰亞胺材料在航空航天、軍工、半導(dǎo)體、高端電子制造等尖端行 業(yè)中有非常高的應(yīng)用價(jià)值,未來(lái)潛在需求旺盛。因此,實(shí)現(xiàn)多種高端聚酰亞胺材料的量 產(chǎn)是保障我國(guó)供應(yīng)鏈安全、自主可控、提升國(guó)防實(shí)力、推動(dòng)制造業(yè)升級(jí)的重要一步。
在 PI 泡沫領(lǐng)域,我國(guó)在技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)方面均與發(fā)達(dá)國(guó)家存在著明顯差距,許多研究 與實(shí)踐活動(dòng)仍處于起步階段,規(guī)模化的生產(chǎn)工藝有待進(jìn)一步完善。我國(guó)參與 PI 泡沫研 發(fā)的機(jī)構(gòu)主要包括中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所、中科院寧波材料所、天晟新材、康達(dá)新 材、青島海洋等。其中,康達(dá)新材與青島海洋兩家聚酰亞胺泡沫產(chǎn)品通過(guò)了軍方鑒定, 取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。在發(fā)達(dá)國(guó)家嚴(yán)密封鎖 PI 泡沫技術(shù)的大背景下,我國(guó)國(guó)產(chǎn) PI 泡沫有 明顯的需求缺口。在海軍艦船方面,美國(guó)海軍通過(guò)運(yùn)用 PI 泡沫,在耐熱、阻燃、耐輻 射的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了艦艇的減重。而中國(guó)目前廣泛采用巖棉作為艦船防火絕緣材料,材料 性能與重量均與 PI 泡沫存在明顯差距。在航空器方面,PI 泡沫可用于飛機(jī)隔熱減震降 噪。世界局勢(shì)風(fēng)云變幻,中國(guó)國(guó)防安全重要性與日俱增,未來(lái)我國(guó)在航空器、艦船領(lǐng)域 廣泛采用 PI 泡沫進(jìn)行升級(jí)換代是大勢(shì)所趨。
在 PI 纖維領(lǐng)域,我國(guó)的研究始于上世紀(jì) 70 年代,中國(guó)上海合成纖維研究所和華東化工 學(xué)院最先實(shí)現(xiàn)小批量量產(chǎn)。2006 年,中科院長(zhǎng)春應(yīng)化自主研發(fā)的 PI 纖維性能實(shí)現(xiàn)了對(duì) 美國(guó)杜邦公司 Kevlar-49 的超越。2010 年,中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所與長(zhǎng)春高琦聚酰亞胺材 料公司合作開展 PI 纖維的產(chǎn)業(yè)化工作。
在 PI 薄膜領(lǐng)域,我國(guó)是世界上最早布局的國(guó)家之一。自 20 世紀(jì) 70 年代,我國(guó)開始嘗試自主研發(fā) PI 薄膜的生產(chǎn)工藝。1993 年,深圳興邦電工器材完成國(guó)內(nèi)第一條 PI 薄膜 的工業(yè)化產(chǎn)線。截至目前,國(guó)內(nèi)已有桂林電器、山東萬(wàn)達(dá)微電子、株洲時(shí)代、深圳瑞華 泰等數(shù)十家企業(yè)具備 PI 薄膜的生產(chǎn)能力或規(guī)劃生產(chǎn)。在制造過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單的電工級(jí) PI 薄膜領(lǐng)域,我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn),產(chǎn)品質(zhì)量處于全球領(lǐng)先位置。目前,此類產(chǎn)品主 要應(yīng)用于絕緣材料和柔性覆銅板(FCCL)的生產(chǎn)制造。在全球電子產(chǎn)業(yè)鏈向中國(guó)大陸 轉(zhuǎn)移的大背景下,近年我國(guó)電子工業(yè)發(fā)展迅速,給 PI 薄膜創(chuàng)造了巨大的市場(chǎng)空間。
2010 年至 2019 年間,我國(guó)聚酰亞胺薄膜維持快速擴(kuò)張的趨勢(shì),多家企業(yè)切入 PI 薄膜 生產(chǎn)領(lǐng)域,老牌廠商也進(jìn)行了多輪次產(chǎn)能升級(jí)與設(shè)備改造。十年間,我國(guó) PI 薄膜產(chǎn)能 從 2200 噸擴(kuò)大到 8910 噸,年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到 16.8%。
但是,由于我國(guó)原材料、設(shè)備等其他環(huán)節(jié)發(fā)展水平有限,國(guó)內(nèi)高端 PI 膜的制造水平仍 明顯落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。目前,我國(guó)高端 PI 膜存在需求缺口,市場(chǎng)呈現(xiàn)供需結(jié)構(gòu)性失衡 的特征。在電子級(jí) PI 膜領(lǐng)域中,我國(guó)產(chǎn)能與質(zhì)量方面與國(guó)外廠商相差較大。根據(jù)頭豹 研究院數(shù)據(jù),我國(guó)電子級(jí) PI 薄膜超過(guò) 80%依賴于進(jìn)口。因此,目前國(guó)內(nèi)航空航天等高 端制造領(lǐng)域存在“卡脖子”的問(wèn)題。憑借寡頭壟斷地位,美日等發(fā)達(dá)國(guó)家掌握著全球電 子級(jí) PI 膜的定價(jià)權(quán),獲取高額利潤(rùn),并對(duì)我國(guó)產(chǎn)業(yè)鏈自主可控產(chǎn)生一定威脅。
未來(lái),我國(guó) PI 薄膜國(guó)產(chǎn)替代有著廣闊的市場(chǎng)空間。航空航天、柔性顯示、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè) 鏈、動(dòng)力電池隔膜的國(guó)產(chǎn)化需求均有望驅(qū)動(dòng)特種功能型 PI 薄膜的發(fā)展。在高端化、國(guó) 產(chǎn)替代的動(dòng)力驅(qū)使下,我國(guó) PI 膜產(chǎn)能有望在未來(lái)幾年維持中高速增長(zhǎng)。
3.2、碳化硅纖維
碳化硅纖維(SiC 纖維)是繼碳纖維之后發(fā)展的又一種新型高性能纖維,屬國(guó)家戰(zhàn)略性新興材料。當(dāng)前,采用碳化硅纖維制造的陶瓷基復(fù)合材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值 非常顯著,西方發(fā)達(dá)國(guó)家已成功應(yīng)用此類產(chǎn)品改良航空發(fā)動(dòng)機(jī)多個(gè)部件,提升了航空發(fā) 動(dòng)機(jī)的效率。我國(guó)在碳化硅纖維的研究上布局較早,在科研機(jī)構(gòu)和新材料企業(yè)的合作攻 關(guān)下,目前已實(shí)現(xiàn)碳化硅纖維的量產(chǎn),并取得了一定的應(yīng)用成果。但是,當(dāng)前國(guó)產(chǎn)碳化 硅纖維在產(chǎn)能、質(zhì)量以及實(shí)際應(yīng)用上均落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。但是,從全球范圍來(lái)看,碳化 硅纖維技術(shù)仍在快速發(fā)展和迭代。在技術(shù)迭代過(guò)程中,中國(guó)企業(yè)有望迎來(lái)彎道超車的機(jī) 遇。隨著碳化硅纖維性能進(jìn)一步改善,生產(chǎn)工藝逐步優(yōu)化,未來(lái)該材料有望在更多航空 發(fā)動(dòng)機(jī)部件上應(yīng)用,并有望擴(kuò)展至其他高價(jià)值民用領(lǐng)域,潛在市場(chǎng)空間廣闊。
(1)概述及應(yīng)用方向
SiC 纖維是一種以有機(jī)硅化合物為原料,經(jīng)紡絲、碳化或氣相沉積而制得的具有β-碳化 硅結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)纖維,屬于陶瓷纖維一類。自 20 世紀(jì) 80 年代 SiC 纖維問(wèn)世以來(lái),SiC 纖 維已有三次明顯的產(chǎn)品迭代,其耐熱性與強(qiáng)度都得到了明顯增強(qiáng)。目前,第三代碳化硅 纖維的最高耐熱溫度達(dá) 1800-1900℃,耐熱性和耐氧化性均優(yōu)于碳纖維。材料強(qiáng)度方面, 第三代碳化硅纖維拉伸強(qiáng)度達(dá) 2.5~4GPa,拉伸模量達(dá) 290~400GPa,在最高使用溫 度下強(qiáng)度保持率在 80%以上。目前,碳化硅纖維的潛在應(yīng)用包括耐熱材料、耐腐蝕材 料、纖維增強(qiáng)金屬、裝甲陶瓷、增強(qiáng)材料等方向,在航空航天、軍工裝備、民用航空器 等領(lǐng)域有較高使用價(jià)值。
SiC 纖維的一個(gè)主要用途是制作 SiC 復(fù)合陶瓷基材料(CMC 材料)。這種材料是在 SiC 陶瓷基體的基礎(chǔ)上,將 SiC 纖維作為增強(qiáng)材料引入基體中制作而成的,是一種尖端復(fù)合 材料。CMC 材料是高溫合金的替代品,相比于高溫合金具有更強(qiáng)的耐熱性、抗氧化性, 同時(shí)具有更低的密度。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域,應(yīng)用 CMC 材料可以進(jìn)一步提高渦輪進(jìn)氣溫 度,進(jìn)而提升發(fā)動(dòng)機(jī)效率。同時(shí),CMC 材料降低了結(jié)構(gòu)密度,實(shí)現(xiàn)了輕量化,提升了 航空器的推重比。因此,SiC 復(fù)合陶瓷基材料被認(rèn)為是臨近空間飛行器、可重復(fù)使用航 天器的熱結(jié)構(gòu)部件的理想材料,其研發(fā)和應(yīng)用得到了主流機(jī)構(gòu)與航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造商的高度重視。
目前,西方發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)商已將 CMC 材料應(yīng)用于多個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件,主要包括 發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口、渦輪靜子葉片、噴管調(diào)節(jié)片、燃燒室火焰筒等部位。但是,由于 CMC 材料具有脆性易斷、加工性弱的缺點(diǎn),其在渦輪轉(zhuǎn)子、高壓渦輪領(lǐng)域的運(yùn)用仍在探索中。
(2)全球產(chǎn)能規(guī)模以及未來(lái)對(duì)該材料的需求預(yù)期
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2015 年全球連續(xù)碳化硅纖維的總產(chǎn)量達(dá) 300 噸。未來(lái)幾年,隨著美日 主要生產(chǎn)商進(jìn)一步擴(kuò)產(chǎn),中國(guó)、中東生產(chǎn)商入局,預(yù)計(jì)世界碳化硅纖維總產(chǎn)量至 2025 年有望增長(zhǎng)至 500 噸左右。根據(jù) Stratistics MRC 預(yù)測(cè),SiC 纖維市場(chǎng) 2017 年的估值為 2.5 億美元左右。隨著 SiC 纖維的研究工作不斷深入、使用場(chǎng)景逐步增加,其市場(chǎng)需求 有望快速擴(kuò)大。預(yù)計(jì)到 2026 年 SiC 纖維的市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至 35.87 億美元,復(fù)合年增 長(zhǎng)率將達(dá)到 34.4%。
SiC 下游最主要的應(yīng)用之一是 CMC 材料,根據(jù) MarketsandMarkets 預(yù)測(cè),2021 年全 球 CMC 材料市場(chǎng)的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 88 億美元。未來(lái)十年,伴隨著綜合國(guó)力的增強(qiáng)以及 國(guó)際形勢(shì)的不確定性,以中國(guó)為代表的主要發(fā)展中國(guó)家有望加大航空航天領(lǐng)域的投入力 度,對(duì)新一代的航空器及航空發(fā)動(dòng)機(jī)的需求有望大幅提升。在此背景下,憑借輕量化、 高耐熱、抗氧化的顯著優(yōu)勢(shì),SiC 纖維復(fù)合陶瓷基材料(CMC 材料)的使用率有望大幅增長(zhǎng)。根
(3)全球主要公司、市場(chǎng)份額及其產(chǎn)能
1975 年,日本東北大學(xué) Yajima(矢島圣使)教授使用聚碳硅烷作為原材料,利用先驅(qū) 體轉(zhuǎn)化法,成功制作出連續(xù)的無(wú)機(jī) SiC 纖維。20 世紀(jì) 80 年代末,宇部興產(chǎn)公司(Ube Industries)和日本碳素公司(Nippon Carbon)先后實(shí)現(xiàn)了 SiC 纖維的工業(yè)化生產(chǎn),SiC 纖維的大規(guī)模生產(chǎn)在日本率先展開。
經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展,美日等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)形成了多個(gè)代際的 SiC 纖維產(chǎn)品體系,并 推出了高性能、高純度、高價(jià)值的第三代 SiC 纖維產(chǎn)品。目前,日本碳素公司(Nippon Carbon)和宇部興產(chǎn)公司(Ube Industries)的 SiC 纖維產(chǎn)品產(chǎn)量最大,能達(dá)到百噸 級(jí)。
此外,出于對(duì)全球航空航天升級(jí)趨勢(shì)的看好,主要發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)商正在推進(jìn)第三代碳化 硅纖維擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)程,以及更高性能碳化硅纖維產(chǎn)品的研究開發(fā)工作。宇部興產(chǎn)公司(UbeIndustries)正推進(jìn)其位于日本山口縣的 SiC 纖維生產(chǎn)基地的擴(kuò)建項(xiàng)目,預(yù)計(jì) 2025 年的 產(chǎn)能將達(dá)到 200 噸1。在美國(guó),GE 位于阿拉巴馬州的碳化硅工廠已于 2018 年正式投 產(chǎn),預(yù)計(jì)至 2020 年第三代碳化硅纖維產(chǎn)能為 10 噸/年;同時(shí),以美國(guó) NASA 為代表的 研究機(jī)構(gòu)正在研究使用編織法提升碳化硅纖維的性能的方法,目前研制出的 SylramiciBN 在性能方面已經(jīng)優(yōu)于市面上所有第三代碳化硅纖維產(chǎn)品。如果能取得產(chǎn)業(yè)化層面的 突破,碳化硅纖維應(yīng)用場(chǎng)景有望進(jìn)一步拓寬,市場(chǎng)需求將得到提振。
(4)我國(guó)的發(fā)展水平、技術(shù)壁壘、需求缺口、進(jìn)口依存度
連續(xù)碳化硅纖維在航空航天、國(guó)防軍工等領(lǐng)域有極高的應(yīng)用價(jià)值,屬于軍事敏感物資。因此,西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)碳化硅纖維產(chǎn)品、技術(shù)實(shí)施嚴(yán)格的保密封鎖,中國(guó)只能依靠自主 研發(fā)實(shí)現(xiàn)高性能碳化硅纖維的國(guó)產(chǎn)化。突破碳化硅纖維新材料的大規(guī)模量產(chǎn),是我國(guó)實(shí) 現(xiàn)空軍現(xiàn)代化、高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)國(guó)產(chǎn)化的重要一環(huán)。考慮到國(guó)防安全、自主可控的戰(zhàn) 略意義,以及我國(guó)航空制造、空軍裝備的廣闊升級(jí)空間,國(guó)產(chǎn)高性能碳化硅纖維的潛在 需求巨大。當(dāng)前,在建軍百年奮斗目標(biāo)的指引下,國(guó)防、軍隊(duì)現(xiàn)代化進(jìn)程有望加速推進(jìn), 我國(guó)碳化硅纖維行業(yè)將迎來(lái)歷史性的發(fā)展機(jī)遇。
我國(guó)對(duì)高性能連續(xù) SiC 纖維產(chǎn)品的研究始于上世紀(jì) 80 年代,經(jīng)過(guò) 30 余年的發(fā)展,目 前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)質(zhì)性突破。截至目前,中國(guó)國(guó)產(chǎn) SiC 纖維產(chǎn)品性能已接近國(guó)外第二代 SiC 纖維 產(chǎn)品。
2005 年,蘇州賽菲集團(tuán)有限公司與國(guó)防科技大學(xué)接洽成果轉(zhuǎn)化任務(wù),并于 2010 年歷史 性地實(shí)現(xiàn)我國(guó)連續(xù)碳化硅纖維的產(chǎn)業(yè)化,成為世界第 4 家產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)(日本 2 家,美 國(guó) 1 家),同時(shí)也使我國(guó)成為全球第 3 個(gè)公開稱掌握該技術(shù)的國(guó)家。此后,賽菲集團(tuán) 在蘇州、宿遷、鎮(zhèn)江等地完成了碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈的布局。2016 年,國(guó)內(nèi)首條年產(chǎn) 10 噸級(jí) 第一代 SiC 纖維生產(chǎn)線投產(chǎn)。同年,國(guó)防科技大學(xué)與寧波眾興新材料公司簽訂技術(shù)轉(zhuǎn)讓 合作協(xié)議。2017 年底,寧波眾興的國(guó)內(nèi)首條 10 噸級(jí)第二代連續(xù)碳化硅纖維生產(chǎn)線通過(guò) 驗(yàn)收,經(jīng)改進(jìn)后年產(chǎn)量可達(dá) 20 噸。此外,公司預(yù)留了能支撐遠(yuǎn)期 80-100 噸碳化硅纖 維產(chǎn)能的 3 條生產(chǎn)線空間,為今后的擴(kuò)產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
但是,我國(guó)在第三代高性能碳化硅纖維的制造水平上仍與發(fā)達(dá)國(guó)家有明顯差距,主要機(jī) 構(gòu)仍處于開發(fā)研究階段。國(guó)防科技大學(xué)已開展第三代碳化硅纖維的小規(guī)模制備,主要性 能達(dá)到或接近國(guó)外同類水平,但尚未開展大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化制造。
高性能碳化硅纖維是我國(guó)航空航天材料領(lǐng)域中需要重點(diǎn)突破的環(huán)節(jié),未來(lái)潛在需求巨 大。當(dāng)前,高性能碳化硅纖維主要應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造,因此國(guó)防軍工行業(yè)是最重要 下游應(yīng)用領(lǐng)域之一。在建軍百年奮斗目標(biāo)的指引下,我軍隊(duì)現(xiàn)代化進(jìn)程有望加速推進(jìn), 以碳化硅纖維為代表的新材料的滲透率有望在升級(jí)換代過(guò)程中明顯提升。
4.1、硅片
硅片位于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上游,是半導(dǎo)體器件和太陽(yáng)能電池的主要原材料,主要應(yīng)用于光 伏和半導(dǎo)體兩個(gè)領(lǐng)域,下游需求近年來(lái)不斷增長(zhǎng)。分領(lǐng)域來(lái)看,光伏用硅片的產(chǎn)能大多 集中在我國(guó),中環(huán)、隆基等龍頭公司實(shí)力強(qiáng)勁,生產(chǎn)技術(shù)水平全球領(lǐng)先;半導(dǎo)體硅片相 對(duì)于光伏用硅片而言制作工藝更為復(fù)雜,應(yīng)用場(chǎng)景也更多,市場(chǎng)價(jià)值更高,然而我國(guó)的 半導(dǎo)體硅片產(chǎn)業(yè)起步晚,發(fā)展水平較為落后,全球市場(chǎng)被日本廠家壟斷,市場(chǎng)主流的 12 寸硅片在我國(guó)仍未達(dá)到規(guī)模化生產(chǎn),嚴(yán)重依賴進(jìn)口,以滬硅產(chǎn)業(yè)為代表的國(guó)內(nèi)企業(yè)正努力打破技術(shù)壁壘,國(guó)產(chǎn)化替代的空間廣闊。
(1)硅片下游應(yīng)用廣泛,是半導(dǎo)體器件和光伏電池的重要材料
硅是一種良好的半導(dǎo)體材料,耐高溫、抗輻射性能較好,特別適宜制作大功率器件。以 硅為原材料,通過(guò)拉單晶制作成硅棒,然后進(jìn)行切割就形成了硅片。硅片主要用于半導(dǎo) 體、光伏兩大領(lǐng)域,半導(dǎo)體硅片在晶體、形狀、尺寸大小、純度等方面要比光伏用晶片 要求更高,光伏用硅片的純度要求硅含量為 4N-6N 之間(99.99%-99.9999%),半導(dǎo)體 用硅片在 9N-11N(99.9999999%-99.999999999%)左右,制作工藝更加復(fù)雜,下游應(yīng) 用也更為廣泛。半導(dǎo)體用硅片位于產(chǎn)業(yè)鏈的最上游,主要應(yīng)用于集成電路、分立器件及 傳感器,是制造芯片的關(guān)鍵材料,影響著更下游的汽車、計(jì)算機(jī)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,是半導(dǎo) 體產(chǎn)業(yè)鏈的基石。
(2)光伏用硅片:我國(guó)產(chǎn)能領(lǐng)先,龍頭企業(yè)實(shí)力強(qiáng)勁
光伏產(chǎn)業(yè)是國(guó)家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)之一,光伏用硅片位于光伏產(chǎn)業(yè)鏈的上游,近年來(lái)其需求 在不斷上升,據(jù) CPIA 預(yù)測(cè),全球光伏市場(chǎng)的年裝機(jī)量在 2021 年將會(huì)達(dá)到 150GW, 具有廣闊的市場(chǎng)和發(fā)展前景。我國(guó)是世界上最大的光伏用單晶硅片的生產(chǎn)國(guó),據(jù)中國(guó)有 色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)硅業(yè)分會(huì)統(tǒng)計(jì),截至 2019 年底,我國(guó)單晶硅片產(chǎn)能為 115GW,占全 球的 97.6%。龍頭企業(yè)隆基和中環(huán)占據(jù)國(guó)內(nèi)單晶硅片 50%以上的市場(chǎng)份額,并在持續(xù) 擴(kuò)張產(chǎn)能的進(jìn)程之中,新勢(shì)力公司上機(jī)數(shù)控和京運(yùn)通也在加速擴(kuò)產(chǎn)。
(3)半導(dǎo)體硅片:嚴(yán)重依賴進(jìn)口,國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊
受益于半導(dǎo)體產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)步和下游相關(guān)電子消費(fèi)品的品類增加,半導(dǎo)體硅片的需求量 逐年上升,規(guī)模不斷增長(zhǎng),2020 年全球半導(dǎo)體硅片的出貨量達(dá)到 12.41 億平方英寸, 根據(jù) Gartner 的預(yù)測(cè),2020 年全球硅片市場(chǎng)的規(guī)模將達(dá)到 110 億美元左右,半導(dǎo)體硅 片的市場(chǎng)前景廣闊。
由于半導(dǎo)體硅片行業(yè)技術(shù)壁壘較高,當(dāng)今全球半導(dǎo)體硅片行業(yè)被巨頭壟斷,集中度高, 中國(guó)大陸地區(qū)廠商體量小。2020 年全球前五大硅片提供商日本信越化學(xué)(Shin-Etsu)、 日本勝高(SUMCO)、中國(guó)臺(tái)灣環(huán)球晶圓(GlobalWafers)、德國(guó)世創(chuàng)(Silitronic)、韓 國(guó)鮮京矽特隆(SKSiltron)市占率合計(jì)超過(guò) 80%,我國(guó)大陸本土廠商滬硅產(chǎn)業(yè)市占率 約 2.2%,體量較小。
硅片尺寸越大,單位晶圓生產(chǎn)效率越高。從 20 世紀(jì) 70 年代開始硅片就朝著大尺寸方 向發(fā)展,當(dāng)今全球最大尺寸的量產(chǎn)型硅片尺寸為 300mm,也就是 12 英寸硅片。12 英 寸晶圓的需求近年來(lái)不斷上升,據(jù)日本勝高預(yù)測(cè),12 英寸晶圓 2020-2024 年的 CAGR 可達(dá) 5.1%。全球的半導(dǎo)體硅片產(chǎn)能主要集中在行業(yè)巨頭,我國(guó)半導(dǎo)體硅片起步晚,發(fā) 展較為落后,僅有少數(shù)幾家企業(yè)具有 200mm(8 英寸)硅片的生產(chǎn)力,我國(guó)的 12 英寸 硅片在 2017 年以前全部依賴進(jìn)口。
制作大硅片對(duì)硅的純度要求很高,對(duì)倒角、精密磨削的加工工藝也有非常高的要求,我 國(guó)的工藝水平落后,尚未實(shí)現(xiàn) 12 英寸硅片的規(guī)模化生產(chǎn)。滬硅產(chǎn)業(yè)在 2018 年實(shí)現(xiàn)了 12 寸硅片規(guī)模化銷售,打破了大尺寸硅片國(guó)產(chǎn)率為 0 的局面。12 英寸硅片仍然是當(dāng)今 硅片市場(chǎng)的主流,國(guó)內(nèi)廠商具備追趕機(jī)會(huì),大尺寸硅片的國(guó)產(chǎn)替代仍然具有較大的空間。為推動(dòng)半導(dǎo)體硅片這一重要材料的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程,我國(guó)政府也出臺(tái)了一系列政策來(lái)支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展,推動(dòng)大尺寸硅片的研發(fā)制造,促進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
4.2、碳化硅(SiC)
碳化硅是第三代半導(dǎo)體材料,具有非常優(yōu)越的性能,是功率器件的重要原材料,近年來(lái) 各國(guó)都投入大量人力物力發(fā)展相關(guān)產(chǎn)業(yè)。碳化硅行業(yè)門檻比較高,我國(guó)生產(chǎn)技術(shù)水平及 較為落后,目前產(chǎn)業(yè)格局呈現(xiàn)美國(guó)獨(dú)大的特點(diǎn),僅Cree 一家公司就占據(jù)導(dǎo)電型碳化硅 晶片全球 62%的份額。碳化硅市場(chǎng)的發(fā)展前景廣闊,近年來(lái)不斷在電動(dòng)車、光伏、軌道 交通、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域滲透,擁有強(qiáng)勁的下游需求,市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。我國(guó)也在對(duì)碳 化硅全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行布局,今年來(lái)相關(guān)專利數(shù)量不斷上升,以天科合達(dá)為代表的晶片生產(chǎn) 廠商的市占率也在逐年提高,我國(guó)的碳化硅產(chǎn)業(yè)的未來(lái)發(fā)展空間較大。
(1)第三代半導(dǎo)體材料,新能源與 5G 的基石
碳化硅是目前發(fā)展最成熟的寬禁帶半導(dǎo)體材料,也是第三代半導(dǎo)體材料的代表材料。碳 化硅材料具有很多優(yōu)點(diǎn):化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨耐高壓。采 用碳化硅材料的產(chǎn)品,與相同電氣參數(shù)的產(chǎn)品比較,可縮小 50%體積,降低 80%能量 損耗,由于這些特性,世界各國(guó)對(duì)碳化硅材料非常重視,紛紛投入大量精力促進(jìn)相關(guān)產(chǎn) 業(yè)發(fā)展,國(guó)際上的各大半導(dǎo)體巨頭也都投入巨資發(fā)展碳化硅器件。隨著技術(shù)工藝的成熟、 制備成本的下降,應(yīng)用在各類功率器件上,近年來(lái)碳化硅功率器件在新能源汽車領(lǐng)域滲 透率持續(xù)上升,是未來(lái)新能源、5G 通信領(lǐng)域中 SiC、GaN 器件的重要原材料。
(2)歐美占據(jù) SiC 產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵位置
碳化硅生產(chǎn)過(guò)程分為單晶生長(zhǎng)、外延層生長(zhǎng)及器件制造三大步驟,對(duì)應(yīng)的是產(chǎn)業(yè)鏈襯底、 外延、器件與模組三大環(huán)節(jié)。碳化硅行業(yè)存在較高的技術(shù)門檻,研發(fā)時(shí)間長(zhǎng),美國(guó)、歐 洲、日本等國(guó)家與地區(qū)多年來(lái)不斷改良碳化硅單晶的制備技術(shù)、研發(fā)制造相關(guān)設(shè)備,在 碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)都具有較大優(yōu)勢(shì)。行業(yè)巨頭 CREE 實(shí)力強(qiáng)勁,其旗下的 Wolfspeed 擁有垂直一體化的生產(chǎn)能力,在功率和射頻器件市場(chǎng)具有領(lǐng)導(dǎo)地位;歐洲的英飛凌、意 法半導(dǎo)體等公司擁有完整的碳化硅生產(chǎn)以及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈;日本的羅姆半導(dǎo)體、三菱電機(jī) 等在碳化硅功率模塊開發(fā)方面領(lǐng)先;近年來(lái)代工企業(yè)也在增多,大陸與中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)企業(yè)逐 步進(jìn)入,代工企業(yè)包括大陸的三安集成、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的漢磊科技等。
目前,碳化硅產(chǎn)業(yè)格局呈現(xiàn)美國(guó)獨(dú)大的特點(diǎn)。以重要產(chǎn)品導(dǎo)電型碳化硅晶片為例,2018 年美國(guó)占有全球產(chǎn)量的 70%以上,僅 CREE 一家公司就占據(jù) 62%的市場(chǎng)份額,剩余份 額大部分被日本和歐洲的其他企業(yè)占據(jù),中國(guó)企業(yè)僅占 1.7%的份額。
(3)新能源汽車、光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)碳化硅市場(chǎng)成長(zhǎng)
碳化硅是極限功率器件的理想材料,耐高溫高壓,能源轉(zhuǎn)換效率高,應(yīng)用領(lǐng)域廣闊。目 前碳化硅功率器件有四個(gè)主要應(yīng)用場(chǎng)景:
1)新能源汽車:電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的主逆變器;
2)光伏:光伏逆變器;
3)軌道交通:功率半導(dǎo)體器件;
4)智能電網(wǎng):固態(tài)變壓器、 柔性交流輸電、柔性直流輸電、高壓直流輸電及配電系統(tǒng)。隨著碳化硅功率器件的進(jìn)一步發(fā)展,其在各個(gè)領(lǐng)域的滲透率不斷提高,據(jù) Yole,全球車載 SiC 功率器件的市場(chǎng)空間 為預(yù)計(jì)到 2024 年可以達(dá)到 19.3 億美金,對(duì)應(yīng) 2018-2024 年復(fù)合增速達(dá)到 29%。據(jù)天 科合達(dá)招股說(shuō)明書預(yù)測(cè),碳化硅功率器件在光伏逆變器中的占比在2025年將達(dá)到50%, 軌道交通中碳化硅器件應(yīng)用占比也將逐步上升。
在電動(dòng)車和光伏逆變器需求的拉動(dòng)下,根據(jù) Omdia 預(yù)測(cè),碳化硅和氮化鎵功率半導(dǎo)體 的新興市場(chǎng)預(yù)計(jì)在 2021 年突破 10 億美元;根據(jù) IHS Markit 數(shù)據(jù),2018 年碳化硅功率 器件市場(chǎng)規(guī)模約 3.9 億美元,受益于新能源汽車需求增長(zhǎng)以及光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,預(yù)計(jì)到 2027 年碳化硅功率器件的市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò) 100 億美元,碳化硅行業(yè)的成長(zhǎng)動(dòng)力充足。
(4)碳化硅國(guó)產(chǎn)化需求強(qiáng)烈,逐步布局產(chǎn)業(yè)體系
我國(guó)是碳化硅最大的應(yīng)用市場(chǎng),但目前來(lái)看,我國(guó)的碳化硅產(chǎn)業(yè)還很不完善,國(guó)內(nèi)從事 碳化硅材料及功率器件研發(fā)制造的多為研究所和高校,缺乏規(guī)模化生產(chǎn)的能力。當(dāng)前中 國(guó)在碳化硅領(lǐng)域市占率低,但已逐漸培育產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié),有望實(shí)現(xiàn)較好發(fā)展。國(guó)家 對(duì)該產(chǎn)業(yè)發(fā)展也頗為重視,通過(guò) 863 計(jì)劃、國(guó)家 02 重大專項(xiàng)促進(jìn)其發(fā)展,并將碳化硅 襯底列入十三五《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)品目錄》。從專利申報(bào)看,2018-2020 年我國(guó) 與碳化硅相關(guān)的專利為 2,887 份,相關(guān)專利數(shù)量的上升顯示我國(guó)相關(guān)企業(yè)碳化硅的技術(shù) 儲(chǔ)備的持續(xù)提升。近兩年來(lái)國(guó)內(nèi)已有少數(shù)企業(yè)進(jìn)入碳化硅領(lǐng)域,中國(guó)企業(yè)在碳化硅單晶 襯底方面以 4 英寸為主,目前已經(jīng)開發(fā)出了 6 英寸襯底。以天科合達(dá)和山東天岳為主的 碳化硅晶片廠商發(fā)展速度較快,市占率提升明顯。三安光電在碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈方面也在深 度布局。
4.3、高純金屬濺射靶材
濺射靶材是集成電路的核心材料之一,近年來(lái)向著高濺射率、高純金屬的方向發(fā)展。其 下游應(yīng)用場(chǎng)景主要包括半導(dǎo)體、面板、太陽(yáng)能電池,隨著消費(fèi)電子終端市場(chǎng)的發(fā)展與完 善,高純金屬濺射靶材的下游需求不斷上升,2013-2020 年全球靶材市場(chǎng)規(guī)模的復(fù)合增 速達(dá) 14%,市場(chǎng)規(guī)模逐漸擴(kuò)大。濺射靶材的行業(yè)壁壘較高,美國(guó)與日本企業(yè)掌握核心技 術(shù),壟斷全球市場(chǎng)。我國(guó)的濺射靶材行業(yè)起步較晚,較為落后,但市場(chǎng)需求全球領(lǐng)先, 國(guó)產(chǎn)替代空間大。國(guó)內(nèi)企業(yè)正在逐漸突破技術(shù)瓶頸,為打破美日壟斷高端靶材市場(chǎng)的不 利局面而努力。
(1)集成電路的核心材料
濺射是制備薄膜材料的重要技術(shù)之一,濺射是指利用離子源產(chǎn)生的離子,在真空中經(jīng)過(guò) 加速聚集而形成高速度能的離子束流,轟擊固體表面,離子和固體表面原子發(fā)生動(dòng)能交 換,使固體表面的原子離開固體并沉積在基底表面,被轟擊的固體是用濺射法沉積薄膜 的原材料,稱為濺射靶材。集成電路中單元器件內(nèi)部的介質(zhì)層、導(dǎo)體層甚至保護(hù)層都要 用到濺射鍍膜工藝。
超高純金屬及濺射靶材是電子材料的重要組成部分,濺射靶材產(chǎn)業(yè)鏈主要包括金屬提純、 靶材制造、濺射鍍膜和終端應(yīng)用等環(huán)節(jié)。靶材制造和濺射鍍膜環(huán)節(jié)是整個(gè)濺射靶材產(chǎn)業(yè) 鏈中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),對(duì)工藝水平要求高,存在較高的進(jìn)入壁壘。靶材如今向著高濺射率、 晶粒晶向控制、大尺寸、高純金屬的方向發(fā)展。現(xiàn)在主要的高純金屬濺射靶材包括鋁靶、 鈦靶、鉭靶、鎢鈦靶等,是制備集成電路的核心材料。
(2)消費(fèi)電子推動(dòng)靶材市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大
高純?yōu)R射靶材產(chǎn)品的下游產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)容量近年來(lái)在逐步擴(kuò)大:
1)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè):隨著智能 手機(jī)、平板電腦等終端消費(fèi)領(lǐng)域?qū)Π雽?dǎo)體需求的持續(xù)增長(zhǎng),半導(dǎo)體市場(chǎng)容量進(jìn)一步提升, 半導(dǎo)體行業(yè)所需濺射靶材品種繁多,需求量大,穩(wěn)定的下游市場(chǎng)增速將有力地促進(jìn)濺射 靶材銷售規(guī)模的增長(zhǎng);
2)平板顯示器產(chǎn)業(yè):近年來(lái),液晶顯示器逐漸成為全球主流的 顯示技術(shù),在平面顯示市場(chǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。為了保證平板顯示器大面積膜層的均 勻性,濺射技術(shù)越來(lái)越多地被用來(lái)制備這些膜層。
20 世紀(jì) 90 年代以來(lái),消費(fèi)電子等終端應(yīng)用市場(chǎng)的飛速發(fā)展推動(dòng)高純?yōu)R射靶材產(chǎn)業(yè)的發(fā) 展,市場(chǎng)規(guī)模高速增長(zhǎng)。2013-2020 年,全球?yàn)R射靶材市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從 75.6 億美元 上升至 195.63 億美元,復(fù)合增速為 14.42%。
(3)高端靶材研制與生產(chǎn)主要集中在美國(guó)和日本
國(guó)外知名靶材公司在靶材研發(fā)生產(chǎn)方面已有幾十年的沉淀。全球范圍內(nèi),濺射靶材產(chǎn)業(yè) 鏈各環(huán)節(jié)參與企業(yè)數(shù)量基本呈金字塔型分布,高純?yōu)R射靶材制造環(huán)節(jié)技術(shù)門檻高、設(shè)備 投資大,具有規(guī)模化生產(chǎn)能力的企業(yè)數(shù)量相對(duì)較少,主要分布在美國(guó)、日本等國(guó)家和地 區(qū)。目前全球?yàn)R射靶材市場(chǎng)內(nèi)主要有四家企業(yè),分別是 JX 日礦金屬、霍尼韋爾、東曹 和普萊克斯,市場(chǎng)份額占比分別為 30%、20%、20%和 10%,合計(jì)壟斷了全球 80%的 市場(chǎng)份額。其中最高端的晶圓制造靶材市場(chǎng)基本被這四家公司所壟斷,合計(jì)約占全球晶 圓制造靶材市場(chǎng)份額的 90%,JX 日礦金屬規(guī)模最大,占全球晶圓制造靶材市場(chǎng)份額比 例為 30%。
(4)高端靶材國(guó)內(nèi)需求強(qiáng)勁,國(guó)產(chǎn)替代空間大
據(jù)測(cè)算 2019 年國(guó)內(nèi)需求占全球靶材市場(chǎng)規(guī)模超過(guò) 30%,而本土廠商供給約占國(guó)內(nèi)市 場(chǎng)的 30%,高端靶材主要從美日韓進(jìn)口,國(guó)內(nèi)靶材市場(chǎng)至少有十倍的進(jìn)口替代空間。僅 就半導(dǎo)體用戶靶材而言,據(jù)中國(guó)電子材料行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),2020 年國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體領(lǐng)域用濺 射靶材市場(chǎng)規(guī)模 16.15 億元人民幣。預(yù)計(jì)到 2025 年,國(guó)內(nèi)晶圓制造用濺射靶材市場(chǎng)規(guī) 模將增長(zhǎng)至 2.17 億美元,封裝領(lǐng)域用濺射靶材將增長(zhǎng)至 1.18 億美元,合計(jì) 3.35 億美 元,大約是人民幣 23.45 億元人民幣左右。
受到發(fā)展歷史和技術(shù)限制的影響,我國(guó)高純?yōu)R射靶材產(chǎn)業(yè)起步較晚,目前仍然是一個(gè)較 新的行業(yè),主要高純?yōu)R射靶材生產(chǎn)企業(yè)均由國(guó)有資本和少數(shù)民營(yíng)資本所投資。與國(guó)際知 名企業(yè)生產(chǎn)的濺射靶材相比,我國(guó)濺射靶材的生產(chǎn)水平還存在相當(dāng)大的差距,市場(chǎng)影響 力十分有限。2018 年底進(jìn)口靶材免稅期結(jié)束,打開國(guó) 內(nèi)靶材國(guó)產(chǎn)替代可能。目前,國(guó)內(nèi)正在逐漸突破關(guān)鍵技術(shù)門檻,打破濺射靶材核心技術(shù) 由美日壟斷、產(chǎn)品完全需要進(jìn)口的落后局面。當(dāng)前中國(guó)靶材制造商的部分產(chǎn)品已達(dá)到了 國(guó)際先進(jìn)水平,產(chǎn)品質(zhì)量獲得國(guó)內(nèi)外下游企業(yè)的認(rèn)可,通過(guò)在下游企業(yè)工廠附近建廠, 靶材價(jià)格可能會(huì)比國(guó)外廠商低 10%-15%,替代必要性和戰(zhàn)略意義明顯。
7.1、聚苯醚(PPO)
聚苯醚樹脂作為世界五大通用工程之一,具有高耐熱性、高電性能、耐酸堿性等優(yōu)良性 能,被廣泛用于電子電氣及家用電器、辦公自動(dòng)化機(jī)械、IT、汽車、航空及軍工等領(lǐng)域。從整體上看,改性聚苯醚在全球的市場(chǎng)需求和消費(fèi)量逐年上升。隨著 5G 通訊、新能源 汽車和家電行業(yè)的蓬勃發(fā)展以及改性聚苯醚在上述行業(yè)的廣泛應(yīng)用,預(yù)計(jì)其需求將繼續(xù) 增長(zhǎng),具有良好的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿Α?/span>國(guó)內(nèi)聚苯醚行業(yè)在品質(zhì)、產(chǎn)量、品種牌號(hào)等方面均與 歐美發(fā)達(dá)國(guó)家存在明顯差距,仍存在較大的發(fā)展空間。
(1)技術(shù)概述
聚苯醚樹脂(簡(jiǎn)稱 PPO)是一種性能優(yōu)秀的熱塑性工程塑料,是世界五大通用工程塑 料之一。PPO 無(wú)毒、透明、相對(duì)密度小,具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度、耐應(yīng)力松弛、抗蠕變 性、耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性,在電子電氣及家用電器、辦公自動(dòng)化機(jī)械、IT、汽車、航 空及軍工等領(lǐng)域具有廣泛的用途。但由于其耐氧化性、加工成型性差,成本高,應(yīng)用受 到了較大的限制。為克服這些缺陷,全球聚苯醚下游行業(yè)大多使用改性的聚苯醚,簡(jiǎn)稱 MPPO。憑借諸多優(yōu)于 PPO 的特性,MPPO 開辟了如超高頻電子元件、光伏面板、印 刷電路板、鋰離子電池、5G 天線罩等諸多新的應(yīng)用領(lǐng)域,成為了 5G 通信、新能源汽 車、集成電路芯片等國(guó)家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的重要材料。
(2)全球產(chǎn)能規(guī)模以及未來(lái)對(duì)該材料的需求預(yù)期
由于聚苯醚原粉生產(chǎn)技術(shù)壁壘較高,國(guó)外僅有沙特阿拉伯、日本等地區(qū)的少數(shù)企業(yè)具備 生產(chǎn),產(chǎn)能相對(duì)較小,導(dǎo)致國(guó)際市場(chǎng)聚苯醚呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。隨著全球電力設(shè)備及新能源行業(yè)、汽車 行業(yè)和家電行業(yè)的蓬勃發(fā)展,全球聚苯醚的市場(chǎng)需求也將快速增長(zhǎng)。根據(jù) QYResearch 的預(yù)測(cè),2027 年全球聚苯醚市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 13.03 億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)為 2.4% (2021-2027),未來(lái)依舊有良好的增長(zhǎng)潛力。
(3)全球主要公司、市場(chǎng)份額及其產(chǎn)能
與其他通用工程塑料不同,PPO 及 MPPO 生產(chǎn)高度集中,當(dāng)前世界聚苯醚產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)集 中在發(fā)達(dá)國(guó)家少數(shù)公司。目前,沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司(SABIC,收購(gòu)了美國(guó)通用電氣的工 程塑料業(yè)務(wù))是世界上最大的聚苯醚生產(chǎn)商,年產(chǎn)能約為 13.5 萬(wàn)噸/年,約占世界市場(chǎng) 的 46.6%。此外日本旭化成、日本三菱瓦斯化學(xué)公司等公司也在全球聚苯醚生產(chǎn)市場(chǎng)占 重要地位。目前國(guó)內(nèi)主要主要聚苯醚生產(chǎn)廠商為藍(lán)星集團(tuán)南通星辰合成材料有限公司和 鑫寶新材料科技有限公司。
從地區(qū)來(lái)看,聚苯醚的生產(chǎn)主要分布在美國(guó)、亞洲和歐洲地區(qū)。根據(jù)化工新材料的數(shù)據(jù), 從全球聚苯醚產(chǎn)能地區(qū)占比來(lái)看,聚苯醚產(chǎn)能占比最大的為美國(guó),達(dá)到 37%,其次是亞 洲,占比為 32%。
(4)我國(guó)的發(fā)展水平、技術(shù)壁壘、需求缺口、進(jìn)口依存度
目前我國(guó)已經(jīng)掌握改性聚苯醚生產(chǎn)技術(shù),也實(shí)現(xiàn)了改性聚苯醚規(guī)模化生產(chǎn),國(guó)內(nèi)產(chǎn)能約 占全球產(chǎn)能的 20.6%。根據(jù)公司官網(wǎng)公告,中國(guó)藍(lán)星目前聚苯醚樹脂年產(chǎn)能可達(dá) 5 萬(wàn) 噸,產(chǎn)能規(guī)模居全球前列,同時(shí)也是全球唯一同時(shí)掌握均相溶液縮聚法和沉淀縮聚法兩 種工藝技術(shù)的聚苯醚樹脂制造商,中國(guó)藍(lán)星與鑫寶新材料等公司致力于國(guó)產(chǎn) PPO 改性 產(chǎn)品的研發(fā),利用物理化學(xué)改性方法。近年來(lái)連續(xù)開發(fā)出多種具有專用功能的 PPO 合 金產(chǎn)品。但我國(guó) MPPO 在品質(zhì)、產(chǎn)量、品種牌號(hào)等方面均與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家存在明顯差 距,國(guó)內(nèi)聚苯醚產(chǎn)業(yè)仍存在較大的發(fā)展空間。
此外,隨著我國(guó)汽車工業(yè)、電子工業(yè)、家用電器和辦公設(shè)備等部門的蓬勃發(fā)展,聚苯醚國(guó)內(nèi)市場(chǎng)供不應(yīng)求,進(jìn)口依賴程度較高。根據(jù)杭州先略投資咨詢數(shù)據(jù),2019 年我國(guó)聚 苯醚市場(chǎng)需求量約為 14.02 萬(wàn)噸,而國(guó)內(nèi)市場(chǎng)供給量?jī)H為 4.59 萬(wàn)噸,面臨較大的供需 缺口。汽車輕量化及雙碳目標(biāo)的提出,PPO 材料的優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步凸顯,國(guó)內(nèi)對(duì)聚苯醚和 改性聚苯醚的需求將進(jìn)一步上升。除了擴(kuò)大 MPPO 生產(chǎn)規(guī)模,加快 MPPO 相容化技術(shù)、 摻混技術(shù)和加工成型技術(shù)的研究和開發(fā),使 MPPO 從品種牌號(hào)上系列化、高性能化, 積極開拓市場(chǎng),滿足我國(guó)各工業(yè)部門的發(fā)展需求也迫在眉睫。
7.2、對(duì)位芳綸
對(duì)位芳綸作為世界三大高性能纖維之一,具有耐化學(xué)腐蝕、高強(qiáng)度、高模量、阻燃等優(yōu) 良性能,在全球市場(chǎng)中被廣泛用于航空航天復(fù)合材料、軌道交通增強(qiáng)材料、防彈防護(hù)安 全材料、汽車橡膠等下游領(lǐng)域,市場(chǎng)需求大。由于芳綸材料技術(shù)壁壘高、研發(fā)周期長(zhǎng), 投資門檻高,世界芳綸產(chǎn)業(yè)集中程度較高。近年來(lái)隨著全球貿(mào)易環(huán)境不確定 性增強(qiáng),國(guó)防軍工和通訊等應(yīng)用領(lǐng)域受到較多限制,國(guó)產(chǎn)替代需求迫切。泰和新材是國(guó) 內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)對(duì)位芳綸產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的企業(yè),擁有對(duì)位芳綸產(chǎn)能 4500t,位居全球第四,國(guó) 內(nèi)第一。今年以來(lái),對(duì)位芳綸量?jī)r(jià)齊升,芳綸龍頭將進(jìn)入業(yè)績(jī)釋放期。
(1)技術(shù)概述
對(duì)位芳綸又稱芳綸—II、芳綸 1414,具有耐化學(xué)腐蝕、高強(qiáng)度、高模量、阻燃等優(yōu)良性 能。其強(qiáng)度是鋼的 3 倍、滌綸工業(yè)絲的 4 倍;初始模量為滌綸工業(yè)絲的 4-10 倍、聚酰 胺纖維的 10 倍以上。對(duì)位芳綸穩(wěn)定性高,在 150℃下收縮率為零,在 260℃溫度下仍 可保持原強(qiáng)度的 65%,有“防彈纖維”之稱,是全球產(chǎn)量最大、用途最廣的高性能纖維 之一。其應(yīng)用領(lǐng)域主要包括防護(hù)服裝(主要為防彈裝備)、航空航天、汽車工業(yè)、光纜 增強(qiáng)等。
(2)全球產(chǎn)能規(guī)模以及未來(lái)對(duì)該材料的需求預(yù)期
對(duì)位芳綸最早由美國(guó)杜邦公司成功開發(fā),并于 1972 年開始工業(yè)化生產(chǎn)。隨后,荷蘭、 日本、韓國(guó)及俄羅斯等國(guó)家也開始了各自的研究工作。目前全球多個(gè)國(guó)家已實(shí)現(xiàn)對(duì)位芳 綸的規(guī)模化生產(chǎn)。根據(jù)新材料在線的統(tǒng)計(jì),2018 年全球?qū)ξ环季]的產(chǎn)量約 8.2 萬(wàn)噸, 2018 年全球?qū)ξ环季]下游消耗量約 8.0 萬(wàn)噸。未來(lái) 5 年,全球?qū)ξ环季]產(chǎn)品的產(chǎn)能將 繼續(xù)增加,其中帝人位于荷蘭的工廠已經(jīng)宣布擴(kuò)大對(duì)位芳綸產(chǎn)能。根據(jù)各公司公告,在 今后的 5~10 年,煙臺(tái)泰和、中藍(lán)晨光、儀征化纖、神馬集團(tuán)等企業(yè)、中化國(guó)際下屬江 蘇瑞盛新材料科技有限公司等均有產(chǎn)能擴(kuò)展計(jì)劃,如煙臺(tái)泰和新材公布了 1.2 萬(wàn)噸對(duì)位芳綸的發(fā)展規(guī)劃。
對(duì)位芳綸作為世界三大高性能纖維,在全球市場(chǎng)中被廣泛用于航空航天復(fù)合材料、軌道 交通增強(qiáng)材料、防彈防護(hù)安全材料、汽車橡膠等下游領(lǐng)域,市場(chǎng)需求大。但國(guó)內(nèi)市場(chǎng)芳 綸纖維的應(yīng)用狹窄,且尚處于光纖、繩索和橡膠補(bǔ)強(qiáng)等相對(duì)低端領(lǐng)域。其主要原因是國(guó) 內(nèi)技術(shù)落后于海外企業(yè),在高端防護(hù)領(lǐng)域尚處在開發(fā)階段,因此對(duì)位芳綸也是我國(guó)長(zhǎng)期 重點(diǎn)發(fā)展的新材料之一。隨著我國(guó)航空航天、軌道交通產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,汽車高端化成 蔚然之風(fēng),這些領(lǐng)域?qū)?duì)位芳綸的需求將繼續(xù)穩(wěn)健增長(zhǎng)。
(3)全球主要公司、市場(chǎng)份額及其產(chǎn)能
由于芳綸材料技術(shù)壁壘高、研發(fā)周期長(zhǎng),投資門檻高,世界芳綸產(chǎn)業(yè)集中程度較高,全 球芳綸產(chǎn)業(yè)幾乎由美國(guó)杜邦、日本帝人、中國(guó)泰和新材、韓國(guó)可隆四家公司壟斷。根據(jù) QYResearch 的統(tǒng)計(jì),目前國(guó)際對(duì)位芳綸產(chǎn)能約 9.5 萬(wàn)噸,美國(guó)杜邦和日本帝人公司的 產(chǎn)能約占全球總產(chǎn)能的 80%,產(chǎn)能分別為 3.6 萬(wàn)噸/年和 3.2 萬(wàn)噸/年,在全球處于壟斷 地位。泰和新材擁有對(duì)位芳綸產(chǎn)能 4500t,位居全球第四,國(guó)內(nèi)第一。
(4)我國(guó)的發(fā)展水平、技術(shù)壁壘、需求缺口、進(jìn)口依存度
芳綸擁有極高的技術(shù)壁壘,和碳纖維、聚酰亞胺薄膜(PI 膜)并稱為制約我國(guó)發(fā)展高技 術(shù)產(chǎn)業(yè)的三大瓶頸性關(guān)鍵高分子材料。前期我國(guó)沒(méi)有很好的解決對(duì)位芳綸的關(guān)鍵設(shè)備加 工制造技術(shù),導(dǎo)致我國(guó)對(duì)位芳綸的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程比較緩慢,產(chǎn)品不穩(wěn)定,良品率不高,我 國(guó)的對(duì)位芳綸產(chǎn)能尚停留于千噸級(jí),國(guó)內(nèi)僅泰和新材中晨藍(lán)光、儀征化纖實(shí)現(xiàn)了對(duì)位芳 綸的規(guī)模化生產(chǎn)。
根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的相關(guān)數(shù)據(jù),2020 年我國(guó)對(duì)位芳綸進(jìn)口依存度約為 87%,進(jìn)口替 代需求迫切。近年對(duì)位芳綸面臨國(guó)內(nèi)單兵防護(hù)裝備、航空航天等國(guó)防領(lǐng)域的高需求,價(jià) 格大幅上漲,一方面國(guó)內(nèi)日益嚴(yán)格的環(huán)保要求導(dǎo)致國(guó)內(nèi)對(duì)位芳綸生產(chǎn)原料供應(yīng)緊張,另 一方面從進(jìn)口端而言,美軍啟動(dòng)彩服、頭盔、作戰(zhàn)靴等單兵武器裝具換裝使美國(guó)的對(duì)位 芳綸需求大幅上升,而作為國(guó)內(nèi)對(duì)位芳綸主要進(jìn)口商的美國(guó)杜邦優(yōu)先保障美國(guó)供應(yīng),導(dǎo)致國(guó)內(nèi)供給缺口增大。
“十三五”以來(lái), 我國(guó)對(duì)位芳綸產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速, 取得了可喜的成果。一方面打破國(guó)外對(duì) 位芳綸的技術(shù)壟斷, 填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)生產(chǎn)空白。另一方面,2019-2020 年間,泰和新材、 儀征化纖、瑞盛新材料等企業(yè)規(guī)劃的對(duì)位芳綸產(chǎn)能陸續(xù)進(jìn)入驗(yàn)收與投產(chǎn)期,國(guó)內(nèi)對(duì)位芳 綸產(chǎn)能不斷擴(kuò)大,未來(lái)國(guó)產(chǎn)化率有望持續(xù)提升。未來(lái) 5~10 年,隨著我國(guó)對(duì)位芳綸性能 的提升,產(chǎn)品規(guī)格的繼續(xù)豐富,以及下游制造及應(yīng)用領(lǐng)域的高質(zhì)量發(fā)展,對(duì)位芳綸生產(chǎn) 規(guī)模優(yōu)勢(shì)將進(jìn)一步凸顯,其需求將持續(xù)上升。根據(jù)立鼎產(chǎn)業(yè)研究院的預(yù)測(cè),2021-2025 年間對(duì)位芳綸市場(chǎng)需求增長(zhǎng)率保持在 10%左右,2025 年我國(guó)對(duì)位芳綸的需求量將達(dá)到 20000t。
7.3、高吸水性樹脂(SAP)
高吸水性樹脂(SAP)具有吸水性好、價(jià)格適中、安全性好等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于嬰幼 兒紙尿褲、婦女衛(wèi)生用品、成人失禁用品、農(nóng)業(yè)保水劑等下游產(chǎn)業(yè)。2020 年全球 SAP 產(chǎn)能約 500 萬(wàn)噸,消耗量約 340 萬(wàn)噸,預(yù)計(jì) 2025 年全球 SAP 需求量將增長(zhǎng)至 440 萬(wàn) 噸。國(guó)內(nèi)人口老齡化趨勢(shì)加重,疊加二胎政策,未來(lái)國(guó)內(nèi) SAP 需求將持續(xù)上漲,預(yù)計(jì) 2023 年中國(guó) SAP 市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 145.1 億元。高吸水性樹脂行業(yè)原材料壁壘和客 戶壁壘高,具備規(guī)模優(yōu)勢(shì)和上下游全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)的頭部企業(yè)(如萬(wàn)華化學(xué)和衛(wèi)星石化等) 將強(qiáng)者恒強(qiáng),業(yè)績(jī)有望進(jìn)一步提升。
(1)技術(shù)概述
高吸水性樹脂(簡(jiǎn)稱 SAP)是一種含強(qiáng)親水性基團(tuán)的低交聯(lián)度高分子化合物,具備強(qiáng)大 的吸水性、穩(wěn)定性、保水性且安全無(wú)毒。高吸水性樹脂的吸水量,可達(dá)自身質(zhì)量的數(shù)百 倍,吸水速度快,并且保水性強(qiáng),即使在受熱、加壓條件下也不易失水,廣泛用于紙尿 褲、衛(wèi)生巾、干燥劑、脫氧保鮮劑、醫(yī)用材料、農(nóng)林抗旱保水、防沙治水等領(lǐng)域。
(2)全球產(chǎn)能規(guī)模以及未來(lái)對(duì)該材料的需求預(yù)期
高吸水性樹脂的研發(fā)始于 1961 年美國(guó)農(nóng)業(yè)部研究所制成的高吸水聚合物,1978 年日 本三洋化成株式會(huì)社率先將其用于一次性尿布,開啟了 SAP 工業(yè)化生產(chǎn)之路。此后各 國(guó)專家相繼開發(fā) SAP 產(chǎn)品,并陸續(xù)應(yīng)用于農(nóng)林園藝、生理衛(wèi)生、食品、土木建筑、日 用化工等行業(yè),SAP 產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展。
根據(jù)中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)化工數(shù)據(jù)中心統(tǒng)計(jì),2020 年全球 SAP 產(chǎn)能約 500 萬(wàn) 噸,主要分布在歐洲、日本、中國(guó)等國(guó)家和地區(qū);全球 SAP 消費(fèi)量約為 340 萬(wàn)噸。SAP 下游消費(fèi)中,用于生產(chǎn)嬰兒紙尿片/褲占在總消費(fèi)量的占比高達(dá) 70.0%,用于生產(chǎn)成人 失禁用品占總消費(fèi)量的 17.0%。隨著世界人口逐步老齡化,各國(guó)鼓勵(lì)鼓勵(lì)生育政策陸續(xù) 出臺(tái),嬰幼兒紙尿褲和成人失禁用品的潛在需求量將快速增長(zhǎng),從而帶動(dòng) SAP 市場(chǎng)規(guī) 模的進(jìn)一步拓展。根據(jù)智研咨詢的預(yù)測(cè),2025 年全球 SAP 消費(fèi)量有望增長(zhǎng)至 440 萬(wàn) 噸。
(3)全球主要公司、市場(chǎng)份額及其產(chǎn)能
全球高吸水性樹脂生產(chǎn)三巨頭為日本觸媒、德國(guó)巴斯夫和德國(guó)贏創(chuàng),產(chǎn)能均超過(guò) 60 萬(wàn)t/a,為全球高吸水性樹脂生產(chǎn)企業(yè)的第一梯隊(duì)。住友、三大雅、LG 化學(xué)、宜興丹森、 臺(tái)塑等廠商總產(chǎn)能超過(guò) 20 萬(wàn) t/a,為全球高吸水性樹脂生產(chǎn)企業(yè)的第二梯隊(duì)。根據(jù)立木 信息咨詢統(tǒng)計(jì),2020 年全球前 5 的 SAP 企業(yè)產(chǎn)能占總產(chǎn)能的 64.5%。其中,日本觸媒 產(chǎn)能居世界之首,占總產(chǎn)能的 17.4%;德國(guó)巴斯夫?yàn)榈诙唬?14.5%;德國(guó)贏創(chuàng)居第 三位,占 13.1%,其余住友精化和日本三大雅分別占 10.9%和 8.6%。從世界范圍來(lái)看, SAP 行業(yè)生產(chǎn)格局相對(duì)穩(wěn)定,產(chǎn)能集中度較高。
(4)我國(guó)的發(fā)展水平、技術(shù)壁壘、需求缺口、進(jìn)口依存度
國(guó)內(nèi)高吸水性樹脂行業(yè)的發(fā)展大體經(jīng)歷了起步、穩(wěn)中發(fā)展和規(guī)模化增長(zhǎng)三個(gè)階段。國(guó)內(nèi) 對(duì)高吸水性樹脂的開發(fā)與應(yīng)用研究始于 20 世紀(jì) 70 年代,最初著重于研發(fā)實(shí)用性強(qiáng) 的農(nóng)業(yè)保水劑,且發(fā)展規(guī)模、應(yīng)用范圍均較小。經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,我國(guó)已成為全球 SAP 產(chǎn)能最充足的國(guó)家,國(guó)內(nèi)商用 SAP 也得到了廣泛應(yīng)用,衛(wèi)星石化的高吸水性樹脂 與國(guó)內(nèi)主要紙尿褲企業(yè)恒安、國(guó)際前十大紙尿褲生產(chǎn)企業(yè)金佰利達(dá)成合作。
盡管產(chǎn)能和規(guī)模均持續(xù)增長(zhǎng),但國(guó)內(nèi) SAP 行業(yè)仍存在較大的發(fā)展空間。第一,中國(guó) SAP 行業(yè)高端產(chǎn)品不足,市場(chǎng)被日本觸媒等外資企業(yè)壟斷。第二,國(guó)內(nèi)低端產(chǎn)能過(guò)剩并占據(jù) 主導(dǎo)位置,產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重。除衛(wèi)星石化和萬(wàn)星化學(xué)等頭部企業(yè)具備中高端產(chǎn)能外,其 余企業(yè)產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重,行業(yè)議價(jià)能力差。第三,技術(shù)水平與國(guó)際巨頭存在明顯差距。國(guó)內(nèi) SAP 生產(chǎn)尚未達(dá)到批量化應(yīng)用自動(dòng)化生產(chǎn)線水平,產(chǎn)品穩(wěn)定性差,生產(chǎn)能耗高, 連續(xù)生產(chǎn)周期短。此外根據(jù)海關(guān)總署相關(guān)數(shù)據(jù),國(guó)內(nèi)進(jìn)口 SAP 主要來(lái)自韓國(guó)、中國(guó)臺(tái) 灣及日本等國(guó)家或地區(qū),且多應(yīng)用于生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)苛的衛(wèi)生用品;主要出口印度、印度尼 西亞以及越南等國(guó)家或地區(qū),產(chǎn)品相對(duì)低端。國(guó)內(nèi)企業(yè)亟須優(yōu)化生產(chǎn)工藝、拓展下游高 端產(chǎn)品、提高核心競(jìng)爭(zhēng)力。
從需求端來(lái)看,隨著我國(guó)人口老齡化速度加快,成人紙尿褲需求將大幅上漲;國(guó)家二胎 政策的逐步放開也將推動(dòng)?jì)雰杭埬蜓澫M(fèi)量的擴(kuò)大。此外在出口稅率政策的支持下,高性價(jià)比的國(guó)產(chǎn) SAP 產(chǎn)品有望擴(kuò)大對(duì)印度、南美和中東等新興市場(chǎng)的出口。綜上,預(yù)計(jì) 未來(lái)中國(guó) SAP 需求仍將持續(xù)增長(zhǎng)。根據(jù)頭豹研究院的預(yù)測(cè),2021 年中國(guó)高吸水性樹脂 市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 119.9 億元,2023 年將達(dá)到 145.1 億元,年復(fù)合增長(zhǎng)率將維持在 10.0%。未來(lái) SAP 產(chǎn)能將朝著高性能化、復(fù)合化、功能化以及可生物降解等方面發(fā)展。
8.1、光學(xué)膜
光學(xué)膜是一類能夠滿足特定光學(xué)需求的材料總稱,包含多種不同特性、功能的具體產(chǎn)品。光學(xué)膜應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,覆蓋了電子顯示、建筑、汽車、新能源等多個(gè)下游領(lǐng)域。其中, 液晶顯示模組是光學(xué)膜最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。受益于全球電視產(chǎn)業(yè)大屏化的趨勢(shì),液晶顯 示需求在未來(lái)幾年仍有穩(wěn)步擴(kuò)容的動(dòng)力。光學(xué)膜作為液晶顯示模組中價(jià)值量占比最大、 競(jìng)爭(zhēng)格局相對(duì)更好的環(huán)節(jié),在大屏化趨勢(shì)中受益確定性較高。目前,我國(guó)在中低端光學(xué) 膜領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。在高端光學(xué)膜領(lǐng)域,我國(guó)企業(yè)正通過(guò)內(nèi)生、外延兩種方式尋 求技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。未來(lái),我國(guó)在顯示面板領(lǐng)域的全球競(jìng)爭(zhēng)力有望進(jìn)一步加強(qiáng),突 破高端光學(xué)膜技術(shù)壁壘將有更充分的產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)作為支撐。而通過(guò)打破光學(xué)膜海外壟斷, 有望大幅降低下游面板環(huán)節(jié)生產(chǎn)成本,增強(qiáng)我國(guó)顯示全產(chǎn)業(yè)鏈盈利能力。
(1)技術(shù)概述
光學(xué)膜是一種能夠滿足特定光學(xué)需求的材料,是一類材料的總稱。根據(jù)不同的功能、化 學(xué)特性,可以分為多種類型的具體產(chǎn)品。光學(xué)膜應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,覆蓋了電子顯示、建筑、 汽車、新能源等多個(gè)下游領(lǐng)域。其中,液晶顯示模組是光學(xué)膜最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。受益 于全球電視產(chǎn)業(yè)大屏化的趨勢(shì),液晶顯示需求在未來(lái)幾年仍有穩(wěn)步擴(kuò)容的動(dòng)力。光學(xué)膜 作為液晶顯示模組中價(jià)值量占比最大、競(jìng)爭(zhēng)格局相對(duì)更好的環(huán)節(jié),受益的確定性較高。
制作光學(xué)膜,需要在光學(xué)元件或獨(dú)立基板上涂鍍一層或多層介質(zhì)膜。光波通過(guò)光學(xué)膜時(shí) 會(huì)出現(xiàn)反射、吸收、散射、偏振等光學(xué)效應(yīng),不同類型的光學(xué)膜對(duì)應(yīng)不同的光學(xué)效應(yīng), 因此可以滿足多樣化的光學(xué)需求。按照功能來(lái)分類,光學(xué)膜可以分為顯示膜、保護(hù)膜、 裝飾膜、隔熱膜等幾大類,分別應(yīng)用于不同的下游領(lǐng)域。按照不同光學(xué)特性來(lái)分類,光 學(xué)膜可以分為增亮膜、擴(kuò)散膜、反射膜、濾光片、偏光片等多種類型。
光學(xué)膜的上游主要是各類原材料以及生產(chǎn)設(shè)備。整體來(lái)看,光學(xué)膜上游原材料的生產(chǎn)門 檻高,對(duì)化學(xué)合成、加工制造有較高的要求,屬于精細(xì)化工的范疇。因此,原材料供應(yīng) 商市場(chǎng)集中度高,且有著很強(qiáng)的議價(jià)權(quán)。以 LCD 顯示光學(xué)膜產(chǎn)業(yè)鏈為例,LCD 顯示領(lǐng) 域可大致分為偏光片和背光模組兩種光學(xué)膜產(chǎn)品,兩者采用的原材料有較大差異。偏光 片的核心原材料主要是 PVA 膜及 TAC 膜,根據(jù)頭豹研究院的數(shù)據(jù),PVA 膜和 TAC 膜 兩者成本占比合計(jì)達(dá)到了 62%。而背光模組的主要原材料是 PET 基膜以及特種添加劑。在生產(chǎn)設(shè)備方面,制造光學(xué)膜主要需要涂布及控制系統(tǒng)、精密輥筒模具加工車床等設(shè)備, 生產(chǎn)商對(duì)設(shè)備精度、穩(wěn)定性有較高的要求。
由于光學(xué)膜具有類型豐富,性能多樣化的特點(diǎn),其下游應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,覆蓋顯示、建筑材料、建筑節(jié)能、汽車等多個(gè)下游行業(yè)。其中,光學(xué)膜最主要的應(yīng)用領(lǐng)域是薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)。終端產(chǎn)品主要包括筆記本電腦、手機(jī)、液晶電視等消費(fèi)類電子產(chǎn)品。LCD 面板主要由液晶面板和背光模組兩個(gè)部分構(gòu)成,其中背光模組是整個(gè) LCD 面板的發(fā)光源,液晶面板利用背光光源進(jìn)行顯示。在液晶顯示器中,光學(xué)膜是不可 缺少的關(guān)鍵部件,液晶面板及背光模組兩部分均要大量使用光學(xué)膜。在一塊典型的液晶 面板中,與光學(xué)膜材料相關(guān)的部分主要包括 2 張偏光片、2 張配向膜以及 1 張彩色濾光 片。而在背光模組中,光學(xué)膜材料主要包含 2 張?jiān)隽聊ぁ? 張擴(kuò)散膜以及 1 張反射膜。
從成本結(jié)構(gòu)來(lái)看,光學(xué)膜是液晶顯示器件中價(jià)值最高的部件之一。根據(jù)激智科技招股說(shuō) 明書,一個(gè)典型的 42 寸 LED 電視所采用的液晶膜組中,彩色濾光片及偏光片占整體成 本的 25%,背光模組占到了整體成本的 47%。而在背光模組中,增亮膜、擴(kuò)散膜、反 射膜等三個(gè)光學(xué)膜是核心元件,占到整個(gè)背光模組成本的 37%。
(2)全球產(chǎn)能規(guī)模以及未來(lái)對(duì)該材料的需求預(yù)期
如前文所說(shuō),光學(xué)膜在液晶模組制造過(guò)程中使用量較大,終端產(chǎn)品以電子消費(fèi)品為主。在過(guò)去十年間,消費(fèi)電子行業(yè)處于創(chuàng)新迭代和滲透率提升的雙重紅利期。智能手機(jī)出貨 量維持增長(zhǎng)趨勢(shì),電視機(jī)、手機(jī)屏幕平均尺寸不斷增大。同時(shí),伴隨著消費(fèi)升級(jí)和科技 創(chuàng)新,新興液晶顯示領(lǐng)域不斷涌現(xiàn),例如車載顯示、智能家居、可穿戴設(shè)備等。在下游 需求的拉動(dòng)下,全球液晶面板出貨量在過(guò)去十年間整體上維持增長(zhǎng)趨勢(shì),由 2010 年的 2.15 億片逐步增長(zhǎng)至 2020 年的 2.72 億片,十年間復(fù)合年增長(zhǎng)率約為 2.38%。
由于光學(xué)膜是液晶模組制造中運(yùn)用的核心元件,下游消費(fèi)電子高景氣度給光學(xué)膜行業(yè)的 發(fā)展創(chuàng)造了良好條件。2014-2019 年間,全球背光模組光學(xué)膜市場(chǎng)規(guī)模從 91 億美元增 長(zhǎng)至 135 億美元,復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá)到 8.2%。在此期間,由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)增速在全球主要 經(jīng)濟(jì)體中處于領(lǐng)先位置,且充分受益于全球 LCD 產(chǎn)能向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移的大趨勢(shì),我國(guó) 光學(xué)膜市場(chǎng)規(guī)模增速高于全球市場(chǎng)。我國(guó)市場(chǎng)規(guī)模由2014年的40.3億美元增長(zhǎng)至2019 年的 81.4 億美元,在此期間的復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá)到了 15%。我國(guó)背光模組市場(chǎng)規(guī)模在全球的占比從 44.3%逐漸上升至 60.3%。
從光學(xué)膜下游終端需求來(lái)看,目前電視出貨量整體保持穩(wěn)定,過(guò)去幾年中,全球電視年 出貨量基本穩(wěn)定在 2.2-2.3 億臺(tái)之間。但是,隨著電視制造成本的下降及消費(fèi)者收入水 平的提高,大尺寸電視在電視銷售市場(chǎng)中受到越來(lái)越多的消費(fèi)者青睞。當(dāng)前,全球市場(chǎng) 電視平均尺寸仍處于增長(zhǎng)趨勢(shì)中,為 LCD 面板需求以及對(duì)應(yīng)的光學(xué)膜市場(chǎng)帶來(lái)潛在增 量。根據(jù) Omdia 預(yù)測(cè),液晶電視平均尺寸將從 2020 年的 47.3 英寸逐步上升至 2026 年的 52.2 英寸,6 年時(shí)間內(nèi)平均尺寸將繼續(xù)增長(zhǎng)約 10%。
筆記本電腦是另一個(gè)主要的光學(xué)膜應(yīng)用場(chǎng)景,近兩年筆記本市場(chǎng)高景氣度增大了光學(xué)膜 的需求。在新冠疫情前,全球筆記本市場(chǎng)年出貨量穩(wěn)定在 1.5 億臺(tái)左右。在新冠疫情沖 擊下,居家辦公、在線教育成為了全球的一大潮流。受此影響,2020 年全球筆電出貨 量首次超過(guò) 2 億臺(tái)。2021 年,雖然新冠疫情對(duì)全球經(jīng)濟(jì)活動(dòng)影響明顯減輕,但受制于變種病毒反復(fù)爆發(fā)的潛在威脅,全球主要經(jīng)濟(jì)體仍采取不同程度的出行限制。全球居家 辦公、在線教育的需求仍保持旺盛。在此背景下,筆記本電腦出貨量有望保持高位。根 據(jù) Trendforce 在 2021 年 7 月的預(yù)測(cè),2021 年全年全球筆電出貨量有望達(dá)到 2.36 億 臺(tái),再創(chuàng)歷史新高。
在以上因素的影響下,液晶顯示面板行業(yè)有望維持穩(wěn)健增長(zhǎng)的勢(shì)頭,拉動(dòng)光學(xué)膜的市場(chǎng) 需求。以背光模組的反射膜市場(chǎng)為例,根據(jù)長(zhǎng)陽(yáng)科技招股說(shuō)明書,2018-2022 年全球液 晶顯示器反射膜市場(chǎng)增速預(yù)計(jì)將達(dá)到 4.7%左右。到 2022 年,市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 2.55 億 平米,相比 2015 年增長(zhǎng) 30%。在此過(guò)程中,考慮到當(dāng)前全球液晶面板產(chǎn)能仍在向中國(guó) 轉(zhuǎn)移,中國(guó)面板廠商積極擴(kuò)產(chǎn),國(guó)內(nèi)背光模組光學(xué)膜市場(chǎng)有望實(shí)現(xiàn)更高的增速。
(3)全球主要公司、市場(chǎng)份額及競(jìng)爭(zhēng)格局
具有光學(xué)性質(zhì)的薄膜最早起源于德國(guó),至今已有大約 200 年的歷史。在 20 世紀(jì)上半葉, 隨著擴(kuò)散泵的普及應(yīng)用,光學(xué)薄膜創(chuàng)新進(jìn)程及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程大幅加速,美國(guó)和德國(guó)在早期 光學(xué)薄膜應(yīng)用領(lǐng)域走在全球前列。20 世紀(jì)末期,光電技術(shù)不斷發(fā)展,液晶顯示滲透率 快速提升,多種高性能光學(xué)膜出貨量快速增加。日本、韓國(guó)受益于本國(guó)歷史技術(shù)積淀以 及下游 LCD 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,在光學(xué)膜領(lǐng)域取得了全球領(lǐng)先的地位。此后,美日韓等發(fā)達(dá) 國(guó)家廠商控制了光學(xué)膜市場(chǎng),競(jìng)爭(zhēng)格局穩(wěn)定。中國(guó)由于產(chǎn)業(yè)起步晚,雖然近年來(lái)國(guó)家政 策大力支持,企業(yè)積極投入研發(fā),但是總體來(lái)看,我國(guó)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力與國(guó)外企業(yè)相比仍 有較大差距。因此,目前全球主流生產(chǎn)商依然以海外廠商為主。其中,在高端光學(xué)膜以 及上游核心原材料領(lǐng)域中,憑借核心技術(shù)優(yōu)勢(shì),幾大頭部海外廠商擁有市場(chǎng)壟斷地位。
在偏光片市場(chǎng)中,由于日本、韓國(guó) LCD 產(chǎn)業(yè)發(fā)展較早,產(chǎn)業(yè)配套較為完善,因此日韓 廠商在偏光片領(lǐng)域擁有市場(chǎng)領(lǐng)先地位。近年來(lái),雖然中國(guó)臺(tái)灣、中國(guó)大陸先后在 LCD 行業(yè)中實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能的快速擴(kuò)張,但是由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜,中國(guó)本土企業(yè)在偏光片生產(chǎn)上一 直沒(méi)能實(shí)現(xiàn)對(duì)日韓企業(yè)的超越。目前,雖然日本、韓國(guó) LCD 產(chǎn)業(yè)已經(jīng)步入下坡路,但 在偏光片技術(shù)上依然占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位。根據(jù)智研咨詢的數(shù)據(jù),2018 年,LG 化學(xué)、住 友化學(xué)、日東電工合計(jì)占據(jù)了全球 66%的偏光片市場(chǎng),市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局穩(wěn)定。2020 年 9 月,杉杉股份公告稱,將分批次購(gòu)買 LG 化學(xué)旗下在中國(guó)大陸、中國(guó)臺(tái)灣和韓國(guó)的 LCD 偏光片業(yè)務(wù)及相關(guān)資產(chǎn),并獲得 LG 化學(xué)旗下大部分 LCD 偏光片業(yè)務(wù)的相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)。通過(guò)此次交割,中國(guó)企業(yè)迎來(lái)了一次在偏光片環(huán)節(jié)的發(fā)展機(jī)遇。
在背光模組光學(xué)膜領(lǐng)域,可進(jìn)一步細(xì)分為增亮膜、反射膜、擴(kuò)散膜等市場(chǎng)。目前,不同 細(xì)分市場(chǎng)的全球競(jìng)爭(zhēng)格局、產(chǎn)能分布存在一定差異。
在反射膜領(lǐng)域,2017 年,我國(guó)本土企業(yè)長(zhǎng)陽(yáng)科技成為了全球市場(chǎng)占有率最高的企業(yè)。 根據(jù)長(zhǎng)陽(yáng)科技招股說(shuō)明書以及 IHS Markit 的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè),2018 年全球液晶顯示領(lǐng)域反射 膜市場(chǎng)容量大約 2.2 億平米,長(zhǎng)陽(yáng)科技市場(chǎng)占有率超過(guò) 30%。除長(zhǎng)陽(yáng)科技外,全球主要 反射膜廠商包括日本東麗、日本帝人、韓國(guó) SKC、東旭成、蘭埔成等國(guó)內(nèi)外企業(yè)。
在價(jià)值量更高的增亮膜領(lǐng)域,市場(chǎng)最初由美國(guó) 3M 控制。2007 年,隨著美國(guó) 3M 增亮 膜專利陸續(xù)到期,大量企業(yè)進(jìn)入增亮膜的生產(chǎn)領(lǐng)域。目前,全球主要的增亮膜生產(chǎn)企業(yè) 包括 3M、LG 以及中國(guó)臺(tái)灣友輝。在制作工藝方面,增亮膜與反射膜有一定差異,主要原因 在于增亮膜存在獨(dú)特的棱形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因此,增亮膜在花紋模輥的雕刻和制造上存在著 技術(shù)難點(diǎn),海外企業(yè)的技術(shù)壁壘更加明顯。
在背光模組光學(xué)膜上游材料方面,光學(xué) PET 基膜技術(shù)壁壘顯著,生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)聚酯切 片、加工設(shè)備、車間環(huán)境要求很高。長(zhǎng)期以來(lái),只有國(guó)外少數(shù)企業(yè)具備光學(xué) PET 基膜 的生產(chǎn)能力。當(dāng)前,全球主要生產(chǎn)企業(yè)包括 SKC、日本東麗、日本帝人。
(4)我國(guó)的發(fā)展水平、技術(shù)壁壘、需求缺口、進(jìn)口依存度
當(dāng)前,我國(guó)液晶顯示產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)力不斷增強(qiáng),市場(chǎng)份額不斷提升。在韓國(guó)、 中國(guó)臺(tái)灣廠商擴(kuò)產(chǎn)不積極的背景下,中國(guó)大陸已經(jīng)成為全球液晶面板行業(yè)的領(lǐng)頭羊。然 而,目前我國(guó)僅能在背光模組光學(xué)膜的部分領(lǐng)域達(dá)到全球領(lǐng)先水平。在大部分高端光學(xué) 膜、光學(xué)膜上游原材料方面,我國(guó)產(chǎn)業(yè)積累不足,進(jìn)口依賴的程度較高。在當(dāng)前國(guó)內(nèi)液 晶面板行業(yè)不斷發(fā)展的背景下,一方面,國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈安全的壓力與日俱增;而另一方面, 通過(guò)產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)的積累,我國(guó)液晶顯示行業(yè)有了向上游高價(jià)值領(lǐng)域延伸的基礎(chǔ)。未來(lái)幾年, 是國(guó)內(nèi)新材料企業(yè)突破高端光學(xué)膜制造的重要時(shí)間窗口。
相比于海外發(fā)達(dá)國(guó)家,我國(guó)在光學(xué)膜領(lǐng)域的起步較晚。根據(jù)長(zhǎng)陽(yáng)科技招股說(shuō)明書顯示, 2010 年以前,我國(guó)光學(xué)膜領(lǐng)域基本處于技術(shù)空白期,面對(duì)著嚴(yán)格的技術(shù)封鎖,光學(xué)膜 進(jìn)口依賴程度很高,我國(guó)僅有盛波光電、三利譜、激智科技等少量企業(yè)擁有自主生產(chǎn)光學(xué)膜的能力。2010 年后,中國(guó)大陸 LCD 面板快速發(fā)展,同時(shí)中國(guó)臺(tái)灣、韓國(guó)等傳統(tǒng)生 產(chǎn)商擴(kuò)產(chǎn)積極性明顯下降。憑借生產(chǎn)成本優(yōu)勢(shì)和政策支持,中國(guó)逐漸獲得主導(dǎo) LCD 面 板產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢(shì)地位。由于 LCD 面板制造涉及大量產(chǎn)業(yè)配套,光學(xué)膜在內(nèi)的相關(guān)配套產(chǎn) 業(yè)得到了更多大陸企業(yè)的重視。同時(shí),自“十二五”時(shí)期以來(lái),國(guó)家加大顯示領(lǐng)域原材 料的國(guó)產(chǎn)化支持力度。
在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中,從光學(xué)膜生產(chǎn)規(guī)模來(lái)看,我國(guó)市場(chǎng)份額居前的光學(xué)膜本土生產(chǎn)企業(yè)主要 包括雙星新材、激智科技、康得新、航天彩虹、東材科技等公司。根據(jù)智研咨詢的數(shù)據(jù), 2020 年,雙星新材、激智科技、康得新、航天彩虹、東材科技的市場(chǎng)占有率分別為 4.12%、 2.76%、2.25%、1.27%、1.05%。整體來(lái)看,我國(guó)光學(xué)膜產(chǎn)業(yè)進(jìn)口替代空間巨大,高端 光學(xué)膜市場(chǎng)主要被日本東麗、3M、三菱、SKC 等占據(jù)。
在偏光片生產(chǎn)領(lǐng)域,1994 年深紡集團(tuán)成立盛波光電公司致力于偏光片的研發(fā)和生產(chǎn), 1999 年產(chǎn)出中國(guó)第一張偏光片,填補(bǔ)了國(guó)產(chǎn)偏光片的市場(chǎng)空白。近年來(lái),包括 LG 在 內(nèi)的眾多海外公司加速中國(guó)偏光片產(chǎn)能的布局。根據(jù)深紡織 A 于 2021 年 7 月 7 日在投 資者互動(dòng)平臺(tái)上披露的偏光片產(chǎn)能數(shù)據(jù),當(dāng)前中國(guó)大陸偏光片產(chǎn)能大約 2.6 億平方米, 而全球偏光片產(chǎn)能約 6.7 億平方米,中國(guó)大陸產(chǎn)能占比近四成。不過(guò),雖然我國(guó)偏光片 產(chǎn)能得到了明顯增強(qiáng),但生產(chǎn)仍被外資公司主導(dǎo)。在此背景下,我國(guó)本土企業(yè)在偏光片 領(lǐng)域采取的發(fā)展路徑包括自主研發(fā)和外延并購(gòu)兩類。
在外延并購(gòu)領(lǐng)域,杉杉股份于 2021 年 2 月發(fā)布公告,公司已完成 LG 化學(xué)在中國(guó)大陸、 韓國(guó)本土的 LCD 偏光片生產(chǎn)資產(chǎn)以及與其相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的交割。本次收購(gòu)股權(quán)比例為 70%,后續(xù)將分年度逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)剩余 30%股權(quán)的收購(gòu),并推進(jìn)中國(guó)臺(tái)灣資產(chǎn)的交割工作。通 過(guò)此次收購(gòu),杉杉股份實(shí)際控制的偏光片產(chǎn)能將達(dá)到 1.02 億平方米,如按照 6.7 億平方米總產(chǎn)能計(jì)算,杉杉股份旗下全球市場(chǎng)占有率將達(dá)到 15%左右。在收購(gòu)?fù)瓿珊螅忌?股份計(jì)劃將位于韓國(guó)生產(chǎn)線逐步搬遷至中國(guó)大陸,并在張家港投資建設(shè)新的 LCD 偏光 片生產(chǎn)線。通過(guò)外延并購(gòu),我國(guó)偏光片生產(chǎn)能力將得到大幅提升,并獲取相關(guān)生產(chǎn)技術(shù), 為日后建設(shè)國(guó)產(chǎn)高質(zhì)量生產(chǎn)線打下基礎(chǔ)。
在偏光片上游材料領(lǐng)域,目前我國(guó)國(guó)產(chǎn)化率還很低,進(jìn)口替代空間大。根據(jù)我國(guó)本土偏 光片生產(chǎn)企業(yè)三利譜 2020 年年報(bào),三利譜 TAC 膜主要從富士膠片購(gòu)買,PVA 光學(xué)膜 主要從日本可樂(lè)麗購(gòu)買。當(dāng)前,日本產(chǎn)品仍然具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì),短期內(nèi)進(jìn)行國(guó)產(chǎn)替 代有困難。在上游材料國(guó)產(chǎn)化方面,2015 年 12 月新綸科技與日本東山簽訂 TAC膜合作協(xié)議,新綸科技獲得日本東山 TAC 膜技術(shù)、品牌使用權(quán)、進(jìn)出口權(quán)。通過(guò)與日本企 業(yè)合作,我國(guó)本土企業(yè)可以引進(jìn)先進(jìn)技術(shù),促進(jìn)本土原材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在 PVA 光學(xué) 膜領(lǐng)域,目前我國(guó)僅有皖維高新、中國(guó)臺(tái)灣長(zhǎng)春能夠提供少量中低端產(chǎn)品,市場(chǎng)占有率不足 1%。
在背光模組光學(xué)膜領(lǐng)域,我國(guó)在反射膜和擴(kuò)散膜領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)重要突破。長(zhǎng)陽(yáng)科技 2017 年取得光學(xué)反射膜出貨面積全球第一的成績(jī),大幅增強(qiáng)了我國(guó)反射膜的進(jìn)口替代能力。 目前,長(zhǎng)陽(yáng)科技反射膜部分核心技術(shù)、性能指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。憑借優(yōu)良的產(chǎn) 品性能,公司反射膜已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大批量海外銷售,并成為韓國(guó)三星電子 VD 部全球核心合作伙伴。2020 年,公司反射膜業(yè)務(wù)板塊營(yíng)業(yè)收入達(dá)到 8.30 億,同比增速達(dá)到 26.09%, 維持了過(guò)去幾年高速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。在生產(chǎn)工藝與反射膜類似的擴(kuò)散膜領(lǐng)域,我國(guó)也具備 了一定進(jìn)口替代的能力,國(guó)內(nèi)廠商已經(jīng)具備較完備的產(chǎn)品矩陣,并已實(shí)現(xiàn)批量外銷。光 學(xué)膜頭部企業(yè)激智科技近年擴(kuò)散膜出貨量、市場(chǎng)份額在全球范圍內(nèi)處于領(lǐng)先位置。
在價(jià)值量高的增亮膜領(lǐng)域,我國(guó)已實(shí)現(xiàn)初步的國(guó)產(chǎn)替代,但高端增亮膜技術(shù)上與國(guó)外廠 商仍有明顯差距。激智科技是國(guó)內(nèi)較早實(shí)現(xiàn)增亮膜量產(chǎn)突破的公司,目前公司產(chǎn)品覆蓋 多種厚度的光學(xué)膜基材。
在上游原材料領(lǐng)域,目前中國(guó)光學(xué)膜行業(yè)國(guó)產(chǎn)化配套仍有較大發(fā)展空間,上游光學(xué)基膜 整體上仍被海外企業(yè)壟斷。根據(jù)頭豹研究院數(shù)據(jù),背光模組光學(xué)膜核心上游原材料 PET 基膜 70%的產(chǎn)能集中在三菱樹脂、東麗、杜邦等國(guó)際巨頭企業(yè)。國(guó)內(nèi)具備生產(chǎn)能力的企 業(yè)主要包括雙星新材、東材科技、南洋科技、康得新,但目前和國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有 一定距離。不過(guò),國(guó)內(nèi)在 PET 材料領(lǐng)域有深厚的產(chǎn)業(yè)積淀,中國(guó)在 BOPET 膜領(lǐng)域產(chǎn) 能占比全球第一,給我國(guó)突破高端光學(xué) PET 材料的制造創(chuàng)造了有利條件。此外,基膜 對(duì)成品膜的品質(zhì)影響很大,在產(chǎn)業(yè)鏈中有著舉足輕重的影響力。近年來(lái),國(guó)內(nèi)頭部背光 模組光學(xué)膜企業(yè)紛紛加大對(duì)光學(xué)基膜的投資力度,力圖實(shí)現(xiàn)上游材料的自主可控。
展望未來(lái),在供給端優(yōu)化和需求端拉動(dòng)的兩大趨勢(shì)下,我國(guó)光學(xué)膜產(chǎn)業(yè)有望維持穩(wěn)健的 增長(zhǎng)趨勢(shì)。從供給端來(lái)看,自 2010 年以來(lái),液晶顯示面板行業(yè)向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移的大趨 勢(shì)已經(jīng)得到確立,中國(guó)已經(jīng)成為最大的消費(fèi)電子產(chǎn)品生產(chǎn)國(guó)。目前,在工程師紅利的驅(qū) 動(dòng)下,中國(guó)大陸面板行業(yè)憑借更低的生產(chǎn)成本,在國(guó)際范圍內(nèi)建立起了競(jìng)爭(zhēng)壁壘。相比 之下,韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣面板廠商擴(kuò)產(chǎn)積極性較低。未來(lái)幾年,全球面板行業(yè)向中國(guó)大陸 轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)有望得到延續(xù)。隨著面板產(chǎn)能向大陸集聚,上游原材料本土化供應(yīng)是大勢(shì)所 趨。在可預(yù)見的未來(lái)內(nèi),中國(guó)光學(xué)膜產(chǎn)業(yè)有望持續(xù)享受高于全球平均水平的增速。
從需求端來(lái)看,中國(guó)是主要經(jīng)濟(jì)體中人均收入水平增長(zhǎng)最快的國(guó)家,消費(fèi)者對(duì)液晶電視、 手機(jī)、電腦等消費(fèi)類電子產(chǎn)品的品質(zhì)要求不斷提升。同時(shí),屏幕尺寸是當(dāng)下消費(fèi)類電子 產(chǎn)品升級(jí)換代的重要途徑。在國(guó)內(nèi)消費(fèi)升級(jí)的驅(qū)動(dòng)下,未來(lái)幾年電視、手機(jī)大屏化的趨 勢(shì)有望延續(xù)。隨著單個(gè)電子產(chǎn)品液晶面板使用面積增長(zhǎng),國(guó)內(nèi)液晶面板行業(yè)的產(chǎn)能有望 繼續(xù)擴(kuò)張,拉動(dòng)光學(xué)膜等原材料的市場(chǎng)需求。根據(jù)頭豹研究院的統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè),2014 年 至 2019 年間,我國(guó)光學(xué)膜行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模由 271.8 億元增長(zhǎng)至 354.0 億元,復(fù)合年增長(zhǎng) 率達(dá)到 5.4%。受益于新一輪面板景氣上行周期以及全球產(chǎn)業(yè)鏈向中國(guó)轉(zhuǎn)移的大趨勢(shì), 預(yù)計(jì)到 2023 年,中國(guó)光學(xué)膜市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 463.8 億元,2019 年至 2023 年間復(fù)合年 增長(zhǎng)率有望達(dá)到 7.0%。
8.2、光刻膠
光刻膠是一種在半導(dǎo)體制造、印制電路板、顯示面板行業(yè)中使用的尖端材料,其中半導(dǎo) 體光刻膠技術(shù)含量最高、生產(chǎn)難度最大。在集成電路發(fā)展歷史上,光刻膠的迭代升級(jí)對(duì) 整個(gè)行業(yè)的進(jìn)步做出了重要的貢獻(xiàn),摩爾定律的演進(jìn)與光刻膠技術(shù)進(jìn)步存在著緊密的聯(lián) 系。展望未來(lái),電動(dòng)智能汽車,5G 終端,可穿戴設(shè)備,智能家居等領(lǐng)域有望持續(xù)拉動(dòng) 芯片的終端需求,進(jìn)而擴(kuò)大半導(dǎo)體制造和光刻膠的市場(chǎng)規(guī)模。隨著全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向中 國(guó)遷移以及“國(guó)內(nèi)大循環(huán)”戰(zhàn)略的推進(jìn),我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展空間巨大。然而,當(dāng)前我 國(guó)光刻膠國(guó)產(chǎn)化比例很低,高端半導(dǎo)體光刻膠基本完全依賴進(jìn)口,存在被“卡脖子”的 風(fēng)險(xiǎn)。突破光刻膠的海外技術(shù)壟斷,目前已經(jīng)成為我國(guó)科技前沿攻關(guān)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
(1)技術(shù)概述
光刻膠是一種在不同光照、輻射等因素的影響下溶解度會(huì)出現(xiàn)改變的特殊材料。當(dāng)我們 使用紫外光、電子束、離子束、各類射線照射光刻膠材料時(shí),光刻膠的溶解度會(huì)改變。憑借這一特殊性質(zhì),光刻膠在微電子制造、微細(xì)圖形線路蝕刻領(lǐng)域有極高的應(yīng)用價(jià)值, 是半導(dǎo)體制造中最關(guān)鍵的材料之一。光刻膠的主要原材料包括樹脂(Resin)、感光劑 (Sensitizer)、溶劑(Solvent)及添加劑(Additive)。按照特定比例混合樹脂和感光劑 可以得到感光樹脂,感光樹脂起到粘結(jié)聚合作用,它會(huì)明顯影響光刻膠硬度、柔韌性等 物理性質(zhì)。此外,光引發(fā)劑(photoinitiator)也是光刻膠的關(guān)鍵成分,它決定了光刻膠 的感光度和使用分辨率。
光刻膠的關(guān)鍵性能指標(biāo)主要是分辨度、敏感度、對(duì)比度。不同應(yīng)用領(lǐng)域、不同技術(shù)路線 的光刻膠在以上關(guān)鍵性能指標(biāo)上有著明顯差異。高分辨度意味著臨界尺寸小,進(jìn)而意味 著操作能夠更加精細(xì)。高對(duì)比度意味著曝光部分和未曝光部分的差異更加明顯,有利于 后續(xù)操作。高靈敏度意味著使得光刻膠起作用的光能閾值更低,在紫外線光刻膠領(lǐng)域中, 靈敏度較為重要。
根據(jù)光刻膠的應(yīng)用領(lǐng)域,光刻膠可以分為 PCB 光刻膠、LCD 光刻膠以及半導(dǎo)體光刻 膠。從研發(fā)難度來(lái)看,用于印制電路板的 PCB 光刻膠難度最小,用于液晶顯示面板的 LCD 光刻膠研發(fā)難度居中,而用于集成電路制造半導(dǎo)體光刻膠研發(fā)難度最大,對(duì)各項(xiàng)關(guān) 鍵性能的要求最高。根據(jù)使用原理,光刻膠也可以分為負(fù)性光刻膠和正性光刻膠。雖然 負(fù)性光刻膠在許多化學(xué)性質(zhì)以及成本方面占據(jù)優(yōu)勢(shì),但是負(fù)性光刻膠的分辨率指標(biāo)整體 弱于正性光刻膠,極大影響了負(fù)性光刻膠在尖端領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。在前沿半導(dǎo)體制造領(lǐng) 域中,大部分 ArF 光刻膠和 EUV 光刻膠均屬于正性光刻膠。
由于光刻膠的性能直接決定了微電子制造行業(yè)的操作精度,光刻膠在技術(shù)上的進(jìn)步與摩 爾定律的演進(jìn)密不可分。在某種意義上,沒(méi)有光刻膠的更新迭代,微電子行業(yè)就無(wú)法實(shí) 現(xiàn)從微米級(jí)到納米級(jí)的進(jìn)化。自上世紀(jì) 50 年代開始,光刻技術(shù)經(jīng)歷了紫外全譜、G 線、 I 線、深紫外、極紫外和電子束光刻等六個(gè)階段,光照或輻射的波長(zhǎng)逐步降低。這一過(guò) 程中,光刻膠性能得到了明顯改善,為全球光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。以當(dāng)前光刻膠技術(shù) 迭代為例,在 7nm 以下的制程中,ArF 光刻技術(shù)精度有限。因此,采用此技術(shù)的 7nm 制程有工藝復(fù)雜、量產(chǎn)難度大的特點(diǎn),而采用分辨率更高的 EUV 光刻技術(shù)可以大幅提 升效率,簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝,從而促進(jìn)先進(jìn)制程在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的滲透進(jìn)度。
光刻環(huán)節(jié)在半導(dǎo)體制造過(guò)程中非常重要,光刻膠是光刻環(huán)節(jié)中使用到的核心材料。由于 光刻環(huán)節(jié)的好壞直接影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量,因此光刻環(huán)節(jié)是整個(gè)半導(dǎo)體制造過(guò)程中的關(guān) 鍵步驟。光刻環(huán)節(jié)在整個(gè)半導(dǎo)體制造過(guò)程中所占的成本比例高,光刻工藝耗時(shí)較長(zhǎng)。根 據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù),光刻工藝的成本在芯片制造過(guò)程中占到 35%左右,耗時(shí)占整個(gè)芯片制 造工藝的 40-50%。
(2)全球產(chǎn)能規(guī)模以及未來(lái)對(duì)該材料的需求預(yù)期
根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的預(yù)測(cè),2019 年,全球光刻膠市場(chǎng)規(guī)模約為 82 億美元。其中, PCB 光刻膠市場(chǎng)規(guī)模約為 18 億美元,LCD 光刻膠的市場(chǎng)規(guī)模約為 20 億美元,半導(dǎo) 體光刻膠市場(chǎng)規(guī)模約為 18 億美元。預(yù)計(jì)到 2026 年,全球光刻膠市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至 123 億美元,2019-2026 年間復(fù)合年增長(zhǎng)率有望達(dá)到 6.0%。
未來(lái)幾年,全球光刻膠需求的直接驅(qū)動(dòng)因素是下游晶圓廠的快速擴(kuò)張。2020 年以來(lái), 隨著全球芯片產(chǎn)能的趨緊,全球主流晶圓廠紛紛加大資本開支力度。臺(tái)積電的資本開支 由 2020 年的 170 億美元增長(zhǎng)至 2021 年的 300 億美元,并建設(shè) 5 座晶圓工廠,預(yù)計(jì)將于 2022 年投產(chǎn)。其他主流晶圓廠也加快了擴(kuò)產(chǎn)的速度,根據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SEMI) 的消息,到 2022 年底全球?qū)⑿陆?29 座高產(chǎn)能晶圓廠,其中超過(guò)一半位于中國(guó)地區(qū)。
從中長(zhǎng)期的視角來(lái)看,光刻膠行業(yè)的景氣度與下游電子行業(yè)需求密切相關(guān)。未來(lái)幾年, 如 VR/AR、可穿戴設(shè)備一類的創(chuàng)新型電子產(chǎn)品將不斷增多。同時(shí),新能源汽車、5G 手機(jī)將加速滲透。在創(chuàng)新型電子產(chǎn)品逐漸增多的過(guò)程中,優(yōu)質(zhì)供給有望拉動(dòng)市場(chǎng)需求,電 子制造行業(yè)總量有望擴(kuò)大。此外,智能汽車、5G 手機(jī)等迭代產(chǎn)品對(duì)電子元件的使用密 度大幅增加,單個(gè)電子產(chǎn)品包含的元件、電路板、芯片明顯增加。隨著芯片需求的擴(kuò)張, 晶圓制造產(chǎn)業(yè)有望維持?jǐn)U產(chǎn)進(jìn)程,進(jìn)而拉動(dòng)上游材料半導(dǎo)體光刻膠的需求。
(3)全球主要公司、市場(chǎng)份額及其產(chǎn)能
目前,光刻膠制造行業(yè)的行業(yè)集中度很高,核心技術(shù)和大部分市場(chǎng)份額掌握在日本公司 手中。在上世紀(jì) 80 年代以前,美國(guó)在光刻膠領(lǐng)域占有絕對(duì)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)能優(yōu)勢(shì)。但 是,隨著全球電子制造業(yè)的重心轉(zhuǎn)移至日本、韓國(guó),日本集成電路產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。此后, 上游尖端材料國(guó)產(chǎn)化的需求日益旺盛。在此背景下,上世紀(jì) 90 年代,日本通過(guò) KrF 光 刻膠的技術(shù)迭代實(shí)現(xiàn)了對(duì)美國(guó)的彎道超車,此后一直維持著光刻膠領(lǐng)域的絕對(duì)競(jìng)爭(zhēng)力。日本在光刻膠領(lǐng)域的突破,背后反映的是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變遷給上游配套材料帶來(lái)的歷史性發(fā) 展機(jī)遇。目前,日本的東京應(yīng)化、JSR、信越化學(xué)及富士膠片四家企業(yè)占據(jù)了全球光刻 膠市場(chǎng) 70%以上的市場(chǎng)份額,處于市場(chǎng)壟斷地位。
東京應(yīng)化成立于 1936 年,自成功研發(fā)光刻膠以來(lái),公司一直以成為全球光刻膠龍頭供 應(yīng)商為目標(biāo)奮斗,目前在半導(dǎo)體微加工技術(shù)領(lǐng)域走在全球的前列。公司產(chǎn)品線齊全,在 半導(dǎo)體制造、封裝以及顯示面板制造領(lǐng)域有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。在尖端的 EUV 光刻膠領(lǐng)域, 公司市場(chǎng)份額明顯領(lǐng)先于同行競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
JSR(合成橡膠)是另一家成熟的日本光刻膠制造企業(yè),公司成立于 1957 年,目前 JSR 制造基地遍布全球多個(gè)國(guó)家和地區(qū),半導(dǎo)體光刻膠產(chǎn)品線覆蓋從 g 線/i 線到 EUV 的所 有產(chǎn)品。根據(jù)富士經(jīng)濟(jì)的數(shù)據(jù),2018 年 JSR 公司在 ArF 光刻膠領(lǐng)域中取得全球市場(chǎng) 份額第一的成績(jī),市占率達(dá)到 25.8%。
此外,信越化學(xué)也是全球光刻膠主要生產(chǎn)商之一。作為日本最主要的化工企業(yè)之一,在 PVC、硅晶圓、光掩模、合成信息素等領(lǐng)域具備極強(qiáng)的全球競(jìng)爭(zhēng)力。公司在 1998 年成 功實(shí)現(xiàn)了光刻膠產(chǎn)品的商用化,憑借其在化工合成方面的深厚積淀,公司可以實(shí)現(xiàn)從原 料聚合物到化合的一體化生產(chǎn)。根據(jù)富士經(jīng)濟(jì)的數(shù)據(jù),2018 年信越化學(xué)在 ArF 和 KrF 光刻膠領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)全球市場(chǎng)份額第二。
在上游原材料環(huán)節(jié),光刻膠最核心的原材料是光引發(fā)劑以及樹脂,制作過(guò)程對(duì)精細(xì)化工 技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化能力有較高的要求。目前,產(chǎn)業(yè)積淀深厚的日本在光刻膠上游原材料領(lǐng)域 有較高的市場(chǎng)份額,掌握著關(guān)鍵材料的定價(jià)權(quán)。根據(jù) Trendbank 研究報(bào)告,全球主要 光刻膠原材料企業(yè)分布于日本、美國(guó)、中國(guó)、韓國(guó)、英國(guó)以及荷蘭。其中,日本企業(yè)占 比最高,達(dá)到 50%左右。此外,雖然我國(guó)企業(yè)數(shù)量占比達(dá) 29.5%左右,但是我國(guó)企業(yè) 產(chǎn)品品種、規(guī)格較為單一,產(chǎn)量和規(guī)模較小,且以配套 PCB 光刻膠的原材料居多。因 此,我國(guó)暫未在光刻膠原材料領(lǐng)域獲得全球競(jìng)爭(zhēng)力。
(4)我國(guó)的發(fā)展水平、技術(shù)壁壘、需求缺口、進(jìn)口依存度
光刻膠在電子化學(xué)品中屬于技術(shù)壁壘較高的環(huán)節(jié),目前基本被國(guó)外壟斷。我國(guó)光刻膠技 術(shù)基礎(chǔ)薄弱、產(chǎn)業(yè)積淀少、起步晚。近年來(lái),雖然我國(guó)在 PCB 光刻膠以及部分半導(dǎo)體 光刻膠環(huán)節(jié)取得技術(shù)、大規(guī)模量產(chǎn)的突破,但是我國(guó)在高端光刻膠、光刻膠核心原材料、 光刻機(jī)等環(huán)節(jié)仍然面臨嚴(yán)重的“卡脖子”問(wèn)題,進(jìn)口依賴程度較高。從供應(yīng)鏈安全的角 度看,另一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題是高端光刻膠保質(zhì)期很短,通常不足 9 個(gè)月。一旦我國(guó)光 刻膠出現(xiàn)斷供的情況,短時(shí)間內(nèi)全國(guó)的半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)乃至下游電子制造產(chǎn)業(yè)將會(huì)面臨 巨大影響。因此,突破高端光刻膠的技術(shù)瓶頸、實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代的技術(shù)儲(chǔ)備,對(duì)于保障我 國(guó)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)運(yùn)行、推動(dòng)國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)升級(jí)有著至關(guān)重要的意義。
目前,我國(guó)在 PCB 領(lǐng)域以及面板領(lǐng)域的光刻膠應(yīng)用上已經(jīng)有了充足的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn),在 濕膜光刻膠等領(lǐng)域已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的國(guó)產(chǎn)替代。在半導(dǎo)體光刻膠領(lǐng)域,我國(guó)主要生產(chǎn)企業(yè)包括 晶瑞股份、南大光電、上海新陽(yáng)、北京科華、榮大感光、博康化學(xué)等公司。近年來(lái),我 國(guó)在半導(dǎo)體光刻膠領(lǐng)域追趕勢(shì)頭非常明顯,在政策、產(chǎn)業(yè)、資本的全方位支持下發(fā)展速 度較快,國(guó)內(nèi)廠商已經(jīng)在中高端半導(dǎo)體光刻膠的生產(chǎn)研發(fā)上嘗試突破。但是,與國(guó)際市 場(chǎng)半導(dǎo)體光刻膠比重相比,我國(guó)半導(dǎo)體光刻膠所占比例明顯更低,未來(lái)向國(guó)際先進(jìn)水平 的追趕空間仍然十分廣闊。
在半導(dǎo)體光刻膠領(lǐng)域,我國(guó)企業(yè)量產(chǎn)產(chǎn)品以技術(shù)要求相對(duì)較低的 i線/g 線光刻膠為主, 但目前 i 線/g 線光刻膠國(guó)產(chǎn)比例也仍有較大提升空間。在更高端的 KrF、ArF 光刻膠領(lǐng) 域,目前國(guó)產(chǎn)替代比例非常低,更高端的 EUV 光刻膠仍處于研發(fā)階段。目前,北京科 華、博康化學(xué)實(shí)現(xiàn)了 KrF 光刻膠的量產(chǎn),研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的位置。在 ArF 光 刻膠領(lǐng)域,南大光電自主研發(fā)、生產(chǎn)的 ArF 光刻膠預(yù)計(jì)可以達(dá)到 90nm-14nm 制程的集 成電路制造要求。目前,南大光電產(chǎn)品已在存儲(chǔ)芯片 50nm 閃存平臺(tái)以及邏輯芯片 55nm 技術(shù)節(jié)點(diǎn)上得到了認(rèn)證。如果后續(xù)能夠順利實(shí)現(xiàn) ArF 光刻膠產(chǎn)業(yè)化,國(guó)內(nèi)光刻膠制造領(lǐng) 域?qū)⒂瓉?lái)一次歷史性的突破。
在光刻膠上游原材料領(lǐng)域中,國(guó)內(nèi)從事光刻膠原材料研發(fā)及生產(chǎn)的供應(yīng)商較少,且國(guó)產(chǎn) 原材料在質(zhì)量和品種方面都存在改善空間。因此,當(dāng)前光刻膠原材料進(jìn)口依賴程度較高。 在光刻膠核心原材料市場(chǎng)中,日韓廠商基本壟斷了市場(chǎng)供應(yīng),憑借技術(shù)壁壘以及市場(chǎng)份 額優(yōu)勢(shì)取得了較強(qiáng)議價(jià)權(quán)。此外,在光刻膠設(shè)備供應(yīng)商方面,國(guó)內(nèi)廠商在設(shè)備市場(chǎng)的競(jìng) 爭(zhēng)力較弱,上游生產(chǎn)設(shè)備的進(jìn)口依賴度也維持在較高的水平。以 CVD 設(shè)備為例,根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù),長(zhǎng)江存儲(chǔ)在 2017-2020 年 2 月期間,僅有 3%的 CVD 設(shè)備招 標(biāo)份額被國(guó)內(nèi)廠家獲得,未來(lái)國(guó)產(chǎn)替代的潛在空間極大。
在全球半導(dǎo)體行業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移的背景下,我國(guó)光刻膠行業(yè)過(guò)去幾年增速維持在較高的水 平。十三五期間,國(guó)內(nèi)光刻膠市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì) 將從 2015 年的 100 億元增長(zhǎng)至 2020 年的 176 億元,2015 年-2020 年間復(fù)合年增長(zhǎng) 率有望達(dá)到 12.0%左右。其中,半導(dǎo)體光刻膠的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從 2015 年的 10 億元 增長(zhǎng)至 2020 年的 24.8 億元,2015 年-2020 年間復(fù)合年增長(zhǎng)率有望達(dá)到 19.9%,明顯高于整體光刻膠市場(chǎng)的增速。
展望未來(lái),對(duì)于國(guó)內(nèi)光刻膠行業(yè)來(lái)說(shuō),半導(dǎo)體光刻膠潛在市場(chǎng)空間巨大,國(guó)產(chǎn)廠商有望 迎來(lái)新一輪“天時(shí)地利人和”的共振:
天時(shí):新能源汽車、5G 手機(jī)、可穿戴設(shè)備的快速滲透催化了全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的新一輪快速發(fā)展,上游半導(dǎo)體材料市場(chǎng)有望持續(xù)擴(kuò)容。而在當(dāng)今國(guó)際形勢(shì)的影響下,國(guó)內(nèi)客戶 推動(dòng)上游原材料國(guó)產(chǎn)化的動(dòng)力不斷增強(qiáng),保證供應(yīng)鏈安全已經(jīng)成為當(dāng)今國(guó)內(nèi)大廠的重要 工作,國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體材料行業(yè)迎來(lái)新一輪發(fā)展機(jī)遇。
地利:隨著電子制造、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈向中國(guó)大陸的轉(zhuǎn)移,我國(guó)在電子制造、半導(dǎo)體封測(cè) 等下游環(huán)節(jié)中已經(jīng)具備明顯的全球競(jìng)爭(zhēng)力,產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)不斷積累。未來(lái),發(fā)展本土配套產(chǎn) 業(yè)鏈的條件將逐漸成熟,通過(guò)本土化降低成本的動(dòng)力也將逐步增強(qiáng),包括光刻膠在內(nèi)的 半導(dǎo)體材料行業(yè)國(guó)產(chǎn)化將是大勢(shì)所趨。
人和:在當(dāng)今中美互相成為戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的大背景下,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈作為我國(guó)科技領(lǐng)域 的一大前沿,未來(lái)幾年有望得到政策、資本的持續(xù)支持。為保障中國(guó)順利實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí), 在關(guān)鍵科技領(lǐng)域抓緊解決“卡脖子”問(wèn)題已成為全社會(huì)共識(shí)。
8.3、OLED 材料
OLED 的全稱是有機(jī)發(fā)光二極管,是全球新一代顯示技術(shù)的代表,在電子顯示、照明領(lǐng) 域有著廣泛的下游應(yīng)用場(chǎng)景。未來(lái)隨著全球顯示技術(shù)迭代升級(jí),生產(chǎn)成本的逐步降低,
OLED 有望在手機(jī)面板領(lǐng)域成為主流顯示技術(shù)。此外,在電視、可穿戴產(chǎn)品、照明等領(lǐng) 域中,OLED 的滲透率也有望得到提升。在未來(lái)幾年,OLED 市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將維持增長(zhǎng) 趨勢(shì),進(jìn)而拉動(dòng)上游 OLED 材料的市場(chǎng)需求。我國(guó)生產(chǎn)商在 OLED 面板產(chǎn)業(yè)中積極擴(kuò) 產(chǎn),未來(lái)產(chǎn)能增長(zhǎng)較快,國(guó)產(chǎn)化 OLED 材料潛在需求旺盛。目前,我國(guó)在 OLED 中間 體/粗單體(升華前材料)領(lǐng)域中已經(jīng)具備全球競(jìng)爭(zhēng)力。在高價(jià)值的發(fā)光材料成品領(lǐng)域 中,我國(guó)已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代,部分細(xì)分產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)向國(guó)內(nèi)面板廠商的大批量供貨, 但在技術(shù)和產(chǎn)能上和國(guó)際領(lǐng)先水平仍有差距,國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力仍有較大增強(qiáng)空間。
(1)技術(shù)概述
OLED 主要結(jié)構(gòu)包括 TFT 基板、ITO 玻璃(陽(yáng)極)、有機(jī)發(fā)光材料、金屬電極(陰極)。 當(dāng)存在電場(chǎng)時(shí),電子會(huì)從陰極金屬電極注入有機(jī)發(fā)光材料,流向陽(yáng)極。在這一過(guò)程中, 電子通過(guò)一系列復(fù)雜的物理作用,最終在 OLED 材料中釋放光子,達(dá)到發(fā)光的效果。從 全球顯示技術(shù)發(fā)展的歷史來(lái)看,OLED 是繼 CRT、LCD 之后興起的新一代顯示技術(shù)。相比于 LCD 顯示技術(shù),自發(fā)光的 OLED 無(wú)需背光源、液晶層。因此,OLED 面板的結(jié) 構(gòu)更加簡(jiǎn)單,輕薄化程度更高,可以實(shí)現(xiàn)柔性顯示。除此之外,OLED 發(fā)光技術(shù)有著功 耗低、色域值廣、顯示柔和的優(yōu)點(diǎn)。目前,OLED 在全球范圍內(nèi)正處于滲透率上升期, 主流消費(fèi)電子廠家均已發(fā)布采用 OLED 顯示技術(shù)的產(chǎn)品,OLED 顯示技術(shù)現(xiàn)已應(yīng)用于 手機(jī)、電視、可穿戴設(shè)備、電腦等各類終端產(chǎn)品。在電子顯示領(lǐng)域之外,OLED 在照明 行業(yè)中也得到了實(shí)際應(yīng)用。
按照驅(qū)動(dòng)方式的不同,OLED 顯示技術(shù)可以分為無(wú)源驅(qū)動(dòng)(PMOLED)以及有源驅(qū)動(dòng) (AMOLED)。在無(wú)源驅(qū)動(dòng)模式中,顯示模組中的每一個(gè)像素需要通過(guò)外部掃描來(lái)點(diǎn)亮, 在短脈沖的刺激下會(huì)出現(xiàn)高亮發(fā)光。而在有源驅(qū)動(dòng)模式中,每一個(gè)像素可以通過(guò)獨(dú)立控 制從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、快速發(fā)光。雖然 PMOLED 在設(shè)計(jì)難度、成本上具備吸引力,但由于 AMOLED 在大尺寸顯示領(lǐng)域中有著分辨率、色彩、亮度、發(fā)光壽命和響應(yīng)速度的巨大 優(yōu)勢(shì),AMOLED 已經(jīng)成為全球 OLED 行業(yè)的主流技術(shù)路徑。
OLED 顯示面板原材料主要包括有機(jī)發(fā)光材料、玻璃基板、光刻膠、光掩膜板、偏光片、 柔性 PI 薄膜精細(xì)金屬掩模板。其中,有機(jī)發(fā)光材料是 OLED 的主材,在 OLED 面板中 的成本占比在 12%左右,是 OLED 上游核心原材料。制作 OLED 發(fā)光材料,需要由化學(xué)原材料制作合成中間體,再由中間體合成粗單體,最后通過(guò)升華提純得到可供使用的 發(fā)光材料。OLED 發(fā)光材料自誕生以來(lái)已有兩代產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化,分別是熒光材 料和磷光材料,新一代 OLED 顯示材料 TADF 仍在研發(fā)過(guò)程中,在壽命、色純度等方 面仍有改善空間,暫未達(dá)到大規(guī)模商用標(biāo)準(zhǔn)。
(2)全球產(chǎn)能規(guī)模以及未來(lái)對(duì)該材料的需求預(yù)期
從終端需求的角度看,在過(guò)去的十年間,移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、新一代通信技術(shù)滲透紅利期給智 能終端帶來(lái)了大量的市場(chǎng)需求。2011 年,三星推出了全球首款采用 OLED 顯示技術(shù)的 智能手機(jī)。此后,蘋果、華為等全球主要消費(fèi)電子品牌均推出了 OLED 手機(jī)產(chǎn)品。在頭 部廠商的引領(lǐng)下,AMOLED 逐步成為高端電子產(chǎn)品的首選顯示技術(shù)路徑,OLED 行業(yè) 實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)。根據(jù)國(guó)際數(shù)據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu) DSCC 統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè),2020 年全球 OLED 單位出 貨量將由 2019 年的約 8 億塊增長(zhǎng)至 10.26 億塊,同比增長(zhǎng) 27%。
展望未來(lái),預(yù)計(jì) AMOLED 的市場(chǎng)需求主要來(lái)自于手機(jī)、電視市場(chǎng)。目前 OLED 技術(shù)在 中小尺寸顯示領(lǐng)域已經(jīng)得到主流廠商的一致認(rèn)可,競(jìng)爭(zhēng)格局相對(duì)更好,滲透率提升的趨 勢(shì)最為確定。在以手機(jī)為代表的小尺寸顯示領(lǐng)域,其他技術(shù)路線(如 Mini LED、Micro LED)由于性能、成本等方面的局限性,無(wú)法在小尺寸與 OLED 有效競(jìng)爭(zhēng),只能在大中 尺寸顯示面板上作為 OLED 的替代。目前,高端手機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了 OLED 的大規(guī)模應(yīng)用, 而中低端手機(jī)仍以傳統(tǒng)的 TFT-LCD 技術(shù)為主。隨著 OLED 產(chǎn)能增大,技術(shù)改善以及良 率提升,未來(lái) OLED 成本有望呈現(xiàn)趨勢(shì)性下降,在中低端手機(jī)上用 OLED 替代 LCD 將 有望成為現(xiàn)實(shí)。
在電視領(lǐng)域中,雖然 OLED 需要面對(duì) Mini LED 等其他路線的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),但是由于傳統(tǒng) LCD 仍為行業(yè)主流,當(dāng)下 OLED 等新興顯示技術(shù)的發(fā)展以替代 LCD 為主。近年來(lái) OLED 電視出貨量快速增長(zhǎng),根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù),在 2016 年至 2019 年年間, 全球 OLED 電視出貨量從 70 萬(wàn)臺(tái)上升至 350 萬(wàn)臺(tái),復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá)到 71%。期間 OLED 電視滲透率從 0.3%快速上升至 1.4%。此外,根據(jù) Omdia 的預(yù)測(cè),2021 年 OLED 電視面板出貨量將達(dá)到 830 萬(wàn)臺(tái),相比 2020 年的 450 萬(wàn)臺(tái)大幅增長(zhǎng) 86%。同期,由 于新興顯示技術(shù)的替代效應(yīng),LCD 液晶電視出貨量由 2.717 億臺(tái)下降至 2.646 億臺(tái)。雖然 LCD 電視總量有所減少,但是 LCD 仍然占據(jù)著絕大部分市場(chǎng)份額,未來(lái)潛在的 升級(jí)換代空間巨大。
此外,在可穿戴設(shè)備、照明領(lǐng)域中,OLED 顯示需求也有望逐步增長(zhǎng)。由于 OLED 顯 示技術(shù)具備輕薄、顯示柔和、支持柔性顯示等特點(diǎn),消費(fèi)者使用體驗(yàn)優(yōu)于傳統(tǒng) LCD 顯 示技術(shù)。未來(lái) OLED 技術(shù)滲透率有望在可穿戴設(shè)備、VR 設(shè)備領(lǐng)域得到提升,從而打開 OLED 顯示面板新的需求空間。在照明領(lǐng)域中,OLED 具備節(jié)能環(huán)保、發(fā)光柔和等優(yōu)點(diǎn), 在夜景裝飾、指示路標(biāo)、城市照明等領(lǐng)域有望得到更大規(guī)模的應(yīng)用。
在以上因素的共同催化下,預(yù)計(jì)未來(lái)幾年 OLED 行業(yè)能夠維持穩(wěn)定增長(zhǎng),并拉動(dòng)上游 OLED 材料市場(chǎng)的進(jìn)一步擴(kuò)容。根據(jù)奧來(lái)德招股說(shuō)明書以及 IHS 的預(yù)測(cè),全球 AMOLED 市場(chǎng)規(guī)模將從 2019 年的 251 億美元逐步增長(zhǎng)至 2025 年的 374 億美元,2019-2025 年 間復(fù)合年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將達(dá)到 6.9%左右。在下游需求維持穩(wěn)健增長(zhǎng)的背景下,全球 OLED 發(fā)光材料作為上游核心材料,在這一過(guò)程中將會(huì)充分受益。
(3)全球主要公司、市場(chǎng)份額及其產(chǎn)能
有機(jī)發(fā)光材料是 OLED 上游核心原材料,是 OLED 顯示面板能夠形成自發(fā)光特質(zhì)的基 礎(chǔ)。制備有機(jī)發(fā)光材料首先需要將化學(xué)原材料合成為 OLED 中間體,再由中間體經(jīng)合成 形成粗單體,最后通過(guò)復(fù)雜的升華、提純得到制作 OLED 顯示面板使用的高純發(fā)光材 料。
從全球視角來(lái)看,OLED 發(fā)光材料產(chǎn)業(yè)鏈的不同環(huán)節(jié)產(chǎn)能分布有明顯的差異。在化學(xué)原 材料、中間體/粗單體(升華前材料)的環(huán)節(jié)中,中國(guó)企業(yè)產(chǎn)能充足,并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了向 全球的大規(guī)模出貨,在全球市場(chǎng)中有著舉足輕重的地位。其中,在中間體、粗單體領(lǐng)域 中,憑借相對(duì)穩(wěn)定的競(jìng)爭(zhēng)結(jié)構(gòu),國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)能夠獲取不錯(cuò)的盈利能力,在全球市場(chǎng)中 也建立起了一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。但是,目前在高純發(fā)光材料(終端發(fā)光材料)的環(huán)節(jié)中, 海外頭部企業(yè)仍然具備壟斷的市場(chǎng)地位,生產(chǎn)、技術(shù)壁壘給中國(guó)企業(yè)入局帶來(lái)較明顯的 障礙。
海外頭部企業(yè)在 OLED 研發(fā)、生產(chǎn)方面有較長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)積累,OLED 發(fā)光材料的專利 基本都掌握在海外國(guó)家手中,因此在技術(shù)上具備強(qiáng)大的排他性。此外,OLED 顯示領(lǐng)域 變革較快,往往兩三年就會(huì)出現(xiàn)一次技術(shù)、像素排列等方面的更新?lián)Q代,這意味著上游 發(fā)光材料企業(yè)需要很強(qiáng)的研發(fā)能力以及產(chǎn)業(yè)鏈響應(yīng)能力。同時(shí),由于 OLED 材料企業(yè)需 要和下游客戶協(xié)同研發(fā),并且 OLED 發(fā)光材料對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有著決定性的影響,下游客戶 對(duì)發(fā)光材料供應(yīng)商的認(rèn)證周期往往比較長(zhǎng),客戶粘性較強(qiáng)。總體來(lái)看,除了技術(shù)的先發(fā) 優(yōu)勢(shì)以外,專利壁壘、研發(fā)能力、客戶粘性進(jìn)一步加深了當(dāng)前國(guó)際巨頭在高純發(fā)光材料 領(lǐng)域的護(hù)城河。
有機(jī)發(fā)光材料可進(jìn)一步細(xì)分為發(fā)光主體材料(紅色、藍(lán)色、綠色主體材料),以及摻雜 材料。雖然都屬于有機(jī)發(fā)光材料,但不同細(xì)分領(lǐng)域的主體材料、合成工藝、生產(chǎn)難度都 存在一定差異。因此,發(fā)光材料每一個(gè)細(xì)分領(lǐng)域的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)結(jié)構(gòu)都有明顯的差異,但主 要公司均為美國(guó)、日本、韓國(guó)、德國(guó)企業(yè)。
在幾個(gè)細(xì)分領(lǐng)域中,摻雜材料的技術(shù)壁壘更高,對(duì)材料有非常高的要求。目前,摻雜材 料的專利被 UDC 等少數(shù)外國(guó)公司所壟斷,存在明顯的技術(shù)壁壘。UDC 在 OLED 技術(shù) 方面,特別是磷光領(lǐng)域中,進(jìn)行了大規(guī)模的研發(fā)投入、專利申請(qǐng)、專利收購(gòu),以阻止?jié)?在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手切入 OLED 材料領(lǐng)域。紅光主體材料市場(chǎng)中,美國(guó)陶氏擁有核心專利,市場(chǎng) 占有率全球領(lǐng)先。在綠色主體市場(chǎng)中,三星 SDI、德國(guó)默克、新日鐵化學(xué)占據(jù)了絕大部 分市場(chǎng)份額。在藍(lán)光主體材料市場(chǎng)中,全球最主要的生產(chǎn)商是日本出光興產(chǎn)。目前,在 以上 OLED 核心材料領(lǐng)域中,中國(guó)企業(yè)全球競(jìng)爭(zhēng)力仍有待加強(qiáng)。
(4)我國(guó)的發(fā)展水平、技術(shù)壁壘、需求缺口、進(jìn)口依存度
整體來(lái)看,我國(guó)在下游 OLED 面板制造領(lǐng)域、上游 OLED 中間體/粗單體領(lǐng)域已經(jīng)具備 全球競(jìng)爭(zhēng)力。在價(jià)值量最高的 OLED 有機(jī)發(fā)光材料成品領(lǐng)域,我國(guó)在部分細(xì)分產(chǎn)品中已 經(jīng)具備初步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代的能力,并已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)內(nèi)主要面板廠商的大批量供貨。但是, 目前我國(guó)在技術(shù)和產(chǎn)能方面離國(guó)際領(lǐng)先水平仍有一段距離。打破海外廠商在 OLED 發(fā) 光材料成品的壟斷,對(duì)于實(shí)現(xiàn)我國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控、提升我國(guó)面板制造產(chǎn)業(yè)的盈 利能力有著重要意義。
由于中國(guó)具有豐富的自然資源,化學(xué)原材料產(chǎn)能充裕,中國(guó)企業(yè)在 OLED 升華前材料 (中間體、粗單品)領(lǐng)域中具備一定的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。目前,中國(guó)主要企業(yè)在 OLED 升華 前材料領(lǐng)域中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)向全球客戶的大規(guī)模出貨,國(guó)內(nèi)企業(yè)在 OLED 材料供應(yīng)鏈中已 占據(jù)重要地位。根據(jù)公開資料,目前我國(guó) OLED 中間體/粗單品的主要生產(chǎn)商包括萬(wàn)潤(rùn) 股份、濮陽(yáng)惠成、瑞聯(lián)新材、萊特光電、阿格蕾雅等公司。以瑞聯(lián)新材為例,根據(jù)公司 招股說(shuō)明書,2019 年瑞聯(lián)新材在全球 OLED 升華前材料的市場(chǎng)占有率約為 14%,公司 下游客戶包括 Idemitsu、Dupont、Merck、Doosan、Duksan 等全球主要 OLED 終端材 料廠商。
而在價(jià)值量更高的有機(jī)發(fā)光材料成品(終端材料)市場(chǎng)中,如前文所述,目前美國(guó)、日 本、韓國(guó)、德國(guó)頭部廠商已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)大部分細(xì)分領(lǐng)域的壟斷。在 OLED 有機(jī)發(fā)光材料成品領(lǐng)域中,我國(guó)國(guó)產(chǎn)化比例維持在較低 的水平。通用輔助材料(電子功能、空穴功能等材料)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占比 12%左右,而發(fā)光層材料占比不足 5%,進(jìn)口依賴程度高。目前,中國(guó)面板企業(yè)在關(guān)鍵材料上的議價(jià)能 力較弱,未來(lái)國(guó)產(chǎn)替代空間較大。
雖然我國(guó)在 OLED 發(fā)光材料領(lǐng)域與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距較大,但是目前國(guó)內(nèi)在多個(gè) OLED 發(fā)光材料領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破、批量出貨,并成功打入了多個(gè)國(guó)內(nèi)主流面板廠商的 供應(yīng)體系。通過(guò)技術(shù)積累,我國(guó)部分中間體、粗單體生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)具備生產(chǎn)高純發(fā)光材 料的能力。根據(jù)陜西萊特光電招股說(shuō)明書(申報(bào)稿),萊特光電已經(jīng)實(shí)現(xiàn)紅色發(fā)光功能 材料以及空穴傳輸材料(HTL)的批量生產(chǎn),目前公司生產(chǎn)的紅色發(fā)光功能材料是京東 方、華星光電、和輝光電平板系列的唯一供應(yīng)商。此外,根據(jù)奧來(lái)德招股說(shuō)明書,奧來(lái) 德有機(jī)發(fā)光材料的主要客戶包括維信諾、和輝光電、信利集團(tuán)、合肥維信諾、TCL 華星 集團(tuán)。綜上所述,我國(guó)在 OLED 發(fā)光材料成品領(lǐng)域已經(jīng)初步具備了國(guó)產(chǎn)替代的能力, 但是在產(chǎn)能以及技術(shù)水平上與國(guó)外主流公司仍有差距,國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力有待加強(qiáng)。
展望未來(lái),我國(guó) OLED 面板行業(yè)正處于快速發(fā)展階段,未來(lái)下游面板行業(yè)的產(chǎn)能將逐 步釋放,生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的積累將進(jìn)一步提升良率和盈利能力。OLED 面板生產(chǎn)商對(duì)于國(guó)產(chǎn)化 配套材料的需求有望快速提升,國(guó)產(chǎn) OLED 材料有望迎來(lái)歷史性發(fā)展機(jī)遇。2016-2020 年,中國(guó)面板廠在全球智能手機(jī) AMOLED 面板市 場(chǎng)的市場(chǎng)占有率由1.1%提升至13.2%,其中京東方的市場(chǎng)占有率由0.1%提升到8.8%。根據(jù) 2020 年底全球 OLED 面板廠商的投產(chǎn)建設(shè)情況,全球主要的 AMOLED 產(chǎn)線集中 在中國(guó)和韓國(guó)手中,中國(guó)面板企業(yè)投資熱情高漲。根據(jù)陜西萊特光電招股說(shuō)明書(申報(bào) 稿),中國(guó)新建和擬建的 OLED 產(chǎn)線已經(jīng)達(dá)到 20 條以上。
根據(jù)奧來(lái)德招股說(shuō)明書以及賽迪智庫(kù)的統(tǒng)計(jì),隨著中國(guó)大陸 AMOLED 產(chǎn)能的持續(xù)釋放, 國(guó)內(nèi) AMOLED 產(chǎn)業(yè)規(guī)模預(yù)計(jì)將維持快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。2020 年,多條 AMOLED 產(chǎn)線實(shí) 現(xiàn)量產(chǎn),我國(guó)當(dāng)年 AMOLED 產(chǎn)業(yè)規(guī)模預(yù)計(jì)已達(dá)到 351 億。到 2023 年,全國(guó) AMOLED 市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將進(jìn)一步增長(zhǎng)至 843 億元,2020-2023 年間復(fù)合年增長(zhǎng)率有望達(dá)到 33.9%。
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