18年以来,中美交易抵触、科技战、新冠疫情、俄乌抵触不断冲击着全球供给链。上一年11月18日,政治局会议审议了《国家安全战略》,着重科技、动力矿藏、粮食等供给链安全问题。我国高端新资料技能和出产偏弱,近年来产能虽有显着进步,但未能满意国内高端产品需求,资料强国之路任重而道远。
碳纤维:我国企业产能扩张速度较快但中心技能缺失严峻,高附加值的航空航天用碳纤维仍被“卡脖子”。
SiC纤维:日美企业操控全球商场,我国第三代SiC纤维工业化处于起步阶段
碳化硅:美国企业一家独大,咱们龙头企业开端批量出产,进口依托度度达80%。
光刻胶:我国半导体光刻胶国产化率2%,KrF、ArF光刻胶对外依托最为严峻。
聚苯醚:我国企业产销量跻身世界前列,但仍求过于供,质量、产值、品种商标等方面与欧美企业尚有距离。
在百年未有之大变局、世界关系益发杂乱的今日,供给链安全将会成为未来很长一段时间我国注重的重要问题。
我国高端新资料技能和出产偏弱,近年来产能虽有显着进步,但未能满意国内高端产品需求,资料强国之路任重而道远。依据工信部2019年的陈述显现,我国新资料工业还有32%的要害资料处于空白情况,需求进口要害新资料达52%,进口依托度高,尤其是智能终端处理器、制作及检测设备、高端专用芯片范畴,进口依托度别离达70%,95%,95%,存在巨大的国产化空间。
《“十四五”规划》为新资料展开供给方针支撑。2021年3月13日,《中华人民共和国国民经济和社会展开第十四个五年规划和2035年远景方针大纲》发布,其间清晰提出深化施行制作强国战略,并对高端新资料的展开做出清晰指示:推动高端稀土功用资料、高质量特别钢材、高功用合金、高温合金、高纯稀有金属资料、高功用陶瓷、电子玻璃等先进金属和无机非金属资料取得打破,加强碳纤维、芳纶等高功用纤维及其复合资料、生物基和生物医用资料研制运用,加快茂金属聚乙烯等高功用树脂和集成电路用光刻胶等电子高纯资料要害技能打破。一起,规划提出要展开强大战略性新兴工业,集合新一代信息技能、生物技能、新动力、新资料、高端配备、新动力轿车、绿色环保以及航空航天、海洋配备等战略性新兴工业,加快要害中心技能创新运用,增强要素保证才干,培养强大工业展开新动能。
(1)碳纤维:中心出产技能会集在日本、美国,我国龙头企业正逐渐打破国外技能独占
碳纤维是比强度和比刚度最高的高功用纤维,用处十分广泛。碳纤维(Carbon Fiber)是由聚丙烯腈(PAN)(或沥青、粘胶)等有机纤维在高温环境下裂解碳化构成的含碳量高于90%的碳主链结构无机纤维,是完结大批量出产的高功用纤维中具有最高比强度(强度比密度)和最高比刚度(模度比密度)的纤维。碳纤维资料以其超卓的功用被用于航空航天、风电、体育休闲、轿车等多个范畴,是新资料范畴用处最广泛、商场化最高的资料。
碳纤维出产工艺流程长,技能壁垒极高。按原丝类型分,碳纤维可分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维。其间,PAN基碳纤维占商场份额的90%以上。PAN基碳纤维是以丙烯腈为原资料进行聚合反应生成聚丙烯腈,聚丙烯腈经过纺丝得到聚丙烯腈原丝,再经过对原丝进行预氧化、碳化、外表处理等工艺而得。碳纤维出产工艺流程长,整个进程接连走丝,需求对参数准确操控,每个环节都会影响到碳纤维制品的质量和功用。原丝制备是碳纤维出产的中心环节,原丝的质量直接决议着终究碳纤维产品的质量、产值和出产本钱,原丝本钱占整个碳纤维出产本钱的五成以上。
职业估量未来十年碳纤维需求量将翻3~4倍,到2030年到达40万吨的规划。自2015年来,世界碳纤维需求量一向坚持约12%的添加,近两年因为疫情原因,航空业受挫影响了高价值的高功用碳纤维出售,增速有所放缓。但因为碳纤维下流运用商场继续发力,未来碳纤维商场规划有望翻倍式添加。碳纤维商场的四大运用职业是风电叶片、航空航天、体育休闲、轿车,2021年四大下业碳纤维需求量的占比逾越65%。
日本东丽是世界上高功用碳纤维研讨与出产范畴的“领头羊”,其他国家根本上处于追逐阶段。世界上碳纤维的出产起步于20世纪60年代,经过五十余年的展开,出产工艺技能现已老练。日、美等少量发达国家把握了世界碳纤维的中心出产技能,尤其是新近开发的先进技能首要把握在日本东丽、东邦帝人、三菱丽阳三大碳纤维出产企业中。从产能数据来看,日本东丽是世界最大的碳纤维制作企业(含收买卓尔泰克产能),具有碳纤维产能5.75万吨,占全球碳纤维运转产能的27.7%,其出产的碳纤维归纳竞赛力全球排名榜首,业界一般对标东丽的产品规范进行研制。其他首要的海外厂商包含美国赫氏(Hexcel)、日本东邦(Toho/Teijin)、日本三菱丽阳(MCCFC)、德国西德里(SGL)、台塑(FPC)等。我国也呈现了比如吉林化纤、中复神鹰、宝旌、新创碳谷、恒神、光威复材等碳纤维出产企业。
近年来我国碳纤维产能快速扩张,产能运用率快速进步。近年来受下流需求拉动,我国碳纤维产能快速扩张,2021年我国碳纤维运转产能6.35万吨,同比添加75.41%,占全球碳纤维运转产能的30.5%,产能规划全球榜首。曩昔我国碳纤维工业“有产能无产值”的现象较为严峻,产能运用率远低于世界均匀水平,近年来跟着国内企业不断完结技能打破,产能运用率快速进步,从2016年的14.94%添加至2020年的51.1%,但较65%-85%的世界遍及水平仍有必定进步空间。
我国碳纤维商场国产代替趋势显着。近年来我国碳纤维商场需求不断进步,2021年我国碳纤维商场需求量达6.24万吨,同比添加27.7%。国产化率从2016年的18.4%进步至2021年的46.9%,国产代替趋势显着。首要原因一是受疫情影响碳纤维进口难度添加;二是日本、美国等国约束碳纤维对华出口,国内需求缺口添加;三是国内碳纤维新产能投进,产值添加。
我国碳纤维产品需求结构存在进一步晋级的空间。我国碳纤维运用以风电叶片和体育休闲为主,而高附加值的航空航天运用占比不到5%,与全球水平存在显着距离。从单价来看,运用于航空航天范畴的碳纤维单价达7.2万美元/吨,价格水平为其他范畴碳纤维价格的2.5倍以上。
龙头企业正逐渐打破国外技能独占。经过长时间的技能堆集,我国以吉林化纤、中复神鹰、宝旌、新创碳谷、恒神股份、光威复材等为代表的国内碳纤维龙头企业正逐渐打破国外技能独占,产能规划不断扩张,部分企业产品功用与世界龙头比肩。
(2)铝合金轿车车身板:有用产能首要散布在欧美,国内仅南山铝业具有批量供给才干
铝合金是抱负的轻量化资料,投合了轿车轻量化的趋势。铝合金是铝和镁、铜、硅、锰各种金属元素的产品,在和钢结构坚持相同强度的条件下,比钢轻50%。铝合金塑性好,可加工成各种型材,且具有优秀的导电性、导热性和抗蚀性,且铝合金的回收率到达 80%,对环境的损坏较小,是抱负的轻量化资料,被广泛运用于飞机、轿车、火车、船只等制作工业。在应对气候改动、推动绿色展开的大趋势下,铝合金成了各国轿车制作商满意环保方针选用的首要减重手法之一。依照世界铝业协会的数据,轿车每削减10%的分量,可削减6%-8%的排放;每削减100kg分量,轿车百公里燃油耗费量能削减0.4-0.5升。
轿车用铝合金首要分为四种:铸造铝材、铸造铝材、揉捏铝材和压延铝材。运用最多的是铸造铝材,占比逾越70%。铝合金车身板归于压延铝材,约占轿车用铝量的10%-15%,可用于出产如引擎盖等多个轿车车身的大型部件。
全球新动力轿车销量敏捷跃升,推高轿车铝板需求。当时燃油车是轿车铝材耗费的主力,未来新动力车商场将成为轿车用铝的首要增量商场。从2016年到2021年,全球新动力轿车销量从75万辆跃升至约650万辆,曩昔五年复合添加率高达 53.7%。据EVTANK最新猜测,2030年全球新动力轿车销量有望到达4780万辆,占当年新车销量的份额挨近50%。而且就单车耗铝量而言,纯电动车均匀单车耗铝量比燃油车高约30kg。与此一起,轿车铝板是轿车用铝部件中添加最快的部分:依据duckerworldwide的估量,2015至2020年,北美轿车均匀用铝量添加了约18%,期间轿车“四门两盖“均匀用铝量添加高达163%。在需求端的杰出预期下,估量至2025年世界车用铝板需求将逾越400万吨。
轿车铝板有用产能首要散布在欧美区域,美国企业占有肯定抢先方位。2020年全球轿车铝板年产能约在390万吨邻近,会集在北美洲、欧洲和亚洲区域,我国产能占全球比重约26.2%,居于世界第二,但产能多为筛选产能和落后产能,产能运用率严峻偏低。从企业来看,全球轿车板产能首要会集在诺贝丽斯、肯联铝业、美国铝业、美国特别合金、海德鲁、日本神户钢铁等国外企业。其间,美国企业运用其多年技能堆集和全球化布局的优势,牢牢占有了轿车铝板产能的前几大座位。因为轿车车身铝板对运用功用及外表质量具有严厉规范,国内出产企业设备和技能都存在必定壁垒,南山铝业是国内仅有可以批量供给全系列、全类型掩盖的内资企业。
我国车用铝板需求量大幅上升,自给率仅约50%。2020年国内轿车年产值约为2500万辆。依照轿车铝化率30%、轿车铝板占车用铝材10%测算,我国2020年轿车铝板的需求在38万吨左右。2020年国内车用铝板出产厂家总产值约18.6万吨,车用铝板自给率到达48.95%。跟着国家对新动力车工业的大力支撑,部分省市已开端拟定禁售燃油车的时间表,新动力车销量还会进一步进步,然后继续推动车用铝板需求添加。
我国单车用铝量相较欧美仍有较大进步潜力。2020年我国轿车均匀单车用铝量仅130公斤,离欧洲的179公斤、北美的211公斤有较大距离,国内轿车用铝工业还有很大添加潜力。依据世界铝业协会的估量,2025年国产轿车用铝量可以打破单车180kg,铝板等压延铝材占比由现在的13%进步至18%,依照轿车铝板占压延铝材50%核算,2025年国内轿车铝板年需求量可以到达60万吨。
国内企业轿车铝板研讨滞后,高功用产能尚待进步。我国轿车轻量化起步缺少十年,关于轿车用铝的研讨较为滞后。我国企业自2013年来接连开端对轿车铝板进行研制,存在技能难度高、资金投入大、产品认证缓慢的问题。国内出产企业大多都没有技能根底,整条出产线出产设备均需进口,出产工艺多处于拷贝国外阶段。国内出产厂家90%的产值为内板,出产技能较为杂乱的外板产能以合资厂商诺贝丽斯、神户钢铁为主。南山铝业是国内首家“四门两盖”铝板出产商,也是本乡仅有能批量出产表里板的企业。现在具有轿车板在产产能20万吨,开工率为30%,还有在建产能20万吨。
(1)聚酰亚胺(PI):职业寡头独占特征显着,我国高端聚酰亚胺资料制作显着落后
聚酰亚胺(PI)是归纳功用杰出的有机高分子资料,被誉为“二十一世纪最有期望的工程塑料之一”。该资料的运用温度规划很广,能在-200~300℃的环境下长时间作业,短时间耐受 400℃以上的高温。一起,该资料还具有高绝缘强度、耐溶、耐辐照、保温绝热、无毒、吸声降噪、易设备维护等特色。当时,聚酰亚胺已广泛运用在航空航天、船只制作、半导体、电子工业、纳米资料、柔性显现、激光等范畴。依据详细产品方式的不同,聚酰亚胺运用方向可以细分为PI泡沫、PI薄膜、PI纤维、PI基复合资料、PSPI等多种产品。
聚酰亚胺薄膜(PI 膜)是最早进入商业流转且用量最大的PI资料。2021年,全球PI薄膜消费量1.63万吨,估量到2030年将到达2.9万吨,年均复合添加率达6.5%,全球PI薄膜商场规划22.5亿美元。
PI薄膜职业呈寡头独占,产能会集于美、日、韩。出产高功用PI膜对设备定制、制作工艺、技能人才等方面要求严苛,再加上发达国家职业寡头对PI薄膜出产技能、出产工艺进行严厉维护。现在这一范畴呈现寡头独占的竞赛格式,90%以上的商场份额把握在美国、日本、韩国出产商的手中。杜邦(Dupont)、日本宇部兴产(Ube)、钟渊化学(Kaneka)、日本三菱瓦斯MGC、韩国PI顶级资料(原SKPI)以及我国台湾区域达迈科技(Taimide)是当时全球聚酰亚胺薄膜的首要出产商。
其他PI产品运用大多局限于军事范畴,没有构成大规划商业化运用。聚酰亚胺纤维现在价格较高,现在首要以其一起的低温适用性(担任外太空-100℃以下温度环境)用于航空航天范畴。现在完结大规划出产的厂商只要现在德国Evonik(P84纤维)和我国长春高琦(轶纶纤维)。PI泡沫现在最为重要的运用为舰艇用隔热降噪资料,美国水兵已把 PI 泡沫用作一切水面舰艇和潜艇的隔热隔声资料,INSPEC 公司出产的SOLIMIDE 泡沫已被逾越 15 个国家拟定用于水兵船只的隔热隔声系统,但其暂未大规划进入民用范畴。
全体来看,尽管我国高等院校、研讨所、多范畴头部公司已布局多品种型聚酰亚胺资料的研讨开发作业。可是,在高功用、特种用处的聚酰亚胺资料制作方面,我国仍显着落后于发达国家。
PI泡沫范畴:我国在技能研制和出产方面均与发达国家存在着显着距离,仍处于起步阶段。在发达国家紧密封闭PI泡沫技能的大布景下,我国国产PI泡沫有显着的需求缺口,国内产品开发多会集于技能专利阶段,没有构成大规划工业化运用。现在我国参加PI泡沫研制的组织首要包含中科院长春运用化学研讨所、中科院宁波资料所、天晟新材、康达新材、青岛海洋等。其间,康达新材与青岛海洋两家聚酰亚胺泡沫产品经过了军方判定,取得了实质性开展。
PI纤维范畴:我国PI纤维范畴布局早,现在已完结大规划接连出产,产品归纳功用到达世界先进水平。2006年,中科院长春应化自主研制的PI纤维功用完结了对美国杜邦公司Kevlar-49的逾越。2010年,中科院长春应化所与长春高琦聚酰亚胺资料公司协作展开PI纤维的工业化作业,2013年,长春高琦PI纤维年产能已到达1000吨,已根本可以满意戎行关于该项资料的需求。此外,江苏奥神新资料、江苏先诺、科聚新材等公司均在PI纤维范畴取得出产技能的重要打破,要害功用指标有了进一步进步。
在PI薄膜范畴:已完结电工级PI薄膜的大规划出产,但电子级PI薄膜仍对国外有较大依托,进口依存度到达80%。自20世纪70年代,我国开端测验自主研制PI薄膜的出产工艺。1993年,深圳兴邦电工器材完结国内榜首条PI薄膜的工业化产线。到现在,国内已有桂林电器、山东万达微电子、株洲年代、深圳瑞华泰等数十家企业具有PI薄膜的出产才干或规划出产。在制作进程相对简略的电工级PI薄膜范畴,我国现已完结大规划出产,产质量量处于全球抢先方位。可是,因为我国原资料、设备等其他环节展开水平有限,国内高端PI膜的制作水平仍显着落后于发达国家。在电子级PI膜范畴中,我国产能与质量方面与国外厂商相差较大。依据头豹研讨院数据,我国电子级PI薄膜进口依存度到达80%,美日等发达国家把握着全球电子级PI膜的定价权,获取高额赢利,并对我国工业链自主可控产生必定要挟。
(2)碳化硅纤维:在西方国家的技能封闭下,我国第三代SiC纤维工业化仍处于起步阶段
碳化硅纤维具有优异的耐热性、耐氧化性和强度,在军工范畴有较高运用价值。SiC纤维是一种以有机硅化合物为质料,经纺丝、碳化或气相堆积而制得的具有β-碳化硅结构的无机纤维,归于陶瓷纤维一类。自20世纪80年代SiC纤维面世以来,SiC纤维已有三次显着的产品迭代,其耐热性与强度都得到了显着增强。现在,第三代SiC纤维的最高耐热温度达1800-1900℃,耐热性和耐氧化性均优于碳纤维。资料强度方面,第三代SiC纤维拉伸强度达 2.5~4GPa,拉伸模量达290~400GPa,在最高运用温度下强度坚持率在 80%以上。
现在,SiC纤维的潜在运用包含耐热资料、耐腐蚀资料、纤维增强金属、装甲陶瓷、增强资料等方向,在航空航天、军工配备、民用航空器等范畴有较高运用价值。
估量未来各国对航空航天范畴的投入加大,推动SiC纤维规划高速添加。依据Stratistics MRC猜测,2026年SiC纤维的商场规划将添加至35.87亿美元,2017~2026年间复合年添加率将到达34.4%。SiC纤维下流最首要的运用之一是SiC纤维复合陶瓷基资料(CMC资料),未来十年,伴跟着归纳国力的增强以及世界形势的不确定性,以我国为代表的首要展开我国家有望加大航空航天范畴的投入力度。在此布景下,凭仗轻量化、高耐热、抗氧化的显着优势,CMC资料的运用率有望大幅添加。依据MarketsandMarkets猜测,到2031年,全球CMC资料商场规划将到达250亿美元,2021~2031年间复合年添加率将到达11.0%。
日本碳素公司和宇部兴产公司SiC纤维产值占到全球的80%。阅历了几十年的展开,美日等发达国家现已构成了多个代际的SiC纤维产品系统,并推出了高功用、高纯度、高价值的第三代SiC纤维产品。现在,日本碳素公司(Nippon Carbon)和宇部兴产公司(Ube Industries)的SiC纤维产品产值最大,能到达百吨级。依据新思界工业研讨中心发布的《2020-2024年我国碳化硅纤维增强复合资料职业出资潜力及展开远景研讨陈述》,2020年,这两家公司SiC纤维产值占到全球的80%。
我国现已具有第二代SiC纤维量产才干,第三代SiC纤维工业化仍处于起步阶段,进口依托度在70%以上。接连碳化硅纤维在航空航天、国防军工等范畴有极高的运用价值,归于军事灵敏物资。因而,西方发达国家对碳化硅纤维产品、技能施行严厉的保密封闭,我国只能依托自主研制完结高功用碳化硅纤维的国产化。国内研制单位首要包含国防科技大学、厦门大学,以这两所高校为中心布置工业化才干。其间,火炬电子与厦门大学协作,姑苏赛菲、宁波众兴新材对国防科技大学研讨成果进行转化。到现在,针对第二代SiC纤维,以上三家公司均已建成年产10吨级产线;针对第三代SiC纤维,仅火炬电子具有量产才干, 现在国内SiC纤维产品70%以上依托进口,国产代替空间宽广。
硅是一种杰出的半导体资料,耐高温、抗辐射功用较好,特别适合制作大功率器材。以硅为原资料,经过拉单晶制作成硅棒,然后进行切开就构成了硅片。硅片首要用于半导体、光伏两大范畴,半导体硅片在晶体、形状、尺度巨细、纯度等方面要比光伏用晶片要求更高,光伏用硅片的纯度要求硅含量为4N-6N之间(99.99%-99.9999%),半导体用硅片在9N-11N(99.9999999%-99.999999999%)左右,制作工艺愈加杂乱,下流运用也更为广泛。半导体用硅片坐落工业链的最上游,首要运用于集成电路、分立器材及传感器,是制作芯片的要害资料,影响着更下流的轿车、核算机等工业的展开,是半导体工业链的柱石。
获益于半导体产品的技能进步和下流相关电子消费品的品类添加,半导体硅片的需求量逐年上升,规划不断添加,2021年全球半导体硅片商场规划到达140亿美元,同比添加25%。
全球半导体硅片职业被巨子独占,会集度高,我国大陆区域厂商体量小。2021年全球前五大硅片供货商别离为日本信越化学(Shin-Etsu)、日本胜高(SUMCO)、我国台湾举世晶圆(GlobalWafers)、德国世创(Silitronic)、韩国鲜京矽特隆(SKSiltron),市占率算计逾越90%,我国大陆本乡厂商沪硅工业市占率约3%,体量较小。
2021年我国半导体硅片商场规划约为16.6亿美元,但国内企业所占份额较少,产能首要会集于6英寸硅片上,12英寸硅片首要依托进口,国产化率仅13%,8英寸硅片也只要少量厂商可以供给,国产代替空间宽广。
半导体硅片的国内厂商正在加快追逐,沪硅工业在12寸硅片范畴身先士卒,除此之外中环股份、立昂微、超硅半导体等企业也已进入大硅片范畴。我国是全球最大的半导体终端商场,跟着我国芯片产能的继续扩张,我国半导体硅片的商场规划将会加快添加,大硅片范畴展开远景宽广。
(2)碳化硅(SiC): 国内企业会集于中低端国产代替,高端商场有待发掘
碳化硅是现在展开最老练的宽禁带半导体资料,也是第三代半导体资料的代表资料。碳化硅资料具有许多长处:化学功用安稳、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨耐高压。选用碳化硅资料
碳化硅出产进程分为单晶生长、外延层生长及器材制作三大进程,对应的是工业链衬底、外延、器材与模组三大环节。其间,衬底和外延占有首要价值,在工业链中的本钱占比别离为47%、23%。
碳化硅运用范畴宽广,职业的生长动力足够。现在碳化硅功率器材有四个首要运用场景:1)新动力轿车:电机驱动系统中的主逆变器;2)光伏:光伏逆变器;3)轨道交通:功率半导体器材;4)智能电网:固态变压器、柔流输电、柔性直流输电、高压直流输电及配电系统。2021年碳化硅功率器材的商场规划逾越10亿美元,跟着碳化硅功率器材的进一步展开,据Yole猜测,2027年碳化硅功率器材商场规划有望到达63亿美元,2021~2027年间复合年添加率高达 34%。
现在,碳化硅工业格式呈现美国独大的特色。碳化硅职业存在较高的技能门槛,研制时间长,美国、欧洲、日本等国家与区域多年来不断改进碳化硅单晶的制备技能、研制制作相关设备,在碳化硅工业链各环节都具有较大优势。其间,职业巨子Wolfspeed实力微弱,具有笔直一体化的出产才干,在碳化硅衬底商场占有45%份额,在碳化硅外延晶片商场占有52%份额。
我国是碳化硅最大的运用商场,2021年碳化硅单晶片商场规划到达18.93万片。但现在碳化硅产品仍有80%左右依托进口,具有较大的国产代替潜力。
当时我国企业在碳化硅范畴市占率低,但已逐渐培养工业链的各个环节。国家对该工业展开也较为注重,经过863方案、国家02严峻专项促进其展开,并将碳化硅衬底列入十三五《战略性新兴工业要点产品目录》。以天科合达和天岳先进为主的国内碳化硅晶片厂商展开速度较快,其间天科合达的部分产品在中心参数上现已到达世界先进水平,碳化硅晶片产品对外销往北美、欧洲、日本、韩国等国家和区域,市占率进步显着;而天岳先进碳化硅产品已成功批量供给于国内碳化硅职业的下流中心客户,一起被国外闻名的半导体公司运用。公司6英寸导电型碳化硅衬底产品已于2019年中标国家电网的收购方案。
溅射是制备薄膜资料的重要技能之一,集成电路中单元器材内部的介质层、导体层乃至维护层都要用到溅射镀膜工艺。溅射是指运用离子源产生的离子,在真空中经过加快集合而构成高速度能的离子束流,炮击固体外表,离子和固体外表原子产生动能交流,使固体外表的原子脱离固体并堆积在基底外表,被炮击的固体是用溅射法堆积薄膜的原资料,称为溅射靶材。超高纯金属及溅射靶材是电子资料的重要组成部分,溅射靶材工业链首要包含金属提纯、靶材制作、溅射镀膜和终端运用等环节。靶材制作和溅射镀膜环节是整个溅射靶材工业链中的要害环节,对工艺水平要求高,存在较高的进入壁垒。靶材现在向着高溅射率、晶粒晶向操控、大尺度、高纯金属的方向展开。现在首要的高纯金属溅射靶材包含铝靶、钛靶、钽靶、钨钛靶等,是制备集成电路的中心资料。
2021年全球半导体靶材商场规划约为17亿美元。作为制作集成电路的中心资料之一,半导体靶材在晶圆制作与封测环节的本钱占比相对固定,商场规划随集成电路工业的扩张呈现稳步添加态势。依据 SEMI 计算,2021年,版导体靶材商场规划到达16.95亿美元,相较于2016年11.31亿美元添加近50%。
日、美四家企业独占全球80%的商场份额。半导体靶材制作环节技能门槛高、设备出资大,具有规划化出产才干的企业数量相对较少,首要散布在美国、日本等国。现在全球溅射靶材商场内首要有四家企业,别离是JX日矿金属、霍尼韦尔、东曹和普莱克斯,商场份额占比别离为30%、20%、20%和10%,算计独占了全球80%的商场份额。
我国高端靶材首要从美日韩进口,半导体靶材国产化率仅20%。我国靶材商场规划约为370亿元,与世界闻名企业出产的溅射靶材比较,我国溅射靶材的出产水平还存在相当大的距离,高端靶材首要从美日韩进口。就半导体靶材而言,据SIA估量,2020年国内半导体范畴用溅射靶材商场规划17亿元人民币,估量到2025年将添加至30亿元人民币。2020年国产化率仅20%,仍有巨大进步空间。
国内企业有研新材和江丰半导体用溅射靶材出产体量较大。其间江丰电子产品在半导体、太阳能光伏和面板范畴均有掩盖,在较大程度上引领了我国半导体范畴靶材的技能展开趋势,该公司所出产的高纯金属溅射靶材完结了批量运用于全球闻名半导体芯片制作商7nm技能节点的芯片制作,并进入先端的5nm技能节点,大幅挨近世界先进水平。有研新材首要出产半导体靶材。该公司产品首要运用于8-12英寸高端集成电路,分为超高纯铜、铝、钛、钴、钽、 贵金属靶材和高纯镍铂合金靶材,铝钪靶材、钨靶材等处于研制阶段。其铜、钴、贵金属等靶材产品已完结从原材提纯到靶材加工整条工艺道路N高纯铜等靶材质料的自产自供,打破了国外对此技能的独占,在此根底上构成了工业优势,已可以批量供给国表里客户。
(1) 尼龙66: 短少中心技能,要害原资料依托进口,中高端产品国产代替化空间较大
尼龙(Nylon),即聚酰胺,英文名称 Polyamide(简称 PA),是指大分子主链含有酰胺基团(-CO-NH-)重复结构单元的一类线性高分子资料。在许多尼龙产品中,尼龙6(PA6)和尼龙 66(PA66)运用最为广泛,消费量约占尼龙总消费量的90%。其间尼龙66是由己二胺和己二酸替换构成聚酰胺,原子摆放规整度高于尼龙6,可以构成强有力的密布聚合物结构,各项理化性质均强于尼龙6,广泛运用于轿车轻量化、下流轨道交通及电子电气范畴。
我国尼龙 66 对外依存度高,原资料严峻受制于人。据卓创资讯,2020 年我国尼龙66产能到达56万吨/年,产值到达38.7吨/年,产能运用率69.2%,开工较低;尼龙66表观消费量为59.2万吨,自给率为65.4%,存在20.5万吨的自给缺口。供需不匹配究其原因有以下两点:首要,较高的资金需求、工艺堆集要求和人才培养等要素形成尼龙66职业进入壁垒很高,全球规划内构成了几家寡头独占商场的局势,英威达、杜邦、首诺、罗地亚、巴斯夫、兰蒂奇旭化成等世界巨子占有了80%以上的商场份额,我国企业进入商场较为困难;其次,尼龙66质料乙二胺的出产需求乙二腈作为前置反应物,而因为己二腈的出产工艺较长,催化剂系统杂乱,反应物中还含有剧毒的氰化物,技能壁垒更高,出产彻底被几家尼龙66大型厂商独占自用,只要美国英威达有部分己二腈外销。乙二腈的供给缺少使得我国尼龙66产能运用率过低,严峻阻止了国内厂商出产规划的扩展。
国内己二腈技能有所打破,尼龙 66 全工业链进口代替可期。现在华峰集团已霸占己二腈“卡脖子”技能,其全资子公司重庆华峰聚酰胺有限公司现已方案建造30万吨己二腈、30万吨己二胺和30万吨尼龙66全尼龙66工业链设备,其一期、二期工程现已接连建成投产。而我国化学与天辰公司等一起研制的“丁二烯直接氢氰化法组成己二腈技能”现已于2015年9月经过了我国石油和化学工业联合会科技成果判定。现在我国化学以其子公司天辰齐翔为主体规划建造的年产100万吨尼龙66新资料工业基地一期项目(其间包含30万吨/年丙烯腈联产氢氰酸设备、5万吨/年设备、9万吨/年氢氰酸设备、20万吨/年己二腈设备、20万吨/年加氢设备和20万吨/年尼龙66成盐及切片设备等)正在进行中,拟于2022年年底投产。
跟着己二腈质料不断国产化,国内企业纷繁布局尼龙66切片工业链,切片对外依托情况行将得到较大缓解。现在,我国66切片的进口需求较大。2021年我国聚酰胺66切片进口量为出口量的1.99倍,这不只与聚酰胺66切片下流运用扩展有关,也与国产聚酰胺66切片尚不能到达较高的运用要求有关。跟着龙头企业不断扩展产能,我国聚酰胺66切片产能得到了大幅添加,2021年聚酰胺66切片进口量25.31万吨,同比削减13.44%,进口呈现下降趋势。获益于己二腈质料国产化趋势,国内企业纷繁布局下流尼龙66切片工业链。依据计算,到2022年7月,国内尼龙66切片产能约65.1万吨/年,在建及拟建产能算计逾越560万吨/年,尼龙66工业链有望跟从原资料国产化迎来快速扩容,以新增供给驱动工业链全体价格中枢下移,带动下流需求快速添加。
聚乳酸(PLA)又称聚丙交酯,是以乳酸为首要质料聚合得到的聚酯类聚合物,是一种新式的生物降解资料,也是组成生物学在资料范畴的最早运用之一。出产聚乳酸所需的乳酸或丙交酯可以经过可再生资源发酵、脱水、纯化后得到,所得的聚乳酸一般具有杰出的机械和加工功用,而聚乳酸产品抛弃后又可以经过各种方式快速降解,具有极高的环保价值,因而,聚乳酸成为近年来开发研讨最活泼、研讨最快的生物降解塑料。依据欧洲生物塑料协会(European Bioplastics)的计算,2020年度,全球生物基塑料总产能约211万吨,其间,聚乳酸的产能约39.46万吨,占比为18.7%,在生物基可降解塑猜中占比最高。
聚乳酸是环境友好型生物基可降解资料,运用远景宽广,全球产能不断进步。获益于绿色环保的年代布景,全球可生物降解塑料产能稳步进步,估量2025年到达180万吨/年,2018-2025年复合年添加率到达7.61%,其间,聚乳酸产能提振更为敏捷,据欧洲生物塑料协会的计算数据显现,2018年全球聚乳酸产能约21.73万吨,2021年产能添加至50万吨,年复合添加率为43.37%。此外,据ReportLinker的计算数据显现,2019年,全球聚乳酸商场规划已达6.608亿美元,依据其宽广的运用远景,商场在2021-2026年期间将坚持7.5%的年均复合增速添加,至2026年,全球聚乳酸(PLA)商场规划将达11亿美元。
“乳酸-丙交酯-聚乳酸”工业链中,由乳酸制备重要质料丙交酯是中心环节,首要选用丙交酯开环聚合法和直接缩聚法。丙交酯的组成与纯化水平凹凸彻底决议了其终究产品聚乳酸的功用凹凸,只要纯度高的丙交酯才干用于组成分子量高、物理功用好的PLA。其间丙交酯的提纯进程不只工艺进程杂乱、本钱也较高,以科碧恩-普拉克为代表的国外乳酸制作企业有较强的研制才干,对相关范畴运用均作了深化研讨,并将研讨成果进行大规划的知识产权维护,申请了许多专利,经过不断的技能创新,树立起了较高的技能和知识产权壁垒,以保持其本身的竞赛优势和商场方位。国内丙交酯开环聚合法出产聚乳酸的规划较小,国内大部分企业未能完好把握两步法出产聚乳酸,对丙交酯的进口依托度较高。丙交酯出产已成为限制国内聚乳酸工业规划化展开的严峻技能瓶颈。
国外企业凭仗农产品本钱优势和聚乳酸技能的先发优势,现已抢占全球首要的商场份额。2020年Natureworks与TCP公司算计产能占到全球聚乳酸产能的73%,到2021年这一份额下降至50%,而我国聚乳酸产能商场份额已从20年的7%跃至2021年的37%。全球聚乳酸产能方面,美国的Natureworks,荷兰的TCP与Synbra聚乳酸产能位居前三,算计占比达60%。国内丰原生物和海正生材的产能别离为10万吨/年和3.45万吨/年。
现在国内产能约占全球产能的37%,但国内的聚乳酸商场仍处于求过于供的阶段,进口量仍继续添加,进出口差额较大。国内聚乳酸工业在展开进程中首要存在两大下风:榜首,玉米原资料价格较高。近年来,国内一些玉米深加工企业和生物化工企业开端出资进入PLA工业,已建并投产的出产线并不多,且大都规划较小。因为国内玉米价格相对国外较高,国内玉米深加工企业在打造“玉米-淀粉-糖-乳酸-丙交酯-聚乳酸”的全工业链上担负本钱下风。第二,受制于技能要素,现在国内企业用于出产聚乳酸的原资料丙交酯仍首要从国外进口,出产本钱较高,已成为限制国内聚乳酸工业展开的严峻技能瓶颈。
现在国内仅有海正生材和丰原生物把握完好的“两步法”工艺,完结自主量产丙交酯。2019年开端,跟着TCP不再对外出售丙交酯,全球规划内不再有供货商可以满意大规划聚乳酸出产的需求,对我国聚乳酸企业产生了较大的影响,导致国内其他不具有“乳酸—丙交酯”工段出产才干的企业因短少要害质料,逐渐中止了聚乳酸的出产,乃至退出聚乳酸职业。丙交酯的长时间断供导致国内聚乳酸的供给方短期内向国外企业会集。受上述要素以及我国“限塑禁塑”方针的两层影响,我国聚乳酸进口数量大幅添加。
近几年,聚乳酸进口数量受国内需求的推动敏捷攀升,自2017年初次打破1万吨后,于2021年敏捷添加至2.53万吨,年复合添加率到达17.85%,而出口数量一向低于进口数量。2021年,进口数量2.53万吨,出口数量0.62万吨,进出口差额到达1.91万吨。
国产企业加快兴起。近年来,国产企业的商场份额不断进步,2021年到达47.38%,其间海正生材的国内商场份额为34.14%,成为国内聚乳酸商场占有率最高的企业。从技能和产能方面,海正生材和丰原生物坐落榜首队伍,有才干和NatureWorks、TCP等国外大牌企业竞赛;但其他中小企业因为起步较晚,缺少中心技能,要害原资料丙交酯依托进口,仍有较大的展开空间。
电子陶瓷是一种运用电、光、瓷性质来制作电子元器材的陶瓷资料,具有高机械强度、耐高温高湿、抗辐射、介电常数改动规划宽、介质损耗小、电容温度系数可调理、抗电强度和绝缘电阻高且老化功用优异等特色。运用其高频或超高频的电器物理特性,电子陶瓷可广泛用于制作固定零件、陶瓷电容器、碳膜电阻团体等,首要用于各类电子整机中震动、耦合、滤波等分电路中,是通讯、自动操控、航空、医疗、化工、轿车等电子设备中不可或缺的组成成分。
电子陶瓷上游包含制备根底粉、配方粉等供货商,下流运用于消费电子类产品、通讯、轿车工业、数据传输及其他电子产品。中游电子陶瓷资料及其元器材包含陶瓷基片、片式多层陶瓷电容器陶瓷(MLCC)、微波介质陶瓷(MWDC)。
2021年全球电子陶瓷商场规划约为260亿美元。电子陶瓷的全球商场规划在2019年到达241亿美元,Global Market Insight Inc.猜测2020年到2026年电子陶瓷商场规划的年复合添加率为3.8%,并在2026年到达300亿美元。全球电子陶瓷商场首要散布在美国、日本、欧洲,占比最大的日本商场商场份额达49.80%。尽管美国先进陶瓷技能位居全球前位,可是其工业展开进程慢于日本商场份额只占到大约30%,而欧洲电子陶瓷约占全球份额的10%。
电子陶瓷质料粉末本钱占电子陶瓷总价值约10%-30%,因而电子陶瓷质料粉末制作工艺的把握必定程度上决议了电子陶瓷产品及元件的出产才干。
日本、美国厂商主导操控陶瓷粉末供给。其间日本Sakai化学占有首要方位,占比达28%,其次是美国Ferro占20%。依据电子陶瓷制作质料的准确的化学成分的纯度和化学计量比,颗粒度的直径、散布和外形,结构的结晶形状、安稳度、致密度和多孔性三方面要求,上游陶瓷粉末质料需满意较高要求才干用于制作电子陶瓷。日、美具有高质量、高功用的陶瓷粉末制作工艺技能,首要厂商别离占陶瓷粉末商场份额的65%和20%。我国的国瓷资料全球陶瓷粉末市占率到达10%,其他厂商如三环集团、东方锆业等也在这一范畴有所打破,但仍有进步空间。
在下流光纤通讯、国防军事等运用场景扩展及高速添加、下流利好国家方针的效果下,国内电子陶瓷商场规划由2014年的346.6亿元添加至2019年的657.7亿元,国内电子陶瓷企业向高端化、高附加值转型晋级的方向不断推动。估量我国电子陶瓷商场规划亿年复合添加率15%的速度在2023年到达1145.4亿元。
在商场结构上,与日本、美国电子陶瓷企业比较,我国电子陶瓷企业中低端产品依然占有干流。电子整机中许多技能含量高的陶瓷元器材依然依托进口,在商场规划、产品层次与技能水平上依然存在必定距离。数据显现,我国本乡电子陶瓷企业在国内仅占有23%的商场份额,其他77%的商场份额仍被日本、美国等外资企业占有。
在国内企业中,三环集团、中瓷电子、灿勤科技等企业均在电子陶瓷范畴完结了技能的较大打破。其间三环集团产品掩盖电子陶瓷各大品类,其间光纤连接器陶瓷插芯、氧化铝陶瓷基板、电阻器用陶瓷基体等产销量均居全球前列;中瓷电子自主把握三种陶瓷系统,包含90%氧化铝陶瓷、95%氧化铝陶瓷和氮化铝陶瓷,以及与其相匹配的金属化系统,现已具有高端电子陶瓷外壳批量出产才干并不断推动自动化产线建造;灿勤科技出产线现已可以掩盖从陶瓷粉体制备到元器材制品出厂的全进程,现在已把握150余种介质陶瓷粉体配方,其间60余种介质陶瓷粉体已完结商业化批量运用,粉体品种彻底,陶瓷烧结工序的良品率最高可到达99.3%以上。
光学膜是一种可以满意特定光学需求的资料,是一类资料的总称。依据功用不同,光学膜可分为反射膜、偏光片、分散膜、增亮膜和滤光片等。光学膜运用范畴广泛,掩盖了电子显现、修建、轿车、新动力等多个下流范畴。
液晶显现器是光学膜最首要的运用范畴,LCD显现范畴可大致分为偏光片和背光模组两种光学膜产品,两者选用的原资料有较大差异。偏光片的中心原资料首要是PVA膜及TAC膜,依据头豹研讨院的数据,PVA膜和TAC膜两者本钱占比算计到达了62%。而在背光模组中,增亮膜、分散膜是中心元件,占到整个背光模组本钱的35%。
日韩厂商在偏光片范畴具有商场抢先方位。在偏光片所触及的PVA膜和TAC膜方面,PVA膜商场现在首要由日本可乐丽所独占,占比近82%,而国内产商方面,仅有皖维高新在全球商场上有一席之地,但占有率缺少1%,且首要供给中低端商场。此外,TAC膜商场根本被日本企业独占,富士胶片、柯尼卡美能达、瑞翁三家日企排名前三,商场占有率算计达78%,韩国晓星和我国台湾新光组成纤维也占有了一部分商场。
背光组光学膜范畴,2014-2019年间,全球背光模组光学膜商场规划从91亿美元添加至135亿美元,复合年添加率到达8.2%。其间,我国的背光模组光学膜商场规划2019年到达81.4亿美元,占全球商场规划的60%左右。背光模组首要由美、日、韩和我国台湾区域主导。所触及的增亮膜和分散膜方面,增亮商场开始由美国3M操控,2007年,跟着美国3M增亮膜专利接连到期,许多企业进入增亮膜的出产范畴。现在,全球首要的增亮膜出产企业包含3M、LG以及台湾迎辉,美国3M仍占有了全球一半的商场。而分散膜商场则被日本和韩国企业所分割。
在国内商场中,我国商场份额居前的光学膜本乡出产企业首要包含双星新材、激智科技、康得新、航天彩虹、东材科技等公司。依据智研咨询的数据,2020年,双星新材、激智科技、康得新、航天彩虹、东材科技的商场占有率别离为4.12%、2.76%、2.25%、1.27%、1.05%,总计占比不逾越15%,高端光学膜商场仍旧被日本东丽、3M、三菱、SKC等占有,国产代替之路负重致远。从技能水平上来看,在背光模组光学膜范畴,激智科技现已霸占了分散膜和增亮膜出产的中心技能,完结了光学膜出产的彻底国产化和工业化,掌控了中低端商场。
光刻胶是一种在不同光照、辐射等要素的影响下溶解度会呈现改动的特别资料。当咱们运用紫外光、电子束、离子束、各类射线照耀光刻胶资料时,光刻胶的溶解度会改动。凭仗这一特别性质,光刻胶在微电子制作、微细图形线路蚀刻范畴有极高的运用价值,是半导体制作中最要害的资料之一。依据光刻胶的运用范畴,光刻胶可以分为PCB光刻胶、LCD光刻胶以及半导体光刻胶。从研制难度来看,用于印制电路板的PCB光刻胶难度最小,用于液晶显现面板的LCD光刻胶研制难度居中,而用于集成电路制作半导体光刻胶研制难度最大,对各项要害功用的要求最高。
依据前瞻工业研讨院的猜测,2021年全球光刻胶商场规划约为96亿美元。其间,PCB 光刻胶商场规划约为18 亿美元,LCD光刻胶的商场规划约为20亿美元,半导体光刻胶商场规划约为18亿美元。估量到2026年,全球光刻胶商场规划将添加至123亿美元,2019-2026年间复合年添加率有望到达6.0%
现在,光刻胶制作职业的职业会集度很高,中心技能和大部分商场份额把握在日本公司手中。在上世纪80年代曾经,美国在光刻胶范畴占有肯定的技能优势和产能优势。可是,跟着全球电子制作业的重心搬运至日本、韩国,日本集成电路工业快速展开。尔后,上游顶级资料国产化的需求日益旺盛。在此布景下,上世纪90年代,日本经过KrF光刻胶的技能迭代完结了对美国的弯道超车,尔后一向保持着光刻胶范畴的肯定竞赛力。现在,日本的东京应化、JSR、信越化学及富士胶片四家企业占有了全球光刻胶商场70%以上的商场份额,处于商场独占方位。
在上游原资料环节,光刻胶最中心的原资料是光引发剂以及树脂,制作进程对精细化工技能及工业化才干有较高的要求。现在,工业沉淀深沉的日本在光刻胶上游原资料范畴有较高的商场份额,把握着要害资料的定价权。依据Trendbank研讨陈述,全球首要光刻胶原资料企业散布于日本、美国、我国、韩国、英国以及荷兰。其间,日本企业占比最高,到达50%左右。此外,尽管我国企业数量占比达29.5%左右,可是我国企业产品品种、标准较为单一,产值和规划较小,且以配套PCB光刻胶的原资料居多。因而,我国暂未在光刻胶原资料范畴取得全球竞赛力。
现在,我国在PCB范畴以及面板范畴的光刻胶运用上现已有了足够的工业化经历,在湿膜光刻胶等范畴现已可以完结大规划的国产代替。雅克科技、飞凯资料、永太科技是这一范畴的代表企业,商场竞赛力显着。在半导体光刻胶范畴,我国首要出产企业包含晶瑞股份、南大光电、上海新阳、北京科华、荣大感光、博康化学等公司。近年来,我国在半导体光刻胶范畴追逐气势十分显着,在方针、工业、本钱的全方位支撑下展开速度较快,国内厂商现已在中高端半导体光刻胶的出产研制上测验打破。可是,与世界商场半导体光刻胶比重比较,我国半导体光刻胶所占份额显着更低,未来向世界先进水平的追逐空间依然十分宽广。
在半导体光刻胶范畴,我国企业量产产品以技能要求相对较低的i线/g线光刻胶为主,但现在i线/g线光刻胶国产份额也仍有较大进步空间。在更高端的KrF、ArF光刻胶范畴,现在国产代替份额十分低,更高端的EUV光刻胶仍处于研制阶段。现在,北京科华、博康化学完结了KrF光刻胶的量产,研制出产技能处于国内抢先的方位。在ArF光刻胶范畴,南大光电自主研制、出产的ArF光刻胶估量可以到达90nm-14nm制程的集成电路制作要求。现在,南大光电产品已在存储芯片50nm闪存渠道以及逻辑芯片55nm技能节点上得到了认证。假如后续可以顺利完结ArF光刻胶工业。