1.1 新材料的定义
在技能高速发展的背景下,新材料的定义于20世纪90年代被首次提出,并于本世纪初 期开始逐渐成熟并广泛利用。在科技部2004年出版的《新材料及新材料家当界定标准》 中,首次将新材料定义为:新涌现或正在发展中的具有传统材料所不具备的精良性能 的材料;高新技能发展须要,具有分外性能的材料;由于采取新技能(工艺、装备), 使材料性能比原有性能有明显提高,或涌现新的功能的材料。
国务院《新材料家当“十二五”发展方案》中进一步将新材料定义为:新涌现的具有 精良性能和分外功能的材料,或是传统材料改进后性能明显提高和产生新功能的材 料,其范围随着经济发展、科技进步、家当升级不断发生变革。
1.2 新材料的分类
根据《新材料家当发展指南》,新材料紧张包括:
前辈根本材料:有色金属材料,高分子树脂等前辈化人为料,前辈建筑材料、先 进轻纺材料等;
关键计策材料:重点从下一代信息技能家当、高端装备制造业等重大需求,以耐 高温及耐蚀合金、高强轻型合金等高端装备用特种合金,反渗透膜、全氟离子交 换膜等高性能分离膜材料,高性能碳纤维、芳纶纤维等高性能纤维及复合股料, 高性能永磁、高效发光、高端催化等稀土功能材料,宽禁带半导体材料和新型显 示材料,以及新型能源材料、生物医用材料等;
前沿新材料:石墨烯、金属及高分子增材制造材料,形状影象合金、自修复材料、 智能仿生与超材料,液态金属、新型低温超导及低本钱高温超导材料等。
1.3 国际新材料发展情形
材料是人类社会的基本组成要素和关键性资源,伴随着社会生产模式的发展而发展。 新材料与当代技能的联系日益密切,现阶段,随着新材料运用领域的不断打破,科学 技能和社会生产力也将持续发展并推动全体社会的技能变革。
宏不雅观政策勾引力度较大,环球新材料发展迅速。随着新材料研究的不断深入和运用领 域的逐步扩大,新材料发展水平已成为衡量国家之间经济发展、科技水平与国防实力 的主要标准,同时也是限定国家经济增长的主要成分。因此,各国相继出台相应家当 政策以促进新材料行业的高速发展。
总体规模增长迅速,前辈根本材料、前沿新材料发展较快。在各国家当政策的积极引 导下,环球新材料家当规模快速增长,2018年达到2.56万亿美元,同比增长11.2%, 并估量2019年将达到2.82亿美元,同比增长约10.16%,2016-2019年复合增长率超10%。 同时,由于3D打印材料和石墨烯等新兴家当技能的不断打破,前沿新材料增长较快, 未来发展空间巨大。
家当分布不均,差异化特色显著。目前,美国、日本和欧洲等地区在经济实力、核心技能、研发能力、市场霸占率等方面霸占绝对上风,拥有成熟的新材料市场,多数产 品霸占环球市场的垄断地位,是新材料家当紧张的创新主体。个中,美国在新材料全 领域位于前列;日本在纳米材料、电子信息材料等领域具有上风;中国在半导体照明、 稀土永磁材料、人工晶体材料等领域发展较好;韩国在显示材料、存储材料,俄罗斯 在航空航资质料等方面具有比较上风。但随着中国、印度等国家干系领域的快速发展 和新一轮科技革命的来临,环球新材料市场的重心呈现出逐步向亚洲地区转移的趋 势,环球技能要素和市场要素配置办法将会发生深刻的变革,地区发展的差异化可能 会连续加剧。
家当集约化发展,高端材料垄断严重。随着经济一体化在环球范围内的发展,新材料 家当逐渐向横向、纵向扩展,高下游家当联系日益紧密,家当链日趋完善,多学科、 多部门联合进一步加强,集约化、集群化和高效化特色显著。集约化的发展模式匆匆使 了家当计策同盟的形成,有利于产品研发与下贱运用的领悟,但另一方面也促进了寡 头垄断的逐步形成。一些环球有名企业开始缔盟并进行跨国互助,通过并购重组构建 全体家当链生态。
1.4 海内新材料发展情形
政策驱动,新材料家当市场规模高速发展。为了提升新材料领域竞争力,实现我国从 材料大国到材料强国的转变,我国先后提出了《中国制造2025》、《新材料家当发展指 南》、《“十三五”国家计策性新兴家当发展方案》、《有色金属行业发展方案(2016-2020 年)》、《稀土行业发展方案(2016-2020年)》等主要辅导性文件来支撑我国新材料行 业的发展。据中国度当信息网统计,中国2019年新材料家当总产值为4.5万亿元,估量2022年将达到7.5万亿元,复合增长率高达18.72%。个中,特种金属功能材料、现 代高分子材料和高端金属构造材料在家当构造中占比较高,分别为32%、24%和19%, 前沿新材料仅占总额的3%。
全面布局新材料,部分省市产值已达万亿。目前我国新材料家当已形成以环渤海、长 三角和珠三角为中央的家当集群式发展模式,各区域之间家当种类与发展规模均存 在差异。个中浙江、江苏、广东和山东四个城市新材料工业总产值均超万亿,以浙江、 江苏为代表的长三角地区专注于对新能源汽车、电子信息、医疗和高性能化工等领域 新材料的研发生产,以广东为代表的珠三角则以高性能钢材、高性能复合股料和稀土 等领域新材为主,以山东为代表的环渤海更方向于计策根本材料、高性能材料、特种 材料和前沿新材料的研发生产。全国新材料布局呈现多元化发展,各具特色,互有优 势。
关键材料尚有空缺,入口依赖征象严重。中信部2018年7月在“2018国家制造强国建 设专家论坛”上表示“中国制造业创新力不强,核心技能短缺的局势尚未根本改变”。 据中信部对全国30多家大型企业多种关键根本材料调研结果显示,32%的关键材料尚 属空缺,52%依赖入口。个中,95%的打算机和做事器通用途理器的高端专用芯片、70% 以上智能终端处理器和绝大多数储存芯片均对入口依赖严重。装备制造领域中,95% 以上高档数控机床、高档装备仪器、运载火箭、大飞机、航空发动机、汽车等关键精 加工生产线上的制造及检测设备依赖入口。
新材料投资规模稳步提升,行业发展机遇寻衅并存。据前瞻研究院统计,随着政策支 持以及外部环境的推动,大量成本投入新材料行业,整体发展迅速,2017-2018年分 别有115起、74起和54起投资,累计投资规模高达224.41亿元。但由于新材料行业性 质分外,虽然该行业利润水平较高、竞争者较少,但行业壁垒高、投入成本大,未来 发展机遇与寻衅并存。
2、下贱需求兴旺,新材料市场未来可期
需求兴旺,下贱产品“激活”新材料家当发展动力。新材料家当阅读领域浩瀚,由于 行业自身特点、所处周期以及下贱市场不同,不同行业对付新材料的需求以及发展空 间不同。基于产品需求角度,当下下贱需求最兴旺、发展空间最大的新材料领域为 5G 新材料、半导体新材料、面板新材料、高分子新材料、高性能纤维新材料和其他前沿 新材料。随着下贱需求逐步爆发,上述行业有望成为新材料领域最具前景的板块,市 场空间广阔。
2.1 5G材料
5G 家当链紧张包括接入网家当链、承载网家当链和核心网家当链。5G 观点紧张由 5G 终端和 5G 网络组成,个中 5G 终端紧张包括手机和物联网终端等,5G 网络紧张分为 三个领域,分别与通信网络架构逐一对应,个中接入网和承载网是最值得关注的。
下贱领域丰富,多领域需求巨大。据 IHS 预测,2035 年 5G 在环球创造的潜在发卖活 动的市场规模将达 12.3 万亿美元,个中制造业占比最高,估量将达到 3.4 万亿美元, 其次影响最大的分别为信息通信和批发零售业,估量市场规模分别为 1.4 万亿和 1.3 万亿美元,其他多个领域均有较大发展空间。
2.1.1 微波介质陶瓷
5G 时期,小型化陶瓷介质滤波器上风明显。传统的滤波器一样平常由金属同轴腔体实现, 通过不同频率的电磁波在同轴腔体滤波器中振荡,保留达到滤波器谐振频率的电磁 波,并耗散掉别的频率的电磁波。陶瓷介质滤波器中的电磁波谐振发生在介质材料内 部,没有金属腔体,因此体积较上述两种滤波器都会更小。5G 时期,Massive MIMO (大规模天线技能)对天线集成化的哀求较高,滤波器须要更加的小型化和集成化, 为了知足 5G 基站对滤波器的干系需求,更易小型化的陶瓷介质滤波器有望成为主流 办理方案。
目前,华为、爱立信已经开始布局陶瓷介质滤波器,其他设备商也在逐步开始采取陶 瓷介质滤波器,估量 2021 年环球主流设备商会逐步采纳全陶瓷方案。
技能升级支撑产品改造,滤波器行业前景可期。随着 5G 时期来临,基站滤波器市场 有望持续稳定发展。据家当信息网统计,全体 5G 周期中,估量环球将培植 1000 万个 基站。个中,中国将培植约 606 万个基站,滤波器总需求将靠近 600 亿元公民币。5G 时期巨大的市场增量,将为滤波器行业带来发达发展的良机。
随着陶瓷介质滤波器运用的逐步展开,微波介质陶瓷粉末、粘接剂和银浆等上游产 品需求有望同步增加。
2.1.2 高频基材
高频基材是 5G 通信行业发展的核心材料。PCB(印刷电路板)是电子设备的主要组 成,而 PCB 制造的关键材料为基材,PCB 基材包括基板(覆铜箔层压板)、预浸材料 (半固化片)和铜箔等。5G 时期,传统基材材料一样平常很难达到高频通信所必需的电 性能哀求,易产生“失落真”征象。因此,为了减少传输过程中产生的损耗,PCB 基材 要选用低介电常数(Dk)和介质损耗(Df)的高频基材。
同等旗子暗记覆盖区域所需 5G 宏基站数量较多,高频覆铜板需求较大。5G 波长极短,频 率极高,旗子暗记趋近于直线传播,绕射和穿墙能力极差,传播介质中的衰减情形严重, 因此 5G 的基站需求量远高于 4G 时期。根据赛迪顾问数据显示,5G 宏基站培植数量 约为 4G 宏基站数量的 1.1 倍—1.5 倍。为了知足 5G 高频率的特性,高频覆铜板的下 游需求将得到开释。
眇小站培植带来高频高速覆铜板增量需求。与以往的通信培植不同,5G 时期更看重 于对室内网络的覆盖。因此,5G 培植将同时建造宏基站、微基站、皮基站、飞基站, 个中微基站、皮基站、飞基站合称眇小站。和宏基站相比拟,眇小站型号小,安装便 捷,能够更好对室内网络进行覆盖。因此,眇小站的遍及和安装,将给高频高速覆铜 板带来增量新需求。
高频基材应运而生,市场规模持续增加。在 5G 时期,伴随着高频、高速、高数据量 的技能哀求,很多原有的中低频通讯材料会被淘汰,高频基材未来用量有望大幅增加; 与此同时,Massive MIMO 技能的实现使 5G 基站大幅提高了天线容量;此外,由于高 频电磁波本身穿透性差的缘故原由,5G 小基站的培植规模会远高于 4G 时期,这也将进一 步推动高频 PCB 在内的高频通信材料规模的增长。估量 2023 年,PCB 市场规模达到 262.4 亿元,高频基材市场规模为 86.6 亿元,市场规模持续增加。
随着高频基材需求的不断增加,与其处在同一家当链上的金属铜箔、合成树脂等上游 产品需求有望同步增加。
2.1.3 塑料天线振子
振子是天线内部最主要的功能性部件。传统的振子是采取金属材料压铸成型,或是钣 金件、塑料固定件和电路板组合的形式,但振子重量大、本钱高、安装繁芜。5G 时 代,对通信质量的哀求更高,振子的数量将大幅提升,从原来的一个天线单扇面 2- 18 个振子,提升到 64 个、128 个,更高乃至达到 256 个,单个基站的扇面则为 3 面 或 6 面,对振子的数量需求较高。因此,具有重量轻、零件集成度更高、模块同等性 好、生产效率高、生产本钱低等特点的塑料天线振子逐渐成为首选方案。
比较于现有 4G 网络(10-40 个天线振子),5G 时期由于频段更高且采取 Massive-MIMO 技能,天线振子尺寸变小且数量将大幅增长。
下贱需求兴旺,塑料振子市场可达百亿。随着 5G 布局的逐步展开,基站培植将带动 对塑料振子的巨大需求。据中国度当信息网统计,2020 年塑料振子市场规模估量将 达到 12.7 亿元,2021 年达到 23.1 亿元,同比增加 81.9%,全体 5G 行业周期内,预 计宏基站塑料振子市场规模约 100 亿元。
2.1.4 LCP与MPI材料
随着 5G 商用化,天线材料市场广阔。天线作为无线通讯中主要的一环,其市场需求 将随着 5G 的逐步推广迎来重大的发展契机。尤其是 5G 对付高频、高速和小型化的 较高哀求,催生了 LCP 材料和 MPI 材料成为了 5G 时期天线材料的候选者。
LCP 和 MPI 材料上风明显,5G 时期有望脱颖而出。随着 1G、2G、3G、4G 的发展,手 机通信利用的无线电波频率逐渐提高,个中 5G 的频率最高,分为 6GHz 以下和 24GHz 以上两种,而目前的 5G 技能实验以 28GHz 为主。由于当电磁波频率较高、波长较短 时,易于传播介质中衰减,因此对天线材料的哀求较高。4G 时期的 PI 膜由于在 10GHz 以上损耗明显,无法知足 5G 终真个干系需求,LCP 材料则凭借其介子损耗与导体损 耗小、灵巧性高、密封性好等特性逐步得到运用。但目前 LCP 造价较高、工艺繁芜, MPI 有望成为 5G 时期初期天线材料的主流选择之一。
中国 LCP 材料产能较小,入口依赖严重。从 LCP 研发进程、产能分布以及产品特点 等方面综合判断,现阶段日本 LCP 家当综合实力更强。沃特股份(002886)自 2014 年收购三星精密的全部 LCP 业务后,成为了环球唯一可以连续生产 3 个型号 LCP 树 脂及复材的企业,目前产能 3000 吨/年。但别的中国 LCP 生产企业产能均较小。
LCP 材料运用广泛,下贱需求稳步提升。LCP 在电子电器领域,可运用于高密度连接 器、线圈架、线轴、基片载体、电容器外壳等;汽车工业领域,可用于汽车燃烧系统 元件、燃烧泵、隔热部件、精密元件、电子元件等;雷达天线屏蔽罩、耐高温耐辐射 壳体等领域。据前瞻家当研究院统计,2018 年 LCP 材料环球需求为 7 万吨,估量 2020 年将达到 7.8 万吨,随着 5G 运用的逐步推广,LCP 市场将持续稳步增长。
2.1.5 3D玻璃
手机后盖去金属化大势所趋,3D 玻璃迎发展契机。由于 5G 采取的大规模 MIMO 技能 须要在手机中新增专用天线,传统的金属后盖会对旗子暗记产生屏蔽及滋扰,后盖材料去 金属化大势所趋。目前主流的材料为玻璃、陶瓷和塑料,但普通的“注塑+喷涂”的 技能无法知足 5G 时期的干系哀求,未来的发展趋势是从质感到体验都向金属和玻璃 逐步靠近。
3D 玻璃作为手机外壳材料具有轻薄、透明清洁、抗指纹、防眩光、耐候性佳的优点。 目前主流品牌的高端机型大多采取 3D 玻璃作为前后盖材质。
3D 玻璃市场逐步渗透,未来市场广阔。据前瞻家当研究院统计,2015-2017 年我国 3D 玻璃市场规模从 7.4 亿元增长至 48.9 亿元,年均复合增长率高达 156.35%。但目 前,3D 玻璃价格较高、技能不成熟、产能存在不敷,3D 玻璃运用有限。随着 3D 玻璃 技能的升级和量产的实现,3D 玻璃有望在 3C 产品尤其是智好手机中得到大规模的应 用。到 2023 年,估量 3D 玻璃行业市场规模有望超 280 亿元,较 2017 年增长近 5 倍。
2.2 半导体材料
半导体材料是家当基石,国产替代迫不及待。由于半导体材料领域中高端产品技能壁 垒高,目前市场紧张被美、日、欧、韩、中国台湾地区等少数国际大公司垄断。我国 半导体材料在国际分工中处于低端地位,大部分产品自给率较低,紧张依赖于入口, 半导体材料关乎家当安全,国产替代迫不及待。
2.2.1 大硅片
硅片也称硅晶圆,是制造半导体芯片最主要的基本材料。硅片直径越大,能刻制的集 成电路越多,芯片的本钱越低。大尺寸硅片对技能哀求高,进入壁垒极高,市场呈寡 头垄断的竞争格局。目前中国大陆自主生产的硅片以 6 英寸(150mm)为主,紧张应 用领域仍旧是光伏和低端分立器件制造,8 英寸(200mm)和 12 英寸(300mm)的大 尺寸集成电路级硅片入口依赖严重。
12 英寸硅片为前辈制程的主流方案。制程 20nm 以下的芯片性能强劲,紧张用于移动 设备、高性能打算等领域,包括智好手机主芯片、打算机 CPU、GPU、高性能 FPGA、 ASIC 等。制程 14nm-32nm 的芯片则运用于 DRAM、NAND Flash 存储芯片、中低端处理 器、影像处理器、数字电视机顶盒等产品。45-90nm 中高端产品中,12 英寸也逐渐成 为首选。制程 45-90nm 的芯片紧张用于性能略低,而对本钱和生产效率哀求高的领 域,例如手机基带、WiFi、GPS、蓝牙、NFC、ZigBee、NOR Flash、MCU 等。
消费升级,终端市场持续向好,硅片需求逐步扩大,12 寸硅片市场不断渗透。8 英寸和 12 英寸硅片作为主流硅片产品,在终端市场带动下需求将持续扩大。据 SEMI 统 计,2019 年晶圆管面积出货量将达 11,810 百万平方英寸,并估量 2023 年达到 13,761 百万平方英寸,增速稳定。同时,环球 12 英寸硅片市场占比不断提高,估量 2021 年 将达到 71.20%,并有望连续扩大。
2.2.2 光刻胶
光刻胶是微电子技能中微细图形加工的主要关键材料,海内光刻胶自给率较低。光 刻胶本钱约占全体芯片制造工艺的 30%,耗费韶光约占全体芯片制造工艺的 40%-60%, 是半导系统编制造中最核心的工艺。目前海内光刻胶自给率仅 10%,紧张集中于技能含量 相对较低的 PCB 领域。G 线、I 线光刻胶的自给率约为 20%,KrF 光刻胶的自给率不 足 5%,12 寸硅片的 ArF 光刻胶目前尚无海内企业可以大规模生产。
中国光刻胶集中 PCB 领域,高技能光刻胶市场份额低。从环球市场来看,LCD 光刻胶 占比较高,为 26.6%,但中国光刻胶市场集中于技能水平较低的 PCB 领域,占比达 94.4%,LCD 光刻胶和半导体光刻胶所占份额非常低。
环球光刻胶市场估量可达 20 亿美元,海内市场广阔。2017 年,从环球区域市场来看, 中国半导体光刻胶市场规模占环球比重最大,达到 32%。其次是美洲地区,其光刻胶 市场规模占环球比重为 21%。据前瞻家当研究院统计,2017 年环球半导体光刻胶市场 规模达到 12 亿美元,预期未来市场加速扩展,2023 年可达 20 亿美元
2.2.3 电子特种气体
电子气体是指用于半导体及干系电子产品生产的特种气体,被广泛运用于国防军事、 航空航天、新型太阳能电池、电子产品等领域,是电子工业体系的核心关键原材料之 一。其行业技能壁垒在于从生产到分离提纯以及运输供应阶段,一贯受到欧美发达国 家的技能封锁,并且行业集中度高,美国气体化工、美国普莱克斯、法国液化空气、 日今年夜阳日酸株式会社和德国林德集团五家公司垄断环球特种气体 91%的市场份额, 海内干系企业紧张集中在中低端市场。
下贱行业快速发展,电子特气市场规模稳步提升。据中国半导体行业协会统计,2010- 2018 年电子特种气体行业市场规模高速增长,2018 年达到 121.56 亿元,同比增长 16.1%,估量 2019 年市场规模达到 152 亿元。同时,随着海内晶圆厂陆续投产,电子 气体需求有望连续增加,估量 2025 年集成电路对特种电子气体需求将达到 134 亿元。
2.2.4 高纯溅射靶材
高纯溅射靶材是集成电路制造过程中的关键材料。高纯溅射靶材紧张是指纯度为 99.9%-99.9999%的金属或非金属靶材,运用于电子元器件制造的物理气候沉积工艺, 是制备晶圆、面板、太阳能电池等表面电子薄膜的关键材料。根据运用领域不同,可 将其分为半导体靶材、面板靶材、光伏靶材等。高纯溅射靶材技能门槛高、设备投资 大,行业集中度较高,前五大厂商占比合计超过 80%,紧张分布于美、日等国家。
下贱行业持续放量,半导体靶材市场规模不断扩展。半导体芯片的金属溅射靶的浸染 是制造金属线,将信息传输到芯片。据 SEMI 统计,溅射靶材占半导体密封材料市场 的 2.7%旁边。2019 年环球溅射靶材市场规模为 163 亿美元,估量 2020 年将达到 190 亿美元;中国半导体用靶材市场规模为 47.7 亿元,估量 2022 年将达到 75.1 亿元。
2.2.5 化学机器抛光材料
化学机器抛光(CMP)是集成电路制造过程中实现晶圆全局均匀平坦化的关键工艺。 抛光材料是 CMP 工艺过程中必不可少的耗材,但是技能壁垒高且客户认证韶光长,一 直以来处于寡头垄断的格局。根据功能的不同,抛光材料可划分为抛光垫、抛光液、 调节器、以及清洁剂等,个中抛光液霸占 49%的市场份额,抛光垫霸占了 33%的市场 份额。环球芯片抛光液市场紧张被美国、日本、韩国等企业垄断,占环球高端市场份 额 90%以上。CMP 抛光垫方面,陶氏杜邦占 79%的市场份额。
中国抛光材料市场发展迅速,未来可期。2019 年,环球抛光垫和抛光液的市场规模 分别为 7 亿美元和 12 亿美元,较去年同期有所增长。中国 CMP 抛光液市场发卖规模 增长迅速,从 2014 年的 12.1 亿元增长到 2018 年的 17.7 亿元,年复合增长率为 10.0%,估量 2023 年市场规模将达到 24.4 亿元。CMP 抛光垫过去五年年复合增长率 为 9.7%,2018 年市场规模为 10.3 亿元,估量 2023 年市场规模达到 14.3 亿元。
CMP 抛光步骤不断增加,CMP 材料需求有望连续打破。由于工艺制程和技能节点不同, 每片晶圆在生产过程中都会经历几道乃至几十道 CMP 抛光工艺。随着未来芯片尺寸 不断减小的趋势,抛光的步骤将不断增加,干系需求也将不断增加,未来的发展潜力 巨大。
2.2.6 碳化硅和氮化镓
第三代半导体核心材料—碳化硅和氮化镓。第一代半导体材料紧张用于分立器件和 芯片制造;第二代半导体材料紧张用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件, 也是制作高性能微波、毫米波器件的优秀材料,广泛运用在微波通信、光通信、卫星 通信、光电器件、激光器和卫星导航等领域;第三代半导体材料广泛用于制作高温、 高频、大功率和抗辐射电子器件,运用于半导体照明、5G 通信、卫星通信、光通信、 电力电子、航空航天等领域。氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)是第三代半导体材料较 为成熟、最具有发展前景的两种材料。
第三代半导体投资热度较高。据 CASA 统计,2019 年 SiC 投资 14 起,金额 220.8 亿 元,GaN 投资 3 起,金额 45 亿元,较去年同比增加 60%。
根据赛瑞研究显示,2017 年环球 SiC 功率半导体市场规模为 3.02 亿美元,估量 2023 年达到 13.99 亿美元,GAGR 为 29%;2017 年环球射频 GaN 市场规模为 3.8 亿美元, 估量 2023 年达到 13 亿美元,CAGR 为 22.9%。
2.2.7 前辈封装
封装技能地位主要,创新技能不断涌现。封装技能伴随集成电路发明应运而生,紧张 功能是完成电源分配、旗子暗记分配、散热和保护。随着芯片技能的发展,封装技能不断 改造。封装互连密度不断提高,封装厚度不断减小,三维封装、系统封装手段不断演 进。随着集成电路运用多元化,智好手机、物联网、汽车电子、高性能打算、5G、人 工智能等新兴领域对前辈封装提出更高哀求,封装技能发展迅速,创新技能不断涌现。
市场发展未来可期,家当发展三足鼎立。受 5G 与电子产品的干系影响,2019 年环球 封测市场规模达 566 亿美元,同比增长约 1%,随着下贱运用的不断放量,封测行业 市场有望迎来高增长。目前环球封测家当的紧张地区为中国台湾、美国、中国大陆。 中国台湾是环球芯片封测代工实力最强的区域,霸占一半以上市场份额;美国由于众 多 IDM 龙头企业用自己的封测部门,因此也是环球封测家当的主要参与者。
中国封测行业发展迅速。中国大陆近年来积极推进半导体家当发展,封测行业发展迅 速,通过自主研发前辈封装和外洋并购整合,中国大陆封测市场迅速壮大,份额位居 环球第二。2019 年中国封测市场规模约 359 亿美元,同比增长约 15%,随着 5G 的进 一步推广,未来需求有望连续增加。
2.3 面板材料
显示技能广泛运用于电视、条记本电脑、平板电脑、手机等电子产品,在信息家当发 展过程中发挥了主要浸染。显示技能从 20 世纪 50 年代的阴极射线管显示技能(CRT) 发展到二十世纪初的平板显示技能(FPD),平板显示技能又分支出离子显示(PDP)、 液晶显示(LCD)、有机发光二极管显示(OLED)等技能路线。比较于阴极显像管技能, 平板显示具有节能环保、低辐射、重量轻、厚度薄、体积小等优点。目前,平板显示 技能的主流产品为薄膜晶体管液晶显示(TFT-LCD)面板和 OLED 面板,前者紧张运用 于条记本电脑、显示器以及电视等领域,后者运用与显示照明领域。
LCD 在大尺寸屏幕产品中处主导地位,大尺寸化趋势是促进液晶面板行业发展的紧张 动力,而 OLED 技能作为新型显示技能,在小尺寸平板显示中广泛运用。
商业化趋势加速,OLED 市场规模逐年增加。近年,OLED 显示的商业化运用趋势开始 逐步表示,AMOLED 显示面板的紧张终端运用领域为手机和电视产品,市场规模不断 扩大,渗透率不断提高。2018 年 OLED 产值规模已达 131.1 亿美元,市场规模 9.6 亿 元,估量 2025 年市场规模将达到 47.1 亿元。
随着 LCD 和 OLED 下贱需求的不断放量,液晶材料、偏光片、OLED 发光材料等同家当 链产品需求持续增加,市场规模有望进一步扩大。
2.3.1 液晶材料
液晶材料是 LCD 的关键材料之一,直接影响着液晶显示整机的韶光、视角、亮度、 分辨率、利用温度等性能。近年来,环球液晶面板产能逐渐由日韩及中国台湾地区转 向中国大陆,海内稠浊液晶需求量快速增长。同时,TFT-LCD 面板出货面积的不断增 加也将推动上游稠浊液晶材料市场需求的增长。
受益于海内龙头企业市场份额的快速增长,稠浊液晶国产替代空间巨大。IHS 数据显 示,2019 年稠浊液晶的环球需求量约为 780.5 吨,2023 年将达到 871.5 吨,2019- 2021 年海内混晶需求量分别为 410 吨、510 吨和 590 吨,年均增速超过 20%,市场空 间较大。
2.3.2 玻璃基板
玻璃基板是平板显示家当的关键根本材料之一。玻璃基板是一种表面极其平整的薄 玻璃片,与面板的分辨率、透光率、重量、厚度、可视角度等指标密切干系,本钱约占全体显示面板产品本钱的 20%。玻璃基板行业是液晶显示面板上游的核心原材料器 件,技能壁垒较高,行业紧张被美国和日本企业垄断。
消费电子市场广阔,玻璃基板发展动力十足。2019 年我国玻璃基板市场规模为 203.09 亿元,个中电视面板领域市场为 141.54 亿元,占比 69.69%;电脑、条记本及其他大 尺寸面板领域为 38.1 亿元,占比 18.76%;手机及其他小尺寸面板领域玻璃基板规模 为 23.45 亿元,占比 11.55%。我国是环球最大的消费电子生产国和消费国,随着消 费电子市场的不断增长,玻璃基板的需求快速扩展,估量 2019 年达到 32,324 万平 方米,2014-2019 年复合增长率 28.75%。
2.3.3 偏光片
偏光片是一种复合股料,可实现液晶显示高亮度、高比拟度的特性,是液晶面板的三 大关键原材料之一。LCD 模组中须要两张偏光片,分别位于玻璃基板两侧,短缺任何 一张偏光片都无法显示画面。偏光片家当链上游紧张包含 PVA、TAC 等原材料,中游 为偏光片生产,下贱为显示面板及太阳眼镜、护目镜、拍照设备等终端产品。
大陆面板家当的快速发展,政策利好拉动偏光片厂商加大研发投入、促进产能规模 扩展。2018 年的环球偏光片产能规模约为 7.27 亿平米,整体产能扩展趋于平稳,预 计未来五年内偏光片市场供需将保持 4%的增速稳步增长,2020 年环球偏光片市场规 模将达到 132.5 亿美元。2018 年海内偏光片市场规模为 42 亿美元,占环球市场份额 34.1%,估量 2020 年海内偏光片市场规模可达 53.2 亿美元,占环球市场份额达 40.2%。
偏光片原材料本钱占总本钱的 70%以上,个中 TAC 膜、PVA 膜分别占材料本钱的 56% 和 16%旁边,是偏光片生产过程中最主要的部分。PVA 膜起到偏振的浸染,是偏光片 的核心部分,决定了偏光片的偏光性能、透过率、色调等关键光学指标。TAC 膜一方 面作为 PVA 膜的支撑体,担保延伸的 PVA 膜不会回缩,另一方面保护 PVA 膜不受水 汽、紫外线及其他外界物质的危害,担保偏光片的环境耐候性。
2.3.4 OLED发光材料
OLED发光材料是OLED显示面板的关键材料,是OLED家当链中技能壁垒最高的领域。OLED 材料紧张包括发光材料和根本材料两部分,发光材料紧张包括红光主体/客体 材料、绿光主体/客体材料、蓝光主体/客体材料等。目前,OLED 发光材料具有较 高的专利壁垒,核心技能被韩日德美企业所掌控,海内企业紧张从事 OLED 中间体和 单体粗品生产。个中,绿光材料的紧张供应商为三星 SDI、默克公司;红光材料的主 要供应商为陶氏化学;蓝光材料紧张由出光兴产供应。2019 年 OLED 发光材料市场规 模为 13.4 亿美元,估量 2020 年将达到 19 亿美元,市场增长迅速,未来发展可期。
2.3.5 风雅金属掩模版
风雅金属掩膜版(Fine Metal Mask,简称 FMM)是 OLED 蒸镀工艺中的花费性核心零 部件。FMM 的紧张浸染是在 OLED 生产过程中沉积 RGB 有机物质并形成像素,通过准 确和风雅地沉积有机物质提高分辨率和良率。制造高精度 FMM,须要 INVAR 等更高等 的合金。现在市情上唯一能供应知足 FMM 利用哀求的合金厂商是 Hitachi Metals, 海内 FMM 材料处于初始研发阶段,尚不具备量产条件。
FMM 供应商数量有限,技能壁垒较高。HIS 数据显示,2017 年 FMM 市场将产生 2.3 亿 美元收入,2022 年达到 12 亿美元,年复合年增长率为 38%。当前领先的制造商为大 日本印刷株式会社,绝大多数的 AMOLED 显示屏均利用其 FMM 掩膜。
2.4 高分子新材料
2.4.1 生物可降解塑料
“限速”升级,可降解塑料市场增长未来可期。可降解塑料也称为可环境降解塑料, 是指在保存期内性能不变,而后在自然环境条件下可降解且对环境无害的塑料。可降 解塑料可运用于农用地膜、垃圾袋、各种塑料包装袋、阛阓购物袋和一次性餐饮具等。 近年来,“限塑令”等政策的落地履行,生物可降解塑料迎来重大发展机遇,市场发 展空间较大。2018 年环球可降解塑料需求量约为 36 万吨,近五年年复合增速约 5.0%。
2.4.2 胶粘剂
运用领域不断拓宽,市场空间无限。胶粘剂以粘料为主剂,合营各种固化剂、增塑剂 和填料等助剂配制,能够把各种材料紧密结合在一起。胶粘剂用场广泛,近年来,我 国胶粘剂运用领域已从木材加工、建筑和包装等行业,扩展到服装、轻工、机器制造、 航天航空、电子电器、交通运输、医疗卫生、邮电、仓贮等浩瀚领域。牌号、标签和 广告贴的广泛利用进一步加快了胶粘剂品种的发展,汽车业、电子电器业、制鞋业、建筑业、食品包装业的用胶量增长快速。
用场广泛,胶粘剂市场规模不断扩大。2019 年,环球胶粘剂市场规模达到 487 亿美 元,同比增长 7.5%,估量到 2020 年,胶粘剂市场规模将超过 520 亿美元,2016-2020 年复合增长率约为 6.9%。个中中国胶粘剂市场仍将保持良好的增长态势,估量 2020 年,中国胶粘剂市场规模将达 1200 亿元。
2.4.3 有机硅
性能精良,有机硅运用广泛。有机硅聚合物兼备了无机材料和有机材料的性能,具有 耐高低温、抗氧化、耐辐射、介电性能好、难燃、憎水、脱膜、温粘系数小、无毒无 味以及生理惰性等精良性能,广泛利用于电子电气、建筑、化工、纺织、轻工、医疗 等领域。有机硅聚合产品既可以作为根本材料,又可以作为功能性材料添加入其它材 料而改进其性能,素有“工业味精”之美称。有机硅产品按其用场或所处产品链的位置可分为上游产品和下贱产品两大类。上游产品包括氯硅烷单体和低级聚硅氧烷中 间体;下贱产品则紧张因此低级聚硅氧烷中间体为质料经深加工而得到有机硅产品 及制品。
环球市场稳步增加,产能增长紧张源自中国。2008-2018 年环球聚硅氧烷产能从 150.2 万吨/年增加至 254.8 万吨/年,产量从 113.3 万吨增加至 210.0 万吨,估量 2023 年 环球聚硅氧烷总产能将达到 309.2 万吨/年,产量达 268.0 万吨。近十年,有机硅产 能向中国转移趋势明显,我国已成为有机硅生产和消费大国,产品上风愈加明显,进 口替代效应显著。
2.5 高性能纤维
2.5.1 超高分子量聚乙烯纤维
地区冲突拉动超高分子量聚乙烯纤维需求不断增长。超高分子量聚(UHMWPE)纤维,是 由相对分子质量在 100 万-500 万的聚乙烯所纺出的纤维。近年来,天下各地冲突加 剧、国家安全意识提升,军事装备、安全防护等行业增加了对高强度、高性能等超高 分子量聚乙烯产品的需求。据前瞻家当研究院统计,未来 2-5 年,UHMWPE 年需求量 将稳定在 10 万吨以上,总需求估量达到 68.3 万吨。
后发先至,中国超高分子量聚乙烯纤维家当发展迅速。我国超高分子量聚乙烯纤维起 步较晚,但发展迅速,2019 年我国超高分子量聚乙烯纤维行业总产能约 4.1 万吨, 占环球总产能的 60%以上。
2.5.2 碳纤维
碳纤维优点显著,下贱运用领域浩瀚。碳纤维(Carbon Fiber,简称 CF)是由有机 纤维(粘胶基、沥青基、聚丙烯腈基纤维等)在高温环境下裂解碳化形成碳主链机构 的无机纤维,是一种含碳量高于 90%的无机纤维。碳纤维具有目前其他任何材料无可 比拟的高比强度(强度比密度)和高比刚度(模量比密度),还具有低比重、耐堕落、 耐疲倦、耐高温、膨胀系数小等特性,被誉为“新材料之王”,广泛运用于国防工业 以及高性能民用领域,紧张包括航空航天、海洋工程、新能源装备、工程机器、交通 举动步伐等,是一种国家亟需、运用前景广阔的计策性新材料。
三种碳纤维在性能上各有千秋。碳纤维具有高强度、高模量、低密度、耐高温等一系 列精良的性能,三种原丝制造的碳纤维具有一定的通性,但在详细的性能上各有千秋。
碳纤维的需求量稳定增长,近年呈加速趋势。2008 年环球碳纤维需求量 36.4 千吨, 2018 年达到 92.6 千吨,十年间的均匀增长率为 9.8%,且近年来增长率有所提升, 2015-2018 年间的增长率分别为 28%、15%、7%、10%,均匀而言高于此前的增长率。 若按每年 10%的增长率打算,估量 2019 与 2020 年环球碳纤维的需求量将分别达到 101.9 与 112.1 千吨。
海内碳纤维的需求以加速趋势增长。2018 年海内碳纤维需求达到 31 千吨,占环球碳 纤维需求的 33.48%,比拟 2017 年的 23.5 千吨,增速达到 32%,同期环球碳纤维需求 的增长率约为 10%。2008-2018 十年间,海内碳纤维的需求量从 8.2 千吨增长至 31 千 吨,年均增长率达到 14.22%,高于 9.8%的天下均匀增长率;自 2015 年以来,海内碳 纤维需求的增长率始终坚持在较高水平,并有加速上升的趋势。若按 14%的增长率计 算,估量到 2020 年,海内碳纤维的需求将达到 40.29 千吨。
2.5.3 对位芳纶
对位芳纶性能精良,民用、军用领域运用较广。对位芳纶的强度是钢的 3 倍、强度较 高的涤纶工业丝的 4 倍;初始模量是涤纶工业丝的 4-10 倍、聚酰胺纤维的 10 倍以 上。对位芳纶稳定性高,在 150℃下紧缩率为零,在高温下仍能保持较高的强度,如 在 260℃温度下仍可保持原强度的 65%。对位芳纶运用领域包括防护服装(紧张为防 弹装备)、航空航天、汽车工业、光缆增强等,间位芳纶运用领域包括防护服装(主 要为阻燃装备)、工业过滤、工业制毡、汽车工业等。
生产条件严苛,垄断严重。生产可供给用的、性能优秀的高分子芳纶纤维缩聚物的条 件较为严苛,对仪器设备哀求较高,因此鲜有企业具备大量家当化生产能力。由于芳纶材料技能壁垒高、研发周期长的特点,天下芳纶家当集中程度较高,环球芳纶家当 险些由美国杜邦、日本帝人、中国泰和新材、韩国可隆四家公司垄断。
对位芳纶产能不敷,入口依赖程度高。海内对位芳纶需求量为约 1 万吨,而实际产能 仅仅 2000 吨,入口依存度约为 87%,对位芳纶需求缺口大,入口依赖严重。单兵防 护装备、航空航天领域等国防领域的需求较高,且暂无较好替代材料,目前我国对位 芳纶产能不敷,性能也未达到最优。
2.6 其他前沿新材料
2.6.1 新能源汽车
新能源汽车发展迅速,中国市场领跑环球。新能源汽车的家当链紧张由电池、电机和 电控三部分构成。个中锂动力电池紧张由电芯、BMS 和 Pack 组成,燃料电池由电堆 和系统配件组成,电机由定子、转子和机器构造构成。据 Markline 统计,2020 年上 半年环球新能源乘用车(BEV+PHEV)销量为 97.4 万辆,个中中国、美国、欧盟、日 本、其它国家分别发卖 31.3、11.0、32.4、1.2、17.5 万辆,对应分别占比 33.5%、 11.8%、34.7%、1.3%、18.8%。
2.6.2 离子液体
上风明显,下贱运用浩瀚。离子液体又称室温离子液体、室温熔融盐或有机离子液体 等,是由有机阳离子和无机阴离子组成,在 100℃以下呈液体状态的盐类。离子液体 无味、不支持燃烧、蒸汽压小且很难挥发、易回收,在工业利用中无有害气体产生, 是传统有机溶剂的良好替代品,与传统常规溶剂比较,在热稳定性、导电性方面具有 独特的上风。离子液体目前广泛运用于溶剂,电解质,显示器,剖析仪器,润滑剂, 塑料,电化学行业等领域。Graphical Research 估量,2017 年环球离子液体需求达 1.5 万吨,估量到 2024 年需求将达到 6.5 万吨,复合增长率达到 23.3%,市场规模 达到 25 亿美元。
2.6.3 富勒烯
运用广泛,未来市场广阔。富勒烯具有完美的对称构造,在纳米尺度范围内有分外的 稳定性和奇异的电子构造,在许多高新技能领域运用潜力巨大,因此被称为“纳米王 子”。受本钱与技能成分限定,目前富勒烯运用仍处于起步阶段。富勒烯具有硬度高、 稳定性好、超导性等诸多特性,在电子、生物医药、超导、能源、工业催化等领域具 有极大的运用潜力。2006 年到 2018 年间,环球富勒烯市场规模都在以年均 70%旁边的速率增长,估量 2018 年市场规模达到 136 亿美元。
3、政策支持,新材料发展动力十足
为了提升我国新材料的根本支撑能力,实现我国从材料大国到材料强国的转变,我国 先后颁发《关键材料升级换代工程履行方案》、《中国制造2025》、《“十三五”国家战 略性新兴家当发展方案》等一系列纲领性文件与辅导性文件。详细从计策材料、前辈 根本材料和前沿新材料三个重点方向展开。个中前辈根本材料包括,前辈钢铁材料、 前辈有色金属材料、前辈化人为料等;关键计策材料包括,高端装备用特种合金、高 性能分离膜材料、高性能纤维及复合股料等;前沿新材料包括,石墨烯、金属及高分 子增材制造材料、形状影象合金、自修复材料等。
根据对国家政策的干系梳理,根据我国对新材料支持力度的不同,我们可以将新材料 划分为重点打破的新材料,紧张包括高端装备用特种合金、高性能构造材料、航空航 天、新能源汽车费料、生物医药、节能环保材料等;加快研发的新材料,包括前辈钢 铁材料、前辈有色金属新材料、前辈化人为料、前辈建筑材料等;提前布局的新材料, 包括石墨烯、形态影象合金、自修复材料、智能与仿生超材料等;结合我国在新材料 领域的特色资源上风,积极发展稀土、钨钼、钒钛、锂、石墨等新材料。
4、家当周期创造新材料发展新机遇
领域发展成熟,成长期与成熟期新材料潜力巨大。新材料运用广泛,但由于新材料是 基于理念、技能和设备等领域创新后的产品,因此一个新材料从观点提出到发展成熟 每每须要一定的周期。新材料家当按产品周期可以分为导入期、成长期、成熟期和衰 退期,新材料所处周期不同,对应的业务规模和发展方案也存在差异。对付导入期新 材料,干系观点刚刚提出,技能发展尚不成熟;成长期新材料干系产品涌现分解,技 术工艺迅速发展;成熟期新材料市场发展开始兑现,产能产量处于高位;衰退期新材 料开始逐步退出市场。从家当周期角度,最具发展潜力的为处于成长期于成熟期的新 材料。
⚫ 导入期:加强产品创新,进行市场造就。导入期产品属于高风险高收益产品种别。 处于导入期的产品,一样平常市场容量较小、市场渗透率较低;此外,公司的生产规 模一样平常较小且生产本钱高,并且由于技能的不愿定性,产品质量难以担保。但是 该市场产品毛利率高,盈利能力强,具有技能上风的公司会领先市场得到巨大收 益。
观点提出期,干系领域研究刚刚起步。进军导入期公司的干系哀求较高,须要具 备强大的技能研发能力、该领域资深的研究履历、政策的扶持和新兴市场的需求。 此外,该领域新材料技能尚不成熟,市场较小、需求不大。该领域的范例材料包 括:石墨烯、超材料纳米功能材料、影象合金和关键计策材料等。
⚫ 成长期:重视工艺创新,改进产品质量,创立企业品牌。进入成长期的产品市场 容量逐步扩大,市场渗透率逐步提高,产品由于技能趋于稳定,产品质量的逐渐 标准化,质量得到有效的改进,且产品本钱逐步降落。因此在该阶段,具有较高 产品质量和品牌效应的公司会得到较大的收益。
技能、市场成长期,新材料运用增多,市场规模逐渐增加。成长期新材料干系技 术工艺开始逐步成熟,本钱开始低落,市场运用逐渐增多,下贱需求开始发力, 具有较好的发展性。产品处于成长期的公司除了重视研发外,要看重对付市场的 开拓,进行生产工艺创新、提升产品质量、增加产品品种、创立自身品牌并建立 相应的发卖网络。该领域的范例材料包括:钛合金、半导体材料等。
⚫ 成熟期:市场趋于饱和,降落本钱,加快产品升级。成熟期的产品技能稳定、质 量稳定且产品差异较小,市场靠近饱和。公司应该通过成本密集化、规模效应等 来降落产品成品和提高产品质量,倒逼产品升级。
市场兑付期,新材料行业认可度高,利用广泛,下贱需求兴旺。成熟期新材料市 场运用较广,终端产品对该新材料粘性较高,市场规模与需求较大。处于成熟期 的公司应该在对原产品本钱、质量优化的同时,进行家当链的整合,同时延伸产 业链外延,拓宽新的业务链并推动技能的不断升级。该领域的范例材料包括:3D 打印、锂电池材料、特种橡胶等。
⚫ 衰退期:新产品逐渐替代,市场逐步缩小。由于生产能力的过剩和规模的不断 缩小,衰退期产品的本钱不断增加,并且新产品开始对旧产品产生替代效应, 市场空间逐渐缩小。
新材料退出期,该材料性能不再具有上风,市场规模开始缩减。处于衰退期的 公司应该只管即便缩减生产能力、减少开支并逐步缩小市场。该领域的范例材料包 括:多晶硅和稀土荧光材料。
5、投资建议
由于新材料领域对技能、研发哀求严苛,建议关注在各领域内技能领先的行业龙头:
需求导向,下贱需求催生万亿新材料市场。随着当代各领域前端技能的不断发 展,新材料的发展进步对各领域的生产技能推动明显,随着下贱市场对付产品 需求的增加,新材料领域必将迎来一波“黄金期间”。
政策导向,乘借“东风”培植材料强国。为了提升新材料领域竞争力,实现从 材料大国到材料强国的转变,我国先后颁布一系列纲领文件勾引新材料领域不 断发展。在政策支持的大背景下,新材料领域发展高速路“亮起绿灯”。
周期导向,行业发展初期,市场扩充动力十足。现在多数新材料产品尚处导入 期与成长期,市场容量较小、市场渗透率较低,通过加强产品创新、重视技能 研发,必将得到广阔的未来市场。
6、风险提示新材料家当由于技能壁垒高、家当规模小、研发投入高,承担风险较大;同时由于 国外垄断征象严重,海内产品难以具备本钱上风,前期古迹存在不愿定性。
(报告不雅观点属于原作者,仅供参考。报告来源:万联证券)
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