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行業(yè)資訊 | 未來這幾大新材料產(chǎn)業(yè)更具發(fā)展?jié)摿Γㄖ档檬詹兀?/div>
2023-06-19
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我國新材料產(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)口替代的過渡階段，位于全球新材料產(chǎn)業(yè)的第二梯隊，與美、日等優(yōu)勢企業(yè)還有一定的差距。2020年 我國新材料總產(chǎn)值達(dá)到 5.3 萬億元，較上一年增長15%，預(yù)計2025 年新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值增加至 10 萬億，年復(fù)合增長率約為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10000 億，福建、安徽、湖北次之，規(guī)模超5000 億。長三角新材料產(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)則對特種材料、前沿材料較為重視。
隨著國家政策對航天航空、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， 市場需求不斷擴(kuò)大，同時對產(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、對企業(yè)、科研人員研發(fā)能力的要求不斷提高。下游消費電子、新能源、半導(dǎo)體、碳纖維等行業(yè)加速向國內(nèi)轉(zhuǎn)移，新材料國產(chǎn)化需求迫切，進(jìn)口替代仍將繼續(xù)推動我國新材料產(chǎn)業(yè)投資的未來發(fā)展。
新材料方向之一
輕能量化材料
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、汽車等多個領(lǐng)域，是新材料領(lǐng)域用途最廣泛、市場化最高的材料，被譽(yù)為“新材料之王”。2020年四大下游行業(yè)碳纖維需求量的占比超過70%，產(chǎn)值占比超過76%。
△碳纖維的應(yīng)用
短期來看，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)能夠讓碳纖維市場回到快速增長的通道。長期來看，航空業(yè)需要消化 2020年多余的產(chǎn)能，風(fēng)電將繼續(xù)作為未來碳纖維市場增長的主推動力。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)對碳纖維符合材料的應(yīng)用開發(fā)，風(fēng)電行業(yè)對碳纖維的需求可能會成倍增長。預(yù)計到 2025 年，世界碳纖維總需求量將超過 20 萬 噸，折合年增長率 13.3%。
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。在國家節(jié)能減排的政策導(dǎo)向下，汽車行業(yè)僅僅通過設(shè)計優(yōu)化汽車能耗已 很難達(dá)到國家的燃油排放標(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，其中鋁合金車身板應(yīng)用在汽車最重的車身，是實現(xiàn)輕量化目標(biāo)的關(guān)鍵材料。
△鋁合金汽車車身板
在汽車輕量化需求增長的大趨勢下，汽車用鋁需求有很大增長空間。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)市場超過 90%的份額，是汽車鋁材消耗的主力。未來新能源車市場將成為汽車用鋁的主要增量市場：多國政府表示希望在 2025 年將新能源車市場占有率提升至 20%及以上，而純電動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 萬輛躍升至 331 萬輛，預(yù)計到 2025 年能夠增長至千萬輛級別，而用鋁板需求將超過 400萬噸。
新材料方向之二
航空航天材料
聚酰亞胺（PI）
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)境下長期工作，短時間耐受 400℃以上的高溫。聚酰亞胺沒有明顯熔點，是目前能夠?qū)嶋H應(yīng)用的最耐高溫的高分子材料。同時，該材料還具有高絕緣強(qiáng)度、耐溶、耐輻照、保溫絕熱、無毒、吸聲 降噪、易安裝維護(hù)等特點。
△聚酰亞胺薄膜
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心出具的研究報告顯示，2018年全球聚酰亞胺薄膜市場規(guī)模為14億美元，到2023年將達(dá)到26億美元，2018-2023年之間的復(fù)合年增長率為12.5%。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，隨著電子行業(yè)需求增加、汽車行業(yè)不斷增長、與其他聚合物相比的熱能優(yōu)越等，所以聚酰亞胺材料發(fā)展前景十分廣闊。
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)動機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用價值非常顯著，西方發(fā)達(dá)國家已成功應(yīng)用此類產(chǎn)品改良航空發(fā)動機(jī)多個部件，提升了航空發(fā)動機(jī)的效率。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，未來該材料有望在更多航空發(fā)動機(jī)部件上應(yīng)用，并有望擴(kuò)展至其他高價值民用領(lǐng)域，潛在市場空間廣闊。
△碳化硅纖維的應(yīng)用
全球產(chǎn)能規(guī)模以及未來對該材料的需求預(yù)期據(jù)不完全統(tǒng)計，2015 年全球連續(xù)碳化硅纖維的總產(chǎn)量達(dá) 300 噸。未來幾年，隨著美日主要生產(chǎn)商進(jìn)一步擴(kuò)產(chǎn)，中國、中東生產(chǎn)商入局，預(yù)計世界碳化硅纖維總產(chǎn)量至 2025 年有望增長至 500 噸左右。根據(jù) Stratistics MRC 預(yù)測，SiC 纖維市場 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、使用場景逐步增加，其市場需求有望快速擴(kuò)大。預(yù)計到 2026 年 SiC 纖維的市場規(guī)模將增長至 35.87 億美元，復(fù)合年增長率將達(dá)到 34.4%。
新材料方向之三
半導(dǎo)體材料
硅 片
硅片位于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上游，是半導(dǎo)體器件和太陽能電池的主要原材料，主要應(yīng)用于光伏和半導(dǎo)體兩個領(lǐng)域，下游需求近年來不斷增長。光伏用硅片位于光伏產(chǎn)業(yè)鏈的上游，近年來其需求在不斷上升，據(jù) CPIA 預(yù)測，全球光伏市場的年裝機(jī)量在 2023年將超過375GW，具有廣闊的市場和發(fā)展前景。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。
△硅片的應(yīng)用
半導(dǎo)體硅片的需求量逐年上升，規(guī)模不斷增長，2020 年全球半導(dǎo)體硅片的出貨量達(dá)到 12.41 億平方英寸， 2021年全球半導(dǎo)體硅片市場規(guī)模為113億美元。預(yù)計到2030 年將達(dá)到 150 億美元，復(fù)合年增長率為 3.6%。
碳化硅（SiC）
碳化硅屬于第三代半導(dǎo)體材料，具備禁帶寬度大、熱導(dǎo)率高、臨界擊穿場強(qiáng)高、電子飽和漂移速率高等特點。碳化硅材料制備的射頻器 件及功率器件可廣泛應(yīng)用于新能源汽車、光伏、5G 通信等領(lǐng)域，隨著新能源汽車、光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將促進(jìn)碳化硅市場成長。
△碳化硅的應(yīng)用
2020 年全球 SiC 器件市場規(guī)模達(dá) 11.84 億美元，預(yù)計到 2025 年有望增長至 59.79 億美元，對應(yīng)復(fù)合年均增長率為 38.2%。根據(jù)測算，在碳中和趨勢下，受益于 SiC 在新能源汽車、光 伏、風(fēng)電、工控等領(lǐng)域的持續(xù)滲透，SiC 功率器件市場規(guī)模有望從 2020 年的 2.92 億美元增長至 2025 年的 38.58 億美元，對應(yīng)復(fù)合年均增長率為 67.6%；以及在5G通信、下游SiC功率及射頻器件高速增長的需求也將帶動 SiC 材料市場規(guī)模快速成長。
高純金屬濺射靶材
濺射靶材是集成電路的核心材料之一，近年來向著高濺射率、高純金屬的方向發(fā)展。其下游應(yīng)用場景主要包括半導(dǎo)體、面板、太陽能電池，隨著消費電子終端市場的發(fā)展與完善，高純金屬濺射靶材的下游需求不斷上升，2013-2020 年全球靶材市場規(guī)模的復(fù)合增速達(dá) 14%，市場規(guī)模逐漸擴(kuò)大。濺射靶材的行業(yè)壁壘較高，美國與日本企業(yè)掌握核心技術(shù)，壟斷全球市場。我國的濺射靶材行業(yè)起步較晚，較為落后，但市場需求全球領(lǐng)先， 國產(chǎn)替代空間大。國內(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的不利局面而努力。
△高純金屬濺射靶材
數(shù)據(jù)顯示， 2019 年國內(nèi)需求占全球靶材市場規(guī)模超過 30%，而本土廠商供給約占國內(nèi)市場的 30%，高端靶材主要從美日韓進(jìn)口，國內(nèi)靶材市場至少有十倍的進(jìn)口替代空間。僅就半導(dǎo)體用戶靶材而言，據(jù)中國電子材料行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2020 年國內(nèi)半導(dǎo)體領(lǐng)域用濺射靶材市場規(guī)模 16.15 億元人民幣。預(yù)計到 2025 年，國內(nèi)晶圓制造用濺射靶材市場規(guī)模將增長至 2.17 億美元，封裝領(lǐng)域用濺射靶材將增長至 1.18 億美元，合計 3.35 億美 元，大約是人民幣 23.45 億元人民幣左右，所以國內(nèi)濺射靶材發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
助力新材料行業(yè)持續(xù)增長
聚焦新材料行業(yè)發(fā)展，助推企業(yè)成功轉(zhuǎn)型升級。遠(yuǎn)大方略聚焦行業(yè)發(fā)展趨勢，專研行業(yè)解決方案，為企業(yè)量身定制改善方案，幫助企業(yè)突破增長瓶頸，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級戰(zhàn)略增長。
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