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新材料資治通鑒 揭密碳纖維、高溫合金、靶材等領域國內產研進展

2019-06-14 13:37 作者:wlgc0812 來源:未來智庫 瀏覽:

摘要:新材料資治通鑒 揭密碳纖維、高溫合金、靶材等領域國內產研進展...

   新材料資治通鑒 揭密碳纖維、高溫合金、靶材等領域國內產研進展

報告綜述


萬億新材料浩如星辰大海,乘風破浪直面歷史機遇

新材料的誕生往往伴隨經濟結構的調整,尤其是信息技術進步和工業升級將加速新材料發展。我國已出臺相關產業規劃,并成立總規模上千億的產業基金(17年)。17年我國新材料產業銷售規模達3.1萬億,11-17年復合增速25%。“經濟變革+政策鼓勵+資本加持”,我國新材料產業迎歷史機遇;但在關鍵原料/裝備/軟控/工藝數據等方面和國外仍有差距。

新材料產業:技術新、工藝新、應用新

我們定義新材料是處于導入期或者成長期、基于新工藝技術而生產出具有高壁壘和難替代的優異性能或者特殊性能的材料。新材料的“新”,可理解為技術新、工藝新、應用新;我們認為,新材料產業具有品種眾多、產研周期長、專業認知門檻高和投資風險大等特征。新材料的誕生往往伴隨經濟結構的調整,信息技術的進步和工業領域的升級對材料種類和性能的要求不斷提升;世界主要經濟體都在不遺余力支持新材料產業的發展。

經濟變革+政策鼓勵+資本加持,我國新材料產業迎歷史機遇

經濟結構轉型同樣加速了我國新材料產業發展,“十三五規劃”和“新材料產業發展指南”等政策陸續出臺;2015-2018成立了多支新材料產業基金、總規模超過千億元;17年行業投資規模已超過千億,13-17年復合增速近50%,投資案例多集中在成熟期和擴張期。2017年我國新材料產業規模達到3.1萬億,11-17年復合增速25%,較世界平均水平高出15pct,已形成產業集群發展模式。“經濟變革+政策鼓勵+資本加持”,我國新材料產業正迎來歷史發展機遇。但跟先進國家相比,我國新材料產業在關鍵材料、核心裝備和數據積累等方面仍有差距,需要正視。

從時間和空間維度,篩選新材料細分賽道

從空間角度,我們關注新材料誕生的產業、提供的何種性能,這將決定此類新材料未來的空間和壁壘。我國新材料投資機遇既包括轉型升級和新技術新應用,也包括產業轉移和傳統制造業關鍵材料的國產替代。我們認為軍工/大交通、新能源、節能環保、TMT和生物醫藥領域正成為新材料的主要誕生地。從時間維度,鑒于新材料認知壁壘高,為降低投資風險,多數實際投資更傾向于有一定銷售規模、居成長或成熟期的項目;實操中新材料投資是門“藝術”,對技術工藝成熟度及產業化導入進度的判斷是關鍵,我們試圖總結了部分國產材料的原料/裝備/軟控/工藝數據等產研進展。


報告摘要

新材料“資質”通鑒分析——技術新、工藝新、應用新

新材料是處于導入或成長期,高壁壘、難替代的特殊性能材料

新材料的定義:

我們認為新材料是“處于導入期或者成長期或者成熟期的應用產業中;并且基于新工藝技術而生產出具有高壁壘和難替代的優異性能或者特殊性能的材料;盈利能力優于多數材料,能充分體現材料的高附加值”。

1)高壁壘:我們認為由配方、專用裝備、和配套工藝形成難復制的材料生產體系;行業中具備生產能力的企業屈指可數。

2)新屬性:新屬性我們認為是采納新技術工藝從而形成優異性能或者特殊性能而滿足產業新需求(可能是原有需求的升級或者衍生出的全新需求)。

3)難替代性:材料的高性價比或者特性難被其他材料替代;材料生產的工藝短期內難以突破更新換代。

對于新材料,我們認為首先需要避免2個認知誤區:

1)并非所有與新興產業相關的材料都是新材料,例如新能源汽車用的磁材多數是成熟產品;也不是傳統產業中就不會誕生出新材料,例如人造金剛石中CVD生產的大克拉鉆石和復合材料。

2)新材料具有時效性:很難有經久不衰而無法被替代的“永久新材料”,人類追求低成本高生活品質的腳步不會停止,工業的進化不會停止,材料的更替就不會停止。

我們對新材料的理解:

1)無所謂應用于傳統或新興行業中,高壁壘難替代就是“新”材料。

2)“新”除了性更為優越或獨特外,也代表了生機。因此我們認為新材料所處行業的景氣周期要處于導入期、成長期或成熟期。新材料的消亡也可能是因為某種需求的更替導致某個產業消亡而非產品自身淘汰所致。

新材料的分類:

新材料可以從結構組成、功能和應用領域等多種不同角度分類,不同的分類之間相互交叉和融合。并且有意思的是化工領域的新材料多于金屬新材料,我們認為這與化工產品和性能的多樣性優于金屬產品相關。基于上述分類標準,可以將新材料的“新”定義為三個方向:

技術新:該類材料在成分、結構或性能上具備獨特的屬性,如超導、納米材料等;

工藝新:該類材料通過改進制備方法達到特定的性能,如采用CVD法可制備出大面積石墨烯薄膜;

應用新:主要指新興產業的材料應用,如已有金屬或高分子材料用作3D打印耗材。

 

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新材料產業具有周期長、品種多等特征,認知門檻高、風險大

新材料屬于平臺型應用科學,新材料產業鏈包括從上游的原材料、生產設備、材料制備工藝到下游的新材料應用,處于產業鏈的中間環節。

相比于其他新興產業,新材料產業有其特定的產業特征:

材料導入周期長,前期投入高。從“材料開發-產業化-客戶送樣測試-小試-量產”等環節,通常需要10-20年的時間。長研發和試生產周期一般都給新材料企業帶來較高的攤銷和財務成本;如果產品市場拓展較慢,企業空有高毛利但很難產生凈利潤。部分材料也將面臨大資本投入的瓶頸,如半導體材料領域。

高壁壘,客戶測試和導入門檻高。半導體、軍工、醫藥等產業材料,通常需要較長時間的客戶測試。例如軍工材料通常需要取得軍工資質、且需參與型號預研等,且產品何時放量時間也不確定,進入壁壘高。對于半導體、顯示等高端應用,材料的性能對產品性能的影響很關鍵,客戶不會輕易改變材料供應商,在材料測試的選擇上也是非常謹慎;而且測試周期通常在3-5年。醫用材料同樣需要長期的臨床驗證和醫療資質認證。且有些材料的推廣應用,需要配合應用場景體系或者其他響應的改進,這又某種程度上延遲了材料的產業化進程。

新材料品種多且分散。新材料十三五規劃就新材料提出了重點發展戰略性先進電子材料,戰略性先進電子材料,先進結構與復合材料,納米材料與器件,重點基礎材料技術提升與產業升級和材料基因工程關鍵技術與支撐平臺與材料人才隊伍建設。規劃中還具體就這7個方面提出了42個重點發展方向和約157個發展的子方向。涵蓋了生物、鐵路、航運、軍工、化工、環保和人才培養等各個行業。

新材料投資認知門檻高、風險大。對于新材料領域投資來說,相較其他領域所要求的知識結構有所不一樣,認知門檻比較高、回報周期長、投資風險大,“爆款”回報的項目也沒有互聯網等其他行業多。風險方面,包括創業團隊和投資人對于產品和技術的產業化過程與時間過于樂觀、一種技術路線對于另一種技術路線的顛覆等等。

新興產業誕生和材料休戚相關

材料是工業之母,新材料的誕生與經濟結構的調整休戚相關,工業、通信和消費等諸多產業的進步都無法脫離材料的進步。中國和美國作為全球重要的經濟體,2018年GDP合計占到了全球的約40%。根據美國和中國資本市場分板塊市值占比變化,我們發現自2007年信息技術的占比持續上升,而工業和原材料領域占比則維持穩定。

 


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經濟結構的調整催生新材料需求在不斷衍變。我們認為傳統工業需求相關的金屬材料景氣 周期近尾聲;未來與電子信息化相關的新材料將順勢崛起。從材料成分來看,陶瓷材料、 合金材料和復合材料正在諸多領域被廣泛研究應用。全球主要經濟體都在積極支持新材料 發展,我們發現重點方向多有重合,主要聚焦于電子通訊(半導體、顯示等方向)、交通(汽車輕量化等方向)、能源(新能源汽車、燃料電池等方向)和醫療(仿生等方向)。針對這些戰略方向,新材料的創新速度越來越快,逐漸向高性能、多功能、復合、智能和低 成本化方向發展,學科間的交叉越來越復雜。 

 

 

 

各國積極推動新材料產業發展

 

 

新材料的發展也受到世界工業強國的重視,針對各國國情和產業發展特點,紛紛推出新材料發展戰略和鼓勵政策,并啟動材料基礎設施建設等項目。我國也陸續出臺了一系列政策和支持方案。

 

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我國新材料產業現狀——轉型升級+政策鼓勵+資本加持

2010-2017年我國新材料復合增速約25%

2010-2017年我國新材料產業復合增速25%。根據中國新材料產業發展報告,2017年我國新材料產業銷售規模已達3.1萬億元,2011-2017年復合增速約25%。工信部指出,該增速較世界平均水平高出15個百分點。

我國新材料產業已形成產業集群發展模式。我國的新材料產業已形成集群式的發展模式,基本形成了以環渤海、長三角、珠三角為軸心,東北、中西部特色突出的產業集群分布,各區域材料產業的發展和空間分布都各有優勢、各具特點。

經濟結構轉型升級催生我國新材料產業發展

我國材料產業面臨產業轉型升級新契機。材料產業本身歷史悠久,根據我國的經濟結構轉變,國內新材料開始從基建和工業相關的工業材料轉向TMT相關的高科材料。

我們認為始于2000年的重工業和地產基建主導的經濟周期趨于尾聲,基本金屬量價雙升和規模材料的黃金周期結束。2016年之后,信息傳輸、軟件和信息技術等領域的發展推動了工業互聯網的發展,進而提升生產效率,穩定工業對于經濟的貢獻。2018年中央經濟工作會議針對未來的工作任務,提出要加大制造業技術改造和設備更新,加快5G商用步伐,加強人工智能、工業互聯網、物聯網等新型基礎設施建設;我們認為在技術和政策導向的多重推動下,科技主導的新基建周期正在逐漸興起。

1)重工業階段,材料經歷了諸如玻纖、電解鋁、特鋼、超硬材料等從低附加值建材到高附加值工業材,從凈進口到凈出口,諸多牌號從無到有;更主要的是隨著諸多材料從新材料逐步變為傳統材料,產品價格隨著規模變大和國產化替代完成也經歷了高潮到低谷。

2)經濟轉型升級階段,增速換擋回落,新產業加快孕育,新需求新動力正在突破。信息技術、航空航天、新能源、節能環保等戰略性新興產業的發展以及國民經濟重大工程建設對材料提出了更高要求。尤其是國內軍工、芯片、5G等產業的崛起,以及汽車、3C等關鍵零部件和材料國產替代的趨勢,都將催生材料企業轉向集研發、設計、產業化等綜合能力發展。

“十三五”規劃和《新材料產業發展指南》明確新材料產業重點發展方向。新材料作為先導產業,是中國經濟轉型升級的基礎。“十三五”規劃也明確了新材料發展的重點方向,涵蓋新型無機非金屬材料、特種金屬功能材料、先進高分子材料、高性能復合材料、高端金屬結構材料、前沿新材料等6大類20多項子類,并對每個品類提出具體要求。《新材料產業發展指南》同樣明確了重點鼓勵的三大方向:1)先進基礎材料:先進鋼鐵、先進有色金屬、先進石化、先進輕工、先進建材、先進紡織;2)關鍵戰略材料:高端裝備用特種合金、高性能分離薄膜、高性能纖維及復合材料、新能源料、新一代生物醫用材料、電子陶瓷、先進半導體、稀土等;3)前沿新材料:石墨烯、3D打印、超導、智能仿生材料等。

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千億級新材料產業基金投資如火如荼

2015-2018我國成立多個新材料產業基金。在政府支持與市場驅動的雙重助力下,新材料領域的創業和投資也方興未艾。2015-2018我國成立了多支新材料產業基金,目標規模超千億。

2013-2017新材料投資額年均增速將近50%,多集中在項目成熟期、擴張期。在政策指引下,新材料領域投資規模大幅增長,行業投資額從2013年的17.5億元人民幣,增長至2017年的125.7億元人民幣,5年增長6倍多,年均增長率達到48.4%;投資數量也從2013年的72起提高至129起。2018年受到資本市場降溫影響,新材料領域投資案例和金額雙雙下滑。但新材料投資的熱度仍不減。

1)從項目成熟度看,由于新材料領域風險較大,社會資本投資較為謹慎。從投資案例數來看,2013-2018H1,新材料產業投資階段主要分布在成熟期、擴張期,占比分別達到45.6%、39.2%,合計占比約84.8%;而種子期、初創期累計分別為19起、64起,合計占比不到兩成。新材料產業投資輪次主要分布在A輪、B輪、新三板定增。

2)從地域分布看,江蘇以122起新材料投資事件領先,其次是廣東73起投資事件,二地合計占比超過三分之一。

3)從單筆投資額看,單筆投資額相對集中在1000-3000萬元和1000萬元以下兩個區間,占比分別為30.9%、26.5%;從獲投企業的累計獲投金額分布看,累計或投金額在1000-5000萬元企業最多,占比接近四成,1000萬元以下占比也超過20%。

我國新材料產業和國際先進水平仍有一定差距

海外新材料企業發展成熟,久經考驗

(新)材料公司發展是循序漸進的過程。通過分析海外典型材料企業的發展歷程,發現材料的發展無法一蹴而就,研發積累、裝備與工藝的摸索、磨合缺一不可。多數材料龍頭企業具備百年歷史,在成熟期逐漸分化出平臺化和專業化兩種類型,且行業集中度不斷提升。

工藝、裝備和軟控不可割裂。新材料企業必須對材料、專用設備、工藝和實現生產過程精準操作的軟控都要有深刻的系統性認知才可能順利實現工程化和產業化轉換,實現從研發、到“小試-中試-小批量-規模生產”的完整流程。最典型的案例是半導體大硅片長晶爐對于電場、熱場、軟控、專用裝備和長晶工藝都要有系統性的掌控才可能實現真正意義上的國產化替代。

團隊基因很重要。團隊的研發基因至關重要,核心人員需具備長時間研發、生產以及裝備、設計經驗,并曾經在產業知名企業中身處要職,才可能實現一定程度上的產品工程化和產業化。如果擬進入認證壁壘高的產業,團隊如果有產業巨頭參股或者有被產業巨頭充分認證將更加受益。

不能排斥并購形成的科研力量。研究海外材料公司,我們發現平臺型公司、規模大、產品線復雜,科研營收占比相對較低,但研發支出絕對值仍然值得關注;此外通過并購整合吸收不同科研成果,依舊能保持強勁的科技產出,半導體企業就是最為典型的案例。

我國新材料產業仍存在一定發展空間

我國新材料產業盡管取得長足進步,但同時也應該清醒看到,同世界先進國家相比,我國新材料產業無論從關鍵材料、創新能力、政策支持等方面還存在較大差距。

關鍵材料保障能力不足,約1/3完全依賴進口。目前盡管擁有自主知識產權的新材料品種大幅增加,但高端產品缺乏國際競爭力,一些高附加值新材料還需依賴進口。根據《中國新材料產業發展報告》,2015年在新能源、電子信息、航空航天、船舶、汽車鐵路、節能環保等重要領域的關鍵材料,僅有14%可實現完全自給,多為技術含量較低的品種;有54%的材料國內可以生產,但產量、性能、質量不能完全滿足國內需求;剩余約1/3完全依賴進口,我們預計這幾年材料國產自給率有所提高。

政策環境不能完全適應產業發展需要。1)我國新材料產業獨立主體地位不明確,材料開發往往是被動應對重大工程提出的需求,分散在各應用領域,材料的共性、通用性被忽略;2)新材料技術含量高,研發、生產和推廣需要大量資金投入,風險相對較大,我國財稅政策引導作用有待進一步加強。

新材料自主創新能力薄弱。1)過多依賴成套設備技術引進但不能有效消化吸收;2)大型材料企業創新動力不足,研發投入少、產學研相互脫節,存在新材料推廣應用困難等問題;3)新材料制造技術落后,材料制造工藝不盡合理,生產能耗高、資源利用率低、產品跟蹤仿制多,部分存在二次污染。

如何選擇新材料細分產業——從空間和時間維度

空間維度:按照下游需求分,空間大、增速快

對于新材料,我們關注和研究的是產業彈性帶來的投資機遇,而產業彈性的大小則取決于下游需求是否足夠迫切以及足夠廣闊,因為從產業規模到材料需求規模呈現的是漏斗規則。因此新材料的發展有些可以長大,有些注定只能是小而美。

自上而下篩選行業規模可觀、增速較快的子行業

我們篩選了18年GDP占比較大、增速較快,且跟材料相關的制造業和信息傳輸、計算機服務和軟件業。下游需求空間決定了材料的需求空間,我們可參考各子行業規模和增速進行材料方向的判斷。

從剛需角度,我們選按照下游發展需求選取了國家重點支持并處于快速發展階段的幾大類材料,分別是國防軍工/交通航空、新能源、節能環保、電子信息和生物醫藥五大類,并對產業鏈所需關鍵材料進行梳理。

新材料方向選擇:有望形成規模應用or小而美

1.材料國產替代為國內企業創造發展空間半導體、顯示等下游需求向國內轉移,帶動國內材料企業需求。CSIA數據,2015-2017國內半導體銷售額維持20%左右增速并逐步成為常態,《中國制造2025》提出2020-2025國內集成電路產業規模復合增速達20%。根據SEMI數據,2017年我國半導體材料如高純氣體、光刻膠、高純金屬等材料的國產化率不到10%;我國在半導體靶材、石英(器件)、掩膜板材料、清洗液、拋光墊等材料都有所突破,開始切入國內外主流芯片客戶。

汽車、軌道交通、消費電子等領域部分關鍵材料,已啟動國產替代的進程。用于傳統汽車發動機和變速箱的粉末冶金復雜結構件,早期以德國吉凱恩、日本住友等企業供應為主,現在國內東睦股份等已切入主流車企供應鏈;用于高端手機等領域的高導高頻銅板帶,早期以德國威蘭德等企業供應為主,當前國內博威合金等已突破關鍵技術實現量產;用于LED的藍寶石襯底,早期以俄羅斯等企業為主,當前國內天通股份等不斷突破長晶尺寸降低成本已躍居市場份額第一;國六標準實施在即,陶瓷載體和催化劑材料之前以歐美供應為主,現在國內貴研鉑業等已成功進入國內車企占據一席之地。

2.轉型升級和新技術新應用為國內材料企業帶來新機遇

國防軍工、航空航天等催生國內高端材料研發應用,軍轉民拓寬企業發展空間。近年國內軍工和航空航天等產業快速發展,加速了一批新材料的研發和應用,包括高溫合金、鈦合金、碳纖維、3D打印、隱身涂料、碳化硅等材料的發展,從相關上市公司2017H2-2018H1公告中可看到訂單明顯增加。但用于國防軍工、航空航天的材料雖然盈利水平高,但市場空間相對有限。從海外材料企業的發展歷程看,早期以軍工和國防起家的企業如ATI、霍尼韋爾等企業,憑借高端下游應用材料的技術和研發優勢,逐步拓展到民用市場。下游應用的創新和升級,以及新材料技術的開發,為國內企業創造新機遇。包括兩種類型:1)下游應用創新和升級催生新材料更新換代,例如新能源汽車對鋰電池續航能力的要求,催生了電池材料從鉛酸體系、到磷酸鐵鋰電體系、到鎳鈷錳三元體系、到以后可能發展的固態電池體系的不斷更新升級。2)同種材料應用于新的領域,例如傳統的釹鐵硼磁材用于傳統汽車、家電、消費電子、能源等領域,新能源汽車驅動電機,為磁材的應用帶來強勁驅動;無線充電、大數據、汽車電子給軟磁材料帶來新的應用市場;又如隨著大功率風電的裝機比例逐步提升,碳纖維材料因其性能優勢開始逐步替代傳統的玻璃纖維。

3.小而美的新材料方向,高壁壘鑄就高盈利水平

聲表濾波器用壓電晶體、超導材料和大軌交減重的復合材料我們認為都是技術含量高且認證復雜的小品種新材料。

國內已開始國產化的新材料品種梳理

綜上,根據上市公司的新材料業務的梳理以及前述各國產業政策扶持方向和我國“十三五”新材料規劃和指南,我們針對科技新基建國內新材料已經開始國產化的重點品種進行了梳理如下圖所示。

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時間維度:新材料企業生命周期維度長,根據所處階段選擇投資策略

以發展階段和規模判斷新材料所處周期、選取投資策略

技術的革新和經濟發展越來越依賴新材料的進步。但是從新材料的最初發現到最終工業化應用一般需要10-20年的時間。針對新材料的技術成熟度和應用情況,我們將新材料產品生命周期分成四個階段,即導入期、成長期、成熟期和衰退期。我們根據新材料細分領域的發展現狀和產業規模,將新材料的主要品種進行了歸類,并針對不同階段的新材料企業,闡述我們的觀點和投資策略。

1)初創導入期活著最重要:高風險與高收益的權衡,創業團隊基因很重要

導入期新材料企業,前期生產技術、市場推廣等限制較多,前期投入大,企業無法快速盈利,產業生態脆弱,投資的風險較大。

我們建議重點關注具備以下特點的公司:1)成功研制出創新型新材料,國內某些前沿新材料發展與世界處于同步水平甚至領先的地位,典型材料包括石墨烯、超材料等;但此類企業同時也存在產品被替代、技術研發或產業化失敗等高風險。2)技術研發實力和背景雄厚。具備過硬的研發創新能力,重點判斷團隊是否有核心技術和將技術進行工程化和產業化轉化的能力、關鍵設備是否具備國產化生產的可能。是否可以憑借其核心技術不斷進行產業研發和性能優化,穩定生產工藝、降低生產成本以取得先發優勢,享受行業高成長帶來的超額利潤。3)符合國家政策鼓勵扶持方向。符合該類條件的企業將充分享受國家政策紅利帶來的發展動力,如節能環保材料、軍轉民高端材料等。

2)成長期:質量為先,搶占行業領先地位

處于成長期領域的公司,技術和市場已經找到突破口,進入跑馬圈地的階段;但同時由于技術突破導致的門檻逐漸降低也面臨著競爭加劇,產品收益率降低等風險,典型成長期材料如鈦合金、半導體材料等。針對成長期的特點,我們建議重點關注產品質量卓越且具備維持行業領先地位能力的企業。成長期的企業一般都能保持高增長,盡管新進入者不斷增加,但由于市場需求的快速擴大,整個市場仍處于供不應求的局面;當材料細分行業從成長期開始逐漸進入成熟期,產能開始出現過剩,競爭加劇。則高質量、低成本、客戶資源穩定的企業才可維持其成長。因此在成長期能夠不斷提高產品質量并保持并擴大市場占有率的公司更具投資潛力。

3)成熟期:積極轉型、具備外延或內生增長動力

成熟期產品銷售增速放緩,企業競爭加劇,如稀土功能材料、鋰電池材料等。針對成熟期的特點,我們建議重點關注滿足以下條件的公司:1)橫向延伸:多線拓展業務。對于成熟期的企業,通過開發關聯材料品種,實現原材料一站式供給,可增加收益品類。2)縱向延伸:產業鏈整合。對于行業內具有資源和市場優勢的龍頭企業,通過兼并或合資等方式收購上游原材料或下游應用端企業,可降低成本、完善產業鏈布局。3)積極轉型:推動技術升級。新材料在最開始應用階段多用于高端市場;隨著技術成熟成本降低,其應用領域不斷向工業、民用市場轉移,為企業帶來新的成長空間,如軍用防腐涂料在大型橋梁上的應用。

……

代表性材料方向——高成長、高壁壘、高景氣

先進陶瓷:市場空間大、技術壁壘高,細分品種有望實現進口替代

陶瓷制品分為傳統陶瓷與先進陶瓷兩大類,其中先進陶瓷通常指的是采用高純度、超細人工合成或精選的無機化合物為原料,具有精確的化學組成以及優異特性的陶瓷。相比傳統陶瓷,先進陶瓷在原料、工藝、性能等方面要求更為苛刻。先進陶瓷按其特性和用途可分為結構陶瓷與功能陶瓷兩大類,2018年國內功能陶瓷市場占比70%,包括電子陶瓷、光熱功能陶瓷等;結構陶瓷市場占比30%,包括氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、納米陶瓷等。

根據GrandViewResearch數據,2018年全球先進陶瓷市場規模為727.4億美元,CAGR(2015-2018年)為8.66%;并預測至2025年全球先進陶瓷市場將達1339億美元,CAGR(2018-2025年)為9.1%。其中電氣電子是先進陶瓷的最大應用領域,2018年全球需求占比達56.8%,其次是汽車(12.5%)、環境(11.2%)、醫藥(10.5%)。分材料來看,高純氧化鋁由于其高硬度和高熔點最為常用,2018年占據35.2%的市場份額;分產品來看,目前單片陶瓷相比陶瓷涂層和陶瓷基復合材料應用更為廣泛,2018年應用占比達78.9%。

 

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產業趨勢1:MLCC、高純氧化鋁等細分品種有望實現進口替代。

 

根據新材料在線統計,2016年全球先進陶瓷產業主要集中在北美和日本。目前國內先進陶瓷市場規模較小,產品以電子陶瓷為主,銷售額僅占全球的1-2%,但在MLCC、高純氧化鋁、納米氧化鋯等細分品種上實現了階段性技術突破,有望實現進口替代。

1)高純氧化鋁:國內已有國瓷材料、河北鵬達等數家企業產能達千噸級,可生產4N5、4N8及以上的納米高純氧化鋁,其中國瓷材料采用的水熱法最為先進,成本較低、生產周期短。

2)MLCC陶瓷粉:國內主要廠商包括國瓷材料、中星電子等,國瓷材料是國內首家、全球第二家使用水熱法生產鈦酸鋇廠家,相比日本同質產品價格低30%-50%,可成功替代進口高端鈦酸鋇。

3)納米氧化鋯:國內主要廠商包括國瓷材料、東方鋯業等,其中國瓷材料具備2500噸/年產能,是全球首家采用滴定法生產工藝生產氧化鋯微球的廠商,具有高致密性、高強度、高韌性、低磨損等性能。

產業趨勢2:蜂窩陶瓷、納米氧化鋯陶瓷等產品需求有望加速。

1)蜂窩陶瓷:受益于國六標準對排放物限值大幅加嚴,催化劑與蜂窩陶瓷載體排量體積比由國五的1:1提升至國六的0.5~0.8:1,并且DPF加裝比例由50%提升至100%,蜂窩陶瓷需求有望快速增長,據奧福環保招股書預計我國車用蜂窩陶瓷載體將從2017年的9700萬升增長至2025年的26010萬升,CAGR達13.1%。

2)納米氧化鋯陶瓷:5G時代即將來臨,由于金屬背板對手機信號有屏蔽作用,氧化鋯陶瓷背板具有無信號屏蔽、硬度高、散熱性能高等特點,但成本相對而言較高,未來有望在中高端機型市場加速滲透。2018年全球手機出貨量為14億部,若以2021年手機銷量15億部、陶瓷背板滲透率達到10%、氧化鋯陶瓷單機價值60元估算,2021年手機納米氧化鋯陶瓷市場規模將達到90億元。

我們認為技術構建行業的核心壁壘,主要基于以下三點:

1)工藝的復雜性。為保證燒成的先進陶瓷的高硬度,燒結溫度需高至熔點附近,但陶瓷

低熱導率極易導致受熱不均,因此對燒成工藝要求較高。同時由于先進陶瓷細分品種較多,也導致了工藝繁多且差異較大,大多不具備可替代性,技術儲備的豐富程度基本上決定企業面向的客戶數量與質量以及對應的銷售收入。

2)下游需求在革新。例如蜂窩陶瓷,在下游汽車排放標準由國四向國六的升級過程中,要求壁厚越來越薄,以提高開孔率降低背壓,熱膨脹系數亦要求不斷降低,各項技術指標在不斷提升;MLCC行業寡頭開始將產能轉向小型化、RF元件以及高容車用等高端市場,需要使用大量高電壓、大容量、耐高溫的MLCC器件。

3)下游需求的分散性。由于先進陶瓷種類繁多、下游需求分散,一般來說單品種市場空間有限,行業高度差異化競爭,企業成長的路徑是持續拓寬產品線滿足不同客戶的需求。除去外延并購之外,內部的技術研發是更為常規的手段。

目前先進陶瓷行業仍然處于高度分散狀態,由于需求的分散性以及跨品種存在一定的技術壁壘,行業內玩家由上至下呈現金字塔結構,頭部企業集中度較低,參與者仍以中小型企業為主。據Fact.MR統計,美國先進陶瓷市場的廠商可分為三個層級,Tier1包括日本京瓷、德國賽瑯泰克、摩根新材料等公司,市占率約13%-17%,年營收(僅限先進陶瓷)級別在百億元;Tier2包括通用電氣、日本東陶等公司,市占率約35%-40%;Tier3包括勞舍爾集團、美國McDanel先進陶瓷技術等公司,市占率約50%-54%。

國內先進陶瓷企業在某些細分品種上技術水平已接近日本、美國水準,但是產品結構較為單一,營收體量較小,整體競爭力上還需進步。目前國內具備一定競爭力的先進陶瓷企業包括國瓷材料和奧福環保。

碳纖維:看齊日美,我國企業加速縮小差距,集中度逐步提升

碳纖維性能優良,目前已在航空航天、體育休閑、風電葉片等領域獲得廣泛應用。碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維材料,是由片狀石墨微晶沿纖維軸向方向堆砌而成,經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維復合材料以其輕質、高比強度、高比剛度、抗疲勞、耐腐蝕、便于大面積整體成形等優點,廣泛應用于航空航天、體育休閑、風電葉片等多個領域,尤其是在國防領域,碳纖維及其復材為武器裝備的輕量化、高性能化、長壽命等發揮了關鍵作用,其用量也已成為武器裝備先進性的標志之一。

日本擁有完備的人造絲基、PAN基、瀝青基和中間相瀝青碳纖維產業,占據著各細分技術的制高點,掌控著高端產品市場。日本東麗公司是全球碳纖維產業執牛耳者,此前以生產高性能的小絲束碳纖維為主,通過并購ZOLTEK公司(卓爾泰克),進軍低成本的大絲束碳纖維細分產業。ZOLTEK是世界上首先研制生產廉價且高性能大絲束碳纖維的公司。據《2017全球碳纖維復合材料市場報告》統計,2017年,全球碳纖維理論產能為14.71萬噸,其中日本三家企業產能合計7.02萬噸,占比47.72%,具備絕對的領先優勢。

美國PAN基碳纖維產業化落后于日本,但仍具有較強實力。美國擁有可保障軍用的技術、產品和產能,但產品性價比優勢不如東麗,HEXEL(赫克塞爾)公司是美國最大的碳纖維研制生產企業,產品在軍機中取得大量應用。HEXEL公司生產的碳纖維已經大量應用于A400M運輸機、RAH-66“科曼奇”直升機、F-22戰斗機、F-35C戰斗機以及洲際導彈。

 

在“一條龍”項目牽引下,我國碳纖維技術發展迅速,威海拓展率先實現高強型碳纖維產業化,高強中模、高強高模碳纖維也先后研發成功。2002年,在以師昌緒先生為代表的材料界前輩強有力推進下,863計劃設立碳纖維技術研究專項,自然科學基金也支持開展碳纖維相關基礎研究。2005年國家推行碳纖維制備與應用的“一條龍”管理模式,在航天703所和航空工業601所的牽引下,國產碳纖維制備與應用技術高效快速發展,解決了國防重大裝備用國產碳纖維材料的“有無”問題,初步實現了關鍵材料的自主保障。目前國內已經能夠規模化生產T300級、T700級、T800級碳纖維,具備國產替代能力,并已經研制成功T1000、T1100級高強中模碳纖維和M55J、M60J高強高模碳纖維。

2018年國內碳纖維理論總產能達2.68萬噸/年,但銷量/產能較低,高端應用較少,產業集中趨勢越來越強。中國現有20余家PAN基碳纖維生產企業和6家碳纖維研究單位,據賽奧碳纖維統計,2018年國內碳纖維企業銷量大約是9000噸,銷量/產能比為33.6%,顯著低于全球平均水平(59.8%),去除中國因素,其他國家的銷量/理論產能比為65.3%。

2018年,國內碳纖維產業集中度在加速,8家千噸級碳纖維企業的理論產能已經占到全國的86.9%,未來產業集中度的趨勢會越來越強。光威復材及中簡科技是我國航空航天領域主要的碳纖維供應商,近年航空航天的快速發展帶動了相關型號碳纖維需求快速增長,因此兩家公司盈利狀況較好,且營收及利潤增長較快。以中復神鷹、精功科技為代表的服務于工業應用領域的碳纖維企業,在提質降耗方面持續努力,已經實現扭虧為盈。以吉林化纖集團及中石化上海石化為代表的腈綸基因的原絲廠家,正在構建具備國際競爭力的原絲基地。以恒神為代表的服務于全產業鏈模式的碳纖維企業,正在負重前行,引入戰投后財務負擔大幅下降。

高溫合金:航空發動機新增和替代空間大,壁壘高、呈寡頭競爭格局

高溫合金主要應用于軍工航發領域,技術壁壘很高

高溫合金是能在較高工作溫度下(600°C以上)及一定應力作用下長期工作的一類金屬材料。高溫合金具有優良的綜合性能,包括較高的高溫強度、較好的抗氧化性和抗熱腐蝕性、良好的疲勞性能、良好的塑性和斷裂韌性等。高溫合金在需要材料承受高溫的環境中,如航空航天、核能發電、船舶燃氣輪機等領域有較高的應用價值,其中航空航天領域是高溫合金最重要的消費領域,也是要求最高的消費領域,全球2016年消費占比約55%,主要應用在航空和航天發動機的葉片、燃燒室等部件中。

高溫合金較多被用于航空發動機。航發被稱作“制造業皇冠上的明珠”,研發難度大,其復雜的結構和嚴苛的工作環境對材料要求很高,高溫合金也因此具有很高的技術壁壘。總體來看我國高溫合金產品在向更高的工作溫度和強度等方面進步,但與國外先進水平相比,仍然面臨材料制造工藝和性能、產品成材率、配套設備等方面的差距。

高溫合金市場呈寡頭競爭,游戲參與者寥寥

目前我國高溫合金生產水平較高的企業包括鋼研高納、撫順特鋼、航材院、中科院金屬所等。其中,具有較強的市場地位。公司承繼鋼研院高溫所雄厚的技術實力,逐步發展形成了完整的技術產業鏈,占據了大量高端產品市場。根據公司的公告,公司在航天發動機精鑄件市場、粉末及氧化物彌散(ODS)等新型高溫合金市場均占據較高的市場份額。根據公司公告,公司重點客戶包括沈陽黎明、航空動力、中國航天科工等航空航天發動機公司以及東方電氣、上海電氣、哈爾濱汽輪機廠等燃氣輪機企業。
 

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軍工裝備進入放量期,高溫合金市場前景廣闊

我國戰略空軍發展提速,新型號批產上量有望帶動航空發動機和高溫合金需求。根據華泰軍工組觀點,我國戰略空軍已獲官方確認,空軍建設有望持續提速,這是新形勢下積極防御軍事戰略發展的重要內容。從型譜來看,中國的軍用飛機主流型號已基本與美國一致,但在數量、結構以及個別機型型譜方面差距明顯。根據華泰軍工組觀點,軍機產業鏈正從技術拐點走向財務拐點,新型號將逐漸爬坡上量。伴隨航空軍工裝備在近兩年的發展進步,我軍對新式裝備的列裝需求有望加強。而諸如高溫合金、高端鈦材、高品質復合材料、各類高強度金屬及其合金等材料需求有望出現較快速增長,或對鋼研高納等材料端公司的訂單和業績構成實質性利好。

“兩機專項”等多項政策鼓勵航空發動機和高溫合金發展

航空發動機新增和替代空間大:我國目前已基本具備了研制生產所有種類航空發動機的能力,包括渦扇、渦噴、渦槳、渦軸和活塞式發動機等,國產航空發動機生產基本滿足了國產殲擊機、強擊機、轟炸機、運輸機、教練機和直升機等航空裝備的需求。但我國航發產品與海外發達國家產品相比仍顯落后,發動機最大推力、推重比、壽命等技術指標較當前世界先進水平有較大差距。面對差距,國產航發的持續研發是國家的必然選擇,也將為高溫合金提供充足的市場空間。此外未來幾年我國新機型的逐步列裝以及存量航空發動機的更新、國產替代都將擴大需求。

石英:景氣確立,高端需求崛起疊加國產替代,迎來高成長

石英光學、機械和熱學性能獨特,廣泛用于航空航天、半導體、核能激光等高端工業領域。2015全球石英市場超200億元,我們預計2018-2020年全球石英材料需求分別為255/265/283億元,增速分別是8%、4%、3%,以半導體、光通訊和航空航天等高端需求為主要增長。當前高純石英砂以美國尤尼明、高端石英制品以邁圖、賀利氏、東曹、3M等海外供應為主。受益于半導體產業向大陸轉移,網絡提速、5G等光通訊需求崛起,及國內航空航天和重大工程項目快速發展,石英需求向好疊加國產替代加速,建議關注菲利華、石英股份。

石英性能優異,是電子、航空航天等關鍵原料,制備方法不斷升級。石英物理化學性能穩定,耐高溫、耐腐蝕、透光性和絕緣性好;高性能石英是電子信息、光學光源、光伏能源、航空航天等領域不可或缺的材料,在國家重大工程以及航天航空、電子信息等產業具有關鍵作用。不同應用對材料性能和制備方法要求不同,石英制備方法包括:1)人工合成,材料純度高,羥基含量可控,適用于先進制程半導體支撐件、光纖光棒等;2)天然結晶石英,通過氣熔或者電熔方式制成管棒坨等,耐高溫性能好;高純石英砂量產技術以美國尤尼明和國內石英股份為代表。

半導體、光通訊和航空航天等高端應用催生石英需求。1)半導體石英市場占比最高,對石英的純度要求高,通常需通過東京電子、美國應用材料、LamResearch等認證;國內菲利華已通過多家認證,石英股份正在積極推進。2)光通訊石英主要用于光纖預制棒芯棒和管套及相關輔材,國內石英股份和菲利華已突破管套制備技術。3)石英纖維主要用于航空的透波增強材料、隔熱和耐高溫材料;未來隨著國防預算增加、國家重點工程項目上線,我們預計18-20年需求快速提升。

預計2020全球石英需求283億元,國內企業高端市場份額提升。根據中國建筑與工業玻璃協會,2015全球石英市場超過200億元,其中半導體占45.53%,光伏占23.76%,光通訊占16.20%,光學占9.50%,光源占5.18%。高端石英目前仍以海外供應為主,如Momentive(邁圖)、Heraeus(賀利氏)、Tosoh(東曹)、3M、信越、Qsil(昆希)等。我們根據各下游的需求測算,預計2018-2020年全球石英材料需求分別為265/275/283億元,其中光伏、電光源市場已基本被國內企業壟斷;隨著下游產業轉移以及國產替代進程加速,國內石英企業正逐步切入半導體、光纖、航空航天、電光源等高端應用領域。

需求向好疊加國產替代,看好國內企業高速增長和產品結構優化。考慮到國內石英企業高端產品比例快速提升,正逐步向半導體、光通訊、航空航天等高景氣高增速的應用方向拓展,我們看好國內石英材料在半導體支撐件和光纖預制棒上的國產替代進程。

 

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靶材:全球千億市場,國產替代正當時

WSTS預計2019全球靶材市場超千億元。WSTS數據,2016年全球濺射靶材市場容量達113.6億美元,相比于2015年的94.8億美元增長20%。WSTS預測2017-2019年均復合增長率達13%,由此推算2019年全球高純濺射靶材市場規模折合人民幣約1111億元。中國半導體協會數據2015年國內高純濺射靶材市場的市場需求規模約153.5億人民幣,約占當年全球市場的24.17%。我們預計未來濺射靶材的增長主要隨顯示、半導體等高增速下游需求驅動;且隨著下游應用對器件互聯和導電的功能要求、以及小型化精密化等要求,濺射鍍膜因為其厚度小、可精確控制,單位用量有望逐步提升。

不同應用的靶材品種性能要求各有側重,重視高附加值的原料制備。整體而言,靶材的純度、致密度和成分均勻性、晶粒等對靶材性能都有一定影響,且針對不同的下游影響程度和側重點有所不同。靶材制造產業鏈中主要環節為“金屬提純-靶材制造-濺射鍍膜-終端應用”,各環節附加值的差異也遵從微笑曲線分布。國內濺射靶材的高純金屬原料多數依靠日美進口;國內少數企業已初步具備靶材原料的生產技術,并大體可分為兩類企業:一類是原有金屬生產企業切入高純金屬產品的制備;一類是靶材企業向上游原料制備延伸,提高附加值。

靶材集中度高,17年日美占據國內約80%市場份額,國內企業星火已燃。以霍尼韋爾(美國)、日礦金屬(日本)、東曹(日本)等跨國集團為代表的濺射靶材生產商較早涉足該領域,經過幾十年的技術積淀,憑借其雄厚的技術力量、精細的生產控制和過硬的產品質量居于全球濺射靶材市場的主導地位,根據WSTS估算,17年日美占據國內約80%市場份額。而隨著下游產業向中國轉移,國產靶材已開始實現突破,目前半導體鋁靶、顯示鉬靶實現規模供貨、18-19年銅靶有望突破、18年ITO靶開始小批量供貨。國內少數企業已切入主流客戶供應體系,如江豐在臺積電、格羅方德小批量供貨;有研億金Cu靶已在中芯、華力等批量銷售;隆華、阿石創等切入京東方等顯示巨頭。

國內靶材企業機遇:內生增長和外延并購。1)內生增長:2018-2020國內靶材企業有望啟動規模快速擴張階段,參考國內靶材企業公告的產能建設規劃,我們粗略估算到2018年底的新建產能是17年產能的2-8倍;2018年大部分計劃產能建設完成,2019年開始投產。此外靶材企業計劃通過縱向上游延伸,發展靶材原料;或者橫向豐富靶材品種,適應市場需求,實現靶材企業內生增長。2)外延并購:近年來顯示、半導體等產業加速向國內轉移,部分韓國、臺灣等中小靶材企業產能利用率不足,產業存在整合并購的預期。大陸成本和市場優勢凸顯,我們預計部分非靶材主業公司,像霍尼韋爾、東曹、愛發科等靶材業務在公司整體營收中占比很小,我們預計有退出靶材業務的可能性。



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(責任編輯:wlgc0812)
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