【干貨分享】全球新材料產(chǎn)業(yè)前瞻

魔猴君  行業(yè)資訊   2362天前

新材料是信息、制造、新能源、節(jié)能環(huán)保等各產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，受到了了各國政府的普遍關(guān)注。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前已經(jīng)由超過20個(gè)發(fā)達(dá)國家或新興國家出臺了同新材料產(chǎn)業(yè)相關(guān)的新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，同新材料產(chǎn)業(yè)相關(guān)的各類科研和產(chǎn)業(yè)計(jì)劃已經(jīng)超過100項(xiàng)。

在我國，新材料產(chǎn)業(yè)是七大戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)和“中國制造2025”十大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一，近年來發(fā)展迅速，總產(chǎn)值從2010年的0.65萬億元快速發(fā)展到2016年的2.6萬億元，年復(fù)合增長率超過25%。

新材料產(chǎn)業(yè)涵蓋的產(chǎn)品種類繁多，功能應(yīng)用、市場現(xiàn)狀差異極大。世界不同國家新材料的發(fā)展戰(zhàn)略、優(yōu)勢領(lǐng)域甚至統(tǒng)計(jì)范疇都存在較大差異。據(jù)工信部等四部委聯(lián)合發(fā)布的《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》顯示，我國在“十三五”期間將重點(diǎn)發(fā)展先進(jìn)基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵戰(zhàn)略材料、前沿新材料三大方向。

五大發(fā)展熱點(diǎn)

氣凝膠：爆發(fā)式增長可期

國內(nèi)的氣凝膠產(chǎn)業(yè)基本和國外同步發(fā)展。據(jù)國際咨詢機(jī)構(gòu)AlliedMarketResearch預(yù)測，氣凝膠的國際市場規(guī)模將從2015年的4.02美元迅速增長至2020年的19億美元，復(fù)合增長率可達(dá)36.4%。圣諾節(jié)能統(tǒng)計(jì)稱2014年國內(nèi)氣凝膠市場規(guī)模為1.82億元，國內(nèi)產(chǎn)量和進(jìn)口產(chǎn)品分別為8500立方米和1500立方米；2015年國內(nèi)產(chǎn)能突然爆發(fā)，實(shí)際生產(chǎn)了19600立方米，進(jìn)口了約1000立方米，市場規(guī)模達(dá)到3.30億元。預(yù)計(jì)到2020年，國內(nèi)市場將達(dá)到37.16億元，復(fù)合增長率高達(dá)61.1%。

全球氣凝膠市場規(guī)模預(yù)測數(shù)據(jù)來源：中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)

氣凝膠一直被主要用于新型保溫材料，比傳統(tǒng)絕熱材料具有更加優(yōu)秀的隔熱性能和耐腐蝕、長壽命等優(yōu)點(diǎn)。由于成本較高，以往的主要市場目標(biāo)為航空航天、核電、艦船、軍工等高精尖領(lǐng)域，市場空間有限。Freedonia研究公司報(bào)告稱2015年全球保溫材料市場高達(dá)436億美元，氣凝膠僅占其中的不到1%。目前氣凝膠產(chǎn)業(yè)整體上仍處于早期發(fā)展階段，研發(fā)活躍、產(chǎn)品價(jià)格處于快速降低通道。一旦價(jià)格接近某一臨界點(diǎn)，氣凝膠將會(huì)迅速引起革命性變化，大規(guī)模侵占其他保溫材料的市場空間，形成難以預(yù)料的爆發(fā)增長態(tài)勢。目前某些工業(yè)應(yīng)用場合，采用氣凝膠材料的工程總造價(jià)已經(jīng)逐步接近傳統(tǒng)保溫材料的水平。我國氣凝膠產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展基本處于國際一線水平，兼之我國節(jié)能環(huán)保政策的嚴(yán)格推行，未來五到十年內(nèi)國內(nèi)氣凝膠市場有較大概率達(dá)到臨界點(diǎn)，全面占有我國高達(dá)1200億元規(guī)模的保溫材料市場。

除了保溫應(yīng)用外，氣凝膠在吸附催化、消音隔音、絕緣、防爆、藥物緩釋、體育用品、海水淡化、儲(chǔ)能、科學(xué)研究等領(lǐng)域都擁有廣闊的應(yīng)用前景，同樣值得投資關(guān)注。

3D打印材料（增材制造材料）：值得開始關(guān)注

3D打印為代表的增材制造具有快速成型、節(jié)約材料、通用性好、適于數(shù)字化、易于加工復(fù)雜工件的特點(diǎn)，越來越成為智能制造中的重要環(huán)節(jié)，在近些年也取得了高速發(fā)展。美國3DSystem公司早在2013年就測算未來材料部分將成為3D打印行業(yè)最大的利潤來源。而目前材料的市場規(guī)模占整個(gè)3D打印產(chǎn)業(yè)的37%，也確實(shí)是打印材料、打印設(shè)備和打印服務(wù)三大環(huán)節(jié)中附加值最高的一環(huán)。全球知名企業(yè)發(fā)展咨詢公司Frost&Sullivan發(fā)布報(bào)告預(yù)測到2020年全球3D打印材料及配方市場收入將增至9.204億美元；另一家市場調(diào)研公司ZionResearch則測算全球3D打印材料市場將以15%的復(fù)合增長率快速發(fā)展，并在2020年達(dá)到14億美元水平。據(jù)中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟預(yù)測，2020年中國的3D打印市場規(guī)模將達(dá)到400億左右，按照37%的比例計(jì)算，相應(yīng)的國內(nèi)3D打印材料市場則會(huì)達(dá)到148億元。目前我國3D打印材料嚴(yán)重依賴國外進(jìn)口，但國內(nèi)已經(jīng)有企業(yè)開始涉足這一領(lǐng)域。

目前各類塑料仍然在所有3D打印材料中占據(jù)主導(dǎo)地位。其中，尼龍的市場規(guī)模最大；ABS樹脂技術(shù)成熟、型號豐富，應(yīng)用最為普遍；從玉米淀粉、土豆等生物質(zhì)中提取的聚乳酸（PLA）則因其綠色環(huán)保的優(yōu)勢也逐漸推廣；光敏樹脂獨(dú)特的選擇性固化性能使其具有巨大的市場潛力。此外各種陶瓷、金屬粉末也有少量尖端應(yīng)用。尤其是金屬粉末，雖然銷售數(shù)量較少，但高昂的價(jià)格使其占據(jù)了所有3D打印材料銷售總額的80%。隨著3D打印的應(yīng)用場景不斷擴(kuò)展，還需要探索更多不同性能的3D打印材料，例如聚醚酰亞胺（PEI）、聚芳醚酮（PAEK）、碳纖維增強(qiáng)材料、硅膠、石墨烯等。在我國的《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》中就明確指出要重點(diǎn)研究鈦合金、高溫合金、鋁合金等高品質(zhì)金屬粉末，高分子聚合物，氧化鋁、氧化鋯、碳化硅、氮化鋁、氮化硅等陶瓷粉末、片材，以及細(xì)胞/材料復(fù)合生物“墨水”等生物增材制造材料。這些方向都是我國3D材料產(chǎn)業(yè)的投資機(jī)會(huì)。

石墨烯：亟待產(chǎn)業(yè)升級

石墨烯從誕生之初就被認(rèn)為極有可能帶動(dòng)一場席卷全球的新產(chǎn)業(yè)革命，受到了各主要工業(yè)國家的高度重視。近年來我國各級政府陸續(xù)出臺了多項(xiàng)支持政策，國家領(lǐng)導(dǎo)人也多次在不同場合表示關(guān)注。在此刺激下我國石墨烯產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了一次爆發(fā)式增長，規(guī)模已經(jīng)迅速增長到全球首位。截止到2016年8月，我國從事石墨烯研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用等相關(guān)企業(yè)數(shù)量超過400家，約占全球石墨烯企業(yè)數(shù)量的四分之三；在2015年當(dāng)年我國申請的石墨烯技術(shù)專利就達(dá)到了2200件，占全球相關(guān)專利數(shù)量的三分之一。中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟預(yù)計(jì)至2020年石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈初步成型，全球市場規(guī)模達(dá)到1000億元水平，其中中國占比將達(dá)到50%至80%。

2010年前/后申請的全球石墨烯相關(guān)專利數(shù)量對比 資料來源：英國知識產(chǎn)權(quán)專利局

但中國石墨烯產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的背后，仍然存在極大隱憂。一方面是低端化、同質(zhì)化問題嚴(yán)重。一些生產(chǎn)線號稱有數(shù)百噸的生產(chǎn)能力，但大都是均勻度差的多層、粉體產(chǎn)品，很難找到市場，能夠?qū)崿F(xiàn)盈利的企業(yè)不多。據(jù)統(tǒng)計(jì)目前我國全國石墨烯粉體原料產(chǎn)能已達(dá)7000噸，可實(shí)際產(chǎn)量在100噸左右，投產(chǎn)率僅為1.4%。

另一方面，相對于看似龐大的產(chǎn)能規(guī)模，石墨烯的下游應(yīng)用尚未打開。缺乏帶隙的問題始終無法解決，導(dǎo)致石墨烯尚看不到成為新一代半導(dǎo)體基材的可能；被寄予厚望的柔性觸屏導(dǎo)電膜目前仍不成熟，重慶搶先推出的“石墨烯屏”手機(jī)的顯示性能存在較大缺陷；石墨烯電池的概念雖然市場宣傳火熱，但其中石墨烯主要起改善電極性能的作用，并不能對電池整體性能產(chǎn)生革命性影響，且添加量很低，實(shí)際市場規(guī)模有限。目前國內(nèi)廠商實(shí)際參與的主要應(yīng)用仍然是導(dǎo)電漿液、功能涂料等較為低端的產(chǎn)品。

未來我國的石墨烯產(chǎn)業(yè)究竟會(huì)如預(yù)計(jì)一樣引領(lǐng)全球，還是如同當(dāng)年的光伏產(chǎn)業(yè)一樣曇花一現(xiàn)，其關(guān)鍵在于產(chǎn)業(yè)發(fā)展能否快速由目前的“量變”切換為“質(zhì)變”：在上游開發(fā)CVD等高端生產(chǎn)設(shè)備，防止以往集成電路、精密加工等產(chǎn)業(yè)被卡脖子的窘境；在中游攻關(guān)大尺寸、單晶、單層、高均勻度的石墨烯產(chǎn)品及其儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移技術(shù)；在下游繼續(xù)致力于導(dǎo)電膜、散熱膜等產(chǎn)品的實(shí)用化，并大力開發(fā)在傳感器、復(fù)合材料、智能服裝等領(lǐng)域的新的應(yīng)用。這些也是石墨業(yè)領(lǐng)域未來投資的主要方向。不久前無錫惠山國家高新技術(shù)創(chuàng)業(yè)服務(wù)中心就明確表示招商時(shí)“已經(jīng)不再考慮石墨烯制備企業(yè)”，轉(zhuǎn)而尋求應(yīng)用開發(fā)類項(xiàng)目。

碳纖維：加速進(jìn)口替代

長期以來，世界碳纖維市場被日、美等發(fā)達(dá)國家占據(jù)。2015年全球碳纖維產(chǎn)量為7.4萬噸，其中日本企業(yè)占到了74%。我國的碳纖維產(chǎn)業(yè)也一直處于落后追趕局面。據(jù)中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2015年我國的碳纖維產(chǎn)能已經(jīng)接近2萬噸，但大多為性能和性價(jià)比都不高的低端產(chǎn)品，實(shí)際產(chǎn)量僅有3700噸，不到全國1.6萬噸總需求量的零頭，主要用于自行車、高爾夫球棒和釣魚竿等體育休閑用品。還有超過1萬噸的碳纖維產(chǎn)品，尤其是航天裝備、大飛機(jī)、風(fēng)電葉片等高端需求仍然需要進(jìn)口途徑解決。此外涉及軍工等敏感應(yīng)用領(lǐng)域的高性能產(chǎn)品更是處于被嚴(yán)密封鎖狀態(tài)，2013年就曾有中國商人在美國被控告非法采購高性能碳纖維。

經(jīng)過長期的潛心發(fā)展，近年我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)生了一系列突破進(jìn)展。2016年，中復(fù)神鷹碳纖維有限公司的千噸級T800原絲生產(chǎn)線正式投產(chǎn)，并且采用的是世界先進(jìn)的干噴濕紡技術(shù)。2017年初天順化工也在自產(chǎn)千噸級原絲的基礎(chǔ)上生產(chǎn)出了低成本的T800級碳纖維產(chǎn)品，成本僅為國際價(jià)格的三分之一。經(jīng)測試國產(chǎn)T800碳纖維的性能不輸于日本東麗公司的產(chǎn)品，而且在個(gè)別技術(shù)參數(shù)上具有優(yōu)勢。多個(gè)公司還在布局未來3到5年內(nèi)T1000、T1200級別以及MJ系列高模量碳纖維的研發(fā)生產(chǎn)。這些進(jìn)展表明我國碳纖維產(chǎn)業(yè)已經(jīng)開始逐步接觸中高端產(chǎn)品的市場領(lǐng)域，并且具備了同進(jìn)口產(chǎn)品競爭的能力，具有廣闊的進(jìn)口替代空間。

由于汽車輕量化、航空航天、新能源等領(lǐng)域的拉動(dòng)，多個(gè)機(jī)構(gòu)都對未來碳纖維市場的發(fā)展給出了樂觀判斷。廣州賽奧碳纖維技術(shù)有限公司根據(jù)海關(guān)和市場數(shù)據(jù)預(yù)測至2020年，全球碳纖維市場需求將達(dá)到13.1萬噸，國內(nèi)需求將達(dá)到近3萬噸；前瞻產(chǎn)業(yè)研究院則估計(jì)屆時(shí)全球需求達(dá)到9萬噸，國內(nèi)需求達(dá)到2.5萬噸。廣闊的市場空間同我國碳纖維產(chǎn)業(yè)的崛起勢頭相結(jié)合，未來我國碳纖維市場將持續(xù)成為投資熱點(diǎn)。

鋰電池材料：競爭激烈

在鋰電池中的成本中，四大核心材料的占比接近40%：正極材料18%，負(fù)極材料7%，電解液10%，隔膜4%。鋰電池最主要的下游應(yīng)用領(lǐng)域包括消費(fèi)電子、新能源汽車和儲(chǔ)能。其中，消費(fèi)電子市場已趨近飽和，自2011年后增速逐漸放緩。鋰電池主要的市場增長動(dòng)力已經(jīng)逐漸過渡到新能源汽車和儲(chǔ)能兩個(gè)領(lǐng)域。2016年，全國電池企業(yè)鋰離子產(chǎn)品主營業(yè)務(wù)收入2824億元，同比增長33.3%，實(shí)現(xiàn)利潤總額235.6億元，同比增長73.5%。中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心通過計(jì)算新能源汽車增長數(shù)量預(yù)測2020年我國新能源汽車用鋰電池市場規(guī)模有望達(dá)到66GWh，占鋰電池整體市場的50%。屆時(shí)我國鋰電池材料的市場規(guī)模也可以相應(yīng)達(dá)到132GW水平，大致對應(yīng)21.1萬噸正極材料、14.5萬噸負(fù)極材料、13.2億平方米隔膜以及11.9萬噸電解液，均近2倍于2015年的產(chǎn)量。而按照臺灣產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院的統(tǒng)計(jì)，2015年全球正極材料產(chǎn)量達(dá)到17.4萬噸，按照27%的復(fù)合增長率計(jì)算到2020年世界正極材料產(chǎn)量將達(dá)到57.5萬噸。

全球及中國正極材料產(chǎn)能預(yù)測 資料來源：日本產(chǎn)業(yè)研究所

目前正極材料中三元材料的市場需求尚未滿足，而鐵基材料接近飽和。目前大量廠商已經(jīng)看到這一趨勢，開始提前布局相關(guān)產(chǎn)業(yè)。我國共有200多家正極材料生產(chǎn)企業(yè)，但廠家產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重，集中于中低端市場。高端市場則被日韓等國的企業(yè)控制。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近一年內(nèi)我國新規(guī)劃了19個(gè)三元鋰電池電極材料項(xiàng)目，其中公布了產(chǎn)能數(shù)據(jù)的16個(gè)項(xiàng)目的總產(chǎn)能就達(dá)到60萬噸，已經(jīng)超過了2020年全球正極材料的預(yù)期需求。

負(fù)極材料的技術(shù)較為穩(wěn)定，仍以石墨類為主，鈦酸鋰、金屬合金、硅碳合金等新型負(fù)極材料短期內(nèi)仍不夠成熟。2015年全球鋰電池負(fù)極材料市場份額前六名的企業(yè)依次是貝特瑞、日立化成、杉杉股份、三菱化學(xué)、日本碳素和日本JFE，六家企業(yè)之和約為全部市場70%。中日企業(yè)大致相當(dāng)。

鋰電池隔膜的產(chǎn)能主要集中于日本旭化成、東麗-BSF、韓國SKI以及美國的Celgard四家公司，其市場份額之和超過60%。由于技術(shù)難度和市場壁壘原因，我國企業(yè)尚未形成規(guī)模企業(yè)，仍有進(jìn)口替代空間。

2015年，全球電解液整體產(chǎn)量為11.1萬噸，同比增長34.3%。其中，中國電解液產(chǎn)量為6.9萬噸，同比增長52.7%。我國電解液產(chǎn)能增長速度明顯高于全球。多氟多、天津金牛等國內(nèi)企業(yè)的市場占有率穩(wěn)步提升。

中國軍團(tuán)正迅速成長

長期以來，我國材料產(chǎn)業(yè)一直給人以低端、落后的整體印象，“低價(jià)賣資源、高價(jià)買產(chǎn)品”的現(xiàn)象在很多材料領(lǐng)域都有發(fā)生。這在很大程度上是由于以往的研發(fā)積累不足、產(chǎn)業(yè)發(fā)展不充分導(dǎo)致的，因此在一些傳統(tǒng)、既有的材料產(chǎn)業(yè)更加明顯。而新近出現(xiàn)的一些新材料則回避了“補(bǔ)課”的難題，中國材料產(chǎn)業(yè)在這些新領(lǐng)域能夠甩掉先天不足的包袱，同國外競爭者站在同一起跑線上開展競爭，并且迎來了彎道超車的機(jī)遇。石墨烯、氣凝膠等材料在中國的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國外同步開展。尤其是我國的石墨烯產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在專利、產(chǎn)量、企業(yè)數(shù)量等多個(gè)方面已經(jīng)居于世界領(lǐng)先位置，

此外，在以碳纖維為代表的一些長期重點(diǎn)攻關(guān)的新材料領(lǐng)域，我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)也在近些年取得了重要突破，整體產(chǎn)業(yè)由低端逐步向高端升級的趨勢明顯，原有的國外廠商占據(jù)壟斷地位的市場格局有面臨重新洗牌的可能。

美好前景隱藏風(fēng)險(xiǎn)

同其他直接面向產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)不同，材料產(chǎn)業(yè)自身的發(fā)展極度依賴下游的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用進(jìn)展。對各種新材料未來市場發(fā)展趨勢的預(yù)期都是基于對其可能的應(yīng)用場景的判斷。因此材料的應(yīng)用研發(fā)滯后、下游應(yīng)用開發(fā)滯后，甚至新型替代材料的出現(xiàn)都會(huì)帶來巨大的不確定性，并導(dǎo)致目前的預(yù)測難以實(shí)現(xiàn)。事實(shí)上，目前石墨烯在集成電路、柔性顯示等重大應(yīng)用上還未解決關(guān)鍵性問題；氣凝膠要在實(shí)際產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室理論性能、并進(jìn)一步降低成本也仍需大量研發(fā)工作。未來的廣闊市場能否如約而至仍然有待事實(shí)的檢驗(yàn)。

在另一方面，國內(nèi)各地“一窩蜂”式的缺乏統(tǒng)籌考慮的擴(kuò)張產(chǎn)能也會(huì)為新材料產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展帶來隱患。尤其是在市場應(yīng)用尚不明朗的情況下重復(fù)建設(shè)低端產(chǎn)能更無益于豪賭。有光伏產(chǎn)業(yè)的前車之鑒，對新材料產(chǎn)業(yè)的投資應(yīng)當(dāng)更加關(guān)注產(chǎn)品品質(zhì)的提升、下游應(yīng)用的開發(fā)和上游關(guān)鍵設(shè)備的研制，而非對某個(gè)熱門材料本身的概念炒作。