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1、產業升級新機遇,國產替代正當時新材料產業發展趨勢及展望證券分析師:宋濤 A02305160700012023.9主要內容主要內容1.新材料戰略價值凸顯,自主可控加速國產化替代進程2.技術路線已成熟,國產替代正當時3.產業升級新機遇,新興成長快發展31.1 1.1 新材料支撐技術革命,戰略價值凸顯新材料支撐技術革命,戰略價值凸顯n新材料是高新技術的基礎和先導,是傳統石化和化工產業轉型升級的重要方向是支撐國家戰略性新興產業的重要基礎,已成為國際戰略競爭的焦點。新材料主要有傳統材料革新和新型材料的推出構成,是具有更優異的性能或某種特殊功能的新型材料。新材料上承石油煉化,包括乙烯、丙烯、對二甲苯、己內
2、酰胺等各類原料和中間體煉化生產,下接多元化高附加值應用領域,集中應用于石油工業、食品飼料、作物農藥等傳統領域與航空航天、電子電氣、機械工業、醫藥醫療等高附加值領域。正所謂,一代材料,一代裝備,新材料產業是戰略性新興產業的基礎?;ば虏牧袭a業“十四五”發展指南規劃在“十四五”期間,我國化工新材料產業主營業務收入、固定資產投資保持較快增長,力爭到2025年產業實現高端化和差異化,發展方式明顯轉變,經濟運行質量顯著提升。其中,重點發展、提升的八大系列化工新材料種類有:高端聚烯烴塑料、工程塑料及特種工程塑料、聚氨酯材料、氟硅材料、特種橡膠及彈性體、高性能纖維及復合材料、功能性膜材料和電子化學品。圖:新
3、材料主要分類資料來源:新材料在線,申萬宏源研究圖:產業發展與關鍵新材料41.2 1.2 全球:產業加速擴容,國際龍頭優勢顯著全球:產業加速擴容,國際龍頭優勢顯著n化工新材料產業快速升級,市場規模有望持續擴大。根據中國石油和化學工業聯合會,2021年全球化工新材料產量約1億噸,市場規模達3950億美元,2019-2021年產量、市場規模CAGR分別為8.5%、3.3%。未來隨著全球制造業持續向價值鏈中高端邁進,對化工新材料創新和需求將不斷增加,據中國石油和化學工業聯合會預計,預計2025全球化工新材料市場規模將達到4800億美元,CAGR達4.7%,其中高端聚烯烴、特種工程塑料、電子化學品、碳纖
4、維等領域需求增長有望延續。資料來源:中國石油和化學工業聯合會,申萬宏源研究圖:2021年全球化工新材料行業部分品類產能/產量51.2 1.2 全球:產業加速擴容,國際龍頭優勢顯著全球:產業加速擴容,國際龍頭優勢顯著n美日歐高端材料技術領先,中國位列行業第二梯隊。從化工新材料產業水平看,第一梯隊是美國、日本、歐洲等,在核心技術、研發能力、市場占有率等方面占據絕對優勢。第二梯隊是韓國、俄羅斯、中國等,新材料產業正處在快速發展時期,第三梯隊是巴西、印度等國家。n國際龍頭技術、成本等優勢顯著,市場開拓能力強。美日歐化工新材料產業整體發展水平高,其中陶氏化學、??松梨?、三菱化學、巴斯夫等國際新材料龍頭
5、企業具有多重優勢:1)原料成本低:陶氏化學、??松梨诔浞职l揮北美地區乙烷原料資源優勢,降低乙烯等基礎化工原料和下游新材料的生產成本;2)技術領先:國際巨頭在優勢領域持續強化研發創新,形成具有國際競爭力的代表性技術,在全球保持領先地位,例如陶氏化學通過搭建聚烯烴網絡、聚氨酯舒適科技實驗室以鏈接包裝價值鏈;3)產品品牌化:國際巨頭普遍重視開發性能、用途各異的新材料,形成豐富的差異化產品組合,打造產品品牌。資料來源:申萬宏源研究圖:全球化工新材料行業競爭梯隊61.3 1.3 中國:產業大勢帶動行業需求,自主可控促進國中國:產業大勢帶動行業需求,自主可控促進國產替代,新材料企業發展加速產替代,新材料
6、企業發展加速n國內化工新材料需求快速增長,市場持續擴容?;ば虏牧鲜俏覈瘜W工業體系中市場需求增長最快的領域之一,產業規模持續擴大,產業體系不斷健全。2021年,我國化工新材料產能4166萬噸/年,產量2964.7萬噸,較2015年提高了76%;實現銷售收入9616億元,是2015年的3.7倍。2015-2021年,化工新材料產量、銷售收入CAGR分別為10%、24.4%。n國內新材料技術不斷突破,對標國際先進水平持續提升競爭力?!笆濉币詠?,我國先后攻克了茂金屬聚丙烯、110千瓦高壓絕緣電纜專用料、光伏級乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、光伏用有機硅膠、光學級聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、溶
7、液集合法聚苯醚、聚砜、醫用氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)等產品的技術瓶頸,并建成示范裝置,填補了國內空白。而在特種分離膜材料、新一代顯示及大規模集成電路配套電子化學品等方面,我國總體競爭力不及美日歐,產品質量與裝置穩定性仍需進一步加強,尤其在高端產品方面自給率有待提升。資料來源:中國石油和化學工業聯合會,申萬宏源研究圖:2019-2021年中國化工新材料供需情況圖:2019-2021中國化工新材料產值及消費規模71.3 1.3 中國:產業大勢帶動行業需求,自主可控促進國中國:產業大勢帶動行業需求,自主可控促進國產替代,新材料企業發展加速產替代,新材料企業發展加速n新材料是我國從制造大
8、國向制造強國轉型升級的基石,產業升級、國產化替代均成為我國新材料企業加速發展的契機。產業大勢帶動行業需求:半導體、顯示面板等行業產能持續向大陸轉移,新能源、5G、AI、生物制造、生物醫藥等行業蓬勃發展,帶動相關材料需求確定性增長。自主可控促進國產替代:全球貿易不確定性增強,自主可控趨勢加速上游國產化配套需求,國內材料企業迎來新機遇,發展持續加速。政策扶持助力行業發展:近年來新材料得到國家政策的重點扶持,從國務院到發改委和工信部等各大部委發布了一系列政策,支持新材料行業的發展。圖:新材料部分細分領域梳理資料來源:申萬宏源研究主要內容主要內容1.新材料戰略價值凸顯,自主可控加速國產化替代進程2.技
9、術路線已成熟,國產替代正當時3.產業升級新機遇,新興成長快發展92.1 2.1 半導體材料:精細化工皇冠上的明珠半導體材料:精細化工皇冠上的明珠n半導體材料處于整個半導體產業鏈的上游環節,對半導體產業發展起著重要支撐作用,特點為:品種多、質量要求高、用量小、產品更新換代快、資金投入量大、產品附加值較高等。n根據SEMI最新報告,2022年全球半導體材料銷售額達727億美元,同比增長8.9%,其中晶圓制造材料銷售額為447億美元,同比增長10.5%,封裝材料銷售額為280億美元,同比增長6.3%。根據中商產業研究院數據,硅片、電子氣體、光掩模的市場規模分列前三,分別占據32.9%、14.1%、1
10、2.6%的份額。圖:半導體制造流程圖資料來源:中商產業研究院,國際半導體產業協會SEMI,申萬宏源研究表:2022年全球半導體材料市場銷售額情況(百萬美元)圖:晶圓制造材料市場份額占比(2021年)102.1 2.1 產能轉移大勢所趨,國產化替代持續加速產能轉移大勢所趨,國產化替代持續加速n半導體產業持續向我國轉移,我國半導體材料行業增長迅速。根據世界半導體貿易統計協會(WSTS)2023年3月發布的數據,2022年全球半導體市場規模為5741億美元,同比增長 3.27%,再創歷史新高。中國大陸仍然是全球最大的半導體單一市場,2022年總銷售金額達到1803億美元。n半導體供應鏈全球化走向本土
11、化,自主可控、供應鏈安全考量加速國產化替代。5月23日,日本經產省公布外匯法法令修正案,將先進芯片制造設備等23個品類追加列入出口管理的管制對象,涉及清洗、成膜、熱處理、曝光、蝕刻、檢查等,包括EUV相關產品的制造設備和三維堆疊存儲元件的蝕刻設備等,該法案將在7月23日實行。6月30日,荷蘭宣布將部分光刻機等半導體相關產品納入出口管制。光刻機巨頭ASML第一時間在官網發表聲明稱,該公司未來出口其先進的浸潤式DUV光刻系統時,將需要向荷蘭政府申請出口許可證。圖:電子化學品板塊走勢資料來源:Wind,申萬宏源研究112.1 2.1 新興新興AIAI拉動高性能存儲芯片需求,華為突破提振拉動高性能存儲
12、芯片需求,華為突破提振自主可控信心自主可控信心n新興AI產品算力需求暴漲,HBM新型存儲需求激增。2022年11月底,初創公司OpenAI發布了名為ChatGPT的對話式聊天機器人模型,一經推出便在網絡上迅速走紅。2023年3月,OpenAI正式推出大型多模態模型GPT-4,引領AI大模型突破。海量數據催生龐大的算力需求,高性能存儲芯片HBM銷售量迎來快速增長。HBM具有基于TSV(硅通孔)和芯片堆疊技術的堆疊DRAM架構,將內存芯片堆疊到一個矩陣里,再將其堆棧置于CPU或GPU的旁邊,通過uBump和Interposer實現超快速連接。HBM的優勢在于:1)更高速,更高帶寬;2)更高位寬;3
13、)更低功耗;4)更小外形。n華為持續推進技術創新,構建自主可控產業鏈,提振國內半導體產業信心。8月29日,華為官宣上線新一代機型Mate 60 Pro,是全球首款支持衛星通話的大眾智能手機,且采用自研麒麟9000s芯片,Meta 60 Pro的推出大超市場預期,銷售火爆。同時9月8日,華為開啟Mate 60 Pro+和Mate X5折疊機預售,持續引起市場關注。據Techinsights等機構對Meta 60 Pro的拆解,國內在沒有EUV光刻機的情況下實現了7nm工藝的突破。Mate 60 Pro/Pro+/X5新機的推出不僅帶動了產業鏈企業的需求的增長,極大提振了國內半導體產業的信心,自主
14、可控未來可期。圖:HBM芯片架構資料來源:超微半導體AMD,華為商城,申萬宏源研究Mate 60 ProMate 60 Pro+Mate 60 Pro+圖:華為新機型陸續上市122.2 2.2 大尺寸化驅動液晶面板出貨面積增長大尺寸化驅動液晶面板出貨面積增長資料來源:Sigmaintell 群智咨詢,激智科技,申萬宏源研究 圖:LCD液晶模組的構造示意圖全球LCD TV面板平均尺寸(英寸)n海外面板產能紛紛向國內轉移,國內廠商市場份額持續提升。全球顯示面板產能不斷向中國轉移,國內LCD全球產能占比從2005年的3%上升至2020年的50%以上。根據洛圖科技(RUNTO)發布的全球液晶TV面板市
15、場月度追蹤,2022年京東方以超過6200萬片銷量遙遙領先,市場份額達到歷史最高值24.7%,此外華星光電、惠科分別以約4500萬片和約4200萬片的出貨量分別排名第二和第三,市占率分別為18.0%和16.7%。作為面板的關鍵材料,反射膜、增量膜、擴散膜、偏光片、OCA膠膜等光學膜也迎來發展機會,尤其在高端產品領域,有著較廣闊的國產化替代空間。n大屏化趨勢帶來新的需求增長。TFL-LCD雖面臨OLED等威脅,但在大尺寸面板方面仍是主流技術。液晶電視是液晶面板的第一大應用領域,Sigmaintell數據顯示,2022年LCD TV面板的平均尺寸增長至50.4英寸,隨著大屏化趨勢持續發展,帶來新的
16、需求增長。中國大陸液晶面板產能占比持續提升圖:取向膜引導液晶分子排列132.2 2.2 產業持續向我國轉移,產業持續向我國轉移,OLEDOLED材料國產化加速推材料國產化加速推進進n面板產業持續向我國轉移,OLED發光材料國產化替代加速推進。我國LCD產能全球占比超過一半并持續增長,2023年OLED面板產能全球占比也有望提高至40%。根據UBI Research數據2021年全球OLED發光材料市場規模約15.2億美元,同比增長17%。受制于專利,OLED終端材料基本被國外壟斷,國內主要集中在中間體及粗單體階段,為國外企業代工。材料環節來看偏上游毛利率在2030%,終端材料毛利率在4070%
17、,盈利能力差距明顯。近年來國內企業終端專利材料進步明顯,終端材料有望陸續實現國產化替代。資料來源:新材料在線,UBI研究 UBI Research,申萬宏源研究圖:OLED發光材料主要被外資企業所把控(2019年)圖:LCD和OLED結構對比圖:OLED器件和材料結構圖:國內OLED產能快速提升142.2 2.2 柔性柔性OLEDOLED成為主流,折疊技術帶來變革,成為主流,折疊技術帶來變革,PIPI材料需求高速增長材料需求高速增長資料來源:勢銀智庫,科納仕咨詢Canalys,申萬宏源研究圖:OLED顯示發展路徑n柔性OLED技術不斷突破,PI漿料以及透明PI(CPI)薄膜需求提升。聚酰亞胺是
18、目前世界上性能最好的超級工程高分子材料之一,其性能居于高分子材料金字塔的頂端,已廣泛應用在航空、航天、微電子、納米、顯示、分離膜、激光等領域。隨著OLED取代 LCD成為顯示行業趨勢,顯示面板正沿著曲面可折疊可卷曲的方向前進。為了實現柔性可折疊,現有顯示屏中的剛性材料要逐步替代為柔性材料。與普通高分子薄膜相比,PI材料以其優良的耐高溫特性、力學性能及耐化學穩定性,是目前柔性OLED手機中最佳的應用方案,在柔性OLED中得到了大量的應用,其中YPI在柔性OLED里主要應用于基板材料和輔材,CPI(透明PI)主要應用蓋板材料和觸控材料。表:剛性/柔性OLED材料變化圖:聚酰亞胺產業鏈圖:PI薄膜實
19、現OLED屏幕的曲面與可折疊功能152.3 2.3 催化材料:需求旺盛,逐步實現國產化替代催化材料:需求旺盛,逐步實現國產化替代n催化劑是生產工藝的核心技術,被稱為化學工業的“芯片”,其技術含量、產品附加值均比較高,是決定生產裝置技術水平和經濟效益的重要部分。據統計,約有90%以上的工業過程涉及催化劑的使用,包括化工、石化、生化、環保等多個領域。大部分催化劑由三類組分構成,分別是承擔主要催化作用的活性組分、承載活性組分的載體以及提高催化性能的助催化劑。n目前國內催化劑行業與國外水平仍存在較大差距,行業長期處于貿易逆差狀態,未來國產替代趨勢較強。根據中國海關總署公布的數據顯示,國內2020年催化
20、劑行業進出口總額達22.9億美元,同比增加35%,其中貿易逆差達12.2億美元,同比增加34%,成為國際上較大的化工催化劑買方市場。資料來源:中觸媒招股說明書,固體催化劑制備原理與技術,申萬宏源研究圖:催化劑發展歷程圖:主要催化劑種類圖:國內催化劑行業長期處于貿易逆差162.3 2.3 催化材料:需求旺盛,逐步實現國產化替代催化材料:需求旺盛,逐步實現國產化替代n貴金屬催化劑材料活性組分主要為鉑族金屬(鉑、鈀、釕、銠、銥等),貴金屬催化材料亦是鉑族金屬最主要的應用領域,它們的d電子軌道都未填滿,表面易吸附反應物,且強度適中,利于形成中間活性化合物,具有較高的催化活性,同時還具有耐高溫、抗氧化、
21、耐腐蝕等綜合優良特性,成為最重要的催化劑材料之一。貴金屬催化劑下游應用廣泛,行業覆蓋精細化工(醫藥、液晶材料、農藥、食品和飼料添加劑、特種化學品等)、基礎化工、環保領域、新能源等。n按照催化劑與反應物相態情況,可分為均相催化劑和多相催化劑。其中均相催化劑一般是指有機貴金屬配合物組成的晶體粉末或溶液,與反應物處于同一相態(通常為液態),并在化學反應中溶于反應介質;多相催化劑一般是指貴金屬以納米粒子形態負載在活性炭、氧化鋁等載體所形成的催化劑,催化劑與反應物處于不同相態。資料來源:陜西瑞科招股說明書,申萬宏源研究圖:貴金屬產業鏈示意圖圖:主要多相催化劑產品圖:主要多相催化劑產品172.3 2.3
22、催化材料:需求旺盛,逐步實現國產化替代催化材料:需求旺盛,逐步實現國產化替代n分子篩催化劑又稱沸石催化劑,是以分子篩為催化劑活性組分或主要活性組分之一的催化劑。特種分子篩以特定晶型為基礎,通過載體支撐微觀分子級別的孔道結構,并對活性組分和助催化劑進行選擇性擔載。不同晶型的分子篩載體對不同活性組分及助催化劑有擔載選擇性,根據不同分子篩的特性,能夠進一步加工生產成為不同用途的催化劑;即使同一種晶型的分子篩,也能夠進行不同改性處理適用于不同的催化反應過程。分子篩催化劑作為固體催化劑,易于回收處理,且無毒無味、無腐蝕性,是環境友好型的新型催化材料。n分子篩催化劑的擇形催化主要分為三類:1)反應物的選擇
23、性,只允許一些特定的反應物分子進入分子篩的孔道;2)過渡態的選擇性,在孔道結構中只形成一些合適尺寸的中間過渡態物質;3)產物的選擇性,使得在眾多反應產物中只有符合分子篩孔道形狀的產物才可以通過此孔道體系。n除催化作用外,由于分子篩具有比表面積大、穩定性高等優勢,可以滿足吸附分離技術中高效、節能和環保的需求。資料來源:中觸媒招股意向書,Zeolite chemistry and catalysis,申萬宏源研究圖:典型分子篩結構及骨架單元圖:擇形催化作用三種類型示意圖182.4 2.4 高性能纖維材料高性能纖維材料芳綸、碳纖維、芳綸、碳纖維、UHMWPEUHMWPE纖維纖維n芳綸:軍工領域國產化
24、替代疊加芳綸涂覆隔膜發展帶動需求增長。1)受益于軍工領域的國產替代以及光纜需求的增長,對位芳綸需求增長,國內自給率提升;2)受益于個體防護裝備配備國家標準的出臺,國內間位芳綸高端需求快速提升;3)鋰電芳綸涂覆隔膜的突破打開芳綸新的成長空間。n碳纖維:國內市場規??焖偬嵘?,國產替代進程加速。我國國內碳纖維需求增長迅猛,市場規模全球占比不斷提升。2022年全球碳纖維需求量為13.5萬噸,同比增長14.4%,其中我國碳纖維總需求量為7.44萬噸,同比增長19.3%,繼續維持高增速,其中進口量為2.94萬噸,占總需求的39.5%,國產量為4.5萬噸,占總需求的60.5%,占比持續提升。nUHMWPE纖
25、維:性能具備顯著優勢,下游需求持續提升。高強高模聚乙烯纖維下游應用領域主要集中在防彈衣和武器裝備、防切割手套和纜繩材料。根據前瞻產業研究院預測,2025年需求量有望達10.38萬噸,20202025年CAGR維持16.2%的復合增速。資料來源:超高分子量聚乙烯纖維性能及生產現狀,申萬宏源研究表:幾種高性能纖維的主要性能指標192.5 2.5 特種高分子材料:行業發展潛力巨大,國內企業持續特種高分子材料:行業發展潛力巨大,國內企業持續突圍突圍n聚酰亞胺:金字塔頂端的材料,下游應用領域不斷拓展,中國產業化起步晚。聚酰亞胺是指主鏈中含有酰亞胺環的一類聚合物的總稱,主要分為熱塑性聚酰亞胺、熱固性聚酰亞
26、胺、改性聚酰亞胺等三大類。PI結構可設計性強,能做成薄膜,樹脂,纖維等,是目前世界上性能最好的超級工程高分子材料之一,其性能居于高分子材料金字塔的頂端。圖:高分子材料金字塔圖:聚酰亞胺在各個領域的應用圖:均苯/聯苯型PI的合成反應n聚砜:超強耐熱性特種工程塑料,膜的應用日益受到市場關注,國內高端產品仍需進口。聚砜是分子主鏈上含有砜基和芳核的特種工程塑料,有普通雙酚A型聚砜(即通常所說的PSU)、聚苯砜(PPSU或PASF)和聚醚砜(PES)三種。目前聚砜主要用于電子電氣、航天、醫療、衛生領域,其中膜的應用日益受到市場關注。圖:聚砜的應用領域資料來源:申萬宏源研究202.5 2.5 特種高分子材
27、料:行業發展潛力巨大,國內企業持續特種高分子材料:行業發展潛力巨大,國內企業持續突圍突圍n聚苯硫醚:全球第一大特種工程塑料,下游應用領域廣泛,國內大規模裝置陸續投建。聚苯硫醚的分子主鏈由苯環和硫原子交替排列,鏈規整性很強。PPS是繼聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、熱塑性聚酯(PU)、聚苯醚(PPO)之后的第六大工程塑料,也是八大宇航材料之一。圖:PPS主要產品分類圖:PPS下游應用領域n聚苯醚:五大工程塑料之一,5G、AI等發展推升電子級PPO市場需求,國內對外依存度高。聚苯醚主鏈上含有苯環和醚鍵,是世界五大通用工程塑料之一。PPO進行改性后,被賦予了更多新的性能,可運用到
28、越來越廣泛的領域。圖:改性PPO的分類及用途資料來源:申萬宏源研究212.6 2.6 高頻高速樹脂:高頻高速樹脂:5G5G、AIAI及新能源產業快速發展,及新能源產業快速發展,高性能樹脂增量空間充裕高性能樹脂增量空間充裕n移動通信技術不斷更新迭代,AI推動高性能服務器需求,PCB行業對覆銅板介電性要求不斷提高,高頻高速板成為目前主要發展趨勢。環氧樹脂的分子構型和固化后含較多極性基團,對覆銅板的介電性能和信號損耗具有不良影響,所以以環氧樹脂為原材料的覆銅板慢慢無法滿足高頻高速應用需求。馬來酰亞胺樹脂、官能化聚苯醚樹脂等新型電子樹脂憑借著規整分子構型和固化后較少極性基團產生的優勢,逐漸形成具備優異
29、介電性能和PCB加工可靠性的材料體系。高頻覆銅板工作頻率通常處于5GHz以上,需要具備超低損耗特性,高速覆銅板則需要具備高信號傳輸、高特性阻抗精度、低傳送信號分散性、低損耗等性能指標,因此低介電常、低介電損耗因是實現高頻高速的關鍵。資料來源:中國電子樹脂行業發展趨勢分析與未來前景預測報告(2023-2030年),International Data Corporation 國際數據公司,工信部申萬宏源研究圖:覆銅板技術應用水平及電子樹脂配方體系圖:中國5G基站累計數量(萬個)圖:全球AI服務器市場規模預測趨圖:我國剛性覆銅板產值及全球占比情況主要內容主要內容1.新材料戰略價值凸顯,自主可控加速
30、國產化替代進程2.技術路線已成熟,國產替代正當時3.產業升級新機遇,新興成長快發展233.1 3.1 生物制造產業順應時代生物制造產業順應時代“綠色、低碳、可持續綠色、低碳、可持續”的發展要求的發展要求n從認識生命到創造生命,合成生物學打開了生命科學的想象空間。21世紀初融合了生物學、工程學、物理學、化學、計算機等學科的合成生物學應運而生,其本質是利用工程化設計理念,從基因層面對生物體進行有目標的設計、改造乃至重新合成,通過構建基于人工基因線路的定制化細胞,實現目標化合物、藥物或功能材料的大規模生產及應用。工程化的核心是構建,“設計-合成-檢測-學習“的循環和改進組成了生物制造的流程。合成生物
31、學推動傳統科學從認識生命走向創造生命,是生命科學由解讀生命到編寫生命的跨越。n生物技術不斷從醫藥、農業、食品向工業領域轉移,生物制造逐成為生物經濟的重要組成部分。主要表現形式為:1)生物基化工:高溫、高壓、高污染的化學工業過程,也正不斷向條件溫和、清潔環保的生物加工過程轉移。2)生物基材料:汽油、柴油、塑料、橡膠、纖維及許多大宗傳統石油化工產品,正不斷被來自可再生原料的工業生物制造產品替代。資料來源:合成生物學:開啟生命科學“會聚”研究新時代,申萬宏源研究圖:合成生物學研究代表性進展243.1.1 3.1.1 生物基化工:有望優化現有高難度化工工藝生物基化工:有望優化現有高難度化工工藝n生物基
32、化工生產工藝主要分為生物催化劑的篩選改造和生物發酵生產兩個階段。生物催化劑的篩選和改造:生物催化劑是生物反應過程中起催化作用的游離細胞、游離酶、固定化細胞或固定化酶的總稱,尋找產生特種酶的細胞是關鍵。目前主要的菌種是從自然界獲取,再進行一定程度的基因改造。發酵生產:生物制造產業的發酵生產裝置主要包括發酵罐和催化反應器,其中發酵罐主要進行細胞的培育繁殖,生產需要生物體參與催化反應的產品;催化反應器則是連接原料、目標酶和產物的渠道,這類反應不需要生物體參與催化反應。資料來源:生物催化工藝學,華恒生物招股書,Trends in Biotechnology,申萬宏源研究圖:生物制造主要工藝路徑圖:酶的
33、人工智能設計示意圖圖:利用細胞工廠合成化工產品表26:生物法制造不同工藝的對比253.1.2 3.1.2 生物基材料:有望充分利用生物可再生能源生物基材料:有望充分利用生物可再生能源n生物基材料,是利用谷物、豆科、秸稈、竹木粉等可再生生物質為原料通過生物體作為高效細胞微工廠制造的新型材料和化學品,主要包括生物基化工原料、生物基塑料、生物基纖維、生物基橡膠等。因其原料為可再生生物質而非化石原料,能夠降低生產企業對油氣資源的依賴性,同時生產過程中也降低了碳排放,有利于社會的可持續發展。部分生物基材料具有可降解的特性,能夠降低廢棄物對環境的污染。理論上大多數現有的物質、材料都可以被生物合成。圖:全球
34、生物燃料產量(以千桶/天油當量計)圖:生物基材料品種及下游應用資料來源:凱賽生物招股書,合成生物能源的發展狀況與趨勢,Wind,申萬宏源研究圖:生物制造產業有望有效緩解能源危機263.2 3.2 生物醫藥材料:生物藥行業蓬勃發展,上游產業鏈迎生物醫藥材料:生物藥行業蓬勃發展,上游產業鏈迎發展機遇發展機遇n生物藥性能優越,市場規模持續擴張,國內增速遠超全球。在各類藥品中,生物藥的藥理活性高、毒副作用小、營養價值高,隨著提取分離技術的成熟,生物藥已成為制藥行業近年發展最快的子行業之一。根據沙利文的統計,2020年全球生物藥的市場規模達到2979億美元,預計到2025年將突破5000億美元;2020
35、年國內生物藥的市場規模達到3457億元,預計2025年將突破8000億元,增速超過全球水平。n色譜分離/層析是生物藥制備關鍵步驟,層析介質則是層析技術的核心材料。色譜層析技術是單克隆抗體、融合蛋白、疫苗等生物大分子藥品的核心生產環節和主要成本所在,層析介質(色譜填料)是用于色譜層析分離純化過程的核心材料,占生物藥原材料成本的21%。層析的原理是利用混合組分中物質的物理、化學性質差異,與色譜填料作用力不同,使得各組分物質在層析柱的遷移速度有差異,從而實現各組分的分離。n層析介質技術壁壘高,海外企業占據主導地位,國產化替代空間大。資料來源:市場研究Research and Markets,前瞻產業
36、研究院,申萬宏源研究圖:全球色譜介質市場規模(億美元)圖:中國色譜介質市場規模(億元)圖:生物藥分離純化流程示意圖圖:2018年全球色譜填料行業市場占有率273.3 3.3 新能源材料:國內新能源汽車和儲能需求快速增長新能源材料:國內新能源汽車和儲能需求快速增長n國內新能源汽車替代傳統燃油車趨勢迅猛向上。2022年國內新能源汽車產量為705.8萬輛,同比增長99.1%,銷量達688.7萬輛,同比增長95.6%。動力電池裝機方面,2022年累計裝機量達294.6Gwh,同比增91%,2023年1-5月累計裝機量達119.2Gwh,同比增長43.5%。n國內儲能領域快速上漲,新型儲能滲透率持續上升
37、。國內儲能鋰電池出貨量持續上升,2022年國內新型儲能累計裝機規模達13.08GW規模,同比增長128%,六年復合增速達82%,今年維持快速增長趨勢。截至2022年底,中國已投運的電力儲能項目累計裝機規模達59.8GW,占全球市場總規模的25%,年增長率38%。其中,抽水儲能累計裝機占比下滑至77%,新型儲能持續高速發展,占比超20%。圖:2017年至今新能源汽車產銷量及增速圖:2020年至今動力鋰電池裝機量(單位:GWh)資料來源:GGII,CNESA,中汽協,動力電池聯盟,中關村儲能產業技術聯盟,申萬宏源研究圖:國內新型儲能累計裝機規模圖:國內電力儲能結構占比283.3.1 3.3.1 鋰
38、電材料:下游需求旺盛帶動上游材料景氣鋰電材料:下游需求旺盛帶動上游材料景氣圖:電池系統主要材料及相關企業n動力電池主要從電池模塊和殼體模塊兩個方面帶動材料景氣。n電池模塊:傳統鋰電池主要包括正極、負極、隔膜和電解液,其中每一組分均需大量的上游化工品,并且隨鋰電技術變革不斷衍生出新的產品需求;n殼體模塊:在動力電池系統中,電池殼占系統總重量約 20-30%,在保證電池系統功能安全和車輛整體安全的前提下,電池殼的輕量化已經成為電池系統主要改進目標之一,有望不斷衍生出工程塑料需求。圖:電池殼輕量化同時帶動工程塑料需求資料來源:Light Metal age,申萬宏源研究293.3.1 3.3.1 復
39、合銅箔:技術瓶頸陸續突破,復合銅箔百億復合銅箔:技術瓶頸陸續突破,復合銅箔百億藍海市場即將開啟藍海市場即將開啟表:傳統箔材與復合箔材的主要差異對比n產業化進程加速,復合銅箔百億藍海市場即將開啟。集流體主要用來維持電極和外部電路之間的電力傳輸,隨著鋰電技術的不斷發展,集流體輕薄化以提升電池的能量密度是趨勢,復合集流體以兼顧能量密度、循環導命、安全性及電池成本的優勢成為電池能量密度提高的最佳解決方案之一。復合銅箔是其中的典型代表,其以PP、PET、PI等高分子材料為基材,上下兩面鍍一定厚度的金屬銅,結構類似于“三明治”。隨著復合銅箔技術逐漸成熟,產業化即將迎來曙光,據觀研報告網預測,2023年國內
40、復合銅箔市場規模將達6.69億元,到2029年將達564.55億元,復合增速高達109%。資料來源:新思界,Nature Energy,觀研報告網,復材應用技術,申萬宏源研究圖:復合銅箔結構示意圖圖:我國復合銅箔市場規模預測(億元)圖:鍍銅工藝兩步法與三步法工序303.3.1 3.3.1 氣凝膠:隔熱王者,契合碳中和節能大趨勢氣凝膠:隔熱王者,契合碳中和節能大趨勢表:氣凝膠具有超高絕熱性能n氣凝膠是新一代高效節能隔熱材料。氣凝膠是一種新型的納米級多孔材料,由膠體粒子或高聚物分子相互聚集成連續的納米多孔網狀結構,并在空隙中充滿氣態分散介質的一種固態材料。氣凝膠擁有卓越的隔熱性能,應用范圍廣。20
41、21年,全球約56%的氣凝膠用于對隔熱要求較高的石油化工領域,18%用于工業隔熱以及建筑保溫、交通各占10%左右。n新能源車領域有望成為氣凝膠增速最快的細分市場。對于汽車電池而言,防火隔熱材料可以延緩或者阻止熱擴散以及火焰的蔓延,給乘客留足時間撤離事故現場。目前常用的電池保溫隔熱材料包括阻燃硅膠泡棉、云母板、硅陶瓷、氣凝膠氈等。氣凝膠絕熱材料是導熱系數最低的固體材料,隔熱效果好,不燃,相比傳統保溫材料,只需1/5-1/3的厚度即可達到相同的保溫效果,為動力電池節省更多空間,并且保溫效果及溫度更穩定,是用于動力電池熱防護、延緩或阻止電池起火爆炸方面性能較有前景的材料之一。資料來源:中國石油化工聯
42、合會,申萬宏源研究圖:同樣保溫效果下所需材料厚度比較圖:同樣保溫效果下所需材料厚度比較圖:我國氣凝膠行業市場規??焖僭鲩L313.3.23.3.2 氫能:市場需求增加疊加政策端持續利好,行氫能:市場需求增加疊加政策端持續利好,行業有望迎來快速發展業有望迎來快速發展n氫能產業鏈上游主要為氫氣的制備,包括傳統能源的化石原料制氫法、化工原料制氫法等;中游則是儲氫緩解,包括液態、固態和有機液態等;下游應用則涉及電力、供熱和燃料,其中燃料又包含了加氫站、燃料電池汽車等新能源領域n政策端持續利好氫能產業,有望成為中國能源體系的重要組成部分。預計到2050年氫能在中國能源體系中的占比約為10%,氫氣需求量接近
43、6000萬噸,年經濟產值超過10萬億元。n目前國內氫能產業處于快速發展階段。從國內燃料電池汽車產銷量來看,2022年產量3677輛,同比增長105.4%,銷量為3397輛,同比增長112.8%。從加氫站方面來看,2022年中國加氫站保有量突破300座,累計建成數量約312座。表:國內氫能及燃料電池整體目標圖:國內燃料電池汽車產銷量圖:國內加氫站數量快速提升資料來源:中國汽車協會,中國氫能聯盟,GGII,申萬宏源研究圖:氫能源產業鏈示意圖323.3.3 3.3.3 風能:下游清潔能源需求持續上升,風電有望成風能:下游清潔能源需求持續上升,風電有望成為國內重要能源組成為國內重要能源組成n清潔能源大
44、勢所趨,風電行業發展空間廣闊。全球雙碳背景下,風電裝機容量持續增長,市場空間進一步擴大。2022年全球新增風電裝機77.6GW,較去年同期下降17%;2022年全球風電累計裝機量達到906GW,同比2021年增長9%。n陸上風電進入平價階段,海上風電將接棒。隨著國家層面以及地方政府層面政策持續扶持,以及設備技術逐步成熟,2021年國內海上風電新增裝機5.16GW,累計裝機量達30.5GW,同比增加15.6%,延續快速增長趨勢。圖:2015-2022年全球風電累計及新增裝機量表:國內風電不同類別對比資料來源:Wind,國家能源局,前瞻產業研究院,中商情報網,申萬宏源研究圖:國內海上風電新增裝機及
45、累計裝機量快速提升(單位:GW)333.3.4 3.3.4 光伏:國內光伏行業規模持續擴大光伏:國內光伏行業規模持續擴大n國內光伏產業規模持續擴大。2022年我國新增光伏裝機量86GW,累計裝機量達393GW,同比增加28%。工信部數據顯示,2022年全年光伏產業鏈各環節產量再創歷史新高,全國多晶硅、硅片、電池、組件產量分別達到82.7萬噸、357GW、318GW、288.7GW,同比增長均超過55%。行業總產值突破1.4萬億元。n隨龍頭企業擴產步伐加快,國內光伏產業集中度進一步提升。2020年國內光伏產業龍頭企業持續增大資本開支,且增大了單個擴產項目的規模。在技術、資金方面無優勢的中小企業將
46、逐漸退出光伏市場,產業集中度將得到進一步提升。圖:光伏產業鏈圖:產業鏈環節的CR5變化(單位:%)圖:國內光伏產業規模持續增加資料來源:中國光伏產業2020年回顧與2021年展望,Wind,新材料在線,申萬宏源研究343.3.5 3.3.5 氫風光相關材料氫風光相關材料資料來源:申萬宏源研究領域制品涉及化工品2022年(單位:萬噸)國內產能國內產量光伏硅料、硅片三氯氫硅6840.4(2021年)金屬硅631327基膜PVDF106BOPET505319(2021年)膠膜EVA215168POE依賴進口玻璃純堿31932872膠黏劑有機硅498425風電風機葉片環氧樹脂360220玻璃纖維740
47、687結構膠粘劑30PVC芯材40萬平(需求)聚醚胺1511.5碳纖維64.4整機業務14851套灌漿料20艙罩類市場規模為83.2億元光纜對位芳綸0.850.30絕緣材料間位芳綸1.401.00氫能制備氫40003300膜電極質子交換膜150萬平20萬平雙極板石墨74超級電容器儲能電極材料電容炭僅元力股份實現量產0.1165(2021年)PI353.3.5 POE3.3.5 POE:材料性能優異,光伏成為:材料性能優異,光伏成為POEPOE下游最下游最大需求市場大需求市場nPOE是乙烯和-烯烴聚合而成的高分子材料,性能優異。POE分子鏈中由于存在乙烯與-烯烴共聚形成無定形區,使其在常溫下呈現
48、出橡膠高彈性特點,加之POE分子量分布窄、支鏈短,使得POE具備高彈性體、高強度、高伸長率等優異力學性能和良好低溫性能。n2021年全球POE需求量約136萬噸,其中2021年國內POE消費量約64萬噸。隨著全球光伏裝機的持續高速增長以及POE膠膜滲透率的不斷提升,光伏已成為POE產品需求中增速最快的領域,2021年光伏占國內POE需求比例達40%,首次超越汽車行業(占比約26%)成為國內POE最大需求市場。圖:POE產業鏈圖:全球POE消費量(萬噸)資料來源:華經產業研究,申萬宏源研究363.3.6 COC/COP3.3.6 COC/COP:國產化趨勢漸顯,未來需求增量:國產化趨勢漸顯,未來
49、需求增量顯著顯著nCOC/COP 是由烯烴與環烯烴共聚或環烯烴單聚而成的無定形熱塑性工程塑料。具有高透明性、低雙折射率、低吸濕性、低收縮率、低介電常數以及良好的耐熱性、耐化學性、耐光性等一系列優異性能。目前國內 COC/COP 主要應用于光學、包裝和醫療等領域。n產品當前主要被少數日本企業壟斷,國產化趨勢漸顯。2021年全球COC/COP產能約 8.3 萬噸/年,生產企業主要為日本瑞翁、寶理塑料、合成橡膠和三井化學,其中日本瑞翁產能達4.2萬噸/年,占比高達 51%。根據中國化工信息中心統計,國內當前暫無產業化裝置,2021年國內需求約2.1萬噸均依賴進口,根據阿科力、金發科技公告,下半年分別
50、有望完成1000、80噸級中試裝置建設,國產化勢在必行。資料來源:中國化工信息中心,申萬宏源研究圖:COC/COP產業鏈示意圖表:2021年全球COC/COP產能分布圖:國內下游需求結構37信息披露證券分析師承諾本報告署名分析師具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格并注冊為證券分析師,以勤勉的職業態度、專業審慎的研究方法,使用合法合規的信息,獨立、客觀地出具本報告,并對本報告的內容和觀點負責。本人不曾因,不因,也將不會因本報告中的具體推薦意見或觀點而直接或間接收到任何形式的補償。與公司有關的信息披露本公司隸屬于申萬宏源證券有限公司。本公司經中國證券監督管理委員會核準,取得證券投資咨詢業務
51、許可。本公司關聯機構在法律許可情況下可能持有或交易本報告提到的投資標的,還可能為或爭取為這些標的提供投資銀行服務。本公司在知曉范圍內依法合規地履行披露義務??蛻艨赏ㄟ^索取有關披露資料或登錄信息披露欄目查詢從業人員資質情況、靜默期安排及其他有關的信息披露。機構銷售團隊聯系人華東A組茅炯021-華東B組李慶華北組肖霞華南組李昇A股投資評級說明證券的投資評級:以報告日后的6個月內,證券相對于市場基準指數的漲跌幅為標準,定義如下:買入(Buy):相對強于市場表現20以上;增持(Outperform):相對強于市場表現520;中性(Neutral):相對市場表現在55之間波動;減持(Underperfo
52、rm):相對弱于市場表現5以下。行業的投資評級:以報告日后的6個月內,行業相對于市場基準指數的漲跌幅為標準,定義如下:看好(Overweight):行業超越整體市場表現;中性(Neutral):行業與整體市場表現基本持平;看淡(Underweight):行業弱于整體市場表現。本報告采用的基準指數:滬深300指數港股投資評級說明 證券的投資評級:以報告日后的6個月內,證券相對于市場基準指數的漲跌幅為標準,定義如下:買入(BUY):股價預計將上漲20%以上;增持(Outperform):股價預計將上漲10-20%;持有(Hold):股價變動幅度預計在-10%和+10%之間;減持(Underperf
53、orm):股價預計將下跌10-20%;賣出(SELL):股價預計將下跌20%以上。行業的投資評級:以報告日后的6個月內,行業相對于市場基準指數的漲跌幅為標準,定義如下:看好(Overweight):行業超越整體市場表現;中性(Neutral):行業與整體市場表現基本持平;看淡(Underweight):行業弱于整體市場表現。本報告采用的基準指數:恒生中國企業指數(HSCEI)我們在此提醒您,不同證券研究機構采用不同的評級術語及評級標準。我們采用的是相對評級體系,表示投資的相對比重建議;投資者買入或者賣出證券的決定取決于個人的實際情況,比如當前的持倉結構以及其他需要考慮的因素。投資者應閱讀整篇報
54、告,以獲取比較完整的觀點與信息,不應僅僅依靠投資評級來推斷結論。申銀萬國使用自己的行業分類體系,如果您對我們的行業分類有興趣,可以向我們的銷售員索取。38法律聲明本報告由上海申銀萬國證券研究所有限公司(隸屬于申萬宏源證券有限公司,以下簡稱“本公司”)在中華人民共和國內地(香港、澳門、臺灣除外)發布,僅供本公司的客戶(包括合格的境外機構投資者等合法合規的客戶)使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。有關本報告的短信提示、電話推薦等只是研究觀點的簡要溝通,需以本公司http:/網站刊載的完整報告為準,本公司并接受客戶的后續問詢。本報告是基于已公開信息撰寫,但本公司不保證該等信息的準確性或完
55、整性。本報告所載的資料、工具、意見及推測只提供給客戶作參考之用,并非作為或被視為出售或購買證券或其他投資標的的邀請或向人作出邀請。本報告所載的資料、意見及推測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷,本報告所指的證券或投資標的的價格、價值及投資收入可能會波動。在不同時期,本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告??蛻魬斂紤]到本公司可能存在可能影響本報告客觀性的利益沖突,不應視本報告為作出投資決策的惟一因素??蛻魬灾髯鞒鐾顿Y決策并自行承擔投資風險。本公司特別提示,本公司不會與任何客戶以任何形式分享證券投資收益或分擔證券投資損失,任何形式的分享證券投資收益或者分擔證券投資損失的書面或口頭
56、承諾均為無效。本報告中所指的投資及服務可能不適合個別客戶,不構成客戶私人咨詢建議。本公司未確保本報告充分考慮到個別客戶特殊的投資目標、財務狀況或需要。本公司建議客戶應考慮本報告的任何意見或建議是否符合其特定狀況,以及(若有必要)咨詢獨立投資顧問。在任何情況下,本報告中的信息或所表述的意見并不構成對任何人的投資建議。在任何情況下,本公司不對任何人因使用本報告中的任何內容所引致的任何損失負任何責任。市場有風險,投資需謹慎。若本報告的接收人非本公司的客戶,應在基于本報告作出任何投資決定或就本報告要求任何解釋前咨詢獨立投資顧問。本報告的版權歸本公司所有,屬于非公開資料。本公司對本報告保留一切權利。除非另有書面顯示,否則本報告中的所有材料的版權均屬本公司。未經本公司事先書面授權,本報告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷貝、復印件或復制品,或再次分發給任何其他人,或以任何侵犯本公司版權的其他方式使用。所有本報告中使用的商標、服務標記及標記均為本公司的商標、服務標記及標記,未獲本公司同意,任何人均無權在任何情況下使用他們。簡單金融 成就夢想AVirtueofSimpleFinance39上海申銀萬國證券研究所有限公司(隸屬于申萬宏源證券有限公司)宋濤