我是新材料,我是未来

我是新材料,我是未来在供给侧改革大背景下，旧有的经济变量爆发出新的动能，新技术、新模式将推动行业产生新的变革，破“旧”立“新”不仅是供给侧改革的应有之义，也将是中国经济转型的新常态。在“新”的一端，材料科学（基础材料/新材料/前沿材料）是我国制造业转型升级的重中之重，也始终是我国成为工业强国无法避及的话题。新材料工业是中国制造业升级的基础材料是制造业的基础，如果材料质量不过关，制造业就无法实现真正的质的飞跃，而新材料更是一国科技进步的基石，成为国民经济特别是战略性新兴产业发展的重要基础。相比于基础材料，新材料具备性能优异、技术壁垒高、产品附加值高、行业景气周期长等多重特点，并一般首先应用于尖端技术、国防工业和新兴领域，然后在国民经济诸多领域逐步推广应用。因此，新材料工业的发展实质上是一国工业技术与科技水平的前瞻性指标，对未来的经济发展、社会变革起着基础性的作用。性能优异。新材料的性能发展趋势为性能和功能快速增加，质量和性能得到惊人的改进，而质量或体积的增长并不显著。例如在碳纤维就属于一种轻且坚韧的新材料，其各项性能远超过各种钢、铝以及合金。技术壁垒高。新材料技术壁垒普遍较高，许多化工新材料是国外知名公司的核心业务和利润的主要来源，其生产技术长期以来对我国严加保密，既不转让，也不合资，因此国内许多高端新材料主要依赖进口。产品附加值高。新材料产品的附加值普遍较高，相关企业的盈利能力更强。比如以前的有机硅行业，其产品毛利率高达50%，而普通化工产品的毛利率一般不足20%。行业景气周期长。目前国内新材料的研究水平与国外发达国家相比仍存在一定差距，导致产能存在一定的缺口。一般来说，技术难度越大，产能缺口越大，对国外的依存度越高。技术的差距导致行业进入壁垒高、产能扩张进程慢，因此行业景气周期相对较长。我国新材料自给率低，产业发展仍不完善。目前，经过几十年的工业发展，我国已能够自主生产大部分化工原材料或基础材料，足以覆盖十几个门类数千个品种，与发达国家的差距不断缩小。但在新材料领域，我国产业发展水平与发达国家相比仍有较大差距，主要问题包括新材料自主开发能力薄弱、大型材料企业创新能力不足、关键新材料保障能力不足、产学研脱节且产业链条短、产业发展模式不完善等。据中国化工制造网了解，我国2021年化工新材料自给率为62%，其中工程塑料、高端聚烯烃塑料等产品自给率不到50%，而核心的关键新材料的自给率只有14%。政策发力，“十三五”新材料领域有望迎来大发展。针对我国新材料领域上述存在的多重问题，我国在“十三五”期间势必加码空白高端新材料的产业化，提高国内已有品种的质量水平，突破上游关键配套原料的供应瓶颈，并逐渐推广下游高端制造品的应用与推广。到2021年，高性能树脂、工程塑料、高端聚烯烃塑料、特种橡胶、高性能纤维、功能型膜材料及电子化学品等产品目标消费量分别达到2986万吨、574万吨、1115万吨、557万吨、15万吨、61万吨及109万吨，目标自给率分别达到83%、76%、69%、80%、92%、75%及66%。从政策来看，工信部、发改委、科技部等部门2021年以来连续发文，重点鼓励加快发展先进基础材料，并突破一批关键战略材料，包括石墨烯、碳纤维、增材制造材料、超材料等。尤其发改委与工信部在联合发布的“关于实施制造业升级改造重大工程包的通知”，再次明确了发展关键新材料的六大工程。我们认为政策不断发力叠加巨大的市场空间，未来“十三五”期间我国新材料产业将迎来大发展，并有望成为制造业升级转型的巨大推力。布局新材料将是长期战略性机会。从历史的发展经验来看，从基础研发到数据获取、工程开发和试点应用、再到放大工艺和规模应用，新材料的发展有个很长的周期；比如美国在航空发动机粉末冶金涡轮盘技术的开发方面，从立项到大规模生产前后用时12年。而奥巴马在任期间，几乎每年都会发布新材料科技发展战略，从政策、财政、科技力量等多方面支持新材料的长期发展。我们认为新材料战略从宏观角度而言可能会影响一个国家未来的发展与变革，微观而言则可能与制造企业（尤其是化工材料企业）的生死存亡息息相关。因此，几乎所有材料技术发达的国家或企业，都会通过长远的战略性规划来逐步实现其在前沿材料领域的布局。根据对国外知名化工企业其所披露的公司未来发展规划以及各部门后续投资计划的梳理，我们对其业务发展方向也可窥一二。总体而言，一方面，如三菱化学、住友化学以及陶氏化学，其基础石化业务的缩减以及传统的基础化工产品的退出已经成了其共同的选择，尤其像3M公司已经聚焦于新材料技术的研发。另一方面，新型复合材料，解决方案的提供、新型光电材料、薄膜材料等成为了其业务发展的热点领域。锂电材料：新技术引领新变革受益于国家政策推动，锂电材料在未来较长一段时间内都将成为市场关注的焦点，国务院在2021年通过《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2021年）》，提出到2021年纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆，这些都将为锂电正负极材料、隔膜、电解液提供巨大的市场空间。而从锂电四大材料来看，正极材料的技术突破已现瓶颈、未来研究更多在于供需分析，电解液国产化程度最高，负极材料反而更容易出现突破性的技术进展，同时随着隔膜技术的成熟，湿法隔膜也有望取代干法成为行业趋势。隔膜国产化率低，进口替代空间巨大。国内隔膜企业市占率有提升，但国产化率仍很低。据B3对全球主流锂电池隔膜厂商数据统计，2021年，日本旭化成、美国Celgard公司、东燃化学、韩国SKI、日本宇部等五家厂商市占率超过70%。国内隔膜领军企业星源材质、金辉高科等企业市占率有提升，但相较于日、韩国、美国等企业，国产化率仍很低，2021年国内三家企业在全球锂电池隔膜市占率仅为12%。在锂电正极材料、负极材料、隔膜和电解液中，隔膜材料的国产化程度是最低的，国产化空间仍很大。在锂电四大材料中，国内电解液企业已经成为全球供应主力，占据主要市场份额。负极材料中以贝特瑞和杉杉为代表的中国企业也在全球竞争中脱颖而出，成为国际电芯企业的主力供应商。而隔膜材料市场，中国企业目前只有星源材质进入到LG化学这样的主流电芯企业供应体系中，国外Celgard、旭化成等企业占据主要隔膜供应市场。OLED：下游爆发促进上游材料加速发展OLED性能优于LCD，技术成熟加速市场普及。OLED与LCD发光原理不同，自体发光为其带来巨大优势。OLED即有机发光二极管，其原理为内部的有机电致发光材料在电流或电场的激发作用下发光，属于自发光结构。而LCD是采用液晶控制透光度技术来实现彩色的显示器，需要通过背光板照射才能显示。目前市场主流的显示技术还是TFT-LCD技术，但OLED作为新一代显示技术在低功耗、高色域、宽视角、可弯曲、轻薄性、透明度等方面具有显著优势。受益于各应用领域渗透率的提升，2021年OLED面板出货量同比增长54%。OLED面板的应用领域非常广泛，包括智能手机、平板电脑、电视、可穿戴设备、车载显示等。其中，智能手机是OLED最主要的市场。2021年，OLED在电视、可穿戴设备等领域渗透率大幅提升，带来了出货量的高速增长。据IHS统计，2021年全球OLED面板出货量为3.7亿片，较2021年增长54%。苹果积极布局，OLED手机有望呈现爆发性增长。根据UBIResearch报告，2021年中小尺寸AMOLED面板市场出货量2.3亿片，市场规模达到100亿美元，搭载AMOLED面板的智能手机出货量则超过2亿部。同时，AMOLED面板市场也逐渐由三星拓展至华为、中兴、Vivo、OPPO、金立等国内智能手机品牌。根据IHS预测，2021年中国智能手机品牌采用OLED的比重为10%，2021年这一比例将提高至15%。目前全球OLED面板市场由韩国的三星和LGD主导，2021年两者销售占比合计高达98.2%。其中，电视用大尺寸OLED面板市场被LGD占据，中小尺寸OLED面板九成以上由三星供应。但近期，除韩国外，中国、日本等地区也纷纷加快OLED市场的布局。而随着OLED面板产能大幅增长，其对上游相关材料的需求也进入了爆发式增长，以目前市场占比较小但未来空间巨大的WOLED材料为例，2021年WOLED材料需求激增三倍，2021年到2021年间WOLED材料市场规模的年均复合增速有望达到79%。而WOLED材料的快速增长也有望带动OLED整体材料市场，根据HIS统计，2021年OLED有机材料较去年同比增长12%，市场规模为4.65亿美元，而2021年有机发光材料的出货量有望达到10万吨，整体市场规模预计将达18亿美元。目前中国企业在OLED产业链中的优势主要体现在中间体材料和升华前材料，全球的主要企业主要集中在我国，但由于中间材料行业技术壁垒较高，即使国内的生产企业也并不是很多，主流厂家包括：烟台九目、濮阳惠成、西安瑞联、阿格蕾雅、吉林奥来德等。石墨烯：关注有望率先实现产业化应用的领域石墨烯堪比“互联网+”。石墨烯由于其优异特性，堪比是，而石墨烯与不同材料、技术结合起来，能够形成具备特殊性能、满足特定应用场景的新型“材料”，在新能源、新材料、电子信息等领域具备广阔的应用空间，并能进一步覆盖生产、消费、军事等领域。我们认为如同“互联网+”的发展趋势，“石墨烯+”也有望成为未来材料发展的一大趋势。当然，由于石墨烯的研发历史不过10年，现在还处于产业化初期，规模化的变革还未出现。我们建议要特别关注石墨烯产业化应用的技术路线，结合国内外研发、应用的实际情况做相应投资，并重点关注石墨烯有望率先实现产业化应用的领域。根据欧洲石墨烯旗舰计划，石墨烯的发展可以分为早期、中期和远景三个的阶段：早期主要聚焦于学术研究和制备石墨烯，中期则强调工业化大规模制备石墨烯以及在下游的应用，远期则更加注重石墨烯的多功能、更高效、低成本趋势。目前，全球石墨烯产业正处于早期研究向中期应用转变的阶段。而根据该计划，石墨烯的中期应用又可以分为初级应用（成熟制备）到元件应用（添加/部分应用）再到系统集成应用（整体应用）三个阶段。目前早期可预期的应用主要集中于锂电池添加剂、导电导热膜、导电导热膜和复合材料。从国内现状来看，目前石墨烯行业仍停留在规模化制备阶段，不稳定、良率低等问题亟待解决，但已有部分企业实现石墨烯的规模化制备且产业化应用示范也在深度推进。2021年，我国从事石墨烯产业的企业已达上千家，石墨烯产业链市场规模达到233.3亿元，石墨烯应用市场规模在90〜100亿元之间，可以说，石墨烯的整个产业化空间已经初现。从技术发展和应用现状来看，我们推测国内石墨烯的产业化路径也大概率会依照欧洲的旗舰计划。在产业化的初级阶段，石墨烯产业主要以中低端产品为主，即对石墨烯质量要求比较宽松的产品，如石墨烯锂电池导电剂、涂料、散热膜等。而随着石墨烯制备技术和应用技术的成熟，下一阶段石墨烯有望向包括超级电容器电极材料、透明导电膜、电子元器件导热电极等中高端石墨烯产品发展，并逐步向晶体管、分子传感器、量子传感器、石墨烯基芯片等高端产品发展，因此把握石墨烯应用的演进路径就变得十分关键。在政策、资金、技术进步等因素的催化下，2021年有望成为石墨烯产业化应用的布局年，按照演进逻辑，建议优先关注以下应用领域：锂电池材料、电子设备散热材料、透明导电膜、超级电容器以及在军工领域有较大应用的金属基复合材料。电子产品的轻薄化对散热提出了更高的要求。当前，电子产品的轻薄化已经成为一大趋势，伴随着产品功能增强、性能提高，高功率的处理芯片带来了更多的热量，更快的处理速度和更低的电量消耗对智能终端提出了更高的散热需求。而传统的金属散热材料在导热性、稳定性和轻量化等方面均有所欠缺。另一方面，以金刚石、石墨、石墨烯、碳纳米管为代表的碳材料凭借超高的导热率、低密度、低热膨胀系数、良好的高温力学性能顺势而起，已经成为最具有发展前景的散热材料。由于纳米尺度的特征，批量化生产和单品大尺寸生产同样也是制约石墨烯散热材料大规模商用的最大阻碍，这也导致目前石墨烯散热膜价格偏贵。石墨烯的产业化生产已经不再遥遥无期，国内部分生产商已经可以规模化