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新材料行業深度報告:發展空間廣闊,萬億市場爆發,中國建材網,cnprofit.com
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新材料行業深度報告:發展空間廣闊,萬億市場爆發
2020年12月14日    閱讀量:1584    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

新材料行業深度報告:發展空間廣闊,萬億市場爆發 中國建材網,cnprofit.com

1、新材料行業概況

材料工業作為我國七大戰略性新興產業、“中國制造 2025”重點發展的十大領域和科 創板六大領域之一,是我國重要的戰略性新興產業,也是制造強國和國防工業發展的 關鍵保障。新材料產業由于其技術密集性高、研發投入高、產品附加值高、國際性強、 應用范圍廣等特點,已成為衡量一個國家國力與科技發展水平的重要指標。


1.1 新材料的定義


在技術高速發展的背景下,新材料的定義于20世紀90年代被首次提出,并于本世紀初 期開始逐漸成熟并廣泛使用中國建材網cnprofit.com。在科技部2004年出版的《新材料及新材料產業界定標準》 中,首次將新材料定義為:新出現或正在發展中的具有傳統材料所不具備的優異性能 的材料;高新技術發展需要,具有特殊性能的材料;由于采用新技術(工藝、裝備), 使材料性能比原有性能有明顯提高,或出現新的功能的材料。


國務院《新材料產業“十二五”發展規劃》中進一步將新材料定義為:新出現的具有 優異性能和特殊功能的材料,或是傳統材料改進后性能明顯提高和產生新功能的材 料,其范圍隨著經濟發展、科技進步、產業升級不斷發生變化。


1.2 新材料的分類


根據《新材料產業發展指南》,新材料主要包括:


先進基礎材料:有色金屬材料,高分子樹脂等先進化工材料,先進建筑材料、先 進輕紡材料等;


關鍵戰略材料:重點從下一代信息技術產業、高端裝備制造業等重大需求,以耐 高溫及耐蝕合金、高強輕型合金等高端裝備用特種合金,反滲透膜、全氟離子交 換膜等高性能分離膜材料,高性能碳纖維、芳綸纖維等高性能纖維及復合材料, 高性能永磁、高效發光、高端催化等稀土功能材料,寬禁帶半導體材料和新型顯 示材料,以及新型能源材料、生物醫用材料等;


前沿新材料:石墨烯、金屬及高分子增材制造材料,形狀記憶合金、自修復材料、 智能仿生與超材料,液態金屬、新型低溫超導及低成本高溫超導材料等。


1.3 國際新材料發展情況


材料是人類社會的基本組成要素和關鍵性資源,伴隨著社會生產模式的發展而發展。新材料與現代技術的聯系日益密切,現階段,隨著新材料應用領域的不斷突破,科學 技術和社會生產力也將持續發展并推動整個社會的技術變革。


宏觀政策引導力度較大,全球新材料發展迅速。隨著新材料研究的不斷深入和應用領 域的逐步擴大,新材料發展水平已成為衡量國家之間經濟發展、科技水平與國防實力 的重要標準,同時也是限制國家經濟增長的重要因素。因此,各國相繼出臺相應產業 政策以促進新材料行業的高速發展。


總體規模增長迅速,先進基礎材料、前沿新材料發展較快。在各國產業政策的積極引 導下,全球新材料產業規??焖僭鲩L,2018年達到2.56萬億美元,同比增長11.2%, 并預計2019年將達到2.82億美元,同比增長約10.16%,2016-2019年復合增長率超10%。同時,由于3D打印材料和石墨烯等新興產業技術的不斷突破,前沿新材料增長較快, 未來發展空間巨大。


產業分布不均,差異化特征顯著。目前,美國、日本和歐洲等地區在經濟實力、核心技術、研發能力、市場占有率等方面占據絕對優勢,擁有成熟的新材料市場,多數產 品占據全球市場的壟斷地位,是新材料產業主要的創新主體。其中,美國在新材料全 領域位于前列;日本在納米材料、電子信息材料等領域具有優勢;中國在半導體照明、 稀土永磁材料、人工晶體材料等領域發展較好;韓國在顯示材料、存儲材料,俄羅斯 在航空航天材料等方面具有比較優勢。但隨著中國、印度等國家相關領域的快速發展 和新一輪科技革命的來臨,全球新材料市場的重心呈現出逐步向亞洲地區轉移的趨 勢,全球技術要素和市場要素配置方式將會發生深刻的變化,地區發展的差異化可能 會繼續加劇。


產業集約化發展,高端材料壟斷嚴重。隨著經濟一體化在全球范圍內的發展,新材料 產業逐漸向橫向、縱向擴展,上下游產業聯系日益緊密,產業鏈日趨完善,多學科、 多部門聯合進一步加強,集約化、集群化和高效化特征顯著。集約化的發展模式促使 了產業戰略聯盟的形成,有利于產品研發與下游應用的融合,但另一方面也促進了寡 頭壟斷的逐步形成。一些全球知名企業開始結盟并進行跨國合作,通過并購重組構建 整個產業鏈生態。


1.4 國內新材料發展情況


政策驅動,新材料產業市場規模高速發展。為了提升新材料領域競爭力,實現我國從 材料大國到材料強國的轉變,我國先后提出了《中國制造2025》、《新材料產業發展指 南》、《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》、《有色金屬行業發展規劃(2016-2020 年)》、《稀土行業發展規劃(2016-2020年)》等重要指導性文件來支撐我國新材料行 業的發展。據中國產業信息網統計,中國2019年新材料產業總產值為4.5萬億元,預計2022年將達到7.5萬億元,復合增長率高達18.72%。其中,特種金屬功能材料、現 代高分子材料和高端金屬結構材料在產業結構中占比較高,分別為32%、24%和19%, 前沿新材料僅占總額的3%。


全面布局新材料,部分省市產值已達萬億。目前我國新材料產業已形成以環渤海、長 三角和珠三角為中心的產業集群式發展模式,各區域之間產業種類與發展規模均存 在差異。其中浙江、江蘇、廣東和山東四個城市新材料工業總產值均超萬億,以浙江、 江蘇為代表的長三角地區專注于對新能源汽車、電子信息、醫療和高性能化工等領域 新材料的研發生產,以廣東為代表的珠三角則以高性能鋼材、高性能復合材料和稀土 等領域新材為主,以山東為代表的環渤海更傾向于戰略基礎材料、高性能材料、特種 材料和前沿新材料的研發生產。全國新材料布局呈現多元化發展,各具特色,互有優 勢。


關鍵材料尚有空白,進口依賴現象嚴重。中信部2018年7月在“2018國家制造強國建 設專家論壇”上表示“中國制造業創新力不強,核心技術短缺的局面尚未根本改變”。據中信部對全國30多家大型企業多種關鍵基礎材料調研結果顯示,32%的關鍵材料尚 屬空白,52%依賴進口。其中,95%的計算機和服務器通用處理器的高端專用芯片、70% 以上智能終端處理器和絕大多數儲存芯片均對進口依賴嚴重。裝備制造領域中,95% 以上高檔數控機床、高檔裝備儀器、運載火箭、大飛機、航空發動機、汽車等關鍵精 加工生產線上的制造及檢測設備依賴進口。


新材料投資規模穩步提升,行業發展機遇挑戰并存。據前瞻研究院統計,隨著政策支 持以及外部環境的推動,大量資本投入新材料行業,整體發展迅速,2017-2018年分 別有115起、74起和54起投資,累計投資規模高達224.41億元。但由于新材料行業性 質特殊,雖然該行業利潤水平較高、競爭者較少,但行業壁壘高、投入資本大,未來 發展機遇與挑戰并存。


2、下游需求旺盛,新材料市場未來可期

需求旺盛,下游產品“激活”新材料產業發展動力。新材料產業涉獵領域眾多,由于 行業自身特點、所處周期以及下游市場不同,不同行業對于新材料的需求以及發展空 間不同?;诋a品需求角度,當下下游需求最旺盛、發展空間最大的新材料領域為 5G 新材料、半導體新材料、面板新材料、高分子新材料、高性能纖維新材料和其他前沿 新材料。隨著下游需求逐步爆發,上述行業有望成為新材料領域最具前景的板塊,市 場空間廣闊。


2.1 5G材料


5G 產業鏈主要包括接入網產業鏈、承載網產業鏈和核心網產業鏈。5G 概念主要由 5G 終端和 5G 網絡組成,其中 5G 終端主要包括手機和物聯網終端等,5G 網絡主要分為 三個領域,分別與通信網絡架構一一對應,其中接入網和承載網是最值得關注的。


下游領域豐富,多領域需求巨大。據 IHS 預測,2035 年 5G 在全球創造的潛在銷售活 動的市場規模將達 12.3 萬億美元,其中制造業占比最高,預計將達到 3.4 萬億美元, 其次影響最大的分別為信息通信和批發零售業,預計市場規模分別為 1.4 萬億和 1.3 萬億美元,其他多個領域均有較大發展空間。


2.1.1 微波介質陶瓷


5G 時代,小型化陶瓷介質濾波器優勢明顯。傳統的濾波器一般由金屬同軸腔體實現, 通過不同頻率的電磁波在同軸腔體濾波器中振蕩,保留達到濾波器諧振頻率的電磁 波,并耗散掉其余頻率的電磁波。陶瓷介質濾波器中的電磁波諧振發生在介質材料內 部,沒有金屬腔體,因此體積較上述兩種濾波器都會更小。5G 時代,Massive MIMO (大規模天線技術)對天線集成化的要求較高,濾波器需要更加的小型化和集成化, 為了滿足 5G 基站對濾波器的相關需求,更易小型化的陶瓷介質濾波器有望成為主流 解決方案。


目前,華為、愛立信已經開始布局陶瓷介質濾波器,其他設備商也在逐步開始采用陶 瓷介質濾波器,預計 2021 年全球主流設備商會逐步采取全陶瓷方案。


技術升級支撐產品革新,濾波器行業前景可期。隨著 5G 時代來臨,基站濾波器市場 有望持續穩定發展。據產業信息網統計,整個 5G 周期中,預計全球將建設 1000 萬個 基站。其中,中國將建設約 606 萬個基站,濾波器總需求將接近 600 億元人民幣。5G 時代巨大的市場增量,將為濾波器行業帶來蓬勃發展的良機。


隨著陶瓷介質濾波器應用的逐步展開,微波介質陶瓷粉末、粘接劑和銀漿等上游產 品需求有望同步增加。


2.1.2 高頻基材


高頻基材是 5G 通信行業發展的核心材料。PCB(印刷電路板)是電子設備的重要組 成,而 PCB 制造的關鍵材料為基材,PCB 基材包括基板(覆銅箔層壓板)、預浸材料 (半固化片)和銅箔等。5G 時代,傳統基材材料一般很難達到高頻通信所必需的電 性能要求,易產生“失真”現象。因此,為了減少傳輸過程中產生的損耗,PCB 基材 要選用低介電常數(Dk)和介質損耗(Df)的高頻基材。


同等信號覆蓋區域所需 5G 宏基站數量較多,高頻覆銅板需求較大。5G 波長極短,頻 率極高,信號趨近于直線傳播,繞射和穿墻能力極差,傳播介質中的衰減情況嚴重, 因此 5G 的基站需求量遠高于 4G 時代。根據賽迪顧問數據顯示,5G 宏基站建設數量 約為 4G 宏基站數量的 1.1 倍—1.5 倍。為了滿足 5G 高頻率的特性,高頻覆銅板的下 游需求將得到釋放。


微小站建設帶來高頻高速覆銅板增量需求。與以往的通信建設不同,5G 時代更注重 于對室內網絡的覆蓋。因此,5G 建設將同時建造宏基站、微基站、皮基站、飛基站, 其中微基站、皮基站、飛基站合稱微小站。和宏基站相對比,微小站型號小,安裝便 捷,能夠更好對室內網絡進行覆蓋。因此,微小站的普及和安裝,將給高頻高速覆銅 板帶來增量新需求。


高頻基材應運而生,市場規模持續增加。在 5G 時代,伴隨著高頻、高速、高數據量 的技術要求,很多原有的中低頻通訊材料會被淘汰,高頻基材未來用量有望大幅增加;與此同時,Massive MIMO 技術的實現使 5G 基站大幅提高了天線容量;此外,由于高 頻電磁波本身穿透性差的原因,5G 小基站的建設規模會遠高于 4G 時代,這也將進一 步推動高頻 PCB 在內的高頻通信材料規模的增長。預計 2023 年,PCB 市場規模達到 262.4 億元,高頻基材市場規模為 86.6 億元,市場規模持續增加。


隨著高頻基材需求的不斷增加,與其處在同一產業鏈上的金屬銅箔、合成樹脂等上游 產品需求有望同步增加。


2.1.3 塑料天線振子


振子是天線內部最重要的功能性部件。傳統的振子是采用金屬材料壓鑄成型,或是鈑 金件、塑料固定件和電路板組合的形式,但振子重量大、成本高、安裝復雜。5G 時 代,對通信質量的要求更高,振子的數量將大幅提升,從原來的一個天線單扇面 2- 18 個振子,提升到 64 個、128 個,更高甚至達到 256 個,單個基站的扇面則為 3 面 或 6 面,對振子的數量需求較高。因此,具有重量輕、零件集成度更高、模塊一致性 好、生產效率高、生產成本低等特點的塑料天線振子逐漸成為首選方案。


相比于現有 4G 網絡(10-40 個天線振子),5G 時代由于頻段更高且采用 Massive-MIMO 技術,天線振子尺寸變小且數量將大幅增長。


下游需求旺盛,塑料振子市場可達百億。隨著 5G 布局的逐步展開,基站建設將帶動 對塑料振子的巨大需求。據中國產業信息網統計,2020 年塑料振子市場規模預計將 達到 12.7 億元,2021 年達到 23.1 億元,同比增加 81.9%,整個 5G 行業周期內,預 計宏基站塑料振子市場規模約 100 億元。


2.1.4 LCP與MPI材料


隨著 5G 商用化,天線材料市場廣闊。天線作為無線通訊中重要的一環,其市場需求 將隨著 5G 的逐步推廣迎來重大的發展契機。尤其是 5G 對于高頻、高速和小型化的 較高要求,催生了 LCP 材料和 MPI 材料成為了 5G 時代天線材料的候選者。


LCP 和 MPI 材料優勢明顯,5G 時代有望脫穎而出。隨著 1G、2G、3G、4G 的發展,手 機通信使用的無線電波頻率逐漸提高,其中 5G 的頻率最高,分為 6GHz 以下和 24GHz 以上兩種,而目前的 5G 技術實驗以 28GHz 為主。由于當電磁波頻率較高、波長較短 時,易于傳播介質中衰減,因此對天線材料的要求較高。4G 時代的 PI 膜由于在 10GHz 以上損耗明顯,無法滿足 5G 終端的相關需求,LCP 材料則憑借其介子損耗與導體損 耗小、靈活性高、密封性好等特性逐步得到應用。但目前 LCP 造價較高、工藝復雜, MPI 有望成為 5G 時代初期天線材料的主流選擇之一。


中國 LCP 材料產能較小,進口依賴嚴重。從 LCP 研發進程、產能分布以及產品特點 等方面綜合判斷,現階段日本 LCP 產業綜合實力更強。沃特股份(002886)自 2014 年收購三星精密的全部 LCP 業務后,成為了全球唯一可以連續生產 3 個型號 LCP 樹 脂及復材的企業,目前產能 3000 噸/年。但其余中國 LCP 生產企業產能均較小。


LCP 材料應用廣泛,下游需求穩步提升。LCP 在電子電器領域,可應用于高密度連接 器、線圈架、線軸、基片載體、電容器外殼等;汽車工業領域,可用于汽車燃燒系統 元件、燃燒泵、隔熱部件、精密元件、電子元件等;雷達天線屏蔽罩、耐高溫耐輻射 殼體等領域。據前瞻產業研究院統計,2018 年 LCP 材料全球需求為 7 萬噸,預計 2020 年將達到 7.8 萬噸,隨著 5G 應用的逐步推廣,LCP 市場將持續穩步增長。


2.1.5 3D玻璃


手機后蓋去金屬化大勢所趨,3D 玻璃迎發展契機。由于 5G 采用的大規模 MIMO 技術 需要在手機中新增專用天線,傳統的金屬后蓋會對信號產生屏蔽及干擾,后蓋材料去 金屬化大勢所趨。目前主流的材料為玻璃、陶瓷和塑料,但普通的“注塑+噴涂”的 技術無法滿足 5G 時代的相關要求,未來的發展趨勢是從質感到體驗都向金屬和玻璃 逐步靠近。


3D 玻璃作為手機外殼材料具有輕薄、透明潔凈、抗指紋、防眩光、耐候性佳的優點。目前主流品牌的高端機型大多采用 3D 玻璃作為前后蓋材質。


3D 玻璃市場逐步滲透,未來市場廣闊。據前瞻產業研究院統計,2015-2017 年我國 3D 玻璃市場規模從 7.4 億元增長至 48.9 億元,年均復合增長率高達 156.35%。但目 前,3D 玻璃價格較高、技術不成熟、產能存在不足,3D 玻璃應用有限。隨著 3D 玻璃 技術的升級和量產的實現,3D 玻璃有望在 3C 產品尤其是智能手機中得到大規模的應 用。到 2023 年,預計 3D 玻璃行業市場規模有望超 280 億元,較 2017 年增長近 5 倍。



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