2018新材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新大趨勢
發(fā)布時間：2018-04-09
作為多個產(chǎn)業(yè)鏈的上游環(huán)節(jié)，新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到下游應(yīng)用場景的極大制約，很少出現(xiàn)新研發(fā)成果快速投入大規(guī)模使用的情況，因此往往存在前期投資大、中間環(huán)節(jié)多、轉(zhuǎn)化周期長等特點，同信息等高速迭代的行業(yè)相比顯得市場節(jié)奏較為緩慢。但看似緩慢的變化背后也集聚著巨大的能量，一旦釋放將會導(dǎo)致市場格局和走勢的劇變。我們梳理了以下五類材料市場的潛在發(fā)展趨勢，并從市場增長潛力以及下游產(chǎn)業(yè)規(guī)模兩個角度做出了評定，值得在2018以及接下來的一段時期內(nèi)重點關(guān)注。
石墨烯
泡沫投資告一段落，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定將成焦點
石墨烯產(chǎn)業(yè)在近年來經(jīng)歷了一場爆發(fā)式的擴張，但同時也帶來了應(yīng)用場景不多、產(chǎn)能嚴(yán)重過剩、產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊、評價標(biāo)準(zhǔn)混亂不一等問題。一些號稱產(chǎn)能極高的企業(yè)生產(chǎn)的是層數(shù)多、缺陷多，甚至僅能稱之為多層石墨的低劣產(chǎn)品，極大的擾亂了石墨烯市場的秩序和下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
石墨烯業(yè)內(nèi)也逐漸認(rèn)識到了這一問題并開始努力做出改變。英國國家物理實驗室領(lǐng)導(dǎo)制定并出版了全球第一個ISO石墨烯標(biāo)準(zhǔn)，定義了用于描述許多不同形式的石墨烯和相關(guān)2D材料的術(shù)語，為石墨烯的測試和驗證提供依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。加拿大國家研究理事會也組建了一個石墨烯標(biāo)準(zhǔn)特別研究小組，其工作重點是開發(fā)一套從石墨剝離出石墨烯的標(biāo)準(zhǔn)方法，采用先進的設(shè)備研究并表征石墨烯材料的特性。這些舉措雖然只是個開端，但也在一定程度上預(yù)示了整個石墨烯行業(yè)發(fā)展路線將逐步從體量上的暴增轉(zhuǎn)為標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的質(zhì)量增長。
據(jù)BCCResearch、中科院等不同機構(gòu)預(yù)測，全球石墨烯材料的市場規(guī)模將在2023年超過13億美元，其應(yīng)用市場則在2020年就可能突破1000億元人民幣。不過在近期，國內(nèi)以石墨稀為主營業(yè)務(wù)的四大上市公司第六元素、華高墨烯、二維碳素、廈門凱納還均處于虧損狀態(tài)。這也說明了整個石墨烯行業(yè)提升發(fā)展質(zhì)量、推進下游應(yīng)用場景實現(xiàn)的重要性和急迫性。
當(dāng)前，我國在產(chǎn)能和專利數(shù)量方面均處于全球石墨烯產(chǎn)業(yè)的引領(lǐng)地位。國內(nèi)從事石墨烯粉體材料的公司主要有寧波墨西、常州第六元素、常州二維碳素、廈門凱納、鴻納新材料、德陽烯碳等；從事石墨烯薄膜的有常州二維碳素、無錫格菲、重慶墨希等。
技術(shù)創(chuàng)新性：★★★★★
產(chǎn)業(yè)影響力：★★★☆☆
半導(dǎo)體材料
集中攻關(guān)共塑未來
信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展也對其硬件基礎(chǔ)——半導(dǎo)體行業(yè)提出了更高的要求。然而當(dāng)前硅基半導(dǎo)體技術(shù)已逐步迫近物理極限，二維半導(dǎo)體、第三代半導(dǎo)體等技術(shù)仍不夠成熟。整個半導(dǎo)體行業(yè)都急需一場在材料這一最基礎(chǔ)層面的革命性突破，從根本上解決未來信息化社會對計算能力的巨大需求。
不久之前，美國半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會（SIA）和半導(dǎo)體研究聯(lián)盟為首的全球科技、國防及航空航天工業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者聯(lián)盟（SRC）發(fā)布了名為《半導(dǎo)體研究機遇：行業(yè)愿景與指南》的報告。該報告呼吁政府和業(yè)界加大在超越硅基半導(dǎo)體技術(shù)及發(fā)展下一代半導(dǎo)體制造方法等領(lǐng)域的投資力度。同樣地，韓國也即將啟動預(yù)算高達22億美元的半導(dǎo)體研發(fā)國家政策計劃，自2018年起為期10年。作為半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)先的兩個國家，美韓的相關(guān)行為可被視為整個半導(dǎo)體行業(yè)加強新一代半導(dǎo)體材料和相關(guān)工藝技術(shù)研發(fā)的信號，有望在較近的一段時期內(nèi)實現(xiàn)半導(dǎo)體材料和器件的全面換代。
據(jù)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SEMI）統(tǒng)計，包括晶圓材料和封裝材料在內(nèi)的全球半導(dǎo)體材料市場在2016年即達到了443億美元的規(guī)模。在下游應(yīng)用市場規(guī)模快速擴大，以及新一代半導(dǎo)體材料的研發(fā)和實用化進程不斷加快的雙重推動下，半導(dǎo)體材料有望產(chǎn)生市場規(guī)模和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的顯著發(fā)展。
目前全球市場領(lǐng)先的半導(dǎo)體材料企業(yè)包括巴斯夫、住友化學(xué)、信越集團、陶氏化學(xué)等。國內(nèi)較為突出的半導(dǎo)體材料企業(yè)包括浙江金瑞泓科技股份有限公司、南京國盛電子科技有限公司、寧波江豐電子材料股份有限公司、有研億金新材料有限公司等。
技術(shù)創(chuàng)新性：★★★☆☆
產(chǎn)業(yè)影響力：★★★★☆
車用新材
政策壓力催生的高增長
節(jié)能減排是當(dāng)今全球汽車行業(yè)的普遍發(fā)展趨勢。如我國發(fā)布的《中國制造2025》就要求到2020年乘用車（含新能源乘用車）新車整體油耗降至5升/100公里；美國政府則規(guī)定到2025年汽車企業(yè)平均燃油經(jīng)濟性標(biāo)準(zhǔn)須達到每加侖54.5英里（約為每百公里4.32升）。在這些計劃的推動下，近年來各大車企均持續(xù)加強相關(guān)的研發(fā)和應(yīng)用力度。而汽車節(jié)能減排的兩大途徑——車體輕量化和新能源動力歸根結(jié)底都需要依托新材料領(lǐng)域的不斷進步。
在車體輕量化材料方面，高強度鋼、鎂鋁合金、碳復(fù)合材料、長纖維增強材料、低密度PP材料、低VOC綠色環(huán)保材料、免噴涂材料、無鹵阻燃材料等各種新材料都在持續(xù)提升自身性能，并越來越廣泛的應(yīng)用于實際產(chǎn)品。在新能源材料方面，鋰電池較為成熟，相關(guān)的正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜等鋰電池材料也將持續(xù)增長；氫燃料電池的應(yīng)用進程雖然較為滯后，但仍然是一個重要的、不可替代的并行技術(shù)路線，相關(guān)材料有望在未來進入快速增長的軌道，甚至一些機構(gòu)認(rèn)為未來會超過鋰電池的規(guī)模。
據(jù)Frost＆Sullivan分析，全球輕量化汽車材料市場在2017年達到了953.4億美元，鋰電池材料市場則為150億美元。
技術(shù)創(chuàng)新性：★★★★☆
產(chǎn)業(yè)影響力：★★★★★
3D打印材料
3D打印行業(yè)最大的受益者
目前3D打印材料的市場規(guī)模占整個3D打印產(chǎn)業(yè)的37%，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)。據(jù)IDC估計，整個3D打印市場將在今年保持平均22.3%的高速增長，打印材料市場也將同步擴張。
出于對整個3D打印行業(yè)的重視，韓國未來創(chuàng)造科學(xué)部聯(lián)合多家部門共同發(fā)布了《韓國3D打印產(chǎn)業(yè)振興計劃（2017—2019年）》，其中就提到了在材料領(lǐng)域培養(yǎng)全球主導(dǎo)企業(yè)，以及4D融合材料、生物材料、多重復(fù)合型多功能材料等方向的材料研發(fā)。Frost &Sullivan也建議除了現(xiàn)有的聚醚酰亞胺（PEI）、聚芳醚酮（PAEK）、半結(jié)晶熱塑性塑料、碳纖維增強材料以及一些高性能金屬粉末等通用性較強的材料之外，3D打印材料的供應(yīng)商應(yīng)當(dāng)以不同終端行業(yè)的需要為基礎(chǔ)開發(fā)一些新的應(yīng)用導(dǎo)向的打印材料。
據(jù)IDC預(yù)測，到2020年，全球3D打印市場總額將達到289億美元。打印材料市場相應(yīng)的也將達到越100億美元的水平。
技術(shù)創(chuàng)新性：★★★☆☆
產(chǎn)業(yè)影響力：★★☆☆☆
顯示材料
國家戰(zhàn)略推動的歷史性機遇
經(jīng)過近十年的長期持續(xù)、高強度的投入和扶持，我國在新型顯示方面已進入了高速增長的快車道。據(jù)歐陽鐘燦院士預(yù)測，2019年左右中國就將成為全球最大的顯示器（TFT- LCD+AMOLED）生產(chǎn)基地。到2022年，我國的產(chǎn)能將達到2億平方米，比2017年增長一倍。同時產(chǎn)品的水平也在快速追趕日韓等先進國家，10代、10.5代、11代生產(chǎn)線已完工或開始建設(shè)。此外，國際上OLED的材料工藝尚未定型，我國也同樣有發(fā)展機會。但在更上游的材料市場，包括光學(xué)膜、液晶材料、OLED材料、發(fā)光材料等在內(nèi)的顯示材料70%以上依賴進口，我國仍處于大而不強的狀況。
我國正在編制《新型顯示產(chǎn)業(yè)超越發(fā)展三年行動計劃（2018~2020 年）》，預(yù)計顯示材料將是其中關(guān)注的重點之一。今后幾年我國的新型顯示材料產(chǎn)業(yè)兼具旺盛的需求市場和政府的強力支持，將迎來一個重要的發(fā)展機遇期。從歷史上看，日本、臺灣、韓國的電子產(chǎn)業(yè)已驗證了“下游興則上游強，品牌弱則上游弱”的發(fā)展規(guī)律。
在顯示器的整體產(chǎn)值中，光學(xué)膜材料占到了20~30%的份額，液晶和OLED材料占到了15~20%的份額。據(jù)MarketsandMarkets預(yù)測，全球顯示器市場到2022年預(yù)計將達到1691.7億美元。相應(yīng)顯示材料的市場規(guī)模將達到約600~800億美元水平。當(dāng)前主要的液晶生產(chǎn)企業(yè)包括日本JNC、德國Merck和日本DIC。國內(nèi)從事液晶及OLED前端材料的主要企業(yè)包括萬潤股份、永太科技、上�？爹i、瑞聯(lián)新材等。
技術(shù)創(chuàng)新性：★★★★☆
產(chǎn)業(yè)影響力：★★★☆☆