全球新材料結構產(chǎn)值規(guī)模占比 先進基礎材料占比最高

• 洪前進 2023年3月16日 來源：中研網(wǎng) 1469 97
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目前，先進基礎材料為全球最主要的需求產(chǎn)品，2022年其產(chǎn)值占比約為50%。同時，近年來全球對關鍵戰(zhàn)略材料的需求不斷擴大，其產(chǎn)值逐漸與全球先進基礎材料拉近距離，其產(chǎn)值占比由2018年的38.3%上升至2022年的42%。

2020年中國新增半導體材料相關企業(yè)1.2萬家，與去年同期相比，同比增長123.8%。最新數(shù)據(jù)顯示，截至2021年年底，我國新增半導體材料相關企業(yè)2.6萬家。

目前，半導體材料主要包括晶圓制造材料和半導體封裝材料。其中，晶圓制造材料是指在未經(jīng)封裝的晶圓制造環(huán)節(jié)中所應用到的各類材料，主要包括硅片、光刻膠、光刻膠配套試劑、電子氣體、純凈高純試劑、CMP拋光液和濺射靶材等。

近年來，我國半導體硅片市場規(guī)模呈穩(wěn)定上升趨勢。據(jù)統(tǒng)計，2020年中國半導體硅片市場需求為185.2億元。隨著半導體材料的不斷發(fā)展，預計2022年我國半導體硅片市場規(guī)模將超200億元。

從產(chǎn)品價值鏈的角度來看，電子化工材料整體產(chǎn)業(yè)鏈下游的銷售毛利率最高，我國半導體、顯示面板、集成電路、太陽能電池等電子化工材料行業(yè)的主要下游領域的毛利率在30%-40%區(qū)間，毛利率較高。而行業(yè)中游電子化工材料的毛利率區(qū)間相對較大，區(qū)別于不同產(chǎn)品的純度、成色，電子化工材料的毛利率在25%-40%區(qū)間波動。

近年來，我國電子陶瓷市場規(guī)模穩(wěn)定增長，2015年我國電子陶瓷行業(yè)市場規(guī)模約397億元，2019年市場規(guī)模約為641億元。全球電子陶瓷市場主要參與者包括村田、京瓷、德山化工、住友化學、Sakai化學、Ferro、NCI、富士鈦、共立、東邦、TDK、Coorstek、羅杰斯、CeramTec等。從市場格局來看，電子陶瓷一些核心技術掌握在歐美、日韓廠商中，其中，日本在電子陶瓷材料領域中一直以門類最多、產(chǎn)量最大、應用領域最廣、綜合性能最優(yōu)著稱，占據(jù)了世界電子陶瓷市場50%的份額。美國電子陶瓷約占全球市場份額的30%，雖然美國先進陶瓷技術居全球前位，但是其產(chǎn)業(yè)發(fā)展進程慢于日本。歐洲電子陶瓷約占全球份額的10%。

在先進陶瓷工藝中，粉體制備是最核心的技術之一。高純、超細、高性能陶瓷粉體制造技術是制約我國先進電子陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸。全球約65%的電子陶瓷粉被日本企業(yè)壟斷，日本Sakai是全球最大的電子陶瓷粉體材料生產(chǎn)商，全球市場份額約28%，其次是美國Ferro及日本化學NCI，分別占比約28%、14%。國瓷材料、日本FujiTi、日本共立、日本東邦分別占10%，9%，8%和6%左右。

第三代半導體材料便是以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)為代表，它們不僅在電子遷移率(低壓條件下的高頻工作性能)上高于硅材料，還在飽和飄逸速率(高壓條件下的高頻工作性能)強于硅材料，更有著硅材料無法比擬的禁帶寬度(器件的耐壓性能、最高工作溫度與光學性能)，"寬禁帶(Wide Band-Gap，WBG)"也是業(yè)內之所以重視第三代半導體材料的原因，高禁帶寬度的好處是，器件耐高壓、耐高溫，并且功率大、抗輻射、導電性能強、工作速度快、工作損耗低。

國內之所以用"代"這個詞來劃分半導體材料，主要是受到半導體材料的大規(guī)模應用所推動的第三次產(chǎn)業(yè)革命所影響，雖然第三代半導體在高溫、強輻射、大功率等特殊場景中有著非常顯著的優(yōu)勢，但目前硅材料仍占據(jù)市場主導位置，因為硅材料在可靠性和整體性上有著其他半導體材料無法比擬的優(yōu)勢。

圖表：2022年全球新材料結構產(chǎn)值規(guī)模占比情況

資料來源：公開資料整理

根據(jù)中研研究院《2023-2028年中國電子信息新材料行業(yè)市場全面分析及發(fā)展調研報告》分析得知，根據(jù)我國對新材料的定義，新材料可分為先進基礎材料、關鍵戰(zhàn)略材料和前沿先進材料。目前，先進基礎材料為全球最主要的需求產(chǎn)品，2022年其產(chǎn)值占比約為50%。同時，近年來全球對關鍵戰(zhàn)略材料的需求不斷擴大，其產(chǎn)值逐漸與全球先進基礎材料拉近距離，其產(chǎn)值占比由2018年的38.3%上升至2022年的42%。

電子化工材料品種規(guī)格繁多且不斷推陳出新。據(jù)不完全統(tǒng)計，其品種在 2 萬余種以上。各種電子化工材料之間在材料屬性、生產(chǎn)工藝、功能原理、應用領域之間差異較大，產(chǎn)品之間專業(yè)跨度大，單一產(chǎn)品具有高度專用性、應用領域集中等特點。

由于電子化工材料品種多、專業(yè)跨度大、專用性強等原因，單個企業(yè)很難掌握多個跨領域的知識儲備和工藝技術，內部形成了多個子行業(yè)。電子化工材料系多學科結合的綜合性學科領域，要求企業(yè)研發(fā)人員、工程技術人員具備多學科及上下游行業(yè)的知識背景和研究能力，具備較高技術門檻。因此，不同于上游石油化工等基礎化學原材料行業(yè)，精細化工領域的電子化工材料行業(yè)存在市場細分程度高、技術門檻高、細分行業(yè)市場集中度高等特點。

電子化工材料與下游行業(yè)結合緊密，信息通訊、消費電子、新能源等下游行業(yè)日新月異的快速發(fā)展，勢必要求電子化工材料更新?lián)Q代速度不斷加快，企業(yè)科技研發(fā)壓力與日俱增，素有"一代材料、一代產(chǎn)品"之說。

電子化工材料產(chǎn)業(yè)處于"電子化工材料→元器件/部件→整機"產(chǎn)業(yè)鏈的前端，其工藝水平和產(chǎn)品質量直接對元器件/部件的功能和性狀構成重要影響，進而通過產(chǎn)業(yè)傳導影響到終端整機產(chǎn)品的性能。電子化工材料功能的重要性決定了產(chǎn)品附加值較高、質量要求嚴格的特點。下游客戶尤其是重要品牌客戶，對電子化工材料質量和供貨能力要求非常嚴格，其合格供應商的認證標準高、時間長、程序復雜，認證通過后通常會建立長期穩(wěn)定的合作關系。

電子陶瓷具有硬度高、耐磨損、斷裂韌性高等優(yōu)點，廣泛應用于3C電子、機械、光通訊、化工、醫(yī)療、航空、汽車等領域。電子陶瓷在小型化和便攜式電子產(chǎn)品中占有十分重要的地位，近年來，在我國在電子陶瓷材料的研究與產(chǎn)業(yè)化方面有很大發(fā)展，但總體來看，我國的電子陶瓷的發(fā)展水平與發(fā)達國家相比仍存在很大差距，因此，積極進行電子陶瓷的研究開發(fā)具有非常重要的意義。

磷化銦是磷和銦的化合物，是繼鍺、硅(Si)之后的新一代微電子、光電子功能材料，其具有飽和電子漂移速度高、抗輻射能力強、導熱性好、光電轉換效率高、禁帶寬度高等諸多優(yōu)點，被廣泛應用于光通信、光電器件、高頻毫米波器件、光電集成電路集成激光器、光探測器等領域。砷化鎵是砷和鎵的化合物，用砷化鎵制成的半導體器件具有高頻、高溫、低溫性能好、噪聲小、抗輻射能力強等優(yōu)點，主要應用在LED和射頻微波器件PA領域。

據(jù)悉，砷化鎵和磷化銦都屬于第二代半導體材料，其中，砷化鎵憑借高功率密度、低能耗、抗高溫、高發(fā)光效率、抗輻射、高擊穿電壓等特性，被廣泛應用于光通信、高頻毫米波器件、光電器件、光電集成電路集成激光器、光探測器等領域，而磷化銦產(chǎn)品則在射頻、光電子、移動通信、數(shù)據(jù)通信等多項領域的廣泛應用。

國內市場，雖然以碳化硅/氮化鎵為主的第三代化合物半導體已經(jīng)成為研發(fā)主流，但近年來，國內地方政府和相關企業(yè)正在加速第二代化合物半導體材料的研發(fā)。比如，重慶市政府今年3月印發(fā)的《重慶市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展"十四五"規(guī)劃(2021-2025年)》中明確提出，積極發(fā)展化合物半導體，提升砷化鎵、磷化銦等第二代化合物半導體材料制造能力、產(chǎn)能和化合物半導體芯片生產(chǎn)線良品率，發(fā)展激光器芯片、光電器件等產(chǎn)品。

未來，隨著5G通信、可穿戴設備、光通信、人工智能、無人駕駛等領域的發(fā)展，化合物半導體材料市場規(guī)模將逐步擴大，國內相關企業(yè)也將進一步實現(xiàn)突破。

電子化工材料發(fā)展趨勢

(1)高端電子材料仍將保持高速增長態(tài)勢

電子材料是新一代信息技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心，是支撐經(jīng)濟社會發(fā)展的戰(zhàn)略性、基礎性、先導性的產(chǎn)業(yè)。具有產(chǎn)品種類多、技術門檻高、更新?lián)Q代快、專業(yè)性強等特點，廣泛應用于新型顯示、集成電路、太陽能光伏、電子電路板、電子元器件及電子整機、系統(tǒng)產(chǎn)品等領域，其質量和水平直接決定了元器件和整機產(chǎn)品的性能。

當前電子材料特別是半導體材料的發(fā)展應用水平已經(jīng)成為衡量一個國家綜合國力的重要標志之一。我國一直高度重視電子材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從2016年到2019年，工信部等國家相關部委出臺了一系列支持電子材料行業(yè)結構調整、產(chǎn)業(yè)升級以及規(guī)范產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策和法規(guī)。今年，我國又進一步優(yōu)化半導體材料等電子材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的環(huán)境，深化產(chǎn)業(yè)國際合作，提升產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力和發(fā)展質量。

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術興起，以及以5G為首的新基建項目的加速推進，國內電子材料產(chǎn)業(yè)取得了長足的進步，形成了較為完整的產(chǎn)業(yè)體系，產(chǎn)業(yè)規(guī)模穩(wěn)步增長，中高端電子材料產(chǎn)品轉型升級速度加快。2021年，全行業(yè)營收超過7000億元，技術實力持續(xù)提升，顯示用液晶材料、集成電路用光刻膠等取得了突破。近年來，我國半導體材料、覆銅板材料、顯示封裝等產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。半導體材料市場規(guī)模達到了565億元，近幾年年均復合增長率超過7%;覆銅板材料銷售達到了7.14億平方米，同比增長了10%，占全球的80%份額;隨著國內大尺寸液晶面板產(chǎn)能快速釋放，我國大尺寸液晶面板的出貨產(chǎn)能已經(jīng)超過了全球的45%以上。雖然，我國電子材料行業(yè)發(fā)展盡管受到新冠肺炎疫情的沖擊、中美貿(mào)易摩擦的影響，但是未來以大尺寸硅材料、碳化硅、氮化鎵及高頻高速覆銅板為代表的高端電子材料，仍將呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢。

(2)5G、新型顯示為電子材料產(chǎn)業(yè)帶來新機遇

根據(jù)全球移動供應商協(xié)會發(fā)布的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至2021年11月中旬，全球已有49個國家和地區(qū)的122家運營商推出了5G服務，另有129個國家和地區(qū)的407家運營商正在進行5G網(wǎng)絡基礎投資，預計今年年底全球5G商用網(wǎng)絡將達到180張。此外，全球已有多個國家為了提振經(jīng)濟而制定并公布了未來幾年宏大的5G網(wǎng)絡投資計劃?？梢灶A期，在未來的兩三年內，5G移動通信基礎設施建設的步伐將進一步加快。

5G終端日益成熟，產(chǎn)業(yè)鏈向上延伸，技術工藝取得突破，人才聚集，使得電子材料產(chǎn)業(yè)本土化率加速提升。隨著5G的規(guī)模普及，移動終端和基站均對電磁屏蔽與導熱產(chǎn)品產(chǎn)生大量的需求，電磁屏蔽與導熱產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模有望實現(xiàn)成倍增長，潛在市場容量超過120億元。未來，電磁屏蔽材料將向導熱性好、加工工藝簡單、性價比高、適合大批量生產(chǎn)等方向發(fā)展，各種新材料將在電磁屏蔽的創(chuàng)新應用中將得到更多發(fā)展。隨著技術的不斷進步，復合型材料的開發(fā)和工藝的改進，我國的導熱相變材料、導熱硅脂、導熱填充膠和導熱凝膠材料將得到進一步發(fā)展，對導熱石墨膜材料也將提出更多新的要求，如厚度更薄、導熱性更好，以及可加工為3D結構產(chǎn)品或與其他材料結合而形成復合多功能材料等。

顯示材料產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展，已呈現(xiàn)出產(chǎn)品多元、產(chǎn)業(yè)集中、高速迭代等顯著特點。TCL華星光電技術有限公司研發(fā)副總監(jiān)曹蔚然在演講中表示，顯示技術不斷更迭，顯示器件朝著多功能和數(shù)字化方向發(fā)展，大尺寸、高解析度、高色彩飽和度、節(jié)能、高亮度、柔性、透明等逐漸成為技術發(fā)展的主流趨勢，OLED能夠最終實現(xiàn)上述極致性能。

5G、自動駕駛、物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，也為高端片式元件帶來廣闊市場。廣東風華高科技股份有限公司總工程師付振曉在演講中表示，不同手機MLCC的用量不同，越高端的手機用量越大，目前iPhoneX里已經(jīng)超過了1100顆MLCC，一臺電動汽車中MLCC的用量也超過了1萬顆。因此，未來市場對片式需求可期。而片式元件向微型化、薄型化、高性能、高可靠發(fā)展，亦對電子材料提出新挑戰(zhàn)，高端電介質材料、電子漿料等核心材料以及PET膜等關鍵輔材，有待國內材料企業(yè)破局。

(3)上下游緊密合作加速電子材料核心技術攻關

"基礎不牢，地動山搖"。專家表示，要發(fā)展國內電子材料產(chǎn)業(yè)，一定要做好電子信息產(chǎn)業(yè)"十四五"高質量發(fā)展等規(guī)劃，強化頂層設計，明確產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向及重點，堅定不移地推動電子材料產(chǎn)業(yè)向價值鏈的中高端躍進;著力突破高端電子材料產(chǎn)業(yè)化發(fā)展問題，進一步提高電子材料對我國電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎支撐能力和國際競爭力。

為保證產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈的安全穩(wěn)定，要鼓勵電子材料上下游企業(yè)緊密合作，加速關鍵核心技術攻關及產(chǎn)業(yè)化驗證導入。電子材料除了要按照自身規(guī)律發(fā)展以外，和高技術領域及相關行業(yè)的融合發(fā)展非常重要。目前， 國內300毫米的硅片、光刻膠、板材等微納電子材料的技術攻關和產(chǎn)業(yè)化，要加強與用戶，特別是像華為、中芯國際這樣核心的大型企業(yè)的良性互動，切實完善我國電子材料科技創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的生態(tài)環(huán)境。

國內企業(yè)應瞄準國際電子材料前沿技術，做好前端布局，在關鍵領域形成技術優(yōu)勢，掌握話語權。要深入梳理產(chǎn)業(yè)體系，及時更新相關技術路線圖，針對重點領域，加大技術創(chuàng)新，提升產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新力，引導產(chǎn)業(yè)轉型升級。繼續(xù)加強國際交流合作，支持產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)與有關國家和地區(qū)的企業(yè)、科研機構、資本市場等各要素開展全方位的合作，實現(xiàn)互利共贏。

電子陶瓷材料發(fā)展趨勢

(1)器件微型化

隨著移動通信和衛(wèi)星通信的迅速發(fā)展，對器件小型化、微型化的要求越來越迫切，而電子元器件特別是大量使用的以電子陶瓷材料為基礎的各類無源元器件，是實現(xiàn)整機小型化、微型化的主要瓶頸。目前元器件研究開發(fā)的一個重要目標是微型化、小型化，其市場需求也非常大;片式化功能陶瓷元器件占據(jù)了當前電子陶瓷無元器件的主要市場;比如片式電感類器件、片式壓敏電阻、片式多層熱敏電阻、多層壓電陶瓷變壓器等。

(2)技術集成化

多種技術的集成化是電子陶瓷材料制備技術的新發(fā)展趨勢，比如納米陶瓷制備技術及納米級陶瓷原料、快速成形及燒結技術、濕化學合成技術等都為開發(fā)高性能電子陶瓷材料打下了基礎。隨著多功能化、高集成化、全數(shù)字化和低成本方向發(fā)展，很大程度上推動了電子元器件的小型化、功能集成化、片式化和低成本及器件組合化的發(fā)展進程。

(3)功能復合化

在激烈的信息市場的競爭中，單一性能的電子陶瓷器件逐漸失去了競爭力，利用陶瓷、半導體及金屬結合起來的復合電子陶瓷是開發(fā)各種電子元器件的基礎，它是發(fā)展智能材料和機敏材料的有效途徑，同時也為器件與材料的一體化提供重要的技術支持。

(4)產(chǎn)品高頻化

移動通信和遠距離通信技術的快速發(fā)展，對微波陶瓷介質材料及其微波諧振器，微波濾波器、微波電容器等提出了廣闊的市場需求，高頻化是數(shù)字3C產(chǎn)品發(fā)展的必然趨勢。

(5)環(huán)保無害化

近年來，隨著人類社會的可持續(xù)發(fā)展以及環(huán)境保護的需求，發(fā)達國家致力研發(fā)的熱點材料之一就是新型環(huán)境友好的電子陶瓷。例如，壓電陶瓷均含有大量的鉛，制造過程會導致環(huán)境污染，為了減少污染，國內外科研人員開展了無鉛系壓電陶瓷的研究。

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