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超高性能纤维行业分析框架(碳纤维/超高分子量聚乙烯纤维/芳纶纤维)(附74页PPT)
材料汇· 2025-08-29 21:38
高性能纤维行业政策支持 - 碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维被列为三大高性能纤维,国家多部门出台政策支持其发展,包括国务院2015年《中国制造2025》、科技部2017年《"十三五"材料领域科技创新专项规划》、发改委2019年《产业结构调整指导目录》等,明确将其作为关键战略材料和轻质高强新材料重点发展 [3][6] 碳纤维性能特点 - 碳纤维具有超高强度,抗拉强度达3500MPa以上,是钢的7-9倍,弹性模量在230GPa以上,密度仅为钢的1/4,铝合金的1/2,比强度比钢大16倍,比铝合金大12倍,耐超高温在非氧化气氛下可达2000℃,耐低温在-180℃仍保持弹性,耐酸、防油、耐腐蚀性能超过黄金和铂金 [8] - 日本东丽主要产品牌号力学性能优异,如T300拉伸强度3530MPa,T700S达4900MPa,T1000G达6370MPa,T1100G达7000MPa,高模型M55J模量达540GPa [9] - 碳纤维含碳量高于90%,具备导电、导热、耐腐蚀等不可替代性能,是目前已大量生产的高性能纤维中比强度和比模量最高的纤维 [10] 碳纤维分类与生产工艺 - 按原丝种类分为PAN基(占90%以上)、沥青基和粘胶基碳纤维,按力学性能分为高强型、高强中模型、高模型和高强高模型,按丝束规格分为小丝束(<24K)和大丝束(≥24K),小丝束用于航空航天等高科技领域,大丝束用于基础工业和民用领域 [10][11] - 原丝制备工艺按溶剂分DMSO、DMAC、NaSCN等,按聚合工艺分一步法和两步法,按纺丝工艺分湿法和干喷湿纺法,干喷湿纺法可实现高速纺丝,原丝表面平整光滑,强度较高 [11][21][30] - 碳纤维生产流程包括从丙烯腈聚合纺丝得到PAN原丝,再经预氧化、碳化(1000-3000℃)得到碳纤维,最后经表面处理制成织物、预浸料或复合材料 [17][19][23] 全球碳纤维供需格局 - 2021年全球碳纤维运行产能17.2万吨,同比增长20.76%,中国产能6.34万吨占比31%,超过美国成为最大产能地区,东丽+卓尔泰克产能5.75万吨居首,吉林化纤1.6万吨、赫氏1.6万吨紧随其后 [37][39] - 2021年全球碳纤维需求11.8万吨,同比增长10.4%,风电叶片领域需求3.3万吨占比28%,体育休闲1.85万吨占比16%,航空航天1.65万吨占比14%,压力容器和碳碳复材需求增长显著 [52][56] - 2021年中国碳纤维需求62,379吨,同比增长27.7%,进口量33,129吨占比53.1%,国产供应29,250吨占比46.9%,风电叶片需求22,500吨占比36%,体育休闲17,500吨占比28% [58][64] 中国碳纤维产能扩张 - 2021年中国碳纤维产能6.34万吨,同比增长75.14%,吉林化纤产能1.6万吨居首,中复神鹰1.15万吨次之,预计2023年产能达15.3万吨,2025年达26.0万吨,2020-2025年复合增长率56% [44][45][46] - 原丝产能2020年4.96万吨,预计2025年达54.86万吨,复合增长率56%,吉林碳谷为原丝龙头,产能全国首位,其他企业原丝多配套自用 [48][49][50] - 丙烯腈作为原丝主要原材料,2021年中国产能315.9万吨,产量261万吨,利用率超80%,2021年起出口量21.0万吨超过进口量20.4万吨,2022-2024年新建产能164万吨占现有产能51.9% [29][31][34] 碳纤维应用领域分析 - 风电叶片为最大应用领域,2021年全球需求3.3万吨,中国需求22,500吨,占比全球66.7%,风机大型化趋势推动碳纤维需求,预计2025年全球需求达9.3万吨 [52][64][71] - 压力容器领域2021年全球需求1.1万吨,主要受益于氢气瓶应用,预计2025年达2.19万吨,IV型储氢瓶较III型成本低7%-11%,推动大丝束碳纤维需求增长 [56][83] - 航空航天领域2021年全球需求1.65万吨,主要使用3K、6K、12K小丝束,预计2025年需求2.63万吨,体育休闲领域2021年全球需求1.85万吨,中国需求17,500吨占比94.8% [56][64][88] - 汽车轻量化领域2021年全球需求9,600吨,预计2025年达1.8万吨,碳纤维减重效果显著,提升新能源汽车续航里程 [56][94] 碳纤维生产工艺进展 - 拉挤工艺用于风电叶片大梁生产,效率高、质量稳定,VESTAS采用拉挤梁片标准件组装工艺,提高纤维体积含量,减轻重量,降低成本 [99][101] - 真空灌注工艺生产复合材料部件,空隙率低,表面质量好,适合中等批量生产,但材料浪费较大,不适合大批量 [103][105] - 预浸料生产工艺分热熔法和溶剂法,热熔法树脂含量控制容易,无溶剂残留,但树脂粘度高易导致纤维变形,溶剂法成本低但溶剂残留影响强度 [93][95] 超高分子量聚乙烯性能与应用 - 超高分子量聚乙烯(UHMWPE)分子量高,耐磨性居塑料之首,比碳钢、黄铜更耐磨,摩擦系数低,抗冲击性能为工程塑料最高,比聚碳酸酯高3-5倍,拉伸强度3-3.5GPa,模量100-125GPa [106] - UHMWPE耐化学药品性优良,吸水率最低仅0.01%,耐低温性能好,使用温度可达-269℃,应用于人工关节、润滑材料、防护装备等领域 [106][107]
技术主权与产能博弈:2025年全球晶圆厂格局重构(附国内产能清单)
材料汇· 2025-08-29 21:38
全球半导体产能格局 - 全球半导体月产能达3360万片(200mm当量),年增长率6.6% [2] - 7nm及以下先进制程年增长率16%,月产能220万片;50nm以上成熟制程年增长率5%,月产能1400万片 [2][3] - 产能结构性失衡由地缘政治博弈、技术路线分化与市场需求变迁共同驱动 [2] 先进制程竞争态势 - 台积电2nm(N2)制程2025年下半年量产,月产能5万片,采用GAA结构,晶体管密度较3nm提升20%,功耗降低15% [6] - 三星3nm GAA工艺良率超80%,月产能3万片,获得特斯拉165亿美元AI芯片订单;2nm制程性能较3nm提升12%,能效提高25% [6] - 英特尔18A制程采用Power Via背面供电技术,月产能1.5万片,晶体管密度提升20%,通过封装创新缩小芯片面积40% [7] - 技术路线差异:台积电FinFET到GAA平稳过渡,三星全GAA架构,英特尔以封装创新弥补制程差距 [7] 成熟制程市场格局 - 全球8nm至45nm成熟制程月产能超1500万片,中国大陆厂商崛起重塑市场 [9] - 中芯国际28nm月产能5万片,14nm月产能3万片,良率90%,承接MCU、CIS芯片订单 [9] - 联电季度产能128万片12吋约当晶圆,22nm/28nm占比35%,产能利用率66%-69% [9] - 格罗方德12英寸年产能超120万片,聚焦14nm、12nm及22FDX工艺,区域化布局规避产能过剩风险 [10] - 中国大陆晶圆产能同比增长14%至449万片/月,12寸成熟制程年均增速27%,2027年全球份额预计达47% [11] 传统制程需求稳定 - 50nm以上传统制程月产能1400万片,主要分布在8英寸晶圆厂,满足汽车、工业控制需求 [13] - 世界先进年产能345万片8英寸晶圆,生产90nm-180nm驱动IC和功率器件 [13] - 美光科技月产能18K片,采用90nm-14nm工艺生产DRAM和NAND闪存 [13] 中国大陆晶圆厂产能分布 - 中芯国际月产能19.8万片,覆盖14nm-250nm制程,良率14nm达95%、28nm达92% [18] - 华虹半导体月产能15.4万片,聚焦BCD工艺、功率器件及28nm-65nm制程 [20] - 长江存储月产能12万片,生产128层QLC、232层TLC NAND,良率88% [21] - 长鑫存储月产能11万片,生产19nm LPDDR5及25nm DDR4,LPDDR5占比超60% [23] - 区域产能集群:长三角91.7万片/月(占比42.1%),环渤海49万片/月(22.6%),中西部40.4万片/月(18.6%),珠三角23.3万片/月(10.7%),东南沿海18.9万片/月(8.7%) [45] 制程技术梯队与应用 - 先进制程(14nm及以下)月产能16.7万片,占比7.2%,应用于高端SoC、AI服务器 [53] - 成熟核心制程(28nm-65nm)月产能72.6万片,占比31.5%,服务于车规MCU、CIS传感器 [53] - 成熟中低制程(90nm-180nm)月产能79.5万片,占比34.5%,用于电源管理IC、显示驱动 [53] - 存储专项制程月产能57万片,占比24.7%,覆盖NAND/DRAM生产 [53] 地缘政治与产能区域化 - 2025年全球启动18座新晶圆厂建设,北美和日本各4座,中国大陆、欧洲&中东各3座 [39] - "Local for Local"模式兴起:英特尔美国工厂满足本土AI需求,台积电日本工厂生产汽车芯片,中芯国际承接国内转单 [39] - 代工产业营收达1638.55亿美元,较疫情前翻倍增长 [39] 技术路线与市场竞争 - 台积电通过"先进制程+CoWoS封装"组合锁定高端市场,3nm及以下产能90%被苹果、英伟达包圆 [40] - 三星以"3nm GAA稳量产+2nm技术期货"策略争夺新客户 [40] - 成熟制程价格战开启,40-90nm节点价格年降5-8% [40]
2025晶圆代工产业格局、技术突破与中国力量
材料汇· 2025-08-28 23:29
晶圆代工行业概述 - 晶圆代工是半导体产业中专门从事晶圆制造生产而不涉及设计的核心环节,接受集成电路设计公司委托制造[1][14] - 产业链上游包括半导体材料、设备及设计服务,中游为晶圆代工加工服务,下游为封装测试及消费电子、半导体、光伏电池等终端应用领域[1][18] - 制造工艺分为先进逻辑工艺(侧重线宽缩小)和特色工艺(优化器件结构),按制程可分为14nm以下的先进制程和28nm及以上的成熟制程[1][22][27] 行业发展优势与挑战 - 国产化趋势明显,国内企业技术提升和政策扶持推动市场份额增长[37] - AI、HPC和汽车电子等领域需求驱动增长,推动先进制程研发和成熟制程稳定应用[38] - 面临地缘政治不稳定、龙头先发优势显著、关键材料依赖(如日本信越化学和JSR占全球光刻胶市场72%)及良率问题等挑战[42] 产业市场现状 - 半导体销售额与费城半导体指数反映行业处于景气周期,费城半导体指数通常领先销售额1-2个季度[44] - 全球晶圆厂产能持续增长,从2024年3150万片/月(8英寸当量)增至2025年3370万片/月,增长率分别为6%和7%[3][47] - 全球半导体销售额2025-2030年预计以9% CAGR增长,2030年总额超1万亿美元,服务器、数据中心与存储领域受益AI发展,预计18% CAGR增长至3610亿美元[4][50] - 竞争格局呈现"一超多强",台积电占60%市场份额,中芯国际2024Q1市场份额提升至6%排名第三[54][56] - 成熟制程到2027年中国大陆以47%份额主导,先进制程中国台湾以71%份额主导[52] 中国大陆主要参与企业 - 中芯国际是世界领先的集成电路晶圆代工企业之一,中国大陆集成电路制造业领导者,2024年营业收入577.96亿元,同比增长27%[5][60][62] - 华虹半导体是全球领先的特色工艺晶圆代工企业,特色工艺平台覆盖最全面,2024年营业收入143.88亿元[5][64][65] - 晶合集成2022年液晶面板驱动芯片代工领域全球市占第一,2024年营收92.49亿元,同比增长27.69%[8][67] - 芯联集成聚焦功率器件、MEMS、BCD、MCU四类技术平台,AI领域成为新增长点,2024年营收65.09亿元[9][69][70] 技术发展趋势 - 全球产能持续扩张,市场份额向头部企业集中,台积电2025Q1占晶圆代工2.0市场35.3%份额[79] - 3nm/2nm工艺主导高端市场,台积电3nm收入占比从2024Q1的9%增长至2025Q1的22%,2nm计划2025年下半年量产[87][93] - 先进制程需求激增,成熟制程竞争加剧,价格承压[91] - 2nm工艺基于GAAFET架构,相比N3E工艺性能提升10%-15%,功耗降低25%-30%,晶体管密度超3亿个/平方毫米[93] - 封装与制程协同发展,CoWoS等先进封装技术成为创新关键推动因素[96]
为何需要先进封装?为何需要面板级封装?为何在高端市场基板如此重要?
材料汇· 2025-08-27 20:52
先进封装市场概览 - 2024年封装市场整体同比增长16%至1055亿美元,其中先进封装市场同比增长20.6%至513亿美元,占比接近50% [2][14] - 预计2030年封装市场整体规模达1609亿美元,先进封装规模增长至911亿美元,2024-2030年复合增长率10% [2][14] - 高端市场份额预计从2023年8%提升至2029年33%,受生成式AI、边缘计算及智能驾驶ADAS需求驱动 [2][16] 先进封装驱动因素 - 摩尔定律物理极限推动行业转向系统级封装工艺,以更低成本实现更高性能 [3][30] - 下游多样化功能需求促使芯片间互连密度提升,需高效解决GPU与显存、PCB与芯片线宽/线距差异问题 [3][30] - 先进封装核心在于提升I/O密度和缩小凸点间距,当前技术可实现单位平方毫米超18个I/O及1μm线宽/线距 [30] 面板级封装(PLP)优势 - PLP具更高成本效益、设计灵活性及更优热/电性能,采用厚铜RDL层支持高电流密度并消除引线框架需求 [4][57] - 2024年传统封装市场规模542亿美元,预计2030年达698亿美元,PLP替代空间广阔 [4] - 晶圆级封装(WLCSP)及2.5D有机中介层市场2024年合计39亿美元,预计2030年达84亿美元,PLP成本优势可能替代该市场 [4][57] 基板在高端市场的重要性 - 基板核心功能包括传输、散热、保护及功能集成,其中低损耗传输是持续封装摩尔定律的关键 [5][69] - 当前RDL布线需满足10μm甚至2μm线宽/线距,高端HDI Board仅能实现25-50μm,无法满足芯片互连需求 [5][69] - 基板匹配芯片I/O密度提升需求,支持移动设备、5G、数据中心、HPC等应用的高密度互连分辨率 [5][69] COWOP技术定位 - COWOP并非去基板,而是模糊PCB与基板定义,需将基板功能转移至PCB,基板技术材料仍通用 [6] - 实现COWOP需寻找高密度I/O材料使PCB匹配硅中介层线宽/线距及I/O节距,PCB可能走向类基板定位 [6] - 传统PCB使用基板材料可实现IC直接封装至PCB,COWOP与基板不冲突,基板工艺或运用于PCB [6] 技术发展动态 - 台积电CoWoS产能2024Q4达3.5万片/月(12英寸),预计2025Q4提升至7万片/月,驱动高端算力芯片封装需求 [14] - 玻璃基板(GCS)在物理性能(CTE)、电气性能(Dk/Df)和热性能全面优于ABF基板,适合AI/GPU等高端应用 [76] - 全球先进IC基板市场预计2030年达310亿美元,2024年有机先进IC基板市场同比增长1%至142亿美元 [86] 国内产业布局 - 中国PLP封装厂商包括奕成科技(已量产)、华润微(量产)、华天科技(验证阶段)、深南电路等,目标市场覆盖xPU/Chiplets及功率IC [56] - 2021-2022年全球IC基板投资155亿美元,中国企业占比46%达72亿美元,兴森科技(15.71亿)、深南电路(12.62亿)投资额领先 [92] - 高端IC基板市场份额前三为欣兴电子(17%)、IBIDEN(10%)、NYPCB(10%),国产替代空间显著 [92]
工信部:生物医用材料创新任务揭榜挂帅(第二批)入围揭榜单位名单
材料汇· 2025-08-27 20:52
工信部生物医用材料创新任务揭榜挂帅第二批入围单位公示 - 工信部于2025年8月26日发布《生物医用材料创新任务揭榜挂帅(第二批)入围揭榜单位公示》[2] 高分子材料方向 - 主要材料包括聚对苯二甲酸乙二酯、磷酰胆碱基聚合物、高纯度丙烯酸酯单体、高透氧性硅氧烷、树枝状光感智能材料、抗血栓新材料ε-赖氨酸基聚合物、细胞因子胆红素吸附树脂、嵌段聚醚酰胺树脂、非邻苯类增塑剂、异丁烯基聚合物、丝素蛋白、聚酯-聚乙二醇共聚物、纳米光固化复合树脂、微纳米纤维复合材料、聚醚酮酮、多酚型聚乙烯、聚甲醛、高端聚丙烯、高活性修复新材料等19类材料[3] - 聚对苯二甲酸乙二酯入围单位包括中国石化仪征化纤有限责任公司(江苏省)、威海威高采血耗材有限公司(山东省)、江苏新视界先进功能纤维创新中心有限公司(江苏省)[4] - 磷酰胆碱基聚合物入围单位包括江苏百赛飞生物科技有限公司(江苏省)、北京新尖科技有限公司(北京市)、江苏奥洁生物科技有限公司(江苏省)[4] - 高纯度丙烯酸酯单体入围单位包括厦门当盛新材料有限公司(福建省)、河南赛美视生物科技有限公司(河南省)、嘉兴市京吟生物科技有限公司(浙江省)[4] - 高透氧性硅氧烷入围单位包括爱生华(苏州)光学有限公司(江苏省)、埃肯有机硅(上海)有限公司(上海市)、苏州朗目医疗科技有限公司(江苏省)[4] - 树枝状光感智能材料入围单位为杭州矩正医疗科技有限公司(浙江省)[4] - 抗血栓新材料ε-赖氨酸基聚合物入围单位包括博慧(浙江)生物技术有限责任公司(浙江省)、江苏百赛飞生物科技有限公司(江苏省)[4] - 细胞因子胆红素吸附树脂入围单位包括健帆生物科技集团股份有限公司(广东省)、江苏关怀医疗科技(集团)有限公司(江苏省)、重庆天外天生物技术有限公司(重庆市)[4] - 嵌段聚醚酰胺树脂入围单位包括深圳聚环科技有限公司(广东省)、河南先宁新材料科技研究院有限公司(河南省)、海望医疗技术(苏州)有限公司(江苏省)[4] - 非邻苯类增塑剂入围单位包括青岛海尔生物医疗股份有限公司(山东省)、北京市化学工业研究院有限责任公司(北京市)[5] - 异丁烯基聚合物入围单位包括上海心岭美迪医疗科技有限公司(上海市)、西安眼得乐医疗科技有限公司(陕西省)、成都米戈思医疗技术有限公司(四川省)[5] - 丝素蛋白入围单位包括江西丝科生物科技有限公司(江西省)、苏州大学(江苏省)、合肥启灏医疗科技有限公司(安徽省)[5] - 聚酯-聚乙二醇共聚物入围单位包括宁波宝亭生物科技有限公司(浙江省)、上海其胜生物制剂有限公司(上海市)、山东谷雨春生物科技有限公司(山东省)[5] - 纳米光固化复合树脂入围单位包括北京大学口腔医院(北京市)、吉林省登泰克牙科材料有限公司(吉林省)、苏州信和隆医疗器械有限公司(江苏省)[5] - 微纳米纤维复合材料入围单位包括北京汇福康科技有限公司(北京市)、沛嘉医疗科技(苏州)有限公司(江苏省)、杭州印生医疗科技有限公司(浙江省)[6] - 聚醚酮酮入围单位包括北京邦塞科技有限公司(北京市)、浙江湃氪新材料科技有限公司(浙江省)[6] - 多酚型聚乙烯入围单位为中奥汇成(上海)科技有限责任公司(上海市)[6] - 聚甲醛入围单位为重庆云天化天聚新材料有限公司(重庆市)[6] - 高端聚丙烯入围单位包括山东威高集团医用高分子制品股份有限公司(山东省)、湖北兵兵药业(集团)有限公司(湖北省)[6] - 高活性修复新材料入围单位包括纳通生物科技(北京)有限公司(北京市)、浙江科惠医疗器械股份有限公司(浙江省)、合肥启灏医疗科技有限公司(安徽省)[6] 金属材料方向 - 主要材料包括超细晶钛棒丝材、多孔钽、锆铌合金、高端不锈钢丝材、全显影医用植入级镍钛-铂金复合材料、无镍高氮合金、镍钴铬钼合金丝材、钼铼合金管材等8类材料[8] - 超细晶钛棒丝材入围单位包括宝鸡鑫诺特材股份有限公司(陕西省)、西北有色金属宝鸡创新研究院(陕西省)、深圳市世格赛思医疗科技有限公司(广东省)、广州赛隆增材制造有限责任公司(广东省)[9] - 多孔钽入围单位包括宁夏东方钽业股份有限公司(宁夏回族自治区)、纳通生物科技(北京)有限公司(北京市)[9] - 锆铌合金入围单位包括嘉思特医疗器材(天津)股份有限公司(天津市)、优适医疗科技(苏州)有限公司(江苏省)、大博医疗科技股份有限公司(福建省)[9] - 包银合金靶材入围单位包括中国人民解放军空军军医大学第二附属医院(陕西省)、北京华锂生物科技开发有限公司(北京市)[9] - 高端不锈钢丝材入围单位包括南通普创医疗科技有限公司(江苏省)、西北有色金属宝鸡创新研究院(陕西省)、长三角物理研究中心有限公司(江苏省)[9] - 全显影医用植入级镍钛-铂金复合材料入围单位包括上海善迪医疗科技有限公司(上海市)、南京圣德医疗科技有限公司(江苏省)、有研亿金新材料有限公司(北京市)[9] - 无镍高氮合金入围单位为中科益安医疗科技(北京)股份有限公司(北京市)[9] - 镍钴铬钼合金丝材入围单位为成都纽创医疗器械有限公司(四川省)[9] - 钼铼合金管材入围单位包括浙江德康医疗器械有限公司(浙江省)、株洲徕因高温超硬精密制造有限公司(湖南省)、上海翰凌医疗器械有限公司(上海市)[9] 无机非金属材料方向 - 主要材料包括可降解半水硫酸钙、硫酸钙、氮化硅陶瓷、3D打印氧化锆陶瓷墨水、纳米羟基磷灰石、无机非金属涂层材料、胶原/磷酸钙复合材料等7类材料[10] - 可降解半水硫酸钙入围单位包括中鼎凯瑞科技成都有限公司(四川省)、奥精医疗科技股份有限公司(北京市)[11] - 硫酸钙入围单位为北京邦塞科技有限公司(北京市)[11] - 氮化硅陶瓷入围单位包括中国人民解放军总医院第四医学中心(北京市)、衡阳凯新特种材料科技有限公司(湖南省)[11] - 3D打印氧化锆陶瓷墨水入围单位包括杭州泰利斯医疗科技有限公司(浙江省)、合肥博雅迈特生物材料有限公司(安徽省)、山东国瓷功能材料股份有限公司(山东省)[11] - 纳米羟基磷灰石入围单位包括苏州鼎安科技有限公司(江苏省)、常州集硕医疗器械有限公司(江苏省)、武汉亚洲生物材料有限公司(湖北省)[11] - 无机非金属涂层材料入围单位包括苏州奥芮济医疗科技有限公司(江苏省)、大博医疗科技股份有限公司(福建省)、苏州英诺科医疗科技有限公司(江苏省)[11] - 胶原/磷酸钙复合材料入围单位包括上海贝奥路生物材料有限公司(上海市)、爱美客技术发展股份有限公司(北京市)、武汉必盈生物科技股份有限公司(湖北省)[11]
高性能膜材料产业图谱:谁说中国造不出好膜?这些企业正在改写全球格局
材料汇· 2025-08-26 20:43
高性能膜材料行业概况 - 高性能膜材料是新型高效分离技术的核心材料,具有节约能源和环境友好特征,在解决水资源、能源、环境问题和传统产业升级中发挥战略性作用 [8] - 膜材料年增长速度约15%,2019年膜产业规模近2000亿元,水处理膜已成熟,特种分离膜和气体分离膜处于高速增长期 [11] - 膜材料根据功能可分为分离膜、识别膜、反应膜、能量转化膜和电子功能膜,其中分离膜应用最广泛 [11] 高性能分离膜 - 分离膜具有选择性透过功能,可浓缩和分离纯化特定物质,是高效分离技术的核心材料 [15] - 中国膜产品结构中反渗透膜和纳滤膜占50%,超滤膜、微滤膜及电渗析膜各占10% [20] - 膜产业总产值预计2025年达5000亿元,2027年达5800亿元,2022-2027年复合增长率约10% [20] - 分离膜产业链中上游价值贡献占比53%,中游工程设计制造占比37%,下游运营维护占比10% [21] - 全球竞争格局中,美国代表企业有陶氏、科氏,日本有日东电工、东丽,欧洲有苏伊士环境集团等 [27] 光学膜 - 光学膜广泛应用于精密设备、显示器及日常生活,利用光波透射、反射、吸收等反应达到各种光学效果 [24] - 2016年中国光学膜产量7.22亿平方米,2021年增至8.41亿平方米,市场规模309.03亿元,2022年约327.23亿元 [37] - 光学膜分类包括增亮膜、扩散膜、反射膜、遮光膜、滤光片、偏光片等,主要用于LCD背光模组和液晶面板 [28][29] - 国内主要生产企业有双星新材、康得新、长阳科技、东材科技等,日本有住友化学、东丽杜邦,韩国有SKC、LGE [40][41] 新能源膜材 - 锂电隔膜需求量随电动汽车、电子产品市场快速增长,2022年中国锂离子电池隔膜出货量同比增长65.3%达133.2亿平米 [47] - 湿法隔膜出货量104.8亿平米,干法隔膜28.4亿平米,上海恩捷市场份额近40%,星源材质排名第二 [47] - 铝塑膜是软包装锂电池封装关键材料,占电池成本18%,预计2022年中国市场规模57亿元,2025年达89亿元 [53] - 光伏胶膜包括EVA和POE胶膜,用于粘结、透光、保护电池片,福斯特占据近50%市场份额,行业呈"一超多强"格局 [68] 质子交换膜 - 质子交换膜是新能源领域关键材料,应用于电解水制氢、燃料电池及液流电池,需具备高质子导电率、化学稳定性等性能 [72] - 2022-2025年质子交换膜需求量预计达35.6万、86.7万、169.1万、314.7万平米,2025年市场规模有望达47亿元 [77] - 国内企业东岳市场份额达9%,国产化率逐步提升,东岳未来氢能、浙江汉丞、科润新材料等积极扩产 [82][83] 特种功能膜 - 特种光学聚酯膜用于电子元器件、电器绝缘等高端领域,2021年中国聚酯薄膜产量282万吨,市场规模354.2亿元 [95] - 聚酰亚胺膜是高性能绝缘材料,2021年全球市场规模约22亿美元,中国市场规模超72亿元,高端产品依赖进口 [104][105] - LCP薄膜适合5G高频应用,但工艺复杂良品率低,全球产能集中在金发科技、普利特、沃特股份等企业 [112][113] - PTFE薄膜介电性能优异,适合高频线路板,2022年全球市场规模81亿元,预计2029年达110亿元 [119] - PPS和PEEK薄膜在5G领域有替代潜力,PPS薄膜全球主要生产商有东丽、宝理,PEEK薄膜威格斯占全球64.28%市场份额 [125][126]
专家报告:5G通讯用低介电材料研究开发(附52页PPT)
材料汇· 2025-08-25 21:17
5G通信技术特点与需求 - 5G技术使用高频电磁波提高传输容量和速率 解决低频通信无法满足海量数据实时传输的问题 [4][5] - 5G具备大数据容量 高传输速率和低时延特性 支持智慧城市 智能驾驶 虚拟增强现实和远程医疗等应用 [6][7] - 信号传输损耗与介电性能相关 传输损耗公式为L = K × (f/C) × Df × √Dk 高频通信要求材料具有更低介电常数和介电损耗因子 [7] 高频电路基材性能要求 - 电路基材需具备低介电常数(Dk<3)和低介电损耗(Df<0.005) 以减少信号衰减 [7][8] - 高热导率需求源于设备功率密度高达1000W/cm² 无铅回流工艺温度达260℃ [8] - 材料需要良好尺寸稳定性 耐溶剂性和耐热性 热膨胀系数需与铜箔匹配(CTE约70ppm/℃) [8][10] 热固性聚苯醚材料研究 - 通过侧基接枝三氟甲基和烯丙基基团实现交联 三氟甲基功能单体通过双酚AF与烯丙基溴反应制备 [12][14] - PPO-Allyl-F在250℃固化105分钟后双键转化率达92% 固化反应为一级反应 [17][18] - 含6.4%三氟甲基的固化材料介电常数达2.67(10GHz) 介电损耗为0.0063 显著优于对照组PPO-Allyl的2.78和0.0077 [22] 烃基改性聚苯醚性能 - PPO-vinyl固化后交联度最高 热膨胀系数最低 CTE为61.9ppm/℃ [21][35] - PPO-vinyl介电性能最优(Dk=2.53, Df=0.00232) PPO-hexene因柔性链段旋转导致损耗最高(Df=0.00335) [38] - 芳香烃改性材料(PPO-ph, PPO-naphth)未形成交联结构 但刚性环提升尺寸稳定性 [34][36] 氮化硼复合材料开发 - 选用氮化硼作为填料 其面内热导率达751W/(m·K) 介电常数4-5 损耗0.0002 [42][57] - 通过多巴胺沉积和硅烷偶联剂接枝实现表面改性 改性剂含量达1.87% [51][53] - 50wt% m-BN-2/PPO-vinyl复合材料面内热导率达2.1W/(m·K) 较未改性体系提升27% [54][57] 电路基板应用性能 - 20wt% m-BN/PPO-vinyl/GF基板弯曲强度最大 更高填充导致界面缺陷使性能下降 [63] - Z轴热膨胀系数最低达30.2ppm/℃ X轴主要受玻纤布抑制稳定在9-12ppm/℃ [66] - 基板综合性能优异:热导率0.61W/(m·K) Dk=3.06 Df=0.003 吸水率0.06% 288℃耐热超过120分钟 [72]
投资者指南:科技自主浪潮下,如何布局通信与硬科技核心赛道?(附111页PPT)
材料汇· 2025-08-25 21:17
科技博弈:中国科技的全链前进 - 美国自2018年起将中国部分企业及机构纳入出口管制黑名单,截至2023年10月共发布32次涉华黑名单,包括586家企业、117家科研机构、9所高校和19个国家机关 [8] - 美国对华半导体出口管制在2023年10月和2024年3月升级,限制AI芯片和半导体制造设备出口,但中国在光刻机技术取得突破,工信部官宣国产光刻机参数达到300mm晶圆和248nm波长 [4][8][35] - 华为自研AI芯片昇腾910B半精度算力达320TFLOPS,整数精度算力达640TOPS,功耗310W,性能超越英伟达A100 GPU 20% [35] - 苹果产业链向印度转移过程不顺利,部分产能转回中国,显示产业链地域转移策略受挫 [8] 投资策略:点燃自主科技树,0-1提供高弹性 - 基金重仓通信行业占比在24Q3达4.1%,同比增长1.09个百分点,前三大重仓股为中际旭创、新易盛和中国移动 [5] - 通信行业24年前三季度营收同比增长4%,归母净利润增8%,扣非净利润增6%,光模块和AIDC板块受益AI需求提升 [5] - 政策端支持并购重组,24年通信行业并购事件40件,重大重组1件,23年分别为63件和3件,"科八条"和"并购六条"聚焦科技和新质生产力 [9][13] - 国央企市值管理驱动并购重组,国资委和证监会强调国企市值管理,关注行业龙头和破净地方国企 [13] 投资机会:产业链边际变化,硬科技投资机会 - 卫星互联网领域,中国规划年产1000+卫星,航天五院产能200颗/年,银河航天向300-500颗/年迈进,上海垣信G60星链工厂设计产能300颗/年 [141][143] - 算力规模持续增长,2024年9月中国总算力达246 EFLOPs,IDC数据显示24H1液冷服务器市场规模12.6亿美元,同比增98.3% [50][54][110] - 华为昇腾910C芯片初步订单超7万片,价值约20亿美元,国产算力生态发展50多家APN伙伴和20多个原生大模型 [54][60] - 数据交易市场规模2022年达876.8亿元,占全球13.4%,预计2021-2025E CAGR为34.9%,2025-2030E CAGR为20.3% [122][125] 国产算力发展 - 中国电信2024年服务器集采国产化比例达67.5%,2020年仅为20%,显示国产化进程加速 [60] - 三大运营商资本开支向算力倾斜,中国电信24H1产业数字化占比34%,智算算力新增10 EFLOPs [56][58] - 昇腾AI生态培养30多万学生,代码提交9.5万次,支撑100+高性能算子开发 [60] - 液冷技术降低PUE,阿里云水冷液冷PUE达1.09,华为乌兰察布数据中心年均PUE低至1.15 [110] 卫星互联网进展 - 可回收火箭发展,蓝箭航天朱雀二号和星际荣耀双曲线二号验证成功,预计2025年实现首飞 [155] - 中国拥有酒泉、太原、西昌3个路基发射工位和海南文昌4个工位,其中1、2号工位即将商用 [157] - 卫星互联网组成包括空间段、地面段和用户段,相控阵天线是低轨通信卫星核心,T/R组件为关键部件 [160][162] - 手机直连卫星技术进展,SpaceX与T-mobile合作测试DTC,速率达15.6-17.2Mbps [179][180] 政策与资金支持 - 中央经济工作会议将"新质生产力"写入政策,2024年发行1万亿元超长期特别国债支持国家重大战略 [19][22] - 重庆成立1000亿元空天信息产业基金群,支持卫星互联网建设 [23] - 证监会发布"科八条"和"并购六条",支持科创板企业并购和向新质生产力转型 [13][19] - 上海、北京、成都、重庆发布空天产业行动计划,上海目标2025年空间信息产业规模突破2000亿元 [29]
显示材料全景图:从LCD到柔性屏的国产化机遇与挑战
材料汇· 2025-08-24 22:36
显示技术双主流格局 - TFT-LCD占据全球40%市场份额,优势为低成本、长寿命、高分辨率,关键材料包括玻璃基板、偏光片及靶材,其中70%依赖进口 [7][11] - OLED成为中小尺寸高端屏首选技术,驱动因素包括优异色彩表现、低功耗及快响应速度,未来有望替代LCD [7][11] - 新型显示产业发展态势包括TFT-LCD市场地位提升、OLED面板材料快速增长、关键材料本土配套能力增强及产线建设投融资高涨 [11] 高端材料国产化挑战 - 液晶及OLED发光材料90%以上被日韩德企业垄断,核心企业包括出光兴产、默克、UDC、陶氏杜邦等 [7][19] - 玻璃基板及柔性玻璃技术由康宁、肖特等公司掌控8.5代以上技术,国内8.5代以上高世代玻璃基板90%市场份额依赖进口 [7][57] - 靶材、光刻胶、掩模板等高纯制备技术被奥地利、德国、日本封锁,偏光片上游TAC和PVA基膜由日企垄断供应 [7][58][61] - PI膜全部依赖进口,美国杜邦、日本宇部主导供应,OCA胶市场超80%份额由美国3M、德国德莎及日韩台企业占据 [7][62] 未来显示技术发展趋势 - 量子点(QLED)显示方向为无镉无铅材料,钙钛矿量子点需攻克稳定性瓶颈,当前CdSe核壳量子点发光半峰宽小于30nm,量子产率超90% [42][43] - Micro-LED需突破巨量转移技术及GaN外延材料,电致变色(EC)显示具备节能护眼优势,但有机材料成膜能力不足 [7][44][46] - 二维材料应用包括石墨烯透明电极(电阻约300Ω·sq⁻¹)、MoS₂晶体管(载流子迁移率约200cm²·V⁻¹·s⁻¹)及hBN绝缘封装层 [31][34][39] 材料领域技术突破方向 - 国家级平台攻坚策略包括整合企业/高校/院所资源共建显示材料共享数据库,涵盖靶材配方及PI合成工艺 [6] - 重点攻关高纯OLED发光材料、50μm超薄柔性玻璃及稀土掺杂靶材,龙头企业主导技术突围 [6] - 校企融合培育显示材料工程师,解决"懂材料不懂工艺"困局 [6][88] 全球OLED材料竞争格局 - 2022年全球OLED材料市场规模达20.4亿美元,2018年为11.56亿美元,2017年为8.56亿美元 [19] - 小分子发光材料由美国UDC、日本出光兴产及德国默克垄断,大分子材料由美国陶氏化学及杜邦主导 [19][55] - 发光材料技术代际包括第一代荧光材料(蓝光主流)、第二代磷光材料(红绿光)及第三代TADF材料(研发中) [22] 关键材料国产化进展 - TFT-LCD玻璃基板突破G8.5系列技术壁垒,实现高世代面板国产化配套,但8.5代以上技术仍依赖进口 [56] - 非TAC保护膜如PMMA、PET和COP膜逐步替代TAC膜,COP膜透光率与TAC相当且机械性、耐温性更优 [28][29] - 透明CPI盖板可弯折5万次,韩国科隆率先研发成功,潜在供应商包括住友化学、SKC及LG [26] 显示材料战略需求 - 显示功能材料需突破高性能混合液晶材料及OLED空穴/电子传输材料,当前德日企业占全球一半以上市场份额 [53] - 显示配套材料需攻克高纯靶材制备技术,光刻胶分为彩色/黑色/TFT正性/触摸屏用四类,掩模板上游石英材料被日韩垄断 [58][61] - 柔性显示聚合物材料包括PI膜、OCA胶及感光全息记录材料,其中PQ/PMMA材料主要依赖进口 [62] 技术研发重点领域 - OLED发光材料需突破真空升华提纯技术,实现高纯度及连续升华工艺 [71] - AMOLED靶材领域需研发银合金大尺寸靶坯熔炼技术、稀土掺杂金属氧化物半导体靶材,实现迁移率优化 [73][74] - 柔性聚酰亚胺材料目标为20μm厚度下透光率大于88%、热膨胀系数小于5ppm/℃,开发可显影聚酰亚胺批量化工艺 [75]
揭秘芯片光刻背后的材料之战:SOC、光刻胶与抗反射涂层的突围
材料汇· 2025-08-24 22:36
核心观点 - 光刻材料是芯片制造的关键环节,直接决定芯片性能、良率和成本,光刻工艺占芯片制造总成本约三分之一[2] - 先进逻辑和存储芯片需更多次光刻,推动材料需求暴涨,国内依赖多重曝光技术追赶先进制程,进一步增加材料消耗[3] - 市场被日美企业垄断,国产化率极低:ArF光刻胶<2%,KrF光刻胶<5%,EUV光刻胶为0,核心原材料严重依赖进口[3] - 突破更高精度、更强性能的材料是实现国产替代和技术追赶的唯一路径[4] 光刻材料家族成员 - 光刻材料主要包括SOC、抗反射涂层、光刻胶、增粘材料、Top Coating、稀释剂、冲洗液、显影液等,系光刻工艺中重要材料之一,决定晶圆工艺图形的精密程度与产品良率[14] - 光刻工艺难度最大,耗时最长,芯片在生产过程中一般需要进行20至90次光刻,光刻材料成本约占集成电路制造材料成本的13%-15%,光刻工艺成本约占晶圆制造工艺的1/3,耗时占晶圆制造工艺的40%-50%[16] - SOC用于填充凹凸、抗刻蚀,是先进制程的"基石",全球市场高度集中,由美日韩企业主导,国内市场规模2023年约13.3亿元,预计2028年将快速增长至43.7亿元(年复合增长率26.8%)[10][19][21][22] - 抗反射涂层消除反射光干扰,确保图形精确转移,全球74%市场由日美德三大厂商垄断,国内市场规模2023年约29.4亿元,预计2028年将达到96.9亿元[10][23][24][26][27][28] - 光刻胶技术壁垒最高的核心材料,用于图形转移,全球95%市场由日美企业主导,国内市场规模2023年约64.2亿元,预计2028年将达到150.3亿元,其中KrF与ArF等高端光刻胶是增长主力[10][32][33][34] - 增粘材料在晶圆制造用增粘剂仍依赖进口,暂无成熟本土企业[9][35][36][37][38] - Top Coating用于浸没式光刻中覆盖在光刻胶表面,隔离镜头与光刻胶,防止水浸导致污染和缺陷[39] - 稀释剂用于调节光刻胶粘度的溶剂类材料,主要成分为丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)占90%市场,纯度需达99.999%[39] - 冲洗液在光刻工艺的显影后步骤中发挥作用,一般为高纯度的有机溶剂或超纯水,控制缺陷率<0.01/片[39] - 显影液将曝光后的光刻胶图案显现出来的化学溶液,成分因光刻胶类型而异[40] 光刻材料市场规模 - 境内集成电路关键材料市场规模总体从2019年664.7亿元增长到2023年1139.3亿元,年复合增长率为14.4%,预计2028年市场规模为2589.6亿元[42] - 预计2028年制造材料市场规模为1853.8亿元,占关键材料市场规模比例超过70%[42] - 随着晶圆制造工艺制程逐渐缩小,先进制程中光刻工艺曝光次数显著增加,存储芯片中闪存芯片推进3D NAND、内存芯片技术节点持续升级、逻辑芯片转向FinFET结构等都对光刻材料提出新要求[44][45][47] - 境内光刻材料整体市场规模从2019年53.7亿元增长至2023年121.9亿元,年复合增长率达22.7%,并将于2028年增长至319.2亿元,年复合增长率达21.2%[48] - SOC市场规模从2019年6.5亿元增长至2023年13.3亿元,年复合增长率达19.6%,预计2028年境内SOC市场规模将增长至43.7亿元,年复合增长率为26.8%[54] - 抗反射涂层市场规模从2019年10.3亿元增长至2023年29.4亿元,年复合增长率达29.9%,预计2028年境内抗反射涂层市场规模将增长至96.9亿元,年复合增长率为26.9%,BARC占抗反射涂层市场规模超过70%[55][58] - 境内半导体光刻胶市场规模从2019年27.8亿元增长至2023年64.2亿元,年复合增长率达23.3%,预计2028年境内半导体光刻胶市场规模将达到150.3亿元,年复合增长率18.5%[60] - KrF光刻胶与ArF光刻胶对应市场规模从2019年14.7亿元增长至2023年36.7亿元,预计2028年市场规模将达到106.9亿元,占境内半导体光刻胶市场份额将达71.12%[60] 全球竞争格局 - 在全球光刻材料市场中,美日企业占据着主导地位,美国杜邦、日本合成橡胶、信越化学等企业凭借深厚的技术积累、丰富的研发经验以及广泛的客户资源,在市场中处于领先地位[65][66] - 全球旋涂碳SOC行业集中度较高,头部优势企业合计占据市场近九成份额,韩国三星集团、韩国株式会社东进世美肯、日本合成橡胶公司、德国默克公司以及美国布鲁尔科学公司等为全球旋涂碳市场主要参与者[69] - 抗反射涂层竞争格局呈现"高端垄断、中低端混战"的特征,在半导体领域,日美德巨头主导,国产替代聚焦成熟制程,Nissan Chemical、Merck Group、Brewer Science三大厂商垄断半导体领域74%份额[70] - 全球光刻胶市场中,日美企业处于绝对优势地位,日本合成橡胶(JSR)、信越化学、东京应化、住友化学、美国杜邦、韩国东进世美肯(Dongjin Semichem)等企业占据绝对主导地位,合计供应量占世界总供应量的95%[71] - I线/G线光刻胶市场,东京应化、杜邦、JSR、住友化学、东进合计占全球市场份额88%,KrF光刻胶市场,东京应化、信越化学、杜邦、JSR、富士胶片占全球市场份额95%,ArF光刻胶市场,信越化学、JSR、东京应化、杜邦、住友化学、富士胶片占全球市场份额94%,EUV光刻胶市场被JSR、信越化学、东京应化垄断[71] - 光刻胶所需配套树脂、单体、光引发剂等原材料主要由日本、美国和欧洲企业供应[71][75][76] - 在增粘材料市场,国际企业凭借技术和品牌优势,在全球市场占据主要份额,国外主要生产企业有杜邦、默克(慧瞻科技)、亚什兰以及台湾联仕等[77][78] 国内企业清单 - SOC:厦门恒坤、上海新阳半导体、湃邦(浙江)新材料等[6] - 抗反射涂层:厦门恒坤、福建泓光、儒芯微(信联电子)、上海芯刻微、上海新阳、飞凯材料等[7] - 光刻胶部分:北京科华(彤程新材)、瑞红苏州(晶瑞电材)、上海新阳、南大光电、飞凯材料、厦门恒坤等[7] - 光刻胶原材料(树脂/单体)部分:徐州博康、圣泉集团、强力新材、瑞联新材等[8] 技术突破方向 - 未来光刻材料需要不断创新,以满足更高分辨率的要求,实现芯片上更小尺寸的图形化,可能涉及到新型光刻胶的研发[80][82] - 抗刻蚀性也是光刻材料发展的关键方向之一,未来的光刻材料需要具备更强的抗刻蚀性能,以确保在复杂的刻蚀工艺中,光刻胶能够准确地保护芯片图形[82] - 稳定性同样不容忽视,研发具有高度稳定性的光刻材料,将是未来光刻材料技术突破的重要目标之一[82] - 在原材料方面,国内企业将加大在光敏剂、树脂、溶剂等原材料领域的研发投入,提高原材料的质量和性能,降低对进口的依赖,实现光刻材料产业链的自主可控[83] 市场发展趋势 - 全球光刻材料市场规模预计将持续增长,随着5G、人工智能、物联网等新兴技术的快速发展,对集成电路的需求不断增加,将直接推动光刻材料市场的扩张[84] - 在先进制程领域,如10nm、7nm及以下制程,对光刻材料的需求将呈现快速增长的态势[84] - 中国光刻材料市场将迎来广阔的发展空间,中国集成电路产业的快速发展,为光刻材料提供了巨大的市场需求,国内晶圆厂的产能不断提升,对光刻材料的需求也日益增长[84][85] - 国家政策的大力支持,将加速光刻材料国产化的进程,政府出台了一系列鼓励政策,如税收优惠、研发补贴等,支持国内光刻材料企业的发展,提高光刻材料的国产化率[85]