材料汇
搜索文档
多孔MOFs破局之路:金属有机框架获诺奖加持,产业化进程与中国机遇
材料汇· 2025-10-08 23:51
文章核心观点 - 2025年诺贝尔化学奖授予金属有机框架领域的三位奠基者,标志着该技术步入产业化快车道 [2][4] - 中国凭借完整产业链、工程师红利和巨大内需市场,在MOFs产业化进程中正从“并跑”迈向“领跑” [4] - 中国MOFs产业预计在2028-2030年迎来第一个爆发期,将在产能和应用创新上定义全球标准 [19] 攻坚克难:MOFs产业化的核心挑战与中国的突破路径 - 产业化需跨越从“克”到“吨”的巨大鸿沟,核心挑战包括成本与规模化生产、稳定性与寿命、成型与加工 [6][7] - **成本与规模化生产突破**:广东碳语新材料实现室温水相合成ZIF-8的百吨级产线,将直接生产成本降低一个数量级;山东纳美德通过无溶剂球磨的机械化学法实现绿色高效合成 [7];中触媒新材料、江苏九天高科布局微通道连续流反应技术,为万吨级产能奠定工程基础 [8] - **稳定性与寿命突破**:吉林大学于吉红院士团队和南开大学通过分子设计提升骨架稳定性;产业端通过原位生长或表面修饰技术制备复合颗粒/模块,增强机械强度以承受工业条件 [9] - **成型与加工突破**:江苏九天高科在MOFs分离膜制备上取得突破,制成大面积无缺陷膜组件用于气体分离;成都贝斯特将MOFs粉末挤出成型为规整颗粒填料用于吸附塔 [11] 群雄逐鹿:中国MOFs产业化企业全景图 - 中国已形成覆盖上中下游的完整产业生态,一批极具竞争力的企业在各自赛道崭露头角 [13] - **吸附与分离赛道**:江苏九天高科是MOFs分离膜领军者,其丙烯/丙烷分离膜进入商业化示范阶段;中触媒新材料开发用于氢气纯化、氧气富集的大型吸附剂;山东纳美德是顶级规模化MOF材料供应商,建立百吨级ZIF-8、MIL-101等生产线;上海丛晟新材料专注于高端化学分离,MOF手性色谱填料用于医药中间体纯化 [14] - **能源与环境赛道**:岳阳兴长石化开发的MOF材料进入宁德时代固态电池评测体系;中石化在新疆油田碳捕集先导试验中测试MOF吸附剂;中国宝武在钢厂尾气处理环节开展MOF碳捕集中试;广东碳语新材料的MOF基甲醛吸附剂和VOCs净化模块为多家家电品牌供货 [15] - **生物医药与前沿应用**:上海伯修新材料专注于MOF在药物缓释领域应用,在抗癌药物靶向递送系统取得临床前研究积极数据;北京华科福瑞科技开发MOF基生物传感器,用于疾病早期诊断和重金属检测 [16] 展望:诺奖只是起点,中国MOFs产业迎来黄金十年 - 中国拥有全球最庞大的科研梯队、最完备的化工产业链、最具潜力的内需市场以及已验证的产业化能力 [19] - 随着成本持续下降和应用场景拓宽,产业将在2028-2030年迎来第一个爆发期,在产能和应用创新的广度与深度上领先全球 [19]
近100家散热材料企业榜单:谁在为你的iPhone和AI服务器“降温”?
材料汇· 2025-10-07 23:39
文章核心观点 - 散热材料产业正从电子工业的配角转变为直接影响设备性能、寿命与用户体验的核心技术环节,其重要性因高端智能手机性能突破、AI算力需求爆发及新能源汽车电控系统功率密度提升而凸显 [2] - 该产业技术密集、创新活跃且国产化进程加速,文章系统梳理了超100家国内散热材料企业及其技术布局,呈现完整产业生态图谱 [2] 上市公司 - **飞荣达(300602)**:国内领先的电磁屏蔽与热管理解决方案专家,产品链完整,涵盖导热材料、石墨膜、液冷板/VC均热板等,客户包括华为、宁德时代、比亚迪等头部企业 [3][5][6];2024年营收50.31亿元,净利润1.73亿元,2025年中营收28.83亿元,净利润1.75亿元,总市值207.67亿元,市盈率(TTM)74.44 [17];热管理材料及器件业务2024年营收18.64亿元,占营收比重37.05%,同比增长7.58% [17] - **思泉新材(301489)**:以热管理材料为核心的多元化功能性材料提供商,产品体系包括石墨散热膜、导热垫片、散热风扇、热管、VC等,终端品牌覆盖北美大客户、小米、比亚迪等 [18][20];2024年营收6.56亿元,净利润4839万元,2025年中营收3.86亿元,净利润2848万元,总市值193.65亿元,市盈率(TTM)322.43 [20];热管理材料2024年营收6.09亿元,占营收比重92.81%,同比增长49.62% [21] - **苏州天脉(301626)**:导热散热材料综合解决方案商,拥有从导热界面材料到碳纤维均温板的全系列产品自主研发能力,客户包括华为、中兴、比亚迪等 [22][23];总市值142.89亿元,市盈率(TTM)77.93,2024年营收9.43亿元,净利润1.85亿元,2025年中营收5.08亿元,净利润9445万元 [24];热管理材料及器件2024年营收9.28亿元,占营收比重98.37%,同比增长1.86% [25] - **中石科技(300684)**:高性能合成石墨散热解决方案龙头,产品应用于智能手机、AI服务器等高端领域,是苹果等全球顶级消费电子品牌核心供应商 [26][28];2024年营收15.66亿元,净利润2.01亿元,2025年中营收7.48亿元,净利润1.21亿元,总市值134.78亿元,市盈率(TTM)51.81 [28];导热材料2024年营收14.90亿元,占营收比重95.13%,同比增长27.54% [29] - **领益智造(002600)**:提供智能制造服务与解决方案,热管理业务涵盖均热板、热管、AI服务器散热模组等,2024年热管理业务收入41.07亿元,同比增长9.20% [30][32][34];2024年总营收442亿元,净利润17.59亿元,2025年中营收236.25亿元,净利润9.42亿元,总市值990.93亿元,市盈率(TTM)49.56 [34] - **瑞声科技(02018)**:感知体验解决方案领导者,散热业务2024年收入3.26亿元,同比增长40.1%,在国内旗舰手机散热片市场份额超50%,客户包括华为、小米、荣耀等 [35] - **硕贝德(300322)**:提供天线、散热器件及模组等产品,2024年营收18.6亿元,其中散热器件及模组营收1.28亿元,2025年中营收12.1亿元,散热器件及模组营收1.07亿元 [36] 热管理/热界面材料综合解决方案 - **深圳市鸿富诚新材料股份有限公司**:专注于先进热管理材料及EMC材料,产品包括取向石墨烯导热垫片、液态金属片等,是全球首家实现取向石墨烯导热垫片商业化的企业,处于IPO辅导阶段 [37][39] - **深圳垒石热管理技术股份有限公司**:致力于热管理及新型高效散热材料研发,产品包括热界面材料、VC热管、VC均热板等 [40][41] - **深圳市傲川科技有限公司**:专注于电子导热材料研发、生产和销售,产品线涵盖导热硅胶片、导热硅脂、导热凝胶等多种热界面材料 [45][46] - **南京艾布纳新材料股份有限公司**:专注于高性能热管理材料、胶粘剂和密封剂研发与生产,产品包括导热凝胶、导热垫片、导热硅脂等,主要客户覆盖汽车电子、智能终端等领域 [47][48] - **广东墨睿科技有限公司**:以石墨烯产业应用研发为主导,方向包括石墨烯热界面材料、新能源材料等,2020年营收4.7亿元,净利润9954万元,2021年中营收2.0亿元,净利润3418万元 [49][50] - **深圳市博恩新材料股份有限公司**:产品包括热界面材料和绝缘材料,如导热垫片、导热矽胶布等,客户包括比亚迪、富士康、中兴等,2023年获比亚迪战略投资 [53][54] - **浙江三元电子科技有限公司**:专业从事热管理材料、吸波材料等开发,服务消费电子、通讯、汽车等行业,是苹果、OPPO、VIVO等一线品牌长期合作伙伴 [54][55] - **常州富烯科技股份有限公司**:以石墨烯导热膜为核心产品,导热系数极高,2022年石墨烯模切膜营收1.75亿元,占营收比重66.78% [59][60] - **碳元科技**:深耕高导热石墨散热材料开发,2024年营收8982万元,亏损6447万元 [63][64] VC热管 & VC均热板 - **深圳威铂驰热技术有限公司**:热管理解决方案提供商,为电动汽车与AI服务器提供VC均热板及液冷产品,客户包括宁德时代、比亚迪等,已完成B轮融资 [68][69][70] - **北京微焓科技有限公司**:中国第一家民营商业航天热控系统供应商,核心产品包括铝均温板、热管式冷板等,已完成D轮融资,融资额数亿元 [72][73][74] - **深圳市顺熵科技有限公司**:专注高效传热器件及热管理解决方案,产品以VC均热板为主,超薄VC厚度可至0.2mm,已获Pre-A轮融资 [75][76][77] - **广东新创意科技有限公司**:专注于自驱动微循环高效相变传热技术,产品包括超薄热管、均热板VC等,深耕散热领域28载 [78] 液态金属 - **云南中宣液态金属科技有限公司**:采用中科院理化所技术,建成国内首创液态金属导热片、导热膏生产线,打造液态金属谷产业集群 [79][81] 金刚石铜复合材料 - **中电科半导体材料有限公司**:国内金刚石铜复合材料龙头,产品应用于航天、军工、大功率微波器件等关键领域 [82] - **有研金属复合材料(北京)股份公司**:研发金刚石铜复合材料,专注于高功率电子封装和散热解决方案 [83][84] - **西安创正新材料有限公司**:提供铝碳化硅、铝金刚石、铜金刚石等第四代散热材料 [86] - **长沙升华微电子材料有限公司**:产品包括金刚石铜等,服务微波射频、光通信、功率半导体等领域,金刚石铜导热系数超700W/(m·K) [88][89][90] - **南京瑞为新材料科技有限公司**:掌握金刚石/金属复合材料芯片热沉产业化核心技术,已完成B+轮融资 [92][93] - **安徽尚欣晶工新材料科技有限公司**:聚焦高端难熔金属、特种硬质合金、先进复合材料,自主研发高导热低膨胀金刚石/铜复合材料 [94][95][97] 散热材料市场概述 - 全球TIM市场预计复合年增长率超10%,到2036年市场规模有望达75亿美元 [101];VC均热板在高端智能手机渗透率从2023年35%提升至2025年62%,单机价值量从3-4美元增至5美元以上 [103] - 数据中心散热市场2025年全球规模达708亿元,预计以15.21%年复合增长率增长至2032年1907亿元 [103];2023年全球汽车热管理市场规模约580亿美元,至2030年预计增至850-900亿美元,年复合增长率约6-7% [106] - 全球热管理市场规模2023年173亿美元,预计2028年增至261亿美元,复合增长率8.5% [108] 散热原理与材料 - 散热方式包括辐射散热、传导散热、对流散热、蒸发散热 [110][112];散热材料发展经历被动散热、主动散热和智能散热三个阶段 [114] - 传统材料包括金属基材(铝导热系数约200W/m·K、铜约400W/m·K)、导热硅脂(导热系数1-10W/m·K) [116][117];新兴材料包括石墨材料(平面导热系数1500-2000W/m·K)、热管/VC均热板(等效导热系数5000-50000W/m·K) [119] - 前沿技术包括微通道散热、喷淋/浸没式液冷、热电制冷等 [120];应用场景差异显著,如智能手机热流密度15W/cm²,主流方案为VC均热板+石墨膜,国产替代率78% [122] 散热材料未来发展方向 - 趋势围绕更高效率、更小空间、更多功能、更低成本,包括高性能化与复合化(如人工合成金刚石导热系数>2000W/m·K)、主动与被动散热融合(如嵌入式冷却)、超薄化与柔性化(如超薄VC厚度<0.1mm)、智能化与功能一体化(如导热-电磁屏蔽一体化材料) [125][126][127][128] - 工艺革新与低成本化是关键,VC均热板应用领域从消费电子向新能源汽车、数据中心、工业设备等渗透 [129];消费电子领域,2025年全球智能手机VC市场规模预计达38亿美元,年复合增长率超20% [130] 散热材料投资逻辑 - 投资核心是投"早"、投"新"、投"核心技术壁垒",重点方向包括下一代超高导热材料(如人工金刚石散热片)、先进均热与嵌入式冷却解决方案(如超薄VC)、多功能复合型材料(如导热-电磁屏蔽一体化材料)、革命性工艺与装备 [133][134][135][136][137][138] - 评估体系需关注技术壁垒与团队背景、市场潜力与客户验证、竞争格局与差异化 [139][140]
PEEK:下一个万亿级风口的核心材料,国产替代迎来黄金十年(附报告与投资逻辑)
材料汇· 2025-10-06 23:12
文章核心观点 - PEEK性能优异,位居特种工程塑料金字塔顶端,广泛应用于汽车、电子电气、工业制造、航空航天、医疗等领域,并在新能源、低空、机器人等新兴产业展现巨大潜力 [1] - 测算100万台人形机器人可拉动约1万吨PEEK需求,有望打开成长空间 [1] - 2024年全球PEEK消费量约1万吨,同比增长13.8%,预计2027年全球市场规模达12.26亿美元 [1] - 国内PEEK市场增长迅猛,需求量以23.5%的复合年增长率从2018年1100吨增至2024年3904吨,2024年市场规模达14.55亿元 [1] 行业竞争格局 - PEEK生产技术难度大、建设和客户验证周期长,目前竞争格局呈现一超多强,国内崛起态势 [2] - 威格斯全球领先,世索科(索尔维)和赢创紧随其后 [2] - 国内企业如中研股份、鹏孚隆、君华股份等逐渐崛起,正加速追赶抢占市场高地 [2] - 国内其他企业陆续乘势布局加码,加速国产替代 [2] 上游原材料分析 - DFBP为PEEK合成关键原料,单吨PEEK约耗用0.8吨DFBP,占据PEEK成本50%左右 [3] - 2023年全球DFBP消费量6646.97吨,消费额9.74亿元;2023年中国DFBP消费量1910.71吨,消费额2.50亿元 [3] - 目前规模化生产DFBP企业有限,除威格斯生产自用外,主要被国内新瀚新材、兴福新材、中欣氟材主导 [3] 材料性能优势 - PEEK在机械性能、物理性能、耐热性、耐腐蚀、电性能、生物相容性等方面表现出色,综合性能优异 [1][36] - PEEK在刚性、韧性、耐热、耐磨、耐腐蚀等核心性能上做到最佳平衡,是公认的全球性能最好的热塑性材料之一 [41] - PEEK的比强度(强度/密度)远超铜和铝合金,是实现轻量化的终极解决方案之一 [43] - 在医疗领域,其密度和弹性模量与人体骨骼接近,能有效避免应力遮蔽效应,且具有X射线可穿透性 [44] 行业发展挑战 - PEEK加工难度极高,熔点高达343℃,加工温度需380-400℃以上,多数改性助剂会分解或失效 [45][46] - 高结晶度和高结晶速率在3D打印时成为缺点,导致层间结合力差,制品机械性能下降 [46] - 化学惰性导致表面处理难题,表面能低,难以粘结、涂覆或金属化,需进行额外表面处理 [48] - 价格高企,2022年国内市场价格达33.7万元/吨,远高于PTFE(4.70万元/吨)和PPS(4.30万元/吨) [50][91] 政策支持与国产替代 - 国家政策明确提出将工程塑料自给率提升至85%,特种工程塑料自给率5年内从30%提升到50% [18] - PEEK被列入《战略性新兴产业分类》和《重点新材料首批次应用示范指导目录》,相关企业可能获得研发补助和保险补偿 [64] - PEEK的进口依存度高达75%,是进口依赖最严重的材料之一,国产替代空间巨大 [18] 下游应用市场分析 - 交通运输是PEEK最大的应用领域,2024年占比27%;航空航天(23%)和电子电气(20%)分列二三位 [77] - 新能源汽车已成为PEEK增长的核心驱动力,2024年该领域消耗PEEK达1250吨,占总消费量的25% [80][104] - 预测到2027年,中国PEEK市场需求量将达5078.98吨,对应市场规模28.38亿元,复合年增长率为13.67% [83] - 人形机器人是PEEK最具想象力的未来市场,100万台人形机器人可带来约1万吨PEEK需求 [1][137]
一张图看清2025中国大陆各晶圆厂产能及技术节点
材料汇· 2025-10-05 23:09
中国大陆半导体制造产能布局 - 长三角集群总产能达91.7万片/月,占全国42.10%,覆盖上海、合肥、苏州等城市,主导技术包括全制程(14nm-250nm)、功率器件和MRAM新兴存储[6] - 环渤海集群总产能40.4万片/月,占比18.60%,以北京、大连为核心,聚焦14nm先进逻辑、MEMS、SiC碳化硅及存储芯片[6] - 中西部集群产能40.4万片/月,占比18.60%,重点布局西安、武汉,专注NAND存储、军工特种芯片和功率器件[6] - 珠三角集群产能23.3万片/月,占比10.70%,覆盖深圳、广州,主要生产成熟制程(28nm-180nm)及车规功率器件[6] - 厦门及周边集群产能18.9万片/月,占比8.70%,侧重车规MCU、DRAM、NOR Flash和封装配套晶圆[6] 主要企业产能与技术规划 - 长鑫存储武汉Fab2计划2026年投产,月产能8万片,采用19nm工艺生产LPDDR4/5,目标市场为智能手机内存和AI服务器[3] - 中芯京城北京Fab1规划2026年产能达5万片/月,布局14nm试产及28nm工艺,聚焦高端手机SoC和AI加速芯片[3] - 台积电南京Fab16预计2026年产能提升至12万片/月,延续28nm技术,服务国内手机SoC和车规MCU需求[3] - 三星西安FabS2计划2027年月产能达18万片,生产128层3D NAND,供应消费级SSD和移动存储[4] - 华润微无锡Fab2瞄准2027年投产,月产能4万片,主攻40nm SiC MOSFET工艺,用于储能系统[3] 细分领域技术突破 - 功率半导体成重点方向,华润微、士兰微等企业扩产IGBT和SiC器件,适配新能源汽车和光伏逆变器需求[3] - 存储芯片多路径发展,长江存储聚焦企业级SSD,长鑫存储扩产DDR5,时代芯存探索MRAM非易失存储[3][5] - 特色工艺持续升级,赛微电子北京Fab1专注MEMS惯性传感器,中科晶芯布局SiC外延片和功率器件[5] - 成熟制程产能集中释放,合肥晶合、联芯集成等企业扩产28nm-90nm工艺,覆盖车规MCU、工业控制等应用[3][4]
ABF胶膜:半导体封装的“隐形核心”与国产突围战(附投资逻辑)
材料汇· 2025-10-04 23:18
文章核心观点 - ABF胶膜是半导体先进封装领域的关键绝缘材料,由日本味之素公司全球垄断,市场占有率超过95% [45],是实现芯片高密度互联、高速传输和高可靠性的基础 [2] - 在人工智能、5G通信、高性能计算和自动驾驶等技术驱动下,全球ABF膜市场规模预计从2023年的4.71亿美元增长至2029年的6.85亿美元 [43],催生了巨大的市场需求和国产替代机遇 [2] - 中国正全力推进半导体产业自主可控,ABF胶膜作为“卡脖子”环节之一,其国产化进程面临高技术壁垒,但国内已有部分企业在材料、基板制造等环节取得突破 [45][63][65] 一、 ABF 胶膜基本概况:芯片封装的关键 "黏合剂" - ABF是一种用于半导体封装积层工艺的关键绝缘材料,本质是环氧树脂基绝缘薄膜,具有优异绝缘性、易于加工、低热膨胀性且与铜层结合力强 [5][7] - ABF膜由支撑介质(PET)、ABF树脂、保护膜三层构成,其中ABF树脂包含环氧树脂体系、固化剂系统和特殊填料三部分 [9],味之素根据固化剂不同将产品分为GX系列(酚醛树脂固化型)、GY系列(活性酯固化型)和GZ系列(氰酸酯固化型) [11] - 通过半加成法(SAP)或改良型半加成法(MSAP)工艺,ABF能够实现线宽/线距小于10μm/10μm的极细线路,当前最先进材料可达2μm/2μm,是高端处理器实现高密度互连的标配 [15][22] - 与BT树脂、FR-4等传统封装材料相比,ABF在低介电常数、低介电损耗、易于加工精细线路等方面具有明显优势,更适用于高性能计算、5G通信、汽车电子等高端芯片封装 [23][29] 二、市场分析:千亿算力需求催生黄金赛道 - 根据Prismark预测,全球IC封装基板市场规模将从2024年的960.98亿元增长至2028年的1,350.32亿元,复合年均增长率达8.8% [31],其中ABF类IC封装基板2023年市场规模为507.12亿元 [39] - 按产品种类细分,逻辑芯片封装基板占比最高(41.03%),2024年全球市场规模预计为394.25亿元;通信芯片封装基板占比32.18%,2024年市场规模预计为309.24亿元 [31][32] - 中国大陆IC封装基板市场2024年预计规模为196.61亿元,到2028年将增长至276.26亿元,其中逻辑芯片封装基板占比38%,2024年规模为74.71亿元 [32] - 增长驱动因素包括高性能计算需求爆发、5G通信普及、云计算基础设施投资和汽车电子化浪潮,这些应用对芯片封装技术提出更高要求 [43] 三、竞争格局:从味之素全球垄断到本土破局 - 日本味之素公司在ABF膜市场占有率高达95%以上,形成近乎垄断的地位,其护城河包括专利壁垒、技术know-how、严格的客户认证壁垒和规模经济效应 [45][48] - 全球IC封装基板市场集中度高,前十大供应商合计占据80%以上市场份额,主要来自中国台湾、日本和韩国,其中欣兴电子市占率16%为全球第一 [55][61] - 中国大陆内资自主品牌IC封装基板厂商全球占比仅约3.43%,在ABF载板等高端产品领域国产化率极低,深南电路、兴森科技、珠海越亚等企业正积极突破 [54][63] - 全球ABF封装基板前五大厂商分别为欣兴电子(23.90%)、揖斐电(13.80%)、AT&S(11.80%)、南亚电路(11.40%)和新光电气(11.30%) [63] 四、产业链分析:从材料到终端的全链协同 - 上游原材料包括环氧树脂、固化剂、填料(二氧化硅纳米颗粒)及溶剂添加剂,真正的技术壁垒在于味之素独有的固化剂系统和精密配方以及填料表面处理技术 [78][79] - 中游制造环节是产业链的绝对核心和价值高地,包含树脂合成与改性、填料处理与分散、薄膜涂布工艺、半固化控制等精细控制环节,目前被味之素垄断 [80] - 下游应用集中在高端芯片封装领域,包括FC-BGA封装(CPU/GPU/FPGA等)、FC-CSP封装(智能手机SoC)、2.5D/3D封装和系统级封装(SiP),客户对材料性能要求极端苛刻 [82][83] - 下游客户认证周期长达2-3年,一旦认证通过不会轻易更换供应商,形成极高客户粘性,最终产品需求决定全球ABF需求总量和技术方向 [48][84] 五、技术分析:揭秘 ABF 胶膜的 "纳米级密码" - 材料配方涉及高性能改性环氧树脂体系,通过引入萘环、联苯等刚性结构提高耐热性,引入柔性链段改善韧性,需要精确控制树脂纯度、水解氯含量和金属杂质 [86] - 固化剂系统采用多组分协同设计,主固化剂、潜伏性固化剂、促进剂按特定比例复配,固化起始温度需严格匹配FC-BGA载板压合工艺窗口(130-140℃),偏差超±5℃即会引发工艺问题 [88][89] - 填料技术使用高纯度球形硅微粉,占胶膜总质量30%-40%,需满足特定纯度、粒径分布和球形度要求,并通过硅烷偶联剂进行表面改性以提升界面结合力 [91][92] - 制备工艺要求微米级精度,涂布工艺需控制厚度均匀性(公差±2%)、表面粗糙度(Ra<50nm)和溶剂残留量(≤0.5%),压合工艺需精确控制压力均匀性、温度曲线和真空度 [95][96][99][100]
7N纯度隐形战争:拆解半导体溅射靶材的百亿替代路径(技术壁垒/市场红利/核心玩家)
材料汇· 2025-10-03 22:48
文章核心观点 - 半导体溅射靶材是芯片制造中不可或缺的关键基础材料,其战略价值和投资潜力被低估,当前正迎来国产替代的历史性机遇 [2] - 全球溅射靶材市场由美日巨头寡头垄断,但国内企业在技术突破和市场份额方面进展迅速,国产替代空间巨大 [60][64] - 半导体技术向更小制程(如3nm)和新兴应用(如AI、5G)发展,持续驱动对靶材更高纯度(如7N)和性能的需求,为行业增长和技术创新提供动力 [54][68] 行业概况:什么是溅射靶材? - 溅射靶材是用于物理气相沉积(PVD)工艺的“源头活水”,通过磁控溅射技术形成纳米至微米级的功能薄膜,是实现芯片导电、信号传输和互连的核心耗材 [6][8] - 靶材核心特性包括超高纯度(通常在99.9995%以上,即5N5级别)、高精度尺寸和高微观结构一致性,以满足半导体芯片的严苛要求 [8] - 靶材主要应用于晶圆制造和封装测试环节,是支撑7nm以下先进制程的关键材料之一,薄膜均匀度误差需控制在极小范围 [8][9] 靶材的分类 - 按化学成分可分为金属靶材(如纯金属铝、钛、铜、钽)、合金靶材(如镍铬合金、镍钴合金)和陶瓷化合物靶材(如氧化物、硅化物) [11] - 铝靶用于110nm以上制程的导电层,铜靶用于110nm以下先进制程的互连层,钽靶材用于阻挡层,合金靶材用于优化薄膜电阻率和热稳定性 [11] - 随着制程微缩,对靶材要求呈指数级提升,14nm制程所需靶材纯度通常要达到99.9999%(6N)以上,未来3nm及更先进制程要求近乎苛刻 [13] 产业链分析 - 上游涉及高纯度金属(如高纯铝、铜、钛)及生产设备(如高精度熔炼炉)供应,全球高纯金属产业集中在美国、日本,国内靶材大部分高纯原料依赖进口 [15][17] - 中游靶材制造是技术含量最高环节,涵盖熔炼、成型、加工、绑定等多道工序,对精度要求极高,尺寸误差需控制在微米级甚至纳米级 [18] - 下游应用集中在半导体芯片制造,用于形成金属互连层、阻挡层等关键结构,高性能计算、AI、5G通信等新兴领域持续拉动高质量靶材需求增长 [22][23] 溅射靶材技术分析 - 靶材制备技术主要包括熔炼铸造法(适用于金属及合金靶材)、粉末冶金法(适用于陶瓷和难熔金属靶材)和沉积法(如PVD/CVD,用于特殊靶材) [25][29][32] - 高纯材料提纯技术包括电解精炼法(适用于铜、镍)、区域熔炼法(纯度可达6N以上)和离子交换法(适用于稀土金属),直接决定靶材纯度和性能 [33][37][42] - 技术难点在于靶材纯度控制(3nm制程需7N纯度)、微观结构均匀性以及溅射薄膜的均匀性和一致性(尤其在12英寸晶圆上),突破方向包括开发新型提纯技术和优化靶材设计 [43][44][45] 市场情况 - 全球溅射靶材市场规模从2018年的821亿元增长至2022年的1,163亿元,年复合增长率为9.1%,预计到2027年将达1,945亿元,年复合增长率10.7% [47] - 中国半导体行业溅射靶材市场规模从2018年的16亿元增长到2022年的27亿元,年复合增长率14.4%,预计到2027年将达57亿元,年复合增长率15.8% [49] - 市场需求驱动因素包括半导体技术向更小制程创新、5G/AI/物联网等新兴应用领域崛起,以及全球产业向亚洲转移和国产替代加速 [54][56] 竞争格局 - 全球市场呈现寡头垄断格局,美日头部企业(JX日矿金属、霍尼韦尔、东曹、普莱克斯)占据全球市场份额的80%,其中JX日矿金属占比30% [60] - 国内企业如江丰电子、有研新材、阿石创等已成功进入国内外知名半导体厂商供应链,实现部分产品进口替代,但在高端靶材领域与国际巨头仍有差距 [64] - 国内企业的竞争路径是从技术壁垒相对较低的中游加工环节切入,逐步向技术壁垒最高的上游核心材料领域攻坚 [64] 未来发展趋势 - 技术创新趋势指向更高纯度与质量(如7N纯度)、新型材料研发(如钴、钌合金)以及与3D芯片封装、异构集成等先进制程匹配 [68] - 市场需求将受AI、物联网、自动驾驶等新兴应用领域持续拉动,同时产业转移与国产替代加速,国内靶材企业有望进一步提升市场份额 [69] - 产业整合趋势包括企业间并购与合作以提升技术实力,以及产业链垂直整合(向上游原材料和下游镀膜服务延伸)以增强竞争力和抗风险能力 [71] 国内外企业清单 - 国外主要企业包括全球龙头日本JX金属、老牌王者美国霍尼韦尔、在高纯钴/镍领域占统治地位的东曹,以及普莱克斯、世泰科、住友化学等 [79][80] - 国内龙头江丰电子已掌握超高纯金属溅射靶材核心技术,2024年营收36.05亿元(同比+28%),铜及铜合金靶材在头部代工厂市占率超20% [82] - 其他国内主要企业包括有研新材(开发新型钌基阻挡层靶材)、阿石创(钼靶材全球市占率约25%)、隆华科技、安泰科技、先导薄膜材料等 [84][86][88][91]
靶材:国产替代大势,十倍空间可期(附84页PPT)
材料汇· 2025-10-03 22:48
靶材行业概述 - 靶材是溅射镀膜工艺中用于制备薄膜的核心耗材,主要应用于半导体芯片、平板显示、太阳能电池和记录媒体等领域,对材料纯度和稳定性要求极高 [13] - 溅射靶材由靶坯和背板焊接而成,靶坯是核心轰击材料,背板主要起固定作用 [13] - 靶材制造工艺包括金属提纯、塑性变形、热处理和溅射应用等环节,技术门槛高,涉及高纯度控制(如半导体靶材要求6N级纯度)和晶粒取向调控 [27][28] - 全球靶材产业链呈金字塔分布,高纯金属供给和靶材制造环节由美日企业主导,溅射镀膜环节质量参差不齐,终端应用环节规模最大且劳动密集 [50][52] 全球靶材市场格局 - 2019年全球靶材市场规模约160亿美元,预计2020年达195.63亿美元,2013-2020年复合增速14.42% [40][58][59] - 全球靶材市场高度垄断,JX日矿金属、霍尼韦尔、东曹和普莱克斯四家企业合计占据80%市场份额,尤其在晶圆制造靶材领域垄断90%份额 [40][42] - JX日矿金属是全球芯片靶材龙头,市占率约30%,其铜靶纯度可达9N级,在平板显示靶材和磁记录靶材领域市占率分别达30%和60% [42][93][117] - 靶材下游应用中,平板显示靶材占比27%,记录媒体靶材占比30%,太阳能电池靶材占比29%,半导体靶材占比8% [58] 中国靶材市场空间 - 2020年中国靶材市场规模预计达337.38亿元,2013-2020年复合增速17.94% [74][75] - 中国靶材需求占全球30%以上,但本土厂商供给仅占国内市场的30%,且以中低端产品为主,高端靶材依赖进口 [40][74] - 国内头部企业靶材合计营收约30-40亿元,占国内总需求10%,国产替代空间巨大,政策扶持下有望实现十倍增长 [40][42] - 分领域看,平板显示靶材是中国最大应用市场,2020年规模约165.9亿元,复合增速22.80%;半导体靶材规模29.86亿元,复合增速17.95% [74][81][82] 细分应用领域分析 - 平板显示靶材:2020年全球规模52.03亿美元,中国规模165.9亿元,技术趋势向4N级高纯度、大尺寸和高溅射率发展 [40][66][81] - 半导体靶材:2020年全球规模15.67亿美元,中国规模29.86亿元,技术要求最高,需5N级以上纯度靶材用于晶圆制造和封装环节 [40][67][82] - 太阳能电池靶材:2020年全球规模57.13亿美元,中国规模37.54亿元,受益薄膜太阳能电池需求增长,复合增速超25% [68][83] - ITO靶材:在显示靶材中占比近50%,日韩企业垄断高端市场,国内企业正突破常压烧结法等关键技术 [40][113] 产业链与竞争态势 - 高纯金属是靶材核心原材料,全球集中在美国、日本等国家,中国大部分高纯原料依赖进口,仅铜铁铝可部分自给 [40][52] - 全球面板和半导体产业向中国大陆转移,带动靶材需求快速增长,国内企业如江丰电子、隆华科技等在细分领域实现突破 [40][54] - 竞争态势从高度垄断转向政策扶持下的单点突破,国内企业在平板显示和半导体靶材领域加速替代进口 [40][82]
“十五五”新材料产业发展规划
材料汇· 2025-10-02 22:41
产业背景与发展形势 - “十四五”期间产业总产值突破8.2万亿元,年均增速保持12%以上 [4] - 在超高强度钢、高性能碳纤维、半导体硅片、锂离子电池关键材料、生物医用材料等领域实现技术突破和规模化应用 [4] - 部分高端材料如高端芯片用光刻胶、高纯度靶材、航空发动机高温合金单晶叶片等仍受制于人 [4] - 新材料与人工智能、大数据、生物技术深度融合,研发范式加速变革 [5] 总体要求与发展目标 - 发展目标到2030年关键战略材料综合保障能力达到80%以上 [11] - 计划突破500项以上关键核心技术和共性技术 [11] - 培育一批具有国际竞争力的世界一流新材料企业和专精特新“小巨人”企业,形成20个以上国际领先的新材料产业集群 [11] - 材料生产过程的能耗、排放强度显著下降,绿色低碳材料占比大幅提升 [11] 重点发展方向:先进基础材料 - 先进钢铁材料包括超高强度汽车钢、高耐蚀海工钢、特种装备用钢等 [13] - 先进有色金属材料涵盖高强高韧铝合金、高性能镁合金、钛合金等 [13] - 先进化工材料包括高端聚烯烃、特种工程塑料、可降解高分子材料等 [13] - 先进无机非金属材料包含特种玻璃、特种陶瓷、新型建筑材料等 [13] 重点发展方向:关键战略材料 - 高端装备用特种材料包括高温合金、耐蚀合金、高强轻型合金等 [14] - 新一代信息技术材料涵盖大尺寸硅片、碳化硅/氮化镓衬底、高纯金属靶材、先进光刻胶等 [15] - 新能源材料包括高比能锂离子电池材料、钠离子电池材料、氢能材料、高效光伏材料等 [16] - 生物医用材料涉及高端植入器械材料、组织工程支架材料、药物缓控释材料等 [16] 重点发展方向:前沿新材料 - 低维与智能材料包括石墨烯、碳纳米管、智能响应材料、仿生材料等 [17] - 量子信息材料涵盖量子点、拓扑绝缘体、量子磁性材料等 [18] - 先进能源材料包含新型超导材料、热电转换材料、新型核能材料等 [18] - 生物基与可持续材料包括高性能生物基高分子、CO₂基材料、可持续回收设计材料等 [18] 重点任务:突破重点应用领域急需新材料 - 航空航天领域需新型高温合金在1100℃高温下持久强度达120MPa以上,高性能碳纤维复合材料强度需达7GPa [22] - 新能源汽车领域动力电池高镍三元正极材料镍含量需提至90%以上,能量密度达300Wh/kg,轻量化铝合金材料屈服强度需≥350MPa [22] - 电子信息领域需12英寸超高纯硅片纯度达11N,5G通信基站高性能射频前端材料需实现低插损≤0.5dB [22] 重点任务:强化产业协同创新体系建设 - 计划新建5个国家新材料实验室、10个国家工程研究中心 [46] - 设立规模为1000亿元的国家新材料产业投资基金,对企业研发费用实行175%加计扣除政策 [46] - 目标认定100家国家级新材料产业创新联合体,培育500家创新型中小企业,企业研发投入强度平均达到3%以上 [48] 重点任务:加快重点新材料初期市场培育 - 完善重点新材料首批次应用保险补偿机制,将保费补贴比例提高至30% [50] - 建立重点新材料应用示范项目库,每年遴选100个以上示范项目,给予每个项目500-1000万元资金支持 [50] - 制定和修订500项以上重点新材料标准,培育30个以上国际知名的新材料品牌 [53] 重点任务:突破关键工艺与专用装备制约 - 高性能纤维制造需将纤维直径偏差控制在±0.3μm以内,增强纤维与基体界面结合强度30%以上 [55] - 极紫外光刻装备需实现光刻分辨率达到5nm以下,8英寸碳化硅单晶缺陷密度需降低至10³/cm²以下 [55] - 增材制造技术打印精度需达到0.05mm,复合材料成型工艺需将生产周期缩短40%以上 [56] 重点任务:实施“互联网+”新材料行动 - 建设新材料产业互联网平台使供应链响应时间缩短50%以上 [64] - 利用大数据分析技术将新产品开发周期缩短30%以上 [64] - 人工智能辅助研发效率可提高40%以上,智能制造使产品不良率降低50%以上 [65] 重点任务:培育优势企业与人才团队 - 每年遴选50家新材料企业给予重点扶持,培育10家以上营收超100亿元的领军企业 [70] - 培育100家以上专精特新“小巨人”企业,每年引进海外高端人才200名以上 [71] - 每年培养复合型人才1000名以上,目标培养和引进5000名以上新材料领域高层次人才 [73] 重点任务:促进产业特色集聚发展 - 在环渤海地区重点发展高端装备用新材料、新一代信息技术用新材料,建设5个国家级新材料产业园区 [76] - 在长三角地区培育高性能纤维及复合材料、先进半导体材料等产业集群 [76] - 目标打造10个以上具有国际影响力的新材料产业集群,建设30个国家级新材料产业园区 [78] 保障措施 - 建立国务院牵头的部际协调机制,将新材料纳入地方政府考核体系 [81] - 设立规模500亿元的新材料产业基金,对重点项目给予30%资本金补助 [82] - 实施“材料人才专项计划”,培养100名战略科学家、1000名青年领军人才 [83]
十四五8大军工材料深度解读,揭秘百亿赛道投资机会
材料汇· 2025-10-01 22:41
军工材料的战略地位 - 军工材料是军工行业的基石,需在极端条件下工作,具备高强度、耐高温、耐腐蚀、低密度等性能特点 [2] - 新材料对推重比12-15一级航空发动机的贡献率将达50%以上,未来甚至占约2/3 [3] - 军工新材料是高端武器装备发展的先决要素,各国均高度重视以保持军事领先 [3] 军工材料的技术发展与突破 - 军工新装备牵引高端新材料技术发展,尤其在国外封锁环境下,军工材料成为技术突破口 [4] - 以碳纤维为例,通过国家扶持和企业努力,我国高性能碳纤维取得进步,打破美日垄断 [4] - 军工材料向轻量化、高性能化、多功能化方向发展,轻量化可提升飞行器作战半径和战斗力 [4] 市场需求与产能扩张 - 新型武器装备放量增加对钛合金、高温合金、碳纤维等高性能材料需求 [5] - “十四五”期间军工材料供不应求,企业积极扩产,预计末期高温合金产能增157%、碳纤维增210%、钛合金增138% [6] - 高端钛合金、碳纤维、高温合金“十四五”期间复合增速预计分别为20%、25%、16%,2025年市场规模将分别突破100亿元、200亿元、300亿元 [7] 军转民与第二增长动力 - 材料技术成熟带来民用市场机遇,碳纤维在风电、氢能等新能源领域前景良好 [8] - 高温合金在航空发动机和燃气轮机领域有望新增发展动能 [9] - 民机市场未来20年空间约9-9.5万亿元,C919问世将推动全球民机格局向“ABC”发展,为上游材料企业提供新增量 [9] 金属材料应用与趋势 - 钛合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀等特点,在航空航天、船舶等领域广泛应用 [10] - 我国钛行业由中低端需求转向军工、高端化工等高端领域,利润向军工需求转移 [11] - “十四五”期间高端军用钛合金需求旺盛,行业迎来产能快速扩张窗口期 [12] 高温合金与铝合金发展现状 - 高温合金耐高温、高强度、耐腐蚀,是动力装置高性能发展的重要基础,目前产业供不应求 [13] - 全球高温合金技术集中在美、欧、俄,我国产业进入快速发展阶段 [13] - 铝合金是军事工业应用最广泛的金属结构材料,但国内产品性能均匀性较差,成本控制存差距 [13] 高性能纤维及复合材料 - 碳纤维及其复合材料具有低密度、高强度、高模量等特点,引领轻质化浪潮 [13] - 国内高性能碳纤维产能不足,进口替代空间大,产业向高性能化和低成本化发展 [14] - 芳纶纤维国内对位芳纶自给率仅23%,间位芳纶产能充足但产品低端,需向高端发展 [15] - 超高分子量聚乙烯纤维比强度和比模量最高,正替代芳纶纤维,军用占比低未来需求有望增长 [16] 其他结构及功能材料 - 隐身材料是武器装备隐身的物质基础,包括涂层和结构材料,我国技术达世界前列但商业化处于初期 [17] - 新型武器装备批产带动隐身材料需求,单装占比有望提升 [18] - 陶瓷材料耐高温且具电学特性,用于结构件和电子领域,国内水平与国外存差距但迎来快速发展 [19]
军工材料:为什么隐身材料是真正的“新”材料?(附75页PPT)
材料汇· 2025-10-01 22:41
隐身材料行业核心观点 - 隐身材料是现代国防装备的刚需品,受益于隐身空战模式的确立和先进装备的列装,行业具有广阔的成长空间 [2][3][7] - 行业投资逻辑清晰,短期看新型装备放量,中期看渗透率提升,长期看结构件应用拓展,后市场耗材属性驱动持续景气 [4][7] - 行业壁垒高企,军品资质、先发优势和研发壁垒共同构筑了强者恒强的竞争格局 [5] 新需求:隐身空战模式的驱动 - 21世纪初以F-22为代表的隐身战斗机出现,标志着空战进入隐身时代,隐身能力成为克敌制胜的关键 [2][18] - 隐身战斗机在超视距空战中具备“先敌发现、先敌发射”的压倒性优势,F-22对三代机的模拟空战交换比高达9:1 [19][25][27] - 隐身技术的实现途径中,外形设计对减小雷达散射截面(RCS)的贡献占90%,隐身材料占10%,但材料因不改变气动外形而成为发展趋势 [37] 新市场:国防装备需求广阔 - 前装市场:四代机等先进航空装备对隐身材料、热防护材料等特种功能材料的需求随军机放量快速增长 [3] - 后装市场:隐身涂层在全生命周期内需频繁维护,F-22隐身战斗机50%的维护成本来自于隐身涂料,后市场空间巨大 [3] - 隐身材料已广泛应用于飞机、导弹、舰船等各军种武器装备,当前战场上雷达探测占60%,红外探测占30%,是材料研发的主要方向 [46] 新逻辑:多维度的成长路径 - 短期逻辑:各型新兴装备加速批产,特种功能隐身材料随下游列装而放量 [4][7] - 中期逻辑:隐身性能提升空间大,材料渗透率与军机数量共振 [4][7] - 长期逻辑:隐身需求向结构件渗透,结构隐身材料牵引新增长极 [4][7] - 后市场逻辑:订单规模效应显著,材料耗材属性驱动行业持续高景气度 [4][7] 新格局:高壁垒下的稳定竞争 - 行业存在较高的军品资质壁垒、先入壁垒以及研发壁垒 [5] - 美国军用隐身材料多由主机厂自研或与实验室联合研制,已确立先发优势 [5] - 中国隐身材料企业结合实验室成果率先实现批量化生产,形成市场及认证壁垒,国内主要厂商包括偏重中高温隐身材料的华秦科技、主营常温隐身材料的佳驰科技以及生产超材料结构件的光启技术 [5] 隐身材料技术体系详解 - 隐身涂层本质是航空涂料的一种,基本结构为“底层+面层”,底层增强结合强度,面层实现隐身功能 [11][73][75] - 红外隐身涂层结构可与热障涂层类比,通常由“粘结层+扩散阻挡层+功能层”三位一体构成,功能层用于降低表面红外辐射特征 [77][78][79] - 雷达吸波材料通过将入射雷达波电磁能转换为热能而耗散,达到减小RCS的目的,理想材料需具备宽频带、薄厚度、强附着力等特点 [54] - 超材料作为新路径,通过人工设计微观结构获得自然界不存在的物理性质,其作用范围可横跨整个波谱频段 [65][67] 产业链与企业动态 - 行业上游原材料制作难度较大,下游客户集中度较高 [5] - 自2021年起,行业内主要企业如光启技术、华秦科技、佳驰科技等集中迎来重大订单落地,表明行业基本面正在加速兑现 [14] - 企业产品各有侧重,例如佳驰科技2022年向中航工业集团销售涂层材料A1达17092.22万元,显示出其在特定领域的市场地位 [9]