新材料产业图谱：需求快速增长，技术加速突破
导读：新材料是发展高新技术的重要前提条件，21世纪以来，越来越多的国家将发展新材料产业作为国家重大战略决策。
新材料是发展高新技术的重要前提条件，21世纪以来，越来越多的国家将发展新材料产业作为国家重大战略决策。
2021年末，我国工业和信息化部、科技部、自然资源部等三部委联合发布《“十四五”原材料工业发展规划》。该计划指出，要部署新材料创新发展工程，围绕大飞机、航空发动机、集成电路、信息通信、生物产业和能源产业等重点应用领域，攻克相关新材料技术。
伴随新能源、半导体、军工等新兴领域的蓬勃发展，新材料需求也迎来快速增长。华经产业研究院预计，到2026年，我国新材料产业总产值、全球新材料市场规模将分别达到12.3万亿元、6.4万亿美元，2021-2026年年均复合增长率（CAGR）达14.0%、14.1%。
能源新材料：四大领域自主可控进行时
能源新材料主要涵盖锂电、光伏、风电以及氢能等领域。
锂电方面，铝塑膜是亟待自主可控的重要材料之一。此前，紫江企业（600210.SH）相关人士对第一财经表示，铝塑膜生产技术难度较高，在阻隔性、冲深、耐穿刺、耐电解液和绝缘性等性能方面皆有严格要求，量产后控制产品一致性的难度也较大，这使得铝塑膜成为现阶段“软包锂电池唯一还未实现批量自主可控的关键材料”。
EVTank数据显示，2020年，日本DNP、昭和电工和韩国栗村化学在全球铝塑膜市场市占率合计达73%，国内厂商新纶新材（002341.SZ）、璞泰来（603659.SH）、明冠新材（688560.SH）、道明光学（002632.SZ）合计仅有17%。
上述紫江企业相关人士介绍，我国企业主要通过技术的内生突破、引进吸收等途径加速追赶。
紫江企业和明冠新材是自主研发铝塑膜的代表企业。紫江新材于2007年采用热法工艺成功推出了国内第一代铝塑膜产品；明冠新材通过自主开发的干热复合工艺（干法工艺、热法工艺），打破国外技术垄断。新纶新材则于2016年收购日本T&T，由此获得了相关专利技术，通过外延收购的方式在铝塑膜行业占领了一席之地。
光伏方面，POE胶膜因具备阻隔性、强抗PID能力、无醋酸等特点，成为目前双面组件及N型电池、异质结电池所采用的主要封装胶膜。POE粒子成本占POE光伏胶膜生产总成本的80%以上，是胶膜核心原料，具备较大的自主可控空间。
2017-2021年，我国POE进口量从22.22万吨增长至63.99万吨，年均复合增长率为29.95%；2022年1-7月，我国POE进口量为37.88万吨。
从产能规划来看，东亚前海证券数据显示，截至2022年12月，国内POE总规划产能约210万吨/年，包括万华化学（600309.SH）的40万吨/年、东方盛虹（000301.SZ）的30万吨/年、卫星化学（002648.SZ）的10万吨/年等，相比之下，2021年世界首位的陶氏化学年产能为76万吨，韩国LG为28万吨。
伴随多数企业通过中试并放大稳健推进POE产能，考虑到项目试车及产能爬坡，中信证券预计2024年有望实现自主可控量产突破。
风电方面，绝缘材料是电缆产业链中的核心技术。
由于风力发电机单机容量大，且工作环境复杂，风力发电机对绝缘材料的可靠性要求很高。目前110kV/220kV及以上的高压电缆料大部分市场份额被国外厂商垄断，国内仅少数公司具备生产能力。其中万马股份（002276.SZ）是目前国内唯一可以稳定大批量供应110kV/220kV超高压电缆料的企业，电缆材料销量也领跑国内同行。
此外随着海风逐步放量，海上风力发电机对绝缘材料的耐盐雾腐蚀性等性能也提出了更高的要求。博菲电气（001255.SZ）的环保型风电VPI浸渍漆产品是一种高品质绝缘树脂，可以替代原VT型VPI浸渍树脂应用在海上及陆上风电领域，相对国外进口产品性价比较高。
氢能方面，质子交换膜（PEM）是该领域需要实现自主可控的重点材料之一。
近年，国内以PEM制氢为代表的可再生能源制氢项目明显增多。高工氢电数据显示，2022-2025年国内PEM制氢对质子交换膜的需求量分别为0.5万平方米、1.0万平方米、1.7万平方米、2.9万平方米。
目前，国内质子交换膜市场主要被海外龙头占据。PEM制氢用质子交换膜方面，2021年科慕（杜邦）占据国内76.0%市场份额，国产厂商市占率约为21.5%；燃料电池质子交换膜方面，2021年戈尔占据85.0%的市场份额，国产厂商市占率仅为11.6%。
产能方面，东岳集团(00189.HK)除已投产的50万平米/年产能外，还有100万平米/年规划产能，未来还将建设500万平米/年质子交换膜项目。东材科技（601208.SH）50万平米/年质子交换膜预计2023年建成投产；泛亚微透（688386.SH）联合多家公司成立源氢新能源，拟建设150万平米氢质子交换膜产业化项目，已于2022年8月开工；据悉，万润股份（002643.SZ）将实现无氟质子交换膜的产业化。
半导体新材料：半导体产业发展基石，规模不断上涨
半导体材料与半导体设备共同构成半导体制造环节的核心上游供应链，是半导体产业发展的基石。
根据SEMI数据，2015-2021年全球半导体材料行业市场规模整体呈不断上涨态势，2015年市场规模为432.9亿美元，2021年增长到643亿美元，年复合增长率（CAGR）为6.8%。
按照应用环节，半导体材料可分为制造材料与封测材料。根据SEMI数据，2021年全球643亿美元半导体材料市场中，制造材料市场规模约404亿美元，占比63%；封测材料市场规模约239亿美元，占比37%。
制造材料主要包括硅片、特种气体、掩膜版、光刻胶及配套材料、湿电子化学品、靶材、CMP抛光液&抛光垫等；封装材料主要包括封装基板、引线框架、键合丝、包封材料、陶瓷基板、芯片粘接材料等。
Techet数据显示，2021年半导体制造材料市场细分占比中，硅片占比41%最高，市场规模约126亿美元；掩膜版、电子特气分别占比16%、15%，约49亿、45亿美元；CMP材料、光刻胶、湿电子化学品、靶材分别占比10%、8%、6%、4%，市场规模分别为30亿、25亿、20亿和11亿美元。
硅片作为市场规模最大的半导体材料，其出货量也随着半导体的需求量增长而增长。根据IC Insights数据，2021年电子系统中的半导体含量提高到了33.2%，创历史新高，同时预期终值将超过40%。在半导体含量推动作用下，硅片出货面积呈上升趋势，根据SEMI数据，2021年全球硅片出货面积141.65亿平方英寸，创历史新高。同时，在先进制程发展下，12英寸大硅片的需求占比也在提升。
特种气体指被应用于特定领域，对纯度、品种、性质有特殊要求的工业气体，根据具体应用不同可分为电子特气、高纯气体和标准气体，广泛应用于集成电路、显示面板、光伏能源、光纤光缆、新能源汽车、航空航天、环保、医疗等领域。
电子特气广泛应用于集成电路制造领域和半导体照明领域，是市场规模占比最高的特种气体，超过60%，也是纯度和质量稳定性最高要求的特种气体，纯度一般在6N以上。
国产特气价格优势明显（约为海外的60%-80%），正快速发展。根据中国半导体工业协会和SEMI数据，2021年中国电子特气市场规模约196亿元，预计2025年达到316.6亿元，2016-2025年CAGR为14.2%。
光刻胶按照用途主要分为半导体用光刻胶、平板显示用光刻胶和PCB光刻胶三类，其中半导体用光刻胶的技术难度最大。国内目前94%的光刻胶集中在PCB行业，半导体用高端光刻胶仍待突破和验证。
光刻胶可分为KrF、ArF、ArFi、g线i线、EUV光刻胶，根据TECHCET数据，2021年市场规模分别为6.9亿、1.96亿、7.59亿、2.92亿、0.51亿美元，占比分别为34.7%、9.9%、38.2%、14.7%、2.6%；2020-2025年出货量CAGR分别为8.5%、1.8%、6.5%、2%、51.8%。整体来看，KrF、ArF光刻胶市场占比最高，覆盖了250nm-7nm的绝大部分制程；EUV光刻胶的技术壁垒最高，增速最快。
军工新材料：技术发展呈四大趋势
随着军工产业的迅速发展，起支撑作用的材料技术发展呈现出以下趋势：一是复合化，通过微观、中观和宏观层次的复合大幅度提高材料的综合性能；二是多功能化，通过材料成分、组织、结构的优化设计和精确控制，使单一材料具备多项功能，达到简化武器装备结构设计，实现小型化，高可靠的目的；三是高性能化，材料的综合性能不断优化，为提高武器装备的性能奠定物质基础；四是低成本化，低成本技术在材料领域是一项高科技含量的技术，对武器装备的研制和生产具有越来越重要的作用。
高温合金材料是航空航天材料的重要组成部分，是制造航空航天发动机热端部件的关键材料，主要用于发动机涡轮叶片、涡轮盘、燃烧室、导向器及部分机匣和封严件。在先进的航空发动机中，高温合金部件占发动机总重量的40%-60%以上。
钛合金具有密度低、比强度高、良好的高温力学性能等特点，能提高航空发动机的推重比，被广泛应用于航空领域中。该材料在国外先进飞机航空发动机上的用量占其总重量的25%-40%，随着技术的发展，钛合金材料用量越来越多。
航空复合材料按增强基体可分为树脂基复合材料、碳基复合材料、陶瓷基复合材料和金属基复合材料，其中树脂基复合材料是目前航空复合材料家族中应用量最大、技术成熟的材料，广泛应用于民机、军机、发动机领域，对推动航空装备升级换代起到关键作用。
航空用隐身材料包括三类，分别为雷达隐身材料、红外隐身材料和多频谱隐身材料，其中以雷达隐身材料和红外隐身材料为主。
军工电子则具有较高的军民通用性，部分细分领域龙头还可以在信创、网安等领域享受到额外的红利。火炬电子（603678.SH）为该领域龙头企业，公司成熟产品包括片式多层陶瓷电容器（MLCC）、引线式多层陶瓷电容器、多芯组陶瓷电容器、脉冲功率陶瓷电容器、钽电容器、超级电容器等多系列产品，广泛应用于航空、航天、船舶及通讯、电力、轨道交通、新能源等高端领域。