2024年新材料行业半年度策略:新材料是新质生产力重要产业方向,重点关注下游新兴需求

  • 来源:中原证券
  • 发布时间:2024/07/08
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新材料行业半年度策略:新材料是新质生产力重要产业方向,重点关注下游新兴需求。2024年上半年,新材料板块走势整体呈宽幅震荡态势,短期内承压明显。截止至2024年6月28日,新材料指数(884057.WI)下跌19.54%,同期沪深300上涨0.89%,跑输大盘20.43个百分点。从行业横向对比来看,新材料行业涨跌幅与30个中信一级行业相比排名第24位。从子板块表现来看,自年初以来主要子行业均下跌,其中膜材料板块跌幅较大。从估值来看,新材料指数市盈率(TTM,剔除负值)为20.66,处于近三年的33%。从财务情况来看,新材料行业2024年一季度业绩显著承压,盈利能力下滑,板块实现营业收入4413...

1. 2024 年上半年新材料行业行情回顾

1.1. 行业指数整体呈震荡形势

2024 年上半年,新材料板块走势整体呈宽幅震荡态势,短期内承压明显。1 月至 2 月初, 新材料指数表现较为弱势,呈现加速探底趋势,大幅下跌后呈现技术性反弹,然后随着“新国 九条”、“新质生产力”等政策预期强化,指数呈现出逐步震荡修复。总体来看与沪深 300 相关 度很大且基本同步,贝塔值较高。

截止至 2024 年 6 月 28 日,新材料指数(884057.WI)下跌 19.54%,同期沪深 300 上涨 0.89%,跑输 20.43 个百分点。从行业横向对比来看,银行行业以 21.71%的涨幅位居第一,新 材料行业涨跌幅与 30 个中信一级行业相比排名第 24 位。

根据工信部《新材料产业发展指南》,新材料主要包括先进基础材料、关键战略材料、前沿新材料三大类。由于尚未有较为统一和明确的新材料子行业划分标准。因此,我们根据《新材 料产业发展指南》,选取有机硅(中信)等行业代表先进基础材料板块,选取半导体材料(中信)、 超硬材料(万得概念)、电子化学品(中信)、膜材料(中信)、碳纤维(中信)、稀土及磁性材 料(中信)、工业气体(万得概念)等行业代表关键战略材料;选取公司主营业务以金属增材制 造材料为主的其他金属新材料(申万)行业代表前沿新材料,共同组成新材料板块。 从子板块表现来看,2024 年初以来,主要子行业均下跌,膜材料板块跌幅较大。子行业涨 跌幅排名为:其他金属新材料(-14.71%)、稀土及磁性材料(-14.88%)、半导体材料(-15.52%)、 有机硅(-17.19%)、电子化学品(-17.32%)、碳纤维(-21.03%)、超硬材料(-21.85%)、工业气体 (-24.90%)、锂电化学品(-30.89%)、膜材料(-36.15%)。

个股表现来看,新材料板块 166 只个股中, 上涨个股 16 只,下跌个股 150 只。金属新材 料和电子化学品板块中个股表现较好,涨幅前五个股分别为宝丰能源(17.33%)、铂科新材 (16.67%)、格林美(16.67%)、中国巨石(15.00%)、雅克科技(13.57%)。

截至 2024 年一季度末,基金对新材料行业的全部持股市值为 2969 亿元,占行业上市公司 总市值的 8.18%,相较于 2023 年末下降 3.9 个百分点,基金对新材料行业的配置规模有所下 降。

1.2. 行业当前估值较为合理

截至 2024 年 6 月 28 日,新材料指数市盈率(TTM,剔除负值)为 20.66,高于全部 A 股 的平均市盈率 13.75 倍。目前市盈率分位数处于近三年的 33%。

1.3. 行业一季度业绩显著承压,盈利能力下滑

2024 年一季度万得新材料板块实现营业收入 4413.68 亿元,同比下降 11.43%;实现归母 净利润 240.23 亿元,同比减少 50.50%。与去年相比,营业收入和归母净利润均大幅下降。

2024 年一季度万得新材料板块毛利率、净利率分别为 16.81%、5.81%,环比减少 1.81pct、 2.27pct;ROE 为 1.74%,环比大幅减少 10.37pct。新材料板块平均资产负债率为 56.48%, 环比小幅上升 0.5pct。整体来看,盈利能力下滑较为显著。

2024 年一季度万得新材料板块经营性现金流流入净额为 135.31 亿元,与 2023 年一季度 相比有较大降幅,自 2019 年以来,行业首次经营性现金流流入净额小于归母净利润,表明行 业回款放慢,现金流有所恶化。

2. 新材料行业 2024 下半年展望

2.1. 新材料是新质生产力重要组成部分,发展具有长期确定性

新材料的发展不仅可以带动传统产业技术提升和产品升级,还能促进国家整体高新技术产 业的进步和综合实力的提升。新材料作为支撑现代制造业发展的重要物质基础和“底盘”,其研 发水平及产业化规模成为衡量一个国家经济社会发展、科技进步和国防实力的重要标志。 2024 年政府工作报告指出,要促进战略性新兴产业融合集群发展,加快前沿新兴氢能、新 材料等产业发展。新材料产业作为我国新质生产力的重要组成部分,有助于增强产业链供应链 韧性和竞争力,有助于加强产业链关键核心技术国产替代能力。目前以房地产、建筑业、加工 制造业为主力的产业结构面临发展上限,向上游人工智能、新材料、新能源、数字经济发展是 必然趋势,因此新材料行业正处于快速发展的成长期。

目前全球新材料产业竞争激烈,技术发展呈现新特征。从全球看,新材料产业已形成了三 级梯队的竞争格局。发达国家仍然是世界新材料的主导者,美国、日本、欧盟位列第一梯队, 在经济实力、核心技术、研发能力、市场占有率等方面占据绝对优势。中国、韩国、俄罗斯属 于第二梯队,在部分细分领域分别具有比较优势。巴西、印度等国位于第三梯队,其发展水平 与第一梯队、第二梯队相比尚存在较大差距。 我国是制造业大国,正在向制造强国迈进,新材料既可支撑我国先进制造业发展并持续保 持国际竞争力,又是带动我国由制造大国向制造强国跨越,实现制造业转型升级、高质量发展 的重要方向,对我国在新一轮国际分工中,从新能源发电、动力和储能电池、电子信息、新能 源汽车、航空航天等领域抓住“换道超车”机遇,抢占国际话语权具有较大战略价值。因此, 发展新材料产业被提升到国家战略安全高度。

根据工信部预计,中国新材料行业市场规模在 2025 年达到 10 万亿元,到 2035 年,我国 新材料产业总体实力将跃居全球前列,新材料产业发展体系基本建成,并能为本世纪中叶实现 制造强国提供基础支持。工信部数据显示,2023 年 1 至 9 月中国新材料产业总产值超过 5 万 亿元,保持两位数增长,预计到 2025 年产业规模将突破 11 万亿元。 我们认为在政策推动的背景下,下游产业国产替代和制造业技术迭代升级带来的新增需求 有望带动新材料行业不断打开增长空间。整体来看,新材料需求主要来自三类行业,一是通过 国产替代抢占原有海外竞争对手在华市场份额,如半导体和信息通信相关行业;二是在技术封 锁、政策限制的背景下实现技术上的追赶,以军工、航空航天和半导体行业为主;三是,我国 在产业竞争优势的背景下自主引领产品迭代升级,如稀土行业、新能源行业。整的来看,我国 材料技术不断深入、投资不断加大,国内新材料行业正在抢占市场份额、蓬勃发展。 因此,新材料行业作为一个处于成长期的行业,其产业的持续发展和需求的不断增长具有 长期确定性。

2.2. 下游需求表现分化,未来有望复苏

从房地产领域的需求来看,2024 年以来受宏观经济走弱、居民短期购买力和购房意愿不强 影响,房地产行业的各项数据持续下行,对新材料行业的需求也造成拖累。目前在持续政策放 松后,多地放松或取消限购政策,房地产行业市场出现边际改善迹象。根据国家统计局数据, 2024 年 1-5 月,全国房地产开发投资 40632 亿元,同比下降 10.1%;其中,住宅投资 30824 亿元,下降 10.6%。房地产开发企业房屋施工面积 688896 万平方米,同比下降 11.6%。新建 商品房销售面积 36642 万平方米,同比下降 20.3%。总体来看,房地产行业仍处于下行的阶段, 下滑态势持续。

汽车方面,新能源汽车产销和汽车出口延续快速增长态势,中国品牌表现良好。根据中国 汽车工业协会数据, 2024 年 1-5 月,汽车产销分别完成 1138.4 万辆和 1149.6 万辆,同比分 别增长 6.5%和 8.3%,产销增速较 1-4 月分别收窄 1.3 个和 2 个百分点。1-5 月,新能源汽车 国内销量 337.6 万辆,同比增长 35.9%;新能源汽车出口 51.9 万辆,同比增长 13.7%。汽车是 宏观经济的重要支撑,随着我国新能源汽车的飞速发展,全球汽车工业格局有可能重塑,我国 汽车的全球市占率有望进一步提升,从而拉动锂电材料、轻量化材料、稀土永磁材料等产业链 新材料需求。 家电方面,2024 年 1-5 月,我国彩电产量 0.78 亿台,同比下滑 0.10%;空调产量 1.29 亿 台,同比增长 16.70%;家用电冰箱产量 0.42 亿台,同比增长 12.10%;家用洗衣机产量 0.45 亿台,同比增长 9.40%。整体来看,在政府以旧换新政策推动下,家电更新需求有望逐渐释放, 叠加国产家电竞争力提高,海外需求逐步复苏,主要家电产量保持正增长,白色家电整体表现 较好。 智能手机方面,2024 年 1-5 月我国智能手机产量 4.62 亿部,同比增长 12%。根据 Tech Insights,2024 年一季度,中国智能手机产量达到 6330 万台,同比增长 1%。这一增长标志着 中国智能手机市场结束了连续 11 个季度的年度下滑趋势,显示出市场的积极复苏。从中长期 来看,随着技术的不断进步和消费者需求的持续升级,智能手机行业有望实现稳健增长。

总的来看,新材料下游需求表现较为分化,整体需求较去年有所复苏,但仍相对疲软。未 来随着制造业不断迭代升级和各项促消费刺激政策的推动下,下游需求有望得到复苏。

2.3. 把握新型工业化和自主可控带来的投资机会

新材料是新型工业化的重要支撑,是国家大力发展的战略性新兴产业之一,也是加快发展 新质生产力、扎实推进高质量发展的重要产业方向。当前我国产业结构持续优化,根据工信部 数据,2022 年高技术制造业占规模以上工业增加值比重为 15.5%,新能源汽车、光伏产量连 续多年保持全球第一。伴随着产业升级,中国迅速成长为全球电子信息与半导体行业的重要参 与者。晶圆制造、芯片封测产能迅速增长,带来了对电子级高纯硅、高性能陶瓷、湿电子化学 品、封装材料以及显示材料等半导体材料的需求。同时,中国新能源汽车智能化、高端化的发 展趋势也拉动了对国产车规级芯片、轻量化材料的需求,进一步促进了对上游碳纤维、半导体 材料等新材料的需求。 随着全球地缘政治冲突加剧,供应链安全逐渐成为中国政府与企业关注的核心问题之一。 2018 年以来,中国在多个前沿新材料技术领域受到不同程度的封锁或限制,例如美国宣布停止 对中广核运输放射性材料以及氚的授权,将第四代半导体材料氧化镓和金刚石纳入出口管制等。 若无法保障上游原材料自主可控,则会对全产业链的良性发展造成较大影响。

在产业升级和自主可控的背景下,下游产业的新材料的需求增长态势良好。对于处于萌芽 初期的前沿新材料,在技术突破后将带来从 1 到 N 的市场增量空间。建议关注第四代半导体材 料、纳米材料、特种增材材料等初创期材料。而对于处于成长前期和成长中期的新材料而言, 通过收购或自主研发方式不断进行技术攻关,突破国外的卡脖子限制,实现国产自主可控,利 用国内广阔的活跃市场,迅速扩充产能。建议关注光刻胶、电子气体等处于成长前期和成长中 期的材料。

3. 聚焦主线

3.1. 半导体材料:国产替代、自主可控趋势持续

3.1.1. 板块业绩增收不增利,产能持续扩充

根据 SEMI 统计,2024 年一季度全球硅晶圆出货量 28.34 亿平方英寸,同比下滑 13.2%, 环比下滑 5.4%。根据硅晶圆厂 SUMCO 预测,2024 年 2 季度起,12 寸硅晶圆需求受人工智 能和存储芯片带动,或将缓慢复苏。中国半导体材料相关上市公司业绩呈现增收不增利,2024 年一季度,半导体材料(中信)板块营收约为 123.36 亿元,同比增长 24.05%;归母净利润为 6.9 亿元,同比下降 7.04%。归母净利润下滑主要受以沪硅产业为代表的硅片大厂扩充 300mm 硅片产能,固定支出加大导致毛利率降低,拖累板块整体盈利水平所致。

板块盈利能力小幅下滑,在建工程持续增加。2024年一季度半导体材料毛利率为16.81%, 较去年同期减少 0.65pct;净利率为 5.36%,较去年同期增加 2.11pct。整体来看盈利能力有所 下滑。一季度板块在建工程约为 66.08 亿元,同比增长 23.72%。

根据 SEMI 预测,受到训练人工智能需求的拉动,全球半导体制造业的产能预计将在 2024 年提高 6%,2025 年提高 7%,达到每月 3370 万片晶圆(等效 8 英寸尺寸)的历史最高产能。 其中中国大陆芯片制造商的产能 2024 年预计将增长 15%至 885 万片。从半导体材料板块在建 工程和 SEMI 预测来看,下游半导体晶圆厂产能仍在持续扩充,对半导体材料的需求有望进一 步拉动。

3.1.2. 半导体材料国产化率较低,进口替代持续进行

半导体材料作为半导体产业链上游的重要环节, 贯穿了半导体制造的整个流程。半导体材 料包括芯片制造和芯片封装所使用的材料。芯片制造用半导体材料主要包括硅片、光刻胶、电 子湿化学品、高纯电子特气、CMP 材料、靶材、石英制品等;封装用半导体材料主要包括封装 基板、引线框架、陶瓷封装材料、键合丝、包装材料、芯片粘结材料等。 半导体材料规模庞大,中国是全球第二大半导体材料市场。根据 SEMI 统计,受下游半导 体市场需求疲软影响,2023 年全球半导体材料市场销售金额为 667 亿美元,同比下滑 8.2%。 分区域来看,中国大陆是 2023 年全球第二大半导体材料市场,市场规模达 130.85 亿美元,同 比增长 0.9%。在全球半导体材料市场销售金额均下滑的情况下,中国大陆是唯一成长的市场。 从细分材料市场规模来看,半导体硅片占比最大,其次是电子特气和光掩模。从整体来看,半 导体细分材料行业众多,各个细分材料市场规模较小。

中国半导体晶圆制造材料的国产化率整体水平不高,整体国产化率为 20%-30%,其中电 子特气、靶材国产化率约为30-40%;硅片、湿电子化学品、CMP耗材总体国产化率约在20-30%; 光掩模版、光刻胶国产化率约在 10%以下,EUV 光刻胶等高端细分领域,国产化率近乎为零。 近年来随着美国持续加大对中国半导体产业的制裁力度,中国半导体国产替代持续进行。 以湿电子化学品领域为例,G5 级湿电子化学品目前已有部分企业实现生产,初步实现了国产 替代。如中巨芯已经能够生成 G5 级电子级氢氟酸、电子级硫酸、电子级硝酸等。彤程新材、 华懋科技、晶瑞电材、上海新阳等国内公司也开始在 G/I 线、Krf、Arf 光刻胶展开布局。

3.1.3. 周期复苏叠加大基金三期成立,带动半导体材料需求

大基金三期成立,推动半导体产业发展。在保障国家安全和发展新质生产力的背景下,中 国政府对半导体产业高度重视,不断加大对半导体企业的支持力度,推动解决半导体产业等高 科技领域的卡脖子问题。2024 年 5 月 24 日,大基金三期由财政部、国开金融有限责任公司等 19 为发起人发起成立,注册资本高达 3440 亿元。从注册资金来看,大基金三期规模超过第一 期与第二期总和,表现我国对半导体产业发展的强力支持。目前我国半导体产业已经初步成型, 我们预计三期大基金的成立将更具针对性,将更多地投资于核心设备、材料和先进封装等产业 链薄弱环节。在大基金的支持下,国内半导体材料企业有望获得充足资金进行产品开发、验证、 导入,进而加快国产替代进程,提高我国半导体材料企业产品竞争力。

半导体行业具有强周期性。一般来说全球半导体行业每 4-5 年会经历一轮完整的周期,其 中供需关系的变化是主导半导体行业周期的核心因素。由于晶圆厂扩建需要 1-2 年才能释放产 能,且产能比较刚性,在下游需求增加时无法立即增加产能,在需求放缓时无法及时收缩产能, 时间错配导致出现供给过剩或短缺,从而使半导体行业具有周期性。如 2018-2019 年,手机、 个人电脑等下游需求疲软,叠加全球贸易摩擦影响,半导体行业处于周期底部;2020-2021 年, 受疫情影响,部分晶圆厂停产叠加新能源汽车对芯片需求增加,半导体行业处于周期高点,自 2021 年起行业开始进入下行周期。

全球半导体周期进入上行阶段。2024 年 4 月,根据美国半导体行业协会(SIA)的数据, 全球半导体销售额为 464.3 亿美元,同比增长 15.8%,环比增长 1.1%;中国半导体销售额为 141.7 亿美元,同比增长 23.4%,环比增长 0.2%。自 2023 年 11 月份以来,全球和中国半导 体销售额均连续第 6 个月实现同比增长。

下游复苏带动对半导体材料的需求。根据 IDC 预测,在人工智能、算力基础设施、汽车、 高带宽内存(HBM)的驱动下 2024 年全球半导体营收有望回升至 6302 亿美元,同比增长20%, 其中,存储市场增幅可达 52.5%。从晶圆厂角度看,台积电预测全球半导体市场(不含存储) 同比增长 10%,将代工行业从此前的 20%增长下调至 15%-17%。而中芯国际则认为二季度和 三季度下游需求好于预期,对 2024 年下半年需求保持谨慎乐观。我们认为 2024 年是半导体周 期拐点之年,下游的缓慢复苏将带动对半导体材料的需求。

3.1.4. 电子特气:半导体产业中的“血液”和“粮食”

电子气体是半导体制造第二大制造材料。电子气体包括大宗电子气体和电子特种气体,是 集成电路、显示面板、半导体照明、光伏等行业生产制造过程中不可或缺的关键性材料,被誉 为半导体产业的“血液”。根据 SEMI,电子气体成本占晶圆制造成本的 13%,仅次于硅片。 中国电子特气市场规模增速显著高于全球。根据 TECHCET 数据,2021 年,全球电子气 体的市场规模约为 62.51 亿美元,其中电子特种气体占 72.60%,电子大宗气体占 27.40%。其 预计电子气体市场规模从 2020 年 58.44 亿美元增长至 2025 年 80.64 亿美元,近五年 CAGR 为 6.65%;根据 SEMI 数据,中国电子气体市场规模预计从 2020 年 173.6 亿元增长至 2025 年 316.6 亿元,近五年 CAGR 为 12.77%。我国电子气体市场规模的增长率明显高于全球电子 气体增长率,未来发展空间较大。

国际巨头垄断电子气体行业,国产替代空间巨大。全球电子气体主要生产企业林德等前十 大企业,共占据全球电子气体 90%以上市场份额。其中,林德、液化空气、大阳日酸和空气化 工 4 大国际巨头市场份额超过 70%。具体到电子特种气体领域,全球主要生产企业为 SKMaterials、关东电化、昭和电工、派瑞特气等,该等企业在总体规模上均与 4 大国际巨头存在 差距,但在细分领域具有较强的竞争力;国内电子特种气体企业以中船特气、南大光电、昊华 科技等为主。从规模上来看,国内电子特气企业与国外主要电子特气企业有较大差距,具有较 大的国产替代空间。随着中国半导体产业自给率的逐步提升,国产化替代率的不断上升,以及 显示面板行业的规模效应,电子特气具有比较大的市场提升空间。

国产特气在运输成本、产品价格具有明显优势。在运输成本方面,特种气体作为危险化学 品,产品包装、运输有严格的规定,部分产品的进出口受相关国家管制,进口周期长、容器周 转困难,比如从美国进口特种气体,海运及通关手续需要近 2 个月的时间,包装容器的周转效 率极低,运输成本非常高甚至高于气体本身价格。而国内特种气体企业物流成本低,供货及时; 在产品价格方面,国内高纯气体产品平均价格只有国际市场价格的 60%,采用国产高纯气体产 品可大幅度降低下游行业的制造成本。 特气国产化是必然趋势。在产业链安全自主可控的趋势下,国内企业凭借过硬的产品品质 进入半导体产业链,电子特气国产化率不断上升。华特气体光刻气通过了荷兰 ASML 和日本 GIGAPHOTON 株式会社的认证,进入了英特尔、中芯国际、台积电等主要下游晶圆代工厂商 产业链。在限制政策下,国内下游厂商优先选择国内特气企业进行配套,带动了国产电子特气 的需求。

3.1.5. 光刻胶:光刻工艺核心原材料

光刻胶是光刻工艺中的关键材料。光刻胶是指经过紫外光、深紫外光、电子束、离子束、 X 射线等光照或辐射后,溶解度发生变化的耐蚀刻薄膜材料,主要应用于积体电路和分立器件 的细微图形加工。因此光刻胶是电子产品微细加工技术中的关键性电子化学品,主要应用于集 成电路(IC)、液晶显示(LCD)、触摸屏(TP)、发光二极管(LED)等产品微细加工,同时 在先进封装,磁头及微机电系统(MEMS)等领域也有着广泛的应用。

受益于制程节点不断进步,HBM 高端存储器需求增加,带动 EUV 和 ArF 光刻胶需求。根 据 TECHCET 统计,2022 年全球光刻胶市场规模同比增长 7.5%,达到近 23 亿美元,2021-2026 年,半导体光刻胶市场年复合增长率预计为 5.9%,其中增速最快的产品是应用于 EUV 和 KrF 光刻胶。伴随半导体制程的提升,光刻胶需要经受更多的刻蚀次数。65nm 制程的刻蚀次数是 20 次,而 5nm 制程刻蚀次数增加至 160 次,复杂度提升了 8 倍,因此也对高端光刻胶的研制 提出更高要求。 国内光刻胶市场规模不断扩大,处于中低端向高端过渡阶段。根据中商产业研究院数据, 我国光刻胶市场规模由 2017 年 58.7 亿元增至 2022 年 98.6 亿元,年均复合增长率为 10.9%, 预计 2023 年我国光刻胶市场规模可达 109.2 亿元。目前国内光刻胶仍主要集中在较为低端的 PCB 光刻胶、TFT 和 LCD 光刻胶等产品,而在 OLED 显示面板和集成电路用光刻胶等高端产 品仍需大量进口。根据中国电子材料行业协会的数据,当前我国 KrF 光刻胶整体国产化率不足 2%,ArF 光刻胶整体国产化率不足 1%。

光刻胶技术壁垒和供应商认证壁垒极高。光刻胶技术壁垒极高,光刻胶的研发和量产需要 企业的长期技术积累,对企业研发人员的素质、行业经验、技术储备等都具有极高要求。此外, 高端光刻胶生产的大量专利掌握在海外龙头企业中,海外龙头企业就光刻胶技术构建了专利壁 垒,阻碍后来者进入。光刻胶供应商认证壁垒极高,由于芯片制造技术要求,此光刻胶生产商 需要调整光刻胶的配方以满足差异化应用的需要,而光刻胶达到下游客户要求的技术指标后需 要进行长时间的验证测试,因此供应商和下游客户会达成长期合作关系,市场新进入者很难与 现有企业竞争。 光刻胶主要被国外巨头垄断。根据 SEMI 数据,2018 年全球行业前四大光刻胶厂商合成橡 胶、信越化学、东京应化以及住友化学均为日系厂商,全品类半导体光刻胶中日本厂商占据了 70%的市场份额,分品类来看,日本厂商在 ArF、KrF、g 线/i 线胶市场中市占率分别为 93%、80%、61%,其在高端市场中展现出极强的控制力。 光刻胶产品需要长期研发和积累不断突破技术壁垒,从而逐步实现进口替代。由于光刻胶 行业具有准入门槛高、客户验证严格的特点,因此长期被日本厂商垄断。在美日对华科技制裁 的不可抗力下,中国光刻胶厂商有望突破壁垒,迎来了被纳入下游供应链的历史性机遇。光刻 胶产品由于本身在最终产品的价值占比较低,一般不超过 5%,下游客户对其价格敏感性不高, 同时,客户粘性强,一旦进入供应链,轻易不会替换,有利于实现国产替代的优势先发企业维 持长期盈利能力。

3.2. 超硬材料:超硬制品韧性强,功能性金刚石方兴未艾

3.2.1. 板块业绩不佳,超硬材料层级盈利能力大幅下降

板块业绩不佳,净利润大幅下降。2023 年超硬材料及其制品板块企业实现营业总收入 204.08 亿元,同比下降 4.15%;实现归母净利润合计 28.25 亿元,同比下降 21.51%。2024 年一季度实现营业总收入 39.03 亿元,同比下降 1.53%;实现归母净利润合计 3.88 亿元,同 比下降 35.20%。 从上下游产业链分层级来看,2023 年超硬材料和超硬制品营业收入分别为 89.38 亿元和 114.70 亿元,增速分别为-14.56%和 5.91%;归母净利润分别 4.63 亿元和 23.62 亿元,增速分 别为-66.52%和 6.60%。2024 年一季度,超硬材料和超硬制品分别实现营业收入 15.15 亿元和 23.88 亿元,增速分别为-2.34%和-1.00%;归母净利润分别为-0.11 亿元和 4.00 亿元,增速分 别为-126.90%和-28.28%。整体来看,2024 年一季度超硬材料和超硬制品归母净利润出现较大 幅度下滑,超硬材料板块整体归母净利润出现亏损。

产业链整体盈利质量下降,超硬制品韧性较强。从盈利能力来看,2024 年一季度超硬材料和 超硬制品毛利率和净利率均有较大幅度下降。其中,超硬制品净利率自 2022 年 13.24%的高点大幅 减少 13.97pct 下降至-0.73%,盈利质量下降明显。而超硬制品净利率虽有部分程度下滑,但整体波 动较小,显示出具有较强的韧性。

3.2.2. 超硬刀具:应用领域拓宽,下游市场需求不断涌现

超硬刀具是一种采用金刚石或立方氮化硼为刀具材料的刀具。与常用的硬质合金刀具相比, 超硬刀具具有耐用度高、加工质量好等一系列优点。在超精密加工中,影响加工表面质量的主 要因素除了高精度的机床、超稳定的加工环境外,高质量的金刚石刀具也是其中很重要的一个 方面。金刚石以其硬度高、耐磨性好、强度高、导热性好、与有色金属摩擦系数低、可以刃磨 出极其锋利的刀刃等优良特性,被认为是最理想的超精密切削用刀具材料。

金刚石刀具主要分为天然金刚石刀具、聚晶金刚石刀具和 CVD 金刚石刀具三类。天然金 刚石刀具:价格昂贵,经精细研磨,刃口能磨得极其锋利,刃口半径可达 0.002μm,能实现 超薄切削,可以加工出极高的工件精度和极低的表面粗糙度;聚晶金刚石刀具:采用高温高压 合成技术制备聚晶金刚石,原料来源丰富,成本只有天然金刚石的几十分之一至十几分之一, 但加工工件表面质量不如天然金刚石,可用于有色金属和非金属的精切,很难达到超精密镜面 切削;CVD 金刚石刀具:用化学气相沉积法(CVD)在异质基体上合成金刚石膜,性能与天然金 刚石接近,拥有与金刚石相似的结构和特性。

超硬刀具未来发展空间广阔,市场规模不断扩大。随着汽车、消费电子、航空航天、人形 机器人等下游新应用场景的不断涌现,对工件的制造加工要求提高,精密加工的在制造环节占 比上升,不断拉动超硬金刚石刀具需求,市场规模不断扩大。根据智研咨询统计,2023 年中国 超硬刀具市场规模 66.81 亿元,同比增长 4.92%,2019-2023 年复合年均增长率为 4.16%。根 据富耐克招股说明书,2021 年金刚石刀具市场占比为 43%,以此估算 2023 年金刚石市场规模 约 28.73 亿元。

超硬刀具在部分应用场景下具有突出优势。随着我国坚定不移地推动制造业向高端化、智 能化、绿色化方向发展,高端制造、精密制造和新材料行业持续稳步发展,传统刀具在加工速 度、精度、质量、效率等方面已不能满足生产制造的要求,超硬刀具具备高效、高精、节能、 绿色环保等特性,在微细加工、精密加工、高速和超高速加工等方面优势突出,可部分替代传 统切磨抛工具。 超硬刀具行业应用广泛,汽车行业是下游主要应用领域。超硬刀具广泛应用于汽车工业、 金属冶炼、航天航空、矿山机械和电子信息等产业的切削加工,其中汽车工业是我国超硬刀具 最大的下游应用领域,占比约为 69%,主要用于对汽车发动机、变速器、制动盘等核心汽车零 部件的切削加工。随着新能源汽车的渗透率不断提高,车身轻量化已成为未来发展趋势,铝合 金等轻质材料在汽车工业中的大量采用,推动了我国超硬刀具行业快速发展。

汽车零部件市场持续增长,带动超硬刀具需求。汽车行业精密加工领域已经广泛人造金刚 石工具,高端金刚石工具可以满足汽车及其零配件制造过程中镗孔、铣削、开槽、铰孔、研磨、 车削和珩磨等工艺的极端技术要求。同时,存量汽车更换汽车零配件的维修需求也会带动对超硬刀具的市场需求。从汽车消费端来看,2023年中国汽车产销分别实现了 3016.1 万辆和 3009.4 万辆,同比增长 11.6%和 12%,创历史新高。产量连续 15 年保持了全球第一水平。随着我国 在新能源汽车领域的优势逐步扩大,以及 2023 年我国经济逐渐复苏,汽车市场未来具有较大 的增长空间。因此,我国汽车零部件行业市场获得持续增长,根据中商产业研究院,2022 年我 国汽车零部件制造企业收入规模为 41953 亿元,同比增长 3.16%,预计 2023 年将进一步增长 至 44086 亿元。

消费电子行业引入高端材料,带动超硬刀具需求。5G 和物联网等技术的快速发展需要更 加复杂的材料和精细的加工,超硬刀具可为金属、陶瓷和脆性材料等提供高质量的精密表面处 理。如钻石刀轮和金刚石磨轮可用于用于 LCD 面板、基板玻璃、触摸屏、盖板玻璃、AMOLED 面板等互联网和物联网智能终端部件的切割和研磨;PCD 刀具可以满足钛合金材料对刀具的严 苛要求,如 PCD 刀具的轮廓刀、倒角刀、铣刀可应用于钛合金产品外壳加工,产品可以一次 成型,提高了加工效率和最终良率。近年来,全球消费电子产品创新层出不穷,渗透率不断提 升,消费电子行业快速发展,根据中商产业研究院预测,2024 年中国消费电子市场规模达 19772 亿元,同比增长 2.97%,进而拉动对超硬刀具需求。

3.2.3. 培育钻石:渗透率进一步提高,需求端景气度边际改善

印度培育钻石进口同比增速由负转正,出口同比跌幅收窄。根据 GJEPC 数据显示,2024 年 5 月印度培育钻石毛坯进口额为 0.69 亿美元,同比增长 18.26%,增速由负转正;培育钻 石 裸钻出口额为 1.20 亿美元,同比减少-13.71%,跌幅收窄。

印度培育钻石进口端和出口端渗透率双双增加。根据 GJEPC 数据显示,2024 年 5 月印度 培育钻石出口端渗透率为 9.68%,同比增加 1.61pct;培育钻石进口渗透率为 5.75%,同比增 加 0.76pct。

受益于成本端持续优化,培育钻石具有显著的价格优势。根据 Stone Algo 数据,1 克拉培 育钻石目前在 437-1261 美元,具体取决于钻石的形状、颜色、纯净度以及切工等指标,均价 为 643 美元,近半年价格下降 10.45%;而 1 克拉天然钻石价格目前在 1358-10011 美元之间,均价为 4242 美元。

需求端景气度边际改善,中长期来看消费需求有望得到修复。印度作为全球钻石毛坯的主要切 割打磨地,其毛坯进口与裸钻出口数据对判断培育钻石产业景气度有重要参考意义。短期来看,5 月印度培育钻石进口同比增速由负转正,出口同比跌幅收窄,显示出培育钻石需求端景气度有望获 得边际改善。中长期来看,随着宏观经济的好转、“悦己”消费观念的普及、培育钻石与天然钻石的 价格优势进一步扩大,培育钻石渗透率将进一步得到提高,下游消费需求有望得到修复。

3.2.4. 功能性金刚石:长期来看是潜在增长点,产业大幕徐徐拉开

CVD 金刚石开发潜力巨大,美日将高端金刚石纳入出口管制名单。人造金刚石不仅限于工 业金刚石,凭借其高热导率、宽禁带、高载流子迁移率、高绝缘性、光学透过性、化学稳定性 与抗辐射性,还可作为高新技术材料在半导体、光学、量子技术等工业领域有广阔的应用空间。 2022 年 8 月 12 日,美国商务部宣布对压力增益燃烧技术、EDA 软件、氧化镓和金刚石为代表 的宽禁带半导体材料等四项技术加入商业管制清单,限制出口。根据日本经济产业省网站信息, 在 2022 年 12 月 6 日生效的日本出口管制条例中,半导体用金刚石设计制造技术、金刚石异质 外延衬底等高端金刚石材料被纳入出口管制。美国和日本的出口管制举措从侧面反映出未来半 导体用金刚石开发潜力巨大。 日本盯准工业金刚石在半导体及工业领域的应用。根据钻石观察,日本佐贺大学教授嘉数 教授与精密零部件制造商日本 Orbray 在 2022 年 4 月开发出了直径 2 英寸的金刚石单晶晶圆。 在此基础上,开发出了用金刚石制成的功率半导体,并以 1 平方厘米 875 兆瓦的电力运行,且 电力损耗被认为可减少到硅制产品的五万分之一。 技术不断突破,世界首个 100mm 金刚石晶圆出现。2023 年 11 月 6 日,美国 Diamond Foundry 公司在其官网宣布其通过钻石异质外延技术制造出了世界上第一块直径为 100 毫米的 单晶金刚石晶圆,重达 110 克拉。单晶金刚石是已知热导率最高的材料,热导率高达 2400W/(m·K), 可以使集成电路更快地运行且寿命更长。同时,金刚石也具有极高的绝缘性,击穿电场强度为 10MV/cm,可以促进功率电子器件的小型化。

大尺寸金刚石晶圆可作为热沉在人工智能、云计算和电动汽车和无线通信等领域具有巨大 应用潜力。由于目前技术限制,目前获得的金刚石晶圆尺寸多为 1 英寸左右,不具备应用价值, 而 Diamond Foundry 制造的大尺寸晶圆促进了金刚石热沉的产业化进程。根据 Diamond Foundry 描述,使用金刚石基板作为热导层,可以使晶体管热量快速传导,按照理想散热的情 况分析,能使人工智能和云计算领域的硅芯片速度提升 3 倍。在电动汽车领域,金刚石晶圆可 以促进逆变器体积更小、功率密度更高、重量更轻。其所制造的新型逆变器在同等功率下比 Tesla 3 的逆变器尺寸缩小 6 倍。

华为申请的硅和金刚石芯片专利获得授权。2023 年 11 月 20 日,哈工大和华为联合申请的《一种基于硅和金刚石的三维集成芯片的混合键合方法》专利获得国家知识产权局发明专利 授权。该专利提出了一种混合键合方法,从而实现硅/金刚石的三维异质集成。通过将硅基与金 刚石基衬底材料进行三维集成,为硅基器件提供散热通道以提高器件的性能。 产业化大幕正在徐徐拉开,国内部分企业已经尝试工业化生产。目前国内 CVD 功能性金 刚石产业化不断取得进展,2024 年 5 月 18 日,四方达“天璇功能性金刚石超级工厂”在郑州 经开综保区 B 区正式投产是目前国内最大的 CVD 金刚石单体工厂,功能性金刚石成品年产能 超 100 万克拉;中南钻石参展第二十二届真空电子学学术年会,展示 CVD 功能性金刚石单晶 介质窗、散热衬底、金属化工艺组件等产品,向微波真空电子行业展示了金刚石材料作为核心 部件在太空高分辨成像、高速通讯、电子战、便携拒止系统等领域应用的关键作用和巨大潜力, 为制约电真空器件实现更大功率和更宽频带提供专业化的解决方案;晶钻科技目前具备光学级、 电子级、机械级、热沉级金刚石生产能力,产品包括金刚石喇叭振膜、单晶金刚石激光晶体、 单晶金刚石热沉、单晶金刚石 CMP 修整盘、高可控掺杂金刚石等。

长期来看半导体用金刚石是超硬材料行业的潜在增长点。美国、日本和我国在功能性金刚 石领域持续关注和技术突破,表明功能性金刚石具有极大的应用潜力和市场需求。如果金刚石 衬底技术得到突破,可以大批量低成本生长出缺陷较少的 8 英寸金刚石单晶晶圆,功能金刚石 市场规模将会得到大幅提升。 制备大尺寸金刚石异质外延衬底还存在诸多关键挑战。根据《单晶金刚石异质外延用铱复 合衬底研究现状》论文,浓度精确可控的掺杂技术和高品质大面积单晶衬底的制备技术是金刚 石材料与器件商业应用面临的挑战。大多数金刚石的缺陷约为 108个/平方厘米或更高,只有将 缺陷降低到 103缺陷/平方厘米,才能实现预期性能。经过几十年广泛研究,目前已可制备出较 大尺寸的自支撑单晶金刚石,然而晶格失配、热失配、位错密度高等问题仍需解决。同时 MPCVD本身的技术特点限制了大尺寸金刚石生长的能力,915MHz 系统的最大生长尺寸为 5-6 英寸。 未来可能需要基于新原理的金刚石外延生长技术来实现更大尺寸的单晶生长。

3.3. 贵金属催化剂:化工新材料行业快速发展助推需求增长

贵金属催化剂是催化反应的“心脏”和基础。催化剂对化学工业及社会的发展起到举足轻重 的作用,是一种能改变化学反应速度而本身又不参与反应最终产物的新材料,按催化反应类别 可分为多相催化剂和均相催化剂两大类。其中多相催化剂是目前工业中使用比例最高的催化剂, 一般由活性组分、助剂和载体组成。贵金属催化剂的催化活性组分主要以铂(Pt)、钯(Pd)、 钌(Ru)、铑(Rh)、铱(Ir)等为主,相比非贵金属材料催化剂,其具有不可替代的催化活性、 良好的选择性、使用安全性、耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性且废旧催化剂中所含贵 金属可循环回收加工,是目前有机合成领域最重要的一类催化材料。

上游原材料稀缺,对成本影响较大。贵金属催化剂的上游主要涉及贵金属矿产、载体研制 等。贵金属催化剂的主要原材料是铂、钯等稀缺贵金属原料,而我国在铂族金属资源上属于极 度匮乏的国家,根据《中国矿产资源报告 2023》,中国的已查明铂族金属总储量为 80.91 吨, 资源储量持续下降。目前主要贵金属大部分依赖进口,其价格受全球和下游行业经济周期的影 响变化快、波动大,且铂族金属价格昂贵,通常占产品生产成本的 90%以上,所以贵金属价格 的波动对企业成本影响较大。

下游应用广泛,作用关键。催化剂对化学工业及社会的发展起到举足轻重的作用,据不完 全统计,全球至少有 4.2 万种原料和化学中间体是通过催化剂直接和间接合成的。贵金属催化 剂用载体种类繁多,以硅酸盐、金属氧化物、炭载体为主。其应用十分广泛,涉及石油化工、 煤化工、医药、农药、食品、染料、颜料、化工新材料、环保、新能源、电子等各领域。

全球贵金属市场规模接近千亿。根据 QYResearch 数据,2023 年全球贵金属催化剂市场 规模约为 978.38 亿元,近五年年均复合增长率达 3.96%,预计 2024 年全球市场规模将达到 1074.59 亿元;2023 年中国贵金属催化剂市场规模约为 154.07 亿元,2019-2023 年的年均复 合增长率达 11.77%,预计 2024 年中国贵金属催化剂市场规模将达到 190.59 亿元。中国贵金 属催化剂市场增速显著超越全球平均增速,我国贵金属催化剂行业发展空间广阔,相关国内生 产企业有望受益。

精细化工领域需求增长拉动贵金属催化剂需求。精细化工一般包括化学药品原料药及中间 体,农药,涂料、油墨、染料、颜料及类似品,专用化学产品,化工新材料等几大类。中国化 工学会《2017-2025 年精细化工行业发展的设想与对策》中指出:美国、欧盟及日本精细化工 率接近或超过 60%,我国计划到 2025 年将精细化工率提高到 55%。贵金属催化剂在精细化工 领域应用非常广泛,是精细化工行业发展的物质基础和核心支撑,精细化工产业的快速发展必 将直接推动贵金属催化剂行业的需求增长。化学原料药和中间体的合成是精细化工中贵金属催 化剂最大的应用领域。2022 年我国化学药品原药产量 370.78 万吨,同比增长 17.01%。

贵金属催化剂在基础化工领域应用广泛。化工产品生产过程中,85%以上的反应是在催化 剂作用下进行的。贵金属催化剂因具有较强的催化活性和选择性,在炼油、石油化工中占有极 其重要的地位。例如,石油精炼中的催化重整,烷烃、芳烃的异构化反应和脱氢反应,烯烃生 产中的选择性加氢反应,环氧乙烷、乙醛、醋酸乙烯等有机化工原料的生产均离不开贵金属催 化剂。

编辑:火腿肠
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