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鋼鐵、有色金屬行業(yè)專題研究:把握關(guān)鍵有色礦產(chǎn)新材料

作者:未來智庫 來源: 頭條號 110812/29

(報告出品方/作者:東方證券,劉洋)一 、緊跟國家安全發(fā)展觀,把握關(guān)鍵有色礦產(chǎn)新材料2014年,提出“總體國家安全觀”,把資源安全納入到國家安全體系,戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資 源首次在我國提升到國家安全的戰(zhàn)略高度。2020 年,我國“十四五”規(guī)劃綱要明

標簽:

(報告出品方/作者:東方證券,劉洋)

一 、緊跟國家安全發(fā)展觀,把握關(guān)鍵有色礦產(chǎn)新材料

2014年,提出“總體國家安全觀”,把資源安全納入到國家安全體系,戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資 源首次在我國提升到國家安全的戰(zhàn)略高度。2020 年,我國“十四五”規(guī)劃綱要明確指出,戰(zhàn)略性礦 產(chǎn)資源屬于我國實施能源資源安全戰(zhàn)略的重要組成部分,要切實提高資源領(lǐng)域的安全發(fā)展能力, 實現(xiàn)戰(zhàn)略資源領(lǐng)域安全可控,筑牢國家安全屏障。2021 年 11月中央政治局召開會議審議《國家 安全戰(zhàn)略(2021-2025 年)》時提出,“確保能源礦產(chǎn)安全”,這是如此高規(guī)格會議首次把礦 產(chǎn)安全和能源安全并列,意味著礦產(chǎn)安全上升到國家戰(zhàn)略。

2021 年 12 月工業(yè)和信息化部、科技部、自然資源部等三部門編制發(fā)布的《“十四五”原材料工 業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中,強調(diào)資源安全和關(guān)鍵材料的重要性。一方面,“保障產(chǎn)業(yè)體系安全化”被列入 規(guī)劃中五大重點任務(wù),“戰(zhàn)略資源安全保障工程”也成被寫入五大重點工程;另一方面,《規(guī)劃》 把“健全創(chuàng)新體系、攻克關(guān)鍵技術(shù)、突破關(guān)鍵材料、提高產(chǎn)品質(zhì)量”作為促進產(chǎn)業(yè)供給高端化的 四大主攻方向,并通過“技術(shù)創(chuàng)新重點方向”、“新材料創(chuàng)新發(fā)展工程”等專欄形式明確重點, 特別要求實施“關(guān)鍵短板材料攻關(guān)行動、大宗基礎(chǔ)材料鞏固提升行動、前沿材料前瞻布局行動、 材料基因工程計劃”。

“十四五”乃至今后更長時期,保障礦產(chǎn)資源安全和解決關(guān)鍵材料“卡脖子”問題將成為我國有 色鋼鐵新材料行業(yè)重點發(fā)展方向,本文將對有色新材料行業(yè)從資源端和材料端兩方面對戰(zhàn)略關(guān)鍵 礦產(chǎn)資源和新材料進行梳理。(報告來源:未來智庫)


二、資源端

2.1 我國有色金屬礦產(chǎn)資源安全保障形勢

從供給側(cè)上游來看,我國礦產(chǎn)資源呈現(xiàn)總量豐富、礦種齊全,但資源稟賦較差、人均資源量少的 特征。我國 礦產(chǎn)資源中僅 14種經(jīng)濟可采儲量高于中國人口全球占比 18.8%,159種礦產(chǎn)經(jīng)濟可采儲量遠低 于中國人口全球占比。占比超 30%礦種為:鎢、鉬、釩、稀土、鈦5種;儲量占全球比例在 20%-30%之間的有錫、銻、石墨、鉛4種;10-20%之間的有鋅、鎂、螢石、煤炭、鐵 5 種;而 錳、金、鋁土礦、銅、鎳、鈷、鉻、鋯、鋰等不到 10%。

從儲量角度,鎢、鉬、錫、銻、碲是我國具有相對優(yōu)勢的品種,銅、鋁、鎳這三種在我國消費量 超百萬噸規(guī)模的金屬供應(yīng)潛力較小。鎢、鉬、錫、銻、碲這五種金屬我國資源儲量均位居世界第 一,均在世界供給體系中具有重要影響。而市場規(guī)模較大的金屬中,我國鉛、鋅位居全球資源儲 量第二位,資源儲量分別占全球的 21%和 19%,但銅、鋁、鎳等資源儲量僅分別占全球的 3.1%、 3.3%和 3.1%,國內(nèi)開發(fā)及供應(yīng)潛力較小。

從產(chǎn)量的角度,我國已是全球礦產(chǎn)資源生產(chǎn)大國,人均礦產(chǎn)產(chǎn)量形勢好于人均儲量,這意味著我 國地質(zhì)勘探的投入仍需加大,以匹配資源開采的進度。我國產(chǎn)量占全球比例過半的金屬礦產(chǎn)有鎵、 鎂、鉍、鎢、鍺、稀土、銦、銻 8 種;占比介于 30-50%之間的有鉛、錫、鉬、鋅、鈦 5 種。而 鋰、鋁土礦、金銀、鋯、銅、鈮、錸、鉭、鈷、鉑族、鎳這 11種有色金屬產(chǎn)量占比仍低于我國人 口占比。

而在需求側(cè),由于我國作為全球制造業(yè)重鎮(zhèn),除了本土,還承接了大量海外對礦產(chǎn)資源的間接需求。2020 年有 36 種礦產(chǎn)消費量位居全球第一,兩種位居全球第二,6 種位居全球第 3-5 位,消 費占全球比例超 50%的礦種有 22 種。

供給與需求之間的巨大失衡,直接導致我國礦產(chǎn)資源對外依存度居高不下。2020年我國鈮、鋯、鉑族等對外依存度超過 98%; 鈷、鎳對外依存度超過80%;鋰、銅、鋁對外依存度在70%以上。礦產(chǎn)的貿(mào)易逆差也持續(xù)加大, 根據(jù)中國海關(guān)數(shù)據(jù),鈷、貴金屬、鋁土礦、鎳礦、鈮鉭鋯釩礦、錫、銅這 7種有色金屬進口量超 過全球一半。


2.2 重點關(guān)注品種識別

各大經(jīng)濟體的關(guān)鍵礦產(chǎn)清單列表中的礦種均有不同,中美關(guān)鍵礦產(chǎn)重疊程度較大。整體來看歐盟、 日本和美國由于已進入后工業(yè)化,對大宗傳統(tǒng)礦產(chǎn)需求開始下降,戰(zhàn)略新興礦產(chǎn)需求呈上升趨勢, 因此關(guān)注點主要在稀有金屬和稀土金屬,而我國同時還關(guān)注鋁、銅、金等大宗型礦產(chǎn)資源。值得 注意的是,中美歐確定的關(guān)鍵礦產(chǎn)中,有相當一部分重疊,難以避免推動競爭,其中:鋰、鋯、 鎳、銻、鈷、鎢、錫、鋁、稀土為雙方所共同關(guān)注的關(guān)鍵有色金屬礦產(chǎn)。

我國對戰(zhàn)略性礦產(chǎn)的界定兼顧“供應(yīng)風險”和“經(jīng)濟重要性”。2016 年 11 月,國務(wù)院批復通過 《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃(2016~2020 年)》,將 24 種礦產(chǎn)列入戰(zhàn)略性目錄,其中金屬礦產(chǎn)除了考慮對國家經(jīng)濟具有重要的小金屬,還囊括了存在供應(yīng)風險的傳統(tǒng)大宗礦產(chǎn),如銅、金等。這也是 由于我國作為制造業(yè)大國,傳統(tǒng)大宗礦產(chǎn)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈在我國國民經(jīng)濟中仍占據(jù)重要地位,但原 料卻高度依賴進口,如銅我國消費量多年占比全球過半,但儲量占比均不到 20%,傳統(tǒng)大宗商品 也面臨著“卡脖子”風險。

結(jié)合《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃(2016~2020 年)》中對戰(zhàn)略金屬礦產(chǎn)資源的名錄和界定思路,我們也 將從供應(yīng)風險(通過對外依存度和國內(nèi)資源儲量來衡量)、經(jīng)濟重要性(通過需求增速衡量)兩 個角度,以對我國經(jīng)濟安全或產(chǎn)生重大影響的關(guān)鍵有色金屬資源進行識別:

從供應(yīng)風險角度,如前文對我國有色金屬資源供需形勢的分析,對外依賴度高是戰(zhàn)略金屬普遍存 在的問題,但鎢、鉬、錫、銻這四種金屬我國資源儲量再在世界排名中位居前列,具有較大內(nèi)生 供應(yīng)潛力。

從經(jīng)濟重要性角度,根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會預計,2019-2030 期間,除鋯、鉬或在 2025- 2030 年之間迎來消費峰值,我國對其余戰(zhàn)略有色金屬的需求量將持續(xù)攀升,其中黃金、鈷、鋰、 鎳、稀土 19-30 年復合增速或超 4%。

需求增速的預期與各品種下游需求結(jié)構(gòu)息息相關(guān),如錫、鉬、鋯消費結(jié)構(gòu)中交通、電力、電池等 與新能源息息相關(guān)的領(lǐng)域占比較小,2019-2030 年整體復合需求增速較低。戰(zhàn)略有色礦產(chǎn)金屬在近年的全球消費結(jié)構(gòu):


通過對上述金屬的供應(yīng)風險和未來需求增速分析,我們認為黃金、銅、鋁、鎳、鋰、鈷、稀土是 我國戰(zhàn)略金屬礦產(chǎn)資源名錄中更值得關(guān)注的七大有色金屬資源。由于黃金作為戰(zhàn)略金屬有其特殊 意義,并且其強貨幣屬性,使得其資源消耗屬性相對較弱,供給蓄水池較大,因此在此不對其供 給安全進行分析,將著重分析銅、鋁、鎳、鋰、鈷、稀土。

2.3 六大有色礦產(chǎn)資源供需分析

我們認為礦產(chǎn)資源保障應(yīng)對措施應(yīng)以國內(nèi)資源利用優(yōu)先于海外資源的原則,摸底國內(nèi)相應(yīng)礦產(chǎn)資 源規(guī)模、資源利用的經(jīng)濟程度,若國內(nèi)資源規(guī)模較小或經(jīng)濟性較差,是否可通過回收利用進行彌 補,再將視角投放海外,從海外資源供給格局出發(fā),尋找海外供應(yīng)保障措施。

2.3.1 銅

中國銅資源相對短缺,銅儲量僅占全球銅儲量的 3%。根據(jù) USGS 數(shù)據(jù)顯示,2020 年,全球銅 礦儲量為 8.8 億噸,主要的銅資源國包括智利、澳大利亞、秘魯、俄羅斯、印度尼西亞等。中國 銅資源嚴重不足,按照美國地質(zhì)調(diào)查局數(shù)據(jù),中國銅儲量僅占全球銅儲量的 3%。

回收銅利用水平仍較低,隨著廢雜銅的蓄積量不斷擴大,銅資源回收有望成為供給端的重要補充。 2000 年以來,中國銅回收量由 34.8 萬噸增加到 2018 年的 200 萬噸,增加了 5 倍。其中,國 內(nèi)直接從廠商回收銅由 2005 年的 43.1 萬噸增加到 2018 年的 171.6 萬噸。中國的精煉銅回收利 用率由 2000 年的 18%提高到 2014 年的 25%,近年來隨著回收量的減少,2018 年降至 16%, 明顯落后于發(fā)達國家。

例如:法國在 1997 年二次回收比例就高達 95%,英國在 1999 年二次回 收比例同樣高達 97%。隨著中國銅消費量的快速增加,國內(nèi)廢雜銅的蓄積量不斷擴大,按銅產(chǎn)品 的平均使用壽命 15 年計算,到 2020 年中國再生銅供應(yīng)量約為 445 萬噸,其中可回收利用的廢 雜銅金屬量可達到或接近 300 萬噸;到 2030 年中國再生銅供應(yīng)量約為 510 萬噸,其中可回收利 用的廢雜銅金屬量達到約 400 萬噸,這對緩解中國銅供需矛盾起到重要作用。


我國銅資源供應(yīng)一直以境外資源進口為主。我國國內(nèi)自產(chǎn)銅資源量雖然逐漸增長,從 2000 年的 94 萬噸增 長到2017年的335萬噸,但是由于我國銅消費量增速更快,自給率整體下降幅度很大,從2000 年的 49%下降到 2017 年的 28%,中國銅資源供需缺口由 99 萬噸增長至 844 萬噸。中國國內(nèi) 礦山銅生產(chǎn)在中國銅資源供應(yīng)體系中的占比呈現(xiàn)收縮趨勢,從 2000 年的 21%下降至 2017 年的 13%左右,近幾年國內(nèi)廢銅回收占比有所擴大,進口資源量在中國銅資源供應(yīng)體系中的比重始終 較大。

全球銅礦資源分布較為廣泛,資源集中度尚可。主要分布在北美洲、拉丁美洲和中非三個地區(qū), 以智利、澳大利亞、秘魯、俄羅斯、印度尼西亞、墨西哥和美國等國家為主。USGS 數(shù)據(jù)顯示, 2020 年,全球銅儲量為 8.8 億噸,其中前四大資源國分別是智利、澳大利亞、秘魯和俄羅斯, 這四個國家的儲量占全球銅儲量的 49%。

生產(chǎn)國家集中度與市場集中度也較為寬松。全球銅礦的主要生產(chǎn)國有智利、秘魯、中國、美國、 剛果等,其中智利是全球最大銅礦生產(chǎn)國,2020 年銅礦產(chǎn)量約占全球銅礦產(chǎn)量的 28%。全球銅 礦的生產(chǎn)國家也較為集中,2020 年前四大銅礦生產(chǎn)國的產(chǎn)量約占全球銅礦產(chǎn)量的一半以上,分 別為智利、秘魯、中國和剛果金。根據(jù)東方證券有色鋼鐵團隊于 2021 年 11 月發(fā)布的《2022 有 色行業(yè)年度策略》統(tǒng)計, 2020 年全球前十大銅礦生產(chǎn)商的產(chǎn)量為 10Mt,占全球礦山銅產(chǎn)量的 49%。

綜上可發(fā)現(xiàn),再生銅和海外銅資源的廣泛分布,使得我國銅資源供應(yīng)安全整體趨好。因此在資源 布局方面,應(yīng)進一步形成多元化的銅資源供應(yīng)格局。目前我國海外銅資源投資已初顯成效,如 2007 年中鋁收購了特羅默克銅礦,2014 年五礦收購了拉斯邦巴斯銅礦,2015 年紫金礦業(yè)收購了卡 莫阿銅礦,2016 年洛陽鉬業(yè)收購了 Tenke 銅鈷礦,2019 年紫金礦業(yè)再次出手完全收購 Timok 銅 金礦。隨著卡莫阿銅礦以及 Timok 銅金礦的開發(fā),中國銅資源企業(yè)在非洲等地的新增產(chǎn)能很多將 在后疫情時代兌現(xiàn),未來銅的海外來源將更加分散。


優(yōu)質(zhì)銅資源競爭日趨緊張,國內(nèi)銅礦資源開發(fā)利用程度應(yīng)進一步加強。隨著銅價的連續(xù)攀升以及 銅資源的良好前景,全球主要礦業(yè)公司紛紛再次聚焦銅業(yè)務(wù),未來國內(nèi)礦業(yè)公司在海外的并購競爭 將會逐漸加大,銅資源的市場并購價也會隨之提升,獲得控制優(yōu)質(zhì)在產(chǎn)項目的機會將會越來越少。 我國也需議加大國內(nèi)銅礦資源勘查基地的勘查力度,開展原有大型礦山深部及外圍找礦勘查工作, 提高銅礦資源控制程度和資源儲量級別,提高低品位銅礦資源的開發(fā)利用程度,增強國內(nèi)一次資 源保障能力。

扶持銅二次回收行業(yè)的發(fā)展。我國廢銅回收已進入快速發(fā)展期,廢銅回收量逐年增加,未來將有 效緩解我國面臨的國內(nèi)銅資源供應(yīng)壓力。應(yīng)加快廢銅回收產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展步伐,提高國內(nèi)二 次資源綜合利用率,進而提高國內(nèi)二次銅資源供應(yīng)能力。

2.3.2 鋁土礦

我國鋁土礦資源已明顯短缺。自然資源部數(shù)據(jù)顯示,截至 2019 年底,我國鋁土礦查明資源儲量 54.7 億噸,其中資源量 44.3 億噸,基礎(chǔ)儲量 10.4 億噸,儲量 4.2 億噸,僅占全球的 1.5%。

2019 年,我國鋁土礦開采總量約 1.1 億噸,以全球 1.5%的儲量支撐了 28%的開采量,采儲比僅 4 年,資源保障年限較短。

我國氧化鋁占世界總產(chǎn)量 54%,對海外鋁土礦資源依賴呈必然。伴隨著我國鋁工業(yè)的高速發(fā)展, 我國氧化鋁產(chǎn)量近十幾年由年產(chǎn) 400 多萬噸,一舉突破到年產(chǎn) 7000 萬噸,占世界氧化鋁總產(chǎn)量 的 54%。而我國鋁土礦儲量僅占世界的 1.5%,難以支撐我國氧化鋁 50%以上的生產(chǎn),進口鋁 土礦成必然。我國近 5 年進口鋁土礦以每年 20%的速度增長,2019 年,我國進口鋁土礦已經(jīng)占 到氧化鋁全部礦石消耗的 53.8%。

我國進口礦石來源地豐富,目前已形成以幾內(nèi)亞、澳大利亞、印尼為主、眾多國家為輔的供應(yīng)格 局,供應(yīng)格局較為寬松。

應(yīng)充分利用進口鋁土礦資源,相較于國內(nèi)鋁土礦,進口鋁土礦從能源、社會、經(jīng)濟、市場等各個 方面都具有優(yōu)勢更具優(yōu)勢:


從能源角度,使用進口鋁土礦可以減少四分之一以上的氧化鋁綜合能耗,由于進口鋁土礦一般以 三水鋁石型為主,其氧化鋁溶出過程可以采用低溫(145℃)或中溫(230℃),且生產(chǎn)氧化鋁 不需要加石灰,而國產(chǎn)鋁土礦為一水硬鋁石型,溶出過程必須采用高溫進行(270℃);

從社會效益角度,進口鋁土礦對環(huán)境的危害相對較小,更具環(huán)保性。一般情況下,進口礦石生產(chǎn) 氧化鋁后的赤泥產(chǎn)出率為 1 噸/噸,而國產(chǎn)礦石生產(chǎn)氧化鋁赤泥產(chǎn)出率一般 1.5 噸/噸。赤泥處理是 一個“世界性”難題,目前的處理方式依然基本靠堆存,不僅占用大片土地,而且易于產(chǎn)生風險, 相對較小的赤泥產(chǎn)出率對環(huán)境是非常友好的;

從經(jīng)濟效益角度,有相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,山東省部分使用進口鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁企業(yè)的平均成本比山 西省使用國產(chǎn)礦石生產(chǎn)氧化鋁企業(yè)的平均成本約低 300 元/噸以上;

從市場角度,國內(nèi)鋁土礦資源存在巨頭壟斷的情況,進口鋁土礦的發(fā)展可以促使更多的公司擁有 資源和競爭力,將目前國內(nèi)存在的價格同盟打破,使市場更加多元化和靈活化。

利用進口鋁土礦是必然趨勢,中國企業(yè)海外開發(fā)鋁土礦勢在必行。近年來,中國企業(yè)積極踐行 “走出去”的發(fā)展理念,在海外投資鋁土礦的步伐加快,海外鋁資源開發(fā)取得顯著進展。安泰科 數(shù)據(jù)顯示,至 2020 年底,中國累計獲得境外鋁資源權(quán)益量約 100 億噸,海外已形成開采和運輸 能力的鋁土礦項目超過 9000 萬噸/年,在建項目 1750 萬噸/年左右,擬建項目 5300 萬噸。而我國國內(nèi)的鋁土礦資源已明顯短缺,強烈建議逐步減少國內(nèi)的開采,為關(guān)鍵時刻提供資源保障;即 使開采,也要兼顧開采低品位鋁土礦與高品位進口礦石調(diào)配使用,更好地回收利用資源、減少資 源破壞、延長資源服務(wù)年限。

2.3.3 鋰

我國鋰礦資源量位于世界前列,我國鋰礦資源在可采年限方面供應(yīng)能力等級較強。據(jù)美國地調(diào)局 (USGS)統(tǒng)計,2020 年世界鋰礦儲量為 2200 萬噸,其中智利、澳大利亞、阿根廷三國合計 占全球總儲量比例 78%。


我國鋰資源產(chǎn)量位列世界第三,但對外依存度仍高達約 70%。2020 年澳大利亞、智利、中國、 阿根廷為前四大鋰資源生產(chǎn)國,合計占比 97%,其中中國占全球產(chǎn)量比例達 16%。但由于我國 是鋰資源消費大國,對外依賴度仍較高,

通過以上分析,全球鋰資源儲量分布較為集中,但好在我國鋰資源規(guī)模較大,有條件降低對外依 賴程度。我國鋰礦資源可分為硬巖型鋰礦床與鹽湖鹵水型鋰礦床,鹽湖鹵水型鋰礦占比高達 80% 以上,硬巖鋰礦主要為花崗偉晶巖型和花崗巖型鋰礦:

花崗偉晶巖型鋰礦:品位較高、便于開采,主要分布在新疆阿爾泰成礦帶、川西松潘-甘孜成礦 帶。川西鋰輝石礦品位并不低,但高海拔、高山地貌、惡劣的冬季、以及環(huán)保等間接因素所帶來 潛在挑戰(zhàn);

花崗巖型鋰礦床:也叫鋰云母礦,位于我國華南地區(qū)的,品位較低且伴生組分復雜,開發(fā)利用的 成本較高;

鹽湖鹵水型鋰礦床:主要集中分布在我國的西藏、青海地區(qū),但鎂鋰比較高,并且多位于海拔高 且自然環(huán)境惡劣地區(qū),交通條件不便。

鑒于我國鋰資源供應(yīng)潛力較大的有利因素,如何提高我國鋰礦資源的海外供應(yīng)能力重中之重。對 于四川花崗偉晶巖型鋰礦,集中在甘孜州的甲基卡和阿壩州的可爾因兩大礦區(qū),由于工藝成熟、 品位較高,但存在單體礦區(qū)規(guī)模較小的問題,因此應(yīng)加大勘察開發(fā)利用程度;對于于江西的鋰云 母礦,盡管目前已解決生產(chǎn)工藝中含氟量較高的問題,但純度和廢渣量較大問題仍亟待解決;而對于我國鹽湖資源,具有資源量大且分布較廣的特點,但制約因素主要在于我國鹽湖資源稟賦較 差,提鋰工藝尚不成熟,且當?shù)鼗A(chǔ)設(shè)施更新迭代緩慢,隨著我國鹽湖提鋰技術(shù)的不斷提高與突 破,應(yīng)加速提鋰 工藝的成果轉(zhuǎn)化投產(chǎn)進度,加強企業(yè)管理優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)配置推進,推出優(yōu)惠政策 加快企業(yè) 投建投產(chǎn),才能有效的利用我國國內(nèi)鋰資源從而有效的提高我國鋰礦資源供應(yīng)能力。


2.3.4 鎳

我國鎳儲量占比僅為世界儲量的 3-4%,儲消比不斷下降。中國鎳礦儲量在世界占比自 2002 年 以后出現(xiàn)大幅下滑,根據(jù) Wind 數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2002-2018 年比重僅有 1.8%,雖然從 2009 年以 后,隨著勘探技術(shù)的進步,儲量有所回升約為 250 萬噸,比重有所回升,但也僅占世界儲量的 3%~4%。2016年中國鎳資源儲消比呈快速下降趨勢,這主要是由于中國精煉鎳消費量呈快速上 升趨勢,從 2000 年的 5.8 萬噸增長至 2016 年的 106.3 萬噸,年均增長率高達 20%。消費量的 快速增加導致 2000-2016 年中國鎳資源儲消比呈快速下降趨勢,2016 年儲消比下降至 20 年以 下。

鎳資源分布和供應(yīng)較為集中。截至 2020 年,前五大鎳儲量國分別為印尼、澳大利亞、巴西、俄 羅斯、新喀,CR5 達 76%。從生產(chǎn)國家來看,CR5 在 2020 年近 70%,分別為印尼、菲律賓、俄 羅斯、新喀、澳大利亞。

生產(chǎn)企業(yè)中,我國控股原生鎳產(chǎn)量在 2020 年達 40%,隨著印尼新建項目的投產(chǎn)有望進一步提升。 國內(nèi)鎳資源有限,受此影響國內(nèi)企業(yè)加大了海外投資的力度,先后在巴布亞新幾內(nèi)亞、緬甸和印 尼都有項目投資。 2020 年我國原生鎳總產(chǎn)量約 101 萬噸(不包含中國當?shù)劓囪F企業(yè)),占全球比例 40%,其中僅 金川 14.6 萬噸以本土和進口硫化鎳礦為主要礦源,瑞木位于新喀,其余項目幾乎都為位于印尼, 礦源為當?shù)丶t土鎳礦。

我國鎳資源海外投資基礎(chǔ)較好,但過于集中,應(yīng)在當?shù)丶訌娰Y源外交,并同時加強鎳資源全球配 置。在境外投資主要集中在印尼,造成極易受制于人的局面,我國可向鎳資源豐富的俄羅斯、 菲律賓等周邊國家尋求潛在的合作渠道。

2.3.5 鈷

全球鈷儲量高度集中,我國鈷資源稀缺,鈷儲量大致為 8 萬噸,僅占全球總量的 1.16%。據(jù)美 USGS 年統(tǒng)計,2020 年世界鈷儲量為 760 萬噸,主要集中在剛果(金)、澳大利亞、古巴、菲律 賓、加拿大和俄羅斯,6 國合計儲量約占世界鈷總儲量 80%。剛果(金)的鈷儲量為 350 萬噸,占 全球鈷總儲量 46%,我國鈷資源稀缺,鈷儲量大致為 8 萬噸,僅占全球總量的 1%。


世界礦山鈷生產(chǎn)高度集中,比資源分布的集中程度更為嚴重,剛果(金)長期占據(jù)著世界礦山鈷 生產(chǎn)的主導地位。從各產(chǎn)鈷國的生產(chǎn)情況來看,根據(jù) USGS 統(tǒng)計,2020 年剛果(金)礦山鈷產(chǎn) 量高達 10 萬噸,全世界礦山鈷總產(chǎn)量為 14 萬噸,剛果(金)的產(chǎn)量占到了世界總產(chǎn)量的 69%, 其他產(chǎn)鈷國中,2020 年分別生產(chǎn)礦山鈷數(shù)百至數(shù)千噸不等,其中,產(chǎn)量位居世界第二的俄羅斯, 礦山鈷產(chǎn)量也只有 0.9 萬噸,世界礦山鈷生產(chǎn)情況高度集中于剛果(金)。

企業(yè)生產(chǎn)集中度過高,也是資源生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重要風險因素。從各企業(yè)的生產(chǎn)情況來看,根據(jù)楊卉 芃等芃等于 2019 年《礦產(chǎn)保護與利用》《全球鈷礦資源現(xiàn)狀及開發(fā)利用趨勢》統(tǒng)計,2018 年各 主要礦業(yè)企業(yè)依然占據(jù)著世界主要的生產(chǎn)地位,嘉能可鈷產(chǎn)量達 4.2 萬噸,占全球礦產(chǎn)鈷的 31%, 洛陽鉬業(yè)全年產(chǎn)鈷 18700 噸,占比 14%,剩下六大企業(yè)分別占據(jù)著全球鈷產(chǎn)量的 4%-5%,供 給結(jié)構(gòu)較為單一,呈現(xiàn)出寡頭壟斷的格局。

中國鈷資源儲量嚴重不足,造成中國礦山鈷產(chǎn)量常年處于低位。據(jù) USGS 統(tǒng)計,2020-2021 年 中國礦山鈷產(chǎn)量年產(chǎn)僅約 2200 噸,增長潛力極為有限。

鈷資源的回收利用是緩解資源供應(yīng)安全的重要因素。廢金屬、廢催化劑和可充電電池是最容易回 收利用的含鈷產(chǎn)品,而顏料、玻璃和油漆中應(yīng)用的鈷回收是不可能的,因為它在使用中會消散。 就噸位而言,在 1995 至 2005 年期間,從二級資源中回收鈷的量增加了一倍多,從估計的 4200 噸增加到 10000 噸以上。

電池鈷有望帶來大量回收增量。目前,國內(nèi)回收鈷的主要來源是廢舊電池、廢高溫合金和廢硬質(zhì) 合金,其中,高溫合金和硬質(zhì)合金的回收體系較為成熟,回收率較高。隨著我國 3C 產(chǎn)品升級換 代的逐漸加快,先前的新能源汽車逐漸到達使用壽命,將會帶來大量可供回收的鈷資源,再生鈷 產(chǎn)量將有所提升。但是,就目前來看,中國鈷回收量難以有大的增量。由于動力電池本身存在形 態(tài)、尺寸、規(guī)格、封裝形式、設(shè)計工藝等諸多差異,對企業(yè)拆解回收工藝要求較高,且回收體系 十分復雜,涉及到電池生產(chǎn)商、電動汽車生產(chǎn)商、資源再生企業(yè)等諸多利益,行業(yè)內(nèi)面臨著技術(shù) 和商業(yè)模式不清晰等問題,尚需完善相應(yīng)的行業(yè)規(guī)范。


綜上所述,我國鈷資源對外依存度過高這一供應(yīng)風險存在的根本原因,由于中國鈷儲量受限這一 基本事實無法改變,因而建議加強資源的回收利用,建立切實可行的回收機制,提高從電池、高 溫合金和硬質(zhì)合金中回收鈷的比例,擴大二次資源供應(yīng)占比。

針對中國鈷產(chǎn)品進口集中度過高這一問題,中國應(yīng)多元化拓展供應(yīng)渠道。雖然除了剛果(金)以 外的礦山鈷主要生產(chǎn)國產(chǎn)量占直接之比僅有 4-5%,印尼和古巴等國的儲量較為豐富,2020 年 占全球儲量比例約 8%、7%,礦山產(chǎn)量的增長潛力較大,且這些國家的政治穩(wěn)定程度要遠高于剛 果(金)。中國應(yīng)就鈷資源積極與這些國家展開合作,在國家層面上鞏固外交關(guān)系,在企業(yè)層面 上通過控股、參股和投資等多種合作方式展開合作,在多元化的同時,積極獲取上游資源,降低 礦業(yè)巨頭壟斷對中國產(chǎn)生的影響。

2.3.6 稀土

稀土元素具有優(yōu)異的磁、光、電等物理和化學特性,是不可或缺的核心基礎(chǔ)材料,被譽為工業(yè)的 “維生素”。

稀土元素在地殼中十分豐富,但是在世界范圍內(nèi)的分布極不均勻。我國稀土資源儲量一直處于世 界首位,根據(jù) USGS 數(shù)據(jù)顯示,2020 年中國稀土儲量的占有率達到世界稀土的 35%。此外, 美國、巴西、澳大利亞、印度等國稀土資源也比較豐富,這些國家和我國的稀土資源基本上構(gòu)成 了世界稀土資源的主體。

一直以來我國為全球稀土市場供應(yīng)的大量稀土資源。隨著對稀土資源的重視,國家嚴格管控稀土 資源產(chǎn)量,隨后幾年稀土產(chǎn)量逐漸下降,2020 年產(chǎn)量所占比重約為 60%。自 2000 年以來,我國 稀土產(chǎn)量一直位于全球首位,為全球稀土市場提供了大量的稀土資源,有些國家的稀土主要從我 國進口,表明其他國家對我國稀土依賴性較強,同時源源不斷的稀土對外輸出也表明我國稀土資 源正在不斷地消耗,以一國之力為全球稀土市場供應(yīng)了大量資源。


我國稀土產(chǎn)品市場價值與資源本身的經(jīng)濟價值不匹配。一方面我國既是稀土出口大國,同時也是 稀土進口大國,2018 年我國稀土進口量大幅增長,進口稀土產(chǎn)品總量約 98411 噸,同比增長 180%,其中,稀土金屬礦 29000 萬噸,同比增長 3729%,稀土化合物 69486 噸,同比增長 102%。2018 年稀土礦產(chǎn)品的大量進口,表明我國稀土市場的供給不足。另一方面,同類稀土產(chǎn) 品進出口價格差異巨大,以釹鐵硼類產(chǎn)品為例,進口均價明顯高于出口均價,2018 年永磁體出口 均價為 51.73 美元/公斤,進口均價為 92.38 美元/公斤,同類產(chǎn)品價格翻了 1.78 倍,說明我國產(chǎn) 品附加值有待提升。并且我國作為全球稀土的主要供應(yīng)國,并沒有得到相應(yīng)有的稀土定價權(quán)。我 國稀土出口均價波動較小,除了 2011 年稀土價格發(fā)生劇烈波動之外,整個觀測期間內(nèi),稀土價 格上升幅度很小。

稀土開采、冶煉環(huán)境代價大,威脅我國環(huán)境安全。稀土開采引起的元素放射性污染,對當?shù)氐目?氣產(chǎn)生不良影響;稀土浸出等生產(chǎn)流程會產(chǎn)生大量廢水,其中富含氨氮、重金屬等污染物,排放 過程中破壞當?shù)氐乃Y源,對水系統(tǒng)的破壞極大,對土壤的破壞性極強,導致植被不能正常生長; 稀土產(chǎn)生的廢渣所含重金屬或有害元素,經(jīng)雨水循環(huán)進入河流或地下水體,對當?shù)鼐用竦纳眢w健 康產(chǎn)生負面作用,對生態(tài)環(huán)境的破壞力度極強。

隨著保護稀土資源的意識不斷加強,自 2011 年起,政府部門開始管控稀土產(chǎn)量,實行稀土開采 總量制度,嚴格把控稀土資源開采量,同時也加強對稀土冶煉分離環(huán)節(jié)的管理。

需求端,稀土功能材料的需求占比逐年提升,2018 年達 72.6%。稀土產(chǎn)品的消費領(lǐng)域可分為傳統(tǒng) 領(lǐng)域和稀土功能材料領(lǐng)域。前者包括冶金機械、石油化工、玻璃陶瓷、農(nóng)業(yè)輕工紡織等。稀土功 能材料是指依托稀土元素優(yōu)異的物理、化學特性,通過在功能材料中加入相應(yīng)稀土元素從而提升 其原有材料性質(zhì)所形成的新材料。常見的稀土功能材料主要包括:稀土永磁材料、稀土催化材料、 稀土儲氫材料、稀土發(fā)光材料、稀土拋光材料等,在新能源汽車、新型顯示與照明、工業(yè)機器人、 電子信息、航空航天、國防軍工、節(jié)能環(huán)保及高端裝備制造等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中均發(fā)揮著重要的 作用。


稀土永磁材料是稀土消耗量最大的應(yīng)用領(lǐng)域,需求仍將快速提升。自 2000 年以后,我國稀土永 磁材料應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大,燒結(jié)釹鐵硼磁體毛坯產(chǎn)量由“十二五”初期的 8 萬噸增加到 2021 年的 20.7 萬噸。另一方面,稀土催化材料在國民經(jīng)濟中占據(jù)重要地位,可以廣泛應(yīng)用于環(huán) 境和能源,促進高豐度輕稀土元素鑭、鈰等大量應(yīng)用,有效緩解并解決我國稀土消費失衡,提升 能源與環(huán)境技術(shù),改善人類生存環(huán)境。石油裂化催化劑和機動車尾氣凈化催化劑是稀土催化材料 用量最大的兩個應(yīng)用領(lǐng)域,包括石油裂化催化劑、移動源(機動車、船舶、農(nóng)用機械等)尾氣凈 化催化劑、固定源(工業(yè)廢氣脫硝、天然氣燃燒、有機廢氣處理等)尾氣凈化催化劑等。

綜上所述,雖然我國是稀土資源大國,長期以來稀土資源供需不平衡、資源優(yōu)勢逐漸流失、稀土 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)失衡以及稀土資源綜合利用率低下等一系列問題,這嚴重影響了稀土產(chǎn)業(yè)的安全水平。 針對稀土產(chǎn)業(yè)安全存在的問題以及影響因素,建議首先加大稀土資源勘查力度,保證稀土資源儲 量的平穩(wěn)增長;其次,提高稀土產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力,提升資源回收率,延伸稀土產(chǎn)業(yè)鏈;再次,完善 稀土市場管理制度,以提升我國稀土定價權(quán)。(報告來源:未來智庫)

三、新材料端

3.1 新材料是我國制造業(yè)產(chǎn)業(yè)安全的基礎(chǔ)

3.1.1 我國處在新材料的快速發(fā)展期

新材料服務(wù)于社會各領(lǐng)域,是制造業(yè)的兩大“底盤技術(shù)”之一。新材料是指新出現(xiàn)的具有優(yōu)異性 能或特殊功能的材料,或是傳統(tǒng)材料改進后性能明顯提高或產(chǎn)生新功能的材料。根據(jù)國家工業(yè)和 信息化部 2021 年 12 月發(fā)布的《重點新材料首批次應(yīng)用示范指導目錄(2021 年版)》,新材料產(chǎn) 業(yè)包括先進基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵戰(zhàn)略材料、前沿新材料等三大類共 304 種,涉及 先進半導體材料、新 型顯示材料、新型能源材料以及電子化工新材料等多種電子材料。新材料服務(wù)于國民經(jīng)濟、社會 發(fā)展、國防建設(shè)和人民生活的各個領(lǐng)域,是經(jīng)濟建設(shè)、社會進步和國家安全的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導, 支撐了整個社會經(jīng)濟和國防建設(shè),與新一代信息技術(shù)并稱制造業(yè)的兩大“底盤技術(shù)”。


發(fā)達國家在新材料產(chǎn)業(yè)占據(jù)絕對優(yōu)勢,中國處在快速發(fā)展期。據(jù)《中國工程科學》2020 年刊載的 《面向2035的新材料強國戰(zhàn)略研究》,全球新材料產(chǎn)業(yè)已形成三級梯隊競爭格局,各國產(chǎn)業(yè)發(fā)展 各有所長。第一梯隊是美國、日本、歐洲等發(fā)達國家和地區(qū),在經(jīng)濟實力、核心技術(shù)、研發(fā)能力、 市場占有率等方面占據(jù)絕對優(yōu)勢。第二梯隊是韓國、俄羅斯、中國等國家,新材料產(chǎn)業(yè)正處在快 速發(fā)展時期。第三梯隊是巴西、印度等國家。從全球看,新材料產(chǎn)業(yè)壟斷加劇,高端材料技術(shù)壁 壘日趨顯現(xiàn)。大型跨國公司憑借技術(shù)研發(fā)、資金、人才等優(yōu)勢,以技術(shù)、專利等作為壁壘,已在 大多數(shù)高技術(shù)含量、高附加值的新材料產(chǎn)品中占據(jù)了主導地位。

2010-2019 年,我國新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值年均增速超過 22%。中國自“九五”計劃開始就將新材料 作為發(fā)展重點,自從“十二五”以來,國內(nèi)的新材料技術(shù)發(fā)展取得了很大的進步,自主創(chuàng)新能力 越來越強,創(chuàng)新成果越來越多,國內(nèi)新材料的龍頭企業(yè)和領(lǐng)軍人才的整體實力也得到大幅度的提 升。我國新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值由 2011 年的 8000 億元增長至 2019 年的 4.5 萬億元,年均增速超過 22%。

3.1.2 歐美發(fā)達國家限制高技術(shù)對我國出口

《瓦森納協(xié)議》限制高技術(shù)對我國出口?!锻呱{協(xié)議》全稱為《關(guān)于常規(guī)武器與兩用產(chǎn)品和技 術(shù)出口控制的瓦瑟納爾協(xié)定》(簡稱“WA”),WA 成員國包括世界主要武器生產(chǎn)國和出口國, 是用于管制常規(guī)軍品和兩用物項出口的多邊管制機制。主要兩類:一是軍事類,即專用于軍事目 的的設(shè)備、物資和技術(shù);二是軍民兩用類,包括核、電子設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)等在內(nèi)的敏感物件和技術(shù)。

自新中國成立以來,對中國的技術(shù)出口管制隨中美關(guān)系經(jīng)歷了三個階段。(1)1949 年,美國主 導,英、法、德、日等 17 國在巴黎成立巴黎統(tǒng)籌委員會(簡稱“巴統(tǒng)”),旨在控制武器裝備、戰(zhàn)略物資及高技術(shù)出口至社會主義國家陣營;并于1952年設(shè)立專門中國委員會,禁運等級高于前 蘇聯(lián)和東歐各國。(2)中美兩國 1972 年簽署三個“聯(lián)合公報”后,美國主導巴統(tǒng)下調(diào)對華貿(mào)易 管制等級;1983 年,里根政府還將中國列入“友好的非盟國”。(3)前蘇聯(lián)解體后,美、日、 英、法、德、俄等 40 國于 1995 年簽署了取代巴統(tǒng)的《瓦森納協(xié)定》,對包括中國在內(nèi)的第三方 實行常規(guī)武器和兩用品及技術(shù)出口控制。


OECD 定義 R&D 占產(chǎn)值的比重遠高于各類產(chǎn)業(yè)平均水平的產(chǎn)業(yè)為高技術(shù)產(chǎn)業(yè),包含五大類。 “高技術(shù)”是指根據(jù)研究開發(fā)費用比重、技術(shù)研發(fā)人員比重和技術(shù)復雜度三個指標對某類產(chǎn)品及 產(chǎn)業(yè)技術(shù)評價的術(shù)語,也指以當代高精尖技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的核心技術(shù)群。經(jīng)濟合作與發(fā)展組 織(OECD)對高技術(shù)產(chǎn)業(yè)分類的標準在國際上最為通行。OECD 定義 R&D 占產(chǎn)值的比重遠高于 各類產(chǎn)業(yè)平均水平的產(chǎn)業(yè)為高技術(shù)產(chǎn)業(yè),包含航空航天制造業(yè)、計算機與辦公設(shè)備制造業(yè)、醫(yī)藥 制造業(yè)、電子與通信設(shè)備制造業(yè)、醫(yī)療及專用科學儀器制造業(yè)五大類,并制定了按照國際貿(mào)易標 準 SITC(Rev.3)編碼的高技術(shù)產(chǎn)品目錄。

《瓦森納協(xié)議》對我國高技術(shù)產(chǎn)品貿(mào)易產(chǎn)生了較大的影響。美國事實上長期對中國進行出口限制, 主要集中在高科技領(lǐng)域的限制上。進入 21 世紀以來,中國高技術(shù)產(chǎn)品對美國的出口額增長迅速, 而美國對中國高技術(shù)產(chǎn)品出口限制較為嚴重,信息與通訊技術(shù)、光電技術(shù)、武器、高新材料為美 國對中國主要逆差行業(yè),并有繼續(xù)擴大的趨勢。日本在2016年以前,日本對中國高技術(shù)產(chǎn)品出口 一直為順差;日本從2017年起對中國的高技術(shù)產(chǎn)品出口也轉(zhuǎn)為逆差。隨著我國高技術(shù)對外貿(mào)易規(guī) 模的不斷擴大,我國自美國、歐盟和日本進口高技術(shù)產(chǎn)品的進口金額雖然有所上升,但其所占中 國全部高技術(shù)產(chǎn)品進口額的比重卻逐年下降。

3.1.3 新材料是支撐制造業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)

《瓦森納協(xié)定》基本限制了中國 2025 戰(zhàn)略的所有行業(yè)。近年來,西方發(fā)達國家對華出口限制的 目的正在發(fā)生變化。原來主要是為了遏制中國的軍力發(fā)展,限制內(nèi)容主要針對的是軍事技術(shù)和產(chǎn) 品,富有冷戰(zhàn)色彩。隨著中國國力的不斷增強,軍事與高科技限制并重的趨勢越來越明顯,這些 國家往往更多從國家競爭的戰(zhàn)略高度來看待對華出口,以限制高科技對華出口為根本目的,通過 種種管制手段來阻撓我國高科技的發(fā)展,從而確保其本國科技實力的領(lǐng)先。從《瓦森納協(xié)定》兩 用商品與技術(shù)限制清單與我國《“十四五”規(guī)劃綱要》的對比分析來看,在高技術(shù)領(lǐng)域的對華出 口限制,已經(jīng)成為《瓦森納協(xié)定》關(guān)注的限制內(nèi)容,并在其主要成員國中達成所謂的共識。其中 的案例隨處可見,如 2003 年,我國向法國政府購買分辨率為 1 米以下的偵察衛(wèi)星,便是以受《瓦 森納協(xié)定》清單限制為由而受阻。


我國關(guān)鍵主干高端材料遠未實現(xiàn)自主供給,材料產(chǎn)業(yè)鏈風險較大。我國已經(jīng)建成了門類最為齊全 的材料研發(fā)和生產(chǎn)體系,但是關(guān)鍵領(lǐng)域核心技術(shù)與發(fā)達國家仍有較大差距,新材料體系還不夠完 善。我國產(chǎn)業(yè)鏈中關(guān)鍵戰(zhàn)略材料、關(guān)鍵原輔料、高端制備裝備和高精尖檢測設(shè)備等核心環(huán)節(jié)被國 外壟斷或控制,材料產(chǎn)業(yè)鏈風險較大。我國關(guān)鍵主干高端材料遠未實現(xiàn)自主供給,受制于人問題 十分突出。在大飛機領(lǐng)域表現(xiàn)尤為突出。

目前美國最新的出口管制制度體系(簡稱“新規(guī)”)中, 民用飛機零部件限制向我國出口,我國國產(chǎn) C919 大飛機的研制和生產(chǎn)帶來新的挑戰(zhàn)。盡管我國 C919整機擁有自主知識產(chǎn)權(quán),但仍有很多零部件和技術(shù)是由國外供應(yīng)商提供,而其中的發(fā)動機、 飛行控制器、航空電子、起落架等核心部件則主要來自于美國。因此,新規(guī)的實施使國產(chǎn)大飛機 不得不盡快制定替代方案,選擇其他供應(yīng)商或加速國產(chǎn)替代,這有可能對 C919 大飛機的試飛與 投產(chǎn)進度產(chǎn)生一定影響。

我國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展要迎頭趕上,支撐制造業(yè)發(fā)展。新材料產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性、 基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),也是高技術(shù)競爭的關(guān)鍵領(lǐng)域,我們要奮起直追、迎頭趕上。我國必須建立起支撐材 料體系化發(fā)展、產(chǎn)業(yè)鏈安全、關(guān)鍵主干材料自主可控的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能力,提升材料基礎(chǔ)制造工藝水 平,保障關(guān)鍵原輔材料的供應(yīng)鏈安全,加快發(fā)展與新材料相關(guān)的工業(yè)母機、基礎(chǔ)零部件/元器件 (包括高端芯片和傳感器)、基礎(chǔ)工業(yè)軟件、基礎(chǔ)檢驗檢測設(shè)備和平臺,提升新材料產(chǎn)業(yè)裝備基礎(chǔ) 水平。

3.2 軍工新材料

3.2.1 碳纖維:航空航天剛需,2020 年自給率提升至 37%

碳纖維概況是新一代增強纖維,廣泛應(yīng)用于航空航天、風電葉片、體育休閑、壓力容器、碳/碳復 合材料、交通建設(shè)等諸多領(lǐng)域。碳纖維是由有機纖維在 1000℃以上裂解碳化形成的含碳量高于 90%的無機纖維,不僅具有碳材料的固有本征特性,又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性,是新一代 增強纖維。碳纖維呈黑色,其質(zhì)輕、強度高,同時具有易于成型、耐腐蝕、耐高溫等多種優(yōu)良性 質(zhì),已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于航空航天、風電葉片、體育休閑、壓力容器、碳/碳復合材料、交通建設(shè)等 諸多領(lǐng)域。

碳纖維下游各市場領(lǐng)域,風電市場和汽車行業(yè)市場潛力巨大。2020 年全球碳纖維的需求量約為 10.69 萬噸,其中風電市場依然保持在 20%的強勁增長,而航空航天市場則遭受重挫(主要受影 響的主要是民用航空、公務(wù)機),用量急劇降低。風電市場的增長潛力非常巨大,這有待于維斯 塔斯之外的其他風電巨頭企業(yè),尤其是中國風電企業(yè)批量使用碳纖維。汽車行業(yè)中采用碳纖維的 車型越來越多,尤其是新能源汽車,其中電池盒(尤其是底蓋),有望成為碳纖維的重大需求品 種。


碳纖維全過程流程長,工序多,技術(shù)和生產(chǎn)壁壘非常高。完整的碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈包含從一次能源到 終端應(yīng)用的完整制造過程。從石油、煤炭、天然氣均可以得到丙烯,目前低油價形勢下,原油制 丙烯的成本最優(yōu);丙烯經(jīng)氨氧化后得到丙烯腈,丙烯腈聚合和紡絲之后得到聚丙烯腈(PAN)原 絲,再經(jīng)過預氧化、低溫和高溫碳化后得到碳纖維,并可制成碳纖維織物和碳纖維預浸料,作為 生產(chǎn)碳纖維復合材料的原材料;碳纖維經(jīng)與樹脂、陶瓷等材料結(jié)合,形成碳纖維復合材料,最后 由各種成型工藝得到下游應(yīng)用需要的最終產(chǎn)品。聚丙烯腈(PAN)基碳纖維目前為碳纖維主流產(chǎn) 品,占市場份額的 90%以上。全過程連續(xù)進行,任何一道工序出現(xiàn)問題都會影響穩(wěn)定生產(chǎn)和碳纖 維產(chǎn)品的質(zhì)量,全過程流程長,工序多,技術(shù)和生產(chǎn)壁壘非常高。

國內(nèi)碳纖維需求增長迅速,自給率逐步提升。2020 年中國碳纖維的總需求為 48,851 噸,對比 2019 年的 37,840 噸,同比增長了 29%,其中,進口量為 30,351 噸(占總需求的 62%,比 2019 增長了 17.5%),國產(chǎn)纖維供應(yīng)量為 18,450 噸(占總需求的 38%,比 2019 年增長了 53.8%)。 2020 年的中國市場的總體仍然供不應(yīng)求。2010-2020 年,我國碳纖維總需求量中對于國產(chǎn)碳纖維 的占比從 4.8%提高到當前的 37.8%。相比 2019 年的 31.7%,增長率為 53.8%。連續(xù)三年超過 30%的高速增長,說明國產(chǎn)碳纖維的巨大進步。

高端市場對碳纖維及其復合材料有高性能要求,尤其在軍用航空航天領(lǐng)域,對于國內(nèi)而言體現(xiàn)為 較大程度的“剛需”。在軍用航空領(lǐng)域,碳纖維增強樹脂基復合材料主要應(yīng)用在戰(zhàn)斗機機身、主 翼、垂尾翼、平尾翼及蒙皮等部位中,不僅能提高戰(zhàn)斗機抗疲勞、耐腐蝕等性能,還可以起到明 顯減重作用;在衛(wèi)星構(gòu)件上,高模量碳纖維主要應(yīng)用于衛(wèi)星承力筒、桁架、夾層面板及電池板支 架上。目前,我國衛(wèi)星中已使用高強高模 MJ 系列碳纖維復合材料。

民用航天航空領(lǐng)域,在考慮性能和技術(shù)的同時,成本亦為重要考慮因素。輕量化研究是現(xiàn)代材料 設(shè)計制造的一大主流,隨著節(jié)能減排要求的提高,傳統(tǒng)的機動化及金屬材料使用即將達到極限, 輕量化材料在各領(lǐng)域的應(yīng)用將會更為廣泛。在民用航空領(lǐng)域,高端碳纖維具有優(yōu)異的力學性能、 環(huán)境穩(wěn)定性和輕質(zhì)性,是材料領(lǐng)域的輕質(zhì)、高強高模的典型代表,主要應(yīng)用于民用大型飛機的制 造。就材料性能而言,碳纖維復合材料是目前最理想的、可應(yīng)用最廣泛的輕量化材料。此外,民 航制造商因航油價格高昂,輕量化的需求比其他領(lǐng)域更為強烈。當成本端達到制造成本低于后期節(jié)省燃油費用,民用航空領(lǐng)域大規(guī)模使用碳纖維復合材料才成為可能。我國國產(chǎn) C919 大型客機 的機尾和側(cè)翼均采用碳纖維復合材料制成,而它的商業(yè)化將拉動國內(nèi)對碳纖維材料的需求。


3.2.2 高溫合金:距國際先進水平存在較大差距

高溫合金是以鐵、鎳、鈷為基,在 600℃以上的高溫及一定應(yīng)力作用下長期工作的一類金屬。高 溫合金區(qū)別于傳統(tǒng)金屬、合金的特點在于:具有優(yōu)異的高溫強度,良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能, 良好的疲勞性能、斷裂韌性,并在各種溫度下保持良好的組織穩(wěn)定性和使用可靠性等綜合性能, 又被稱為超合金(Superalloys),主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域和電力、石油化工等能源領(lǐng)域。按制 造工藝分為變形高溫合金、鑄造高溫合金和粉末高溫合金三類,其中變形高溫合金應(yīng)用范圍最廣, 占比達 70%,其次是鑄造高溫合金,占比 20%。按基體元素分為鐵基、鎳基、鈷基等高溫合金, 鎳基高溫合金應(yīng)用范圍最廣,占比達80%,其次為鐵基,占比14.3%,鈷基占比最少,占比5.7%。

與鐵基和鈷基高溫合金相比,鎳基高溫合金具有更高的高溫強度和組織穩(wěn)定性,廣泛應(yīng)用于制作 航空噴氣發(fā)動機和工業(yè)燃氣輪機的熱端部件?,F(xiàn)代燃氣渦輪發(fā)動機有 50%以上質(zhì)量的材料采用高 溫合金,其中鎳基高溫合金的用量在發(fā)動機材料中約占 40%。鎳基合金在中、高溫度下具有優(yōu)異 綜合性能,適合長時間在高溫下工作,能夠抗腐蝕和磨蝕,是最復雜的、在高溫零部件中應(yīng)用最 廣泛的合金。

鎳基高溫合金按照制造工藝,可分為變形高溫合金、鑄造高溫合金、粉末冶金高溫合金。

(1)變形高溫合金。變形高溫合金經(jīng)過真空冶煉等工藝澆鑄成合金鑄錠,通過鍛造、軋制等熱 變形制成餅坯、棒、板、管等材料,最后模鍛成渦輪盤和葉片等毛坯,經(jīng)熱處理后加工成渦輪盤、 葉片等零件。變形高溫合金塑性較低,高溫變形抗力大,使用普通的熱加工手段變形有一定困難,因而需要采取鋼錠直接軋制、鋼錠包套直接軋制和包套墩餅等新工藝來加工,也采用加鎂微合金 化和彎曲晶界熱處理工藝來提高塑性。變形高溫合金是高溫合金中應(yīng)用最廣的一類,占比達到 70%。變形高溫合金一直是航空發(fā)動機中主要用材,其中 GH4169 在我國航空發(fā)動機中已得到廣 泛應(yīng)用,被稱為高溫合金中的萬金油,其材質(zhì)水平和加工工藝水平近年來得到顯著提高。

(2)鑄造高溫合金。鑄造高溫合金是通過真空重熔直接澆鑄成型的高溫合金。隨著使用溫度和 強度的提高,高溫合金的合金化程度越來越高,熱加工成形越來越困難,必須采用鑄造工藝進行 生產(chǎn)。另外,采用冷卻技術(shù)的空心葉片的內(nèi)部復雜型腔,只能采用精密鑄造工藝才能生產(chǎn)。鑄造 高溫合金應(yīng)用較為廣泛,占比約20%,國內(nèi)的鑄造高溫合金以“K”加序號表示,如K1、K2等。


(3)粉末冶金高溫合金。粉末高溫合金是將高合金化難變形的高溫合金用氣體霧化、等離子旋 轉(zhuǎn)電極等方法制成高溫合金粉末,然后采用熱等靜壓或熱擠壓等方法將粉末制成坯料,最后制成 渦輪盤等零件。隨著耐熱合金工作溫度越來越高,合金中的強化元素也越來越多,成分也越復雜, 導致一些合金只能在鑄態(tài)上使用,不能夠熱加工變形,并且合金元素的增多使鎳基合金凝固后成 分偏析嚴重,造成組織和性能的不均勻。粉末高溫合金由于粉末顆粒小,制粉時冷卻速度快,消 除了偏析,改善了熱加工性,把本來只能鑄造的合金變成可熱加工的形變高溫合金,提高了高溫 合金的組織均勻性、屈服強度和疲勞性。目前國內(nèi)粉末高溫合金已應(yīng)用于先進型號發(fā)動機上的渦 輪盤、壓氣機盤等重要部件上。

從航空發(fā)動機的發(fā)展趨勢分析,高溫合金必定向著高強度、高抗熱腐蝕性、密度小、低成本的方 向發(fā)展。發(fā)展高質(zhì)量性能的高溫合金材料、提高高溫合金成品的工藝水平(比如葉片精密鑄造工 藝從等軸晶、定向晶,向單晶工藝發(fā)展),是高溫合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展必然趨勢。

(1)高強度。通過添加適量的 Al、Ti、Ta,保證 γ′強化相的數(shù)量。加人大量的W、Mo、Re 等難 熔金屬元素,也是提高強度的有效途徑。但是為了維持良好的組織穩(wěn)定性,不析出 σ、υ 等有害 相,而在新一代合金中通過加入 Ru 來提高合金的組織穩(wěn)定性。

(2)發(fā)展抗熱腐蝕性能優(yōu)越的單晶合金。通過添加適量W、Ta 等難熔金屬,保證高的 Cr 含量。

(3)發(fā)展密度小的單晶合金。從航空發(fā)動機設(shè)計的角度考慮,密度大的合金難有作為,特別是 對動葉片,在非常大的離心力下是不適合的。為此,要發(fā)展密度小的單晶高溫合金,如 CMSX-6、 RR2000、TMS-61、A3、onERA M-3 等,其中的 RR2000 單晶合金實際上是在 IN100(K17) 合金基礎(chǔ)上發(fā)展的,密度為 7.87g/cm3。

國產(chǎn)化程度:目前我國高溫合金生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量有限,仍有超過 40%的高溫合金需從國外進口。經(jīng) 過近 60 年的努力,我國已建立起自己的高溫合金體系,但高溫合金性能水平低、質(zhì)量穩(wěn)定性差、 成本價格高的問題并沒有得到根本解決。目前我國高溫合金生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量有限,生產(chǎn)能力與需求 之間存在較大缺口,仍有超過 40%的高溫合金需從國外進口,并且發(fā)達國家部分涉及核心關(guān)鍵技 術(shù)的高溫合金產(chǎn)品不允許出口。高溫合金尤其是高性能高溫合金市場仍主要依賴進口,應(yīng)用于渦 輪葉片、燃燒室、渦輪盤等的高溫合金部件全部依賴進口。


高溫合金材料限制我國航空發(fā)動機發(fā)展,金屬水平低導致國產(chǎn)高溫合金價格反而高于進口低端產(chǎn) 品。由于航空發(fā)動機用高溫合金材料存在技術(shù)瓶頸,我國航空發(fā)動機仍然存在部分進口的局面, 高溫合金材料國產(chǎn)化是航空發(fā)動機國產(chǎn)的先決條件。以航空發(fā)動機用量最大的 GH4169 高溫合金 棒材為例,從性能水平看,該材料在美國共有 28 個等級,其中僅僅有中低等級的產(chǎn)品允許向我國 出口,即使如此,這些產(chǎn)品的品質(zhì)也優(yōu)于國內(nèi)同類產(chǎn)品。從質(zhì)量穩(wěn)定性看,國內(nèi)不同廠家、不同 批次的材料,甚至同批材料的不同位置,性能波動也較大,產(chǎn)品合格率僅 50%-60%。從成本看, 國產(chǎn)產(chǎn)品售價為 35 萬元/噸,自美國進口的同規(guī)格產(chǎn)品售價僅 23 萬元/噸,價格差距超過 50%。

規(guī)模較大的高溫合金生產(chǎn)企業(yè)為撫順特鋼、鋼研高納和航材院,寶鋼特鋼、攀長鋼、中科院金屬 所也具備一定的產(chǎn)能。國內(nèi)企業(yè)間屬于競爭合作關(guān)系,直接競爭較少,同時存在上下游合作,以 實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新、擴大產(chǎn)能以滿足市場需求為主要發(fā)展目標。但我國高溫合金的整體技術(shù)水平較國 外龍頭企業(yè)仍有較大差距,整體產(chǎn)能和實際有效產(chǎn)能較小,在技術(shù)水平、成本上尚存在差距。

發(fā)達國家高溫合金生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)先進,部分產(chǎn)品由于限制出口不向中國銷售。全球的高溫合金生 產(chǎn)商不足 50 家,并且集中在美國、英國、德國、法國、俄羅斯、日本和中國。美國有多家獨立的 高溫合金公司,包括 GE 和普特拉-惠特尼公司(PW)能夠生產(chǎn)航空發(fā)動機用高溫合金的公司, 以及漢因斯-斯泰特公司(Haynes Stel-lite Company)、因科國際公司(Inco Alloys International, Inc.)、ATI 和卡彭特技術(shù)公司(Carpenter Technology Corporation)等能生產(chǎn)其他特鋼和高溫 合金的公司。歐盟國家中英、德、法、俄是世界上主要的高溫合金生產(chǎn)和研發(fā)代表。

英國是世界 上最早研究和開發(fā)高溫合金的國家之一,其高溫合金鑄造技術(shù)世界領(lǐng)先,代表產(chǎn)品是國際鎳公司 (Mond Nickel company)的 Nimocast 合金,之后航空發(fā)動機制造商羅羅控股公司(RollsRoyceplc)又研制了定向凝固和單晶合金 SRR99、SRR2000 和 SRR2060 等,主要用于航空發(fā) 動機制造。國際高溫合金生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)先進、產(chǎn)品種類齊全,但由于發(fā)達國家限制技術(shù)出口,一 些國外公司的部分產(chǎn)品尚不向中國銷售。


3.2.3 鈦合金:高端棒材、絲材進出口價差顯著

輕合金材料作為一種新型金屬材料,其中以鋁合金、鎂合金、鈦合金為代表的輕合金材料應(yīng)用越 來越廣泛。鈦合金因具有強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點而被廣泛用于航空航天、化工、石 油、電力、海水淡化、建筑、體育休閑等各個領(lǐng)域。鈦合金是以鈦元素為基材加入其他元素組成 的合金,具有密度小、比強度大、耐腐蝕性好、耐熱耐低溫性好、無磁性、抗沖擊性好、焊接性 能好等優(yōu)點,以及超導性、記憶特性和儲氫性能等特異性能,廣泛應(yīng)用于化工、航空航天、電力、 船舶、海洋工程、醫(yī)藥、冶金等領(lǐng)域。鈦合金能夠減輕結(jié)構(gòu)重量、提高結(jié)構(gòu)效率、耐高溫、與復 合材料結(jié)構(gòu)相匹配、滿足高抗蝕性和長壽命的要求,廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域,主要用在飛機的結(jié)構(gòu) 件和發(fā)動機部件上面。

在飛機結(jié)構(gòu)件方面,鈦合金主要應(yīng)用于飛機結(jié)構(gòu)承力部件,例如壁板、緣條、框、梁、接頭和起 落架等。這些部件需要的鈦合金材料加工材主要有棒材、厚板、薄板、鍛件、乳制型材和擠壓型 材等產(chǎn)品。

航空發(fā)動機要求良好的抗高溫強度、抗蠕變性和抗氧化性能,鈦合金是最佳選擇。發(fā)動機是飛機 的心臟。發(fā)動機的風扇、高壓壓氣機盤件和葉片等轉(zhuǎn)動部件,不僅要承受很大的應(yīng)力,而且要有 一定的耐熱性。航空發(fā)動機部件要求金屬材料在室溫至較高的溫度范圍內(nèi)具有很好的瞬時強度、 耐熱性能、持久強度、高溫蠕變抗力、組織穩(wěn)定性。這樣的工況條件對鋁來說溫度太高;對鋼來 說密度太大。目前,航空發(fā)動機用高溫鈦合金的最高工作溫度已由 350℃提高到 600℃,能夠滿 足先進發(fā)動機對材料的需求。鈦在飛機發(fā)動機上的用量越來越多,在國外先進航空發(fā)動機中,高 溫鈦合金用量已占發(fā)動機總質(zhì)量的 25%~40%。

專有技術(shù)的限制和巨額資金的投入是鈦加工行業(yè)的主要進入壁壘。在技術(shù)方面,由于鈦金屬非常 活潑,鈦的熔煉和加工技術(shù)難度高。鈦及鈦合金從熔煉到最終產(chǎn)品一般需要海綿鈦的制備、鈦材 的制備和鈦材的應(yīng)用三步,其中前兩步的技術(shù)復雜、制備難度大,是鈦應(yīng)用的難點和關(guān)鍵環(huán)節(jié), 海綿鈦和鈦材的質(zhì)量直接決定鈦制品的質(zhì)量。目前僅有美、俄、日、歐洲和中國等少數(shù)國家能夠 進行工業(yè)化生產(chǎn)。在資金方面,高技術(shù)難度要求具備專業(yè)研究能力的機構(gòu)或企業(yè)進行長期的積累, 并投入大量資金,進行設(shè)備的投入與更新和合金的研制,因此其生產(chǎn)成本一直居高不下。


鈦合金材料的發(fā)展趨勢:

(1)鈦合金材料質(zhì)量的批次穩(wěn)定性控制技術(shù)。鈦合金材料質(zhì)量的批次穩(wěn)定性直接影響到高端裝 備的性能和安全性,其控制技術(shù)發(fā)展是一個永恒的話題。批量化生產(chǎn)質(zhì)量的批次穩(wěn)定性受工藝先 進性、裝備狀態(tài)、現(xiàn)場作業(yè)規(guī)范性等因素影響,且隨著鈦合金鑄錠錠型、棒材規(guī)格不斷增大,必 須大力投入研發(fā)來提高工藝合理性、識別過程質(zhì)量控制關(guān)鍵要素,進而提高鈦合金材料質(zhì)量的批 次穩(wěn)定性控制技術(shù),以滿足高端領(lǐng)域的要求。

(2)大型鈦合金鑄錠、棒材以及鍛坯的制備技術(shù)。為了提高裝備性能和結(jié)構(gòu)效率,減輕結(jié)構(gòu)重 量,縮短生產(chǎn)周期和控制成本,新型軍用飛機、民用大型客機以及各種航空發(fā)動機鈦合金零部件 用量越來越大,而且鈦合金零部件結(jié)構(gòu)整體化比例越來越高。比如葉片和葉盤被整體葉盤取代, 多個框梁被整體框取代,發(fā)動機機匣和鼓筒直徑也越來越大。近年來,我國多臺大型模鍛成型設(shè) 備投產(chǎn),大噸位成型技術(shù)快速發(fā)展。我國更多新型軍用飛機、大飛機的大量部件從設(shè)計之初就明 確采用整體化制造工藝路線,相關(guān)零部件鍛件用鈦合金棒材和鍛坯的規(guī)格也越來越大,大型鈦合 金鑄錠、棒材以及鍛坯的制備技術(shù)仍是行業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。

(3)超高強高韌鈦合金和高溫鈦合金的研發(fā)。隨著新型航空裝備的結(jié)構(gòu)效率要求越來越高,對 超高強高韌鈦合金的需求越來越緊迫。國內(nèi)有關(guān)單位也相繼開展了 1,350MPa 以上的超高強鈦合 金的研制。國內(nèi)開發(fā)了 1300MPa+60MPa?m1/2 級別的超高強高韌鈦合金及單重達 5 噸、截面厚 度近 400mm 的超大規(guī)格鍛坯,而目前國外尚未出現(xiàn)此類大規(guī)格鍛件用超高強度高韌鈦合金材料。

超高強高韌鈦合金的技術(shù)成熟度需要進一步提高。高溫鈦合金是航空發(fā)動機的關(guān)鍵材料,使用溫度可涵蓋 300℃~600℃,可以取代部分高溫合金和不銹鋼,用于制造發(fā)動機和燃氣輪機葉片、盤 件、機匣、鼓筒等多種發(fā)動機零部件。國外 IMI834 鈦合金是目前 600℃使用最為廣泛、技術(shù)成熟 度最高的鈦合金,在 Rolls-Royce 的 Trent 系列、EJ200、普惠的 PW350 均有應(yīng)用。我國 600℃ 及 600℃以上使用的高溫鈦合金技術(shù)成熟度暫無法滿足新型航空發(fā)動機的研制要求,相關(guān)研制工作需要加快推進。

(4)兵器等用特種鈦合金研發(fā)及制備技術(shù)。鈦合金的比強度高、耐腐蝕性好,具有在兵器、海 洋工程、核電等領(lǐng)域應(yīng)用的獨特優(yōu)勢。比如采用鈦合金作為導彈戰(zhàn)斗部材料,不僅能夠通過減重 提高巡航速度,同時良好的損傷容限性提高了戰(zhàn)斗部精確打擊能力。開發(fā)新型特種鈦合金對其在 高性能武器、海洋工程、核電等領(lǐng)域擴大應(yīng)用具有重要意義。


2011 年至 2016 年,中國鈦材的需求下滑,隨后大幅上升趨勢。2008 年以來,中國鈦材的需求總 體上呈上升趨勢,2011 年鈦材市場達到階段性高點,其后國內(nèi)鈦材需求開始下滑,中國鈦工業(yè)出 現(xiàn)結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過剩,航空用高端鈦材供不應(yīng)求,民用中低端鈦材產(chǎn)能嚴重過剩。在高端化工、航 空航天、船舶和電力等行業(yè)需求帶動下,我國鈦加工材需求不斷創(chuàng)新高。

目前,我國的鈦合金市場成熟、航空用鈦材基本實現(xiàn)國產(chǎn)自主供應(yīng)。由于大量軍工裝備、大飛機 研制及批量化生產(chǎn)加快,航空等領(lǐng)域?qū)︹伈牡募夹g(shù)要求不斷提高,少數(shù)優(yōu)勢單位依托承擔國家項 目、自立項目的研發(fā)推動,我國高端鈦材相關(guān)技術(shù)顯著提升。大規(guī)格鈦合金鑄錠真空自耗電弧熔 煉技術(shù)、大規(guī)格棒材鍛造技術(shù)等發(fā)展迅速,航空裝備用鈦合金材料的國產(chǎn)化水平不斷提高,不少 鈦合金材料填補了國內(nèi)空白,基本滿足了國內(nèi)高端市場對鈦材性能水平的需求。

但我國發(fā)展航空 航天用鈦合金技術(shù)的起步時間相對較晚,技術(shù)基礎(chǔ)較為薄弱,應(yīng)用研究深入度不夠,長期以來, 我國鈦合金材料研發(fā)主要以仿制美國、俄羅斯等國鈦合金牌號為主。航空航天用鈦合金與國際平 均水平(50%)有較大差距,和美、俄(70%以上)相比差距更大。如鈦合金擠壓型材、模鍛件、 大型鈦合金寬厚板、大型鈦合金鑄件、航空緊固件用鈦合金棒絲材等,高端領(lǐng)域用鈦合金產(chǎn)品的 品質(zhì)與國外還有很大的差距,急需我國鈦行業(yè)提高產(chǎn)品品質(zhì),以充分滿足國防軍工對鈦合金的發(fā) 展需要。

全球市場格局:目前我國高端鈦材訂單集中于西部超導和寶鈦股份兩家龍頭,合計占據(jù)超過 95% 以上的市場份額,已經(jīng)形成較為穩(wěn)固的雙寡頭競爭格局。西部超導以棒絲材為主,側(cè)重航空、航 天、艦船、兵器等軍用市場,寶鈦股份品種齊全,產(chǎn)品用途更為廣泛,板、帶、管、棒、線等廣 泛應(yīng)用于航空航天,海綿鈦自足并外銷。在全球鈦合金供應(yīng)市場中,目前國外幾大鐵材生產(chǎn)商擁 有超過 80%的市場占有率,產(chǎn)業(yè)集中度很大,即國際鐵合金市場,特別是航空用鐵市場在某種程 度上說是一個寡頭壟斷的市場。

在這個市場上具有壟斷地位的廠家僅有少數(shù),分別是俄羅斯的 VSMPO-AVISMA(阿維斯瑪鎂鈦聯(lián)合企業(yè)),美國的 Timet(美國鈦金屬公司)、RTI(國際金 屬公司)、ATI(阿勒格尼技術(shù))等。這些生產(chǎn)廠家都有自己生產(chǎn)用于加工鈦合金加工材原料的 海綿鐵的生產(chǎn)能力,他們除了生產(chǎn)欽鑄錠、棒、絲等加工材外,還可生產(chǎn)鈦合金鍛件和鑄件、板 材、管材等材料。這幾個國際鈦行業(yè)生產(chǎn)巨頭對市場價格的控制力較強,市場競爭較為激烈。


3.3 半導體產(chǎn)業(yè)金屬新材料

根據(jù)半導體的制作流程,半導體材料主要分為前端制造材料和后端封裝材料,其中相關(guān)金屬材料 主要包括靶材、硅微粉、錫球、鍵合絲。具體來說,在前段制造,硅晶圓環(huán)節(jié)會用到硅片;清洗 環(huán)節(jié)會用到高純特氣和高純試劑;沉積環(huán)節(jié)會用到靶材;涂膠環(huán)節(jié)會用到光刻膠;曝光環(huán)節(jié)會用 到掩模板;顯影、刻蝕、去膠環(huán)節(jié)均會用到高純試劑,刻蝕環(huán)節(jié)還會用到高純特氣;薄膜生長環(huán) 節(jié)會用到前驅(qū)體和靶材;研磨拋光環(huán)節(jié)會用到拋光液和拋光墊。在后端封裝,貼片環(huán)節(jié)會用到封 裝基板和引線框架;引線鍵合環(huán)節(jié)會用到鍵合絲;模塑環(huán)節(jié)會用到硅微粉和塑封料;電鍍環(huán)節(jié)會 用到錫球。其中相關(guān)金屬材料主要包括靶材、拋光液、硅微粉、錫球、鍵合絲五種。

3.3.1 建設(shè)靶材:濺射法制備薄膜的核心材料,日美廠商占比約占 90%

濺射靶材是濺射法制備薄膜的主要材料之一。濺射工藝是制備電子薄膜的主要技術(shù)之一,它利用 離子源產(chǎn)生的離子,在高真空中經(jīng)過加速聚集而形成高速離子束流,轟擊固體表面,離子和固體 表面原子發(fā)生動能交換,使固體表面的原子離開固體并沉積在基底表面。被轟擊的固體是用濺射 法沉積薄膜的原材料,稱為濺射靶材。

從下游應(yīng)用來看,靶材下游市場主要包括平板顯示、信息存儲、太陽能電池、半導體四個領(lǐng)域, 四大板塊約合占比 96%。據(jù)我們測算,2020 年全球靶材結(jié)構(gòu)中平板顯示靶材占比約 39%、記錄 媒體靶材占比約 33%、太陽能電池靶材占比約 17%、半導體靶材占比約 8%。我國靶材市場結(jié)構(gòu) 中顯示面板靶材占比約 48%、記錄媒體靶材占比約 31%、太陽能電池靶材占比約 9%、半導體靶 材占比約約 9%。

其中半導體芯片行業(yè)是對靶材的成分、組織和性能要求最高的領(lǐng)域,靶材純度要求通常達 99.9995%(5N5)甚至 99.9999%(6N)以上。在下游應(yīng)用領(lǐng)域中,半導體產(chǎn)業(yè)對濺射靶材和濺 射薄膜的品質(zhì)要求最高,隨著更大尺寸的硅晶圓片制造出來,相應(yīng)地要求濺射靶材也朝著大尺寸 方向發(fā)展,同時也對濺射靶材的晶粒晶向控制提出了更高的要求。濺射薄膜的純度與濺射靶材的 純度密切相關(guān),為了滿足半導體更高精度、更細小微米工藝的需求,所需要的濺射靶材純度不斷 攀升,通常半導體靶材純度要求通常達 99.9995%(5N5)甚至 99.9999%(6N)以上。單純 的金屬提純無法滿足靶材要求,而超高純銅、超高純鋁等核心技術(shù)多掌握在霍尼韋爾、日礦、東 曹等美、日企業(yè)手中。


除金屬提純環(huán)節(jié)外,我國在靶材制造與濺射鍍膜環(huán)節(jié)也仍有眾多技術(shù)難點尚待突破:

靶材制造環(huán)節(jié)是在濺射靶材產(chǎn)業(yè)鏈條中對生產(chǎn)設(shè)備及技術(shù)工藝要求最高的環(huán)節(jié),但目前我國生產(chǎn) 設(shè)備及技術(shù)工藝相對于國外差距仍然較大。靶材制造環(huán)節(jié)首先需要根據(jù)下游應(yīng)用領(lǐng)域的性能需求 進行工藝設(shè)計,然后進行反復的塑性變形、熱處理來控制晶粒、晶向等關(guān)鍵指標,再經(jīng)過水切割、 機械加工、金屬化、超生測試、超聲清洗等工序。濺射靶材制造所涉及的工序精細且繁多,工序 流程管理及制造工藝水平將直接影響到濺射靶材的質(zhì)量和良品率。目前制備靶材的方法主要有鑄 造法和粉末冶金法。對于難熔金屬,也可采用熔煉法,但目前我國生產(chǎn)設(shè)備及技術(shù)工藝相對于國 外差距仍然較大,靶材質(zhì)量與國外先進水平相比仍有較大距離。

濺射鍍膜環(huán)節(jié):濺射機臺長期被美國、日本等跨國集團壟斷。在濺射鍍膜過程中,濺射靶材需要 安裝在機臺中完成濺射反應(yīng),濺射機臺專用性強、精密度高,市場長期被美國、日本跨國集團壟 斷。具體來看,鍍膜設(shè)備大體可分成真空形成系統(tǒng)、發(fā)射源和沉積系統(tǒng)、沉積環(huán)境控制系統(tǒng)、監(jiān) 控系統(tǒng)、傳動機構(gòu)系統(tǒng) 5 部分,但目前國產(chǎn)供應(yīng)商多集中在中低端產(chǎn)品,中高端市場占比極小。 如發(fā)射源和沉積系統(tǒng),盡管國內(nèi)有能力制作熱蒸發(fā)系統(tǒng),但普遍使用的電子槍系統(tǒng)和濺射電源設(shè) 備依然依賴進口,而在 RF 離子源方面,已有國內(nèi)企業(yè)打破技術(shù)封鎖成功研發(fā)出高端國產(chǎn)設(shè)備, 但與國外仍有一定差距。

半導體靶材技術(shù)含量極高,日礦金屬、東曹以及美國的霍尼韋爾、普萊克斯四家日美廠商占據(jù)了 全球半導體芯片用靶材市場約 90%的份額。半導體靶材技術(shù)含量極高,處于靶材應(yīng)用場景頂端, 市場集中度極高,日礦金屬、東曹公司以及美國的霍尼韋爾、普萊克斯公司,四家靶材制造國際 巨頭,占據(jù)了全球半導體芯片用靶材市場約 90%的份額。憑借著先發(fā)優(yōu)勢,美日等國的靶材企業(yè) 已經(jīng)具備了從金屬材料的高純化制備到靶材制造的完備的技術(shù)垂直整合能力,在全球高端電子制 造用靶材市場占據(jù)著絕對的領(lǐng)先地位。

在政策引導和支持下,我國半導體用銅、鋁、鈦等靶材已實現(xiàn)定點突破,江豐電子(鋁靶、鈦靶、 鉭靶)、有研新材(銅靶)是國內(nèi)半導體用濺射靶材的龍頭企業(yè)。


3.3.2 硅微粉:半導體封裝核心填充材料,大部分高質(zhì)量球形硅微粉還依賴進口

硅微粉是以結(jié)晶石英、熔融石英等為原料,經(jīng)研磨、精密分級、除雜等工藝加工而成的粉體。作 為無機非金屬礦物功能性粉體材料,硅微粉具有高耐熱、高絕緣、低線性膨脹系數(shù)和導熱性好的 特性,廣泛應(yīng)用于覆銅板、環(huán)氧塑封料、電工絕緣材料、膠粘劑、陶瓷、涂料等領(lǐng)域,在消費電 子、家用電器、移動通信、汽車工業(yè)、航空航天、國防軍工、風力發(fā)電等行業(yè)滲透深入。

硅微粉主要包括結(jié)晶硅微粉、熔融硅微粉和球形硅微粉三類,其中球形硅微粉填充率最高,能降 低覆銅板和和環(huán)氧塑封料的線性膨脹系數(shù),需求趨勢向上。其中球形硅微粉填充率高于角形硅微 粉,能夠顯著降低覆銅板和環(huán)氧塑封料的線性膨脹系數(shù),在大規(guī)模集成電路封裝上應(yīng)用較多,并 逐步滲透到航空、航天、精細化工及特種陶瓷等高新技術(shù)領(lǐng)域中。且在 5G、數(shù)據(jù)中心和汽車電動 化趨勢下,高頻高速等高端 CCL 市場空間將會打開,球形硅微粉需求趨勢向上。

大規(guī)模集成電路對球形硅微粉要求嚴格,我國大部分高質(zhì)量球形硅微粉還依賴進口。據(jù)金戈新材 料 2018 年發(fā)布的《球形硅微粉 5 大應(yīng)用領(lǐng)域及指標要求》一文介紹,大規(guī)模集成電路對球形硅微 粉的純度、粒度分布、填充率及雜質(zhì)含量有嚴格的要求,技術(shù)壁壘高:

高純度:高純度是電子產(chǎn)品對材料最基本的要求,在超大規(guī)模集成電路中要求更加嚴格,除了常 規(guī)雜質(zhì)元素含量要求低外,還要求放射性元素含量盡量低或沒有。

其中美國生產(chǎn)的用于超大規(guī)模集成電路封裝料的球形硅微粉,SiO2 含量達 99.98%以上;

FeAlCaMg 等金屬氧化物含量總和小于 130×10-6;放射性元素含量在 0.5×10-6以內(nèi);

日本生產(chǎn)的球形硅微粉:SiO2 含量達 99.9%;Fe2O3 含量可達 8×10-6;水淬取液中 Na+K+Ca2+Cl-等離子含量分別可達 5×10-6以下;放射性 U 含量達 0.1×10-9以下。

國內(nèi)一般也要求 SiO2 的質(zhì)量分數(shù)大于 99.5%、Fe2O3 的質(zhì)量分數(shù)小于 50×10-6、Al2O3 的質(zhì)量 分數(shù)小于 10×10-6,還要求放射性元素鈾(U)和釷(Th)含量很低。


超細化及高均勻性:國外用于超大規(guī)模集成電路封裝料的球形硅微粉粒度細、分布范圍窄、均勻 性好,美國一般為 1-3μm,日本平均粒徑一般為 3-8μm,最大粒徑小于 24μm。

高球化率及高分散性:球化率是保證填充料高流動性、高分散性的前提,球化率高、球形度好才 能保證產(chǎn)品的流動性和分散性能好,在環(huán)氧塑封料中就能得到充分的分散并能保證最佳填充效果。 國外產(chǎn)品球化率一般都能達到 98%以上,而國產(chǎn)料球化率一般只能達到 90%左右,少數(shù)可達到 95%。

目前,國內(nèi)大部分高質(zhì)量球形硅微粉還依賴進口。制備高純、超細的球形硅微粉已成為國內(nèi)粉體 研究的熱點。國內(nèi)生產(chǎn)的主要是角形結(jié)晶硅微粉和角形熔融硅微粉,基本能滿足國內(nèi)市場需求, 也有部分出口,但大部分產(chǎn)品檔次較低,國內(nèi)市場需求的高檔硅微粉如球形硅微粉仍依賴國外進 口,據(jù)聯(lián)瑞新材招股書披露,按照我國半導體集成電路與器件的發(fā)展規(guī)劃,我國對球形硅微粉的 需求預計將達到 10 萬噸以上,成長潛力較大。同時球形硅微粉的國產(chǎn)替代對于我國半導體產(chǎn)業(yè)的 國產(chǎn)率提升與安全具有極其重要的意義,備高純、超細的球形硅微粉也是成為國內(nèi)粉體研究的重 點方向之一。

從市場格局來看,電化株式會社、日本龍森公司和日本新日鐵公司三家企業(yè)合計占據(jù)了全球球形 硅微粉 70%的市場份額。國內(nèi)球形硅微粉主要生產(chǎn)企業(yè)有聯(lián)瑞新材(2022 年具備 2.39 萬噸球形 硅微粉產(chǎn)能)、華飛電子(雅克科技)(2022 年具備 2.2 萬噸球形硅微粉產(chǎn)能)。

3.3.3 鍵合絲:半導體封裝專用材料,外資品牌的廠商仍然占據(jù)大部分市場份額 ,大陸企業(yè)市場 份額僅為 11%

半導體鍵合絲產(chǎn)品作為芯片和外部電路之間的電連接引線,是半導體集成電路、分立器件、傳感 器、光電子等傳統(tǒng)封裝工藝制程中必不可少的核心基礎(chǔ)原材料,也是是半導體封裝專用材料。鍵 合絲是半導體器件和集成電路組裝時,使用引線鍵合技術(shù)實現(xiàn)芯片內(nèi)電路的輸入/輸出連接點(鍵 合點)與引線框架的內(nèi)接觸點之間實現(xiàn)電氣連接的微細金屬絲。為半導體封裝專用材料,是芯片與 外部電路主要的鏈接材料,具有良好的力學性能、電學性能和焊點穩(wěn)定性。


常見的鍵合絲有金絲、銀絲、銅絲、鋁絲等,從基礎(chǔ)材料劃分,目前市場上使用比較普及的鍵合 絲產(chǎn)品主要有 4 大類型:鍵合金絲、鍵合銅絲、鍵合銀絲、鍵合鋁絲。從合金成份及復合結(jié)構(gòu)細 分,主要有純金絲、金銀合金絲(行業(yè)中也稱高金線)、銀合金絲、純銅絲、銅合金絲、鍍鈀銅 絲、金鈀銅絲(多元金屬覆膜)、鍍金銀絲、純鋁絲、硅鋁絲等。不同類型的鍵合絲產(chǎn)品性能各 有差異,但在不同封裝領(lǐng)域都有批量使用需求。

外資品牌的廠商仍然占據(jù)大部分市場份額 ,大陸企業(yè)市場份額僅為 11%。隨著新的半導體封裝 技術(shù)不斷涌現(xiàn),對鍵合絲也提出了更高的要求。

1)超細線徑、高強度:在芯片尺寸越來越小、終端產(chǎn)品越來越輕薄、工作頻率越來越高的情況 下,超細線徑鍵合絲產(chǎn)品的應(yīng)用受到著力推動;焊線間距越來越窄要求鍵合絲有更加優(yōu)良的鍵合 力和成弧能力;加之多芯片堆疊式封裝產(chǎn)品的不斷普及發(fā)展,需要鍵合絲具有更高的強度來滿足 低弧長弧的作業(yè)要求。

2)低成本、高可靠、高專業(yè)性:隨著電子數(shù)碼產(chǎn)品全面進入了微利時代,作為上游供應(yīng)鏈的半 導體封測行業(yè)面臨更大的成本壓力,選擇低成本鍵合絲產(chǎn)品成為必然選擇。鍵合銅絲、鍵合銀絲 產(chǎn)品固然解決了成本上難題,但銅金屬材料和銀金屬材料抗腐蝕性差及 IMC 生成過快的劣勢在產(chǎn) 品應(yīng)用中也無可避免的凸顯,因此生產(chǎn)研發(fā)高可靠性的低成本產(chǎn)品是鍵合絲企業(yè)努力的方向。同 樣基于降本原因,封裝企業(yè)對鍵合絲產(chǎn)品的打線效率提出了越來越高的要求,提高鍵合絲產(chǎn)品的 作業(yè)性成為生產(chǎn)企業(yè)重要的研發(fā)課題。

但國內(nèi)鍵合絲廠家大多不太重視產(chǎn)品研發(fā)或不具備產(chǎn)品研發(fā)能力,習慣采取摸著石頭過河的方法 對不成熟的產(chǎn)品強行推廣,結(jié)果往往是讓封裝客戶對國產(chǎn)品牌鍵合絲失去信心。


外資品牌的廠商仍然占據(jù)大部分市場份額。據(jù)中半?yún)f(xié)封裝分會調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,由于鍵合絲屬于半 導體封裝的核心材料,產(chǎn)品門類多,應(yīng)用的場景復雜,質(zhì)量要求高,產(chǎn)品制造有一定的技術(shù)壁壘 和工藝難度,國內(nèi)企業(yè)從事全系列鍵合絲生產(chǎn)制造的廠家不多,產(chǎn)品相對單一或低端,產(chǎn)地分布 也相對分散些,區(qū)域性特征并不十分明顯。相比而言,從企業(yè)規(guī)模、發(fā)展歷程及市場輻射能力來 看,外資品牌的廠商仍然占據(jù)大部分市場份額。其中煙臺一諾電子是純內(nèi)資品牌企業(yè)中具有自主 研發(fā)能力,產(chǎn)能最大的民族企業(yè)。市占率僅為 11%。

3.3.4 錫球:日本千注和中國臺灣升貿(mào)等幾大企業(yè)占據(jù)市場 86%以上份額,大陸市場份額低

封裝 BGA 錫球作為 BGA、CSP 等先進芯片封裝過程中的關(guān)鍵性原材料。隨著 BGA、CSP 等先 進封裝形式越來越主流以及隨著芯片集成化程度越來越高,預計使用量將會不斷攀升。BGA 錫球 是 IC、精密電子等產(chǎn)品中起到電性以及機械連接作用的一種連接件. 一般為由錫(Sn),銀(Ag), 銅(Cu)組成的合金(最常用為 SAC305 材料),其主要特點是:直徑微小(70μm--760μm)、 真圓度高、光亮度、含氧量低、導電和機械連線性能佳、球徑公差微小等;作為 BGA、CSP等先 進芯片封裝過程中的關(guān)鍵性原材料。隨著 BGA、CSP等先進封裝形式越來越主流,以及隨著芯片 集成化程度越來越高,I/O 數(shù)量上升,封裝錫球的尺寸會進一步減小,預計使用量會繼續(xù)攀升。

BGA錫球生產(chǎn)設(shè)備及工藝要求較高,以日本的千注和中國臺灣的升貿(mào)等幾大企業(yè)為主,占據(jù)市場 86%以上的份額。

BGA錫球生產(chǎn)設(shè)備及工藝要求較高,中國大陸相關(guān)企業(yè)工藝較為落后,無法滿足高端半導體產(chǎn)業(yè) 的需求。BGA 錫球生產(chǎn)設(shè)備及工藝要求較高,對 BGA 錫球的真圓度、光亮度、導電和機械連接 性要求較高,同時要求錫球的球徑公差較小,含氧量較低,因此使得該產(chǎn)品對生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)要

求較高,附加值高,特別是近年來為了配合線路的密集型趨勢,對錫球球徑的要求呈逐步縮小趨 勢,從而更是給 BGA 錫球的生產(chǎn)增加了難度,但中國現(xiàn)有錫合金焊接球制造工廠因為技術(shù)水準相 對較低,有些甚至采取傳統(tǒng)裁切后,熱油成形的制程,都有生產(chǎn)效率低,容易氧化,CPK 差及油 污等缺點,無法滿足高端半導體產(chǎn)業(yè)的需求。


BGA 錫球替代空間巨大,以日本的千注和中國臺灣的升貿(mào)等幾大企業(yè)為主,占據(jù)市場 86%以上 的份額。2019 年,每月大約有 25 萬 KK 的 BGA 錫球需求量,約 5000 萬人民幣的金額。全球主要錫球廠商為日本千住和韓國 Duksan。千住在全 球和中國的錫球市場占有率分別約為 40%和 37%,均為第一。韓國最大的錫球供應(yīng)商 Duksan 市 場占有率在全球大約 20%,在中國約 8%。

國內(nèi)主要有新華錦、上海華陽、重慶群威以及深圳六海等少數(shù)企業(yè)能夠提供錫球產(chǎn)品,但是市場 占有率都不高。目前中國錫合金焊接球市場各個供貨商之市占率大約如下:千住(37%),恒碩 (19%),MKE(15%), Duksan(8%),大瑞(7%),新華錦(6%) 及其他(8%)。

3.4 5G 產(chǎn)業(yè)金屬新材料

5G 產(chǎn)業(yè)金屬相關(guān)材料方面,主要包括高頻覆銅板、砷化鎵、磷化銦等。5G 通訊用材料品種異常 豐富,從金屬材料、陶瓷材料、工程塑料、玻璃材料、復合材料到功能材料,都有著巨大的市場 空間。5G 的布局帶動了整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,但目前我國部分 5G 材料依然高度依賴進口,在中美 科技競爭日趨緊張的態(tài)勢下,國產(chǎn)替代的緊迫性日趨提升,金屬相關(guān)材料方面,主要包括高頻覆 銅板、砷化鎵、磷化銦等。

3.4.1 高頻覆銅板:印刷線路板(PCB)的核心組件,大陸企業(yè)市占率僅為 7.3%

覆銅板上游原材料主要包括銅箔、玻璃纖維布、樹脂等材料。覆銅板(CCL)是由石油木漿紙或 者玻纖布等作增強材料浸以樹脂,單面或者雙面覆以銅箔,經(jīng)熱壓而成的一種板狀材料。高頻覆 銅板則是一類應(yīng)用在高頻下具有高速信號、低損耗傳輸特性的 PCB 基板材料,覆銅板上游原材料 主要包括銅箔、玻璃纖維布、樹脂等材料。覆銅板的下游印刷線路板(PCB)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,包 括計算機、通信終端、消費電子、汽車電子、工業(yè)控制、醫(yī)療儀器、國防、航空航天等領(lǐng)域。從 覆銅板結(jié)構(gòu)來看,其中增強材料與粘結(jié)劑組成覆銅板的絕緣基體,支撐覆銅板電子電氣、機械、 化學等性能,銅箔則使制成的印刷電路板形成導電線路。

其中覆銅板的原材料銅箔、玻璃纖維布、樹脂分別約占覆銅板材料成本的 40%、 27%、 23%, 銅箔為覆銅板最主要的成本來源。


分類:按傳輸損耗等關(guān)鍵性能指標,覆銅板的基材可分為常規(guī)電路基材、中等損耗高速電路基材 以及高頻電路基材。基材主要涉及一些樹脂材料,如 PTFE、碳氫化物樹脂、環(huán)氧樹脂等。高頻 線路板基材,這類材料處于覆銅板行業(yè)金字塔的頂端,行業(yè)門檻最高,且在未來萬物互聯(lián)時代應(yīng)用空間最大。中間層為用于高速信號傳輸?shù)母咚俨牧?,亦有一定壁壘。最底層為一般的常?guī)電路 基材。

5G 高頻技術(shù)對 PCB 提出了更高的要求,高頻覆銅板也具有高技術(shù)壁壘。5G 高頻技術(shù)對 PCB 提 出更高的要求,其通訊設(shè)備對 PCB 的性能的要求主要包括高特性阻抗的精度控制、低傳輸延遲及 低傳輸損失三方面。而促使 PCB 高頻化主要有兩個途徑,一是提高 PCB 加工中的工藝控制,另 一是使用高頻的覆銅板。其中覆銅板工藝生產(chǎn)的核心難點也在于原材料的選擇及配方比例,直接 影響覆銅板介電損耗與介電常數(shù)的主要因素。因此對于高頻 PCB 而言,高頻 CCL 材料非常重要, 包括基板材料 Dk/Df、TCDk、介質(zhì)厚度穩(wěn)定性以及銅箔類型等,也形成了高技術(shù)壁壘。

3.4.2 磷化銦、 砷化鎵、氮化鎵:lnP 與 GaAs 國內(nèi)外差距較大,GaN 技術(shù)代差較小,仍存在彎 道超車機會,但目前仍有八成依賴進口

磷化銦、 砷化鎵、氮化鎵因具有高功率密度、低能耗、適合高頻率、支持寬帶寬等特點,是實現(xiàn) 5G 的關(guān)鍵材料。常見的半導體材料以物理性能區(qū)分可劃分為三代,其中第一代半導體以 Si、Ge 為代表,第二代半導體以 GaAs、InP 為代表,第三代半導體以 GaN、SiC 為代表。在高頻、高功 耗、高壓、高溫等特殊應(yīng)用領(lǐng)域,III-V 族化合物半導體材料以及寬禁帶化合物半導體材料作為襯 底有獨特的優(yōu)勢。因此我們預計 5G 時代也將帶來以 InP(磷化銦)、GaAs(砷化鎵)、GaN (氮化鎵)為代表的第二、三代半導體材料的需求倍增。

1)磷化銦:光模塊器件和高端射頻器件是磷化銦下游主要的應(yīng)用。磷化銦是磷和銦的化合物, 磷化銦作為半導體材料具有優(yōu)良特性。使用磷化銦襯底制造的半導體器件,具備飽和電子漂移速 度高、發(fā)光波長適宜光纖低損通信、抗輻射能力強、導熱性好、光電轉(zhuǎn)換效率高、禁帶寬度較高 等特性,因此磷化銦襯底可被廣泛應(yīng)用于制造光模塊器件、傳感器件、高端射頻器件等對應(yīng)下游 終端領(lǐng)域包括 5G 通信、數(shù)據(jù)中心、人工智能、無人駕駛、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域。據(jù) Yole 數(shù)據(jù)顯示, 2020 年光模塊器件、傳感器件、高端射頻器件三者銷量占比分別為 82%、4%和 14%。光模塊器 件和高端射頻器件目前是磷化銦下游主要的應(yīng)用。

磷化銦襯底用于制造光模塊中的激光器和接收器,隨著 5G 基站建設(shè)的大規(guī)模鋪開,將極大帶動 對光模塊需求的增長。光模塊是光通信的核心器件,主要應(yīng)用于通信基站和數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域。磷 化銦襯底用于制造光模塊中的激光器和接收器。據(jù)悉,5G 基站對光模塊的使用量顯著高于 4G 基 站,隨著 5G 基站建設(shè)的大規(guī)模鋪開,疊加 5G 基站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化,將極大帶動對光模塊需求 的增長。根據(jù) Yole 統(tǒng)計,2025 年全球電信光模塊(包括 5G 通信市場)市場規(guī)模將從 2019 年的 37 億美元提升至 56 億美元,2019-2025 年復合增長率為 7.15%。此外數(shù)據(jù)中心建設(shè)需求也將帶 動光模塊需求增長。

整體來看,受益于全球范圍內(nèi) 5G 基站大規(guī)模建設(shè)的鋪開,以及在數(shù)據(jù)流量爆發(fā)增長的背景下, 全球云計算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也將帶動全球范圍內(nèi)數(shù)據(jù)中心的大量建設(shè),到 2026 年全球光模塊器件磷 化銦襯底(折合兩英寸)預計銷量將超過 100 萬片,2019 年-2026 年復合增長率達 13.94%。 2026 年全球光模塊器件磷化銦襯底預計市場規(guī)模將達到 1.57 億美元,2019-2026 年復合增長率 達 13.94%。


此外,5G 時代磷化銦也有望成為終端設(shè)備以及基站設(shè)備前端射頻器件的核心半導體材料。5G 網(wǎng) 絡(luò)高頻、高速的特性要求前端射頻組件具備在高頻、高功率下更好的性能表現(xiàn),從而對其半導體 材料電子遷移率和工作溫度等物理性能提出了更高的要求。而作為第二代半導體材料代表的磷化 銦(InP),具有高的電光轉(zhuǎn)換效率、高的電子遷移率、高的工作溫度、以及強抗輻射能力的特點, 在 100 GHz 以上的帶寬水平,使用磷化銦基射頻器件在回程網(wǎng)絡(luò)和點對點通信網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸方 面具有明顯優(yōu)勢,且有很寬的帶寬,受外界影響小,穩(wěn)定性高。因此 InP 在 5G 時代有望成為終 端設(shè)備以及基站設(shè)備前端射頻器件的核心半導體材料,甚至未來在 6G 通信甚至 7G 通信無線傳 輸網(wǎng)絡(luò)中,磷化銦襯底也將有望成為射頻器件的主流襯底材料。

2)砷化鎵:目前化合物半導體中最重要、用途最廣泛的半導體材料,也是目前研究得最成熟、 生產(chǎn)量最大的化合物半導體材料。由于砷化鎵具有電子遷移率高(是硅的 5~6 倍)、禁帶寬度大 (它為 1.43eV,Si 為 1.1eV)且為直接帶隙,容易制成半絕緣材料、本征載流子濃度低、光電特 性好。用砷化鎵材料制作的器件頻率響應(yīng)好、速度快、工作溫度高,能滿足集成光電子的需要。、 可以利用砷化鎵半導體材料制備微波器件,它在衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸、移動通信、GPS 全球?qū)Ш降阮I(lǐng)域 具有關(guān)鍵性作用。

目前,砷化鎵襯底主要應(yīng)用下游器件包括射頻器件、激光器、LED 等,其中射頻器件銷量占比 33%。據(jù) Yole,2019 年全球 5G 相關(guān)射頻器件砷化鎵襯底銷量占全球砷化鎵襯底銷量的 33%,是 砷化鎵的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。且隨著 5G 基站建設(shè)的大量鋪開及單部 5G 手機所使用的射頻器件數(shù) 量將的大幅增加也將拉動砷化鎵襯底的需求較快增長;據(jù) Yole 預測,2025 年全球射頻器件砷化 鎵襯底(折合二英寸)市場銷量將超過 965.70 萬片,2019-2025 年年均復合增長率為 6.32%。 2025 年全球射頻器件砷化鎵襯底市場規(guī)模將超過 9,800 萬美元,2019-2025 年年均復合增長率為 5.03%。

3)氮化鎵:5G 基站所需的 PA,也為氮化稼帶來了絕佳的市場機遇,有望率先打開率先打開 GaN 商用空間。GaN 作為繼第一代 Ge、Si 半導體材料,第二代 GaAs、InP 化合物半導體材料之 后的第三代半導體材料,在光電子、高溫大功率器件和高頻微波器件應(yīng)用方面有著廣闊的前景。, 其中。5G 時代,氮化鎵將加速滲透基站所需的射頻功率放大器(PA),為氮化稼帶來了絕佳的 市場機遇,有望率先打開率先打開 GaN 商用空間。


據(jù)中國移動李曉明 2018 年于電信技術(shù)發(fā)布的《5G 時代新技術(shù)需要關(guān)注氮化鎵》一文介紹,射頻 氮化鎵技術(shù)是 5G 的絕配,基站功放使用氮化鎵。氮化鎵(GaN)、砷化鎵(GaAs)和磷化銦 (InP)是射頻應(yīng)用中常用的三五價半導體材料。與砷化鎵和磷化銦等高頻工藝相比,氮化鎵器件 輸出的功率更大;與碳化硅(SiC)等功率工藝相比,氮化鎵的頻率特性更好。氮化鎵器件的瞬 時帶寬更高,載波聚合技術(shù)的使用以及準備使用更高頻率的載波都是為了得到更大的帶寬。

從下游應(yīng)用來看,目前 GaN 主要應(yīng)用在射頻及快充領(lǐng)域,國防軍事與航天應(yīng)用是我國 GaN 微波 射頻器件的主要應(yīng)用領(lǐng)域。據(jù)第三代半導體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示,2020 年市場規(guī)模占 整個 GaN 射頻器件市場的 53%; 其次是無線基礎(chǔ)設(shè)施,下游市場占比為 36%。

磷化銦與砷化鎵國內(nèi)與國外差距較大,氮化鎵國內(nèi)與國外技術(shù)代差不大,存在彎道超車機會,但 國內(nèi)產(chǎn)業(yè)化程度低,仍有八成依賴進口。

1)磷化銦:磷化銦單晶制備技術(shù)壁壘高,國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)能規(guī)模較小,大尺寸磷化銦晶片生產(chǎn)能力不足

磷化銦單晶制備技術(shù)壁壘高,美國 AXT 公司和日本住友掌握著行業(yè)核心技術(shù)。據(jù)悉,能使單晶 批量化生長的技術(shù)主要有高壓液封直拉法(LEC)、垂直溫度梯度凝固法(VGF)和垂直布里奇 曼法(VB)。美國 AXT 公司和日本住友分別使用 VGF 和 VB 技術(shù)可以生長出直徑 150mm 的磷 化銦單晶,日本住友使用 VB 法制備的直徑 4 英寸摻 Fe 半絕緣單晶襯底可以批量生產(chǎn)。VGF 生 產(chǎn)技術(shù)要求晶體表面翹曲度小于 15 微米,位錯水平越低越好。中國磷化銦制備技術(shù)與國際水平仍 有較大差距,國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)能規(guī)模較小,大尺寸磷化銦晶片生產(chǎn)能力不足。

國內(nèi)開展磷化銦單晶材料的研究工作已經(jīng)超過 30 年,但磷化銦單晶生長技術(shù)的研究規(guī)模、項目 支持力度和投入較小,與國際水平還存在較大差距。目前,國內(nèi)除通美北京工廠(AXT 持股 85.6%)外,尚沒有可批量生產(chǎn)單晶襯底的廠家。但傳統(tǒng)的砷化鎵、鍺單晶襯底廠家包括珠海鼎 泰芯源公司、云南鍺業(yè)、先導稀材、中科晶電、東一晶體在內(nèi)的廠家正在積極布局。目前,由于 國內(nèi)激光器外延廠家尚未實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn),磷化銦襯底占全球總市場份額不足 2%。


從市場格局來看,磷化銦襯底材料市場頭部企業(yè)集中度很高,主要供應(yīng)商包括 Sumitomo、北京 通美(AXT 持股 85.6%)、日本 JX 等。Yole 數(shù)據(jù)顯示,2020 年全球前三大廠商占據(jù)磷化銦襯底 市場 90%以上市場份額,其中 Sumitomo 為全球第一大廠商,占比為 42%;北京通美位居第二, 占比 36%。

2)砷化鎵:大直徑、半絕緣材料的核心技術(shù)仍掌握在美日歐等少數(shù)國際大公司手中

大直徑、半絕緣材料的核心技術(shù)仍掌握在美日歐等少數(shù)國際大公司手中。砷化鎵材料分為半絕緣 型和半導體型。其中高端市場為半絕緣型砷化鎵,市場主要被德國費里伯格、日本住友電工、美 國 AXT 所掌控,中國目前還沒有形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模,半絕緣型砷化鎵也是高速、高頻器件及電路、光 電集成電路的重要襯底材料,中國的砷化鎵襯底材料主要用在光電子領(lǐng)域,以 LED 用半導體型砷 化鎵為代表的低端市場為主。未來國內(nèi)砷化鎵襯底企業(yè)亟需研發(fā)生產(chǎn)半絕緣型襯底的加工工藝, 實現(xiàn)生產(chǎn) 6 英寸、低缺陷密度、高表面質(zhì)量的砷化鎵襯底。

全球砷化鎵襯底市場集中度較高。根據(jù) Yole 統(tǒng)計,2019 年全球砷化鎵襯底市場主要生產(chǎn)商包括 Freiberger、Sumitomo 和北京通美(AXT 持股 85.6%),其中 Freiberger 占比 28%、 Sumitomo 占比 21%、北京通美占比 13%。

3)氮化鎵: 技術(shù)代差不大,彎道超車更容易

相對于第一代半導體材料和第二代半導體材料,我國第三代半導體材料與國產(chǎn)領(lǐng)先水平差距較小, 在以氮化鎵和碳化硅為代表第三代半導體材料方面有追趕和超車的機會。由于第三代半導體材料 和應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)明并實用于本世紀初年,各國的研究水平差距較小的,國內(nèi)產(chǎn)業(yè)界和專家多認為第 三代半導體材料成了我們擺脫集成電路(芯片)被動局面,據(jù)半導體在線 2021 年發(fā)布的《國產(chǎn)氮化 鎵器件發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)》一文介紹,相比歐美日較成熟的 GaN 半導體材料產(chǎn)業(yè)體系,我國第三代 半導體研究起步較晚,目前尚處于研制階段,尚未形成初步的產(chǎn)業(yè)格局。但第三代半導體材料, 國內(nèi)外的技術(shù)代差并不大。


中國相關(guān)產(chǎn)業(yè)和研發(fā)雖然發(fā)展勢頭強勁,但專利輸出仍不足。從氮化鎵領(lǐng)域的專利申請量來看, 中國相關(guān)專利申請始于 1995 年,并迅速發(fā)展,于 2016 年達到峰值(89 項)。就專利發(fā)展態(tài)勢而 言,全球硅基氮化鎵研究蓬勃發(fā)展,中國相關(guān)產(chǎn)業(yè)和研發(fā),起步晚,但發(fā)展勢頭強勁。然而從中、 美、日、歐、韓五局專利流向來看,美國和日本是最主要的技術(shù)來源國和目標國,專利技術(shù)輸入 輸出都非?;钴S;而中國的專利輸入遠大于輸出,特別是日本和美國專利布局的重要目標地。此 外相關(guān)專利申請量排名前 20 的企業(yè)中,日本有 11 家企業(yè)入圍,超過半數(shù),美國有 4 家,中國有 2 位,分別為中科院半導體研究所和中國臺灣的企業(yè)臺積電;

相對于傳統(tǒng) LED 芯片用氮化鎵,5G 通信基站件對材料性能和器件結(jié)構(gòu)設(shè)計要求都更高,預計未 來將主要采用 SiC 基襯底(GaN-on-SiC)。氮化鎵最早應(yīng)用于光電領(lǐng)域,用做 LED 芯片材料,但 應(yīng)用較為簡單,依靠氮化鎵材料本身的優(yōu)良特性即可達到良好性能,且器件結(jié)構(gòu)也較為簡單。但 在射頻領(lǐng)域與功率器件上,材料性能和器件結(jié)構(gòu)設(shè)計要求都很高。

具體來看,若根據(jù)襯底材料的不同,氮化鎵外延片可分為藍寶石襯底(GaN-on-Diamond)、Si基襯 底(GaN-on-Si)、SiC 基襯底(GaN-on-SiC)和 GaN 襯底(GaN-on-GaN)四種,分別主要用于 LED、 電力電子、射頻和激光器。其晶體質(zhì)量依次提高,成本依次升高。

其中 5G 基站使用的主要為 Si 基襯底(GaN-on-Si)、SiC 基襯底(GaN-on-SiC)襯底材料,且隨著更 小、更輕基站的發(fā)展趨勢,大型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商已經(jīng)轉(zhuǎn)向基于碳化硅基氮化鎵(GaN-on-SiC)的設(shè) 計,而不是傳統(tǒng)的硅(Si)基器件,以滿足其基站的高頻率、高功率需求。

目前 SiC 很少大范圍應(yīng)用 5g 基站,仍以 Si 基襯底(GaN-on-Si)為主。核心原因一方面是由于相 比 Si 器件, SiC 價格往往高出數(shù)倍,另外一方面是由于 SiC 襯底晶圓的尺寸受到限制,目前尚未 超過 6 寸,大尺寸、低成本、高質(zhì)量襯底和外延片的制備等也仍舊是需要行業(yè)面臨的重要難題。


此外雖然氮化鎵已經(jīng)用在了基站里面,但普通手機要應(yīng)用射頻氮化鎵技術(shù),仍然還有眾多技術(shù)尚 待突破。目前 4G 手機射頻前端模組通常包括功率放大器、射頻開關(guān)及其他元器件(濾波器等), 其中用于放大輸入信號的功率放大器多采用砷化鎵工藝。但相對于 4G 手機,5G 手機將會使傳輸 速率提升到 10Gbps,為目前 4G 速度的 100 倍,傳統(tǒng)的砷化鎵工藝在射頻方面已經(jīng)較難完全滿足 相關(guān)要求,在此背景下,預計未來 5G 手機里面氮化鎵技術(shù)將有巨大的成長機會。

但目前射頻氮化鎵技術(shù)應(yīng)用在智能手機中仍然面臨著眾多挑戰(zhàn),據(jù) Qorvo 稱,氮化鎵技術(shù)進入手 機的困難主要在于以下三點:1)目前手機使用的電壓范圍是 3 至 5V,在這種電壓下,氮化鎵的 性能要打很大折扣,為了發(fā)揮 GaN 的效率帶寬優(yōu)勢,需要提升手機工作電壓到 28-36V 的性能更 優(yōu),因此需要對智能手機的系統(tǒng)架構(gòu)進行重新設(shè)計。2)必須設(shè)計新封裝形式以滿足散熱要求;3) 目前襯底晶圓受到目前行業(yè)生產(chǎn)良率、尺寸限制等因素影響,成本也依然太高。

此外氮化鎵工藝也面臨著縮小工藝尺寸的技術(shù)挑戰(zhàn)。目前氮化鎵工藝尺寸也正在從 0.25μm 至 0.5μm 向 0.15μm 轉(zhuǎn)換,一些領(lǐng)先廠商甚至在嘗試 60nm。

從生產(chǎn)企業(yè)來看,日美歐廠商仍然處于領(lǐng)先地位,大陸企業(yè)仍然相對弱勢,但各個環(huán)節(jié)均已有涉 足。GaN 器件產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)依次為:GaN 單晶襯底(或 SiC、藍寶石、Si)→GaN 材料外延→器 件設(shè)計→器件制造。目前產(chǎn)業(yè)以 IDM 企業(yè)為主,但是設(shè)計與制造環(huán)節(jié)已經(jīng)開始出現(xiàn)分工,如傳統(tǒng) 硅晶圓代工廠臺積電開始提供 GaN 制程代工服務(wù),國內(nèi)的三安集成也有成熟的 GaN 制程代工服 務(wù)。整體上來看,日美歐廠商仍然處于領(lǐng)先地位,大陸企業(yè)仍然相對弱勢,但各個環(huán)節(jié)均已有涉 足。具體來看,據(jù)北京電子協(xié)會 2019 年發(fā)布的《GaN 產(chǎn)業(yè)鏈梳理,有哪些廠商正在布局?》一 文介紹:

1)GaN 襯底:主要由日本公司主導,日本住友電工的市場份額達到 90%以上。我國目前已實現(xiàn) 產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)包括蘇州納米所的蘇州納維科技公司和北京大學的東莞市中鎵半導體科技公司等。


2)GaN 外延片:主要有比利時的 EpiGaN、英國的 IQE、日本的 NTT-AT。中國廠商有蘇州晶 湛、蘇州能華等,蘇州晶湛 2014 年就已研發(fā)出 8”硅基外延片,已能批量生產(chǎn)。蘇州能華主要面 向太陽能發(fā)電、電力傳輸?shù)入娏︻I(lǐng)域。

3)GaN 器件設(shè)計廠商(Fabless),主要有美國的 EPC、MACOM、Transphom、Navitas,德 國的 Dialog,國內(nèi)有被中資收購的安譜隆(Ampleon)等。 全球 GaN 射頻器件獨立設(shè)計生產(chǎn)供應(yīng)商(IDM)中,住友電工和 Cree 是行業(yè)的龍頭企業(yè),市場 占有率均超過 30%,其次為 Qorvo 和 MACOM。

住友電工在無線通信領(lǐng)域市場份額較大,其已成為華為核心供應(yīng)商,為華為 GaN 射頻器件最大供 應(yīng)商。Cree 收購英飛凌 RF 部門后實力大增,LDMOS 產(chǎn)品和 GaN 產(chǎn)品在全球都比較有競爭力。

我國第三代半導體各環(huán)節(jié)國產(chǎn)化率較低,超過八成的產(chǎn)品依賴進口。據(jù) CASA Research 數(shù)據(jù)顯 示,在 GaN 電力電子方面,GaN-on-Si 外延片折算 6 英寸產(chǎn)能約為 28 萬片/年,GaN-on-Si 器件/ 模塊折算 6 英寸產(chǎn)能約為 22 萬片/年。

在 GaN 微波射頻方面,截至 2020 年,SiC 半絕緣襯底折算 4 英寸產(chǎn)能約為 18 萬片/年,GaN-onSiC 外延片折算 4 英寸產(chǎn)能約為 20 萬片/年,GaN-on-SiC 器件/模塊折算 4 英寸產(chǎn)能約為 16 萬片/ 年。2020 年,新能源汽車、PD 快充、5G 等下游應(yīng)用市場增長超預期,國內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)品商業(yè)化供給 無法滿足市場需求,尤其是 SiC 電力電子和 GaN 射頻存在較大缺口。這也導致我國第三代半導體 各環(huán)節(jié)國產(chǎn)化率較低,超過八成的產(chǎn)品依賴進口。

3.5 相關(guān)對應(yīng)措施

全球經(jīng)濟形勢與政治形勢正在發(fā)生深刻調(diào)整,全球新材料產(chǎn)業(yè)競爭格局正在發(fā)生重大調(diào)整。當前, 全球經(jīng)濟形勢與政治形勢正在發(fā)生深刻調(diào)整,一方面新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革蓄勢待發(fā),新材 料制造與信息技術(shù)、通信技術(shù)、以及綠色能源、生物醫(yī)藥等高技術(shù)加速融合,新材料創(chuàng)新步伐不 斷加快,國際市場競爭日趨激烈。另外一方面國際政治形勢深刻演變,單邊主義逆流涌動,國防 安全也面臨全新挑戰(zhàn)。其中國防材料技術(shù)對國防科學技術(shù)、國防力量的增強和國民經(jīng)濟的發(fā)展具 有重大推動作用,作為發(fā)展武器裝備的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)先導,新材料的應(yīng)用也能夠大幅提高武器 裝備的性能。


同時,隨著全球經(jīng)濟形勢與政治形勢的深刻變化,全球新材料產(chǎn)業(yè)競爭格局及我國的新材料產(chǎn)業(yè) 結(jié)構(gòu)也正在發(fā)生重大調(diào)整。由于我國眾多新材料的研究開發(fā)都處于跟隨國外領(lǐng)先技術(shù)方式狀態(tài), 核心自主知識產(chǎn)權(quán)的成果尤其是具有原創(chuàng)性的國際專利還不多,很多核心利技術(shù)壁壘的制約,產(chǎn) 業(yè)基礎(chǔ)短板問題突出,對新材料核心技術(shù)的掌控能力較弱,在整個新材料發(fā)展中仍然面臨著不少 困難和挑戰(zhàn)。

因此未來我國金屬新材料國產(chǎn)替代的核心邏輯也在于加快構(gòu)建相關(guān)材料的科技創(chuàng)新的新發(fā)展格局, 著力提升原始創(chuàng)新能力、規(guī)模工程化和成果轉(zhuǎn)化能力,推進金屬新材料的綠色制造,大力發(fā)展?jié)M 足高端應(yīng)用的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型高端金屬材料及應(yīng)用技術(shù),建立我國先進金屬新材料的 “產(chǎn)學研用”創(chuàng)新平臺,構(gòu)建金屬新材料及應(yīng)用的低碳經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈,形成具有我國自主知識產(chǎn)權(quán) 的高性能金屬新材料戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),滿足國防軍工、航空航天、集成電子、5G 通訊等重點戰(zhàn)略性行 業(yè)的發(fā)展需要。

1)加強國家層面的金屬新材料領(lǐng)域戰(zhàn)略預判研究和政策保障能力。加快建立國家層面統(tǒng)籌的金 屬新材料的知識產(chǎn)權(quán)體系、技術(shù)體系、人才體系、平臺體系;加強國家金屬新材料領(lǐng)域中長期規(guī) 劃實施的連續(xù)性和延續(xù)性,形成長期穩(wěn)定的國家支持,避免間歇性支持;同時加強相關(guān)領(lǐng)域知識 產(chǎn)權(quán)的保護意識,完善知識產(chǎn)權(quán)保護相關(guān)法律體系及其執(zhí)行機制,加強和落實對職務(wù)發(fā)明人創(chuàng)新 活動的激勵措施,激發(fā)金屬新材料及其產(chǎn)業(yè)的內(nèi)生動力和創(chuàng)新技術(shù)涌現(xiàn)。

2)加強金屬新材料領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究,促進原創(chuàng)性成果出現(xiàn)。啟動金屬新材料重 大專項或重點項目,前瞻性布局金屬新材料,利用不同地區(qū)的資源優(yōu)勢及高技術(shù)產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢、 人才優(yōu)勢等建立不同行業(yè)的國家新材料科技創(chuàng)新中心,形成從冶煉分離、材料加工到下游應(yīng)用和 科技創(chuàng)新的金屬新材料產(chǎn)業(yè)鏈集群和大數(shù)據(jù)中心。此外也應(yīng)該加強金屬新材料的個性化產(chǎn)業(yè)化基 礎(chǔ)研發(fā),依據(jù)質(zhì)量優(yōu)先原則,保障各類重大工程的“有材可用”;繼續(xù)支持國防軍工、航空航天、 集成電子、5G 通訊等重點行業(yè)的發(fā)展。

3)加強金屬新材料優(yōu)勢團隊的支持和人才梯度建設(shè),提升金屬新材料的可持續(xù)創(chuàng)新能力。對金 屬新材料領(lǐng)域優(yōu)勢研究機構(gòu)和優(yōu)勢團隊進行長期穩(wěn)定支持,盡快建立不同層面的國家金屬新材料 的科技創(chuàng)新平臺基地,充分發(fā)揮老中青年專家在人才梯隊建設(shè)中的作用,避免出現(xiàn)人才斷層和人 才資源浪費,著重培養(yǎng)金屬新材料領(lǐng)域的青年骨干和專職技術(shù)人員。對于優(yōu)秀技術(shù)人才,可以適 當放寬評定政策門檻,進而促使領(lǐng)軍人才在科研和創(chuàng)新活動中能夠自發(fā)涌現(xiàn)。

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來源:頭條號 作者:未來智庫01/26 00:02

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