2023年能源与材料行业产业2024年投资策略(材料篇):把握行业生命周期,聚焦成长与主题机会

  • 来源:中信证券
  • 发布时间:2023/11/22
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能源与材料行业产业2024年投资策略(材料篇):把握行业生命周期,聚焦成长与主题机会。把握行业生命周期,聚焦成长与主题机会。行业生命周期分为初创、成长、成熟、衰退四个阶段。处于初创期的行业往往具有更多主题性投资机会,处于成长期的行业则通常具备较好的成长性投资机会。从各类新材料行业所处生命周期来看,第三代半导体、合成生物学、低轨卫星相关材料、氢能材料、脑机接口相关材料等行业均处于初创期,而晶圆制造材料、封装材料、锂电材料、光伏材料、风电材料、核电材料、新型软磁材料、合金材料等行业均处于成长期。我们看好行业高速发展带来业绩逐步兑现的机会,同时关注技术变革、产业突破等带来的具备较大弹性的主题性机会。...

新材料:聚焦成长与主题机会

把握行业生命周期,聚焦成长性与主题机会。行业生命周期分为初创、成长、成熟、 衰退四个阶段。处于初创期的行业往往需求增速较快,技术变动较大,已实现产业化应用 的市场规模相对偏小,潜在市场空间大,往往具有更多主题性投资机会。处于成长期的行 业市场往往需求高速增长,技术渐趋定型,已产业化的市场规模较初创期更大,可以承载 龙头企业更高的营收和利润体量,同时保持不错的远期增速,往往具备较好的成长性投资 机会。从各类新材料所处行业生命周期来看,第三代半导体、合成生物学、低轨卫星相关 材料、氢能材料、脑机接口相关材料等均处于行业初创期,晶圆制造材料、封装材料、锂 电材料、光伏材料、风电材料、核电材料、新型软磁材料、合金材料等均处于行业成长期。

新能源新材料:能源结构转型加速推进,产业链核心材 料发展动力足

锂电&储能类材料:安全性和可持续性发展引领电池材料发展

1)锂电池:新能源汽车超充时代开启,锂电回收蓄势待发 (a)缓解补能焦虑,超充时代来临: 电动车的续航问题一直是电池技术的重要挑战。与传统燃油车相比,电池容量和充电 速度一直是其主要弱点。在电池技术逐步实现新能源车超长续航后,快速补能焦虑已成为 阻碍消费者选购新能源车的主要原因。

快充动力电池技术逐步成熟,磷酸铁锂快充体系推动超充平民化发展。 2020 年以来, Tesla、宁德时代等电池厂陆续推出三元快充动力电池,但因价格较高,下游主要集中在中 高端车型,市场渗透速度较缓。2023Q3,宁德时代推出“神行超充电池”,弥补了磷酸铁 锂快充动力电池的空白,且宁德时代与奇瑞、北汽新能源、哪吒等车企展开合作,未来有 望下探至更平民化的车型,未来动力电池快充全面发展之路或将开启。 新能源汽车超充时代开启,快充渗透率有望迎来快速提升。根据中信证券研究部 2023 年 08 月 18 日发布的《能源化工行业新能源材料专题系列之五:快充技术发展下的相关材 料升级与增长机会》,我们预测 2027 年动力电池快充的渗透率将达到 45%,全球锂电池 中快充电池占比达到 36%,对应 1133GWh。

快充技术成为实现短时“再续航”的关键手段,对电池材料性能提出新的要求。电池 中电子传输速度远高于离子传输速度,所以离子传输速度决定了快充的效率。此外,随着 电池快充充放电循环次数增多,电池在快充中的发热问题越发明显。锂离子电池中发生的 许多退化机制都表现出温度依赖性,因此快充电池需要降低电池发热来延长使用寿命和提 升使用安全性。

表面改性(例如碳涂层)可以提高石墨电极的性能从而提升离子传输速率。石墨表面 上均匀涂覆的沥青提供了锂离子扩散路径,有助于赋予更球形的颗粒形状,并在轧制过程 中抑制颗粒沿平行于铜集流体的方向取向,有利于锂离子的嵌入和脱出。此外,负极包覆 材料可以阻止大体积溶剂分子共嵌入的作用,使石墨层只在小范围可逆的膨胀收缩,而不 致迅速塌陷崩溃,改善循环稳定性,从而延长了石墨负极的循环寿命。

提升导电剂比例,改善快充带来的热效应问题。由于大部分正极材料活性物质导电性 差,带来较大的电极内阻,降低电池的倍率性能、循环性能。快充下电流增大,电池内阻 过高会加剧发热,因此需要进一步提升导电剂添加比例以降低发热。导电剂对于电池不算 活性物质,所以其选择的关键在于导电率和成本。现阶段性价比最高的导电剂为导电炭黑 和碳纳米管的复合体系,快充体系下导电剂添加量预计将进一步增加以减少产热。

目前快充体系将催动小粒径导电炭黑需求。根据《Impact of Particle Size Distribution on Performance of Lithium-Ion Batteries》(Lars Bläubaum, Prof. Dr.-Ing. Fridolin Röder, Christine Nowak 等),较小的电极材料颗粒可以提高容量保持率,因为它们可以缩短扩散 长度,所以具有较小颗粒的窄分布能带来更好的电池倍率性能。小颗粒电极材料间的空隙更小,需要采用更小粒径的导电炭黑以提升导电网络的构建,从而改善电池快充下的发热 问题。当前用于增加包覆性能的小粒径导电炭黑主要由海外企业通过油炉法生产,但国产 替代正在进行中。 锂电材料方面,近期宁德时代陆续与多个车企就神行电池达成合作协议,快充技术将 成为新能源行业发展的又一重要里程碑。我们认为 2024 年围绕快充的投资逻辑有两条: 1) 负极改性:主要包括增加负极包覆材料添加比例等,推荐信德新材。 2) 导电剂:目前匹配快充性能的导电炭黑主要依赖进口,国产化替代持续推进中, 推荐黑猫股份。

(b) 动力电池回收长坡厚雪,技术和渠道构建核心壁垒: 动力电池回收是稀缺资源再利用的重要途径,也是节能减排的重要环节。三元电池和 磷酸铁锂电池中包含大量金属元素,通过回收这些金属可以降低对于稀缺资源的依赖。此 外,电池制造生产中会产生大量二氧化碳,主要分布在材料和制造环节,所以通过回收利 用电池可以减少碳排放。因此,动力电池回收再利用工作是新能源汽车产业链发展及实现 碳中和的必经之路。

国家政策支持推动动力电池回收业务发展。2012 年 6 月,国务院出台《节能与新能 源汽车产业发展规划(2012-2020 年)》,提出要构建动力电池回收利用体系,扶持相关产业 发展,提供政策支持,鼓励建立以电池回收为主业的大型企业,引导动力电池企业加强对 废旧电池的回收利用。之后国家多个部门陆续出台了对电池回收产业链的支持政策,旨在 促进和引导锂电池材料技术及其回收行业的发展升级。

回收行业参与者众多,渠道铸就电池企业核心竞争力。目前的政策法规对车主如何处 理电池并没有约束力,导致消费者手中退役动力电池以高价的形式流向了非正规回收渠道, 整个回收行业呈现“小、散、乱”的局面。根据天眼查数据,我国动力电池回收相关企业 已达 7.7 万余,数量庞大,因此如何搭建稳定的回收渠道是电池回收企业核心竞争力之一。 锂电回收产能规模快速扩张。根据各公司发布的公告,宁德时代(邦普循环)规划的 回收产能高达 80 万吨/年;光华科技在建回收产能为 10 万吨/年;天齐锂业有 15 万吨/年 的在建产能。此外,南都电源、超越科技、河北顺境等企业也均有在建或规划产能。目前 国内在建或规划产能合计为 174 万吨/年,约为现有产能规模的 3 倍。

相比三元电池,目前的磷酸铁锂回收技术和回收市场的发展相对不充分。虽然磷酸铁 锂中磷酸铁质量占比远高于金属锂,但是磷酸铁锂中的磷酸铁回收难度大。因此,市场曾 一度认为回收磷酸铁锂电池不可能有经济性,参与铁锂回收的企业数量也相对较少。 三元电池回收产能结构性供给过剩,但磷酸铁锂电池回收能力稀缺。根据 EV Tank 统 计,2022 年国内回收的废旧动力电池规模约 41.5 万吨,而目前已知的国内电池回收产能已经超过 65 万吨/年,整体过剩。现有产能中 80%以上为三元电池回收产能,然而回收市 场中的三元电池占比约为 6 成,因此三元电池回收行业的竞争压力较大。反观磷酸铁锂电 池回收产能约为 12 万吨,回收电池规模约为 15 万吨,产能供需趋紧。

磷酸铁锂回收将成为回收行业角力的重要方向。截止目前,动力电池装车量的增长趋 势仍在继续,近年全球磷酸铁锂电池的渗透率也在上升。目前电池回收市场中流通的主要 还是 5 年前的动力电池,磷酸铁锂电池回收业务的增速顶峰还远没有到来。根据中信证券 研究部 2023 年 08 月 03 日发布的《能源化工行业锂电池回收专题:优化工艺思路,勇立 磷酸铁锂回收发展潮头》,我们预测 2027 年铁锂动力电池回收市场空间有望达到 736 亿 元,对应 2023-2027 年 CAGR 为 69.5%,其中 2024-2026 年为磷酸铁锂电池回收市场 空间高速增长时期。

锂离子电池回收方面,可回收电池的资源渠道和回收技术将是行业壁垒,推荐具有精 细拆解和高效铁锂电池回收工艺的光华科技;推荐掌握优秀萃取工艺并积极与电池制造终 端合作开拓电回收业务的新化股份。 2)钠电池:钠离子电池技术路线多元化前进,钠电产业化将至 层状氧化物和聚阴离子电池路线先行,普鲁士蓝(白)技术路线保持高度关注。发展 无资源限制的钠离子电池将有助于实现我国能源战略发展的安全性和独立性。现阶段钠离 子电池正极材料中的层状氧化物比容量突出,但稳定性较差;聚阴离子稳定性好,比容量 较低;普鲁士蓝(白)成本较低,比容量较高,稳定性存短板,主要系合成过程中存在结晶 水难题。

钠电新势力与传统锂电中游企业蓄势待发,看好钠电池行业技术市场“0-1”的机会。 2023 年钠离子产业链将基本形成。考虑到钠离子电池产业化仍处于初期阶段,各技术路 径成熟度有限,建议关注各技术路径的发展节奏及落地情况给传统锂电中游企业与钠电新势力带来的投资机会。正极建议关注:美联新材、七彩化学、百合花、格林美、当升科技、 振华新材等;负极建议关注:圣泉集团、元力股份、贝特瑞、杉杉股份等。

3)钒电池:全钒液流电池在长时大储或容量型储能领域具备广阔市场空间 天然适配大规模长时储能项目,钒液流电池装机规模有望放量,拉动钒需求增长。由 于风光发电的间歇性和水力发电面临枯水期等不稳定因素,大型风光水电站配套长周期、 大容量的长时储能项目有望替代火电成为未来主要的基础负载发电厂。钒液流电池作为一 种新型电化学储能技术,具有功率大、容量大、安全性高、寿命长、可深度充放电等优点, 被业界认为是最具发展前景的长时储能技术,与锂电池在储能应用的不同细分领域形成差 异化竞争。随着技术升级推动钒液流电池初装成本不断下降及储能运营商收益模式的逐渐 清晰,其有望受益储能装机规模高景气和自身渗透率持续提升的双重驱动,同时氧化钒原 料约占钒液流电池成本的 30%-40%,为产业链价值分配最大环节,有望迎来量利齐升。

预计 2024 年全球钒液流电池新增装机量有望达到 3.3GW,同比增长 151.0%。随 着国内及海外新型储能装机量的增长与钒液流电池的渗透率提升,我们预计钒液流电池将 在 2023-2025 年实现快速放量,后续随着渗透率接近天花板,增速或有所放缓。我们预计 2023-2026 年全球钒液流电池装机规模有望分别达到 1.3/3.3/5.7/6.2 GW,对应 CAGR 为 68.1%,钒液流电池耗钒量将分别达到 1.5/3.7/7.2/7.8 万金属吨,对应 CAGR 为 72.3%。 2023 年国内有大量的钒液流电池储能项目开工建设,考虑建设周期,我们预计下半年新 增装机规模将高于上半年,受益低基数效应,预计全年同比增速将达到 356.7%,2024 年 新增装机规模同比增速预计将达到 117.5%。

资源、产线和技术等前置条件构筑高壁垒,国内钒原料端 CR3 为 50%。钒液流电池 产业链上游即电解液钒原料环节的高壁垒主要体现在:1)资源。自然界中,钒很难以单 体存在,主要与其他矿物形成共生矿或复合矿,具有提钒经济效益的含钒矿物种类较少, 国内主要以钒钛磁铁矿为主,仅少数企业拥有该类矿山;2)产线。目前主流的提钒方式 是从钒渣中提钒,而钒渣主要通过高炉-转炉长流程炼钢产线获得。从事钒原料业务的企业 或是钢企,具备长流程炼钢产线,或母集团/子公司具备相应产线,否则只能外购昂贵的钒 渣;3)提钒技术。没有优良的提钒技术就无法实现较高的钒回收率和综合资源开发利用 能力,目前河钢承德氧化钒等公司回收率均在 80% 以上。高壁垒塑造了高集中度的行业 格局以及较高的毛利率,行业排名前二的核心企业钒钛股份和河钢股份国内市占率分别为 27%和 13%,2022 年钒制品业务毛利率分别为 32.1%和 21.6%。

钒原料端新入局玩家较少,一线钒制品企业积极向电解液环节延伸布局。国内新增钒 生产项目较少,仅龙佰集团“钛铁精矿碱性球团湿法工艺年产 3 万吨五氧化二钒创新示 范工程”项目是较大增量,但投产时间在 2025 年。一线钒企如中核钛白等基于自身资源 优势,纷纷加码钒液流电池产业链中游的电解液环节,由于电解液业务较传统钒制品业务 附加值更高,有望进一步增厚企业业绩。

钒液流电池渗透率提升过程中,拥有上游钒资源并布局电解液材料的企业预计最为受 益。我们基于逻辑斯蒂曲线和过去十年锂离子电池在储能领域应用的渗透率发展趋势,考 虑到当前技术水平下全钒液流电池的能量密度、转换效率、初始投资成本较锂电池仍有一 定差距,预计钒电池将于 2024-2026 年在长时大储细分领域实现渗透率的快速提升,对主 流储能锂电池形成替代。2023 年为钒液流电池渗透率跃升的第一阶段,我们判断在钒液 流电池装机量上升的过程中,兼有钒资源供给和电解液业务的企业将最为获益,建议关注 钒产品产能处于全球领先水平的一线钒企河钢股份,以及大力加码钒液流电池原料和电解 液环节的新玩家中核钛白。

光伏类材料:N 型技术迭代下辅材量利齐升

受益于下游需求放量与 N 型技术迭代,2024 年光伏材料有望量利双升。下游需求方 面,我们认为硅料价格下行推动组件价格以及装机成本下行,从而带来量增的逻辑非常明 确,光伏技术迭代也将对下游终端机放量产生显著影响。利润端,我们认为因硅料价格下 跌而出现的利润缺口将顺着产业链向下游传导,传导的节奏或取决于终端需求的复苏节奏, 而传导的幅度或取决于不同环节的供需结构,因技术迭代产生的盈利溢价也将逐步渗透产 业链各个环节。在这一过程中,我们认为同时受益于量增逻辑以及技术迭代带来偏紧供需 结构的光伏材料环节如银浆、焊带等细分行业值得关注。

1)银浆:N 型技术转型推动银浆单耗提升,产品结构优化提升企业盈利能力 受益于光伏新装机量快速增长与 N 型电池渗透率提升,银浆行业的需求增长显著。银 浆行业总需求增长同步受益于下游装机量规模扩大与光伏电池片单位耗量上升。光伏方面, 光伏新机总量放量趋势基本明确,光伏电池片单耗方面,目前 N 型 TOPCon 电池银浆耗 量多在 12-16mg/W,N 型 HJT 电池银浆耗量多在 18-23mg/W,PERC 电池银浆耗量多在 9-12mg/W,N 型电池银浆单耗显著高于 P 型,同时,N 型电池银浆市场处于快速成长期, 目前加工费溢价明显,对应的 N 型银浆产品有望实现量利齐升。

预计 2023 年全球银浆市场空间达到 260 亿,同比增长 44.4%。随着光伏新装机量快 速增长与 N 型电池渗透率提升,我们预计单位银浆耗量在 2023 年将明显提升,后续各类 银浆单耗均将呈下降趋势,根据我们 2023 年 3 月 24 日外发的《聚和材料(688503.SH) 投资价值分析报告:正银龙头,多维度开拓增长》,我们预计 2023-2025 年全球 N 型银浆 市场空间有望分别达到 117/212/333 亿元,对应 CAGR 为 69%。

TOPCon 银浆领域率先布局企业有望获取市场份额,建议关注聚和材料、帝科股份。 在诸多新电池技术中,TOPCon 技术产业基础已经成熟,成本下降使得产品竞争力不断提 升,2023-25 年市场渗透率有望大幅提升。直接受益于 TOPCon 电池市场份额提升与 TOPCon 电池单位银浆耗量上升,对应的 TOPCon 银浆需求有望在 2023 年大幅增长,在 TOPCon 银浆领域率先布局的企业预计将获取更多市场份额。

HJT 低温银浆领域技术及产能布局领先的公司有望获取更多市场份额,建议关注苏州 固锝。2022 年 11 月,隆基股份在第十六届中国新能源国际博览暨高峰论坛上宣布自主研 发的HJT电池转换效率达26.81%,打破了尘封5年的全球硅基太阳能电池效率最高纪录, 电池企业纷纷在 HJT 效率方面持续突破,并不断推进规模化量产。目前包括降低银浆成本、 减薄硅片成本、生产设备规模化在内的多项降本技术持续推进。HJT 电池的放量将直接导 致 HJT 用电池银浆市场需求上升。同时由于 HJT 低温银浆技术壁垒较高,目前国产化处 于起步阶段,在低温银浆领域技术与产能具有领先地位的公司有望抢占市场份额,受益于 技术转型带来的加工费溢价。

2)焊带:N 型电池渗透率提升趋势明确,SMBB 焊带及低温焊带放量在即 受益于 TOPCon、HJT 技术推广,SMBB 焊带及低温焊带市场渗透率有望加速提升。 光伏焊带属于电气连接部件,顺应电池片主栅数量增加趋势,通过细线化以实现组件提效 降本是焊带行业技术迭代的核心逻辑。目前市场的主流焊带为 MBB 焊带,焊带线径更细、 可靠性更高、组件单位耗量更低的 SMBB 焊带是 MBB 焊带技术未来的迭代方向。随着 TOPCon 电池与 HJT 电池的产业化加速推进,我们预计适用于多栅组件的 SMBB 焊带与 适用于 HJT 组件的低温焊带将在 2023-25 年迎来快速放量过程。

预计 2023 年全球光伏焊带市场空间有望达到 192 亿元,同比增长 38%。在下游新增 装机总量放量、组件单位焊带耗量与焊带单价略有降低的趋势下,根据我们 2022 年 11 月 28 日发布的《宇邦新材(301266.SZ)投资价值分析报告:受益电池技术迭代,焊带龙头 有望量利齐升》,我们预计 2022-2025 年全球焊带行业市场空间有望达到 145/192/224/272 亿元,对应 CAGR 为 23.3%,2023 年增速为 32.4%。其中,N 型电池市场渗透率的增加 将带动 SMBB 焊带与低温焊带市场需求上升,我们预计 2023 年全球 SMBB 焊带/低温焊 带市场空间分别为 56/8 亿元,同比增长 504%/159%。

3)胶膜:N 型电池+双玻组件渗透率提升带动光伏用 POE 需求 N 型电池+双玻组件渗透率提升,光伏用 POE 需求显著提升。N 型电池正面易发生 PID 效应,且银浆含铝,POE 类封装胶膜因水汽透过率低、抗老化性能优越、抗 PID 性能 更优脱颖而出。由于在双玻组件中使用 POE 胶膜不仅可以阻隔水汽从侧面进入组件内部, 且可以抑制双面电池极化导致的 PID 现象,所以业内主要使用 POE 胶膜搭配双面双玻组 件进行封装。随 N 型电池与双玻组件渗透率提升,我们保守预计 2023 年光伏 POE/EPE 胶膜需求合计约 18 亿平,POE 粒子需求达 49 万吨,2025 年超 100 万吨,保持高增长。

POE 完全依赖进口,关注国产化进程。2021 年 POE 生产企业主要为陶氏、埃克森 美孚、LG 等海外企业,合计产能达 198 万吨(包含 POP 及丙烯基弹性体),光伏级产能 短期弹性需要关注非光伏级 POE 产品转产情况。国内石化企业纷纷布局 POE 产能,据我 们统计,国内已规划 POE 产能约为 200 万吨,多数企业通过中试-放大稳健推进。根据各 企业产能规划及项目推进情况,考虑到项目试车及产能爬坡,2024 年有望实现国产化量 产突破,我们重点推荐万华化学。

风电类材料:行业装机高景气,量利齐升逻辑明确

9 月以来项目建设及政策利好不断,海风边际催化持续走强。9 月 25 日,国能龙源射 阳 100 万千瓦海上风电项目获核准批复;10 月 12 日,山东招远市政府提出重点建设招远 外海 260 万千瓦海上风电项目;10 月 16 日,国家能源局新能源和可再生能源司副司长王 大鹏在 2023 北京国际风能大会暨展览会开幕式上表示,将尽快出台深远海海上风电开发 建设相关政策,积极推动近海海上风电规模化发展,组织开展深远海海上风电示范;10 月 18 日,三峡集团开始对漳浦六鳌海风二期项目风机和塔筒设备进行第二阶段招标。

装机空间明确,海风逐步进入业绩兑现期。根据各省规划,海风“十四五”目标装机 61GW+,但根据国家能源局公布数据,截至 2023 年 H1,“十四五”期间全国共并网海风 项目 23.05GW。考虑近期江苏和广东等省海风限制因素逐步解除,同时 24-25 年为多地 省补最后两年,海风装机空间明确。考虑到风电最快 1 年建设期,“十四五”并网项目或 在 23 年底起密集开工,预计行业将逐步进入业兑现期。

1)海缆:抗通缩高壁垒的稀缺环节,受益海风深远海化趋势 受益于海风深远海化趋势,海缆行业抗通缩特征凸显。风电行业装机快速提升的底层 逻辑是风机大型化的持续推进。风电机组平均功率的提升推动风机机组招标价格的逐步下 行,更高价值量产品的市占率提升使得海缆环节具备风电产业链稀缺的抗通缩特征。对于 海缆行业而言,随着海风进一步向深远海发展,更远的离岸距离也需要更长的海缆。为了 减少长距离运输所带来的电力损耗,更高电压等级的交流海缆以及更稳定、损耗更低的柔 性直流海缆预计将成为行业主流。

预计 2024 年海缆市场空间有望达到 237 亿元,同比增长 106%。在离岸距离增加以 及 500KV 海缆渗透率提升的推动下,我们预计海缆环节单 GW 价值量有望保持增长趋势。 根据我们 2023 年 2 月 21 日发布的《新材料行业风电材料专题报告之二——海缆:受益深 远海化的抗通缩稀缺赛道》,我们预计 2023-2025 年我国海缆市场空间有望分别达到 200/237/281 亿元,对应 CAGR 为 19%,2023 年增速为 179%。

二线企业有望凭借性价比优势获取市场份额,建议关注汉缆股份、宝胜股份。2023-25 年料将是海风高景气度的周期,头部海缆企业可能出现产能无法满足行业需求的阶段,随 着二线核心公司在 220KV 海缆方面实现批量交付,我们预计业主端也会增加对二线企业 的采购力度。根据我们的统计,山东地区海风项目对应的海缆需求明显超过山东省的供应 能力,汉缆股份作为山东本地的海缆企业,有望充分受益山东市场的快速发展。宝胜股份 依托中航央企背景,目前已经在江苏、浙江、福建、山东等省份获得了海缆订单,有望在 2023-25 年产业链集中交付的背景下获取外溢订单。

一线企业加快产能布局,业绩有望提升,建议关注东方电缆、中天科技、亨通光电。 海缆企业扩产一般需要 2-3 年,目前行业新进入企业因产能未满以及码头资源限制,短期扩产计划较少。根据各公司公告,我们预计一线企业 2023 年产值有望扩张至 200 亿元以 上。目前头部企业在手订单充沛,业绩有望进一步提升。

海缆行业发展拉动绝缘材料需求增长,核心材料具备国产替代空间。风电行业装机快 速提升,带动对海缆材料的大量需求,其中绝缘材料和屏蔽材料是技术核心之一,绝缘材 料决定电缆关键的绝缘性能,屏蔽材料用于避免局部放电现象,二者很大程度上决定了海 缆的性能。目前交联聚乙烯(XLPE)已成为应用于电缆绝缘的主流材料,但 XLPE 绝缘 材料和与之配套的屏蔽材料由于高技术壁垒,目前仍以进口为主。受益于海缆行业的迅速 成长与核心材料国产化需要,我们预计绝缘材料和屏蔽材料的需求将迎来快速增长。

龙头企业有望凭借技术优势获取市场份额,建议关注万马股份。万马股份长期深耕于 高分子材料领域,在绝缘材料领域掌握核心技术优势,目前为国内唯一具有 220kV 超高压 电缆绝缘材料生产能力的公司。公司以自研技术和独创的“后吸法”工艺不断打破国外垄 断,是我国高压电缆料国产化的领先主力,高分子材料产能位居行业第一。公司产品覆盖 35kV 低压、110Kv\220kV 超高压绝缘材料、35kV 低压、110Kv\220kV 超高压屏蔽材料, 客户规模庞大,涉及海内外多家知名企业。随着海缆材料需求的不断扩大和技术水平提升 带动电缆核心材料的国产化,我们预计公司盈利能力会持续提升,持续保持行业龙头地位。 根据我们 2023 年 4 月 20 号发布的《宇邦新材(301266.SZ)投资价值分析报告:受益电 池技术迭代,焊带龙头有望量利齐升》,我们预计 2023-25 年超高压高分子材料市场规模 有望达 77/94/114 亿元,对应 CAGR 为 22%。

2)轴承:主轴及齿轮箱轴承国产替代加速,单位价值量稳定具备抗通缩属性 主轴轴承及齿轮箱轴承进口替代空间广阔,国产轴承性价比进一步凸显。风电轴承行 业需求放量直接受益于风电装机快速提升。其中主轴轴承用于承受径向力及提高风机传动 效率,齿轮箱轴承位于齿轮箱内部,用于风电转动增速。主轴轴承的研发及生产需要长期 技术经验的积累,技术壁垒较高,为风机零件国产替代程度较低的环节,根据新强联 2022 年年报,全球主轴轴承市场中,国内企业市占率不及 10%。齿轮箱轴承国产化程度非常低, 目前基本从国外进口,国产化率不及 1%,两者进口替代空间广阔。受能源危机与俄乌冲 突影响,国外轴承供应商面对原材料及运输成本压力,产品涨价趋势明显,国内轴承性价 比优势进一步凸显,有望呈现抗通缩属性。

预计 2023 年我国风电轴承市场空间有望达到 195 亿元,同比增长 39%。主轴轴承与 齿轮箱轴承技术壁垒高,单位价值量有望相对稳定。基于以下假设:1)根据 CWEA 数据, 2023-25 年我国风电新增装机量有望达 75/83/90GW。2)考虑国产厂商轴承制造经验逐渐 丰富,结合三一重能招股说明书披露的具体数据,我们预计 2023-25 年主轴轴承单位价值 量小幅下降,最终稳定在 8 万元/MW;偏航变桨轴承单位价值量有望达 11/10/10 万元/MW; 齿轮箱轴承制造难度较大,预计单位价值量将维持稳定。3)根据新强联向不特定对象发 行可转换公司债券募集说明书,2023-25 年直驱式风机占比有望维持在 30%。综上,我们 预计 2023-2025 年我国风电轴承市场空间有望分别达到 195/208/225 亿元,对应 CAGR 为 7.4%,2023 年增速为 39%。其中,预计主轴轴承 2023 年市场规模为 60 亿元,同比 增长 33%,齿轮箱轴承 2023 年市场规模为 53 亿元,同比增长 50%。

偏变轴承基本实现国产化。偏航变桨轴承目前国内研发和生产取得较好突破,多家厂 商可批量生产大、小功率机组配套偏航变桨轴承,已基本实现国产化。 看好主轴轴承及齿轮箱轴承龙头发展趋势,重点推荐新强联,建议关注恒润股份、长 盛轴承。伴随国产化替代持续推进,技术布局领先企业将同步受益于轴承总需求放量与技 术进步带来的价格优势,盈利水平有望提升。新强联专精于轴承研发生产十余年,目前已 实现 2-3MW、5.5MW 风机主轴轴承产品量产,打破国外轴承企业市场垄断,实现进口替 代。恒润股份为风电塔筒法兰龙头供应商,定增募资布局风电轴承和齿轮箱业务,打造完 整轴承产业链,形成整体产品规模和配套优势。长盛轴承为我国自润滑轴承行业龙头企业, 建成了模拟行星齿轮相对行星销轴转动的国内首台 1:1 比例主齿轮箱滑动轴承试验台,顺 利完成 6MW 半直驱机型主齿轮箱滑动轴承试验,风电业务有望打开公司第二成长曲线。

氢能类材料:氢能处于产业化前期,材料需求远景可期

在当前的氢能产业中,电解槽和燃料电池环节的增长潜力较大。电解槽的增长高确定 性来源于大型电力、冶金、化工企业基于“双碳”目标规划下的示范性项目,随着这些项 目的推进,作为制氢设备的电解槽需求有望在短期内快速扩张;而燃料电池环节对应的燃 料电池汽车则是产业链企业持续不断下注的应用方向,未来也有望迅速增长。

按照势银的统计,2022 年电解槽需求量约为 0.8GW,根据能景研究统计,2023 年上 半年我国电解槽需求为 920MW。在上游制氢环节快速发展,绿氢渗透率逐步提高的假设 下,我们预计 2023 年下半年电解槽出货量略超过上半年,全年出货量有望达到 2GW,对 应同比增速达 145%,在之后的两年电解槽出货量有望维持高双位数增长,到 2025 年或 有 13~14GW 的累计需求。下游应用环节,2022 年全年燃料电池汽车销量为 3816 辆, 2023 年前 9 月份燃料电池车销量约为 2878 辆,同比增长 37.6%,我们认为 2023 年销量 有望达到 5100 辆左右,2024、2025 年将实现翻倍左右的增长,2025 年销量有望达到 4 万辆左右。

我们认为电解槽和燃料电池的快速增长将带动相关材料的需求。我们看好具有技术壁 垒且未来有望实现国产替代的环节,包括碱性电解槽中的 PPS 隔膜、PEM 电解槽中的质 子交换膜和催化剂以及燃料电池电堆中的质子交换膜、催化剂和气体扩散层。

1)PPS 隔膜:或跟随碱槽需求增长而放量 在绿氢环节,考虑到经济性和技术成熟性,我国绝大部分项目选择的制氢设备是碱性 电解槽(Alkaline Electrolyzer,简称 ALK)。其中,隔膜的作用是防止氢气和氧化的混 合,是决定电解槽制氢效率的关键之一。 我们建议关注碱性电解槽中的 PPS 隔膜材料。目前国际上将隔膜分为三代,分别为 石棉隔膜、PPS 隔膜和复合隔膜,最早使用的石棉隔膜因为材料有毒且溶胀性大而逐渐被 弃用;聚苯硫醚(PPS)隔膜机械强度高并且热稳定性好,但亲水性差,需要改性,主流 的改性是在 PPS 表面涂覆浆料来增强亲水性,降低电解槽内阻;第三代产品复合隔膜隔 气性好、能耗低,但成本较高,目前国内少有企业涉足,主要由 Agfa 等国际厂商垄断, 目前国内有刻沃刻等初创企业在积极研发。当前碱性电解槽仍然使用 PPS 隔膜为主,PPS 隔膜需求有望在一段时间内跟随电解槽的放量而高速增长。PPS 隔膜主要市场由日本东丽 占据,我国具备 PPS 隔膜生产技术的厂商较少,主要包括新和成、津纶新材、米弘纤维、 碳能科技(北京)等,我们建议关注 PPS 产品有在碱性电解槽隔膜方面销售的新和成。

在电解槽出货规模快速增长、电解槽单价基本维持稳定的假设下,我们对碱性电解槽 所用隔膜的市场规模进行测算,预计到 2025 年,碱性电解槽整体市场空间为 124.9 亿元, PPS 隔膜的市场空间约为 3.7 亿元。

2)PEM 电解槽发展将带来关键零部件需求增量 与碱性电解槽相比,质子交换膜(PEM)电解槽拥有电流密度大、氢气纯度高、响应 速度快等优点,更能够适应可再生能源发电带来的波动性。尽管当前 PEM 电解槽价格相 比碱性电解槽昂贵,同时单槽最大功率规模相比 ALK 仍有差距,但是我们认为,随着行业 整体的发展,PEM 电解槽将在制氢设备中占据一席之地。我们同样看好 PEM 电解槽需求 增长带来的材料需求。

具体而言,我们看好 PEM 电解槽中的质子交换膜材料和催化剂。PEM 电解槽中使用 较多的质子交换膜为全氟磺酸质子交换膜,其中科慕的 Nafion 膜较为有代表性,与燃料电 池用的膜材料相同。但因为薄膜机械强度较差,酸性环境长期运行可能会出现穿孔,PEM 电解槽中用到的质子交换膜相比燃料电池中的更厚;催化剂也是影响 PEM 制氢效率的关 键材料,需具备优良的催化性能和耐腐蚀性。阴极催化剂多为铂(Pt)碳颗粒,催化活性 较高,阳极催化剂则主要以铱(Ir)、钌(Ru)等贵金属为活性物质。

全氟磺酸质子交换膜性能优良,制备工艺复杂,长期被美国和日本企业垄断,如科慕、 陶氏、旭硝子、旭化成等,东岳集团、科润新材料、汉丞等国内厂商近年来积极研发,国 产质子交换膜的竞争力有所提高。东岳集团目前已经实现从最基础的软件到质子交换膜整 个产业链共计十几个产品的自主可控,同时形成了 50 万平方米的生产基地,是国产厂商 中的有力竞争者;泛亚微透参股江苏源氢,积极布局质子交换膜业务。我们建议关注东岳 集团和泛亚微透。 目前国际主要的 PEM 制氢催化剂厂商包括优美科、庄信万丰、巴斯夫、田中贵金属 等,国内企业包括中科科创、济平新能源、氢电中科、中自催化、凯大催化等。当前国产 催化剂整体处于发展初期,部分项目愿意给予国产催化剂实际应用机会,国产催化剂未来 发展前景广阔,我们建议关注布局催化剂的贵研铂业、中自科技、凯大催化、凯立新材。

3)氢能车产业链关注燃料电池电堆膜电极材料 燃料电池系统是燃料电池汽车的核心部件,目前占整车成本约 60%。而燃料电池电堆 是燃料电池系统的核心组成部分,技术门槛较高,占燃料电池系统成本的 55%。燃料电池 电堆主要由膜电极、双极板及其他结构件构成,膜电极是核心部分,由质子交换膜、催化 剂、气体扩散层构成,占电堆约 64%的成本。

目前核心部件质子交换膜、气体扩散层、和催化剂国产化程度低,主要原因是相关化 工材料的工程化有一定难度,且国内材料使用率较低,技术迭代较慢。但未来随着国内燃 料电池汽车销量快速增加,国产厂家有望获得更多的产品迭代机会,从而实现国产替代。

燃料电池中的质子交换膜和催化剂与 PEM 电解槽中的质子交换膜和催化剂所用材料 基本一致,因此生产厂商重合度较大。,我们建议关注质子交换膜领域的东岳集团和泛亚 微透,以及催化剂领域的贵研铂业、中自科技、凯大催化、凯立新材。在气体扩散层上, 燃料电池厂商大多采用日本东丽、美国 Avcarb、德国 SGL 等厂商产品,国内的气体扩散 层技术仍在探索中,代表企业有通用氢能和碳能科技,我们推荐控股通用氢能的华电重工, 建议关注已有产品量产的安泰科技。 市场空间方面,除燃料电池车销售数量的快速上涨外,燃料电池电堆单车功率的上升 也将增加电堆的需求量。根据我们的测算,2023 年质子交换膜/催化剂/气体扩散层的市场 规模将达到 1.8/1.8/1.6 亿元,2025 年将达到 14.1/14.1/11.2 亿元,三年复合增速分别达 到 119%/119%/109%。

核电类材料:需求景气确立,国产替代加速

核电为新型电力系统重要支撑,三代机组进入常态化审批。现代化的核电厂可以通过 调整反应堆的功率改变其输出功率,进而匹配电网需求,调峰性能优越。在风、光电发电 不稳定、极端气候频发的背景下可成为新型电力系统的重要支撑。随着在建机组密集投产, 三代核电技术得到验证,三代机组进入常态化审批阶段,根据中国核电网,2019-2022 年 我国分别核准机组 4/4/5/10 台,2022 年核准数量创 09 年以来新高,5 个新项目、共 10 台新机组在国常会上获批,2023 年 1-7 月已有 6 台核电机组获批。

收入确认节奏明确,核心零部件 2024 年将迎来交付高峰。核电设备通常在核准之后 3-4 年后开始陆续进入交付周期,2019 年我国核电审批重新启动,2019-2022 分别审批 4/4/5/10 台机组,前期批复的核电机组的核心零部件自 2021 年起陆续交付,我们预计 2024 年将迎来核心零部件集中交付期。

1)核电阀门:核 1 级阀门进口替代有望加速 核电阀门是核电站重要控制设备,毛利率显著高于其他种类阀门。核电阀门从安全级 别上分为核安全 1 级、核安全 2 级、核安全 3 级和非核级(NC),其中核安全 1 级要求最 高。以福清一期核电站(二代)为例,根据《核电阀门国产化分析》(施业寿),两个百万 千瓦压水堆核电机组,所需阀门约 2.8 万台,其中包括核 1 级阀门 0.02 万台,占比 0.7%; 核 2 级阀门 0.78 万台,占比 27.9%;核 3 级阀门 0.6 万台,占比 21.4%;NC 级阀门 1.4 万台,占比 50%。

预计 2024 年起放量,新建及替换需求推动 2030 年市场空间达 201 亿。核电阀门需 求主要来源于两个方面,一是国内新建核电机组对相关产品的需求,二是已建成核电站在运期间对核电阀门的维修更换需求。结合以下假设:1)根据国家能源局《2023 年能源工 作路线图》及中国核能行业协会《中国核能发展报告 2023》披露数据,我们预计 2023-25 年我国核电新增装机分别为 164/554/800 万千瓦,预计 2030 年新增装机为 2000 万千瓦。 2)据中核集团统计,目前单台百万千瓦压水堆核电机组中核电阀门的价值量为 10 亿,约 占总投资额的 5%。3)据江苏神通招股书披露,一座具有两台百万千瓦机组的核电站的阀 门维修、更换费用每年达到约 6700 万元。随着核电建设和批复节奏进入稳定发展期,参 考阀门合同 2-3 年的交付周期,我们预计我国核电阀门市场将从 2024 年开始放量,到 2030 年核电阀门市场规模有望达 201 亿,对应 2023-2030 年 CAGR 为 23%。

2)核电密封件:装机增长助推存量市场规模,中密控股为国内龙头 机械密封件为核电设备关键部件,存量替换市场毛利高空间大。机械密封拥有高频稳 定更换需求,具有较强消费属性。密封件存量替换需求市场远大于增量市场,机械密封产 品属于工业易耗品,平均在 1-3 年内即需更换,恶劣工况下更换频率更高。密封件更换属 于面向下游终端客户的存量需求,客户粘性强,毛利率高,且存量业务对产能占用较少。 增量业务也有一定概率在未来转化为高频稳定的存量业务。

预计 2025 年密封件存量市场空间达 8.4 亿元,国产化替代逻辑强烈。结合以下假设: 1)我们预计 2023-25 年我国核电新增装机分别为 164/554/800 万千瓦,预计 2030 年新 增装机为 2000 万千瓦,对应 2022-2025 年核电装机规模分别为 5682/5846/6450/7000 万 千瓦 2)据中密控股公告,每增加 1000 万千瓦核电装机量,对应增加 1.5 亿的机械密封存 量需求,以 2022-2025 年核电装机规模分别为 5682/5846/6450/7000 万千瓦计算,我们预计核电机械密封件 2022-2025 年存量市场需求分别为 6.82/7.02/7.74/8.4 亿元,对应 2022-2025 年 CAGR 为 7.2%。密封件不断突破国外关键技术封锁,主泵的核级密封由中 密控股率先打破国外垄断,核反应堆的必要密封环件C型密封环2016年也实现了国产化。 在中密控股完成华龙一号密封件演示之后,中核集团坚定推进核电国产化策略,最终确定 中密控股为供应商。根据浙江工人日报《匠心打造核电密封领域“中国芯”》(杨源)文章, 在核电存量市场,国产密封件占比不到 10%,而在第三代核电机组中,密封件国产化率超 90%,我们保守估计未来中密控股在核电关键机械密封件领域将保持 50%以上市占率。

半导体新材料:期待消费电子景气复苏拐点,关注产业 链国产化逻辑

前道晶圆制造材料:下游需求景气恢复,国产化是长期主线

长期看半导体材料市场规模料将持续增长,短期看 2024 年有望出现库存周期拐点。 2000 年至今,半导体市场规模呈现周期性波动,但一路向上,受益于下游 5G、人工智能、 汽车电子、物联网等新应用的陆续兴起,仍具备不断成长的动力。根据 SEMI 数据,2022 年全球晶圆制造材料和封装材料市场规模分别为 447 亿美元和 280 亿美元,其中中国大陆 半导体材料市场规模达 129.7 亿美元。短期看,2022 年下半年至今,半导体去库存持续 推进,我们预计 2024 年初行业有望出现库存周期拐点,叠加消费电子的需求恢复,晶圆 厂稼动率有望提升,带动材料需求。根据 SEMI 数据,晶圆制造材料中硅片金额占比最高 为 35.0%,其次为电子气体占比 14.0%,光掩模占比 13.0%,工艺化学品、光刻胶配套试 剂、光刻胶、CMP 抛光材料、靶材占比分别为 8.0%、8.0%、6.0%、6.0%、2.0%。封装 材料中封装基板金额占比最高为 40%,其次为引线框架和键合线,占比均为 15%,包封 材料、陶瓷封装材料、芯片粘接材料占比分别为 13.0%、11.0%、4.0%。

晶圆厂产能持续扩张,拉动半导体耗材的需求。根据 TrendForce 统计,预计 2023~2027 年全球晶圆代工成熟制程(28nm 及以上)及先进制程(16nm 及以下)产能 比重大约维持在 7:3,预估中国大陆成熟制程产能占比将从 2023 年的 29%成长至 2027 年 的 33%,其中以中芯国际、华虹集团、合肥晶合集成扩产较为积极。据全球半导体观察不 完全统计,目前大陆建有 44 座晶圆厂,其中 12 寸晶圆厂 25 座,6 英寸厂 4 座,8 英寸 晶圆厂/产线 15 个;正在建设晶圆厂 22 座,其中 12 英寸厂 15 座,8 英寸厂 8 座;未来 包括中芯国际、晶合集成、合肥长鑫、士兰微等在内的厂商计划建设 10 座晶圆厂,其中12 英寸厂 9 座,8 英寸晶圆厂 1 座。伴随国内晶圆厂产能的逐步落地,半导体材料市场将 进一步扩容,国内材料企业的成长空间将进一步打开。

海外对华产业链限制依然严峻,聚焦半导体产业链国产化逻辑。2022 年 10 月,美国 出口管制新规对向中国出口半导体先进制程加以限制,12 月 15 日,美国商务部将长江存 储、上海集成电路研发中心、上海微电子等 36 家中国实体加入实体清单。2023 年荷兰和 日本相继加入限制阵营。2023 年 3 月 8 日,荷兰贸易部长在致议会函中提出将光刻机出 口管制的范围由最先进的极紫外(EUV)光刻机扩大到深紫外(DUV)光刻机,受新规影 响,ASML 需要申请出口许可证才能转运其 DUV 光刻机。3 月 31 日,日本东京宣布计划 限制六大类 23 种半导体制造设备出口,涵盖几乎整个半导体生产流程,包括晶圆制造、 晶圆清洗、沉积、回火、微影曝光、蚀刻和晶圆检测等关键环节。在海外持续加码限制下, 中国国内半导体产业链承压。从中国半导体器件进口数据来看,2023 年 1 月中国半导体 器件进口数量降至2017年以来最低值的266亿个,同比和环比分别下降56.96%和41.66%, 进口金额 16.2 亿美元,同比和环比分别下降 27.32%和 36.49%。美日荷的限制措施预计 将加速我国半导体设备、零部件及材料端的国产化替代进程,半导体细分赛道具有较大的 国产替代空间。重点推荐正帆科技(设备系统+模组+材料)、新莱应材(零部件)、华特气体(电子特气)、安集科技(CMP)、有研新材(靶材),建议关注 TCL 中环、有研硅、华 懋科技、南大光电、晶瑞电材、鼎龙股份、江化微、雅克科技、凯美特气等。

先进封装材料:行业下游需求旺盛,材料突破正当时

ChatGPT 揭开人工智能时代序幕,算力和 AI 服务器需求高增推动 HBM 市场规模快 速增长。2022 年 11 月 30 日, OpenAI 发布人工智能聊天机器人 ChatGPT,2023 年 1 月末月活用户突破 1 亿,成为史上增长最快的消费者应用,拉开“人工智能时代”的序幕。 AI 技术的底层是数据和算力,当前人工智能爆发背景下,算力需求高速增长。根据 IDC 预 测,到 2026 年中国大陆智能算力规模将达到 1271.4 百亿亿次浮点运算/秒,2022-2026 年化复合增长率达 47.58%。同时,以 AI 服务器产业链为代表的硬件产品将充分受益于人 工智能发展浪潮。TrendForce 预计,在 AI+应用广泛落地的刺激下,AI 服务器 2023 年出 货量将同比增长 38.4%,2022-2026 年年化复合增长率将达 22%。根据 TrendForce,目 前高端 AI 服务器 GPU 搭载 HBM(High Bandwidth Memory)已成主流,预估 2023 年全 球 HBM 需求容量将达 2.9 亿 GB,同比增长近 60%。TrendForce 预计 2023 年 HBM 市场 规模为 31.6 亿美金,到 2025 年有望突破 100 亿美金。

HBM 采用先进封装技术,需求高增预计将推动先进封装材料行业快速发展。HBM 即 高带宽存储器,HBM 技术之下,DRAM 芯片从 2D 转变为 3D,可以在很小的物理空间里 实现高容量、高带宽、低延时与低功耗,因而 HBM 被业界视为新一代内存解决方案。通 过使用先进的封装方法(如 TSV 硅通孔技术)垂直堆叠多个 DRAM ,在高性能计算应用 对内存速率提出了更高的要求的背景下,使用先进封装工艺的 HBM 很好地解决了传统 DRAM 的内存速率瓶颈问题。人工智能时代在算力需求高速增长驱动下,我们预计先进封 装产业链核心上游的先进封装材料行业将实现快速增长。

下游晶圆厂商和封测厂商增大先进封装领域资本开支,驱动上游先进封装材料需求增 长。根据 Yole 统计,2022 年先进封装收入前 10 名厂商中,除传统的封测厂商日月光、 安靠、长电科技、通富微电等外,英特尔、台积电和三星分别以 55 亿美元、53.13 亿美元 和 40 亿美元的营收位列第 3、4、6 名。同时,英特尔、台积电和三星积极加大布局先进 封装领域,2022 年在封装领域的资本支出分别为 40 亿美元、36 亿美元和 20 亿美元,位 列前三名。传统封测厂商日月光、安靠、长电科技、通富微电等也在 2022 年增加在封装 领域的资本开支。据 Yole 统计,头部 9 大厂商在封装领域的资本开支从 2021 年的 134 亿 美元增加到 2022 年的 145 亿美元,同比增长 8.21%。随着晶圆厂商和封测厂商逐步增加 在先进封装领域的资本开支,我们预计 2024-2025 年有望带动上游先进封装材料的增长。

第三代半导体材料:行业渗透率快速提升,龙头企业抢占市场

第三代半导体适用于高压、高频、高温、高功率领域。第三代半导体材料具有更宽的 禁带、更高的击穿电场、更高的热导率、更高的电子饱和速率,在高压、高频、高温、高 功率等领域具有更强的适用性。根据 Yole 数据,2021 年 GaN 全球渗透率约 0.2%,SiC渗透率近 2%。目前 SiC 商用更加成熟,在高功率应用中优势地位凸显,在光伏新能源、 轨道交通、智能电网、新能源汽车及充电桩等领域均具有广泛应用。

多领域驱动 SiC 需求,同质外延片 2025 年国内市场规模有望超百亿。我们测算:(1) 新能源车方面,电机驱动系统、车载充电系统、电源转换系统构成 SiC 最大市场,我们预 计 2025 年 SiC 需求 118 万片(对应 6 英寸,下同);(2)充电桩方面,高压充电桩解决 充电速度+里程焦虑问题,我们预计 2025 年 SiC 需求 33 万片;(3)光伏方面,SiC 大幅 改善光伏逆变器性能,我们预计 2025 年 SiC 需求 16 万片。综上,我们预计 2025 年中国 导电型碳化硅需求量将达 202 万片,对应未来三年 CAGR 为 65.53%,对应导电型 SiC 衬 底市场需求约 100 亿元,对应 SiC 同质外延片市场需求约 191 亿元。

国内企业在快速发展中有望做大做强,挑战海外巨头垄断地位。在衬底环节,国内涌 现出天科合达、天岳先进、同光晶体、山西烁科、东尼电子、南砂晶圆等优秀企业;外延 环节,国内厂商包括东莞天域、瀚天天成等;设计厂商包括飞锃半导体、上海瀚薪等;IDM 厂商包括泰科天润、瞻芯电子、中科汉韵、三安集成、华润微等。在当前时间点,尤其是 前道的材料端,国内龙头企业不断扩张产能,抢占市场份额,有望打破海外垄断,投资价 值凸现。建议关注衬底环节具有技术优势且持续获得下游订单的天岳先进、东尼电子。

合成生物学:降本和创新两大主线下的产业化加速

政策面利好合成生物学产业化加速发展,看好降本和创新两大主线。2022 年以来, 随着国家顶层政策规划和地方政府支持举措不断出台,合成生物学行业产业化进程加速。 同时随着审批与监管趋向宽松,合成生物学在食品和化妆品原料领域的应用空间也越来越 大。对于合成生物学产业化的方向,我们看好降本和创新两大主线:1)降本方向,主要 是大宗化学品和精细化学品领域,核心逻辑是发酵法相对于化学法(或者是发酵工程中高 效菌种对于落后菌种)的成本优势和替代,看好氨基酸系列、维生素系列、PDO(1,3- 丙二醇)、丁二酸等产品;2)创新方向,主要是营养和美妆领域,核心逻辑是创新原料赋 能终端消费品,看好苹果酸、HMOs、麦角硫因等产品。

推荐布局符合降本/创新两大主线、具备产品拓展能力、下游维持高景气的相关企业。 我们认为合成生物学产品型企业的核心竞争力在于打通“菌种构建—中试放大—发酵纯化 —市场开拓”的闭环,并将成功经验应用于新产品,从而实现产品种类的快速拓展,具备 核心竞争力的企业如果能够形成符合主线且下游景气的产品布局,其成长路径将十分清晰。 综合我们对于各家企业核心竞争力和其产品布局及下游景气度的理解,建议关注嘉必优 (ARA、DHA、SA、HMOs)、华恒生物(氨基酸系列、维生素系列、PDO、丁二酸、苹 果酸)、川宁生物(抗生素中间体、红没药醇、5-羟基色氨酸、麦角硫因)、凯赛生物(长 链二元酸、生物基尼龙)。

降本:氨基酸系列方兴未艾,化工新材料空间广阔

豆粕减量替代释放氨基酸需求,合成生物学在生产端大有可为。2019 年以来,国际 市场豆粕价格上涨较快且不稳定,给国内养殖业发展带来一定困扰,多元配方、少用豆粕、 降低风险成为行业共识。2021 年 3 月,农业农村部制定了《饲料中玉米豆粕减量替代工 作方案》,通过“提效、开源、调结构”等综合措施,减少对进口大豆的依赖。根据农业 农村部,豆粕减量替代的三大措施分别是推广低蛋白日粮技术(主要是添加工业合成氨基 酸补足短板,降低豆粕等蛋白原料用量)、挖掘利用现有资源、增加优质饲草供应,其中 推广低蛋白日粮技术减少豆粕需求的潜力最大,该措施也有利于必需氨基酸需求的增长。 目前其他必需氨基酸如精氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等的生产工艺以发酵法为主, 蛋氨酸的生产工艺以化学法为主,通过合成生物学技术的应用,这些产品的成本均有可能 在当前的行业水平基础上降低可观的比例。根据 QY Research,2022 年全球缬氨酸市场 规模为 20 亿元,而上述其他必需氨基酸合计的全球市场规模超过 500 亿元,我们认为相 关合成生物学龙头企业有望引领氨基酸领域的生产工艺革新,并充分享受潜在的巨大技术 红利。

2022 年全球蛋氨酸市场规模达到 450 亿元。蛋氨酸是一种必需的含硫氨基酸,在生 物体内起着重要作用,主要用作饲料添加剂,根据 QY Research,2022 年全球蛋氨酸市 场规模为 450 亿元,预计 2029 年有望达到 595 亿元,对应 2022-2029 年 CAGR 为 4.0%。 目前蛋氨酸的工业生产以化学法为主,生产工艺复杂,需要大量专业知识与前期资本投入, 整个生产流程受到环境保护及安全生产方面的严格监管,因此全球蛋氨酸行业集中度较高, CR3 高达 66%。优泽生物的大股东为郑裕国院士(持股 32.537%)团队构造的大肠杆菌 在 5L 罐中 L-蛋氨酸的产量高达 17.74g/L,达到行业领先水平。根据华恒生物公司公告, 华恒生物拟与关联方优泽生物共同投资设立优华生物,合资公司成立后,优华生物将实施 高丝族氨基酸(包括蛋氨酸)相关产品的中试平台建设。我们认为在科研界和产业界的合 作推动下,合成生物学技术在蛋氨酸行业的产业化有望加速,一旦取得突破,或对蛋氨酸 的行业格局产生深远的影响。

2022 年全球生物基 PDO 市场规模达到 14 亿元,国产替代空间超 70%。PDO 是重 要的有机化工原料,可用于新型聚酯 PTT、多种药物、医药中间体及新型抗氧剂的合成, 根据 QY Research,2022 年全球生物基 PDO 市场规模为 14 亿元,预计 2029 年有望达 到 29 亿元,对应 2022-2029 年 CAGR 为 11.5%。根据《国内 1,3-丙二醇市场现状和发展建议》(李烁,李靖),PDO 主要用于生产 PTT 聚酯,消费占比达到 80%,其中 90%的 PTT 聚酯用来生产 PTT 纤维,PTT 纤维具有良好的尺寸稳定性、高回弹性、柔软性和悬 垂性,易于染色,广泛用于服装面料、地毯、时装、泳衣、人造革和防护材料等领域。根 据《国内 1,3-丙二醇市场现状和发展建议》(李烁,李靖),受益于 PTT 纤维的市场推广, 2014-2020 年中国 PDO 需求由 1.08 万吨快速增至 4.28 万吨,但是受限于国内工业化技 术和量产瓶颈,我国 PDO 仍主要依赖进口,2020 年自给率仅 22%,进口产品主要来自杜 邦。目前国内主要的 PDO 企业尽管采用发酵法,但其底物为甘油,与杜邦的技术路线(底 物为葡萄糖)相比成本偏高,华恒生物的年产 5 万吨 PDO 产能(葡萄糖技术路线)预计 于 2023 年年底投产,有望改变国内 PDO 依赖进口的状况,实现国产替代。

可降解塑料 PBS 有望拉动丁二酸需求,生物基 BDO 打开长期空间。丁二酸是重要的 有机合成原料与有机合成中间体,可用于生产生物基 PBS、BDO(1,4-丁二醇)、丁二酸 酐、丁二酰亚胺及其衍生物等产品,也可广泛应用于食品、医药、农业等领域,具有良好 的市场前景。2020 年后,“新版限塑令”出台使得可降解塑料市场景气度提升,根据卓创 资讯,截至 2023 年上半年,PBAT/PBS 总产能为 129.3 万吨/年,在建产能合计 217.5 万 吨/年,规划产能高达 1209 万吨/年。考虑到实际市场需求,最终落地的产能料将明显小于 规划产能,按照 100 万吨 PBS 产能保守测算,根据《新型可降解聚酯材料的绿色发展分 析》(曹超,许战军,李德安),生产 1 吨 PBS 消耗 0.62 吨丁二酸,即 100 万吨 PBS 产 能将产生 62 万吨丁二酸需求。目前 BDO 主要采用炔醛法或顺酐法等化学工艺,通过生物 基丁二酸酯化加氢生产 BDO 具有生物基的优势,我们认为随着未来合成生物学技术在丁 二酸的发酵生产中逐步得到成熟应用,生物基 BDO 相比化学法 BDO 有望在成本端取得优 势。根据中国石油和化学工业联合会,2022 年全球 BDO 消费量约 315 万吨,预计 2023 年达到 350 万吨,BDO 市场未来有望成为丁二酸需求的长期增长点。

创新:赋能营养&美妆消费品,存量和增量市场并重

合成生物学推动营养和美妆消费品创新。在营养领域,合成生物学为研发赋能,为大 规模食品生产建立新方法,开发多种功能的替代蛋白、合成天然稀有产物、提供微生物油 脂、生产食品添加剂和食品原料,研发风味、质构、形态可控的食品产品,实现更安全、更营养和更可持续的食品获得方式。在美妆领域,合成生物可以满足品牌商对功效活性成 分的核心关注点,如安全/合规(合成生物相较于动植物提取手段,免疫原性更低,安全性 更高)、功效应用(合成生物产品纯度更高,原料成分明确,可以根据需求调整配伍和相 容性)、稳定性(合成生物生产过程稳定性更高,部分原料经人工改造后活性保存期更长)、 成本/效率(合成生物不受原料来源限制,生产供应稳定,受市场波动影响小)、差异化(合 成生物更有利于新品开发,尤其是功能产品,制造更多市场爆点潜力大)等。

2022 年全球苹果酸市场规模达到 29 亿元,对柠檬酸有一定替代潜力。苹果酸有两种 立体异构体,以三种形式存在,即 L-苹果酸、DL-苹果酸和 D-苹果酸,可广泛应用于食品 饮料、医药、化工等领域,当前市场中在售的苹果酸多为 L-苹果酸和 DL-苹果酸。根据 QY Research,2022 年全球苹果酸市场规模为 29 亿元,预计 2029 年有望达到 36 亿元, 对应 2022-2029 年 CAGR 为 3.2%。全球苹果酸的核心厂商包括 Fuso Chemical、雪郎生 物、Polynt、Bartek、Isegen 等,前五大厂商占据全球约 73%的份额。苹果酸的味觉与柠 檬酸有所不同,柠檬酸的酸味有迅速达到最高点并很快降低的特点,而苹果酸则刺激缓慢, 其刺激性可保留较长时间,两者风味也各不相同,苹果酸的酸味比柠檬酸强 20%左右。随 着国内消费者对于酸味剂的日益了解,目前较多食品饮料中,通过苹果酸和柠檬酸的复配 使用,模拟天然果实的酸味口感,使味感自然、协调、丰满,使用苹果酸复配柠檬酸作为 酸味调节剂已逐渐受到消费者青睐。L-苹果酸口感接近天然苹果的酸味,配制的饮料解渴 爽口,更接近天然果汁,在生理代谢上有利于氨基酸吸收、不积累脂肪,在合成生物学技 术的助力下,L-苹果酸的生产方法已由传统的化学合成法发展为生物发酵法。

国内 HMOs 正式获批,中性情境下预计 2027 年全球 HMOs 市场规模达到 13.6 亿美 元。HMOs(母乳低聚糖)是母乳中仅次于乳糖的第二大类碳水化合物成分和第三大营养 成分,与母乳中其他活性营养相比,HMOs 的含量是乳铁蛋白的 12 倍,免疫球蛋白的 6 倍。HMOs 的结构超过 200 多种,目前已确定结构的 30 多种,每一种结构的 HMO 都有 独特的功能性。人类对 HMOs 的研究超过 130 年,在合成生物学技术的加持下,2016 年 前后才实现商业化。目前,在 HMOs 生产工艺上,实现量产的制备方法包括酶法和发酵法。 2023 年 10 月 7 日,国家卫健委对 2’-FL 和 LNnT 两种 HMO 的安全性评估材料审查通 过,标志着 HMOs 首次被中国法规批准,随着两种 HMO 的获批,目前伊利、君乐宝、飞鹤等奶粉品牌分别推出自身首款 HMO 奶粉,有望拉动国内 HMOs 渗透率和需求量增长。 根据《母乳低聚糖(HMOs)行业市场调研》(恒鲁生物),2021 年全球市场规模为 3.8 亿 美元,仍处于导入期,随着产品价格逐步降低,其在婴幼儿配方奶粉、功能食品和饮料、 营养补充剂等领域的渗透率将不断提升,在保守/中性/乐观三种情景下,文章预计 2027 年 全球 HMOs 市场规模分别达到 9.57/13.60/18.38 亿美元,对应 2022-2027 年 CAGR 分别 为 14.1%/22.4%/30.0%。

2022 年全球麦角硫因市场规模达到 4.6 亿元,川宁生物产品处于中试验证阶段。麦 角硫因是一种天然的稀有氨基酸衍生物,具有超强的抗氧化能力,已知的抗氧化能力高于 维生素 E、维生素 C、半胱氨酸、谷胱甘肽等。因其特殊的生物学功能和药理作用,麦角 硫因于 2017 年获得欧盟及欧洲食品安全局的食品安全认证,在食品、化妆品、保健品及 医药行业具有重要的应用前景。根据 QY Research,2022 年全球麦角硫因市场销售额 4.63 亿元,预计 2029 年达到 8.93 亿元,2022-2029 年 CAGR 为 14.5%,2022 年北美、欧洲、 中国的消费市场份额分别是 63.1%、23.1%、12.0%,下游需求中,化妆品领域占 83.6%。 国际市场上主要供应商包括 Tetrahedron、Barnet Products、Mironova Labs、Blue California 等,国内厂商包括深圳瑞德林、上海心氟科技、华熙生物、中科欣扬等,生产 工艺以化学法和酶法为主。川宁生物开发了合成生物学技术来进行麦角硫因的生产,产品 拥有和从蘑菇提取产品一样的天然度,且该技术和用蘑菇菌丝体发酵相比具有工艺简单、 发酵周期短、产物浓度和糖转化率高等特点,具有显著的竞争优势。根据川宁生物公告的 2023 年 7 月 13 日投资者关系活动记录表,目前麦角硫因产品在中试验证阶段。

卫星互联网:布局国内低轨卫星爆发前夜的材料投资 机会

推荐布局基本面向好与卫星主题概念共振的材料标的。2023 年 10 月以来国内外卫星 互联网领域事件催化和政策出台较多,我们认为在全球卫星竞争加剧、ITU 申报时效性限 制、国内政策支持力度持续加大、火箭发射成本和卫星制造成本不断下降等因素的作用下, 未来 5 年我国低轨卫星发射数量有望进入“指数级”增长的爆发期。我们保守预计卫星制 造和卫星发射环节的潜在市场规模高达 3500 亿元,看好其中带来的材料端投资机会。推 荐布局基本面向好与卫星主题概念共振的材料标的,重点推荐有研新材、国瓷材料、斯瑞 新材,建议关注云南锗业、中航高科。

中国规划约 2.5 万颗低轨卫星计划,发射爆发期有望来临。根据 ITU(国际电信联盟) 官网,2020 年 11 月,我国以“GW”代号申报的 2 个大型低轨卫星星座被正式接受,规 划包含共约 1.3 万颗卫星。2023 年 7 月 25 日,上海市松江区委书记在“高质量发展在申 城·松江区”新闻发布会上表示,“G60 星链”计划未来将实现 1.2 万多颗卫星的组网。轨道和频段是有限且不可再生的战略资源,ITU 提出在轨道和频段资源获取上遵循“先登 先占、先占永得”的原则,先发国家具有显著优势。根据赛迪顾问,预计到 2029 年,地 球近地轨道将部署总计约 5.7 万颗低轨卫星,而低轨道轨位可用空间将所剩无几。同时, ITU 规定申报具有时效性,在申报 7 年内必须发射卫星启用申报的资源,在申报 9/12/14 年内必须完成发射申报卫星总数的 10%/50%/100%。因此,在全球卫星竞争加剧、ITU 申 报时效性限制、国内政策支持力度持续加大、火箭发射成本和卫星制造成本不断下降等因 素的作用下,同时参考 SpaceX 星链计划 2018-2023 年(截至 2023 年 10 月底)的成功 发射数量 2/120/833/989/1722/1711 颗,我们预计未来 5 年我国低轨卫星发射数量有望进 入“指数级”增长的爆发期。

卫星制造和卫星发射是高壁垒环节,潜在市场规模高达 3500 亿元。卫星产业链包括 卫星制造、卫星发射、地面设备制造和卫星运营服务四大重点环节,其中卫星制造和卫星 发射具备技术密集、资本密集、高集成总装的特点,壁垒较高,同时也直接受益于卫星发 射数量的爆发式增长。我们假设卫星单颗制造成本为 1000 万元,按照卫星发射价值占卫 星制造价值 40%的比例粗略估算,保守估计中国规划的约 2.5 万颗低轨卫星的卫星制造和 卫星发射环节潜在市场规模有望达到 3500 亿元。卫星制造主要包括卫星平台和卫星载荷, 建议关注卫星平台中供电系统的太阳能电池,卫星载荷中转发器分系统的射频芯片、陶瓷 管壳。卫星发射主要包括火箭制造和火箭发射,建议关注火箭制造中高性能合金、碳纤维 复合材料等。

根据各公司公告,我们测算卫星相关产品带来的利润弹性: 1)有研新材相关产品为锗衬底,用于空间太阳能电池(三结砷化镓电池),假设单星 价值量 120 万元,净利率为 10%,我们测算 1 万颗卫星能给公司带来 12 亿元净利润,为 公司 2022 年净利润的 4.2 倍; 2)国瓷材料相关产品为 DPC 陶瓷管壳,用于射频微系统,假设单星价值量 70 万元, 净利率为 20%,我们测算 1 万颗卫星能给公司带来 14 亿元净利润,为公司 2022 年净利 润的 2.7 倍;3)斯瑞新材相关产品为液体火箭发动机推力室内壁,假设单星价值量 20 万元,净利 率为 10%,我们测算 1 万颗卫星能给公司带来 2 亿元净利润,为公司 2022 年净利润的 2.6 倍; 4)云南锗业相关产品为锗衬底,用于空间太阳能电池(三结砷化镓电池),假设单星 价值量 120 万元,净利率为 10%,我们测算 1 万颗卫星能给公司带来 12 亿元净利润,公 司 2022 年为亏损状态。

合金材料:新一轮科技与产业革命推动合金材料创新迭代

航空发动机空间扩容,带动高温合金需求景气

高温合金产业链由上游原材料供应商、中游高温合金生产商、下游应用终端组成。根 据前瞻产业研究院,中游高温合金材料及制品作为核心环节,价值量在全产业链中占比 30-35%。按制备工艺,高温合金可分为铸造高温合金、变形高温合金和粉末高温合金。根 据新材料在线,铸造高温合金通常用于制造航空航天发动机和燃气轮机等先进动力装备的 关键热端部件,其需求量约占高温合金总需求的 20%;变形高温合金的热加工塑性较好, 可以在锻轧机械的外力作用下塑性变形为特定形状和尺寸的锻件和型材,其需求量约占高 温合金总需求的 70%;其余 10%为粉末高温合金。

目前我国高温合金需求快速增长,2022 年供需缺口达 2.8 万吨。高温合金因具有较 高的高温强度,良好的抗氧化和抗腐蚀性能,良好的疲性能、断裂韧性等综合性能,又被 称为“超合金”。根据 Roskill 统计数据,航空航天领域是高温合金最主要的应用领域,占 下游需求比例约为 55%。受益于我国军用航空发动机内生需求规模巨大、国产大飞机发动机量产、火箭发射频率逐年递增,高温合金的市场规模有望迅速增长。根据中国特钢铁协 会,2022 年我国高温合金产量达到 4.2 万吨,需求量达到 7.0 万吨,仍有 2.8 万吨依赖于 进口。根据前瞻产业研究院预测,国内高温合金市场规模从 2015 年的 78 亿元增长至 2021 年的 219 亿元,CAGR 达 18.8%,预计到 2026 年我国高温合金市场规模增长到 342 亿元。

高集中度叠加差异化竞争铸就良性竞争格局。我们认为高温合金行业有望长期保持良 性的竞争格局,主要有两点原因: 1)高行业集中度。以产能为基准,根据中国特钢铁协会和各公司公告,目前国内总 产能约为 4.0 万吨,抚顺特钢、图南股份、应流股份、派克新材、钢研高纳等五家主要厂 商的行业集中度 CR6 高达 64.3%。行业龙头在细分赛道具备卡位优势,享受较高市场份 额,例如 2022 年抚顺特钢在国内军工领域市占率超 80%,钢研高纳的粉末高温合金市占 率达 60%以上。 2)差异化竞争。我国从事高温合金研究生产的企业有三类:一类为特钢企业,包括 抚顺特钢、宝钢特钢和长城特钢,主要生产大批量、通用性、结构简单的合金板材、棒材 和锻件;另一类是科研院所转型企业,包括钢研高纳、航材院和中科院金属研究所,主要 生产较小批量、结构复杂的高端产品。第三类为其他民营企业,近年来发展迅速。各类企 业产品重合度相对较低,在高温合金不同的细分领域内形成各自独特的优势。

多下游景气度共振上行,耐蚀合金需求量快速增长

耐蚀合金产品与高温合金高度重合。耐蚀合金是指在常温或高温的腐蚀介质中具有耐 腐蚀、耐磨损性能的金属材料。随着技术发展和应用深入,高温合金与耐蚀合金产品金属 特性相互跨界,很多特种合金产品既耐高温也耐腐蚀、耐磨损,高温合金与耐蚀合金难以 严格区分,并且二者制造工艺较近,从业企业可能既生产高温合金也生产耐蚀合金。

耐蚀合金产销快速增长,预计 2027 年国内耐蚀合金市场规模有望达到 400 亿元。根 据 QYresearch,2012-2022 年国内耐蚀合金产量从 1.7 万吨增长至 4.3 万吨,CAGR 为 22.1%。根据中国特钢铁协会,目前国内中高端耐蚀合金需求量的 40%仍然需要进口,以 H10276、No6022 为代表的高品质耐蚀合金进口比例更是超过 60%。考虑到下游需求以 及国产替代等因素,我们预计未来五年国内耐蚀合金需求将保持 15-20%的增速。根据 QYresearch,2022 年国内耐蚀合金制品的市场规模为 180 亿元,预计到 2027 年将翻倍 至 400 亿元。

耐蚀合金下游较为分散,主要覆盖能源和制造量达领域。耐蚀合金应用于油气开发、 石油化工、核电、海洋工程、船舶制造、冶金工业等多个领域。传统下游方面,油价高位 运行背景下,油气开采商的开支意愿提升;化工受益于国内大炼化项目“十四五”期间的 集中投放,2023 年及以后还有 1 亿吨/年左右的大炼化产能在建或规划中。新兴下游方面, 光伏多晶硅迎来扩产潮,短期新增需求大涨,长期更新及设备升级需求持续;我国深海油 气开采装备、深海渔业养殖装备、海上风电装备等一批海洋工程装备实现新突破,根据尚 普咨询,2023 年中国海工装备制造企业营收预计将超过 800 亿元。多下游景气度共振有 望带来对耐蚀合金需求的持续增长。

耐蚀合金的工艺壁垒高,生产商中专业合金材料公司与大型钢铁集团并存。海外市场 中,专业性的耐蚀合金材料企业包括哈氏合金国际、VDM Metals、ATI 以及卡朋特科技等, 大型的钢铁企业包括德国蒂森克虏伯、新日铁、神户制钢、JFE 等。国内市场中,生产商 包括太钢不锈、宝武特冶等大型炼钢集团或者旗下企业,也包括诸如抚顺特钢、中航上大、 永兴材料、安徽富凯等专注于特种合金材料的企业。国内耐蚀合金生产以棒材为主,目前 格局相对分散。2022 年国内耐蚀合金棒材产量达 27645.4 吨,板材产量达 6500 吨。抚顺 特钢和山西太钢分别是棒材和板材领域的国内龙头。

 


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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