2023年新宙邦研究报告:踔厉风发,抢攻全球半导体氟材料制高点

  • 来源:国盛证券
  • 发布时间:2023/12/05
  • 浏览次数:223
  • 举报

1. 让我们重新认识新宙邦

1.1. 拥有强劲研发的高端化学品平台型厂商

新宙邦是下游涉足半导体、新能源、医药、环保的平台型化学品厂商。新宙邦始创于 1996 年,2010 年于深交所创业板上市,成立以来,公司定位立足精细化工、进行产业延伸的 中长期发展战略,内生成长与外延发展并重,公司成立以来先后完成电容器化学品(1996 年)、电池化学品(2000 年)、半导体化学品(2015 年)的研发到规模量产,2015 年公 司通过定增收购国内六氟系列含氟精细化学品龙头海斯福,自此完成了四大业务板块布 局。目前,公司重点发展方向在于高端氟精细化学品与锂电池电解液板块。2020 与 2022 年,公司先后完成两轮融资约 30 亿元,主要用于锂电池电解液与高端氟精细化学品项目 (海德福一期、海斯福二期)投资。

公司股权集中,创始人团队出身专业实力雄厚。公司创始团队覃九三、周达文、钟美红、 郑仲天、张桂文、邓永红为一致行动人,合计持有公司 37.5%股份。其中,董事长覃九 三持股 13.7%,股权结构清晰合理。公司主要高管均拥有化工行业专业背景,创始团队 覃九三、郑仲天等人均为化工行业资深专家。有机氟主体海斯福创始团队源自老牌氟化 工龙头上海三爱富等公司,并与中科院上海有机所签订院士工作站协议,技术背景赋予 了公司敏锐的产业嗅觉与强大的研发护城河。 通过股权绑定设计,打通产业链。通过股权结构设计,下游客户方面公司引入 LG 新能 源、亿纬锂能等下游战略投资者,获得一定的渠道赋能;上游核心材料方面,公司引入 日本触媒共同规划 1 万吨新型锂盐 LiFSI 产能。日本触媒是全球最早商业化 LiFSI 电解质 的厂商助力公司新型锂盐实现技术先进性。公司与战略投资者实现产业链上下游相互赋 能、共同发展。

1.2. 半导体接棒新能源,平台型龙头马力全开

主要受益于电解液高景气,公司自 2019 年以来进入高速成长期。2019-2022 年,公司营 收由 23.2 亿元增长至 96.6 亿元,CAGR 达 60.0%;归母净利润由 3.25 亿元增长至 17.6 亿元,CAGR 达 74.6%。受电解液板块拖累,公司 2023 年前三季度实现营收 55.8 亿元, 同比下滑 39.3%,归母净利润 7.97 亿元,同比下滑 48.5%。然而我们认为,有机氟已走 上快速通道,有望为公司提供业绩与估值的“戴维斯双击”。

高毛利有机氟板块成为公司成长新引擎。2023 年 H1,公司电池化学品业务实现营收 22.0 亿元,同比下降 43.6%,有机氟化学品实现营收 7.47 亿元,同比增长 38.5%,电容化学 品业务实现营收 3.04 亿元,同比下降 17.04%,半导体化学品业务实现营收 1.53 亿元, 同比下降 3.05%。利润占比方面,上半年电解液毛利占比大幅下滑 30pct 至 33%,有机 氟毛利占比大幅提升 26pct 至 51%,未来有望接棒电解液成为公司主要成长驱动。

2. 氟化工:对标 3M、大金,构建独有的高端氟产业链

2.1. 氟精细化学品:格局好盈利厚,海斯福抢攻全球话语权

含氟精细化学品处于生命周期起步阶段,价值量高、盈利好。氟化工产业链环节众多, 越往下游产品附加值与毛利率越高。此外,从产品生命周期分析,含氟精细化学品处于 生命周期中的起步阶段。因此竞争格局佳、盈利能力好,价值量与毛利率均远高于其它 氟化工产品。

六氟系列含氟精细化学品是氟化工产业链中价值量最高、格局最好的领域之一。氟化工 产业链优质企业众多,在产业链环节各有所长:巨化股份、三美股份主要位于制冷剂环 节;昊华科技、永和股份、东岳集团以含氟聚合物见长;金石资源在上游资源端萤石领 域优势显著;昊华科技、中欣氟材在三氟系列含氟精细化学品中份额较大;中船特气、 昊华科技在含氟电子特气中份额优势显著。在氟化工产业链众多环节中,唯有新宙邦卡 位了六氟系列含氟精细化学品,该领域下游集中于医药、半导体、电工绝缘等高附加值 领域,并且竞争格局好、盈利能力强。

公司有机氟经营主体——海斯福专注于六氟系列含氟精细化学品。海斯福成立于 2007 年,基于六氟丙烯、六氟环氧丙烷生产一系列氟精细化学品,每年立项 5-10 个科研项目, 成功开发 3-4 个新产品。海斯福第一个产品为吸入式麻醉剂七氟烷的中间体全氟异丙醇、 全氟异丙基甲醚。经过十六年发展,海斯福已成为下游涉足医药、半导体、环保的六氟 系列含氟精细化学品龙头。 此外,海斯福拥有业内顶尖的含氟精细化学品团队,海斯福核心技术人员来自老牌氟化 工龙头,研发底蕴深厚实力强劲。

海斯福在含氟精细化学品领域展现出“舍我其谁”的强大竞争力。海斯福以六氟丙烯为 原料合成生产六氟环氧丙烷,六氟环氧丙烷与其他原料进一步合成一系列含氟精细化学 品。目前,海斯福已完成共三代近百种产品布局,每年维持 3-4 个新品扩充。丰富的产 品序列可做到“东边不亮西边亮”,对于其它氟化工厂商而言,复制海斯福产业链的难度 极高。按照战略规划,海斯福的产品分为三代,一代产品以医药中间体为主,氟橡胶助 剂为辅;二代产品以氟化液为主,含氟聚合物改性共聚单体为辅;三代产品中最具代表 性产品为处于生命初期的环保型绝缘气体——全氟异丁腈。

2015-2022 年公司(新宙邦)有机氟营收/毛利复合增速达 35.8%/43.0%,毛利率 增长至 72%。经超过十六年的发展,海斯福已经发展成为收入体量超过 15 亿元、总资 产超过 21 亿元的规模性氟化工企业。与此同时,海斯福始终保持强劲的盈利能力,2023 年上半年实现净利率 43%。除了有机氟业务外,海斯福还包括电解液业务,因此业务呈 现一定周期性。若剔除电解液业务,仅聚焦于海斯福有机氟业务,我们发现 2015-2022 年公司有机氟营收/毛利复合增速达 35.8%/43.0%,且毛利率实现持续增长。截至 2023 年 H1,公司有机氟业务毛利率已达到 72%。

高端氟产品持续扩张,抢攻全球话语权。截至 2023 年中,海斯福拥有氟精细化学品产 能 5562 吨。新增产能方面,海斯福二期(1.92 万吨有机氟化学品)与海德福一期项目 (1 万吨原料+4500 吨氟聚合物)预计 2023 年下半年投产;远期,海斯福规划新增 3 万 吨有机氟产能,海德福二期规划 4300 吨氟聚合物产能。公司有机氟业务规模快速扩张, 未来成长空间显著。

2.1.1. 一代产品:吸入式麻醉剂中间体雄霸全球

吸入式麻醉剂市场规模稳定增长。吸入用七氟烷由日本丸石制药株式会社首创,以挥发 性气体的形式从呼吸道进入人体内形成麻醉作用,适用于成年人和儿童的全身麻醉的诱 导和维持。近年来,随着手术量的增加,麻醉药市场规模持续扩大。2014-2021 年,我 国吸入式麻醉药七氟烷市场规模 CAGR 达 7.3%。吸入式麻醉剂属于全麻药的一种,其中 七氟烷由于对气道没有刺激反应,具有麻醉诱导快,循环干扰小等优点,是目前市占率 最高的品种。全球七氟烷市场规模约 8 亿美元,国内超 20 亿元,其中恒瑞医药占据超六 成份额。

海斯福打破七氟烷关键中间体海外垄断,全球市占率达 60%。此前,七氟烷中间体工 艺掌握在全球氟化工巨头杜邦、大金等手中,单吨价格超过百万元。公司于 2009 年实现 国产化,打破七氟烷关键中间体六氟异丙醇-六氟异丙基甲醚海外垄断格局,将售价降至 30-40 万元,促进了我国吸入式麻醉剂的国产化。目前公司六氟异丙基甲醚国内市占率 100%,全球市占率 60%,已与恒瑞医药、PIRAMAL 等海内外知名客户建立紧密合作关 系。

2.1.2. 二代产品:借 3M 欧洲产能退出机遇,氟化液迅速放量

PFAS 因其在土壤和水中降解时间长达数百年而被称为“持久性有机化合物(POPs)”。 PFAS 还容易在环境中迁移,当人和动物摄入 PFAS 时,PFAS 会在生物体内蓄积且产生毒 性,影响免疫系统、生殖系统,干扰内分泌系统,且具有潜在的致癌性。 欧美禁止 PFAS,3M 无限期关闭比利时工厂,新宙邦迎历史机遇。当下,含氟精细化学 品迎来了历史难得的发展机会。3M 因环保问题面临百亿美元以上诉讼费和关停成本,或 将释放近百亿市场空间。2022 年 3 月,因环保部门要求,3M 位于比利时的 Zwijndrecht 工厂宣布无限期关闭,该工厂在年中获批恢复部分产能,但仍造成 2022 年 8 亿美金的 关停成本。严峻的诉讼风险下,公司 2022 年底宣布将在 2025 年之前停止生产 PFAS 相 关产品(氟聚合物、氟化液、添加剂等),公司预计该过程将产生 13-23 亿美元关停费用。 公司美国工厂同样面临严峻的环保问题,公司于 2023 年 7 月与美国自来水公司达成临 时协议,以解决因 PFAS 污染提起的 4000 多项诉讼,3M 承诺将在 13 年内支付 103 亿 美元。3M 公司 PFAS 相关产品年销售额约 13 亿美金(折合 91 亿元人民币,假设汇率 7:1),占 3M 总收入的 4%,EBITDA 利润率约 16%,其让出的市场缺口将使得新宙邦氟 化工业务迎来历史性放量机遇。

海外环保政策趋严,欧盟、美国均加强 PFAS 相关产品的立法与监管。欧盟方面:2023 年 1 月 13 日,欧盟发布了 PFAS 限制法规提案,该提案由丹麦、德国、荷兰、挪威和瑞 典五国起草,并正式提交给 ECHA。2023 年 2 月 7 日,该提案在 ECHA 官方网站上正式 发布。从 2023 年 3 月 22 日开始,欧盟 PFAS 限制法规提案进入为期 6 个月的公开征求 意见阶段,全球各国都可以对该提案提出意见。公开征求意见阶段结束后,ECHA 科学委 员会将从人类和环境风险以及社会影响等方面对该提案进行综合评估,并形成最终意见, 上报至欧盟委员会。美国方面:2023 年 6 月 29 日,美国 EPA 在其官方网站上发布了一 项针对 PFAS 的法规管控要求。该法规要求,EPA 在审查新型 PFAS 和 PFAS 新用途时, 通过预生产通知(PMN)和重要新用途通知(SNUNs),对新 PFAS 或现有 PFAS 的重大 新用途进行更加有效的审查,确保这些化学物质在上市销售前已进行全面的风险评估。 两大氟化工龙头宣布相关产能退出时间表。海外氟化工龙头 3M 宣布将于 2025 年前停 止生产 PFAS 相关产品,索尔维提出将于 2026 年前自愿淘汰意大利工厂含氟表面活性剂 的生产。

3M 是全球电子氟化液领跑者,旗下包括 Fluorinert 和 Novec 两款产品。20 世纪 50 年代,3M 公司推出了第一种用于军用航空电子设备的氟冷却剂,1996 年公司研发出 Novec 产品(氢氟醚类,HFE)用于替代氟氯化碳等臭氧消耗物质和氢氟碳化合物等温室 气体,1982 年研发 Fluorinert 产品(全氟化碳类,PFCs)并成为超级计算中第一种使用 的浸入式冷却剂。

氟化液主要用于半导体制造的冷却、清洗环节,全球格局高度集中。氟化液在半导体制 造中主要应用于干法刻蚀冷却、晶圆清洗/干燥、电子器件涂层、封装测试冷却等环节。 其中,晶圆干法刻蚀冷却与晶圆清洗/干燥为主要应用领域。半导体制造工艺要求氟化液 具备高绝缘性和稳定性,工艺难度及客户认证壁垒极高。根据微细加工研究所汤之上隆 的研究,3M 占据了全球 80%的氟化冷却液份额,其中 Fluroinert 产品占比 50%,Novec 产品占比 30%,其余 20%份额是比利时 Solvay 公司的 Gladen 产品。

晶圆干法刻蚀要求极高的温度稳定性,氟化液是核心材料。氟化液在半导体制程中主要 用于炉管、光刻、刻蚀、封装环节,光刻、刻蚀等过程均会导致晶圆表面温度升高,热 胀冷缩会大大影响晶圆制程良率。另外,伴随半导体制程水平提升,关键尺寸越来越小。 如果选用的氟化液温度控制不均匀,会对刻蚀速度、结构形貌有很大影响。目前,常用 的冷却方式是在晶圆的静电吸盘背后通流动的冷却液,并在吸盘与晶圆间隙中通氦气提 高传热效率,从而将晶圆温度保持恒定。

氟化液凭借其稳定性、干燥性、低粘度和低表面张力等优异性能,还可用于晶圆脱水、 干燥。晶圆湿法清洗后要进行脱水干燥,主要利用马兰戈尼效应,通过产生表面张力梯 度,使液体从表面张力低向张力高的方向流动。传统方式采用异丙醇(IPA)和 N2 来达 到较好的脱水干燥效果。但 IPA 闪点低(12℃)、表面张力大,存在燃烧与表面坍缩的风险。半导体工艺制程已经进入 10nm 以下,结构更复杂更紧凑,3M Novec 氟化液具有无 闪点、低表面张力、低粘度等性能优势,干燥速率是 IPA 的十倍以上,并提高了安全性 与芯片良率,有望对传统 IPA 溶液形成替代。

2.1.3. 数据中心浸没式液冷:氟化液的星辰大海

AI 服务器带动数据中心规模高增,打开氟化液长期需求空间。根据工信部,2022 年我 国在用数据中心机架规模已突破 650 万台,新建数据中心规模为 130 万标准机架,近 5 年 CAGR 超 30%。机架数目的提升同时伴随着设备的高密化,华为预测预计到 2025 年 多样化算力协同将成主流,主流云数据中心将形成 15~30kW/柜混合部署形态,机柜平 均功率的提高促使市场开始寻找兼具成本和性能双重优势的新型冷却方案。根据三大运 营商于 2023 年 6 月 5 日联合发布的《电信运营商液冷技术白皮书》指引,2025 年 50% 以上项目有望应用液冷技术。

随大数据中心功率密度提升,液冷有望成为主流方案。数据中心冷却方式主要包括液冷、 风冷,传统风冷不如液体直接接触到发热器件时能更有效、及时地移走热量,对 30kW/r 以上机柜的冷却效率差,而 AI 集群算力密度普遍达到 50kW/柜,远超传统风冷散热方 式能力上限。 浸没式液冷是兼具高功效、低能耗的数据中心冷却方式。液冷包括了冷板式液冷和浸没 式液冷。冷板式液冷依靠流经冷板的液体将热量带走实现散热,在超算中已有应用案例, 具有改造方便、冷却液用量少、前期投入低的优点,但液体管路和接头有液漏风险,且 冷板只覆盖了设备主要元器件,其余部件还需要风扇散热,机架机房仍需保留对应风冷 散热能力。浸没式液冷则是直接浸没在冷却液中,在数字货币矿场和超算中应用较多, 直接冷却方式的散热能力更强,器件超温风险更低,无需风扇的方案减少震动,延长了 硬件设备的使用寿命,且浸没式液冷的机房侧冷冻水供液温度高,室外侧更易散热,机 房选址不再受地区和气温限制,在新建液冷项目竞争中更具前景。

浸没式液冷冷却液中,氟化液是兼具寿命、安全性、传热性能的方案。浸没式冷却液包 括碳氢、有机硅、碳氟等几类,其中碳氢和有机硅类统称为油类冷却液,常温下呈黏稠 状,比热容和导热率较高,其虽然具有沸点高不易挥发、不腐蚀金属、环境友好、毒性 低等共性和成本较低等优势,但是有闪点,使用中有可燃助燃风险。碳氟化合物可再分 为全氟碳化合物 PFC(全氟聚醚 PFPE、全氟胺)、氢氟醚(HFE)、全氟烯烃等不同类型。 各类氟化液的黏度、沸点、分子量等指标表现不尽相同,企业生产成本也有所差异。

根据性能、成本不同,三种主流氟化液全氟聚醚、全氟烯烃、氢氟醚的应用场景存在差 异。全氟聚醚具备沸点高、不易蒸发不自燃、介电强度高、惰性强等优良特点。全氟烯 烃易合成,三聚体绝缘性能良好,GWP 值低对环境友好,运动粘度低,但沸点低易挥发。 氢氟醚主要调节全氟烷基和全氢烷基的链长可以控制氢氟醚沸点及黏度,介电常数较高, 热传递性能良好,GWP 值较低,但体积电阻率较低影响应用,在半导体清洗领域更具应 用前景。

全氟聚醚(PFPE):全氟聚醚有 y、k、d、z 四种类型,其中 y、z 以全氟烯烃为原料 通过光催化聚合制得,k、d 以六氟环氧丙烷等为原料通过阴离子聚合得到,不同合 成路线的全氟聚醚结构单元的支链、主链的结构不完全相同,支化程度低的 Z 型产 品的黏度表现就优于支化程度高的 K 型产品。全氟聚醚优缺点鲜明,作为最早得到 应用的冷却液之一,全氟聚醚具有沸点高、不易蒸发不自燃、介电强度高、惰性强 等优良特点,是目前半导体领域主流的冷却液;

氢氟醚(HFE):3M Novec 系列产品即氢氟醚,通过调节全氟烷基和全氢烷基的链 长可以实现氢氟醚沸点及黏度的控制。由于氟元素可极化能力弱,氢氟醚介电常数 较高(因此相对不适用于冷却),热传递性能良好,GWP 值较低,但体积电阻率较 低。然而,氢氟醚的低表面张力使得其易渗透到复杂零件结构中,挥发性大,无需 漂洗,清洗周期短,由于沸点低,在加热和零件干燥所需的能量大幅降低,适合用 于半导体加工清洗。3M 公司推出的 Novec 系列产品即以氢氟醚类为主要成分,在 航空、半导体制造、精密光学、精密金属部件加工等精密清洗有广泛应用;

全氟烯烃:以易合成的六氟丙烯二聚体、三聚体为典型。六氟丙烯的二聚体具备良 好的比热容,介电常数较低,电绝缘性良好。但六氟丙烯二聚体的沸点未超过 50℃, 机柜温升或易致冷却效果一定程度上有所削减;六氟丙烯三聚体绝缘性能良好, GWP 值低对环境友好,运动粘度低,应用端有开拓的潜力。

2025 年我国数据中心用含氟冷却液需求有望突破 4 万吨。随着算力需求带动芯片能耗 与服务器功率的持续提高,更高功率散热的解决方案-浸没式液冷渗透趋势明确。中国移 动、中国电信、中国联通三大运营商联合发布了《电信运营商液冷技术白皮书》,将共同 推进液冷基础设施侧与主设备侧的解耦,计划在年内开展技术验证,2025 年 50%以上 项目应用液冷技术,目前,我国液冷数据中心渗透率仍处在较低水平,运营商新建项目 锚定液冷将带动大量新增冷却液需求。根据工信部机架数目数据,假设:未来新增机柜 以 52U 为标准、其内填充的氟化液密度为 1.8g/cm3、假设液冷占比、浸没式渗透率、冷 却液体积占比分别为 10%-30%、3%-6%、60%。经我们测算,预计 2025 年我国数据 中心或将新增冷却液需求 4.48 万吨。

2.1.4. 三代产品:位于生命周期起点,碳税背景下经济前景极佳

全氟异丁腈绝缘性能优异且 GWP 值低,是最具应用潜力的新型环保绝缘气体。六氟化 硫(SF6)气体因具有高介电强度,是目前电气工业中气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)、 气体绝缘输电管道(GIL)、环网柜等设备的主流绝缘/灭弧气体。但同时,SF6 是 IPCC 官 方报道的最强温室效应气体,GWP 值高达 25200,是《京都议定书》明确提出需要控制 的温室气体之一。在众多的替代品中,全氟异丁腈(C4F7N)因其出色的绝缘与灭弧特 性,在众多的潜在替代气体中脱颖而出,且 GWP 仅 2750,是最具替代潜力的绝缘气体。

2015 年,3M 率先开发全氟异丁腈(C4,Novec 4710)、全氟戊酮(C5,Novec 5110) 等环保气体,在 GE、ABB 等公司 GIL、GIS 设备中得到了逐步应用。目前,欧洲已有 25 个运行或在建装置使用 3M 的 Novec 绝缘气体。纯 C4/C5 气体沸点较高易液化,需要混 合二氧化碳等气体降低液化温度,相较 SF6 气体,C4/C5 混合气体的 GWP 值可降低至 1000 以下,具有显著的环保优势。2020 年,C4 气体被欧盟等发达国家推荐为主流环保 气体,C4 环保气体设备也在欧美发达国家得到了推广应用。

国内 C4 环保气体市场空间广阔,海斯福已实现国产化突破。我国的 SF6 电力设备规模 居世界第一,广泛应用于 10kV 电网及企事业用户终端,年用量数十万个单元,在役 SF6 用量累计 10 万吨级,每年因设备自然泄露排放的 CO2 达千万吨级,SF6 环保替代刻不 容缓。目前国内 SF6 年产量约 1.5 万吨,未来 C4F7N 作为 SF6 替代品,有较为广阔的市 场空间。2023 年 8 月,经过三年攻关,海斯福全国首条千吨级全氟异丁腈产业化产线投 入试生产。 2017 年,中国电科院、安徽电力、黎明院等单位组成产学研用攻关团队,成功实现了国 际主流 C4 环保绝缘气体的国产化,研制了特高压环保 GIL、GIS、环网柜等绝缘设备, 并在西安(2020 年,GIL)、安徽(2021 年,环网柜)、上海(2022 年,GIS)等地展开 示范性应用,其中安徽电网 C4 环网柜应用已达 500 个。2022 年 9 月,国网设备组织部 确定 C4 环网柜为环保气体环网柜标准化方案之一,自 2023 年起,国网设备部配电处要 求禁止使用 12kV SF6 环网柜,伴随技术推广与示范效应,未来环保气体电力设备存在 巨大升级换代空间。

C4 气体节碳效应显著,欧盟高碳税背景下经济效益凸显。伴随欧盟碳配额收紧,2020 年后欧盟碳配额价格快速提升。每吨 SF6 气体在 40 年的全生命周期泄漏量达 0.2 吨, 对应 4746 吨二氧化碳排放当量;而 C4 混合气体(全氟异丁腈含量 10%)一方面由于 绝缘性优异,同等条件用量仅为 SF6 的 1/2 左右,另一方面 GWP 远低于 SF6,对应全 生命周期碳排放仅 39 吨。按照 2022 年欧盟碳配额均价 81 欧元/吨测算,C4 混合气体 每替换 1 吨六氟化硫,在全生命周期碳配额方面可节省约 38 万欧元,经济效应显著。 2022 年通用新型环保气体 GIS 销售量已大幅提升,C4 气体已打开渗透提升空间。

2.2. 含氟聚合物:完善产业链,对标大金,进军半导体级氟材料

成立海德福,进军氟聚合物。公司于 2018 年 8 月设立控股子公司海德福,用以建设年 产 1.5 万吨高性能氟材料项目,项目分两期投资建设,其中一期项目投资 11.2 亿元,原 料方面通过四氟乙烯所产 5000 吨六氟丙烯作为海斯福原料补充,聚合物方面,四氟乙 烯向下制成 4500 吨 PTFE、PFA、PFSA 等高端氟聚合物对外出售。

得益于优良的性能与材料体系不断丰富,氟聚合物应用场景逐步拓宽。氟聚合物是指高 分子聚合物中与 C-C 键相连的氢原子全部或部分被氟原子取代的一类聚合物,主要包括 氟树脂(PTFE、FEP、PFA 等)、氟橡胶(FKM)和其他制品。由于 C-F 键极短、键能极高,含氟高分子材料相较于一般聚合物产品拥有耐高温、防腐蚀、介电性能优异、低摩 擦、不粘、耐候(稳定)独特的性能优势。杜邦公司开辟了氟聚合物研发与应用的先河: 从 1930 年代发明了 PTFE、PVDF,再到 1970 年代发明了熔融加工性更好的 PFA、FEP、 ETFE 材料。起初,氟聚合物的诞生主要满足了核工业、航空航天等国防科技领域的需求, 如 PTFE 应用在原子弹中的防熔密封垫圈、ETFE 应用在航空工业绝缘涂层。此后,通过 C 链上不同含 F 官能团的引入带来氟聚合物性能的不断突破,逐步拓宽了氟聚合物的应 用场景。

氟聚合物突出性能特点决定了应用场景的差别。

PTFE 是用量最广的氟塑料,得益于优异的介电性能,在 5G 高频通信领域获得了 新的需求增长点。PTFE 是最早工业化的氟聚合物材料,综合性能优异且成本较低, 因此获得了广泛的应用。PTFE 悬浮中粒主要用于密封件生产,分散树脂可应用于微 孔薄膜、管材等水过滤等领域,浓缩液则主要用作防粘、防腐涂层,产品的四大应 用下游依次为电子电器、化工、机械和防粘涂层等领域。此外,PTFE 是目前介电常 数最低的有机材料之一,在高频、高速工况下的 Dk 值仅 2.1,Df<0.002,可用于 诸如基站滤波器、高频高速 PCB/FPC、5G 芯片制造、高频连接器和电缆等领域。

PVDF 力学性能、耐辐射、粘结性、阻燃性能突出,是锂电粘结剂的优选材料。PVDF 可分为常规级和锂电粘结剂产品,常规级应用于涂料、注塑、滤膜、光伏背板等领 域,锂电粘结剂 PVDF 属于较高端的产品型号。PVDF 可作为正极材料粘结剂,按照 1%-3%的质量比例添加在正极材料中。据 CAFSI 数据,2022 年,我国拥有 PVDF 产能 10.31 万吨,约占全球 PVDF 产能的 60%,虽然行业新建、在建、拟建产能众 多,但具备锂电级产品生产能力的企业仍在少数,且后进企业需突破下游电池厂较 长认证测试流程。

FEP 绝缘性能突出,是电缆绝缘层的优选材料。FEP 是四氟乙烯(TFE)和六氟丙 烯(HFP)的共聚物,其介电强度在氟聚合物中最高,可取代传统的聚氯乙烯(PVC) 和聚乙烯(PE)电线电缆,是目前用量第三大的氟聚合物材料,发达国家 FEP 电缆 的使用率已经超过 70%。新思界预计 2022 年 FEP 市场需求量约为 4.5 万吨,市场 规模约为 8 亿美元。而根据百川盈孚,FEP 高端产品模压料价格超 10 万元/吨,线 缆料售价也在 5-7 万元不等,是极具附加值的氟橡胶品类。

PFA 加工性优于 PTFE 且耐温性优于 FEP,又得益于高纯度特性在半导体领域具有 独特优势。PFA 可采用热塑性方法加工,所以称为可熔性聚四氟乙烯,用途几乎涵 盖 PTFE 所有领域。PFA 保留了 PTFE 的耐温、耐腐蚀性和 FEP 的绝缘性,由于 PFA 的洁净等级比 PTFE 高,因此在半导体容器、提篮等领域具有独特的应用优势,是 聚合物材料中最高端的品类,又由于其耐温性优于 FEP,在特殊电缆领域也可部分 取代 FEP。

我国高端氟聚合物进口规模日益提升,高端细分赛道仍存发展机遇。目前我国已完成中 低端氟聚合物国产替代,但高端氟聚合物市场仍掌握在美国杜邦、日本大金等企业手中。 2022 年我国进口氟聚合物约 1.8 万吨,进口金额达 33.6 亿元,均价 18.5 万元/吨。高端 应用领域如医药级 PTFE、半导体级 PFA、特种绝缘电缆(FEP、PFA 等)等领域仍存有 待突破。

海德福核心中间体由海斯福供应,并为海斯福供应上游原材料,构建独有的高端氟产业 链。一方面,海德福布局的 5000 吨六氟丙烯、10000 吨四氟乙烯为海斯福产品的初级原 材料,可进一步增厚含氟精细化学品业务盈利。另一方面,公司海斯福目前具备量产能 力的 PPVE 是 PFA 的关键中间体,PSVE 为全氟磺酸树脂的关键中间体。 PPVE 等中间体是生产 PFA 等高端氟树脂的关键。以 PPVE 为例,PFA 生产工艺复杂, 可大致分为 PPVE 制备、聚合以及后处理三大环节,核心壁垒在于 PPVE 制备。1)PPVE 制备:反应原理为 HFP 氧化得 HFPO,HFPO 在催化剂作用下异构化成中间体全氟丙酰 氟,再与 HFPO 加成得全氟烷氧基酰氟,之后再经脱羧反应得 PPVE;2)聚合工艺:TFE 和 PPVE 在高压釜内加原料、分散剂、引发剂等进行共聚,经分离后可得粗 PFA 细粉; 3)后处理工艺:PFA 在聚合过程中因引发剂产生热不稳定端基影响产品质量,需采用湿 热处理以及元素氟化转化为稳定 PFA 粒子。根据应用领域不同,PFA 中 PPVE 含量在 2.6%-4.1%。

高端氟聚合物主要应用于半导体,海德福将重点发力。根据产品纯度、性能和应用领域, 当前国内 PFA 主要可分为普通级、涂料级、超纯级、半导体级。当前国内工厂多数只能 生产出普通级、涂料级、超纯级三类产品,半导体级 PFA 的产能掌握在美国科慕、日本 大金、比利时索尔维、美国 3M 等外企手中。其中,欧美国家生产的 PFA 主要为超高纯 PFA,85%以上应用于半导体行业,日本大金、旭硝子生产的 PFA 约 50%应用于半导体 行业,国内 PFA 产品则更多应用于普通低端用途。具体而言,高端含氟聚合物在半导体 中的应用场景包括:PFA:半导体厂输送液体、气体时使用 PFA 管道,可耐化学腐蚀、耐 150-260℃高 温。因此,使用 PFA 超纯产品制造的管道、接头在半导体厂有大量的应用。另外, 在半导体生产过程中,PFA 超纯产品还应用于晶片花篮等设备。 PTFE:改性 PTFE 原料制作的覆玻纤板材,在存储和运输高腐蚀性的蚀刻液的移动 槽罐和固定式槽罐中大量使用,起耐腐蚀的功能。

全氟磺酸树脂是氢燃料电池上游核心材料。20 世纪 70 年代,全氟磺酸树脂被美国杜邦 研发问世。全氟磺酸树脂通常都是在加热到熔融状态后(一般温度控制在 160-230℃之 间)进行挤塑成膜,成单膜后还需加热到软化状态进行复合和增强。所以,作为全氟离 子膜主要基体材料的全氟磺酸树脂必须具有能熔融加工的性能。全氟磺酸树脂具有良好 的热稳定性,它可以在 200℃左右的温度下长时期保持稳定。 全氟磺酸树脂是制备氢燃料电池质子交换膜(PEM)的核心原材料。全氟磺酸膜的应用 为:将其放置于电堆中,作为阴阳极阻隔物,利用阳极中的氢气和阴极中的氧气,经过 全氟磺酸膜完成电化学反应,产生离子交换效应而释放出电子,外接电路形成电流。由 于反应过程中氢离子会透过全氟磺酸膜与氧离子结合只生成成水,所以它不会产生污染。 作为水电解槽膜电极的核心部件,质子交换膜不仅传导质子,隔离氢气和氧气,并且为 催化剂提供支撑。目前的水电解槽质子交换膜长期被科慕、陶氏、旭硝子、旭化成等外 企垄断,价格高达几百至几千美元/㎡,后续随国产化率提升有较大的需求增长潜力。2022 年全球全氟磺酸市场销售额达到了 13.9 亿美元。

3. 率先出海、布局新型电池材料,先发冲破内卷

公司是电解液龙头,国内份额居前,海外份额领先,溶剂添加剂配套齐全。全球电解液 的生产主要集中在中国,根据鑫椤咨询,中国电解液供应量占全球比重为 85.2%。从竞 争格局来看,2023H1 天赐材料、比亚迪、新宙邦三家占国内市场比重为 64.1%,第二 梯队厂家份额差异较小,竞争更为激烈。截至 2022 年我国主要厂家电解液规划产能已 达 450 万吨,已远超行业需求,伴随电解液盈利能力下行,未来低端重复的电解液产能 将会被逐步淘汰;头部企业凭借一体化成本优势市占率有望在行业下行周期进一步提升。

率先出海于欧美布局产能,冲破电池材料内卷。在锂电材料端,产能的超前布局和与急 速释放相结合,直接激化了价格战。仅以电解液为例,根据高工锂电产业研究院(GGII) 数据,2022 年国内电解液产能规划已达 450 万吨,国内锂电材料内卷加速,海外市场成 为新一轮产能释放的突破口。

与下游客户合资建设海外工厂,布局海外高毛利市场。公司自 2018 年开始规划海外市 场布局,2022 年波兰一期投产,目前产能已达 4 万吨。得益于高认证壁垒与长协定价, 海外电解液盈利显著高于国内,公司未来规划荷兰、美国等地继续扩增产能打通海外市 场;波兰工厂系公司与 LG 的合资公司,目前已陆续通过多家欧洲本土电池厂商的认证, 未来将持续向欧洲客户批量交付。自 2011 年起,新宙邦就与海外电池厂开展合作,包括 LG、三星、村田、SK、松下、Northvolt、Ultium 等国际知名品牌都与新宙邦建立起了深 入的合作。 完善一体化产业链布局。1)电解液方面:截至 2022 年公司拥有 18.4 万吨产能,波兰 二期 2 万吨、天津一期 5 万吨项目于 2023Q2 投产;2)溶剂方面:公司已有惠州三期稳 定 5.4 万吨碳酸酯溶剂供应,惠州 3.5 期 10 万吨溶剂项目将于 2024Q1 投产,大幅提升 溶剂自供比例;3)添加剂方面:瀚康一期项目将为公司新增 4.84 万吨电解液添加剂及 中间品供应;4)新型锂盐方面:公司现有 1200 吨新型锂盐 LiFSI 项目已于 2022 年投 产,同时公司与战略投资者日本触媒与丰田通商也达成了未来扩产至 1 万吨产能的意向。

布局钠离子电池材料。2022 年底,新宙邦发布了全新的电解液解决方案——新型添加剂 CAP-SCT2584 和钠离子电池电解液 Neralyte-1。该添加剂可降低金属离子溶出,抑制界 面副反应,从而稳定正极结构,提升电池性能。Neralyte-1 钠离子电池电解液是针对正 极材料为层状氧化物,负极材料为硬碳的电池设计,其特点是高温和常温循环性能优良, 高温产气少,综合性能优异。Neralyte-1 在-40℃下仍能展现出超过 50%的放电性能,常 温循环寿命超 2500 周,相比于常规配方,对产气的改善幅度大于 50%。

LiFSI 电导率、稳定性优异,可提升电池快充、安全、低温循环性能。随着电动车快充、 安全性、低温循环等性能要求提升,LiPF6 已经较难完全满足锂离子电池对性能的要求。 LiFSI 具有高导电率、高化学稳定性、高热稳定性的优点,更契合未来高能量密度、高功 率密度及高安全性的锂电池发展方向。LiFSI 早期主要应用于三元电池体系,研究表明, 当 LiFSI 用量达到 9%时,磷酸铁锂电池的循环、低温充电、大电流放电、热稳定性均有 明显提升,LiFSI 在磷酸铁锂电池中的渗透率也有望提升。

LiFSI 在主流电解液配方中的添加比例逐渐增加,有潜力替代 LiPF6 成为电解液主盐。 前期 LiFSI 受限于合成难度、成本居高不下,主要作为锂盐添加剂配合 LiPF6 使用,此前 全球头部电池企业 LiFSI 的添加比例在 0.5-3%之间,目前添加 LiFSI 的主流配方已经提 升至 3-6%。特斯拉 4680 电池更是把 LiFSI 的添加比例提高到了 15%,成为主要锂盐, 而 LiPF6 的添加比例只有 2%,成为 LiFSI 市场的催化剂。 新型锂盐逐步渗透,预计 2025 年需求量将增至 12.9 万吨。根据凯盛新材公告,目前 溶质锂盐添加量约 10-15%,考虑未来对电池能量密度的要求不断提升,电解液中溶质 锂盐的比例会变相增大,假设 2025 年增至 15%,随着 LiFSI 商业化的快速推进,未来 LiFSI 的市场渗透率有望快速提高,假设 2025 年 LiFSI 市场渗透率达到 50%,则对应 LiFSI 需求量将达到 12.9 万吨。

4. 半导体材料:与氟化工在客户端协同,高端品类延展可期

半导体化学品是近几年来公司重点发展的新业务,包括蚀刻液、剥离液、清洗液、含氟 功能材料、超高纯氨水、超高纯双氧水等。广泛应用于半导体生产中的光刻、显影、蚀 刻、剥离、清洗等制造工艺,是半导体产业不可或缺的重要支撑材料,下游领域主要集 中在集成电路、显示面板、太阳能光伏等。公司现有半导体化学品产能 6.7 万吨,在建 产能 2.5 万吨。

湿电子化学品广泛应用于半导体、显示面板的清洗、显影、刻蚀、剥离等工序。湿电子 化学品又称为超净高纯试剂,是指主体成分纯度大于 99.9%,杂质离子和微粒数符合严 格要求的化学试剂。晶圆、面板尺寸和制程要求提升,对湿电子化学品的使用量和纯度 要求会成倍增加。按照组成成分和应用工艺的不同,湿电子化学品主要分为通用湿电子 化学品和功能性湿电子化学品。现行通用的 SEMI 标准将湿电子化学品分为 G1-G5 共五 档,G4-G5 等级可用于高端集成电路领域。

国内湿电子化学品供需两旺,高端产品国产化有待提升。2020 年我国湿电子化学品需求 为 156 万吨,预计 2025 年需求将达到 369.6 万吨,复合增速达 18.8%。我国湿电子化 学品产业结构性发展不均衡,2020 年高端集成电路湿电子化学品国产化率仅 23%,8 英 寸以上晶圆领域不足 20%。 新宙邦已实现 G5-G6 级别产品客户导入。受下游市场需求驱动,近几年来,我国湿电 子化学品市场产量呈现不断增长态势,从 2016 年的 24 万吨增长至 2022 年的 80 万吨。 国内湿电子化学品的代表性公司有新宙邦、江化微、晶瑞电材、格林达等,新宙邦已成 功投产 G5 级别以上高纯双氧水、氨水(G6)、蚀刻液等产品,并与行业标杆客户台积电、 中芯国际、格科微电子、华星光电、华力华虹等建立战略合作关系。

5. 电容化学品:传统优势业务,稳定贡献盈利

电容器化学品为公司传统优势板块,为公司提供稳定业绩支撑。公司现有电容器化学品 产能 3.8 万吨,在建产能 1.1 万吨。电容化学品市场相对成熟,公司深耕多年,凭借行 业龙头地位,通过先进技术和齐全的产品品类深耕战略客户,同时借助光伏、新能源行 业快速发展契机,积极开拓新的市场,开发具有竞争力的产品。 电容器是三大被动元件之一,是电子线路中重要的基础元件。电容器约占三大被动元件 (电容、电阻、电感)用量的 40%,其中铝电解电容器占 32.4%。随着我国计算机、信 息通讯、新能源等产业结构的不断升级,近年来国产化替代进程加速,我国企业逐步打 破日本高端铝电解电容器的技术封锁,促进了国产铝电容化学品材料的升级换代。

新宙邦已成为全球电容器化学品领先企业,市占率稳居全球第一。电容器包括四大关键 材料:阳极、阴极、电解纸、电解液,电容器化学品在保持高电导率的同时,还要兼顾 很多其他性能,如闪火电压、耐低温、低杂质含量等。目前全球仅有两家具备 PPM(百 万分之一)级别的电容化学品企业,新宙邦为其中之一。公司电容器化学品国内市占率 60%,全球市占率 40%,已入选工信部单项冠军产品名录。


(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。)

相关报告
评论
  • 相关文档
  • 相关文章
  • 全部热门
  • 本年热门
  • 本季热门
  • 全部热门
  • 本年热门
  • 本季热门
  • 最新文档
  • 最新精读
分享至