X

纳米材料细分市场、行业竞争

一、新材料行业发展概况

1 、 新材料的定义

材料是人类赖以生存的重要物质基础,所谓新材料,是指新出现的或正在发展中的,具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料。一般认为满足高技术产业发展需要的一些关键材料也属于新材料的范畴。按材质来分,新材料可以分为金属材料、无机非金属材料、高分子材料和先进复合材料等四大类;按应用领域可分为电子信息材料、新能源材料、纳米材料、复合材料、生态环境材料、生物医用材料、智能材料、高性能结构材料、新型功能材料、化工新材料、新型建筑材料、先进陶瓷材料等类别。

新材料产业,指新材料及其相关产品和技术装备生产所形成的产业,具体涵盖新材料本身形成的产业、新材料技术及其装备制造业、传统材料技术提升的产业等。

在全球新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起的大背景下,世界各国对于新材料的重视提升到了一个新的战略高度。迄今为止,20 多个国家已制定了与新材料相关的新兴产业发展战略,启动了 100 余项专门计划,近 1/3 世界 500 强企业如埃克森美孚、杜邦等,均从事新材料研发、生产或与其密切相关的先进制造业,积极抢占新材料领域的国际竞争制高点。

2 、纳米材料市场发展情况

纳米材料是新材料大家庭中一个重要的成员,其主要用于电子、磁性材料、光学、能源、结构陶瓷及热喷涂料等领域。作为一项最具有市场应用潜力的高科学技术,纳米材料技术及其应用已被众多事实和新出现的纳米材料新应用成果所证实。“纳米”是一个长度单位。1974 年日本最早把这个术语应用到技术上,但是以“纳米”来命名材料是在 20 世纪 80 年代,作为一种材料的定义它把材料的特征尺度限制在 1~100 纳米范围。在纳米材料发展初期,纳米材料是指纳米颗粒和由它们构成的纳米薄膜和固体。现在,广义的纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度或由纳米尺度的单元构成的材料。如果按维数,纳米材料可以分为四类:零维,指空间三维尺度均在纳米尺度,如纳米尺度颗粒;一维,指在空间有两维处于纳米尺度,如纳米丝、纳米棒、纳米管等;二维,指在三维空间中有一维处于纳米尺度,如超薄膜、多层薄等;三维,指纳米块体材料。纳米材料大部分是人工制备的,属于人工材料。

自 20 世纪 90 年代初,纳米技术正式被人类认知以来,纳米材料及技术得到了越来越广泛的应用,进入 21 世纪后,全球纳米材料市场迎来了蓬勃发展的阶段。目前纳米技术已引起世界各国的高度重视,被普遍认为是 21 世纪的关键前沿技术之一,欧美发达国家为促进纳米材料和技术的发展制定了多个科研计划,投入巨额研发经费,并在多个领域取得重要成果。例如美国于 2000 年启动了国家纳米计划,截止至 2011 年资助经费累计超过 140 亿美元;欧盟于 2007 年及2014 年分别出台了欧盟第七研发框架计划与地平线 2020 计划,重点发展纳米技术、材料、制造技术等;日本于 1996 年及 2010 年分别确立科技立国战略与新成长战略大力促进新材料产业与纳米技术的发展。

我国同样十分重视纳米技术的研发和应用,中国的纳米科技研究与国外几乎同时起步,现已建立了以北京为中心的北方纳米研究开发中心和以上海为中心的南方纳米研究开发中心。国内近百家高校、科研机构和先进企业的一大批科学家、工程师都积极参与纳米材料的研究和开发。

然而中国纳米材料领域的企业技术水平相对落后。虽然从业企业数量众多,现有与纳米科技相关的企业已达 300 余家,但是大部分企业规模小于 100 人,主要是从事较低端的纳米粉体或初级产品的制备,产品附加值较低;而在产品附加值较高的高端纳米材料领域,中国距离产业化还有较大的距离,大部分从业企业还处于实验室研发阶段,仅有少数的企业实现了产业化生产。目前国内规模较大的纳米应用产品主要集中在纳米粉体材料及其相关产品。而纳米生物材料、纳米电子材料及器件、纳米医疗诊断等高端领域产业化规模还很小,主要处于基础研究或实验室应用研发阶段。

二、细分市场

随着我国市场经济的发展,高端金属粉体必将迎来更大的发展空间。由于高端超细金属粉体材料应用领域对于粉体的化学成分、含氧量、粒度、流动性、松装比等指标有较高要求,受到生产技术限制的低端产品无法进入这些领域。以下为几个主要粉体应用行业的概况:

1 、片式多层陶瓷电容器(MLCC )行业

片式多层陶瓷电容器(MLCC))是陶瓷电容器的一种,陶瓷电容分成单层陶瓷电容(CCS)与多层陶瓷电容 (MLCC),其电容值含量与产品表面积大小、陶瓷薄膜堆栈层数成正比,由于陶瓷薄膜堆栈技术的进步,电容值含量也越高,渐可取代中低电容如电解电容和钽质电容的市场应用,且 MLCC 可以通过 SMT 直接黏着,生产速度比电解电容和钽质电容更快,加上 3C 电子商品走向轻薄短小特性,MLCC 易于芯片化、体积小的优势,成为电容器产业的主流产品。根据国际知名被动元件市场研究公司 Paumanok 的分析数据,2009 年陶瓷电容器占据所有电容器市场份额的 45%。而到 2011 年 MLCC 已占据了 90%以上的陶瓷电容器市场份额。目前该行业是公司的主要服务行业, 2014 年以来这个行业的粉体需求量已经超过 8000 吨,产值接近 70 亿人民币,其中主要需求的就是超细镍粉和铜粉。公司主要生产的纳米金属粉体包括纳米镍粉、纳米铜粉和纳米银粉,是当今应用最为广泛的几种纳米材料。

MLCC 当前主要应用端是消费电子市场,其增长正在被智能化便携化设备的旺盛需求拉动,尤其以智能手机、平板电脑、汽车电子为代表增长迅猛。2013年全球电容器市场规模达到了180亿美元,其中中国达到了773.5亿元,预计2019年全球将达到 222 亿美元,其中中国为 1101.6 亿元。而陶瓷电容器作为电容器中使用最广、用量最大的类别,随着技术不断进步、性能不断提高,其下游应用领域也正不断扩大,预测全球市场规模占比从 2014 年的 49%左右上升至 2019年的 51%左右。中国市场则于 2014 年的 50%左右上升至 2019 年的 52%左右。

中国作为全球主要的消费性电子产品生产基地,已成为全球陶瓷电容器生产大国和消费大国,产销量位居全球前列。从 MLCC 产品的市场需求来看,其主要应用在航天、航空、船舰、兵器、电子对抗等军工类产品,系统通讯设备、工业控制设备、医疗电子设备、汽车电子、精密仪表仪器、石油勘探设备、轨道交通等工业类产品及笔记本电脑、数码相机、手机、录音录像设备等消费类产品。

2 、表面封装行业

表面组装技术是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺,是电子产品封装的重要技术。焊锡膏是伴随着 SMT 应运而生的一种新型焊接材料,是由焊锡粉、助焊剂以及其它的表面活性剂、触变剂等加以混合,形成的膏状混合物,主要用于 SMT 行业,如 PCB、晶片电阻、电容、IC 等电子元器件的焊接。焊锡膏是电子信息行业中重要的辅料之一,系电子化工产品,属新材料产业,为国家产业政策中鼓励发展的项目。目前全世界电子信息产业总产值已达到 6~7 万亿美元,电子信息产业已经成为推动世界经济发展的支柱产业。多年来,我国电子信息产业以年均 20%以上的速度高速增长,并已成为我国第一支柱产业。

3、 、 晶片电阻器行业

晶片电阻器(CR)与 MLCC 具有同样市场容量的电子元器件,类似于 MLCC,但其电极材料目前主要还采用 Ag/Pd 金属粉体。Ag/Pd 金属电极材料占据晶片电阻器整体成本 40%左右,制造成本非常高昂,晶片电阻器制造商同样面临着降低成本的巨大需求。近十几年来,晶片电阻器电极材料贱金属化已成为各国研究者重点研究的对象;最近几年,韩国三星、日本京瓷、台湾乾坤等世界大型电子元器件制造商研究已表明贱金属铜锰合金粉及铜镍合金粉以低电阻值,稳定的电阻温度系数,较好的抗蚀性,是取代 Ag/Pd 贵金属粉的理想材料。可以说,在未来5-10 年内铜锰、铜镍合金粉又将是 50 亿人民币以上的市场规模。

三 、行业竞争格局

我国纳米材料的应用始于上个世纪 90 年代中期,是在纳米材料和技术研究的基础上发展起来的。80 年代末开始,我国政府重视纳米材料和技术的研究,国家科技部、国家自然科学基金委、中国科学院、教育部和经济发达的省市通过攀登项目、863 项目、重大基金项目以及攻关项目对纳米材料的基础研究和应用研究进行支持;90 年代中期之后,社会上的企业家对纳米材料和技术的开发倾注了浓厚的兴趣,一些企业家对纳米粉体材料的规模生产以及纳米技术向各个领域的渗透进行投资,从事纳米材料生产开发的公司不断增多,社会资金投入也不断增加。

进入二十一世纪,我国纳米材料产业进入稳定、健康的发展阶段,尤其是纳米粉体材料产业,逐渐形成了一定的规模和形成了系列化的产品。未来随着国家不断鼓励发展包括纳米材料在内的新材料产业,行业的发展环境不断趋于改善,各种法规、标准也即将出台,纳米行业从业者的外部环境逐渐变好,竞争更加有序。

纳米材料行业现有的竞争格局主要体现在以下几个特点:

1、 技术 进入门槛高

从固定资产投入来看,纳米材料行业并不存在很高的进入门槛,门槛主要反映在技术积累、人员素质等无形资产,这也是造成与国外存在较大差距的原因。此外,由于对技术难度和市场的疑虑普遍存在,企业没有投入大量的资源去建立国际化一流开发、生产平台,制约了银粉、银浆项目在国内的发展,产业化无法实现。

2、 低端产品 产业集中度低

由于纳米材料行业进入的门槛不高,尤其是低端的粉体和浆料,陆续有多家市场进入者,但绝大多数产量极小,市场尚未形成若干实力较大的厂商,产业集中度较低。

3、国外 企业处于第一阵营

纳米金属材料市场的竞争差异明显。目前国外企业处于第一阵营,占据高端市场。特别是在纳米银浆市场,国外几家大型企业共占据全球 90%以上的市场份额。国外不少的知名厂家同时生产粉体和浆料,例如日本的住友金属、村田制作所,田中贵金属、福田金属、日本昭荣化学、东芝化学、德力化学、日本制铁、同和矿业、藤仓化学、富士化研、京都 ELEX、新日本化金、ニホンハニダ株式会社、ナシクス株式会社,美国的 Ferro、Acheson、Dupont、Goldsmith、Metech以及英国的 Esl、Johnson metthey 等。

4、国内企业迅速发展

在政策的支持鼓励下,国内民营企业近年来得到了长足的发展,填补了我国纳米金属材料产业化的空白,镍粉、铜粉等多种产品得到了国内外下游客户的认可,市场份额不断扩大。随着国内一些企业研发能力的不断提高,纳米金属材料行业高端市场进口替代趋势逐渐明显。


来源:普华有策

扫描二维码进入公众号

扫描二维码分享到微信