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「新材料产业」产业观察 | 化工新材料:科创新焦点?

发布时间:2019-09-12 来源:华夏幸福产业研究院 2430

作为国民经济基础性、先导性的硬核科技,化工新材料既属于战略性新兴产业又是发展战略性新兴产业和推动传统产业转型升级的重要基础:电子信息、航空航天、轨道交通、高端装备制造业等领域的发展,都离不开化工新材料的支撑和保障。本文梳理了化工新材料的概念与分类、规划布局及市场规模,并以工程塑料与特种工程塑料为例,管中窥豹,分析了产业链现状及发展机遇,并结合科创板,对如何实现化工新材料产业升级提出了建议。


一、化工新材料:产业新支撑 

化工新材料覆盖范围广泛,通常定义为具有传统化工材料不具备的优异性或某种特殊功能的新型化工材料。与传统材料相比,化工新材料具有质量轻、性能优异、功能性强、技术含量高等特点。

根据目前我国的产业分工,化工新材料是指先进高分子材料,包括五大类:高性能树脂、特种合成橡胶、高性能纤维、功能性膜材料、电子化学品。其中,高性能树脂细分为工程塑料、高端聚烯烃塑料、聚氨酯材料、氟硅树脂、其他高性能材料等五个领域。还包括其他前沿新材料,主要有石墨烯、3D打印材料、纳米材料等。

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图1. 化工新材料分类资料来源:华夏幸福产业研究院整理

二、化工新材料的产业格局

化工新材料作为实体经济的关键支撑,一直是各国的战略重点。在全球新一轮科技和产业革命兴起的大背景下,欧美韩日俄等20多个主要国家和地区纷纷制定了与化工新材料有关的产业发展战略,启动了100多项专项计划,大力促进本国新材料产业的发展。其中,比较著名的有美国“材料基因组计划”、欧盟的“地平线2020”、德国的“工业4.0计划”、俄罗斯的“2030年前材料与技术发展战略”以及日本的“第五期科学技术基本计划”等。

据统计,世界化工新材料总产量超过6000万吨,总产值超过2万亿元。从2016年世界化工新材料产量和产值分布图中可看出,美、欧、日三个国家和地区产量和产值约占70%。在全球化工企业50强榜单中,美国、德国、日本共占27席,杜邦、陶氏、巴斯夫、朗盛、科思创、住友化学、东丽、旭化成等跨国公司都以化工新材料和专用化学品为发展重点。

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图2. 2016年全球化工新材料产能分布

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图3. 2016年全球化工新材料产值分布

数据来源:《化工新材料产业突破技术瓶颈》,华夏幸福产业研究院整理

我国化工新材料产业总体仍处于培育发展阶段。新材料产业发展的滞后,已成为制约制造强国建设的重要瓶颈。国家高度重视化工新材料产业的发展,先后将其列入国家高新技术产业、战略性新兴产业和制造强国战略的重点领域,并制定规划和相关政策大力推动。“十二五”以来,我国化工材料产业发展成效显著,氟硅材料、聚氨酯材料、工程塑料、高性能橡胶等行业发展迅速;光伏材料、有机硅等产能居世界前列,部分关键技术取得重大突破。自2010年起,我国化工新材料产业年均增长率为16%,产值从2010年的1700亿元增长到2017年的4602亿元。

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图4. 中国化工新材料产值/亿元数据来源 :智研咨询,华夏产业研究院整理

中国化工新材料高端产品自给率低。根据中国石油和化学工业联合会统计,2017年我国化工新材料产量约1894万吨,消费量达2939万吨,综合自给率仅为64%。按细分材料领域分析,高端聚烯烃、聚氨酯和工程塑料是三大主要材料,其中高端聚烯烃和工程塑料的自给率分别为52%和47%。目前,我国在氟硅树脂和橡胶、聚氨酯材料、储能材料领域发展水平较高,但需要进一步丰富产品种类及拓展下游应用;在高性能分离膜材料、高性能纤维、工程塑料与特种工程塑料、高性能橡胶、新型特种涂料、新型特种胶粘剂、电子化学品领域具备一定产业水平,但存在较多技术空白,是亟需发展的新领域。化工新材料领域已成为我国石化行业最大的短板,甚至成为涉及国家安全的重大制约因素。

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图5. 2017年中国化工新材料市场总览数据来源 :《化工新材料产业发展现状》,华夏产业研究院整理

三、工程塑料

化工新材料覆盖范围广泛,在此产新君以自给率较低的工程塑料作为案例,管中窥豹,分析化工新材料的产业链现状与行业困局。

工程塑料作为主要三大化工新材料之一,包括通用工程塑料和特种工程塑料两大类。工程塑料的性能优异且相对易于加工;特种工程塑料性能出色但常规加工难度大。目前,全球工程塑料最大的市场是亚太地区,其次为欧洲和北美。中国的工程塑料市场需求占据了亚太地区工程塑料市场需求的65%,印度是亚太地区工程塑料需求量增长最快的国家。中国、印度及日本推动了亚太地区工程塑料市场的发展,主要是因为这些国家终端行业的快速发展以及工程塑料逐渐替代传聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE)材料。全球工程塑料的研发和生产仍以巴斯夫、科思创、索尔维、杜邦、LG、沙特基础工业公司、赢创工业、朗盛和三菱工程塑料株式会社等跨国企业为主。

我国工程塑料起步较晚,但发展迅速,目前已逐步形成了具有树脂合成、塑料改性与合金、加工应用等相关配套能力的完整产业链。国内的电子电器和汽车工业是工程塑料的主要应用领域。在工程塑料消费构成中,电子电器行业占40%左右,汽车制造业占10%。在电子电器行业中,工程塑料主要用于电线电缆包覆、印刷线路板、绝缘薄膜等绝缘材料和电器设备结构件上,重点的发展方向是轻薄化和柔性可弯曲。汽车及交通领域的工程塑料市场需求是过去五年中增长最快的应用领域。在汽车领域,工程塑料主要用在汽车零部件如保险杠、轮罩、牌照板、仪表盘等。目前,工程塑料约占轿车总质量的20%,已成为最重要的汽车轻质材料,可减轻零部件约40%的质量,而且还可以使采购成本降低40%左右。

相较于通用工程塑料,我国特种工程塑料发展严重滞后。特种工程塑料的品种较多,主流应用和热门研究的有聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF或PSU)、聚醚砜(PES)、聚芳砜(PASF)、聚酰胺—酰亚胺(PAI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚芳酯(PAR)等。

目前,美国、日本、德国与韩国是特种工程塑料的研究与产业化强国,在相关的材料领域已有完整的专利布局。我国由于发展较晚,除聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮初步实现产业化外,多数品种如聚醚砜、聚芳砜等仍处于开发和应用研究阶段,尚不能实现产业化突破。根据图6与图7可知,主流特种工程塑料的技术专利被美、日、德、韩的大型材料企业(如BASF、三星、GE、杜邦、3M等)垄断。中国的专利数量自2007起呈爆发式增长,但仍处于产业化初期阶段,规模化生产与专利布局能力较弱。国家在“十三五”时期,明确提出发展重点包括提升聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮等已产业化的特种工程塑料的规模化生产能力。

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图6. 特种工程塑料全球专利分析

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图7. 特种工程塑料专利分析

数据来源 :INCOPAT,华夏产业研究院整理

由于技术与装备等因素制约,部分特种工程材料产品虽然已实现国产化,但与国外相比仍有较大差距。产新君认为,中国特种工程塑料的产业现状是下游应用广泛,高端产品缺失,大量技术空白。目前,如何实现低成本规模化生产仍是国内主要的努力方向。根据图8、图9的创新词云和专利岛图可知,PEEK、塑料合金、材料功能化(高耐温、阻燃等)是特种工程塑料的热门研究方向;电子电路、复合材料、3D打印等是热门下游应用方向。

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图8. 全球特种工程塑料创新词云 数据来源:智慧芽,华夏产业研究院整理

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图9. 特种工程塑料专利岛图 数据来源:智慧芽,华夏产业研究院整理

通过分析化工新材料的产业、市场与技术三大格局,产新君认为中国的化工新材料行业具有五大特征:(1)政府支持力度大,“十三五”规划与《新材料产业发展指南》已明确提出未来方向;(2)市场空间巨大,化工新材料行业年均增长率达到为16%,市场规模约5000亿元;(3)中高端产品自给率低,2017年的综合自给率仅为64%;(4)关键技术缺失,主要技术专利被美、日、德、韩的大型材料企业垄断;(5)资本关注度低,由于化工新材料企业具有传统化工企业重资产、工艺复杂、部分材料生产具有一定污染性等特点,不被社会资本所青睐。

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图10. 化工新材料行业画像与困局 资料来源:华夏幸福产业研究院整理

中国的化工新材料经过半个世纪的发展,已具有一定的产业规模与技术水平,但当前仍然是我国石化行业中为数不多无法满足国内需求的行业之一。当前中国的化工新材料行业面临四大产业困局:(1)企业规模小,研发能力弱。我国化工新材料研究起步晚,许多关键技术尚未突破,尤其在高端领域严重依赖进口产品。品种单一,通用牌号较多,专用、特种等高性能牌号品种缺乏的问题较为普遍。(2)工程转化能力薄弱、制约了科技成果产业化。高校和科研机构的工程转化能力仍需提升。我国早于上世纪80年代就开始特种工程塑料的产业化研究,但至今仍无法拿出高水平的工业化产品;(3)应用技术研究落后、产品开发缺乏主动性。国内化工新材料企业对产品应用领域的开拓不够重视,造成我国化工新材料产品的应用研究滞后,深加工技术落后,关联行业之间缺少实质意义上的合作开发;(4)部分产品盲目投资、造成资源浪费。少数技术较成熟甚至不成熟的产品存在盲目投资,导致企业开工率不足,造成资金浪费,产品利润率下降,资源供应出现紧张。

四、科创新机遇,资本新焦点

化工新材料符合科创板重点支持方向,基于其对国内产业发展的重要性,以及当前存在的差距,产新君认为科创板的推出对于化工新材料产业发展尤为重要,将扩宽科创企业融资途径,能够助推国内化工新材料的技术升级与产业发展。

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表1. 科创板已申报新材料企业 数据来源:上交所官网,各公司招股说明书,华夏幸福产业研究院整理

填补国内技术空白、打破国际材料垄断、低成本规模化生产是化工新材料创新的主要方向。为了更好的聚焦细分赛道,华夏幸福产业研究院结合技术、专利、自给率、市场规模及其他筛选指标,给出了化工新材料领域的高潜赛道筛选与科创潜力企业画像筛选逻辑,详见表2与表3。

化工新材料行业高潜力赛道筛选.jpg表2. 化工新材料行业高潜力赛道筛选 数据来源:华夏幸福产业研究院整理

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表3. 化工新材料科创企业五力评价模型 数据来源:华夏幸福产业研究院整理

在潜力企业的筛选逻辑中,产新君采用了科创企业五力评价模型,通过对市场、技术、产品、财务与资本构成的评价指标,对企业进行精准画像,从而筛选出具有较大市场空间、完善的技术及专利布局、良好财务和产品指标的高潜力科创板企业。表4中给出了10家最具潜力的化工新材料企业名单。

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表4. 化工新材料科创高潜力企业榜单 数据来源:网络公开数据,华夏幸福产业研究院整理

科创板除了为创新型化工新材料企业提供新的融资途径外,还为A股化工企业提供材料业务板块分拆上市的新机遇。参考科思创(原拜耳材料科学部)的上市案例,在科思创拆分上市后,其业绩压力得到释放,营收及净利润有显著提升,实现多方共赢。

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图11. 科思创上市案例解析 数据来源:Bloomberg,东兴证券研究所,华夏幸福产业研究院整理

小结

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中国化工新材料整体市场巨大,但综合自给率低,迫切需要通过科技创新提升产业整体实力。抓住科创板东风,产新君认为,工程塑料与高端聚烯烃材料是可重点关注的细分赛道,高潜力科创企业需综合考虑财务、技术、产品、市场等因素,具有核心专利技术是关键指标。未来,具有核心技术的中小型化工新材料企业具备科创板上市可能;同时可参考海外材料公司上市案例,关注A股化工企业的材料板块拆分上市。

参考资料:

1.李寿生,《致力自主创新,打造后发优势加快化工新材料产业高质量发展—在2018中国化工新材料产业发展战略研讨会上的讲话》

2.卜新平,《化工新材料产业发展现状》

3.董鹏等,《化工新材料产业突破技术瓶颈》

本文来源:华夏幸福产业研究院

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