“补链强链”之国产新材料篇

1、 HYPERLINK l _TOC_250024 一、 概述 4 HYPERLINK l _TOC_250023 1、 材料历史 4 HYPERLINK l _TOC_250022 2、 十四五新材料规划 6 HYPERLINK l _TOC_250021 3、 新材料图谱 7 HYPERLINK l _TOC_250020 二、 新材料方向之一轻量化材料 8 HYPERLINK l _TOC_250019 1、碳纤维 8 HYPERLINK l _TOC_250018 2、铝合金汽车车身板 18三、 新材料方向之二航空航天材料 26 HYPERLINK l _TOC_250017 1、聚酰亚

2、胺 26 HYPERLINK l _TOC_250016 2、碳化硅纤维 35 HYPERLINK l _TOC_250015 四、 新材料方向之三半导体材料 42 HYPERLINK l _TOC_250014 1、硅片 42 HYPERLINK l _TOC_250013 2、碳化硅（SiC） 46 HYPERLINK l _TOC_250012 3、高纯金属溅射靶材 50 HYPERLINK l _TOC_250011 五、 新材料方向之四新型塑料 55 HYPERLINK l _TOC_250010 1、聚酰胺（PA） 55 HYPERLINK l _TOC_250009 2、聚苯硫醚

3、（PPS） 64 HYPERLINK l _TOC_250008 3、聚乳酸（PLA） 72 HYPERLINK l _TOC_250007 六、 新材料方向之五电子电器电容新材料 81 HYPERLINK l _TOC_250006 1、电子浆料 81 HYPERLINK l _TOC_250005 2、电子陶瓷 90 HYPERLINK l _TOC_250004 3、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT) 102 HYPERLINK l _TOC_250003 七、 新材料方向之六多用途新材料 111 HYPERLINK l _TOC_250002 1、聚苯醚（PPO） 111 HYPERLIN

4、K l _TOC_250001 2、对位芳纶 115 HYPERLINK l _TOC_250000 3、高吸水性树脂（SAP） 120八、 新材料方向之七光学和电子化学品 1261、光学膜 1262、光刻胶 1383、OLED 材料 148九、 结论与建议 159一、 概述1、材料历史我国新材料产业正处于由中低端产品自给自足向中高端产品自主研发、进口替代的过渡阶段，位于全球新材料产业的第二梯队，与美、日等优势企业还有一定的差距。2020 年我国新材料总产值达到 5.3 万亿元，较上一年增长 15%，预计 2025 年新材料产业总产值增加至 10 万亿，年复合增长率约为 13.5%。产业结构呈

5、以特种功能材料、现代高分子材料和高端金属结构材料为主要分布，分别占比 32%、24%和 19%。图 1：2011-2020 年中国新材料市场规模6538%4中国新材料产业市场规模（万亿）增长率4.53.931%5.350%40%3210.81.11.318%1.623%15%2.12.729% 3.126%15%30%20%18%10%00%2011年 2012年 2013年 2014年 2015年 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年资料来源：工信部，新材料在线，招商证券图 2：中国新材料产业结构高性能纤维及复合材料, 9%前沿材料, 3%新型无机非金属材料, 13%高

6、端金属结构材料, 19%特种功能材料, 32%现代高分子材料, 24%资料来源：头豹研究院，招商证券新材料产业集聚效应显著，细分方向领域地理分布各有侧重。江苏、山东、浙江和广东四省新能源规模超过 10000 亿，福建、安徽、湖北次之，规模超 5000 亿。长三角新材料产业关注新能源汽车、生物、电子等领域，珠三角侧重于高性能复合材料等的研发，环渤海地区则对特种材料、前沿材料较为重视。随着国家政策对航天航空、军事、光伏电子、生物医疗领域新材料及其下游产品的支持，市场需求不断扩大，同时对产品性能的要求持续提升，新材料企业产业规模急剧扩大、对企业、科研人员研发能力的要求不断提高。新材料产业高速发展促进

7、了新材料企业与上下游产业的强黏性及多学科交叉融合性，我国不少新材料龙头企业通过降低成本、提供与全球领先企业相当或更优的技术和更高的质量争取原与国外领先厂商合作的国内下游客户，并形成稳定的合作关系，这在全球疫情大流行趋势还未消减及国外厂商突发事件频发之际是大势所趋。多学科交叉融合性也促成了我国相关新材料人才培养、企业多部门整合研发、生产政策的出台。此外，随着国内、国际针对环保、节能产品的政策出台，我国新材料产业也高度重视新材料生产工艺流程中消耗、污染的减少和产品效能、综合应用能力的提升。我国高端新材料技术和生产偏弱，近年来产能虽有显著提高，但未能满足国内高端产品需求，材料强国之路任重而道远。根据

8、工信部 2019 年的报告显示，我国新材料产业还有 32%的关键材料处于空白状态，需要进口关键新材料达 52%，进口依赖度高，尤其是智能终端处理器、制造及检测设备、高端专用芯片领域，进口依赖度分别达 70%， 95%，95%，存在巨大的国产化空间。图 3：2020 年关键基础材料依赖进口程度30%70%依赖进口实现自给关键材料智能终端处理器48%52%依赖进口实现自给制造及检测设备5%95%5%95%高端专用芯片依赖进口依赖进口实现自给资料来源：头豹研究院，招商证券表 1：主要进口依赖材料领域进口依赖材料高性能膜材料高性能反渗透膜、高通量纳滤膜、MBR 专用膜、陶瓷膜、离子交换膜等大尺寸硅片、

9、大尺寸碳化硅单晶/氮化镓单晶、SOI、高饱和度光刻胶、高性能靶材、高纯电子特种气体、湿电半导体材料显示材料子化学品、化学机械抛光（CMP）材料、封装基板等OLED 发光材料、超薄玻璃、高世代线玻璃基板、精细金属掩膜版（FMM）、光学膜、柔性 PI 膜、偏光片 PVA 膜、高性能水汽阻隔膜、异方性导电胶膜（ACF）、特种光学聚酯膜（PET）、OCA 光学胶、微球等生物医用材料医用级钛粉和镍钛合金粉、苯乙烯类热塑性弹性体、医用级聚乳酸、碲锌镉晶体、人工晶状体等聚苯硫醚（PPS）、硫砜（PSF）、聚醚醚酮（PEEK）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚甲醛（POM）、液晶高分子聚合物（LCP）先进高分子材料

10、等高性能纤维高性能碳纤维及其复合材料、高性能对位芳纶纤维及其复合材料、超高分子量聚乙烯纤维等新能源硅碳负极材料、电解铜箔、电解液添加剂、铝塑膜、质子交换膜、氢燃料电池催化剂、气体扩散层材料等特种金属高温合金、铝锂合金、特种高强钢等资料来源：新材料在线，招商证券下游消费电子、新能源、半导体、碳纤维等行业加速向国内转移，新材料国产化需求迫切，进口替代仍将继续推动我国新材料产业投资的未来发展。我国新材料领域投资在 2013-2017 年间显著增加，之后有所回落，其原因是高端材料的开发技术壁垒高、研发周期长、资本需求大、较难凸显成本优势。科创板的推出正扶持着一批初创期新材料企业，打通其融资渠道，鼓励企

11、业加大研发创新，从而促进整体行业转型升级。图 4：2011-2019 年中国新材料行业投资数量图 5：2011-2019 年中国新材料投资规模140120100806040200数量（起）6269745452593421115180投资规模（亿元）158.71140.5489.8742.5149.4137.5341.2815.3826.26160140120100806040200资料来源：产业信息网，招商证券资料来源：产业信息网，招商证券新材料企业的研发能力以及市占率决定着我国新材料行业的国际地位。新材料产业的发 展对我国工业发展意义深远，其成熟化程度决定了我国技术水平及装置设备的先进程度，

12、是我国政策引导下战略性新兴产业发展的重要支撑，我国在全球范围内提升综合实力的 助推器，也是巩固国防军事、彰显实力的重要保障。2、十四五新材料规划“十四五”规划中提出新材料作为我国七大战略性新兴产业和“中国制造 2025”重点发展领域之一，在十四五期间会作为最具发展潜力且能对我国国际竞争力有重要影响的关键产业。“十四五”规划针对我国新材料产业同发达国家相比上下游串联度较弱、业内创新意识弱、能动性较差等问题作出表态。“十四五”规划认为我国要通过打造合适、优势产业集群，充分发挥协同效应，完善新材料产业发展体系。同时，规划还明确了我国需转变追求高速增长的思路，转向高质量发展，提高自给率，加强国产替代，

13、让新材料产业转型升级的“新动能”作用得以施展，跻身产业中高端行列。“十四五”规划为新材料发展提供政策支持。2021 年 3 月 13 日，中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要发布，其中明确提出深入实施制造强国战略，并对高端新材料的发展做出明确指示：推动高端稀土功能材料、高品质特殊钢材、高性能合金、高温合金、高纯稀有金属材料、高性能陶瓷、电子玻璃等先进金属和无机非金属材料取得突破，加强碳纤维、芳纶等高性能纤维及其复合材料、生物基和生物医用材料研发应用，加快茂金属聚乙烯等高性能树脂和集成电路用光刻胶等电子高纯材料关键技术突破。同时，规划提出要发展壮大战略性新

14、兴产业，聚焦新一代信息技术、生物技术、新能源、新材料、高端装备、新能源汽车、绿色环保以及航空航天、海洋装备等战略性新兴产业，加快关键核心技术创新应用，增强要素保障能力，培育壮大产业发展新动能。3、新材料图谱图 6：“十四五”规划重点新材料图谱资料来源：中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要（草案），招商证券二、 新材料方向之一轻量化材料1、碳纤维碳纤维材料以其出色的性能被用于航空航天、风电、体育休闲、汽车等多个领域，是新材料领域用途最广泛、市场化最高的材料，被誉为“新材料之王”。全球碳纤维市场需求近年快速增长，我国也抓住机遇，发展成为全球第二大碳纤维生产国

15、。但是，我国碳纤维产业相比起国外还存在企业产能利用低、高端产品少、应用开发难的问题，下游行业还是严重依赖进口碳纤维产品。在当前国际环境下，实现碳纤维规模生产和应用开发的双自主化，是提升我国国防和制造业实力，保障供应链稳定的关键。技术概述碳纤维(Carbon Fiber)是由聚丙烯腈(PAN)(或沥青、粘胶)等有机纤维在高温环境下裂解碳化形成的含碳量高于 90%的碳主链结构无机纤维，作为高性能材料产于上世纪 60 年代。碳纤维具备出色的力学性能和化学稳定性：作为目前实现大批量生产的高性能纤维中具有最高比强度（强度比密度）和最高比刚度（模度比密度）的纤维，碳纤维是航空航天、风电叶片、新能源汽车等具

16、有轻量化需求领域的理想材料。耐腐蚀、耐高温、膨胀系数小的特点使其得以作为恶劣环境下金属材料的替代；另外，导电导热特性拓展了其在通讯电子领域的应用。按照每束碳纤维中单丝根数，碳纤维一般分为小丝束和大丝束两个类别。小丝束性能更优但价格较高，一般用于航天军工等高科技领域，以及高端体育用品；大丝束成本较低，往往应用于基础工业领域，包括土木建筑、交通运输和能源设备等。表 1：碳纤维在各个行业的应用情况行业应用场景航空航天风电领域汽车行业应用于大型飞机、军用飞机、火箭、人造卫星、导弹、无人机等装备。碳纤维在航空中占比呈持续增长趋势，以民用飞机为例，碳纤维作为飞机结构材料能够减重 20%-40%。A380

17、飞机碳纤维复合材料占比 23%，而波音 787 机型碳纤维复合材料占到了全机体积的 80%。目前我国航空领域碳纤维应用水平和市场规模虽远不如国外航空业，但也处于稳步发展。我国自主研发的 C919 大客机含有 12%的碳纤维复合材料，预计正在研制的 CR929 客机碳纤维复合材料占比将会进一步提升。碳纤维在大型风电机中主要用于风电叶片和梁帽。在强度和刚度接近的情况下，碳纤维风电叶片比玻璃钢材质的同类型部件重量轻 30%以上。目前我国在风电领域碳纤维部件的应用生产技术已经达到了国际水平，是国际市场风电领域的重要碳纤维部件供应商。随着未来国产碳纤维原材料成本降低，国内风电整机企业对碳纤维更深入应用，

18、风电领域是碳纤维最有潜力的市场之一。碳纤维因其强度高、减重潜力大、安全性好等优点最早被用于 F1 赛车。随着碳纤维生产成本的下降，碳纤维在汽车行业的应用逐渐拓宽至量产豪华车型。碳纤维复合材料目前用于汽车车身、尾翼、汽车底盘、发动机罩、汽车内饰等各部件。目前我国汽车产业对碳纤维的应用较少，今年 3 月下线的蔚来 ES6 是中国第一批采用碳纤维部件的量产车款，其表现将会一定程度上决定未来国内车用碳纤维市场的发展。体育休闲压力容器碳纤维在体育产业最早应用于具有高附加值的高尔夫球杆和钓鱼竿，如今自行车架、网球拍、冰球杆等均采用碳纤维提升性能，是碳纤维市场中需求最稳定的分类。目前我国是世界体育休闲产业碳

19、纤维产品的主要生产地，占据了超过 90%的生产份额，体育产业也是我国碳纤维应用市场的重要组成部分。氢能的快速发展催生了对高压气瓶的需求，具有高强度高稳定性的碳纤维是氢气瓶的理想材料。 目前我国各大碳纤维生产商都启动了碳纤维压力容器产品的研发和生产，少部分已开始批量供货，在性能上不输国外同类产品。但成本的压力让多数国内产品不如国外同类有竞争力。资料来源：公开资料整理，招商证券全球产能规模以及需求预期2020 年，全球碳纤维运行产能为 171650 吨，相比 2019 年增加了 16750 吨，增长率10.8%。美国、中国、日本承担了主要的产能，分别占据 21.7%、21.1%、17.0%。当前各

20、大生产商大约还有 8 万吨/年未建设完成的扩产计划，这也体现了厂家对行业前景的乐观预期。图 7：世界碳纤维运行产能（吨/年）上年产能年增加产能200000180000160000140000120000100000800006000040000200000201620172018201920202021E资料来源：赛奥碳纤维，招商证券 （注：19 年前只统计理论产能）需求层面，碳纤维市场的四大应用行业是航空航天、风电叶片、体育休闲、汽车，2020年四大下游行业碳纤维需求量的占比超过 70%，产值占比超过 76%。图 8：2020 年世界碳纤维各行业需求量（千吨） 图 9：2020 世界碳纤维市

21、场需求额 (单位:百万美元)29%29%12%15%15%24%38%9%13%16% 风电-30.6航空航天-16.45体育休闲-15.4汽车-12.5其他-30.91航空航天-987风电-428.4体育休闲-354.2汽车-225其他-620.3 资料来源：赛奥碳纤维， 招商证券资料来源：赛奥碳纤维， 招商证券自 2015 年来，行业估计世界碳纤维需求量一直保持约 12%的增长，但受疫情影响 2020年全球对碳纤维需求量总计 10.7 万吨，相比 2019 年仅增长 3%。总销售金额约 26.15亿美元，同比下降 8.8%，主要原因在于疫情导致航空业重挫影响了高价值的高性能碳纤维销售。风电

22、领域则成为行业维持增长的主要推动力，碳纤维需求量在疫情下依然保持了 20%的年增长。短期来看，2021 年世界航空业的恢复和风电设备的大量铺设能够让碳纤维市场回到快速增长的通道。长期来看，航空业需要消化 2020 年多余的产能，风电将继续作为未来碳纤维市场增长的主推动力。2020 年 10 月，全球 400 余家风能企业代表共同发布风能北京宣言，规划 2020-2025 年年度新增装机 5000 万千瓦以上。在各大风电厂家都扩产的背景下，目前碳纤维在风电机中的应用还未大规模铺开，仅世界风电巨头维斯塔斯一家形成了规模化应用。随着其他风电企业对碳纤维符合材料的应用开发，风电行业对碳纤维的需求可能会

23、成倍增长。预计到 2025 年，世界碳纤维总需求量将超过 20 万吨，折合年增长率 13.3%。图 10：世界碳纤维需求增长趋势(千吨/年)250200150100500201620172018201920202021E 2022E 2023E 2024E 2025E资料来源：赛奥碳纤维，招商证券图 11：碳纤维四大应用产业世界需求增长趋势（吨/年）航空航天风电2500020000150001000050000 体育休闲80000700006000050000400003000020000100000 汽车行业200001800016000140001200010000800060004000

24、2000020000180001600014000120001000080006000400020000 资料来源：赛奥碳纤维，招商证券此外，碳纤维在其他应用领域还有很大潜力可以挖掘。以主要竞争对手铝合金为例，碳纤维和铝合金同属替换钢材的轻量化材料，碳纤维在强度、化学稳定性等性能上都占优，并且在飞机部件、高性能汽车车架、自行车架等产品相比铝合金都有更好的表现。但受累于高昂的价格，目前碳纤维应用大多局限于高附加值产品。2016 年世界铝材年需求量约是碳纤维的 500-600 倍，行业产值约为 50 倍，且受益于汽车工业的发展铝材需求近年也在快速增长。随着技术的进步压低碳纤维的成本，未来碳纤维还有

25、广阔的市场空间。图 12：2016 世界主要材料使用量(千吨/年)资料来源：CCeV，招商证券图 13：碳纤维和铝合金部件价格对比（美元/公斤）90航空级碳纤维航空级铝合金80706050403020100201520202030E资料来源：赛奥碳纤维，Infosys，McKinsey，招商证券全球主要公司、市场份额及其产能碳纤维产业作为资本密集型和技术密集型产业，全球碳纤维核心生产技术集中在日本、美国和欧洲。中国、韩国属于近年来快速增长的产业区域。企业方面，日本东丽(Toray)在收购美国卓尔泰克后从技术和产能上都明显领跑业界，拥有世界约 30%的产能，是绝对的龙头企业。其他主要的海外厂商包

26、括日本东邦（Toho/Teijin）、日本三菱丽阳（MCCFC）、美国赫氏（Hexcel）、德国西德里（SGL）、台塑（FPC）等。中国作为世界第二大碳纤维生产国，也涌现了诸如吉林碳谷、中复神鹰、光威复材等碳纤维生产企业，但总体来说低端产品较多，产能较为分散，在高性能碳纤维领域少有建树，离行业巨头们都还有较大距离。未来的碳纤维市场可能因地域政策和投资环境产生诸多变化。日本企业率先实行全球化战略，在碳纤维生产技术和产业链生态完备的欧洲和美国都布置了产线，如今海外产能已经超过日本本土产能，预计还将维持行业领头羊地位；美国企业受益于本土企业优势，把持美国军工碳纤维市场，同时享有极低的能源成本，未来发

27、展同样有保障；韩国企业承接了日本东丽的产业转移，技术实现跨越，正逐渐在世界碳纤维市场上拥有越来越大的声音；欧洲企业产能受限于能源价格和严格的环保政策，只能生产高附加值碳纤维，这阻碍了其扩张脚步；中国企业当前扩张意愿强烈，陆续宣布扩产计划，但未来还是取决于技术突破和中国碳纤维应用市场的发展。图 14：2020 部分海外/国内主要碳纤维公司产能(千吨/年)60运行产能扩产计划50403020100资料来源：赛奥碳纤维，Composites United，招商证券我国的发展水平、技术壁垒、需求缺口、进口依存度我国国产碳纤维产业多年来一直有“企业多，需求大，高产能，低产量”的特点，主要原因在于与国外产

28、品的竞争劣势导致国产碳纤维需求低，再加上企业技术的落后导致无法充分释放产能。在产品研发应用方面，长期“摸着日本东丽过河”，以仿制为主，比较缺乏创新性。碳纤维作为国家重点关注的战略物资，其产业发展直接关系到我国国防和制造业的稳定，是彰显我国创新能力和研发能力的进步，保障民生供应链安全的重要发展目标。在不利条件下，部分国内企业抓住了 2016 年后碳纤维需求爆发式增长的机遇，实现技术突破完成了部分碳纤维产品的国产替代，推动我国成为世界第二大碳纤维生产国。 2020 年中国碳纤维的总需求为 48,801 吨，相比 2019 年增长 29%，对比 2016 年的19563 吨，复合年增长率高达 20%

29、；其中，国产碳纤维供应量为 18450 吨，量相比 2019年增长了 53.8%，碳纤维供给国产率也由 31.7%增至 37.8%。2020 年美国日本皆因政策收紧碳纤维对中国的出口，我国碳纤维产业提高自给率实现国产替代不仅是趋势，也是紧迫的任务。图 15：我国碳纤维国产供给量（吨）和进口量（吨）及国产率国产供应量进口量国产率8000070000600005000050%45%40%35%30%4000030000200001000025%20%15%10%5%00%201620172018201920202021E2022E资料来源：赛奥碳纤维，招商证券虽然我国碳纤维产业发展态势喜人，但从产

30、业综合发展角度看，我国依然只能处于世界中游水平，主要体现在我国的碳纤维应用市场与国际市场有较大不同。我国碳纤维应用中体育休闲行业等低附加值产品的比例较高，体育器材占据全球 90%的产量，是国内碳纤维应用市场的绝对支柱。碳纤维四大应用行业中的航空业、风电虽形成一定规模，与国外相比比例依然较低。汽车行业、压力容器等产业的碳纤维应用则刚刚起步，还未迎来快速发展期。实现碳纤维产能和应用的双重进步，完善碳纤维产业链，是保障整个行业发展，提升我国制造业实力的重中之重。图 16：碳纤维主要应用产业全球/中国碳纤维用量对比（千吨）35全球中国航空航天汽车风电叶片压力容器碳碳复材体育休闲302520151050

31、资料来源：赛奥碳纤维，招商证券 （注：国内数据不包含原材料及客户都不在国内的产品消耗）目前，我国有望在风电领域碳纤维应用开拓取得较大进步，2018 年我国生产风电叶片用碳纤维所用 8000 吨全部依赖进口，且客户大多在国外，2019 年则有 1000 吨来自国内供应商，实现了零的突破。风电叶片碳纤维当前已经成长为数万吨级别的市场，如果国内企业能够在生产上突破对外国原材料的依赖，并在应用上完成突破，能够大大改善国内碳纤维企业的盈利空间，提高中国碳纤维产业在国际上的地位，对中国碳纤维产业是一次极大提振。图 17：我国风电叶片用碳纤维来源（吨）40000国产碳纤维进口碳纤维3500030000250

32、002000015000100005000020172018201920202025E资料来源：赛奥碳纤维，招商证券相关政策支持碳纤维作为关系国民经济的关键物资，国家出台了一系列政策支持碳纤维及碳纤维复合材料的进步，实现碳纤维的国产化、自主化、应用多样化，实现碳纤维产业链的内循环，推动碳纤维产业的健康发展。表 2：碳纤维相关政策年份颁布部门文件名称主要内容2015 国务院中国制造 2025十二届全国人大中华人民共和国国民经济和社2016对国家碳纤维及复合材料技术发展制定未来发展指标要求，促进高性能碳纤维及其复合材料技术研发的持续推进大力发展高性能碳纤维与复合材料等技术，满足国家建设和经济发展需

33、求四次会议2016 国务院2018 九部委会发展第十三个五年规划纲要“十三五”国家科技创新专项规划 新材料标准领航行动计划(2018-2020 年)鼓励碳纤维及其复合材料核心关键技术的研发，将其列入科技创新2030 重大工程；鼓励以高端碳纤维为代表的先进碳材料突破技术难题，抢占材料前沿制高点完善碳纤维分类标准，规范碳纤维产业健康发展，促进国产碳纤维广泛应用，满足大型客机适航要求，达到“上机”标准。收录高性能碳纤维为“战略性新兴产业”2018 国家统计局战略性新兴产业分类(2018)产业结构调整指导目录（20192019 国家发改委年本）重点新材料首批次应用示范指将高强碳纤维、高模碳纤维等列入重

34、点产品和服务明确列示高性能碳纤维及制品的开发、生产和应用将高性能碳纤维、风电叶片用碳纤维复合材料、汽车用碳纤维复合材料等2019 工信部导目录（2019 年版）列入“关键战略材料”2020国家发改委、科关于扩大战略性新兴产业投资技部、工信部、培育壮大新增长点增长极的指导加快新材料产业强弱项。围绕保障大飞机、微电子制造、深海采矿等重点领域产业链供应链稳定，加快在高性能纤维材料领域实现突破。2021财政部十三届全国人大四次会议意见中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要加强碳纤维等高性能纤维及其复合材料的研发和应用资料来源：公开资料整理相关上市公司表 3：碳纤维

35、行业相关上市公司产业链企业名称产品业务领域相关领域进展航空航天风电用碳纤维（300777）企业,是具有完全自主知识产权的国产高性能碳纤维及相关产品研发制造商。2020 年建设完成新产线建设，将旗下 ZT7产能从 100 吨/年提升至 1000 吨/年，并随时准备下一代 T800 级碳纤维的规模化生产碳谷公司主要从事聚丙烯腈基碳纤维原丝碳谷公司是国内最大的小丝束碳纤维原丝生产厂家，年产能达 20000 吨，还有 20000吉林碳谷（836077）的研发、生产和销售。是国内首家采用三元水相悬浮聚合两步法生产碳纤维聚合物，DMAC 为溶剂湿法生产碳纤维原丝的吨/年产线在建碳谷公司主要客户宝旌碳纤维是

36、国内最大的碳纤维生产商，年产能 8000 吨碳纤维原丝吉林化纤（000420）企业。吉林化纤股份有限公司主要从事粘胶长丝的生产和销售,从事醋酐的生产和研发。*两家公司同属吉林国资委，吉林化纤公司碳谷 2019 年实现了 48K 大丝束纤维原丝的批量生产销售，出口俄罗斯，是国产 48K 大丝束纤维原丝首次打开国外市场吉林化纤宣布十四五期间建设年产能 20 万的碳纤维产品均采用碳谷公司的原丝吨碳纤维全产业链项目，目前自有产线年产能 1100 吨。公司是专业从事碳纤维研发、生产和销售公司投产产能 3500 吨/年，2020 年公司碳纤维产量为 3777.21 吨，占国内碳纤维总的国家高新技术企业，对

37、外销售产品主要产量的 20.98%，产量全国第二，另有在建中复神鹰为碳纤维。通过多年自主研发掌握了碳纤西宁年产能万吨产线今年将建成投产碳纤维（已申请科创板上市 A21179）维生产全流程核心技术，在国内率先突破了千吨级碳纤维原丝干喷湿纺工业化制造技术，建成了国内首条千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线。公司基本实现了与行业龙头日本东丽高模、高强碳纤维主要产品的对标，千吨级主力 T700、T800 级性能不亚于国际同类产品，性能更优的的 M40、T1000 级碳纤维也达到百吨年产能航空航天光威复材（300699）中简科技公司专业从事碳纤维及其复合材料的研 发、生产与销售的高新技术企业。业务涵盖高性能

38、纤维、织物、预浸材料、各类复合材料制品、工装模具、航空地面设备、后勤保障装备和成套装备的研发、生产、销售和机械加工。公司是专业从事高性能碳纤维及相关产品研发、生产、销售和技术服务的高新技术公司主要供应军品碳纤维，产品部分应用于我国第三代战机。作为国内少有的拥有碳纤维全产业链的企业，目前业务向军民两用市场拓展，碳纤维年产能超过 5000 吨，并有万吨级扩产计划旗下产品已成功开拓国外市场成为世界风电巨头维斯塔斯的风电机碳梁供应商公司主要客户为国内大型航空航天集团，旗下 ZT7 系列碳纤维织物打破发达国家对宇航级碳纤维的技术封锁，达到国际先进水平碳纤维恒神股份（832397）主要从事碳纤维、碳纤维织

39、物、预浸料及其复合材料的研发、生产、销售和技术服务，对外销售主要碳纤维产品为 HF10（T300 级）公司年产能 5500 吨，位居全国第三产品开发多元化：其研发的 T700 级碳纤维正处于航空航天应用的验证阶段；风电叶片、高压气瓶产品已经稳定供货；开展船舶、交通、医疗领域碳纤维产品的研究。资料来源：公司官网，招商证券2、铝合金汽车车身板铝合金是工业中应用最广泛的合金，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。在国家节能减排的政策导向下，汽车行业仅仅通过设计优化汽车能耗已很难达到国家越来越严格的燃油排放标准，因此汽车的轻质化是行业确定的发展方向。铝合金是汽车行业轻量化的主力材料

40、，其中铝合金车身板（Automotive body sheet, ABS）应用在汽车最重的车身，是实现轻量化目标的关键材料。目前我国已逐渐打开国产车用铝合金市场甚至部分企业已经开始出口，其中国内企业和外企在国内工厂均有生产。铝合金车身板的国产化是我国汽车产业提高竞争力，帮助国家实现节能减排目标的关键。技术概述铝合金是铝和镁、铜、硅、锰各种金属元素的产物，在和钢结构保持相同强度的条件下，依旧比钢架构 50%。铝合金塑性好，可加工成各种型材，且具有优良的导电性、导热性和抗蚀性。铝是自然界含量最多的金属元素，原材料矿物方便取得。目前铝材工业上广泛使用，使用量仅次于钢。且铝合金的回收率达到 80%，对

41、环境的破坏较小，是理想的轻量化材料，被广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。为了应对气候变化、推动绿色发展，各国制定了严格的汽车排放标准，驱使汽车产业向环保迈进。以中国为例，中国规划 2035 年国内乘用车平均油耗由 2019 年的 5.6L/km下降到 2L/km，汽车碳排放总量减少 20%。图 18：中国乘用车油耗（L/km）平均油耗23.24.65.566.43201620192025E2030E2035E资料来源：节能与新能源汽车技术路线图 2.0，招商证券（注：数据包含电动车）汽车轻量化作为有效优化汽车能耗的方法，成为了行业节能减排的重点发展方向。依照世界铝业协会的数据，汽车每

42、减少 10%的重量，可减少 6%-8%的排放；每减少 100kg重量，汽车百公里燃油消耗量能减少 0.4-0.5 升，铝合金成了各国汽车制造商满足环保政策采用的主要减重手段之一。汽车用铝合金主要分为四种：铸造铝材、锻造铝材、挤压铝材和压延铝材。使用最多的是铸造铝材，占比超过 70%。铝合金车身板属于压延铝材，约占汽车用铝量的 10%-15% ，可用于生产如引擎盖等多个汽车车身的大型部件。图 19：汽车铝板的主要用途（按顺序分别为引擎盖、前门、后门、挡泥板、后尾箱盖）资料来源：公开资料整理，招商证券中国是世界上最大的原铝和铝合金生产国。目前我国在汽车铝合金零部件的生产使用上已经形成规模，但铝合金

43、车身板的研发生产进步缓慢，严重依赖进口。汽车车身约占汽车总重量的 30%，是汽车中重量最大的部件，使用铝合金板代替传统使用的钢板生产汽车内外板最多可使整车减重 10% 左右，可见铝合金车身板是汽车轻量化重要的部件。图 20：汽车轻量化排放量对比资料来源：世界铝业协会，招商证券全球产能规模以及未来对该材料的需求预期2020 年全球汽车铝板带年产能约在 390 万吨附近，集中在北美洲、欧洲和亚洲地区，中国产能占全球比重约 26.2%，年产能约 102 万吨，居于世界第二，产能多为淘汰产能和落后产能。从产量和排产计划看，订单少，需求量低，产品也大多处于研发和验证阶段（部分产品不达标因此接单量较低），

44、2020 年综合开工率仅 20%，产能利用率严重偏低。图 21：2020 年世界汽车铝板产能分布其他6%日本6%欧洲23%美国39%中国26%资料来源：中国材料网，上海有色网，招商证券在汽车轻量化需求增长的大趋势下，汽车用铝需求有很大增长空间。目前汽车产业用铝量在整车重量占比 20%-40%，单车耗铝量 120-200 公斤。当前燃油车销量占据市场超过 90%的份额，是汽车铝材消耗的主力。未来新能源车市场将成为汽车用铝的主要增量市场：多国政府表示希望在 2025 年将新能源车市场占有率提升至 20%及以上，而纯电动车作为主力新能源车品种，平均单车耗铝量比燃油车高约 30kg。从 2018 年到

45、 2020年，全球新能源车销量从约 200 万辆跃升至 331 万辆，预计到 2025 年能够增长至千万辆级别。图 22：世界新能源小汽车销量趋势（万辆）1400新能源车市场占有率120014%12%100010%8008%6006%4004%2002%00%2018201920202021E2022E2023E2024E2025E资料来源：Marklines，EV Sales，招商证券汽车铝板是汽车用铝部件中增长最快的部分：依据 duckerworldwide 的估计，2015 至 2020 年，北美汽车平均用铝量增长了约 18%，期间汽车“四门两盖“平均用铝量增长高达 163%。其中，北美

46、汽车引擎盖铝化率从 2015 年的 50%升至 2020 年的 63%，2025 年铝化率可能超过 80%；车门的铝化率从 2015 年的 5%升至 2020 年的 21%，至2025 年可能超过 30%。在需求端的良好预期下，预计至 2025 年世界车用铝板需求能够从现在的 250 万吨增至超过 400 万吨。图 23：世界主要汽车生产地车用铝板需求预测（万吨）450400350300250200150100500欧洲北美中国201220202025E资料来源：中国汽车材料网，招商证券（3）全球主要公司、市场份额及其产能目前全球范围内汽车铝板有效产能主要分布在欧洲，北美和日本。规模较大的公司

47、主要有： 欧洲海德鲁铝业公司、年邦铝业(AMAG)； 北美美国铝业公司、肯联铝业（Constellium）、诺贝丽斯公司、特殊合金公司；日本神户钢铁、日本联合铝业（UACJ）等公司。美国企业经过多年发展和全球化布局的优势，逐渐在市场取得领先地位。美国几大公司在世界各大汽车产地投资开设汽车铝板工厂，利用供应链优势占领市场。欧洲企业在市场竞争中举步维艰，挪威海德鲁公司已宣布于今年 3 月份出售了自己的压延铝产线；日本企业则选择了拥抱美国企业，合作建立工厂，2017 年神户钢铁还爆发了造假事件，市场地位进一步下降。中国企业自 2013 年来陆续开始对汽车铝板进行研发，目前已小范围供货国内外车企。但目

48、前国内生产厂家 90%的产量为内板，生产技术较为复杂的外板产能以合资厂商诺贝丽斯、神户钢铁为主。高性能汽车铝板产能的提升是增强我国企业竞争力的关键。图 24：全球主要汽车铝板生产企业产能（万吨/年）120100806040200资料来源：中国汽车材料网，公司官网，招商证券我国的发展水平、技术壁垒、需求缺口、进口依存度中国汽车轻量化起步不足十年，对于汽车用铝的研究较为滞后。在汽车铝板的研发上，存在技术难度高、资金投入大、产品认证缓慢的问题。国内生产企业大多都没有技术基础，整条生产线生产设备均需进口，生产工艺多处于仿制国外阶段，目前国外产品依然有较大竞争优势。车用铝板作为当前汽车轻量化领域发展最快

49、的方向，保障其国产化是助力我国汽车工业升级和完成我国节能减排任务的关键。我国第一条车身铝板产线由美国企业诺贝丽斯在 2012 年投资建设，2014 年建设完成，年产能在 12 万吨。但当时国内汽车铝板的应用还未普及，产品仅能供货中高端合资车辆，需求量长期较低。随着近年国家对环保的重视和汽车产业的发展，铝板需求量大幅上升。2020 年国内汽车年产量约为 2500 万辆。按照汽车铝化率 30%、汽车铝板占车用铝材 10%测算，我国 2020 年汽车铝板的需求在 38 万吨左右。国内车用铝板生产厂家总产量约 18.6 万吨，2020 年车用铝板自给率达到 48.95%。图 25：国内车用铝板产量及需

50、求量（万吨/年）40国内需求量产量国产率60%48.9%40.0%3550%3040%252030%1520%1010%5020160%2020资料来源：上海有色网，中国材料网，招商证券 (注：2016 产量以 2020 年 20%的开工率测算)新能源车的快速发展给予了国内企业机遇：2020 年新能源汽车年产量达到136.7 万辆，自 2018 年复合增长率 11.1%。随着国家对新能源车产业的大力支持，部分省市已开始制定禁售燃油车的时间表，新能源车销量还会进一步提升。2020 年我国汽车平均单车用铝量仅 130 公斤，国产新能源车用铝量也只有 160 公斤，离欧洲的 179 公斤、北美的 2

51、11 公斤有较大差距，这提升了汽车销量增长和汽车用铝量预期，也表明国内汽车用铝产业都还有很大增长潜力。表 4：国内外乘用车平均单车用铝量对比（kg/辆）国家地区201520202025E美国180211250欧洲150179199中国116130180资料来源：DuckerFrontier，世界铝业协会，招商证券根据世界铝业协会的估计，2025 年国产汽车用铝量能够突破单车 180kg，年汽车用铝量突破 700 万吨， 其中铝板等压延铝材占比由现在的 13%提升至 18%，按照汽车铝板占压延铝材 50%计算，2025 年国内汽车铝板年需求量能够达到 60 万吨。图 26：国内车身铝板需求量（万

52、吨/年）7060CAGR=9.638605040302010020202025E资料来源：世界铝业协会，招商证券相关政策支持表 5：聚酰亚胺行业相关政策年份颁布部门文件名称相关内容2015国务院中国制造 2025工信部、发改委、科汽车产业中长期发展2017推动节能与新能源汽车产业发展的重点领域，发展铝合金等整车轻量化材料的应用发展先进车用材料，鼓励行业企业加强高强轻质车身等零部件制造技术攻关2017技部工信部、发改委、科规划技部、财政部发展2018新材料标准领航行动完善汽车轻量化用高强高成形性 6000 系、5000 系板材和车身主承力结构件用九部委计划(20182020 年)7000 系板材

53、的材料体系标准2018战略性新兴产业分类国家统计局收录“汽车用高性能铝合金板“为战略性新兴产业(2018)2019产业结构调整指导目国家发改委收录铝合金为汽车轻量化材料应用的组成部分录（2019 年本）重点新材料首批次应2019工信部用示范指导目录（2019 年“高性能车用铝合金薄板”被列入先进有色金属板块版）新材料产业发展指南开展新型 6000 系、5000 系铝合金薄板产业化制备技术攻关，支撑汽车轻量化2020工信部指导、中国汽节能与新能源汽车技车工程协会编制术路线图 2.0设立了构建我国自主汽车轻量化技术和开发体系的目标，车用铝板温、热成型技术为铝合金材料应用技术体系中的关键技术资料来源

54、：公开资料整理相关上市公司表 6：国内企业铝合金汽车车身板产能情况企业名称产品、业务领域进展旗下铝合金-5182 号结构件已通过上海通用的认证，公司从事铝土矿资源勘探、开采，氧化铝、原铝和铝合金产品生产、销售，及有色金属产品贸易、物流、技术研目前年产能 10 万吨公司 6016 合金板材的基本性能完全满足上海通用汽中国铝业发、煤炭电力等能源业务。公司是国家级企业技术中心，车公司对覆盖件外板的最高要求，预计近两年实现稳(601600)自主研发了铝土矿、氧化铝、精细氧化铝、电解铝等一大批代表性科技成果，主导制（修）订一大批国家和行业标定量产氧化铝产能位居全球第一、原铝产能全球第二、炭准，引领了行业

55、标准和技术进步。素产能全球第一、精细氧化铝产能全球第一。铝板材料上游有充分保障公司年产 20 万吨超大规格高性能铝合金材料生产线于 2015 年投产，成为国内首家“四门两盖”铝板生公司形成了一条从能源、氧化铝、电解铝到铝型材、高精产商，且性能达到国际先进水平度铝板、带、箔的全球唯一短距离最完整铝产业链，规模公司产品已通过国际知名厂商宝马、通用、一汽大南山铝业和产量持续稳居铝产业大型企业前列。公司拥有全球唯一众等企业认证，稳定供货，同时正进行奔驰、本(600219)短距离最完整铝产业链，产品成功涉及航空、航天、船舶、高速列车、集装箱、工业型材、精品民用型材等几十田、蔚来等车厂材料认证2019 年

56、 8 月、2021 年 7 月分别宣布扩建汽车铝板个领域。产线，项目完成后公司汽车铝板年产能高达 50 万吨，巩固企业目前在国内车身铝板行业的市场优势地位明泰铝业（601677）中国忠旺（1333.HK）公司是一家集科研、加工、制造为一体的大型现代化铝加工企业,主要从事铝板带箔的生产和销售,是中国知名的民营铝板带箔加工生产企业。公司是全球第二大及亚洲最大的工业铝挤压产品研发制造商，产品主要致力於交通运输、机械设备及电力工程等下游领域的轻量化发展,并为之提供高质量的铝加工产品。2020 年，公司年产 12.5 万吨车用铝合金板项目已完工并投产公司主要为大型运输车辆研发铝板产品，其生产的5000

57、系铝板广泛用于客车、半挂车、货车、油罐车公司在天津建设全球最大的铝压延材项目，年产能高达 180 万吨，目前主要用于供货大客车和交通领域高端汽车铝板处于认证阶段，目前小范围供货，通过认证后有充分产能满足需求资料来源：Wind，招商证券1、聚酰亚胺聚酰亚胺（PI）材料在航空航天、高端电子元器件、半导体等多个尖端领域有着很高的应用价值，在材料更新迭代方面扮演着重要的角色。目前，全球聚酰亚胺市场需求不断增长，但很多高端PI 产品、特种功能 PI 产品的大批量生产仍被少数发达国家垄断，相关生产技术被严格保护。目前，我国已在中低端 PI 薄膜、PI 纤维领域实现大规模生产，并在电工级 PI 薄膜领域获得

58、全球竞争力。但是，高端 PI 薄膜以及其他高端 PI 产品仍面临“卡脖子”或产能不足的问题，导致明显的结构性供需失衡。突破高端聚酰亚胺产品的大规模量产对我国制造业升级、军备升级换代、自主可控有着重要意义。技术概述聚酰亚胺（PI）是综合性能突出的有机高分子材料， 被誉为“二十一世纪最有希望的工程塑料之一”。该材料的使用温度范围很广，能在-200300的环境下长期工作，短时间耐受 400以上的高温。聚酰亚胺没有明显熔点，是目前能够实际应用的最耐高温的高分子材料。同时，该材料还具有高绝缘强度、耐溶、耐辐照、保温绝热、无毒、吸声降噪、易安装维护等特点。当前，聚酰亚胺已广泛应用在航空航天、船舶制造、半导

59、体、电子工业、纳米材料、柔性显示、激光等领域。根据具体产品形式的不同，聚酰亚胺可以细分为 PI 泡沫、PI 薄膜、PI 纤维、PI 基复合材料、PSPI 等多种产品。表 7 ：各类 PI 材料的特质及主要应用方向PI 材料类型材料特质、应用PI 泡沫PI 薄膜PI 纤维PI 基复合材料光敏型聚酰亚胺（PSPI）PI 泡沫技术最早起源于美国。杜邦于 20 世纪 60 年代率先实现PI 泡沫的商业化。凭借优异的保温、隔热、降噪性能，PI 泡沫已广泛应用于航空航天、船舶制造等领域，属于军事敏感材料。PI 泡沫生产难度大，对原材料和发泡技术要求高。目前，其规模化生产基本由发达国家垄断，对我国存在严格的

60、技术、进出口限制。在这一细分领域，我国处于规模化生产的初级阶段。PI 薄膜是最早获得商业应用的聚酰亚胺产品，目前已成为用量最大、最成熟的细分领域，按照性能标准及使用场景，PI 薄膜可进一步细分为电工PI 膜、电子 PI 膜、热控PI 膜、航空航天 PI 膜、柔性显示 PI 膜等。当前，PI 薄膜广泛应用于消费电子、轨道交通、风力发电、电工绝缘、航空航天等多个领域。凭借优异的性能，PI 薄膜被誉为“黄金薄膜”。目前，我国已实现电工级PI 薄膜的大规模生产，技术处于全球领先水平，但高性能、特种功能PI 薄膜的核心技术与生产工艺仍掌握在发达国家手中，我国仍有巨大的进口替代空 间。PI 纤维主要用于军