表面处理零部件市场现状分析及发展前景

表面处理零部件市场现状分析及发展前景先进陶瓷行业的需求有望稳定增长陶瓷是一种被很多人忽视的重要材料，它和金属材料、高分子材料并称为三大固体材料。陶瓷可以分为传统陶瓷和先进陶瓷，传统陶瓷不用多说，比如咱们日常生活中用的厨房卫浴这些日用瓷器，他们的核心特征是以天然矿物为原料。而先进陶瓷就是采用高纯度的人工合成或精选的无机化合物为原料，是新材料领域的一个重要赛道。虽然叫陶瓷，但先进陶瓷的性能已经和传统陶瓷完全不在一个量级上。先进陶瓷的技术含量很高，是绝对的高科技新材料。传统陶瓷缺点很多，太脆，不便于机械加工以及焊接，几乎不能用于工业生产。而先进陶瓷通过精确的化学组成、精密的制造加工技术和结构设计完美的解决了这些问题，具有很多其他材料无法比拟的优势：一是强度很高，耐磨损、重量轻、耐高温，这是很多高端制造业梦寐以求的新材料特性。二是具有声、电、光、热和磁等许多方面的特殊性能，比如用在发光器、激光器件中的光学陶瓷有很好的透明性，用在超导电缆中的超导陶瓷具有超导性能，用在陶瓷牙齿、骨骼中的生物陶瓷具有很好的适应人类身体的生物相容性。先进陶瓷有很多不同的种类，根据性能和应用的不同，可以分为结构陶瓷与功能陶瓷两大类：所谓结构陶瓷，就是以强度、刚性、韧性、耐磨性、硬度、疲劳强度等力学性能为特征的材料，比如刚才讲的用在发动机里的陶瓷。而所谓功能陶瓷，就是以声、光、电、磁、热等物理性能为特征的材料，比如刚才讲的陶瓷牙齿。这两大门类中，功能陶瓷应用更多，占比超过70%。而功能陶瓷按照终端应用的不同，又可以分为电子陶瓷、光学陶瓷、超导陶瓷、生物陶瓷、磁性陶瓷、储能陶瓷等等。从需求端来看，先进陶瓷的终端应用主要是电子产业，全球需求占比达到57%。此外，汽车和医药也是先进陶瓷的主流应用，占比都在10%以上。根据美国权威调查机构GrandViewResearch数据，2018年全球先进陶瓷市场规模为727．4亿美元，2015-2018年复合增长率为8．7%，并预测至2025年全球先进陶瓷市场将达1339亿美元，2019-2025年复合增长率达到9%，算是一个稳定增长的行业。从供给端来看，全球先进陶瓷产业的格局依然由海外主导，北美和日本最强，占比达到85%。目前国内先进陶瓷市场规模较小，产品以电子陶瓷为主。但即便是擅长的电子陶瓷，目前国产化率也非常低。上游的陶瓷粉末产能主要集中在日本和美国厂商手中，电子陶瓷粉前三大厂商市占率超过50%。从下游供应商格局来看，全球电子陶瓷供应商同样集中在欧、美、日厂商手中，全球市占率分别为50%、30%、10%，加起来也垄断了90%的市场。先进陶瓷材料产业链包括高纯超细原料、先进陶瓷制品及以先进陶瓷为核心材料的元器件或零部件的制备。它是陶瓷产业转型升级的重要方向，这些年，醴陵市将其作为陶瓷产业经济增长的新引擎，予以悉心培育扶持。如用于制造芯片的陶瓷绝缘材料、陶瓷基板材料、陶瓷封装材料以及用于制造电子器件的电容器陶瓷、压电陶瓷、铁氧体磁性材料等。电子技术、大规模集成技术电路高性能低温烧结陶瓷电容器，离不开压电、铁电和磁性陶瓷;电子计算机的记忆系统需要具有方形磁滞回线的铁磁体陶瓷;高速硬盘转动系统需要陶瓷轴承;我国非常重视先进陶瓷材料的研发，在重大计划中专门设立研究项目，973、863计划中均有针对先进陶瓷材料的立项。在全球数百亿美元的先进陶瓷年销售额中，中国销售额仅占1%～2%。先进陶瓷材料是新材料的一个重要组成部分，广泛应用于通讯、电子、航空、航天等高技术领域，在信息与通讯技术方面有着重要的应用。大部分功能陶瓷在电子工业中应用十分广泛，通常也称为电子陶瓷材料。国内先进陶瓷产业主要集中在山东、江西、广东、江苏、浙江、河北、福建等几个省份。其中，华东地区较大的先进陶瓷产业基地有山东淄博、江苏宜兴，华中地区较大的先进陶瓷产业基地有江西萍乡，华南地区较大的先进陶瓷产业基地有广东佛山。先进陶瓷材料已逐步成为新材料的重要组成部分，成为许多高技术领域发展的重要关键材料，备受各工业发达国家的关注，其发展在很大程度上也影响着其他工业的发展和进步。随着各种先进陶瓷功能的不断拓展和需求的不断增加，通信、电子、航空、航天等高技术领域产业，对先进陶瓷的需求更加迫切。2021年，全球先进陶瓷市场规模约3819亿元，同比增长17．26%。先进陶瓷的创新发展，给景德镇传统产业带来新的活力，打造先进陶瓷与传统陶瓷双双发力的发展格局，是该市陶瓷产业大发展的必由之路。景德镇各类陶瓷企业、作坊、工作室等，75%为艺术陶瓷企业，15%左右为日用陶瓷企业，传统陶瓷产业占比90%。景德镇陶瓷产业去年产值达516亿元，市场主体数量占比75%的艺术陶瓷企业，产值占比仅有36%，小微企业占据主导地位。在火箭和导弹的发射中，鼻锥和透波陶瓷天线罩是关键部件，它要承受高温气流的摩擦和冲刷，要求材料具有高的高温强度和好的抗氧化性能，只有陶瓷材料才能满足这些要求;作为新能源的磁流体发电机，需要采用陶瓷做电极材料;高温燃料电池、高能量蓄电池，需要采用陶瓷块离子导体做隔膜材料等等。作为中国陶瓷之都，醴陵现有规模以上陶瓷企业192家，陶瓷产品涵盖工业陶瓷、日用陶瓷、艺术陶瓷三大类4000多个品种，陶瓷产业集群产值约740亿元。通过多年培育，醴陵目前有先进陶瓷材料企业110余家，其中规模以上企业88家，年产值近100亿元，初步形成了以超高压、特高压电瓷为主，高温耐磨陶瓷、新型环保陶瓷、电子陶瓷、生物医用陶瓷为辅的产业集群。功能陶瓷在先进陶瓷中约占70%的市场份额，其余为结构陶瓷。由于先进陶瓷各种功能的不断发现，在微电子工业、通讯产业、自动化控制和未来智能化技术等方面作为支撑材料的地位将日益明显，其市场容量将不断提升。先进陶瓷在原料、工艺方面有别于传统陶瓷，通常采用高纯、超细原料，通过组成和结构设计并采用精确的化学计量和新型制备技术制成性能优异的陶瓷材料。先进陶瓷具有特定的精细结构和其高强、高硬、耐磨、耐腐蚀、耐高温、导电、绝缘、磁性、透光、半导体以及压电、铁电、声光、超导、生物相容等一系列优良性能，被广泛应用于国防、化工、冶金、电子、机械、航空、航天、生物医学等国民经济的各个领域。随着先进陶瓷成为许多高技术领域发展的关键材料，行业快速增长。据数据，2020年我国先进陶瓷市场规模为837亿元，较上年同比增长22．2%；2021年我国先进陶瓷市场规模为890亿元，较上年同比增长6．3%。从细分市场看，先进陶瓷按照材料可分为氧化物陶瓷、氮化物陶瓷和碳化物陶瓷。其中氧化物陶瓷研究和产业化应用较早，目前应用领域最为广泛，占比达46%。氮化物陶瓷和碳化物陶瓷分别占比20%、28%。先进陶瓷按用途划分为结构陶瓷和功能陶瓷。功能陶瓷是指主要应用的是其非力学性能的先进陶瓷材料及产品，这一类材料都具有一种或多种功能，如电学、磁学、光学、化学以及生物等，有的有耦合功能，如压电、压磁、热电、电光、声光、磁光等。功能陶瓷种类繁多，用途各异，在先进陶瓷中占据较大比重（79%）。结构陶瓷是指在应用的主要利用其力学机械、热及部分化学功能的先进高科技陶瓷产品，主要在高温下使用，也称高温结构陶瓷。这类陶瓷具有在高温下强度高、硬度大、抗氧化、耐腐蚀、耐磨损、耐烧蚀等优点，是空间技术、原子能、业及化工设备等领域中的重要材料，在先进陶瓷中占比21%。中国先进陶瓷行业现状随着现代科学技术的高速发展，迫切要求研制与发展具有特殊性能的新一代先进陶瓷材料。这是由于先进陶瓷具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀以及优异的电学性能、光学性能、化学稳定性和生物相容性等优点。历经60余年发展，2021年，我国先进陶瓷行业市场规模达到890亿元，同比增长6．33%。按材料划分，先进陶瓷可分为氧化物、氮化物和碳化物陶瓷等。其中，氧化物陶瓷（尤其是氧化铝陶瓷）研究和产业化应用较早，目前应用领域最为广泛，使用规模也最大。2021年我国先进陶瓷市场规模约为890亿元，其中功能陶瓷701亿元，占中国先进陶瓷市场的79%；结构陶瓷为189亿元，占中国先进陶瓷市场的21%。中国先进陶瓷市场起步较晚，据数据显示，2015年中国先进结构陶瓷国产化率仅约为5%，到2021年已提高至约20%，行业多项产品不同程度上实现了。但目前国内晶圆厂所使用制造设备的先进结构陶瓷零部件国产化水平仍然较低。先进陶瓷行业上下游领域发展情况（一）先进陶瓷行业产业链情况按下游应用领域分类，2021年泛半导体设备领域需求金额占中国先进结构陶瓷整体市场规模的35%，其中半导体设备占整体市场规模的22%。（二）先进陶瓷行业下游应用领域市场发展情况1、先进陶瓷行业泛半导体领域市场发展情况近年来，物联网、5G通讯、自动驾驶和数据中心等经济数字化领域持续发展，带动了半导体需求强劲增长。根据ICInsights数据，2021年全球半导体行业资本支出为1，539亿美元，较2020年同比增长36%，是自1995年以来首次连续三年实现两位数增长；预计2022年全球半导体行业资本支出将较2021年继续增长并达到1，904亿美元的历史新高，较2019年水平接近翻倍。自2014年以来，晶圆厂通常是半导体资本支出中占比最大的环节。根据ICInsights数据，2021年晶圆厂资本支出占全球半导体行业资本支出的35%。由于半导体行业对使用先进工艺技术制造IC的需求持续上升，晶圆厂建设及其设备投资在产业链的重要性越发明显。近年来，全球晶圆厂扩产趋势明显，大陆新增产能尤为可观。根据SEMI数据，2017-2020年全球新增半导体产线共计62条，其中中国大陆新增26条产线，占比超过40%。全球已于2021年底前开始建设19座新的高产能晶圆厂，并预计于2022年再开工建设10座，以满足市场对芯片的加速需求，其中中国大陆、中国台湾均将各建设29座中的8座，新建晶圆厂数量处于全球前列。晶圆厂的扩产带动半导体制造设备采购规模的提升。2017-2019年这一时期，全球半导体制造设备采购市场规模维持在600-1，000亿美元水平，2021年达到了1，026亿美元，较2020年同比增长44%，SEMI预计到2022年将继续超过1，000亿美元，预计2030年将达到1，400亿美元。根据日本半导体制造装置协会数据，中国大陆半导体设备销售额占全球比重已从2005年的4%持续提高至2021年的29%。半导体设备旺盛需求也带动核心零部件采购需求高速增长。全球显示面板行业出货量近年来保持每年3-10%的平稳增长。伴随着电视、手机、平板电脑等终端应用需求增长，全球显示面板行业未来亦将保持较平稳增长趋势。全球显示面板制造行业经历了日本发展-韩国超越-中国台湾崛起-大陆发力的格局变迁。2010年，中国大陆液晶面板产能仅占全球比重约5%，伴随着京东方等大陆面板厂商崛起，全球面板行业产能不断向中国大陆转移，到2020年中国大陆液晶面板产能占全球比重已经高达约50%，而中国台湾、韩国和日本产能占比分别约为25%、20%和5%。根据Omdia数据，2021年京东方、TCL华星光电两大中国本土企业分别位居全球电视面板企业出货量第一位、第二位，出货量份额分别为23．20%、15．70%，占据了全球显示面板行业的绝对领先地位。市场结构方面，在消费者对品质要求日益提高和需求多元化的趋势下，显示面板行业技术不断迭代升级，OLED和LTPSTFT-LCD等新技术不断得到推广普及。根据IHS数据，2021年OLED占手机显示屏幕比重已达到44%，较2017年的24%大幅提升。根据弗若斯特沙利文数据，2020年我国OLED面板产量占全球比重为12%，预计到2025年将进一步上升至24%。2、先进陶瓷行业非泛半导体领域市场发展情况粉体粉碎和分级被广泛应用于锂电池原材料粉末制造、食品研磨、化工工业和医药制造等多个领域，设备的研磨介质一般使用先进陶瓷、玻璃、碳钢和碳化钨等高耐磨材料。国内研磨设备的核心研磨部件一直被海外供应商垄断。耐驰、日本细川密克朗两家企业是粉体粉碎和分级行业鼻祖，拥有百年历史，目前全球大部分行业相关专利均为其所申请。从二十世纪八十年代开始，细川密克朗的技术和设备逐步推广进入中国，2000年耐驰在中国建厂也促进了中国本土粉体粉碎和分级产业链的发展。近年来锂电池需求高速增长带动了国内粉体研磨行业大发展。根据高工锂电数据，2021年全球锂电池需求达到522GWh，在汽车电动化和储能行业快速增长下，预计到2025年全球锂电池需求将达到2，032GWh，复合增速达到40%。进入泛半导体行业的主要壁垒（一）泛半导体市场准入壁垒在泛半导体行业，生产制造企业为充分保障产能快速扩张下晶圆、显示面板等产品的品质，要求供应商做到精确复制，该管理模式强调对使用的设备、设备零部件和原材料等供应的可追溯性和生产过程验证。可追溯性具体表现为需要对供应商所使用的原材料、采购来源等进行追溯，生产过程验证具体表现为对供应商进行验厂，对其生产环境、技术水准、工艺特征等进行严格考察审核。要素确认后，更换供应商的成本较高、程序复杂，因此不会轻易更换供应商。在严格的市场准入门槛下，设备、设备零部件和原材料等供应商需要具备高水平技术，并通过长期、高质量供货以不断积累客户资源。供应商在与客户形成较稳固合作关系后，短期难以被行业新进入者取代。汽车制造和生物医药等行业均涉及消费者使用安全，下游客户尤为重视产品质量，对先进陶瓷企业进入供应链有严格的审核标准；供应商在进入客户的合格供应商名单后，在不发生重大质量问题的情况下，双方一般将维持长期和稳定的合作关系。新进入企业在缺乏对相关行业优质客户认证的情况下，难以在行业内获得快速发展。（二）泛半导体技术与经验壁垒先进陶瓷和表面处理是技术密集型行业。为满足客户对产品高强度、耐高温、耐腐蚀等特性要求，先进陶瓷的生产对从上游粉料调配到生产工艺参数把控的技术要求非常高，表面处理亦需要严格控制所使用药剂配方和处理过程工艺参数；下游泛半导体等行业的快速发展使得相关技术迭代也非常迅速；人员经验及对生产设备操作的熟练度亦会影响企业制造水平。企业需要在批量生产实践中长期积累相关技术、经验，及时了解客户的需求以不断改进相关配方和生产工艺。此外，先进陶瓷主要为非标准化产品，需要通过与下游客户长期合作及自身经验积累形成相关技术能力；表面处理业务面向泛半导体领域，其作业场地和产线均为专门设计，在精密度、洁净度等方面均有较高要求，并需要通过客户认证，药液配方、工艺参数亦需要通过长期业务开展的积累形成，达到持续改善服务品质的目的。行业新进入者难以在短期内掌握全工艺流程和全面的专利与专有技术体系，在未接触下游客户群体的情况下无法保持与行业技术同步提升。因此对于新进入市场的企业，先进陶瓷和表面处理行业存在较高的技术和经验门槛。近年来，行业技术水平不断提高，表面处理行业分工更加细化，行业内不同企业的产品和服务能力差距日益拉大，技术与经验壁垒更加趋于明显。（三）泛半导体资金及规模壁垒为保持技术工艺的领先性和产品的市场竞争力，先进陶瓷和表面处理行业内的企业需要持续进行研发投入，资金需求量大。先进陶瓷企业在进入初始期需要投入大量的资金进行厂房建设、购置生产设备，通过合理、科学调度生产排班，充分发挥生产的规模效应。由于先进陶瓷材料零部件的型号众多，具体应用和性能要求各不相同，新产品面临着研发失败的风险，若无充足的资金支持，新进入的企业难以开发出成熟产品并形成一定的经营规模，无法与行业内的现有企业进行有力竞争。表面处理业务需