看产业 | 我国化工新材料产业链全景图谱分析
化工新材料作为新能源、高端装备、绿色环保、生物技术等战略新兴材料的重要基础材料，近十年间，产业政策的积极推动叠加上下游需求的强劲拉动，化工新材料成为全行业发展最为迅猛的领域。2022年3月，国家工业和信息化部等六部门联合发布《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》，提出大力发展化工新材料和精细化学品，以高端聚烯烃、高性能橡塑材料、高性能纤维、工程塑料、有机氟硅等化工新材料领域迎来新一轮发展契机。
01
产业定义
化工新材料产业与石油化工产业相交织，是基础化学工业最具活力和发展潜力的领域，也是石油化工产业转型升级的重要方向，通常指具有更优异的性能或某种特殊功能的新型化工材料，具备质量轻、性能优异、功能性强、技术含量高、附加价值高等特点。化工新材料产业范畴包含高性能合成树脂、高性能橡胶材料、特种合成纤维、功能高分子材料、生物化工材料等数十个大类品种，对高新技术及尖端技术具有重要支撑作用，广泛应用于国防军工、航天航空、汽车、信息科技、电子器件、医药等各个领域。
先进化工材料作为化工新材料产业的前沿分支，是未来值得重点关注的产业领域。2021年12月，国家发改委公布了《重点新材料首批次应用示范指导目录(2021年版)》，该目录涵盖先进基础材料、关键战略材料和前沿新材料三大类共300余种材料，其中，将先进化工材料划分为特种橡胶及其他高分子材料、工程塑料、膜材料、电子化工新材料及其他化工材料共计五大类69小类材料。
来源：《重点新材料首批次应用示范指导目录(2021年版)》
02
产业链分析
化工新材料作为石油化工产业重要发展方向，与新材料产业相交织，产业链上游为石油炼化及中间体，包括乙烯、丙烯、对二甲苯、己内酰胺等各类原料和中间体炼化生产，产业链中游为化工新材料制造，以高性能合成树脂、橡胶材料、特种合成纤维、功能纤维材料、生物化工材料五大类为主，包括工程塑料、分离膜材料、导电高分子、仿生高分子材料等生产制造，产业链下游为应用领域，集中在航空航天、国防军工、电子电气、机械工业、医药医疗等众多行业领域。
来源：火石创造产业数据中心
03
重点细分领域分析
1.工程塑料
塑料按照分子结构和热性能差异可分为通用塑料、工程塑料和高性能塑料，通用塑料包含PE、PP、PVC、PS和ABS等品种；工程塑料包括聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚酰胺（PA）、聚苯醚（PPO）和聚酯（PET/PBT）等；高性能塑料包括聚苯硫醚（PPS）、 聚醚醚酮（PEEK）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚砜（PSU）和聚酰亚胺（PI）等。
目前国内工程塑料领域存在部分通用工程塑料自主核心技术较弱、原材料技术瓶颈受限，以及特种工程塑料、高性能工程塑料技术空白或规模化生产能力不足等问题。未来随着工程塑料市场下游专用精细化产品需求旺盛，高性能产品国产化进程加速，以聚苯醚（PPE/PPO）轻量化工程塑料、聚苯硫醚（PPS）特种工程塑料等为代表，国产化水平低且应用领域广泛的产品，将成为行业突破重点。
来源：火石创造根据公开资料整理
2.聚烯烃弹性体
聚烯烃弹性体（POE）指α-烯烃含量大于20%的乙烯和长链α-烯烃无规共聚物，POE的特殊结构赋予其良好的弹性、热塑性和透明性等特点，可作为轻量化抗冲击改性材料、耐用电缆材料、光伏电池长寿命封装材料等。
据统计，2021年全球POE产能达到158万吨，由于国外对POE生产所需催化剂进行专利保护，全球POE由陶氏化学、埃克森美孚、三井化学、LG化学等企业垄断。陶氏化学是全球最大的POE生产商，其产能占全球产能比重约42%，并且计划 2025年扩产至190万吨/年。目前，POE因良好的力学性能、耐紫外性能、耐老化性能及流变性能等被作为光伏EVA料改性剂或单独作为封装胶膜使用，随着在光伏组件整体需求增加和双玻组件渗透率提升等背景下，预计2030年渗透率将由26%提升至36%。此外，POE在汽车轻量化改性材料、EVA发泡材料等领域需求也有望维持较快增长。
来源：火石创造根据公开资料整理
3.碳纤维材料
碳纤维由聚丙烯晴（PAN）或沥青、粘胶、酚醛基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，目前全球90%以上碳纤维由聚丙烯请（PAN）制造。碳纤维具有优异的力学性能和化学稳定性，具备密度低、高强度和高模量等优势，可作为航空航天、风电叶片等领域轻质高强材料。
国际市场上日本东丽收购Zoltek后保持全球领先地位，德国西德里、三菱丽阳等紧随其后，国内产能最大的为吉林碳谷、中复神鹰，运行产能达到0.85万吨，国内碳纤维总需求中30%依赖国际进口，高端产品需求依靠进口供给。随着下游碳纤维复合材料需求增长及应用领域持续扩大，国产碳纤维自给率仍将持续提升，高端领域高增长可期。
4.超高分子量聚乙烯纤维
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维由分子量在100万以上的聚乙烯树脂纺出，断裂伸长率高于碳纤维和芳纶，柔韧性好，在高应变率和低温下力学性能仍良好，是理想的防弹、防刺安全防护材料，也是继碳纤维和芳纶纤维之后的第三代高性能纤维，目前工业化纤维中强度和防弹性能最高的纤维。
在UHMWPE纤维领域，国际市场上荷兰帝斯曼处于全球领先地位，国内自2005年开始以同益中为代表的企业实现技术突破后，吸引到多轮投资加码，虽企业产能规模多在2000吨/年左右，但也逐步形成较为完善的规模化生产能力。随着UHMWPE纤维性能不断提升，下游军事装备、海洋产业、安全防护等应用市场拓展，国内 UHMWPE 纤维需求量持续增长，行业整体处于供不应求的状态，进一步刺激上游产能提升和技术优化。
5.半导体材料及半导体光刻胶
按照品种分类，半导体材料中硅晶圆、掩模版、电子气体、光刻胶及配套试剂占据主流市场86%份额，随着IC产业链自主可控重要性凸显，材料领域迎来发展机遇，半导体材料作为IC制造的重要部分，有望迎来行业规模和自给率提升的双重受益。
在大规模集成电路的制造中，光刻和刻蚀技术是精细线路图形加工的关键工艺，决定着芯片的最小特征尺寸。从细分类型看，半导体光刻胶主要包括G线、I线、KrF、ArF和EUV光刻胶等，其中ArF光刻胶主要应用于先进IC制程，在EUV等技术成熟之前，仍将是主流产品，且全球半导体光刻胶供应主要被日本的TOK、JSR、Shin-Etsu、Sumitomo 和美国杜邦等企业垄断。
04
市场分析
1.市场规模
国内处于国产替代黄金期，迎来发展窗口期。在国家系列政策引导及技术进步推动下，我国化工新材料产业发展已具备一定规模，据中国石油和化学工业联合会统计显示，2021年我国化工新材料产量超过2965万吨，较2015年的1681万吨提高76%，年均增长率达到10%，2021年以来，化工新材料在建项目个数达233个，占到国内石化行业在建项目数量的60%，投资将近4731亿元，占石化行业投资总额的近1/4。国内虽在氟硅树脂和橡胶、聚氨酯材料、部分新能源材料等方面发展相对较快，但整体来说，高端聚烯烃、工程塑料、功能性膜材料、高性能纤维和高端电子化学品等诸多领域自给率仍较低。
2.市场竞争格局
国内专业化工新材料企业加速崛起，自给率稳步提升。一方面以石油化工类央企为代表的传统优势企业，不断延伸产业链条，向下游高附加值领域拓展，引领高端聚烯烃、工程塑料、膜材料和特种纤维等发展，如中石油、中石化、华润、中车、中材等企业。另一方面以地方企业和民营企业为代表的中坚力量，不断深耕各自细分领域，产业技术水平攀升逼近国际先进水平，成为我国化工新材料产业发展的生力军。
3.区域空间布局
化工新材料产业脱胎于石油化工产业，比较依靠上游原料，产业空间布局上往往毗邻大型石油化工集群，依托上游石油炼化及中间体生产，衍生发展化工新材料，一方面以化工新材料为主的专业化工园迅速成长，集聚大批行业优质企业，如上海化工园区、宁波石化经济开发区、齐鲁化工园区、大亚湾化工园区；另一方面也形成一批以化工新材料为主的特色新材料产业园区，如南京江北新材料科技园、东岳氟硅新材料园区、江西星火有机产业园区、常熟氟化工园区等，成为推动我国化工新材料产业发展的核心载体。
05
总结
总体而言，我国化工新材料正处于发展的成长期，虽然在技术和规模上仍与国际巨头企业存在较大差距，但在化工新材料各细分领域已具备一定市场份额和竞争力。同时，随着下游应用领域拓展及利好政策措施出台，国内化工新材料市场空间巨大，发展前景广阔。
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