新材料行业深度 告：发展空间广阔，万亿市场爆发

1、新材料行业概况

材料工业作为我国七大战略性新兴产业、“中国制造 2025”重点发展的十大领域和科 创板六大领域之一，是我国重要的战略性新兴产业，也是制造强国和国防工业发展的 关键保障。新材料产业由于其技术密集性高、研发投入高、产品附加值高、国际性强、 应用范围广等特点，已成为衡量一个国家国力与科技发展水平的重要指标。

1.1 新材料的定义

在技术高速发展的背景下，新材料的定义于20世纪90年代被首次提出，并于本世纪初 期开始逐渐成熟并广泛使用。在科技部2004年出版的《新材料及新材料产业界定标准》 中，首次将新材料定义为：新出现或正在发展中的具有传统材料所不具备的优异性能 的材料；高新技术发展需要，具有特殊性能的材料；由于采用新技术（工艺、装备）， 使材料性能比原有性能有明显提高，或出现新的功能的材料。

国务院《新材料产业“十二五”发展规划》中进一步将新材料定义为：新出现的具有 优异性能和特殊功能的材料，或是传统材料改进后性能明显提高和产生新功能的材 料，其范围随着经济发展、科技进步、产业升级不断发生变化。

1.2 新材料的分类

根据《新材料产业发展指南》，新材料主要包括：

先进基础材料：有色金属材料，高分子树脂等先进化工材料，先进建筑材料、先 进轻纺材料等；

关键战略材料：重点从下一代信息技术产业、高端装备制造业等重大需求，以耐 高温及耐蚀合金、高强轻型合金等高端装备用特种合金，反渗透膜、全氟离子交 换膜等高性能分离膜材料，高性能碳纤维、芳纶纤维等高性能纤维及复合材料， 高性能永磁、高效发光、高端催化等稀土功能材料，宽禁带半导体材料和新型显 示材料，以及新型能源材料、生物医用材料等；

前沿新材料：石墨烯、金属及高分子增材制造材料，形状记忆合金、自修复材料、 智能仿生与超材料，液态金属、新型低温超导及低成本高温超导材料等。

1.3 国际新材料发展情况

材料是人类社会的基本组成要素和关键性资源，伴随着社会生产模式的发展而发展。 新材料与现代技术的联系日益密切，现阶段，随着新材料应用领域的不断突破，科学 技术和社会生产力也将持续发展并推动整个社会的技术变革。

宏观政策引导力度较大，全球新材料发展迅速。随着新材料研究的不断深入和应用领 域的逐步扩大，新材料发展水平已成为衡量国家之间经济发展、科技水平与国防实力 的重要标准，同时也是限制国家经济增长的重要因素。因此，各国相继出台相应产业 政策以促进新材料行业的高速发展。

总体规模增长迅速，先进基础材料、前沿新材料发展较快。在各国产业政策的积极引 导下，全球新材料产业规模快速增长，2018年达到2.56万亿美元，同比增长11.2%， 并预计2019年将达到2.82亿美元，同比增长约10.16%，2016-2019年复合增长率超10%。 同时，由于3D打印材料和石墨烯等新兴产业技术的不断突破，前沿新材料增长较快， 未来发展空间巨大。

产业分布不均，差异化特征显著。目前，美国、日本和欧洲等地区在经济实力、核心技术、研发能力、市场占有率等方面占据绝对优势，拥有成熟的新材料市场，多数产 品占据全球市场的垄断地位，是新材料产业主要的创新主体。其中，美国在新材料全 领域位于前列；日本在纳米材料、电子信息材料等领域具有优势；中国在半导体照明、 稀土永磁材料、人工晶体材料等领域发展较好；韩国在显示材料、存储材料，俄罗斯 在航空航天材料等方面具有比较优势。但随着中国、印度等国家相关领域的快速发展 和新一轮科技革命的来临，全球新材料市场的重心呈现出逐步向亚洲地区转移的趋 势，全球技术要素和市场要素配置方式将会发生深刻的变化，地区发展的差异化可能 会继续加剧。

产业集约化发展，高端材料垄断严重。随着经济一体化在全球范围内的发展，新材料 产业逐渐向横向、纵向扩展，上下游产业联系日益紧密，产业链日趋完善，多学科、 多部门联合进一步加强，集约化、集群化和高效化特征显著。集约化的发展模式促使 了产业战略联盟的形成，有利于产品研发与下游应用的融合，但另一方面也促进了寡 头垄断的逐步形成。一些全球知名企业开始结盟并进行跨国合作，通过并购重组构建 整个产业链生态。

1.4 国内新材料发展情况

政策驱动，新材料产业市场规模高速发展。为了提升新材料领域竞争力，实现我国从 材料大国到材料强国的转变，我国先后提出了《中国制造2025》、《新材料产业发展指 南》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《有色金属行业发展规划（2016-2020 年）》、《稀土行业发展规划（2016-2020年）》等重要指导性文件来支撑我国新材料行 业的发展。据中国产业信息网统计，中国2019年新材料产业总产值为4.5万亿元，预计2022年将达到7.5万亿元，复合增长率高达18.72%。其中，特种金属功能材料、现 代高分子材料和高端金属结构材料在产业结构中占比较高，分别为32%、24%和19%， 前沿新材料仅占总额的3%。

全面布局新材料，部分省市产值已达万亿。目前我国新材料产业已形成以环渤海、长 三角和珠三角为中心的产业集群式发展模式，各区域之间产业种类与发展规模均存 在差异。其中浙江、江苏、广东和山东四个城市新材料工业总产值均超万亿，以浙江、 江苏为代表的长三角地区专注于对新能源汽车、电子信息、医疗和高性能化工等领域 新材料的研发生产，以广东为代表的珠三角则以高性能钢材、高性能复合材料和稀土 等领域新材为主，以山东为代表的环渤海更倾向于战略基础材料、高性能材料、特种 材料和前沿新材料的研发生产。全国新材料布局呈现多元化发展，各具特色，互有优 势。

关键材料尚有空白，进口依赖现象严重。中信部2018年7月在“2018国家制造强国建 设专家论坛”上表示“中国制造业创新力不强，核心技术短缺的局面尚未根本改变”。 据中信部对全国30多家大型企业多种关键基础材料调研结果显示，32%的关键材料尚 属空白，52%依赖进口。其中，95%的计算机和服务器通用处理器的高端专用芯片、70% 以上智能终端处理器和绝大多数储存芯片均对进口依赖严重。装备制造领域中，95% 以上高档数控机床、高档装备仪器、运载火箭、大飞机、航空发动机、汽车等关键精 加工生产线上的制造及检测设备依赖进口。

新材料投资规模稳步提升，行业发展机遇挑战并存。据前瞻研究院统计，随着政策支 持以及外部环境的推动，大量资本投入新材料行业，整体发展迅速，2017-2018年分 别有115起、74起和54起投资，累计投资规模高达224.41亿元。但由于新材料行业性 质特殊，虽然该行业利润水平较高、竞争者较少，但行业壁垒高、投入资本大，未来 发展机遇与挑战并存。

2、下游需求旺盛，新材料市场未来可期

需求旺盛，下游产品“激活”新材料产业发展动力。新材料产业涉猎领域众多，由于 行业自身特点、所处周期以及下游市场不同，不同行业对于新材料的需求以及发展空 间不同。基于产品需求角度，当下下游需求最旺盛、发展空间最大的新材料领域为 5G 新材料、半导体新材料、面板新材料、高分子新材料、高性能纤维新材料和其他前沿 新材料。随着下游需求逐步爆发，上述行业有望成为新材料领域最具前景的板块，市 场空间广阔。

2.1 5G材料

5G 产业链主要包括接入网产业链、承载网产业链和核心网产业链。5G 概念主要由 5G 终端和 5G 网络组成，其中 5G 终端主要包括手机和物联网终端等，5G 网络主要分为 三个领域，分别与通信网络架构一一对应，其中接入网和承载网是最值得关注的。

下游领域丰富，多领域需求巨大。据 IHS 预测，2035 年 5G 在全球创造的潜在销售活 动的市场规模将达 12.3 万亿美元，其中制造业占比最高，预计将达到 3.4 万亿美元， 其次影响最大的分别为信息通信和批发零售业，预计市场规模分别为 1.4 万亿和 1.3 万亿美元，其他多个领域均有较大发展空间。

2.1.1 微波介质陶瓷

5G 时代，小型化陶瓷介质滤波器优势明显。传统的滤波器一般由金属同轴腔体实现， 通过不同频率的电磁波在同轴腔体滤波器中振荡，保留达到滤波器谐振频率的电磁 波，并耗散掉其余频率的电磁波。陶瓷介质滤波器中的电磁波谐振发生在介质材料内 部，没有金属腔体，因此体积较上述两种滤波器都会更小。5G 时代，Massive MIMO （大规模天线技术）对天线集成化的要求较高，滤波器需要更加的小型化和集成化， 为了满足 5G 基站对滤波器的相关需求，更易小型化的陶瓷介质滤波器有望成为主流 解决方案。

目前，华为、爱立信已经开始布局陶瓷介质滤波器，其他设备商也在逐步开始采用陶 瓷介质滤波器，预计 2021 年全球主流设备商会逐步采取全陶瓷方案。

技术升级支撑产品革新，滤波器行业前景可期。随着 5G 时代来临，基站滤波器市场 有望持续稳定发展。据产业信息网统计，整个 5G 周期中，预计全球将建设 1000 万个 基站。其中，中国将建设约 606 万个基站，滤波器总需求将接近 600 亿元人民币。5G 时代巨大的市场增量，将为滤波器行业带来蓬勃发展的良机。

随着陶瓷介质滤波器应用的逐步展开，微波介质陶瓷粉末、粘接剂和银浆等上游产 品需求有望同步增加。

2.1.2 高频基材

高频基材是 5G 通信行业发展的核心材料。PCB（印刷电路板）是电子设备的重要组 成，而 PCB 制造的关键材料为基材，PCB 基材包括基板（覆铜箔层压板）、预浸材料 （半固化片）和铜箔等。5G 时代，传统基材材料一般很难达到高频通信所必需的电 性能要求，易产生“失真”现象。因此，为了减少传输过程中产生的损耗，PCB 基材 要选用低介电常数（Dk）和介质损耗（Df）的高频基材。

同等信号覆盖区域所需 5G 宏基站数量较多，高频覆铜板需求较大。5G 波长极短，频 率极高，信号趋近于直线传播，绕射和穿墙能力极差，传播介质中的衰减情况严重， 因此 5G 的基站需求量远高于 4G 时代。根据赛迪顾问数据显示，5G 宏基站建设数量 约为 4G 宏基站数量的 1.1 倍—1.5 倍。为了满足 5G 高频率的特性，高频覆铜板的下 游需求将得到释放。

微小站建设带来高频高速覆铜板增量需求。与以往的通信建设不同，5G 时代更注重 于对室内网络的覆盖。因此，5G 建设将同时建造宏基站、微基站、皮基站、飞基站， 其中微基站、皮基站、飞基站合称微小站。和宏基站相对比，微小站型号小，安装便 捷，能够更好对室内网络进行覆盖。因此，微小站的普及和安装，将给高频高速覆铜 板带来增量新需求。

高频基材应运而生，市场规模持续增加。在 5G 时代，伴随着高频、高速、高数据量 的技术要求，很多原有的中低频通讯材料会被淘汰，高频基材未来用量有望大幅增加； 与此同时，Massive MIMO 技术的实现使 5G 基站大幅提高了天线容量；此外，由于高 频电磁波本身穿透性差的原因，5G 小基站的建设规模会远高于 4G 时代，这也将进一 步推动高频 PCB 在内的高频通信材料规模的增长。预计 2023 年，PCB 市场规模达到 262.4 亿元，高频基材市场规模为 86.6 亿元，市场规模持续增加。

随着高频基材需求的不断增加，与其处在同一产业链上的金属铜箔、合成树脂等上游 产品需求有望同步增加。

2.1.3 塑料天线振子

振子是天线内部最重要的功能性部件。传统的振子是采用金属材料压铸成型，或是钣 金件、塑料固定件和电路板组合的形式，但振子重量大、成本高、安装复杂。5G 时 代，对通信质量的要求更高，振子的数量将大幅提升，从原来的一个天线单扇面 2- 18 个振子，提升到 64 个、128 个，更高甚至达到 256 个，单个基站的扇面则为 3 面 或 6 面，对振子的数量需求较高。因此，具有重量轻、零件集成度更高、模块一致性 好、生产效率高、生产成本低等特点的塑料天线振子逐渐成为首选方案。

相比于现有 4G 网络（10-40 个天线振子），5G 时代由于频段更高且采用 Massive-MIMO 技术，天线振子尺寸变小且数量将大幅增长。

下游需求旺盛，塑料振子市场可达百亿。随着 5G 布局的逐步展开，基站建设将带动 对塑料振子的巨大需求。据中国产业信息网统计，2020 年塑料振子市场规模预计将 达到 12.7 亿元，2021 年达到 23.1 亿元，同比增加 81.9%，整个 5G 行业周期内，预 计宏基站塑料振子市场规模约 100 亿元。

2.1.4 LCP与MPI材料

随着 5G 商用化，天线材料市场广阔。天线作为无线通讯中重要的一环，其市场需求 将随着 5G 的逐步推广迎来重大的发展契机。尤其是 5G 对于高频、高速和小型化的 较高要求，催生了 LCP 材料和 MPI 材料成为了 5G 时代天线材料的候选者。

LCP 和 MPI 材料优势明显，5G 时代有望脱颖而出。随着 1G、2G、3G、4G 的发展，手 机通信使用的无线电波频率逐渐提高，其中 5G 的频率最高，分为 6GHz 以下和 24GHz 以上两种，而目前的 5G 技术实验以 28GHz 为主。由于当电磁波频率较高、波长较短 时，易于传播介质中衰减，因此对天线材料的要求较高。4G 时代的 PI 膜由于在 10GHz 以上损耗明显，无法满足 5G 终端的相关需求，LCP 材料则凭借其介子损耗与导体损 耗小、灵活性高、密封性好等特性逐步得到应用。但目前 LCP 造价较高、工艺复杂， MPI 有望成为 5G 时代初期天线材料的主流选择之一。

中国 LCP 材料产能较小，进口依赖严重。从 LCP 研发进程、产能分布以及产品特点 等方面综合判断，现阶段日本 LCP 产业综合实力更强。沃特股份（002886）自 2014 年收购三星精密的全部 LCP 业务后，成为了全球唯一可以连续生产 3 个型号 LCP 树 脂及复材的企业，目前产能 3000 吨/年。但其余中国 LCP 生产企业产能均较小。

LCP 材料应用广泛，下游需求稳步提升。LCP 在电子电器领域，可应用于高密度连接 器、线圈架、线轴、基片载体、电容器外壳等；汽车工业领域，可用于汽车燃烧系统 元件、燃烧泵、隔热部件、精密元件、电子元件等；雷达天线屏蔽罩、耐高温耐辐射 壳体等领域。据前瞻产业研究院统计，2018 年 LCP 材料全球需求为 7 万吨，预计 2020 年将达到 7.8 万吨，随着 5G 应用的逐步推广，LCP 市场将持续稳步增长。

2.1.5 3D玻璃

手机后盖去金属化大势所趋，3D 玻璃迎发展契机。由于 5G 采用的大规模 MIMO 技术 需要在手机中新增专用天线，传统的金属后盖会对信号产生屏蔽及干扰，后盖材料去 金属化大势所趋。目前主流的材料为玻璃、陶瓷和塑料，但普通的“注塑+喷涂”的 技术无法满足 5G 时代的相关要求，未来的发展趋势是从质感到体验都向金属和玻璃 逐步靠近。

3D 玻璃作为手机外壳材料具有轻薄、透明洁净、抗指纹、防眩光、耐候性佳的优点。 目前主流品牌的高端机型大多采用 3D 玻璃作为前后盖材质。

3D 玻璃市场逐步渗透，未来市场广阔。据前瞻产业研究院统计，2015-2017 年我国 3D 玻璃市场规模从 7.4 亿元增长至 48.9 亿元，年均复合增长率高达 156.35%。但目 前，3D 玻璃价格较高、技术不成熟、产能存在不足，3D 玻璃应用有限。随着 3D 玻璃 技术的升级和量产的实现，3D 玻璃有望在 3C 产品尤其是智能手机中得到大规模的应 用。到 2023 年，预计 3D 玻璃行业市场规模有望超 280 亿元，较 2017 年增长近 5 倍。

2.2 半导体材料

半导体材料是产业基石，国产替代迫在眉睫。由于半导体材料领域中高端产品技术壁 垒高，目前市场主要被美、日、欧、韩、中国台湾地区等少数国际大公司垄断。我国 半导体材料在国际分工中处于低端地位，大部分产品自给率较低，主要依赖于进口， 半导体材料关乎产业安全，国产替代迫在眉睫。

2.2.1 大硅片

硅片也称硅晶圆，是制造半导体芯片最重要的基本材料。硅片直径越大，能刻制的集 成电路越多，芯片的成本越低。大尺寸硅片对技术要求高，进入壁垒极高，市场呈寡 头垄断的竞争格局。目前中国大陆自主生产的硅片以 6 英寸（150mm）为主，主要应 用领域仍然是光伏和低端分立器件制造，8 英寸（200mm）和 12 英寸（300mm）的大 尺寸集成电路级硅片进口依赖严重。

12 英寸硅片为先进制程的主流方案。制程 20nm 以下的芯片性能强劲，主要用于移动 设备、高性能计算等领域，包括智能手机主芯片、计算机 CPU、GPU、高性能 FPGA、 ASIC 等。制程 14nm-32nm 的芯片则应用于 DRAM、NAND Flash 存储芯片、中低端处理 器、影像处理器、数字电视机顶盒等产品。45-90nm 中高端产品中，12 英寸也逐渐成 为首选。制程 45-90nm 的芯片主要用于性能略低，而对成本和生产效率要求高的领 域，例如手机基带、WiFi、GPS、蓝牙、NFC、ZigBee、NOR Flash、MCU 等。

消费升级，终端市场持续向好，硅片需求逐步扩大，12 寸硅片市场不断渗透。8 英寸和 12 英寸硅片作为主流硅片产品，在终端市场带动下需求将持续扩大。据 SEMI 统 计，2019 年晶圆管面积出货量将达 11,810 百万平方英寸，并预计 2023 年达到 13,761 百万平方英寸,增速稳定。同时，全球 12 英寸硅片市场占比不断提高，预计 2021 年 将达到 71.20%，并有望继续扩大。

2.2.2 光刻胶

光刻胶是微电子技术中微细图形加工的重要关键材料，国内光刻胶自给率较低。光 刻胶成本约占整个芯片制造工艺的 30%，耗费时间约占整个芯片制造工艺的 40%-60%， 是半导体制造中最核心的工艺。目前国内光刻胶自给率仅 10%，主要集中于技术含量 相对较低的 PCB 领域。G 线、I 线光刻胶的自给率约为 20%，KrF 光刻胶的自给率不 足 5%，12 寸硅片的 ArF 光刻胶目前尚无国内企业可以大规模生产。

中国光刻胶集中 PCB 领域，高技术光刻胶市场份额低。从全球市场来看，LCD 光刻胶 占比较高，为 26.6%，但中国光刻胶市场集中于技术水平较低的 PCB 领域，占比达 94.4%，LCD 光刻胶和半导体光刻胶所占份额非常低。

全球光刻胶市场预计可达 20 亿美元，国内市场广阔。2017 年，从全球区域市场来看， 中国半导体光刻胶市场规模占全球比重最大，达到 32%。其次是美洲地区，其光刻胶 市场规模占全球比重为 21%。据前瞻产业研究院统计，2017 年全球半导体光刻胶市场 规模达到 12 亿美元，预期未来市场加速扩张，2023 年可达 20 亿美元

2.2.3 电子特种气体

电子气体是指用于半导体及相关电子产品生产的特种气体，被广泛应用于国防军事、 航空航天、新型太阳能电池、电子产品等领域，是电子工业体系的核心关键原材料之 一。其行业技术壁垒在于从生产到分离提纯以及运输供应阶段，一直受到欧美发达国 家的技术封锁，并且行业集中度高，美国气体化工、美国普莱克斯、法国液化空气、 日本大阳日酸株式会社和德国林德集团五家公司垄断全球特种气体 91%的市场份额， 国内相关企业主要集中在中低端市场。

2.2.4 高纯溅射靶材

高纯溅射靶材是集成电路制造过程中的关键材料。高纯溅射靶材主要是指纯度为 99.9%-99.9999%的金属或非金属靶材，应用于电子元器件制造的物理气象沉积工艺， 是制备晶圆、面板、太阳能电池等表面电子薄膜的关键材料。根据应用领域不同，可 将其分为半导体靶材、面板靶材、光伏靶材等。高纯溅射靶材技术门槛高、设备投资 大，行业集中度较高，前五大厂商占比合计超过 80%，主要分布于美、日等国家。

下游行业持续放量，半导体靶材市场规模不断扩张。半导体芯片的金属溅射靶的作用 是制造金属线，将信息传输到芯片。据 SEMI 统计，溅射靶材占半导体密封材料市场 的 2.7%左右。2019 年全球溅射靶材市场规模为 163 亿美元，预计 2020 年将达到 190 亿美元；中国半导体用靶材市场规模为 47.7 亿元，预计 2022 年将达到 75.1 亿元。

2.2.5 化学机械抛光材料

化学机械抛光（CMP）是集成电路制造过程中实现晶圆全局均匀平坦化的关键工艺。 抛光材料是 CMP 工艺过程中必不可少的耗材，但是技术壁垒高且客户认证时间长，一 直以来处于寡头垄断的格局。根据功能的不同，抛光材料可划分为抛光垫、抛光液、 调节器、以及清洁剂等，其中抛光液占据 49%的市场份额，抛光垫占据了 33%的市场 份额。全球芯片抛光液市场主要被美国、日本、韩国等企业垄断，占全球高端市场份 额 90%以上。CMP 抛光垫方面，陶氏杜邦占 79%的市场份额。

中国抛光材料市场发展迅速，未来可期。2019 年，全球抛光垫和抛光液的市场规模 分别为 7 亿美元和 12 亿美元，较去年同期有所增长。中国 CMP 抛光液市场销售规模 增长迅速，从 2014 年的 12.1 亿元增长到 2018 年的 17.7 亿元，年复合增长率为 10.0%，预计 2023 年市场规模将达到 24.4 亿元。CMP 抛光垫过去五年年复合增长率 为 9.7%，2018 年市场规模为 10.3 亿元，预计 2023 年市场规模达到 14.3 亿元。

CMP 抛光步骤不断增加，CMP 材料需求有望继续突破。由于工艺制程和技术节点不同， 每片晶圆在生产过程中都会经历几道甚至几十道 CMP 抛光工艺。随着未来芯片尺寸 不断减小的趋势，抛光的步骤将不断增加，相关需求也将不断增加，未来的发展潜力 巨大。

2.2.6 碳化硅和氮化镓

第三代半导体核心材料—碳化硅和氮化镓。第一代半导体材料主要用于分立器件和 芯片制造；第二代半导体材料主要用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件， 也是制作高性能微波、毫米波器件的优良材料，广泛应用在微波通信、光通信、卫星 通信、光电器件、激光器和卫星导航等领域；第三代半导体材料广泛用于制作高温、 高频、大功率和抗辐射电子器件，应用于半导体照明、5G 通信、卫星通信、光通信、 电力电子、航空航天等领域。氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）是第三代半导体材料较 为成熟、最具有发展前景的两种材料。

第三代半导体投资热度较高。据 CASA 统计，2019 年 SiC 投资 14 起，金额 220.8 亿 元，