本文詳細剖析了16個新材料供應鏈：

碳纖維：我國企業產能擴張速度較快但核心技術缺失嚴重，高附加值的航空航天用碳纖維仍被“卡脖子”。

汽車鋁板：我國企業核心設備與技術均需進口，高性能產品產能尚待提升。

聚酰亞胺：產品多用于軍用領域，我國電子級PI薄膜質量落后于國際先進水平

SiC纖維：日美企業統治全球市場，我國第三代SiC纖維產業化處于起步階段

硅片：我國企業產能集中于6英寸硅片，12英寸大硅片國產化率較低。

碳化硅：美國企業一家獨大，我們龍頭企業開始批量生產，進口依賴度度達80%。

半導體濺射靶材: 日美廠家占據壟斷地位，我國國產化率僅20%。

尼龍66：己二腈技術有所突破，國內企業加速布局，全產業鏈進口替代可期。

聚乳酸：我國企業產能份額不斷上升，原材料供應與生產工藝制約進一步發展。

電子陶瓷：我國企業占據中低端市場，陶瓷粉末技術有待突破，被日美卡脖子。

光學膜：PVA膜、TAC膜、增亮膜、擴散膜等基膜被日韓企業卡脖子。

光刻膠：我國半導體光刻膠國產化率2%，KrF、ArF光刻膠對外依賴最為嚴重。

有機發光材料：我國企業主要生產粗單體、中間體，終端成品材料有待突破。

聚苯醚：我國企業產銷量躋身世界前列，但仍供不應求，品質、產量、品種牌號等方面與歐美企業尚有差距。

對位芳綸：產能尚停留于千噸級，良品率與產品質量嚴重阻礙產業發展。

高吸水性樹脂：總產能邁入國際第一梯隊，低端產能過剩，高端產能不足。

 一、新材料供應鏈安全值得重視

1、全球供應鏈安全面臨挑戰

在百年未有之大變局、國際關系愈發復雜的今天，供應鏈安全將會成為未來很長一段時間我國關注的重要問題。

2、我國高端新材料技術和生產偏弱，國產化需求迫切

我國高端新材料技術和生產偏弱，近年來產能雖有顯著提高，但未能滿足國內高端產品需求，材料強國之路任重而道遠。根據工信部2019年的報告顯示，我國新材料產業還有32%的關鍵材料處于空白狀態，需要進口關鍵新材料達52%，進口依賴度高，尤其是智能終端處理器、制造及檢測設備、高端專用芯片領域，進口依賴度分別達70%，95%，95%，存在巨大的國產化空間。

《“十四五”規劃》為新材料發展提供政策支持。2021年3月13日，《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》發布，其中明確提出深入實施制造強國戰略，并對高端新材料的發展做出明確指示：推動高端稀土功能材料、高品質特殊鋼材、高性能合金、高溫合金、高純稀有金屬材料、高性能陶瓷、電子玻璃等先進金屬和無機非金屬材料取得突破，加強碳纖維、芳綸等高性能纖維及其復合材料、生物基和生物醫用材料研發應用，加快茂金屬聚乙烯等高性能樹脂和集成電路用光刻膠等電子高純材料關鍵技術突破。同時，規劃提出要發展壯大戰略性新興產業，聚焦新一代信息技術、生物技術、新能源、新材料、高端裝備、新能源汽車、綠色環保以及航空航天、海洋裝備等戰略性新興產業，加快關鍵核心技術創新應用，增強要素保障能力，培育壯大產業發展新動能。

02 我國新材料突圍進展如何

1、輕量化材料

（1）碳纖維：核心生產技術集中在日本、美國，我國龍頭企業正逐步打破國外技術壟斷

碳纖維產業概況

碳纖維是比強度和比剛度最高的高性能纖維，用途十分廣泛。碳纖維(Carbon Fiber)是由聚丙烯腈(PAN)(或瀝青、粘膠)等有機纖維在高溫環境下裂解碳化形成的含碳量高于90%的碳主鏈結構無機纖維，是實現大批量生產的高性能纖維中具有最高比強度（強度比密度）和最高比剛度（模度比密度）的纖維。碳纖維材料以其出色的性能被用于航空航天、風電、體育休閑、汽車等多個領域，是新材料領域用途最廣泛、市場化最高的材料。

碳纖維生產工藝流程長，技術壁壘極高。按原絲類型分，碳纖維可分為聚丙烯腈(PAN)基碳纖維、瀝青基碳纖維和粘膠基碳纖維。其中，PAN基碳纖維占市場份額的90%以上。PAN基碳纖維是以丙烯腈為原材料進行聚合反應生成聚丙烯腈，聚丙烯腈經過紡絲得到聚丙烯腈原絲，再通過對原絲進行預氧化、碳化、表面處理等工藝而得。碳纖維生產工藝流程長，整個過程連續走絲，需要對參數精確控制，每個環節都會影響到碳纖維成品的質量和性能。原絲制備是碳纖維生產的核心環節，原絲的質量直接決定著最終碳纖維產品的質量、產量和生產成本，原絲成本占整個碳纖維生產成本的五成以上。

行業預計未來十年碳纖維需求量將翻3~4倍，到2030年達到40萬噸的規模。自2015年來，世界碳纖維需求量一直保持約12%的增長，近兩年由于疫情原因，航空業受挫影響了高價值的高性能碳纖維銷售，增速有所放緩。但由于碳纖維下游應用市場持續發力，未來碳纖維市場規模有望翻倍式增長。碳纖維市場的四大應用行業是風電葉片、航空航天、體育休閑、汽車，2021年四大下游行業碳纖維需求量的占比超過65%。

日本東麗是世界上高性能碳纖維研究與生產領域的“領頭羊”，其他國家基本上處于追趕階段。國際上碳纖維的生產起步于20世紀60年代，經過五十余年的發展，生產工藝技術已經成熟。日、美等少數發達國家掌握了世界碳纖維的核心生產技術，尤其是新近開發的先進技術主要掌握在日本東麗、東邦帝人、三菱麗陽三大碳纖維生產企業中。從產能數據來看，日本東麗是世界最大的碳纖維制造企業（含收購卓爾泰克產能），擁有碳纖維產能5.75萬噸，占全球碳纖維運行產能的27.7%，其生產的碳纖維綜合競爭力全球排名第一，業內一般對標東麗的產品標準進行研發。其他主要的海外廠商包括美國赫氏（Hexcel）、日本東邦（Toho/Teijin）、日本三菱麗陽（MCCFC）、德國西德里（SGL）、臺塑（FPC）等。中國也涌現了諸如吉林化纖、中復神鷹、寶旌、新創碳谷、恒神、光威復材等碳纖維生產企業。

碳纖維國產替代情況

近年來我國碳纖維產能快速擴張，產能利用率快速提升。近年來受下游需求拉動，我國碳纖維產能快速擴張，2021年我國碳纖維運行產能6.35萬噸，同比增長75.41%，占全球碳纖維運行產能的30.5%，產能規模全球第一。過去我國碳纖維產業“有產能無產量”的現象較為嚴重，產能利用率遠低于國際平均水平，近年來隨著國內企業不斷實現技術突破，產能利用率快速提升，從2016年的14.94%增長至2020年的51.1%，但較65%-85%的國際普遍水平仍有一定提升空間。

我國碳纖維市場國產替代趨勢明顯。近年來我國碳纖維市場需求不斷提升，2021年我國碳纖維市場需求量達6.24萬噸，同比增長27.7%。國產化率從2016年的18.4%提升至2021年的46.9%，國產替代趨勢明顯。主要原因一是受疫情影響碳纖維進口難度增加；二是日本、美國等國限制碳纖維對華出口，國內需求缺口增加；三是國內碳纖維新產能投放，產量增加。

我國碳纖維產品需求結構存在進一步升級的空間。我國碳纖維應用以風電葉片和體育休閑為主，而高附加值的航空航天應用占比不到5%，與全球水平存在顯著差距。從單價來看，應用于航空航天領域的碳纖維單價達7.2萬美元/噸，價格水平為其他領域碳纖維價格的 2.5 倍以上。

龍頭企業正逐步打破國外技術壟斷。經過長期的技術積累，我國以吉林化纖、中復神鷹、寶旌、新創碳谷、恒神股份、光威復材等為代表的國內碳纖維龍頭企業正逐步打破國外技術壟斷，產能規模不斷擴張，部分企業產品性能與國際龍頭比肩。

（2）鋁合金汽車車身板：有效產能主要分布在歐美，國內僅南山鋁業具有批量供應能力

鋁合金汽車車身板產業概況

鋁合金是理想的輕量化材料，迎合了汽車輕量化的趨勢。鋁合金是鋁和鎂、銅、硅、錳各種金屬元素的產物，在和鋼結構保持相同強度的條件下，比鋼輕50%。鋁合金塑性好，可加工成各種型材，且具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性，且鋁合金的回收率達到 80%，對環境的破壞較小，是理想的輕量化材料，被廣泛應用于飛機、汽車、火車、船舶等制造工業。在應對氣候變化、推動綠色發展的大趨勢下，鋁合金成了各國汽車制造商滿足環保政策采用的主要減重手段之一。依照世界鋁業協會的數據，汽車每減少10%的重量，可減少6%-8%的排放；每減少100kg重量，汽車百公里燃油消耗量能減少0.4-0.5升。

汽車用鋁合金主要分為四種：鑄造鋁材、鍛造鋁材、擠壓鋁材和壓延鋁材。使用最多的是鑄造鋁材，占比超過70%。鋁合金車身板屬于壓延鋁材，約占汽車用鋁量的10%-15%，可用于生產如引擎蓋等多個汽車車身的大型部件。

全球新能源汽車銷量迅速躍升，推高汽車鋁板需求。當前燃油車是汽車鋁材消耗的主力，未來新能源車市場將成為汽車用鋁的主要增量市場。從2016年到2021年，全球新能源汽車銷量從75萬輛躍升至約650萬輛，過去五年復合增長率高達 53.7%。據EVTANK最新預測，2030年全球新能源汽車銷量有望達到4780萬輛，占當年新車銷量的比例接近50%。并且就單車耗鋁量而言，純電動車平均單車耗鋁量比燃油車高約30kg。與此同時，汽車鋁板是汽車用鋁部件中增長最快的部分：依據duckerworldwide的估計，2015至2020年，北美汽車平均用鋁量增長了約18%，期間汽車“四門兩蓋“平均用鋁量增長高達163%。在需求端的良好預期下，預計至2025年世界車用鋁板需求將超過400萬噸。

汽車鋁板有效產能主要分布在歐美地區，美國企業占據絕對領先地位。2020年全球汽車鋁板年產能約在390萬噸附近，集中在北美洲、歐洲和亞洲地區，中國產能占全球比重約26.2%，居于世界第二，但產能多為淘汰產能和落后產能，產能利用率嚴重偏低。從企業來看，全球汽車板產能主要集中在諾貝麗斯、肯聯鋁業、美國鋁業、美國特殊合金、海德魯、日本神戶鋼鐵等國外企業。其中，美國企業利用其多年技術積累和全球化布局的優勢，牢牢占據了汽車鋁板產能的前幾大席位。由于汽車車身鋁板對使用性能及表面質量具有嚴格標準，國內生產企業設備和技術都存在一定壁壘，南山鋁業是國內唯一可以批量供應全系列、全型號覆蓋的內資企業。

鋁合金汽車車身板國產替代情況

我國車用鋁板需求量大幅上升，自給率僅約50%。2020年國內汽車年產量約為2500萬輛。按照汽車鋁化率30%、汽車鋁板占車用鋁材10%測算，我國2020年汽車鋁板的需求在38萬噸左右。2020年國內車用鋁板生產廠家總產量約18.6萬噸，車用鋁板自給率達到48.95%。隨著國家對新能源車產業的大力支持，部分省市已開始制定禁售燃油車的時間表，新能源車銷量還會進一步提升，從而繼續推動車用鋁板需求增長。

我國單車用鋁量相較歐美仍有較大提升潛力。2020年我國汽車平均單車用鋁量僅130公斤，離歐洲的179公斤、北美的211公斤有較大差距，國內汽車用鋁產業還有很大增長潛力。根據世界鋁業協會的估計，2025年國產汽車用鋁量能夠突破單車180kg，鋁板等壓延鋁材占比由現在的13%提升至18%，按照汽車鋁板占壓延鋁材50%計算，2025年國內汽車鋁板年需求量能夠達到60萬噸。

國內企業汽車鋁板研究滯后，高性能產能尚待提升。中國汽車輕量化起步不足十年，對于汽車用鋁的研究較為滯后。中國企業自2013年來陸續開始對汽車鋁板進行研發，存在技術難度高、資金投入大、產品認證緩慢的問題。國內生產企業大多都沒有技術基礎，整條生產線生產設備均需進口，生產工藝多處于仿制國外階段。國內生產廠家90%的產量為內板，生產技術較為復雜的外板產能以合資廠商諾貝麗斯、神戶鋼鐵為主。南山鋁業是國內首家“四門兩蓋”鋁板生產商，也是本土唯一能批量生產內外板的企業。目前擁有汽車板在產產能20萬噸，開工率為30%，另有在建產能20萬噸。

2、航空航天材料

（1）聚酰亞胺（PI）：行業寡頭壟斷特征明顯，我國高端聚酰亞胺材料制造明顯落后

聚酰亞胺產業鏈產業概況

聚酰亞胺（PI）是綜合性能突出的有機高分子材料，被譽為“二十一世紀最有希望的工程塑料之一”。該材料的使用溫度范圍很廣，能在-200～300℃的環境下長期工作，短時間耐受 400℃以上的高溫。同時，該材料還具有高絕緣強度、耐溶、耐輻照、保溫絕熱、無毒、吸聲降噪、易安裝維護等特點。當前，聚酰亞胺已廣泛應用在航空航天、船舶制造、半導體、電子工業、納米材料、柔性顯示、激光等領域。根據具體產品形式的不同，聚酰亞胺應用方向可以細分為PI泡沫、PI薄膜、PI纖維、PI基復合材料、PSPI等多種產品。

聚酰亞胺薄膜（PI 膜）是最早進入商業流通且用量最大的PI材料。2021年，全球PI薄膜消費量1.63萬噸，預計到2030年將達到2.9萬噸，年均復合增長率達6.5%，全球PI薄膜市場規模22.5億美元。

PI薄膜行業呈寡頭壟斷，產能集中于美、日、韓。生產高性能PI膜對設備定制、制作工藝、技術人才等方面要求苛刻，再加上發達國家行業寡頭對PI薄膜生產技術、生產工藝進行嚴格保護。目前這一領域呈現寡頭壟斷的競爭格局，90%以上的市場份額掌握在美國、日本、韓國生產商的手中。杜邦（Dupont）、日本宇部興產（Ube）、鐘淵化學（Kaneka）、日本三菱瓦斯MGC、韓國PI尖端素材（原SKPI）以及中國臺灣地區達邁科技（Taimide）是當前全球聚酰亞胺薄膜的主要生產商。

其他PI產品應用大多局限于軍事領域，尚未形成大規模商業化應用。聚酰亞胺纖維目前售價較高，目前主要以其獨特的低溫適用性（勝任外太空-100℃以下溫度環境）用于航空航天領域。目前實現大規模生產的廠商只有目前德國Evonik（P84纖維）和我國長春高琦（軼綸纖維）。PI泡沫目前最為重要的應用為艦艇用隔熱降噪材料，美國海軍已把 PI 泡沫用作所有水面艦艇和潛艇的隔熱隔聲材料，INSPEC 公司生產的SOLIMIDE 泡沫已被超過 15 個國家制定用于海軍船舶的隔熱隔聲體系，但其暫未大規模進入民用領域。

聚酰亞胺產業鏈國產化進程

整體來看，雖然我國高等院校、研究所、多領域頭部公司已布局多種類型聚酰亞胺材料的研究開發工作。但是，在高性能、特種用途的聚酰亞胺材料制造方面，我國仍明顯落后于發達國家。

PI泡沫領域：我國在技術研發和生產方面均與發達國家存在著明顯差距，仍處于起步階段。在發達國家嚴密封鎖PI泡沫技術的大背景下，我國國產PI泡沫有明顯的需求缺口，國內產品開發多集中于技術專利階段，尚未形成大規模產業化應用。目前我國參與PI泡沫研發的機構主要包括中科院長春應用化學研究所、中科院寧波材料所、天晟新材、康達新材、青島海洋等。其中，康達新材與青島海洋兩家聚酰亞胺泡沫產品通過了軍方鑒定，取得了實質性進展。

PI纖維領域：我國PI纖維領域布局早，目前已實現大規模連續生產，產品綜合性能達到國際先進水平。2006年，中科院長春應化自主研發的PI纖維性能實現了對美國杜邦公司Kevlar-49的超越。2010年，中科院長春應化所與長春高琦聚酰亞胺材料公司合作開展PI纖維的產業化工作，2013年，長春高琦PI纖維年產能已達到1000噸，已基本可以滿足軍隊對于該項材料的需求。此外，江蘇奧神新材料、江蘇先諾、科聚新材等公司均在PI纖維領域取得生產技術的重要突破，關鍵性能指標有了進一步提高。

在PI薄膜領域：已實現電工級PI薄膜的大規模生產，但電子級PI薄膜仍對國外有較大依賴，進口依存度達到80%。自20世紀70年代，我國開始嘗試自主研發PI薄膜的生產工藝。1993年，深圳興邦電工器材完成國內第一條PI薄膜的工業化產線。截至目前，國內已有桂林電器、山東萬達微電子、株洲時代、深圳瑞華泰等數十家企業具備PI薄膜的生產能力或規劃生產。在制造過程相對簡單的電工級PI薄膜領域，我國已經實現大規模生產，產品質量處于全球領先位置。但是，由于我國原材料、設備等其他環節發展水平有限，國內高端PI膜的制造水平仍明顯落后于發達國家。在電子級PI膜領域中，我國產能與質量方面與國外廠商相差較大。根據頭豹研究院數據，我國電子級PI薄膜進口依存度達到80%，美日等發達國家掌握著全球電子級PI膜的定價權，獲取高額利潤，并對我國產業鏈自主可控產生一定威脅。

（2）碳化硅纖維：在西方國家的技術封鎖下，我國第三代SiC纖維產業化仍處于起步階段

 碳化硅纖維產業鏈全球競爭格局

碳化硅纖維具有優異的耐熱性、耐氧化性和強度，在軍工領域有較高使用價值。SiC纖維是一種以有機硅化合物為原料，經紡絲、碳化或氣相沉積而制得的具有β-碳化硅結構的無機纖維，屬于陶瓷纖維一類。自20世紀80年代SiC纖維問世以來，SiC纖維已有三次明顯的產品迭代，其耐熱性與強度都得到了明顯增強。目前，第三代SiC纖維的最高耐熱溫度達1800-1900℃，耐熱性和耐氧化性均優于碳纖維。材料強度方面，第三代SiC纖維拉伸強度達 2.5～4GPa，拉伸模量達290～400GPa，在最高使用溫度下強度保持率在 80%以上。

目前，SiC纖維的潛在應用包括耐熱材料、耐腐蝕材料、纖維增強金屬、裝甲陶瓷、增強材料等方向，在航空航天、軍工裝備、民用航空器等領域有較高使用價值。

預計未來各國對航空航天領域的投入加大，推動SiC纖維規模高速增長。根據Stratistics MRC預測，2026年SiC纖維的市場規模將增長至35.87億美元，2017~2026年間復合年增長率將達到34.4%。SiC纖維下游最主要的應用之一是SiC纖維復合陶瓷基材料（CMC材料），未來十年，伴隨著綜合國力的增強以及國際形勢的不確定性，以中國為代表的主要發展中國家有望加大航空航天領域的投入力度。在此背景下，憑借輕量化、高耐熱、抗氧化的顯著優勢，CMC材料的使用率有望大幅增長。根據MarketsandMarkets預測，到2031年，全球CMC材料市場規模將達到250億美元，2021~2031年間復合年增長率將達到11.0%。

日本碳素公司和宇部興產公司SiC纖維產量占到全球的80%。經歷了幾十年的發展，美日等發達國家已經形成了多個代際的SiC纖維產品體系，并推出了高性能、高純度、高價值的第三代SiC纖維產品。目前，日本碳素公司（Nippon Carbon）和宇部興產公司（Ube Industries）的SiC纖維產品產量最大，能達到百噸級。根據新思界產業研究中心發布的《2020-2024年中國碳化硅纖維增強復合材料行業投資潛力及發展前景研究報告》，2020年，這兩家公司SiC纖維產量占到全球的80%。

碳化硅纖維國產替代情況

我國已經具備第二代SiC纖維量產能力，第三代SiC纖維產業化仍處于起步階段，進口依賴度在70%以上。連續碳化硅纖維在航空航天、國防軍工等領域有極高的應用價值，屬于軍事敏感物資。因此，西方發達國家對碳化硅纖維產品、技術實施嚴格的保密封鎖，中國只能依靠自主研發實現高性能碳化硅纖維的國產化。國內研制單位主要包括國防科技大學、廈門大學，以這兩所高校為中心部署產業化能力。其中，火炬電子與廈門大學合作，蘇州賽菲、寧波眾興新材對國防科技大學研究成果進行轉化。截至目前，針對第二代SiC纖維，以上三家公司均已建成年產10噸級產線；針對第三代SiC纖維，僅火炬電子具備量產能力, 目前國內SiC纖維產品70%以上依賴進口，國產替代空間廣闊。

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