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1、请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证券研究报告|20232023年年1212月月2929日日超配超配聚醚醚酮(聚醚醚酮(PEEKPEEK)行业专题)行业专题性能优异的特种工程塑料,高景气度应用场景不断扩充性能优异的特种工程塑料,高景气度应用场景不断扩充核心观点核心观点行业研究行业研究行业专题行业专题基础化工基础化工超配超配维持评级维持评级证券分析师:杨林证券分析师:杨林联系人:王新航联系人:王新航55-S0980520120002市场走势资料来源:Wind、国信证券经济研究所整理相关研究报告国信化工周观点-国际油价持续反弹,LNG、制冷剂价格上
2、涨2023-12-2212 月暨 2024 年度化工行业投资策略:布局上游核心资源品,推荐下游新兴化学品 2023-11-30国信化工周观点-国际油价大幅下行,HFCs 配额方案正式出台2023-11-10化工行业 2023 年 11 月投资策略-看好油气、钾肥、轮胎、阿洛酮糖、电子气体的投资方向 2023-10-31国信化工周观点-钾肥、萤石价格企稳向上,海外天然气价格持续上涨 2023-10-27PEEKPEEK 是综合性能和产品附加值最高的特种工程塑料,应用场景广泛。是综合性能和产品附加值最高的特种工程塑料,应用场景广泛。PEEK可长时间在高温条件(260)下使用,耐老化性能好,同时具备
3、出色的韧性、耐冲击性、耐蠕变性、耐疲劳性,综合机械能高于其他热塑性树脂,被公认为性能最好的热塑性塑料之一。此外,PEEK 及复合增强类 PEEK综合性能也优于部分普通金属及合金,可在部分应用场景中实现对金属材料的替代。目前 PEEK 已在汽车、电子、工业及能源、医疗、航空航天等领域的关键部件、特殊工况应用场景中得到了广泛应用和认可。供应端:打破国外技术垄断,我国已形成完整供应端:打破国外技术垄断,我国已形成完整PEEKPEEK 产业链。产业链。PEEK生产技术曾长期被英国威格斯垄断,2005年以来,吉林大学、中研股份等单位先后自主研发出 PEEK 合成技术,并在 2010 年前后进行商业化推广
4、,2021 年国内PEEK 年产能已突破2000 吨,规划产能超6000 吨,全球的PEEK 产能正加速向中国转移。但需要注意的是,通常PEEK 材料项目从前期准备到项目正式投产运行再到通过下游客户验证至少需要3-5年以上的时间,而规模较小的企业也缺少持续进行工艺参数优化的产量基础,规划产能完全投放可能需要更长时间,因此我们预计未来3-5 年国内 PEEK 材料存在产能过剩的风险较低。此外,在上游原料方面,氟酮是合成PEEK 最关键的原材料,全球氟酮产能主要集中在我国,新增产能不断投放,国内产能相对充足;而氟酮原料氟苯今年以来价格已大幅下降,PEEK 行业成本压力较去年有所缓解。需求端需求端:
5、下游高景气度应用场景不断扩充,下游高景气度应用场景不断扩充,PEEKPEEK 需求快速增长。需求快速增长。展望未来,我们认为PEEK材质漆包线在新能源汽车800V高压电机中的渗透率有望不断提升,人形机器人的轻量化趋势也有望对PEEK 材料需求形成长期支撑,而在高价值的医疗领域,PEEK 也有望凭借较好的生物相容性和可塑性逐步替代钛合金等传统骨科材料,同时 PEEK 材料在汽车零部件、电子信息、工业及能源等其他传统应用领域的需求也将保持较快增速。因此,我们预计未来3-5年国内 PEEK 市场年需求量有望保持 20%左右的较快增速,有利于国内PEEK树脂生产企业进行规模扩张和产品升级。国内企业有望
6、凭借高性价比逐步进行进口替代国内企业有望凭借高性价比逐步进行进口替代,缩小与国际巨头的差距缩小与国际巨头的差距。近些年来,国产PEEK 产品质量不断提升,逐步缩小了与国外产品的差距,同时,得益于较低的原料、人工、能源成本,国产PEEK 在价格上具有较强的竞争力,因此近些年国产PEEK 材料的市场占有率正持续提升。在PEEK制品下游应用与产业推广方面,国内企业与国际巨头相比仍有一定差距,而随着国内企业持续进行研发投入,我国PEEK 材料在应用方面的短板正不断缩小,具有技术及产能优势的国内头部企业有望不断优化工艺参数、提高客户服务水平,不断提升其市场份额。风险提示风险提示:下游产品对PEEK需求不
7、及预期的风险;其他材料对PEEK 形成替代的风险;市场竞争加剧的风险;上游原材料价格大幅波动的风险。投资建议投资建议:建议关注国内具有技术优势的PEEK树脂生产企业【中研股份中研股份】,公司是全球第4 家PEEK 年产能达到千吨级的企业,也是PEEK年产量最大的中国企业,产品性能已达国际先进水平,国内市场份额正持续提升。考虑短期估值水平较高、PEEK 材料需求大幅放量仍有待下游行业进一步验证、公司IPO募投项目仍处于建设阶段等原因,暂未给予投资评级,建议关注。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证券研究报告2内容目录内容目录PEEKPEEK:综合性能和附加值最高的特种工程塑
8、料:综合性能和附加值最高的特种工程塑料.5 5PEEK 是特种工程塑料中的明珠.5供应端:打破国外技术垄断,我国已形成完整供应端:打破国外技术垄断,我国已形成完整 PEEKPEEK 产业链产业链.9 9经四十余年发展,目前 PEEK 行业已形成“一超多强”竞争格局.9PEEK 生产工艺复杂,行业壁垒颇高.10氟酮是 PEEK 的核心原料,氟苯价格下行缓解氟酮成本压力.12需求端需求端:下游高景气度应用场景不断扩充,下游高景气度应用场景不断扩充,PEEKPEEK 需求有望保持快速增长需求有望保持快速增长.1515(一)汽车领域零部件材料升级与高压电机漆包线对 PEEK 需求逐步提升.16(二)医
9、疗级 PEEK 材料用量不大但价值很高.18(三)PEEK 材料在半导体生产制造环节和终端电子产品中均有广泛应用.19(四)PEEK 已广泛应用于航空航天零部件中,在主结构件中的应用值得期待.20(五)人形机器人减重需求明确,使用 PEEK 构件是潜在解决方案.21预计未来几年国内 PEEK 需求仍将保持较快增长.23相关标的相关标的中研股份中研股份.2424投资建议投资建议.2929风险提示风险提示.2929oXgUaXqUgXpW8VvXoYmV6MaO8OsQpPtRnRfQpPqRjMrRmO9PoPpPuOrNpOMYmNrR请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证
10、券研究报告3图表图表目录目录图1:常用普通塑料、工程塑料及特种工程塑料性能对比图.5图2:常见工程塑料价格.5图3:PEEK 常见产品形态.7图4:高性能热塑性复合材料图.7图5:PEEK 纯树脂.7图6:碳纤增强 PEEK 树脂.7图7:PEEK 产业链.8图8:PEEK 生产流程.11图9:PEEK 核心生产技术.12图10:PEEK 合成方法.13图11:2022 年中研股份纯树脂颗粒成本构成.13图12:2021 年中欣股份纯树脂料原料成本构成.13图13:FridelCrafts 酰基化法生产氟酮 DFBP.14图14:2017-2023 年 12 月中国氟苯市场价格.14图15:2
11、020-2022 年中研股份氟酮采购价格.14图16:2012-2021 年中国 PEEK 产品市场消费量.15图17:2019 年全球 PEEK 消费结构(按地区).15图18:2019 年全球 PEEK 消费结构(按应用).15图19:使用 PEEK 材料制造的汽车用齿轮.16图20:使用 PEEK 材料制造的钢背轴承.16图21:华为 DriveONE 800V 碳化硅黄金动力平台.17图22:PEEK 漆包线及在电机中的应用.17图23:使用 PEEK 材料制造的医疗器械.18图24:康拓医疗医疗级 PEEK 材料采购价格.18图25:CMP 抛光模块示意图.20图26:300mm 晶
12、圆保持环.20图27:全球商用飞机运营数量.21图28:特斯拉第二代人形机器人采用了更多的关节及轻量化材料.22图29:特斯拉人形机器人关节设计示意图.23图30:特斯拉人形机器人手指驱动装置示意图.23图31:中研股份发展历程.24图32:中研股份营收及增速.25图33:中研股份归母净利润及增速.25图34:中研股份营收构成(按产品).25图35:中研股份营收构成(按地区).25图36:中研股份 PEEK 精制车间.26图37:中研股份与威格斯 PEEK 产品售价对比.27请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证券研究报告4图38:中研股份与威格斯 PEEK 产品毛利率对比
13、.27图39:英国威格斯亚太地区销售数量及中研股份销量变化图.27图40:威格斯营收构成(按下游应用).28图41:2022 年中研股份营收构成(按下游应用).28表1:PEEK 与主要工程塑料、特种塑料性能对比.6表2:PEEK 与钢及铝合金性能对比.6表3:2021 年全球主要 PEEK 生产商情况.9表4:国内 PEEK 市场现有及规划产能.10表5:国内 DFBP 产能统计.13表6:PEEK 产品主要应用领域.16表7:800V 路径下 PEEK 线及厚漆膜漆包线对比.17表8:PEEK 与常用医用金属性能对比.18表9:医疗领域对 PEEK 需求测算.19表10:连续 CF/PEE
14、K 复合与碳纤粉改性 PEEK、铝合金性能对比.22表11:PEEK 国内市场空间测算.23表12:中研股份和英国威格斯 PEEK 产品下游的主要应用行业情况.28表13:中研股份 PEEK 现有及规划产能.28请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证券研究报告5PEEKPEEK:综合性能和附加值最高的特种工程塑料综合性能和附加值最高的特种工程塑料PEEKPEEK 是特种工程塑料中的明珠是特种工程塑料中的明珠PEEKPEEK 是是综合性能和产品附加值综合性能和产品附加值最高的最高的特种工程塑料特种工程塑料。工程塑料是指能长期作为结构材料承受机械应力,并在较宽的温度范围内和较为
15、苛刻的化学物理环境中使用的塑料材料。与 PP 等普通塑料相比,工程塑料拥有更加优异的机械性能、电性能、耐化学性、耐热性、耐磨性、尺寸稳定性等优点。而特种工程塑料则是根据特殊用途需求而研制的,与通用工程塑料相比性能更优异、更耐高温和腐蚀,能够应对各种严苛和复杂工况的要求。目前真正有应用价值并实现产业化的特种工程塑料不足 10 个,而 PEEK 在综合性能和产品附加值上均处于特种工程塑料的顶端。图1:常用普通塑料、工程塑料及特种工程塑料性能对比图图2:常见工程塑料价格资料来源:中研股份招股说明书,国信证券经济研究所整理资料来源:中研股份、优巨新材招股说明书、Wind、百川盈孚、瑞华泰年报,国信证券
16、经济研究所整理注:PI 薄膜均价取自瑞华泰热控、电子、电工整体均价PEEKPEEK 性能全面性能全面,是公认的全球性能最好的热塑性材料之一是公认的全球性能最好的热塑性材料之一。PEEK,中文名称为聚醚醚酮,是在主链结构中含有一个酮键和两个醚键的重复单元所构成的高聚物,属于半结晶的特种工程塑料,综合性能非常全面。1 1)在耐热性能方面,)在耐热性能方面,PEEK 熔点为 343,玻璃化转变温度为 143,长期使用温度高达 260,短期工作温度可达到 300,远高于普通塑料和工程塑料。与其他耐高温塑料如 PI、PPS、PTFE、PPO 等相比,使用温度上限高出近 50。此外,PEEK 还具有突出的
17、耐热老化性能,250下保温 3000 h 后,弯曲强度几乎不变;2 2)在机械性能方面,)在机械性能方面,PEEK 具有强度高和模量大的特性,同时具备出色的韧性、耐冲击、耐蠕变、耐疲劳等性能,其综合机械性能高于其他热塑性树脂。3 3)在耐磨性能方面,)在耐磨性能方面,PEEK 树脂摩擦学特性突出,具有一定的自润滑性能,磨损率极低,耐滑动磨损和微动磨损性能优异。4 4)在耐腐蚀性能方面,)在耐腐蚀性能方面,PEEK 化学稳定性良好,除了浓硫酸外,几乎不溶于其他酸碱和有机溶剂。5 5)在耐水解性能方面,)在耐水解性能方面,PEEK 具有很好的耐水解性,在很宽的温度范围内保持了非常低的饱和吸水率。从
18、 PEEK 与主要工程塑料、特种工程塑料的对比情况可以看出,PEEK 性能全面,在刚性方面优于绝大多数特种工程塑料的同时也兼具一定韧性,展现了全面的机械性能,此外在耐热、耐磨、耐腐蚀等方面均表现优异。因此,PEEK 是公认的全球性能最好的热塑性材料之一。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证券研究报告6表1:PEEK 与主要工程塑料、特种塑料性能对比特性特性性能指标性能指标指标说明指标说明单位单位特种工程塑料特种工程塑料工程塑料工程塑料对比结果说明对比结果说明PEEKPEEKPTFEPTFEPIPIPPSUPPSUPPSPPSPOMPOMPA66PA66刚性刚性拉伸模量拉伸
19、模量拉伸模量数值越大,说明刚性越好Mpa430043000400028001700刚性和韧性一般呈现反比例关系,PEEK 在刚性为最好的情况下韧性并非低,展示了其全面的机械特性韧性韧性缺口冲击强度缺口冲击强度冲击强度数值越大,说明材料的韧性越好KJ/mm23.53.54.54.512284.5耐热耐热长期使用温度长期使用温度值越高,通常代表该材料耐热性能越好250250260240除 PTEE 外,PEEK 为耐热性能最好的材料之一耐磨耐磨摩擦系数摩擦系数摩擦系数越小,通常代表耐磨性越好-0.400.400.150.400.450.50.520.5除
20、 PTFE 外,PEEK 为耐磨性能最好的材料之一耐腐蚀耐腐蚀 耐化学性能耐化学性能值越大,说明材料的耐化学性能越好-9.279.279.908.407.789.337.587.25PEEK、PTFE、PPS 均为耐腐蚀性最好的材料电性能电性能 介电强度介电强度值越大,说明材料的绝缘性能越好KV/mm24247PEEK 绝缘性能与其他工程塑料无明显差距参考价格参考价格万元/吨303040404530501020581223资料来源:中研股份、瑞华泰、优巨新材招股说明书,Wind、百川盈孚、中塑在线、国信证券经济研究所整理PEEKPEEK 综合性能优于部分普通金属及合金综合
21、性能优于部分普通金属及合金,工业领域工业领域“以塑代钢以塑代钢”空间广阔空间广阔。PEEK比强度大,在满足强度要求的前提下,可以大幅度减小材料本身的自重,成为实现“轻量化”的解决方案。此外 PEEK 在绝缘性、耐化学性方面均优于普通金属。在航空航天、汽车等工业领域中“以塑代钢”、“轻量化”的趋势下,PEEK 以其优异的性能有望在中高端应用领域逐步实现对部分金属材料替换。表2:PEEK 与钢及铝合金性能对比性能指标性能指标指标含义指标含义单位单位PEEKPEEK钢钢铝合金铝合金比强度比强度拉伸强度与密度的比值,值越大说明材料在相同密度情况下强度越好Nm/kg90介电常数介电
22、常数是反映绝缘能力特性的一个系数-优优差差耐化学性耐化学性是指物体对酸液、碱水、有机溶剂浸泡的耐力-优优良良资料来源:中研股份招股说明书,国信证券经济研究所预测PEEKPEEK 可通过与碳纤维可通过与碳纤维、玻纤等材料复合来提高材料的综合性能玻纤等材料复合来提高材料的综合性能,极大扩展了极大扩展了 PEEPEEK K材料的应用场景。材料的应用场景。借助于碳纤维很高的拉伸强度和弹性模量,碳纤维复合 PEEK材料可以展现出更高的韧性、抗冲击性、比强度、热稳定性,综合性能往往比 PEEK纯树脂更优异,材料的应用场景得到了极大扩展,目前国外已将碳纤维复合 PEEK材料用于能源运输、航空航天、生物医药、
23、石油天然气、汽车等领域中。目前 PEEK行业复合增强树脂主要使用非连续碳纤维进行复合增强,虽然已经能大幅改善树脂性能,但连续碳纤维增强 PEEK(CF/PEEK)在拉伸强度、抗冲击性等力学性能方面会有更大幅度的提升,是目前最尖端的研究领域。目前国内 CF/PEEK 尚未实现工业化,成为我国高性能复合材料发展与应用的“卡脖子”问题。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证券研究报告7图3:PEEK 常见产品形态图4:高性能热塑性复合材料图资料来源:鹏孚隆官网,国信证券经济研究所整理资料来源:中研股份招股说明书、日本东丽官网,国信证券经济研究所整理注:TC1200,PEEK 是东
24、丽生产的 CF/PEEK 产品牌号图5:PEEK 纯树脂图6:碳纤增强 PEEK 树脂资料来源:鹏孚隆官网,国信证券经济研究所整理资料来源:鹏孚隆官网,国信证券经济研究所整理PEEKPEEK 商业化时间较晚商业化时间较晚,目前仍处于应用领域不断拓展阶段目前仍处于应用领域不断拓展阶段。PEEK 于 1978 年被首次成功开发,并于 1990 年代正式商业化,是发明和商业化时间最晚的特种工程塑料之一,目前正处于商业化程度不断提高,下游应用领域不断拓展、深化,加工方式不断成熟的阶段。PEEK 目前在汽车、电子信息、工业及能源、医疗、航空航天等领域的关键部件、特殊工况中均有应用。请务必阅读正文之后的免
25、责声明及其项下所有内容证券研究报告证券研究报告8图7:PEEK 产业链资料来源:中研股份招股说明书,国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证券研究报告9供应端供应端:打破国外技术垄断打破国外技术垄断,我国已形成完我国已形成完整整PEEKPEEK 产业链产业链经四十余年发展,目前经四十余年发展,目前 PEEKPEEK 行业已形成行业已形成“一超多强一超多强”竞争格局竞争格局PEEKPEEK 生产技术长期被威格斯垄断生产技术长期被威格斯垄断,吉林大学,吉林大学率先率先打破国外技术打破国外技术封锁。封锁。1978 年,英国帝国化学首先研发出了 PEEK,初期主
26、要用于军工领域,产能较小。1993 年,帝国化学公司的 PEEK 业务被英国威格斯收购并开始独立运营,至 2004 年,全球PEEK 业务实际被威格斯垄断。在我国政策大力扶持下,吉林大学率先自主研发出具有独立知识产权的实验室 PEEK 合成技术,打破了英国威格斯对 PEEK 的垄断。2005 年,德国赢创通过其下属的德固赛公司与吉林大学在 PEEK 项目上进行合作,于 2010 年成功开发并生产出了商业化的 PEEK 树脂,在合资公司吉大赢创进行生产。此后,我国的中研股份、鹏孚隆等企业也相继进入 PEEK 树脂生产领域。英国威格斯为全球英国威格斯为全球 PEEKPEEK 巨头,巨头,PEEKP
27、EEK 行业行业已已形成形成“一超多强一超多强”竞争格局。竞争格局。目前,英国威格斯仍是全球最大的 PEEK 生产商,产能达到 7150 吨/年,约占全球总产能的 60%。比利时索尔维现有 PEEK 产能 2500 吨/年,其生产基地主要集中在印度,产品主要销往欧洲和日本。德国赢创(其主要 PEEK 生产主体位于中国)是仅次于英国威格斯和比利时索尔维的第三大 PEEK 生产商,PEEK 产能 1800 吨/年,产品主要销往欧洲。目前我国 PEEK 产能主要集中在中研股份、鹏孚隆、吉大特塑等公司,其中中研股份的产能达 1000 吨/年,是国内最大的 PEEK 生产企业之一。表3:2021 年全球
28、主要 PEEK 生产商情况国家国家公司名称公司名称全球销量全球销量(吨吨)市场占有率市场占有率工艺水平工艺水平英国英国威格斯4132.5053.55%能使用 5000L 反应釜进行聚合生产比利时比利时索尔维1425.0018.47%德国德国赢创912.0011.82%中国中国中研股份622.748.07%能使用 5000L 反应釜进行聚合生产浙江鹏孚隆226.42.93%全球消费合计全球消费合计7716.797716.79100%100%资料来源:中研股份招股说明书,国信证券经济研究所预测PEEKPEEK 规划产能充足规划产能充足,稳定量产及下游客户验证是厂商产能释放的关键稳定量产及下游客户验
29、证是厂商产能释放的关键。据我们不完全统计,目前国内 PEEK 合计规划产能约 6460 吨/年,理想状态下预期投产时间在 2023 年至 2027 年。通常 PEEK 材料工厂产能从项目前期准备到项目正式投产运行的周期约在 2-3 年;同时,PEEK 材料厂商成为下游企业客户的供应商涉及多个核心阶段,通常也需要耗时 1-2 年左右,而且在投产后相关厂商还需要通过多批次产品来不断对生产工艺进行优化,形成高质量、批次稳定的 PEEK 树脂生产能力也需要一定时间。在 PEEK 树脂研发成功后的 40 余年中,全球范围内也仅有英国威格斯、比利时索尔维、德国赢创、中研股份 4 家产能达到千吨级的企业。因
30、此,从 PEEK 新项目的前期准备到稳定量产至少需要 3-5 年以上的时间,目前厂商的产能规划与未来实际投产产能可能存在差异,我们预计在 2022 年至 2027 年期间国内可实现的有效新增产能大约 3000 吨/年左右,若以 55%的行业产能利用率来估算,预计 2027 年国内 PEEK 产量将达到约 3000 吨,出现产能过剩的风险较小。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证券研究报告10表4:国内 PEEK 市场现有及规划产能公司名称公司名称2022021 1 年产能年产能20212021 年产量年产量20212021 年产能利用率年产能利用率规划产能规划产能中研股份
31、中研股份1000549.9855.00%500(二期颗粒料)吉大特塑吉大特塑500150.0030.00%-浙江鹏孚隆浙江鹏孚隆200227.07113.54%760山东浩然特塑山东浩然特塑30037.512.5%-山东君昊高性能聚合物山东君昊高性能聚合物8030.0037.5%1700吉林省聚科高新材料吉林省聚科高新材料20080.0040.00%1500盘锦伟英兴盘锦伟英兴(威格斯与营威格斯与营口兴福合资)口兴福合资)-1500沃特股份沃特股份-1000国内其他厂商国内其他厂商11447.0041.29%-合计合计23941154.4648.22%6460资料来源:中研股份招股说明书,国信
32、证券经济研究所预测PEEKPEEK 生产工艺复杂,行业壁垒颇高生产工艺复杂,行业壁垒颇高PEEKPEEK 树脂生产涉及复杂的化学合成过程,工业化稳定生产是技术难点。树脂生产涉及复杂的化学合成过程,工业化稳定生产是技术难点。PEEK 的生产以氟酮(DFBP)和对苯二酚为聚合单体,二苯砜为溶剂,加热至 280-340进行聚合反应,首先生成 PEEK 粗粉和碱金属盐的混合物;混合物经冷却、粉碎、提纯、萃取、干燥等工序分离出 PEEK 粗粉;根据下游的具体应用,粗粉经过细粉加工、颗粒加工、复合增强等工序后即可生产出满足要求的相应产品。在生产 PEEK粗粉的聚合、提纯与干燥过程中,每釜之间需要相同且精准
33、的控制,才能保证材料的一致性,因此研发所积累的大量工艺参数及工业化生产的连续性、自动化水平是衡量厂商技术先进性的关键指标,目前全球仅英国威格斯、中研股份 2 家企业能够使用 5000L 反应釜(全球最大)进行 PEEK 聚合连续稳产,体现出较高的技术水平和较强的工业化生产能力。PEEKPEEK 生产的四个关键指标:生产的四个关键指标:1 1)批次稳定性:)批次稳定性:每一批次材料性能保持一致,保证下游客户稳定使用;2 2)颜色一致性:)颜色一致性:PEEK 颜色接近米黄色,其与聚合阶段分子量大小有关,也会影响耐热表现,优质产品需与英国威格斯对标。3 3)热稳定性)热稳定性:保证 PEEK 在高
34、温下稳定运行是其关键性质,能做到在 400下稳定工作 30 分钟,需要极强的工艺。4 4)高纯度:)高纯度:PEEK 合成过程中会有溶剂和盐的残留,如何兼顾成本的提高材料纯度,具有很高的技术壁垒。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证券研究报告11图8:PEEK 生产流程资料来源:中研股份招股说明书,国信证券经济研究所整理PEEKPEEK 树脂合成领域树脂合成领域行业行业壁垒壁垒颇高颇高,主要体现在以下四个方面:主要体现在以下四个方面:1 1)研发、技术、)研发、技术、配方配方、设备设备:PEEK 作为性能优异的特种工程塑料,国际厂商对其技术、配方、设备等相关知识产权和技术
35、秘密的保护和封锁十分严格,国内厂商完全需要自主研发或与科研院所合作。2 2)全流程生产能力:)全流程生产能力:PEEK 的大规模工业化生产需要长周期、大量资金的投入,用于探索掌握 PEEK 从实验室合成到最终产业化的全流程生产能力,包括合成和提纯理论、制备技术、生产工艺、设备设计等。3 3)工艺参数工艺参数积累:积累:在偏重技术的精细化工领域,反应过程涉及大量参数优化和合成操作工艺与技术诀窍,需要持续投入、长期积累才能获得。4 4)市场响应:)市场响应:由于 PEEK 下游应用范围广,市场需求更新迭代较快,企业需要不断进行研发及技术创新,以满足下游市场需求的变化。请务必阅读正文之后的免责声明及
36、其项下所有内容证券研究报告证券研究报告12图9:PEEK 核心生产技术资料来源:中研股份招股说明书,国信证券经济研究所整理氟酮是氟酮是 PEEKPEEK 的核心原料,氟苯价格下行缓解氟酮成本压力的核心原料,氟苯价格下行缓解氟酮成本压力氟酮是合成氟酮是合成 PEEKPEEK 最关键的原材料,其纯度、品质将直接影响最关键的原材料,其纯度、品质将直接影响 PEEKPEEK 的产品质量的产品质量。PEEK 合成主要原料原材料包括氟酮、对苯二酚。对苯二酚及碳酸钠为大宗化学品,合成工艺简单、供应商众多,价格较为低廉。氟酮合成工艺复杂,价格高昂,在PEEK 原料成本中占比过半,按照一般化学反应原理及行业生产
37、经验计算,每生产1 吨 PEEK 需要消耗约 0.7-0.8 吨氟酮单体。根据中研股份招股说明书披露,该公司2021年PEEK纯树脂颗粒生产成本中直接材料占比66.7%,制造费用占比17.3%,两类成本合计占成本的 80%以上。进一步拆分 PEEK 纯树脂的原料成本构成,可以发现氟酮成本占比超 50%。由于氟酮属于相对小众的化学品,其生产所需的原材料成本较高,且生产工艺中环保成本较高,氟酮生产成本较高,而氟酮单价变动5%会使得 PEEK 纯树脂单位成本变动 2%-3%,因此氟酮价格较高是 PEEK 产品生产成本居高不下的一个主要原因。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证券
38、研究报告13图10:PEEK 合成方法资料来源:中研股份招股说明书,国信证券经济研究所整理图11:2022 年中研股份纯树脂颗粒成本构成图12:2021 年中欣股份纯树脂料原料成本构成资料来源:中研股份招股说明书,国信证券经济研究所整理资料来源:中研股份招股说明书,国信证券经济研究所整理全球全球氟酮氟酮供给主要集中在国内供给主要集中在国内,新增产能陆续投放新增产能陆续投放,供给相对充足供给相对充足。除威格斯配套的部分氟酮自产产能外,全球规模化生产氟酮厂商基本集中于国内的新瀚新材、营口兴福、中欣氟材,近些年行业总产能保持增长。新瀚新材目前拥有 1500 吨/年氟酮产能,IPO 募投项目将新增 2
39、500 吨/年氟酮产能,其主要客户包括英国威格斯、比利时索尔维、德国赢创、中研股份等。营口兴福化工有限公司拥有氟酮设计产能 2000 吨/年,主要供给英国威格斯,2020 年威格斯和营口兴福成立合资企业盘锦伟英兴,并于 2022 年 9 月建成了 1500 吨/年 PEEK 产能。中欣氟材 5000吨/年氟酮项目已于 2023 年 5 月开始试生产并提供给下游客户进行试用认证,目前已有客户通过认证并开始使用。在建产能全部投产后,国内氟酮产能将达 1.1万吨,以生产 1 吨 PEEK 需要消耗 0.75 吨 DFBP 计算,可满足 1.47 万吨 PEEK 产能生产需求。表5:国内 DFBP 产
40、能统计公司名称公司名称现有产能(吨现有产能(吨)在建产能(吨在建产能(吨)明细明细中欣氟材中欣氟材5000已经开始试生产,通过部分用户认证新瀚新材新瀚新材15002500关联企业联昌新材有 DFBP 原料对氟苯甲酰氯、氟苯产能分别 1500吨和 5000 吨兴福化学兴福化学2000资料来源:中研股份招股说明书,国信证券经济研究所预测氟酮对苯二酚PEEK请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证券研究报告14氟酮核心原料氟苯价格下行氟酮核心原料氟苯价格下行,PEEKPEEK 行业成本压力有所缓解行业成本压力有所缓解。目前国内工业化生产氟酮的方法主要有烷基化水解法、烷基化氧化法、酰
41、基化法 3 种,均需要使用核心原料氟苯。目前工业化的氟苯装置往往存在氟化反应周期长、能耗高、污染较高、反应收率低等缺点,生产成本较高,且受环保政策影响,未来氟苯生产区域会进一步向发展中国家转移,欧美国家将进一步淘汰污染较高的氟苯行业,近些年全球氟苯供给端有所偏紧。从市场需求上来看,氟苯的应用领域以医药和农药为主,近些年氟苯还常作为锂电池添加剂应用于锂电产业,可以有效防止电池过充,提高电池循环性能,新能源领域需求较快增长使得氟苯供需出现一定错配,2020 至 2022 年氟苯市场价格不断上涨,2022 年第四季度最高涨至 9 万元/吨,之后价格进入下行通道,2023 年 12 月市场价格约 4.
42、7 万元/吨。受氟苯价格上涨影响,2022 年氟酮价格也出现上扬,据中研股份招股说明书数据,2020-2021 年氟酮价格相对稳定,2022 年氟酮市场价格上涨,2022 年第四季度最高涨至 14.58万元/吨,若按 1 吨 PEEK 需要消耗 0.75 吨氟酮计算,彼时生产一吨 PEEK 仅氟酮一项原料的成本便高达 10.9 万元/吨。2023 年以来,氟苯价格不断下行,当前 4.7万元/吨的价格较去年同期 9 万元/吨的高点下跌幅度达 47.78%,PEEK 企业的成本压力较去年已大幅缓解。图14:2017-2023 年 12 月中国氟苯市场价格图15:2020-2022 年中研股份氟酮采
43、购价格资料来源:中经智盛、ChemicalBook,国信证券经济研究所整理资料来源:中研股份招股说明书,国信证券经济研究所整理图13:FridelCrafts 酰基化法生产氟酮 DFBP资料来源:张亨,4,4-二氟二苯甲酮的合成进展J.化学推进剂与高分子材料,2014,12(03):18-24,国信证券经济研究所整理氟苯氟酮请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证券研究报告15需求端需求端:下游高景气度应用场景不断扩充,下游高景气度应用场景不断扩充,PEEKPEEK 需求有望保持快速增长需求有望保持快速增长国内国内 PEEKPEEK 市场消费量市场消费量快速增长快速增长。PE
44、EK 自 1978 年问世以来,生产能力不断提升,消费量也稳步增长。根据市场研究及咨询机构 Emergen Research 的数据,全球PEEK 市场容量在 2019 年为 7.21 亿美元,预计到 2027 年将增长至 12.26 亿美元,年均复合增长率为 6.8%。全球 PEEK 消费区域主要集中在欧洲、美洲和亚太地区,其中欧洲是 PEEK 的最大市场,其相关产业发展相对成熟。近几年由于中国经济和技术的迅猛发展,产业不断升级,中国的 PEEK 市场消费量逐年增加,2012-2020年,中国 PEEK 产品需求量不断增加,从 2012 年的 80 吨增长至 2021 年的 1980吨,年均
45、复合增长率达到 42.84%,远高于全球市场平均增速,已经成为继欧洲和美国外最大的 PEEK 消费市场。从全球消费结构来看,PEEK 在交通运输领域应用最为广泛,占比达 40%,其次是工业领域和电子信息产业,占比均在 25%左右。图17:2019 年全球 PEEK 消费结构(按地区)图18:2019 年全球 PEEK 消费结构(按应用)资料来源:中研股份招股说明书,国信证券经济研究所整理资料来源:中研股份招股说明书,国信证券经济研究所整理图16:2012-2021 年中国 PEEK 产品市场消费量资料来源:中研股份招股说明书,国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证
46、券研究报告证券研究报告16(一(一)汽车领域零部件材料升级与高压电机漆包线对汽车领域零部件材料升级与高压电机漆包线对 PEEKPEEK 需求逐需求逐步提升步提升PEEKPEEK 凭借优秀的综合性能有望在部分零部件中替代金属、其他工程塑料。凭借优秀的综合性能有望在部分零部件中替代金属、其他工程塑料。PEEK良好的耐摩擦性能、综合力学性能、自润滑性以及更长的使用寿命,且对汽车的轻量化也有积极作用,使其能在关键零部件方面替代金属材料。PEEK 材料目前在传统燃料汽车领域的应用主要集中在轴承及密封件,在新能源汽车领域的应用除轴承、密封件外还主要包括转动系统的齿轮、电磁阀等。随着 PEEK 材料应用场景
47、的逐步开发,PEEK 在汽车领域的应用将不断得到拓展,PEEK 材料在齿轮、垫片、悬挂系统关节、真空泵叶片 ABS 阀芯、座椅蜗杆等各类零部件的应用都将得到拓展,使用量逐渐上升。在对其他特种工程塑料的替代方面,能同时满足耐磨和自润滑性能的特种工程塑料只有 PEEK 和 POM,而 PEEK 的刚性远高于 POM,因此 PEEK逐步替代 POM 用于汽车主动力轴承;能满足变速箱密封环耐磨性的材料只有 PEEK和 PPS,而 PEEK 可耐 250的高温,跟 PPS 相比更适合变速箱密封环的工作环境。图19:使用 PEEK 材料制造的汽车用齿轮图20:使用 PEEK 材料制造的钢背轴承资料来源:中
48、研股份官网,国信证券经济研究所整理资料来源:中研股份官网,国信证券经济研究所整理表6:PEEK 产品主要应用领域应用领域应用领域典型产品典型产品其他材料其他材料汽车汽车轴承-传统燃油车/新能源车主动力轴承金属材料、聚甲醛(POM)密封件一传统燃油车变速箱密封环、发动机气缸垫聚四氟乙烯(PTEE)、尼龙聚苯硫醚(PPS)(PA)、聚氯乙烯(PVC)密封件新能源车电动机密封垫、热管理系统密封件、胎压监测高温电池密封件新能源汽车漆包线聚就亚胺(PI)、缩醛、聚酷电子产品电子产品手机内置天线金属材料、液晶聚合物(LCP)、聚酷亚胺(PI)聚乙烯(PE)生产线生产线工装夹具金属材料、尼龙(PA)、聚苯硫
49、(PPS)半导体半导体CMP 保持环聚苯硫醚(PPS)晶圆载具、晶圆吸盘工业机械及能源工业机械及能源石油天然气管道用密封圈聚四氟乙烯(PTFE)工业用阀门金属材料、聚四氟乙烯(PTFE)风电轴承、光伏卡匣金属材料医疗健康医疗健康植入级医疗器械(如人工骨骼)钛合金航空航天航空航天高压电缆导管、电线卡箍、连接绞片铝合金、钛合金平尾前缘、轮胎轮载罩环氧树脂、铝合金承力结构件铝合金、钛合金资料来源:中研股份招股说明书,国信证券经济研究所预测请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证券研究报告17PEEKPEEK 是电机漆包线的理想材料是电机漆包线的理想材料,800V800V 电机渗透率
50、提升打开电机渗透率提升打开 PEEKPEEK 需求增量需求增量。新能源汽车的续航里程较短是影响其发展的主要难点,而 800V 高压快充具有充电效率高、快充区间更大等优势,是目前发展的主流路线,系统电压从 400V 升级到 800V,则与电池包直接相连的电驱系统也需要使用 800V 电压供电。电机电压从 400V 升级到 800V 过程中,对电机扁线的绝缘性能提出了更高要求,表现为线材的耐压要求提升,且需要使用耐局部放电(PD)的材料,当前的解决方案主要包括 PEEK扁线方案和厚漆膜方案。漆包线的传统材料为缩醛和聚酯,这些材料在 400V 电机阶段已经被 PI、PEEK 等材料替代,而 PEEK
51、 可弯折、耐水解,在安全性和材料的全面性方面也优于 PI,且更加轻薄,是电机漆包线的理想材料。根据 NE 时代的预测,预计到 2027 年 800V 电机在新能源汽车领域的渗透率将达到 40%,据上海有色网数据,预计到 2027 年 PEEK 漆包线在 800V 驱动电机中的普及率将超过厚漆皮 PI 线,我们假设渗透率为 50%,按照每台车使用的 800V 电机漆包线使用 PEEK约 470g、沙利文预测的 2027 年新能源汽车销量 1399 万辆进行估算,预计 2027年国内 800V 电机漆包线对 PEEK 的需求量可达到 1315 吨。图21:华为 DriveONE 800V 碳化硅黄
52、金动力平台图22:PEEK 漆包线及在电机中的应用资料来源:智界汽车官网,国信证券经济研究所整理资料来源:佳腾电业官网,国信证券经济研究所整理表7:800V 路径下 PEEK 线及厚漆膜漆包线对比厚漆膜漆包线厚漆膜漆包线PEEKPEEK 线线加工加工工艺繁琐,产品需要经过三十次以上的涂覆烘烤过程,因生产中烘烤次数过多,易造成漆膜固化过度,损伤漆膜,从而影响产品性能。PEEK 线在熔融状态下具有良好的流动性,凝固后具有优异的机械性能和尺寸稳定性,使其可以通过挤出工艺一次性加工成型,降低了产品的加工难度和成本环保环保漆包线生产方式为多道涂覆+重复烘烤,为使漆膜达到指定的厚度,需要对原有漆包机进行改
53、造,将几个机头合并在一起才能连续生产。改造后的漆包机产能下降,产品的单位能耗上升,同时排出的废气也大量增加。PEEK 线的生产过程无污染,生产过程中产生的废料可完全回收利用,在降低成本的同时又环保清洁稳定性稳定性漆膜过厚会对其他性能产生负面影响,包括但不局限于出现漆膜柔韧性下降、驱动电机线圈绕制过程中漆膜易开裂、不能满足某些驱动电机长期在恶劣的工作环填(如高温环境)下使用等状况。稳定性:PEEK 线具有极佳的稳定性,长时间使用后性能下降较少成本成本低高资料来源:上海有色网,国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证券研究报告18(二)医疗级(二)医疗级 P
54、EEKPEEK 材料用量不大但价值很高材料用量不大但价值很高PEEKPEEK 相比钛合金更适合用作医用植入式材料相比钛合金更适合用作医用植入式材料,市场需求增速较快市场需求增速较快。随着我国老龄化程度的加深、老年群体的增加提升了对骨科医疗耗材的需求,同时人均收入的不断提高也将加速 PEEK 产品对合金及其他材料产品的替代。由于 PEEK 材料模量与人体骨骼接近,关节中不容易磨损人骨,在颅骨修补时 PEEK 导热与人骨近似,体感较为舒服,且由于 X 射线可以穿透 PEEK,方便患者后续检查,所以即使目前医疗级 PEEK 材料是钛合金价格十倍,医疗级 PEEK 材料市场需求量的年复合增长率仍在 2
55、0%-30%,远超钛合金 2%-4%的增长率。表8:PEEK 与常用医用金属性能对比性能指标性能指标指标含义指标含义单位单位PEEKPEEK锆锆钛合金钛合金密度密度与标准骨密度(约 1.2g/cm)作比较,越接近骨数值越好g/cm31.36.54.5弹性模量弹性模量人体领骨弹性模量在 2-12GPa 之间,越接该范围数值越好GPa3.6205115导热系数导热系数是耐热性能比较的主要参数,从植入材料应用角度,该值越低越好-低低高资料来源:中研股份招股说明书,国信证券经济研究所预测医疗级医疗级 PEEKPEEK 材料标准严苛材料标准严苛,产品附加值远高于普通产品附加值远高于普通 PEEKPEEK
56、 材料材料。PEEK 作为生物惰性材料,缺乏生物活性,应用于骨修复、骨整合时与活体组织之间不能形成稳定的界面,难以与人体骨骼形成骨融合,使得 PEEK 在医用领域中的使用极大的受到限制,因此需要在聚醚醚酮材料中添加一些生物相容性材料以此提高其生物活性。医疗级 PEEK 材料添加的生物相容性材料配方和工艺长期被国外企业所垄断,且生产医疗级 PEEK 材料的相关厂房也必须通过比普通工业 ISO 标准更为严苛的 GMP检测,因此国内厂商在医疗级 PEEK 材料领域的产业化进展较慢,医疗级 PEEK 材料的售价也一直居高不下,产品附加值远高于普通 PEEK 材料。根据康拓医疗招股说明书,PEEK 修补
57、手术主要采用 PEEK 板材,2018-2020 年采购均价为 416.38 万元/吨,生产固定手术所需 PEEK 钉、棒等固定器械的 PEEK 粒料采购均价为 2181.89万元/吨,远高于普通 PEEK 树脂 30-40 万元/吨的市场售价。图23:使用 PEEK 材料制造的医疗器械图24:康拓医疗医疗级 PEEK 材料采购价格资料来源:康拓医疗、中研股份官网,国信证券经济研究所整理资料来源:康拓医疗招股说明书,国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证券研究报告19颅骨修复及脊柱植入领域支撑起医疗级颅骨修复及脊柱植入领域支撑起医疗级 PEEKPEEK
58、 材料需求材料需求。据中研股份招股说明书,随着老龄化趋势的加深以及相关创伤及去骨瓣减压手术的死亡率下降、后续进行颅骨修补的治疗率提升,预计到 2027 年前国内颅骨修补手术和颅骨固定手术的需求量若有望按年增速 10%快速增长,预计到 2027 年全国颅骨修固产品的 PEEK 材料需求量将达到 47.89 吨,脊柱类 PEEK 材料总需求也将达到 32.82 吨,两大领域合计占医疗级PEEK材料总需求的99%以上。而按照当前价格进行估算,预计到2027年国内医疗级 PEEK 材料的市场规模将达到 5.85 亿元,医疗级 PEEK 材料呈现出用量不大但价值很高的特点,是国内 PEEK 企业重点攻克
59、的方向。此外,值得一提的是,在医美领域中,PEEK 材料也用作填充物、支架和人工器官等医疗器械的制造材料,借助 3D 打印技术,可以设计出更贴合的 PEEK 假体形态,大幅提高医美效果。(三(三)PEEKPEEK 材料在半导体生产制造环节和终端电子产品中均有广材料在半导体生产制造环节和终端电子产品中均有广泛应用泛应用在半导体产业中,在半导体产业中,使用 PEEK 制成的化学机械抛光(CMP)保持环因具备更强的耐磨性、耐化学性,使用寿命较其他材料可延长一倍,从而减少因更换 CMP 保持环导致的产线停产。同时 PEEK 能够耐受高达 260的高温和各类化学品的腐蚀,从而减少晶圆冷却时间,提高生产效
60、率。而 PEEK 颗粒产生率低、纯度高,使得晶圆脱气量和可萃取物减少,降低静电击穿晶圆的概率,也能显著提升晶圆良品率。因此,采用 PEEK 及其复合增强树脂加工的晶片夹、自润滑耐磨轴套、滚轮、CMP保持环等高性能塑料零件,能够实现对铜合金、不锈钢、PTFE、PPS 和其他工程塑料等传统材料的替代。在终端电子产品领域在终端电子产品领域,凭借优秀的化学、物理性能以及优异的加工性能,PEEK 可用于制造铝电容器外壳,从而实现电子元器件的无铅化焊接。此外,PEEK 在电子信息领域还可用于制造薄膜天线、背压调节器膜衬、薄膜开关面板和感应器、手机麦克风隔片等电子元件。同时,由于具有优异的音效和耐久性,PE
61、EK 薄膜广泛应用于制造高性能音响和智能手机的扬声器膜片。表9:医疗领域对 PEEK 需求测算产品类型产品类型市场单价(万元市场单价(万元/吨)吨)20272027 年预测需求量(吨)年预测需求量(吨)20272027 年预测市场规模(亿元)年预测市场规模(亿元)颅骨修补产品颅骨修补产品416.3847.391.97颅骨固定产品颅骨固定产品2181.890.500.11椎间融合器椎间融合器115022.822.62钉棒(脊柱用钉棒(脊柱用)1150101.15合计合计80.7180.715.855.85资料来源:中研股份招股说明书,国信证券经济研究所预测请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有
62、内容证券研究报告证券研究报告20图25:CMP 抛光模块示意图图26:300mm 晶圆保持环资料来源:花海清科公告,国信证券经济研究所整理资料来源:张思齐,任砚铭,黄嘉晔等.保持环在化学机械平坦化中的应用及研究进展J.功能材料与器件学报,2021,27(05):468-474,国信证券经济研究所整理(四(四)PEEKPEEK 已广泛应用于航空航天零部件中已广泛应用于航空航天零部件中,在主结构件中的应在主结构件中的应用值得期待用值得期待PEEKPEEK 在航空航天领域部可实现对铝合金、钛合金等金属材料的部分替代。在航空航天领域部可实现对铝合金、钛合金等金属材料的部分替代。PEEK具有耐受恶劣环境
63、、轻质、化学惰性、阻燃特点,是航空航天飞行器轻量化的理想材料,PEEK 密度仅为铝合金的一半,且可加工性能远好于铝合金、钛合金等金属材料,因此可在部分零部件中实现对铝合金、钛合金的替代,目前空客和波音公司在其最新一代客机上已经应用了超过 50%的复合材料。在飞机、火箭零部件在飞机、火箭零部件中中,PEEK 纯树脂及改性增强树脂可以直接加工成精细度要求高的大型部件,如整流罩、飞机内部零件、火箭用电池槽、螺栓、螺母及火箭发动机的零部件等。而未来航空航天领域大的 PEEK 需求增量来自 PEEK 主结构件,在飞机主结构件中,在飞机主结构件中,连续碳纤维复合增强 PEEK(CF/PEEK)材料具有超高
64、的力学强度和优异的疲劳性能,以 CF/PEEK 作为飞机机身主结构件可以减重 10%-40%,而其结构设计成本也可以降低 15%-30%,需求有望逐步放量。此外,从全生命周期成本角度看,在航空航天等领域,PEEK 虽然价格高于铝合金、钛合金等其他材料,但是由于可以有效延长零部件寿命、降低能耗和维护成本,因此在全生命周期的成本核算下 PEEK综合优势逐步体现。PEEKPEEK 材料已在主流飞机机型中得到应用材料已在主流飞机机型中得到应用,全球航空领域全球航空领域 PEEKPEEK 需求有望快速增长需求有望快速增长。目前,PEEK 已获得空客公司、波音公司和欧盟航空标准化委员会(ECSS)的材料认
65、证。新型波音 777 装备了 PEEK 轮毂罩,空客 A350 机身结构中的夹板、托架、钩板等零部件也采用 PEEK 材料。PEEK 也已应用于中国商用飞机有限公司的 C919型干线客机,目前主要用于高压电缆导管以替代金属导管。此外,PEEK 还应用于F22 主起落架舱门,直升机旋翼桨毂中央件等关键部位。据空中客车公司(Airbus)的统计,2021-2040 年全球预计新交付商用飞机达到 39020 架,是现有商用飞机数量的 1.7 倍,并且新交付的飞机将更多使用 PEEK 等新材料进行减重,因此航空领域 PEEK 需求有望快速增长。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证
66、券研究报告21(五(五)人形机器人减重需求明确人形机器人减重需求明确,使用使用 PEEKPEEK 构件是潜在解决方案构件是潜在解决方案轻量化是当下人形机器人提高负载能力的最优选择,连续碳纤维增强轻量化是当下人形机器人提高负载能力的最优选择,连续碳纤维增强 PEEKPEEK 材料材料有望替代铝合金用作人形机器人的骨架材料。有望替代铝合金用作人形机器人的骨架材料。2023 年 10 月,国家工业和信息化部关于印发人形机器人创新发展指导意见,意见指出,人形机器人集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术,有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品,将深刻变革人类生产生活方式,重塑全球产业发展
67、格局。在突破“肢体”关键技术方面,意见还指出,要攻关“机器体”关键技术群,突破轻量化骨骼、高强度本体结构、高精度传感等技术,研发高集成、长续航的人形机器人动力单元与能源管理技幅术。目前人形机器人有提高负载和续航能力的两大迫切需求,在当前电池能量密度短期内难以大提升的背景下,通过减重来提高人形机器人负载和续航能力成为当下的最优选择。2023 年 12 月,特斯拉发布其第二代人形机器人,重量较上一代减轻 10 公斤。由此可见,轻量化是当前人形机器人的发展趋势,而连续碳纤维增强 PEEK(CF/PEEK)拥有比铝合金更高的拉伸轻度和弯曲强度,且密度更低、可加工性更好,因此有望替代铝合金用作人形机器人
68、的骨架材料,助力人形机器人的轻量化。图27:全球商用飞机运营数量资料来源:中研股份招股说明书,国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证券研究报告22表10:连续 CF/PEEK 复合与碳纤粉改性 PEEK、铝合金性能对比单位单位连续连续 CF/PEEKCF/PEEK 复合材料复合材料碳纤维粉改性碳纤维粉改性 PEEKPEEK 材料材料铝合金铝合金碳纤维质量含量碳纤维质量含量%6030/密度密度g/cm31.551.42.69拉伸模量拉伸模量GPa702169弯曲模量弯曲模量GPa7317.969拉伸轻度拉伸轻度MPa700220205弯曲强度弯曲强度MP
69、a900298170热变形温度热变形温度332315300资料来源:君华特塑,国信证券经济研究所整理PEEKPEEK 材料具有良好的自润滑性,是理想的关节、轴承材料。材料具有良好的自润滑性,是理想的关节、轴承材料。由于 PEEK 有很好的自润滑属性,在不添加润滑油的情况下也有比较低的摩擦系数,而且 PEEK 材料在相互接触时会产生一定形变,属于弹性接触,相互接触时磨损较少,使用寿命大大延长,以上特点使得 PEEK 非常适合用作齿轮及轴承滚珠。机器人通常拥有众多旋转关节,如特斯拉发布的第二代 Optimus 拥有 40 个关节,包括 12 个手指关节执行器和 28 个关节执行器,运动部件远超现有
70、常见机器人,若全部使用 PEEK 及改性 PEEK 材料,则单个人形机器人活动关节用 PEEK 材料约为 3-5 公斤。我们假设平均一台人形机器人使用 10 公斤 PEEK 材料,则当全球人形机器人年销量达到 100 万台时,则每年将带来 1 万吨 PEEK 材料需求。图28:特斯拉第二代人形机器人采用了更多的关节及轻量化材料资料来源:特斯拉官网,国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证券研究报告23图29:特斯拉人形机器人关节设计示意图图30:特斯拉人形机器人手指驱动装置示意图资料来源:特斯拉官网,国信证券经济研究所整理资料来源:特斯拉官网,国信证券经
71、济研究所整理预计未来几年国内预计未来几年国内 PEEKPEEK 需求仍将保持较快增长需求仍将保持较快增长预计到预计到 20272027 我国我国 PEEKPEEK 年需求量将突破年需求量将突破 60006000 吨吨,年复合增长率约年复合增长率约 20%20%。综合以上分析,结合沙利文、中研股份等披露数据,我们将各细分领域 PEEK 市场空间分别测算,发现至2027年汽车领域尤其是800V高压电机漆包线对PEEK需求增速较快,电子和医疗领域的需求增速也十分可观,此外人形机器人轻量化带来的 PEEK 材料需求也十分值得期待,因此我们预计国内 PEEK 市场需求仍将保持较快增长。我们预计到 202
72、7 年,我国对 PEEK 需求量将达 6034.28 吨,年复合增长率为 20.92%,市场价值 36.28 亿元,年复合增长率 19.38%。表11:PEEK 国内市场空间测算应用领域应用领域典型终端产品典型终端产品市场空间(吨)市场空间(吨)市场空间(亿元)市场空间(亿元)20222022 年年20272027 年年复合增长率复合增长率20222022 年年20272027 年年复合增长率复合增长率汽车汽车轴承-传统燃油车主动力轴承128.2690.65-6.7%0.860.47-11.32%轴承-新能源车主动力轴承58.05220.2430.56%0.481.3725.03%密封件一一传
73、统燃油车变速箱密封环、发动机气缸垫99.7570.51-6.70%0.450.27-10.96密封件一新能源车电动机密封垫、热管理系统密封件104.00382.5129.76%0.601.8424.94%新能源汽车漆包线55.63131588.25%0.394.4362.58%合计合计(包含其他包含其他终终端产品端产品)526.87526.872235.182235.1833.51%33.51%2.992.998.928.9224.43%24.43%电子信息电子信息手机内置天线115.72160.486.76%0.901.093.87%工装夹具58.9093.609.71%0.430.565.
74、66%CMP 保持环36.83122.4027.15%0.270.7623.06%晶圆载具、晶圆吸盘35.15133.7030.63%0.260.8426.84%合计合计(包含其他包含其他终终端产品端产品)720.48720.481376.251376.2513.82%13.82%5.325.328.808.8010.59%10.59%工业机械工业机械及能源及能源石油天然气管道用密封圈160.21284.3612.16%0.951.5310.00%工业用阀门129.20238.9613.09%0.701.1710.91%风电轴承、光伏卡国86.51210.4319.46%0.621.3817.
75、47%合计合计(包含其他包含其他终终端产品端产品)537.03537.031048.201048.2014.31%14.31%3.093.095.485.4812.14%12.14%医疗健康医疗健康人工骨骼、人工牙齿等产品157.66338.7016.52%1.031.8212.15%颅骨用产品-47.89-2.08-脊柱用产品-32.82-3.77-合计合计157.66157.66419.41419.4121.61%21.61%1.031.037.677.6749.41%49.41%航空航天航空航天高压电缆导管电线卡箍5.1235.7047.46%0.040.2343.63%请务必阅读正文之
76、后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证券研究报告24相关标的相关标的中研股份中研股份中研股份发展历程中研股份发展历程:十余年来专注十余年来专注 PEEKPEEK 研发研发,打破国外技术垄断成长为国内打破国外技术垄断成长为国内 PEEPEEK K行业龙头企业。行业龙头企业。公司自 2006 年设立以来一直致力于 PEEK 的研究和开发,是国内最早从事 PEEK 生产的企业之一。2007-2008 年,公司掌握了在实验室条件下制备PEEK 的方法和工艺,形成了一条独立于英国威格斯、比利时索尔维、吉林大学以及吉大赢创等机构的 PEEK 合成技术路线。2010 年公司完成小试阶段的研发,掌握了 5
77、0L 反应釜的 PEEK 合成、提纯、设备设计的全套技术。2014 年底公司初步掌握了 5000L 反应釜的合成、提纯、设备设计的技术。2014 年至今,公司进入 PEEK产业化研究阶段,逐步完善了高纯度 PEEK、复合增强 PEEK、PEEK 细粉产品的研发,不断拓展产品线,此外,近些年公司针对医疗级、航空级 PEEK 等高附加值领域逐步展开研发工作,并已取得阶段性成果。经十余年的发展,公司是继英国威格斯、比利时索尔维和德国赢创之后全球第 4 家 PEEK 年产能达到千吨级的企业,是继英国威格斯后全球第 2 家能够使用 5000L 反应釜进行 PEEK 聚合生产的企业,也是目前 PEEK 年
78、产量最大的中国企业,现有产能 1000 吨/年。2023 年 9 月,公司成功在上交所科创板上市,股票代码 688716.SH。平尾前缘、轮胎轮毅罩2.2032.0070.820.020.2065.86%合计合计(包含其他包含其他终终端产品端产品)21.0121.01173.08173.0852.46%52.46%0.150.151.041.0448.11%48.11%其他领域371.13782.1616.082.384.3712.94%市场需求合计市场需求合计2334.172334.176034.286034.2820.92%20.92%14.9614.9636.2836.2819.38%1
79、9.38%资料来源:沙利文、中研股份招股说明书,国信证券经济研究所整理和预测图31:中研股份发展历程资料来源:中研股份招股说明书、官网,国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证券研究报告25公司营收和业绩保持较快增长公司营收和业绩保持较快增长。中研股份于 2016 年率先在型材领域实现对威格斯等国际 PEEK 厂商的替代,此后公司发展进入快车道,2016-2022 年,公司营收从0.27 亿元快速增长至 2.48 亿元,CAGR 达 44.72%;归母净利润从 0.07 亿元增长至 0.56 亿元,CAGR 为 41.42%。2023 年前三季度,公司营
80、收、业绩出现一定下滑,主要系 2023 年第三季度公司进行生产线升级改造出货量减少、同时销售政策优化调整产品平均销售价格下降、研发投入有所增加所致。第三季度公司研发投入合计 696.89 万元,占当期营收的比例达 14.46%,随着公司完成产线的升级改造并加大研发投入,预计公司 PEEK 的产品质量以及生产效率将进一步提升。图32:中研股份营收及增速图33:中研股份归母净利润及增速资料来源:Wind,国信证券经济研究所整理资料来源:Wind,国信证券经济研究所整理公司营收构成公司营收构成:从公司的营收构成看,中研股份的主要产品为 PEEK 纯树脂和 PEEK复合增强类树脂,同时也有少量的 PE
81、EK 制品,近些年公司的 PEEK 纯树脂以及复合类 PEEK 树脂销售收入均实现较快增长,2022 年公司 PEEK 纯树脂销售收入 1.89亿元,占比 76.31%,复合类 PEEK 树脂销售收入 0.58 亿元,占比 23.36%。从销售地区看,近些年公司营收和业绩增长主要来自国内业务,2022 年公司国内业务的营收占比为 96.35%,国外业务营收占比为 3.65%。图34:中研股份营收构成(按产品)图35:中研股份营收构成(按地区)资料来源:Wind,国信证券经济研究所整理资料来源:Wind,国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证券研究报告2
82、6国内首创国内首创 5000L5000L 反应釜产线反应釜产线,产品质量行业领先产品质量行业领先。2014 年底中研股份初步掌握了5000L 反应釜的合成、提纯、设备设计的技术,并建设了 2 条产线用于生产 PEEK纯树脂粗粉,每条产线产能为 500 吨/年。5000L 聚合反应釜是全球同行业所使用的最大反应釜之一,公司也是继英国威格斯后全球第 2 家能够使用 5000L 反应釜进行 PEEK 聚合生产的企业。5000L 反应釜进行 PEEK 聚合连续稳产,相较于同行业其他较小的装置,可以有力保障产品的热稳定性、批次稳定性、高纯度和颜色一致性等关键指标,公司 PEEK 产品部分指标已经接近于行
83、业竞争对手英国威格斯,体现出公司较高的技术水平和较强的工业化生产能力。“成本成本+适当毛利适当毛利”定价策略助力产品保持性价比优势,公司是进口替代主力。定价策略助力产品保持性价比优势,公司是进口替代主力。公司采取成本+适当毛利的定价策略,其中成本主要为生产成本,得益于国内完善的产业链和较低的人工、能源等成本,中研股份招股说明书披露 2020-2022 年中研股份 PEEK 单位成本低于威格斯约 9.06-13.95 万元/吨。毛利率方面,公司的综合毛利率与威格斯非医疗级产品的毛利率非常接近,反映出公司较强的研发能力和较高的产品质量等核心竞争力。得益于公司较低的生产成本,公司 PEEK 纯树脂颗
84、粒的售价约 30-40 万元/吨,显著低于英国威格斯同类产品 50-60 万元/吨的售价,具有较高的性价比优势。产品较高的性价比使得公司在国内市场持续实现进口替代,2021 年国内市场占有率为 30.57%,超越英国威格斯成为中国市场销量最大的公司,而从英国威格斯在中国 PEEK 市场快速增长的背景下在亚太地区的销量增速出现了较大幅度的下滑。图36:中研股份 PEEK 精制车间资料来源:中研股份官网,国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证券研究报告27图37:中研股份与威格斯 PEEK 产品售价对比图38:中研股份与威格斯 PEEK 产品毛利率对比资料
85、来源:中研股份招股说明书,国信证券经济研究所整理资料来源:中研股份招股说明书,国信证券经济研究所整理对标对标 PEEKPEEK 行业国际巨头威格斯行业国际巨头威格斯,IPOIPO 募投项目将提升公司生产能力募投项目将提升公司生产能力、技术和客户技术和客户服务水平服务水平。从下游主要应用行业看,目前公司 PEEK 产品已进入汽车、电子、高端制造、能源等传统行业,相较于 PEEK 行业国际巨头威格斯,公司 PEEK 产品尚未在医疗健康、航空航天、3D 打印等高端高附加值应用领域得到大规模应用。为提高公司在高端应用领域的竞争力,公司在其 IPO 募投项目中规划了 200 吨/年 PEEK制品产能,投
86、产后将新增板材、棒材、片材等 PEEK 制品产能,并与东华大学合作开发连续碳纤维复合树脂,进一步提升公司的技术服务能力,不断缩小我国 PEEK材料在应用方面的短板,为 PEEK 在各行业尤其是高端应用领域的应用和拓展提供支撑,进而促进 PEEK 产业链的快速发展。图39:英国威格斯亚太地区销售数量及中研股份销量变化图资料来源:中研股份招股说明书,国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究报告证券研究报告28图40:威格斯营收构成(按下游应用)图41:2022 年中研股份营收构成(按下游应用)资料来源:Wind、威格斯年报,国信证券经济研究所整理资料来源:中研股份
87、招股说明书,国信证券经济研究所整理表12:中研股份和英国威格斯 PEEK 产品下游的主要应用行业情况下游行业下游行业英国威格斯进入情况英国威格斯进入情况中研股份进入情况中研股份进入情况中研股份后续战略规划中研股份后续战略规划汽车行业汽车行业已进入已进入电子信息电子信息已进入已进入高端制造高端制造已进入公司产品已被应用于装备、分析仪器、光伏等高端制造领域能源行业能源行业已进入已进入医疗健康医疗健康已进入非植入式器材已进入即将生产医疗级树脂,进入植入式器材领域航空航天航空航天已进入公司部分产品已被用于航空航天领域,尚未进入商用大飞机领域募投项目将投入连续碳纤维复合材料的研发,并进入商用大飞机领域3
88、D3D 打印打印已进入未大规模进入已取得相应研发成果,计划进入该领域资料来源:中研股份招股说明书,国信证券经济研究所整理表13:中研股份 PEEK 现有及规划产能现有产能(吨现有产能(吨/年)年)IPOIPO 募投项目产能(吨募投项目产能(吨/年)年)PEEKPEEK 纯树脂颗粒纯树脂颗粒700200PEEKPEEK 纯树脂细粉纯树脂细粉300复合增强类复合增强类 PEEKPEEK 树脂树脂350300PEEKPEEK 制品制品少量200二苯砜(二苯砜(PEEKPEEK 原料)原料)4000资料来源:中研股份招股说明书,国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容证券研究
89、报告证券研究报告29投资建议投资建议PEEK 作为目前已经量产的综合性能最佳的工程塑料,已在汽车、电子、工业及能源、医疗、航空航天等领域的关键部件、特殊工况应用场景中得到了广泛应用和认可。展望未来,我们认为 PEEK材质漆包线在新能源汽车 800V 高压电机中的渗透率有望不断提升,人形机器人的轻量化趋势也有望对 PEEK 材料需求形成长期支撑,同时 PEEK 材料在传统应用领域的需求也将保持较快增速。供给端,通常 PEEK 材料项目从前期准备到项目正式投产运行再到通过下游客户验证至少需要 3-5 年以上的时间,而规模较小的企业也缺少持续进行工艺参数优化的产量基础,规划产能完全投放可能需要更长时
90、间,因此预计未来 3-5 年内国内 PEEK 行业产能过剩的风险较小。综上所述,我们认为 PEEK 行业有望在未来一段时间内保持较高的景气度,建议关注率先打破国外技术垄断、国内现有产能最大的 PEEK 树脂生产企业【中研股份】。考虑短期估值水平较高、PEEK 材料需求大幅放量仍有待下游行业进一步验证、公司 IPO 募投项目仍处于建设阶段等原因,暂未给予投资评级,建议关注。风险提示风险提示下游产品对下游产品对 PEEKPEEK 需求不及预期的风险。需求不及预期的风险。PEEK 需求场景较为广泛且分散,主要涉及汽车、电子、医疗、工业、航空航天等行业,尤其是新技术开发如高压电机漆包线等对 PEEK
91、需求拉动较为明显。若相关技术如 800V 高压电机、人形机器人研发不及预期,可能会影响 PEEK 需求。其他材料对其他材料对 PEEKPEEK 形成替代的风险。形成替代的风险。PEEK 价格较为昂贵,若下游客户处于激烈竞争过程中出于降低成本考虑,放弃使用 PEEK 材料,或者与 PEEK 性能接近的其他材料成本大幅下降,则其他特种工程材料有可能会抢占 PEEK 市场空间。市场竞争加剧的风险市场竞争加剧的风险。全球 PEEK 实力领先企业英国威格斯在国内设立的 PEEK 生产基地目前已经建成并处于小规模试生产阶段,同时国内一些企业的规划产能也将在未来几年陆续投产,PEEK 市场竞争可能加剧。上游
92、原材料价格大幅波动的风险上游原材料价格大幅波动的风险。PEEK 核心原料氟酮单价变动 5%会使得 PEEK 纯树脂单位成本变动 2%-3%,而氟酮原料氟苯近两年波动幅度较大,使得氟酮价格也出现较大波动,若原料价格继续大幅波动,则会对 PEEK 生产造成不利影响。证券研究报告证券研究报告免责声明免责声明分析师声明分析师声明作者保证报告所采用的数据均来自合规渠道;分析逻辑基于作者的职业理解,通过合理判断并得出结论,力求独立、客观、公正,结论不受任何第三方的授意或影响;作者在过去、现在或未来未就其研究报告所提供的具体建议或所表述的意见直接或间接收取任何报酬,特此声明。国信证券投资评级国信证券投资评级
93、投资评级标准投资评级标准类别类别级别级别说明说明报告中投资建议所涉及的评级(如有)分为股票评级和行业评级(另有说明的除外)。评级标准为报告发布日后 6 到 12 个月内的相对市场表现,也即报告发布日后的6到12个月内公司股价(或行业指数)相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅作为基准。A 股市场以沪深 300 指数(000300.SH)作为基准;新三板市场以三板成指(899001.CSI)为基准;香港市场以恒生指数(HSI.HI)作为基准;美国市场以标普 500 指数(SPX.GI)或纳斯达克指数(IXIC.GI)为基准。股票投资评级买入股价表现优于市场代表性指数 20%以上增持股价表现优于市
94、场代表性指数 10%-20%之间中性股价表现介于市场代表性指数10%之间卖出股价表现弱于市场代表性指数 10%以上行业投资评级超配行业指数表现优于市场代表性指数 10%以上中性行业指数表现介于市场代表性指数10%之间低配行业指数表现弱于市场代表性指数 10%以上重要声明重要声明本报告由国信证券股份有限公司(已具备中国证监会许可的证券投资咨询业务资格)制作;报告版权归国信证券股份有限公司(以下简称“我公司”)所有。,本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。未经书面许可,任何机构和个人不得以任何形式使用、复制或传播。任何有关本报告的摘要或节选都不代表本报告正式完整的观点,一切须以我公司向客户发布
95、的本报告完整版本为准。本报告基于已公开的资料或信息撰写,但我公司不保证该资料及信息的完整性、准确性。本报告所载的信息、资料、建议及推测仅反映我公司于本报告公开发布当日的判断,在不同时期,我公司可能撰写并发布与本报告所载资料、建议及推测不一致的报告。我公司不保证本报告所含信息及资料处于最新状态;我公司可能随时补充、更新和修订有关信息及资料,投资者应当自行关注相关更新和修订内容。我公司或关联机构可能会持有本报告中所提到的公司所发行的证券并进行交易,还可能为这些公司提供或争取提供投资银行、财务顾问或金融产品等相关服务。本公司的资产管理部门、自营部门以及其他投资业务部门可能独立做出与本报告中意见或建议
96、不一致的投资决策。本报告仅供参考之用,不构成出售或购买证券或其他投资标的要约或邀请。在任何情况下,本报告中的信息和意见均不构成对任何个人的投资建议。任何形式的分享证券投资收益或者分担证券投资损失的书面或口头承诺均为无效。投资者应结合自己的投资目标和财务状况自行判断是否采用本报告所载内容和信息并自行承担风险,我公司及雇员对投资者使用本报告及其内容而造成的一切后果不承担任何法律责任。证券投资咨询业务的说明证券投资咨询业务的说明本公司具备中国证监会核准的证券投资咨询业务资格。证券投资咨询,是指从事证券投资咨询业务的机构及其投资咨询人员以下列形式为证券投资人或者客户提供证券投资分析、预测或者建议等直接
97、或者间接有偿咨询服务的活动:接受投资人或者客户委托,提供证券投资咨询服务;举办有关证券投资咨询的讲座、报告会、分析会等;在报刊上发表证券投资咨询的文章、评论、报告,以及通过电台、电视台等公众传播媒体提供证券投资咨询服务;通过电话、传真、电脑网络等电信设备系统,提供证券投资咨询服务;中国证监会认定的其他形式。发布证券研究报告是证券投资咨询业务的一种基本形式,指证券公司、证券投资咨询机构对证券及证券相关产品的价值、市场走势或者相关影响因素进行分析,形成证券估值、投资评级等投资分析意见,制作证券研究报告,并向客户发布的行为。证券研究报告证券研究报告国信证券经济研究所国信证券经济研究所深圳深圳深圳市福田区福华一路 125 号国信金融大厦 36 层邮编:518046总机:上海上海上海浦东民生路 1199 弄证大五道口广场 1 号楼 12 层邮编:200135北京北京北京西城区金融大街兴盛街 6 号国信证券 9 层邮编:100032