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2021年巨化股份公司一体化产业链与含氟新材料市场前景分析报告(29页).pdf

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2021年巨化股份公司一体化产业链与含氟新材料市场前景分析报告(29页).pdf

1、2021 年深度行业分析研究报告 P.3 内容目录内容目录 1. 立足一体化氟化工产业链,全方位布局新材料 . 5 2. 携手大基金进军电子化学品,勇攀含氟电子材料高峰 . 6 2.1. 大基金加持,电子化学品新星冉冉升起 . 6 2.2. 高纯电子化学品主要应用于半导体、显示面板领域 . 7 2.2.1. 电子气体 . 8 2.2.2. 湿电子化学品 . 10 2.3. 需求端:半导体、显示面板产业持续向中国大陆转移 . 10 2.4. 供给端:主要份额被海外厂商垄断,国产替代需求迫切 . 13 2.5. 行业具备较高技术壁垒、客户认证壁垒 . 15 2.5.1. 纯度是湿电子化学品、电子气

2、体的核心指标 . 15 2.5.2. 对生产过程、产品储存条件要求严格 . 17 2.5.3. 客户认证壁垒高 . 18 2.6. 中巨芯是我国含氟电子化学品领军企业 . 18 2.6.1. 国内唯一量产并供应 1x 纳米制程电子级氢氟酸厂商 . 18 2.6.2. 深耕含氟电子气体,产品纯度普遍达到 5N . 18 3. 立足自主有机合成能力,高分子材料全面铺开 . 20 3.1. 含氟高分子材料性能优异,未来需求前景广阔 . 20 3.1.1. 聚四氟乙烯(PTFE) :市场规模最大的氟树脂,应用领域宽广 . 21 3.1.2. 聚偏氟乙烯(PVDF) :优异的锂电材料,应用于正极、隔膜

3、. 23 3.1.2. 全氟聚醚(PFPE) :数据中心液冷的新兴材料 . 26 3.1.4. 氟塑膜(ETFE) :透光性优异的建筑薄膜材料 . 27 3.2. 自主突破 PVDC 树脂,进军万亿涂料市场 . 28 4. 盈利预测与估值建议 . 28 4.1. 关键假设 . 28 4.2. 盈利预测 . 29 4.3. 可比分析 . 30 图表目录图表目录 图表 1:巨化的产业链布局(将新材料业务用颜色标注) . 5 图表 2:中巨芯股权结构图(截至 2021 年 6 月 26 日) . 6 图表 3:中巨芯产业链图 . 7 图表 4:电子气体的应用 . 7 图表 5:电子气体分类 . 8

4、图表 6:全球电子特气下游占比 . 8 图表 7:我国电子特气下游占比 . 8 图表 8:电子特气在集成电路生产中的应用 . 9 图表 9:我国电子特气市场规模及预测 . 9 图表 10:全球半导体制造材料销售额占比(2018 年) . 9 图表 11:我国湿电子化学品份额 . 10 图表 12:我国湿电子化学品产量(万吨) . 10 图表 13:我国湿电子化学品各应用领域市场规模(亿元) . 10 图表 14. 11 P.4 图表 16:一个 8 寸的芯片厂商每年电子气体用量(标红部分为中巨芯产品) . 11 图表 17:晶圆厂在建产能部分统计 . 12 图表 18:全球显示面板市场规模 .

5、 12 图表 19:全球显示面板份额 . 12 图表 20:显示产业毛利率的“微笑曲线” . 13 图表 21:全球电子气体竞争格局(2019 年) . 14 图表 22:国内电子气体竞争格局(2019 年) . 14 图表 23:全球湿电子化学品竞争格局 . 14 图表 24:我国湿电子化学品国产化率(2018 年) . 14 图表 25:对电子气体、湿电子化学品发展相关的支持政策 . 15 图表 26:电子级氢氟酸执行的国际 SEMI 标准 . 16 图表 27:电子级氢氟酸详细标准 . 16 图表 28:电子气体纯度标准(单位:N) . 17 图表 29:ISO 14644 洁净室及洁净

6、区空气悬浮粒子洁净度等级 . 17 图表 30:中巨芯湿电子化学品规格、应用领域 . 18 图表 31:中巨芯电子气体规格、应用领域 . 19 图表 32:99.999%的 WF6技术指标 . 19 图表 33:全球含氟聚合物份额(2018 年) . 20 图表 34:含氟聚合物的发展史 . 20 图表 35:含氟聚合物相关性质数据 . 20 图表 36:2020 年我国 PTFE 消费结构 . 21 图表 37:我国 PTFE 有效产能、产量、表观消费量(万吨). 22 图表 38:2020 年我国 PTFE 竞争格局 . 22 图表 39:常见树脂的介电常数 Dk、介电损耗 Df . 23

7、 图表 40:PVDF 下游应用占比 . 23 图表 41:我国 PVDF 竞争格局 . 23 图表 42:PVDF 在锂电池中的应用(正极粘结剂、涂敷隔膜) . 24 图表 43:PEM 水电解槽结构 . 25 图表 44:PVDF 在光伏背板上的应用 . 25 图表 45:PVDF、FEVE、PA、PET、PVF 光伏背膜破损率随使用年限的变化 . 26 图表 46:PFPE 拥有优异的介电性能 . 26 图表 47:2019 到 2025 年中国液冷数据中心市场规模(亿元) . 27 图表 48:杜邦含氟高分子材料产品性能 . 27 图表 49:我国重防腐涂料市场规模 . 28 图表 5

8、0:我国重防腐涂料产量 . 28 图表 51:盈利预测-中性预期 . 29 图表 52:盈利预测-乐观预期 . 29 图表 53:盈利预测-悲观预测 . 30 图表 54:公司可比分析(市值取 2021 年 7 月 9 日收盘价) . 30 P.5 基于基于氟原子独特氟原子独特的性质,的性质, 氟化工企业天然具备氟化工企业天然具备优良的优良的新材料新材料 DNA。 氟在元素周期表中位于第 9 位,拥有卤族元素中最小的原子半径、较低的极化率、最强的电负性。因为氟极强的电负性,其与碳原子形成了键能较高的极性共价键,显著增强了含氟有机物的稳定性。含氟新材料中,含氟高分子材料被广泛应用于工业防腐、电子

9、电器、日用、军工、建筑等领域;超纯含氟电子化学品被广泛应用于半导体、显示面板、太阳能光伏等领域的蚀刻、清洗环节;含氟锂电材料则应用于电解质(六氟磷酸锂、LiFSI) ,以及电解液添加剂(FEC、二氟磷酸锂等) ,氟树脂 PVDF 亦应用于锂电领域。目前,全球高端氟材料领域市场份额被美国杜邦(科慕) 、比利时苏威、日本大金、美国 3M、日本旭硝子、法国阿科玛、美国霍尼韦尔等外企所垄断。然而,从氟化工原材料萤石的储量看,中国萤石储量位居世界第二;从萤石产量上看,我国萤石产量占全球总产量将近 50%。因此,全球氟化工产业持续向我国转移,我国含氟新材料具备发展良机。 巨化立足一体化氟化工产业链,巨化立

10、足一体化氟化工产业链,全方位全方位布局新材料布局新材料。多年来,巨化依托浙江省的氟化工区位优势以及一体化产业链,全方位布局新材料领域。含氟高分子材料方面,公司目前拥有包括 PTFE、PVDF、FEP、FKM、ETFE 等在内的全面的氟树脂产品体系;含氟电子化学品方面,公司通过与大基金合资成立的中巨芯布局湿电子化学品和电子特气,是国内唯一一家量产并供应 1x 纳米制程所需电子级氢氟酸的企业; 含氟锂电材料方面, 公司通过参股公司布局高纯六氟磷酸锂;此外,公司还打破了美国陶氏、比利时苏威等外企对PVDC 长期的垄断,正在对其应用于工业防腐涂料做产业布局。 图表 1:巨化的产业链布局(将新材料业务用

11、颜色标注) 资料来源:根据公司公告整理,国盛证券研究所 P.6 2.1. 大基金加持,电子化学品新星冉冉升起大基金加持,电子化学品新星冉冉升起 中巨芯成立于中巨芯成立于 2017 年年 12 月,巨化集团与中国集成电路大基金月,巨化集团与中国集成电路大基金同为大股东同为大股东。巨化集团于 2018 年将其两家子公司浙江凯圣氟化学和浙江博瑞电子的股权全部转让给中巨芯。其中凯圣氟化学拥有巨化集团的湿电子化学品业务,并与我国湿电子化学品领先厂商格林达合资成立凯恒电子;博瑞电子则主要拥有集团电子气体业务,并与日本领先氟化学品厂商中央硝子合资成立博瑞中硝。 中巨芯依托巨化集团的一体化氟化工产业链,以超纯

12、含氟电子化学品为核心,延伸出湿电子化学品、电子气体两大产品体系。湿电子化学品方面,中巨芯是国内唯一一家量产并供应 1x 纳米制程所需电子级氢氟酸的企业,进入了台积电、中芯国际的供应体系;电子气体方面,中巨芯拥有超纯气体工厂,是国内唯一一家同时具备氯气、氯化氢、氟化氢等蚀刻清洗用电子气体产业化能力的企业。 图表 2:中巨芯股权结构图(截至 2021 年 6 月 26 日) 资料来源:Wind,国盛证券研究所 基于氟基团较强的反应活性,含氟电子化学品广泛应用于集成电路、显示面板、太阳能光伏中的蚀刻、清洗工序。中巨芯立足于巨化集团的一体化氟化工产业链,以含氟电子化学品为核心,立足先进的提纯除杂工艺延

13、展出高纯电子化学品产业链(提纯过程中需要应用到氟聚合物,比如 PTFE 微孔薄膜) 。萤石、硫铁矿、工业盐、工业苯、硝酸是中巨芯产业链的初级原材料, 以此可以延伸出含氟电子特气 (WF6、 CH3F、 C4F6、 C5F8等) 、高纯 HCl、高纯氯气等电子特种气体,电子级氢氟酸、电子级硫酸、电子级盐酸等湿电子化学品,以及 HCDS、BDEAS、TDMAT 等半导体前驱体,应用于半导体集成电路、显示面板、太阳能光伏三大下游领域。 P.7 资料来源:巨化股份年报,国盛证券研究所 2.2. 高纯电子化学品主要应用于半导体、显示面板领域高纯电子化学品主要应用于半导体、显示面板领域 湿电子化学品、 电

14、子气体均属于电子化学品, 二者在应用上均对产品纯度具有较高要求,在产品提纯、生产控制上具有较高的技术壁垒,且具备较高的客户准入门槛,主要应用于半导体、面板显示、光伏电池等领域。其中,湿电子化学品主要应用于下游产业的蚀刻、清洗环节,电子气体则应用于蚀刻、CVD、清洗、掺杂等环节。由于具有较高壁垒,湿电子化学品、电子气体目前均具有较高的进口依存度,并且其产品品质对于下游应用有着较大影响,属于我国发展半导体、显示产业的“卡脖子”领域。 图表 4:电子气体的应用 资料来源:Linde,国盛证券研究所 P.8 核心核心应用工序包括应用工序包括蚀刻、沉积、清洗蚀刻、沉积、清洗。蚀刻工艺主要是有选择性地去除

15、不需要的材料,从而得到想要的图案纹路。蚀刻主要利用了蚀刻材料分子中的活性基团(如氟原子活性基) , 可分为干法蚀刻和湿法蚀刻, 即用电子特气或湿电子化学品与被腐蚀物质发生化学反应,形成挥发性物质;CVD 即 Chemical Vapor Deposition(化学气相沉积) ,是一种成膜方式。即把一种或多种蒸汽源原子或分子引入腔室中,在外部能量作用下发生化学反应,并在衬底表面形成所需要的薄膜;清洗主要是去除硅片上的粒子、金属污染物、有机物等杂质,从而减少集成电路再制造过程中遭到尘粒、金属的污染形成短路的情形。 2.2.1. 电子气体电子气体 电子特气按照用途可分为蚀刻及清洗气体、成膜气体、掺杂

16、气体三大类。电子气体的下游应用包括半导体集成电路、显示面板、LED、太阳能等,其中以集成电路和显示面板为主,占我国电子特种气体需求 79%。含氟电子气体是电子气体的重要门类,份额占比约30%,主要用作清洗剂和蚀刻剂。 图表 5:电子气体分类 分类分类 包含气体包含气体 蚀刻及清洗气体 Cl2、HCl、NF3、SF6、HBr、SiF4、CF4、CHF3、CH2F2、CH3F、CClF3、CHFCl2、C2ClF5、HF 等 成膜气体 SiH4、SiHCl3、SiCl4、BBr3、Si2H6、GeH4、NH3、NO、N2O、WF6、BCl3等 掺杂气体 AsH3、PH3、B2H6、AsCL3、As

17、F3、BF3、POCl3等 资料来源:巨化集团,国盛证券研究所 图表 6:全球电子特气下游占比 图表 7:我国电子特气下游占比 资料来源:Linx Consulting,国盛证券研究所 资料来源:前瞻产业研究院,国盛证券研究所 在晶圆制程中部分工艺涉及气体刻蚀工艺的应用,主要涉及 CF4、NF3、HBr 等;掺杂工艺即将杂质掺入特定的半导体区域中以改变半导体的电学性质,需要用到三阶气体 B2H6、BF3以及五阶气体 PH3、AsH3等;在硅片表面通过化学气相沉积成膜(CVD)工艺中,主要涉及 SiH4、SiCl4、WF6等。 P.9 资料来源:巨化集团,国盛证券研究所 在显示面板产业中,在薄膜

18、工序中需要通过化学气相沉积在玻璃基板上沉积薄膜,需要使用 SiH4、PH3、NF3、NH3等。在干法蚀刻工艺中,需要在等离子气态氛围中有选择性地腐蚀基材,需要用到 SF6、HCl、Cl2等;在 LED 产业中,外延技术需要高纯电子特气包括高纯砷烷、 高纯磷烷、 高纯氨气, HCl 和 Cl2常常用做蚀刻气; 在太阳能光伏产业中,晶体硅电池片生产中的扩散工艺需要用到POCl3, 减反射层等PECVD工艺需要用到SiH4、NH3,蚀刻需要用到 CF4。薄膜太阳能电池在沉积透明导电膜工序中需要用到 B2H6等。 电子气体是销售收入仅次于硅片的晶圆制造材料电子气体是销售收入仅次于硅片的晶圆制造材料,半

19、导体器件性能的好坏在很大程度上取决于所用电子气体的质量。根据 SEMI,2018 年电子气体在晶圆制造材料市场中占比达到 12.9%,仅次于硅片。根据化工新材料,2020 年我国电子气体市场规模为 176.6 亿元,化工新材料预计在国产替代的大趋势下,未来三年行业复合增速将超过 14%。 图表 9:我国电子特气市场规模及预测 图表 10:全球半导体制造材料销售额占比(2018 年) 资料来源:SEMI,前瞻产业研究院,国盛证券研究所 资料来源:SEMI,国盛证券研究所 39 50 58 65 74 85 98 109 122 135 150 0%5%10%15%20%25%30%0204060

20、8002010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020我国电子特气市场规模(亿元)YOY P.10 2.2.2. 湿电子化学品(Wet Chemicals)是微电子、光电子湿法工艺(包括湿法刻蚀、清洗、显影等)工序中使用的液体化学品,2018 年占晶圆制造材料市场 7%。2019 年,我国湿电子化学品市场规模约 94.17 亿元,同比增长 7.15%。具体化学品份额方面,2018 年我国湿电子化学品市场过氧化氢占28.68%、 硫酸占31.24%、 氨水占 8.11%、 蚀刻液占 5.38%、氢氟酸占 5.51%

21、、硝酸占 3.9%、盐酸占 0.58%。 图表 11:我国湿电子化学品份额 资料来源:多氟多,国盛证券研究所 图表 12:我国湿电子化学品产量(万吨) 图表 13:我国湿电子化学品各应用领域市场规模(亿元) 资料来源:晶瑞股份公告,国盛证券研究所 资料来源:晶瑞股份公告,国盛证券研究所 2.3. 需求端:半导体、显示面板产业持续向中国大陆转移需求端:半导体、显示面板产业持续向中国大陆转移 我国我国集成电路集成电路目前贸易逆差较大目前贸易逆差较大,全球产业向国内转移趋势明确全球产业向国内转移趋势明确。一方面,我国集成电3490.80 亿美元,出口额 1163.6718.720.123.13142

22、44.949.50%5%10%15%20%25%30%35%40%00200018我国湿电子化学品产量(万吨)YOY020406080020019E2020E太阳能电池平板显示半导体 P.11 据产业信息网, 2020 年我国集成电路市场规模为 8848 亿元, 5 年复合增长率达 19.5%。在半导体材料市场中, 中国台湾依然是半导体材料消耗最大的地区, 全球占比 22.04%。中国大陆占比 19%排名全球第三,略低于 19.8%的韩国。然而,中国大陆占比已实现连续十年稳定提升,从

23、2006 年占全球比重 11%,到 2018 年占比 19%。 图表 14:全球半导体材料销售收入(亿美元) 图表 15:中国近年占全球半导体销售额情况(亿美元) 资料来源:Wind,国盛证券研究所 资料来源:美国半导体产业协会,国盛证券研究所 晶圆产能增长带动电子化学品需求。晶圆产能增长带动电子化学品需求。一个八寸的芯片厂每年气体的使用金额约为 5000万元。一方面,中国内资晶圆厂,例如长江存储、合肥长鑫等均在扩产,产能的扩张将会带来更大的材料需求;另一方面,制程升级提升气体用量,中国大陆经原产扩产带来更大的气体需求。无论是逻辑电路还是存储电路,更先进的工艺都需要在晶圆制造过程中消耗更大量气

24、体。 图表 16:一个 8 寸的芯片厂商每年电子气体用量(标红部分为中巨芯产品) 资料来源:华特气体,国盛证券研究所 -30%-20%-10%0%10%20%30%005006002000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018全球半导体材料市场销售额(亿美元)YOY P.12 资料来源:各公司公告,天天 IC,中国江苏网,SEMI,国盛证券研究所 全球显示面板全球显示面板产业产业持续持续向中国大陆向中国大陆转移,份额转移,份额已超已超 50%。根据 marketstandmarkets,2019 年全球面板市场规模约 1

25、377 亿美元, 2024 年可达 1577 亿美元, 复合增长率 3%。从市场份额来看, 近 5 年以来全球显示面板产业持续向中国大陆转移, 根据 Trendforce,2015 至 2019 年我国面板份额占比由 19%持续提升至 41%, 市场规模约 674.7 亿美元,增量规模主要来自韩国市场的转移。 未来国内显示份额将持续增长, 预计到 2024 年, 全球 73%的 LCD 和 47%的 OLED 产能将会集中在中国 (瑞联新材招股说明书预计 2024 年LCD、OLED 市场规模占比约 25%、75%) ,届时国内 OLED+LCD 显示行业市场规模有望突破千亿美元(1048.7

26、 = 1577(75%73%+25%47%) ) 。 图表 18:全球显示面板市场规模 图表 19:全球显示面板份额 资料来源:marketstandmarkets,国盛证券研究所 资料来源:Trendforce,国盛证券研究所 面板厂商将价格压力向上游传递,推动上游面板厂商将价格压力向上游传递,推动上游电子化学品电子化学品国产化国产化。LCD 产业链的毛利率水平成“微笑曲线”形状,即上游的玻璃基板、电子化学品、光学膜、化学材料和背光源702004006008000420192024E全球面板市场规模(亿美元)19%24%28%

27、34%41%49%58%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2001820192020E2021E日本韩国中国台湾中国大陆 P.13 学品、电子气体行业属于进入壁垒和附加值较高的行业,毛利率属于 LCD 产业链中较高水平。当 LCD 面板价格下降时,价格压力会向上游转移,压缩上游利润空间,促使湿电子化学品、电子气体加速国产化。 图表 20:显示产业毛利率的“微笑曲线” 资料来源:Displaysearch,国盛证券研究所 下游产业技术快速更迭,所需电子化学品精细化程度持续提升下游产业技术快速更迭,所需电子化学品精细化程度持续提升。例如,集成电

28、路领域晶圆尺寸从 6 寸、8 寸发展到 12 寸甚至 18 寸,制程技术从 28nm 到 7nm;显示面板从LCD 到刚性 OLED 再到柔性、可折叠 OLED 迭代;光伏能源从晶体硅电池片向薄膜电池片发展等。下游产业的快速迭代让这些产业的关键性材料电子特气的精细化程度持续提升。 2.4. 供给端:主要份额被海外厂商垄断,国产替代需求迫切供给端:主要份额被海外厂商垄断,国产替代需求迫切 电子气体电子气体:全球和我国电子气体的主要份额被气体工业巨头垄断。2018 年,林德集团(2020 年营收 272 亿美元,截至 2021 年 7 月 4 日市值超过 1500 亿美元) 、美国空气化工集团、

29、法国液化空气集团、 日本太阳日酸株式会社垄断我国电子气体市场 88%份额。目前我国电子特气厂商主要包括中巨芯、中船 718 所、昊华黎明院、华特气体等,市场份额约 10%。当前我国电子特气企业产品供应仍较为单一,但在政策扶持及下游需求的拉动下,我国电子特气企业体量、产品品种迅速发展,国产替代已拉开序幕。 P.14 资料来源:化工新材料,国盛证券研究所 资料来源:化工新材料,国盛证券研究所 湿电子化学品湿电子化学品:全球湿电子化学品厂商可分为三个梯队,第一梯队为德国巴斯夫、美国亚什兰、 德国默克、 美国霍尼韦尔等欧美企业, 全球份额约 33%, 其产品等级可达到 SEMI G4 及以上级别,与全

30、球半导体制造业发展同一步调;第二梯队为十家日系企业,包括关东化学公司、三菱化学、京都化工、日本合成橡胶、住友化学、光纯药工业(Wako) 、Stella-Chemifa 等,市场份额约 27%;第三梯队为中国台湾、韩国、中国大陆企业,包括韩国东进世美肯等。 根据中国化工信息周刊,目前我国湿电子化学品主流产能仍停留在 G2、G3 标准,而国外湿电子化学品已实现 G5 标准。 这导致虽然在我国半导体市场中, 6 寸及以下晶圆加工的湿电子化学品国产化率已达到 80%, 但 8 寸以上晶圆加工湿电子化学品国产化率仍不足 20%。分具体化学品看,我国目前湿电子化学品中电子级过氧化氢国产化率较高,电子级氢

31、氟酸、盐酸、硫酸仍主要依赖于进口,国产化率分别为 30%、20%、10%。 图表 23:全球湿电子化学品竞争格局 图表 24:我国湿电子化学品国产化率(2018 年) 资料来源:晶瑞股份公告,国盛证券研究所 资料来源:多氟多,国盛证券研究所 在我国需求端集成电路产业、显示面板产业、光伏产业持续增长的趋势下,进口依存度高达 90%的电子气体成为了我国发展科技、新能源道路上的“卡脖子”问题。在 8 寸以上晶圆加工所需湿电子化学品国产化率不足 20%的情形下, 湿电子化学品同样亟需加速国产化。70%50%40%30%20%10%0%10%20%30%40%50%60%70%80%过氧化氢硝酸氨水氢氟

32、酸盐酸硫酸国产化率 P.15 图表 25:对电子气体、湿电子化学品发展相关的支持政策 时间时间 政策政策 内容概要内容概要 2009 科技部国家火炬计划优先发展技术领域 将“专用气体”列入优先发展的“新材料及应用领域”中的电子信息材料。 2012 工信部电子基础材料和关键元器件“十二五”规划 将超高纯度氨气等外延材料、 高纯电子气体和试剂等列入重点发展任务。 2012 科技部新型显示科技发展“十二五”专项规划 提出开发高纯特种气体材料等, 提高有机发光显示产品上游配套材料国产化率。 2013 国家发改委产业结构调整指导目录(2011 年版)(2013 修订) 将电子气等新型精细化学品的开发与生

33、产列入 “第一类鼓励类”产业。 2016 科技部国家重点支持的高新技术领域目录(2016) 在“四、新材料”之“(五)精细和专用化学品”之“2、电子化学品制备及应用技术”中明确指出“包括特种(电子)气体的制备及应用技术” 2016 国务院“十三五”国家战略新兴产业发展规划 提出优化新材料产业化及应用环境、提高新材料应用水平,推进新材料融入高端制造供应链,到 2020 年力争使若干新材料品种进入全球供应链,重大关键材料自给率达到 70%以上。 2017 国家发改委战略性新兴产业重点产品和服务指导目录(2016) 在“1.3.5 关键电子材料”中包括“超高纯度气体等外延材料”。 2017 工信部、

34、国家发改委、科技部、 财政部 新材料产业发展指南 在重点任务中提出“加快高纯特种电子气体研发及产业化,解决极大规模集成电路材料制约”。 2017 工信部重点新材料首批次应用示范指导目录(2017 年版) 在“先进基础材料”之“三先进化工材料”之“(四)电子化工新材料”之“20 特种气体”中将特种气体明确列示,主要应用于集成电路、新型显示。 2018 国家统计局战略性新兴产业分类(2018) 在“1.2.4 集成电路制造”的重点产品和服务中包括了“超高纯度气体外延用原料”,在“3.3.6 专用化学品及材料制造”的重点产品和服务中包括了“电子大宗气体、电子特种气体”。 2019 产业结构调整指导目

35、录(2019 年本) 超净高纯试剂、光刻胶、电子气、高性能液晶材料等新型精细化学品的开发与生产属于鼓励类。 资料来源:黎明院,化学推进剂与高分子材料,国盛证券研究所 2.5. 行业具备较高技术壁垒、客户认证壁垒行业具备较高技术壁垒、客户认证壁垒 随着我国化工行业大宗原材料国产化程度持续提升,我国化工行业发展进入“下半场” 。然而,新材料领域的核心竞争力往往在于技术、生产过程管理控制、客户认证、技术服务等方面,与上游化工厂商通过规模、一体化、降成本增强竞争力的模式差异较大。我们认为,行业在提纯技术、客户认证、生产控制上具有较高的壁垒,是目前我国电子化学品进口依存度较高的核心原因。 2.5.1.

36、纯度是湿电子化学品、电子气体的核心指标纯度是湿电子化学品、电子气体的核心指标 湿电子化学品湿电子化学品: 电子级氢氟酸成本虽然只占芯片制造成本的 1.2%, 但其品质对集成电路的成品率、电性能及可靠性均有重要影响。目前,电子级氢氟酸的纯度执行的是国际上的 SEMI 标准。在此标准下,我国湿电子化学品主流产能仍停留在 G2、G3 标准,而国外湿电子化学品已实现 G5 标准。 P.16 SEMI 标准标准 C1 (Grade 1) C7 (Grade 2) C8 (Grade 3) C12 (Grade 4) (Grade 5) 对应级别 EL UP UP-S UP-SS UP-SSS 金属杂质

37、110-6 1010-9 110-9 0.110-9 0.0110-9 控制粒径/ m 1.0 0.5 0.5 0.2 颗粒/(个mL-1) 25 25 5 适应范围 1.20m IC 技术的制作 0.801.20m IC 技术的制作 0.200.60m IC 技术的制作 0.090.20m IC 技术的制作 0.09m IC 技术的制作 资料来源:有机氟工业,国盛证券研究所 中巨芯的湿电子化学品提纯方法中巨芯的湿电子化学品提纯方法:中巨芯已通过杂质离子分离、高分子材料过滤、混酸液体清洗等技术,使电子级氢氟酸产品达到 UP-SSS 标准,是国内唯一一家量产并供应1x 纳米制程所需电子级氢氟酸的

38、企业。其湿电子化学品提纯方法主要包括: 1)氢氟酸中杂质的分离纯化:通过含 RfOF、氟气和氮气等混合气的特殊氧化剂协调氧化预处理工艺,结合低沸精馏、高沸精馏、过滤、吸收等技术,解决氢氟酸中特殊杂质离子分离纯化难的行业共性问题。 2)超纯氟化铵或 BOE 的提纯:选用细尺度精密耐高温合金钢微球填料,设计和研制精密抛光高效精馏塔,对原料氨进行提纯处理,满足了超纯氟化铵或 BOE 的要求。 3) 采用改性 PTFE 滤芯和双向拉伸 PTFE 微孔薄膜对颗粒物过滤: 氢氟酸、 氟化铵、 BOE、硫酸和硝酸过滤器设计采用特制滤芯,具有梯度渐变孔道的改性聚四氟乙烯滤芯和外壁包覆双向拉伸聚四氟乙烯微孔薄膜

39、, 能有效地控制产品中颗粒数量, 并实现安全稳定的、连续长周期运行。 4)混酸液体清洗 ICP-MS 进样系统:采用自配含超纯硝酸、氢氟酸等混酸液体清洗 ICP-MS 进样系统,ICP-MS 载气采用氢气和氦气,进样模式采用 CCT-KED,UP-SS 级电子化学品中痕量硼等元素检测限达到 0.01 g/L,并可除去 32S2 对目标元素 64Zn 等离子的干扰。 图表 27:电子级氢氟酸详细标准 项目项目 规格规格 EL-A 级级 EL 级级 UP 级级 UP-S 级级 UP-SS 级级 W(HF)/ % 490.5 490.5 490.5 490.2 490.2 色度/Hazen 单位(铂

40、/钴色号) 10 10 10 10 15 氟硅酸(H2SiF6)/(mg.L-1) 50 50 50 30 20 氯化物(Cl)/(mg.L-1) 10 5 5 0.2 0.01 硝酸盐(NO3)/(mg.L-1) 10 3 3 0.1 0.01 磷酸盐(PO4)/(mg.L-1) 10 1 1 0.1 0.01 硫酸盐(SO4)/(mg.L-1) 10 5 5 0.2 0.02 金属杂质/(g.L-1) 50100 20100 10 1 0.1 颗粒(个)/mL 1.0m,25 0.5m,25 0.5m,5 0.2m,20 资料来源:浙江厚鹏化工,国盛证券研究所 P.17 于 5N、6N 等

41、级。半导体器件性能的好坏在很大程度上取决于所用电子气体的质量,电子气体纯度每提高一个数量级, 都会极大地推动半导体器件质的飞跃。 根据中船 718 所,在集成电路的刻蚀和清洗过程中,即使电子气体中百万分之几的微量杂质气体进入工序中就能导致产品质量下降,使每个元件存储的信息量减少,从而使高密度集成电路产品的不合格率增加。 图表 28:电子气体纯度标准(单位:N) 资料来源:中船 718 所,国盛证券研究所 2.5.2. 对生产过程、产品储存对生产过程、产品储存条件条件要求要求严格严格 1)对)对厂房厂房洁净度、温度洁净度、温度、湿度、湿度要求严格要求严格 根据国内高品质电子级氢氟酸制备难点 ,电

42、子级氢氟酸的生产对厂区洁净度、温度有较高要求。洁净度方面,要求厂房结构与外界严密隔离,设置双层门窗。整个厂房分层设置排风系统。且通入的新鲜空气必须进行严格的多重过滤和杀菌。在关键工作场所,可隔断成相对独立的区域, 在其中可设备局部净化空气系统。 并且, 所有内部装修材料,包括工作台、隔层、器皿等都要使用防静电的材料(防止因静电吸附的尘埃进入生产系统污染产品质量) 。 整个生产车间厂房净化级别要求达万级以上, 灌装和包装车间局部要求百级以上,化验分析单元要求千级以上。温度方面,厂房内的温度一般要求在 22.22.5 区间,局部要求控制在 22.20.11区间。核心是由于原料介质氟化氢的沸点是19

43、.54,环境温度过高易造成氟化氢挥发,影响提纯效果;湿度方面洁净室湿度要求在40%左右, (高于 30%,低于 50%) 。 图表 29:ISO 14644 洁净室及洁净区空气悬浮粒子洁净度等级 空气洁净度等级空气洁净度等级 悬浮粒子浓度限值悬浮粒子浓度限值/(颗(颗.cm-3) 0.1m 0.2m 0.3m 0.5m 1m 5m ISO1 10 2 - - - - ISO2 100 24 10 4 - - ISO3 1000 237 102 35 8 - ISO4 10 000 2 370 1 020 352 83 - ISO5 100 000 23 700 10 200 3 520 832

44、 29 ISO6 1 000 000 237 000 102 000 35 200 8 320 293 ISO7 - - - 352 000 83 200 2 930 ISO8 - - - 3 520 000 832 000 29 300 ISO9 - - - 35 200 000 8 320 000 293 000 资料来源:永和氟化工,有机氟化工,国盛证券研究所 2)对储存设备的)对储存设备的使用使用材料要求材料要求严格严格 G4 等级或以上电子级氢氟酸在生产过程中还未达到所需的酸浓度时, 产品需要储存在特制设备内调节酸的浓度制备成品,在此过程需要有效避免二次污染。目前,国内生产和储存 阀

45、件材质主要有 PTFE、PVDF、PFA 等, P.18 氟乙烯) 、NPVDF(高纯 PVDF)等可以有效避免此类问题的发生。 2.5.3. 客户认证壁垒客户认证壁垒高高 微电子化学品产品品质对下游电子产品的质量和效率有非常大的影响。因此,下游电子元器件生产企业对微电子化学品供应商的质量和供货能力十分重视,常采用认证采购的模式,需要通过送样检验、信息回馈、小批试做、大批量供货等严格的筛选流程,一般产品得到下游客户的认证需要较长的时间周期。一旦与下游企业合作,就会形成稳定的合作关系,这会对新进入者形成较高的客户认证壁垒。 2.6. 中巨芯是我国中巨芯是我国含氟含氟电子化学品领军企业电子化学品领

46、军企业 湿电子化学品方面,公司是国内唯一一家量产并供应 1x 纳米制程所需电子级氢氟酸的企业,进入了台积电、中芯国际的供应体系;电子气体方面,公司拥有超纯气体工厂,是国内唯一一家同时具备氯气、氯化氢、氟化氢等蚀刻清洗用电子气体产业化能力的企业。 未来在我国科创板上市后, 将借助资本市场的力量加速进行卡脖子产品的研发突破,加速国产替代。 2.6.1. 国内唯一量产并供应国内唯一量产并供应 1x 纳米制程电子级氢氟酸纳米制程电子级氢氟酸厂商厂商 中巨芯产品主要包括电子级氢氟酸、硫酸、硝酸、盐酸、氨水、缓冲氧化蚀刻液、poly 蚀刻液。 公司是国内电子湿化学品的领军企业, 是国内唯一一家量产并供应

47、1x 纳米制程所需电子级氢氟酸的企业。 湿电子化学品可按纯度和洁净度, 将其分为 EL、 UP、 UPS、 UPSS、UPSSS 等 5 个级别,分别对应 SEMI G1 到 G5,中巨芯产品均位于 UPSS、UPSSS 级别。 图表 30:中巨芯湿电子化学品规格、应用领域 产品名称产品名称 规格规格 应用领域应用领域 集成电路集成电路 显示面板显示面板 太阳能光伏太阳能光伏 液晶显示液晶显示 12 吋 8 吋 6 吋 电子级氢氟酸 UP-SSS 电子级硫酸 UP-SSS 电子级硝酸 UP-SSS 电子级盐酸 UP-SSS 电子级氨水 UP-SSS 缓冲氧化蚀刻液 UP-SS Poly 蚀刻液

48、 UP-SS 电子级氟化铵 UP-SS 资料来源:中巨芯官网,国盛证券研究所 电子级氢氟酸电子级氢氟酸是中巨芯湿电子化学品中的核心产品。电子级氢氟酸成本虽然只占芯片制造成本的 1.2%, 但其品质对集成电路的成品率、 电性能及可靠性均有十分重要的影响。近两年日本对韩国采取出口管制的 3 种产品就包括高纯度氟化氢,其主要应用于集成电路和大规模集成电路,占电子级氢氟酸总销售量 70.65%。 2.6.2. 深耕含氟电子气体,深耕含氟电子气体,产品产品纯度普遍达到纯度普遍达到 5N 氟原子有极强的反应活性、较强的电负性,因而含氟电子特气用作清洗剂、蚀刻剂具有约 30%,广泛应用于平板显示、集成电 P

49、.19 二烯等高附加值含氟电子特气,纯度普遍达到 5N(99.999%) ,主要应用于集成电路。 图表 31:中巨芯电子气体规格、应用领域 产品名称产品名称 规格规格 应用领域应用领域 集成电路集成电路 显示面板显示面板 太阳能光伏太阳能光伏 液晶显示液晶显示 12 吋 8 吋 6 吋 高纯氯气(Cl2) 5N 高纯氯化氢(HCl) 5N 高纯氟化氢(HF) 5N 高纯六氟化钨(WF6) 5N 高纯一氟甲烷(CH3F) 5N 高纯三氟甲烷(CHF3) 5N 高纯八氟环丁烷(C4F8) 5N 高纯六氟丁二烯(C4F6) 4N5 高纯八氟环戊烯(C5F8) 资料来源:中巨芯官网,国盛证券研究所 六

50、氟化钨(六氟化钨(WF6)是钨的氟化物中唯一稳定并被工业化生产的品种,是用作电子工业中金属钨化学气相沉积(CVD)工艺的原材料。用它制成的 WSi2可用作大规模集成电路(LSI)中的配线材料。根据中船 718 所,工业制得的 WF6中往往含有包括 HF、SF6、MoF6、CF4、CO2、CO、N2、Ar 等挥发性物质和金属氟化物等非挥发性物质的杂质。这些杂质的存在会严重影响 WF6的使用性能。但从实际生产中又不能完全去除,因此必须建立相对应的技术指标, 用以限定各种杂质的含量,从而保证 WF6的质量满足不同生产应用的要求。 图表 32:99.999%的 WF6技术指标 气体杂质气体杂质 O2/

51、Ar N2 CO2 CF4 HF SiF4 SF6 CO 允许最大浓度 0.5ppm 1ppm 0.5ppm 0.5ppm 5ppm 0.5ppm 0.5ppm 0.5ppm 金属粒子杂质 U Cr Na K Fe Th Mo 金属粒子总量 允许最大浓度 0.05ppbw 10ppbw 5ppbw 5ppbw 20ppbw 0.1ppbw 100ppbw 500ppbw 资料来源:中船 718 所,国盛证券研究所 注:ppm=10-6,ppb=10-9 一氟甲烷(一氟甲烷(CH3F)作为干法蚀刻剂,主要用于集成电路中的等离子蚀刻, 尤其是 HD (高密度等离子)的蚀刻。 六氟丁二烯六氟丁二烯(

52、C4F6)和八氟环戊烯八氟环戊烯(C5F8)被认为是具有竞争优势的下一代蚀刻气体。C4F6在 0.13m 技术层面有诸多蚀刻上的优点。首先,C4F6相比 C4F8具有更高的对光阻和氮化硅选择比。 随着器件尺寸推进到 0.13m, 孔关键尺寸要比 0.18m 时小约 30%,同时一些膜层厚度也相应减少,这就要求对那些关键膜层要有高的选择比,才能扩大蚀刻的窗口, 提高稳定性; 并且, C4F6的 GWP 值 (温室效应潜在影响值) 几乎为 0。 因此,C4F6可能是唯一能同时提供所需蚀刻条件及减少排放的替代物。 P.20 3.1. 含氟高分子材料性能优异,未来需求前景广阔含氟高分子材料性能优异,未

53、来需求前景广阔 氟原子具有较低的极化率、最强的电负性(4.0) 、较小的范德华半径。使得其在高分子化合物中取代氢原子而形成的 C-F 键能高、结构非常稳定。因此,含氟高分子材料具有优异的耐候性、热稳定性、耐腐蚀性、耐老化性、绝缘性、阻燃性以及表面不粘性。上述特性使其被广泛应用于重防腐涂料 (化工、 船舶、 海工、 桥梁等) 、 电子电器 (覆铜板、电线电缆) 、日用(不粘锅上的不粘涂层) 、军工、建筑(例如鸟巢、水立方建筑外层) ,且应用领域仍在不断拓宽。另一方面,由于含氟高分子材料的技术被“氟化工七强”美国杜邦(科慕) 、比利时苏威、日本大金、美国 3M、日本旭硝子、法国阿科玛、美国霍尼韦尔

54、所垄断,导致其价格居高不下,影响了其应用领域的打开。近年来,巨化股份、东岳集团等氟化工龙头企业的含氟高分子材料业务竞争优势不断凸显,后续有望实现持续的国产化,使得含氟高分子材料以更高的性价比迎来更加广阔的需求前景。 图表 33:全球含氟聚合物份额(2018 年) 图表 34:含氟聚合物的发展史 资料来源:IHS,国盛证券研究所 资料来源:含氟聚合物技术与市场需求分析,国盛证券研究所 含氟聚合物占据了整个氟化工行业氟总消耗量约 20%,根据不同的形式分为了氟塑料、氟橡胶、氟涂料等,由 PTFE、FEP、PVDF 等不同氟树脂作为基础原材料进行加工制成。 图表 35:含氟聚合物相关性质数据 性能指

55、标性能指标 测试方法测试方法 PTFE FEP PFA ETFE ECTFE PCTFE PVDF 密度/(g.cm-3) D792 2.17 2.15 2.15 1.70 1.70 2.15 1.78 屈服强度/MPa D638 10.0 12.0 15.5 24.0 31.0 40.0 46.0 断裂伸长率/% - 200500 250350 300 200500 200300 80250 20150 拉伸模量/MPa D638 600 500 700 1500 1655 1500 2400 硬度/邵 D D2240 60 57 62 75 75 90 79 热变形(0.46MPa)/ D

56、648 121 70 73 104 116 120 148 热变形(1.82MPa)/ D648 50 54 48 71 76 - 115 极限氧指数/% D2863 95 95 95 3036 - - - 介电常数(1MHz) D150 2.1 2.1 2.1 2.6 - - - 资料来源:含氟聚合物技术与市场需求分析,国盛证券研究所 P.21 PTFE 的分子结构决定其拥有优异的的分子结构决定其拥有优异的物化物化性质性质:PTFE 分子中的 CF2单元不能完全按反式交叉取向,而是形成一个螺旋状的扭曲链。氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面,将碳原子保护在里面,形成一层防护。刚性的螺旋结构使其

57、具有较高的结晶度(98%) ,这种结构解释了 PTFE 的优异性能: 耐高低温耐高低温:可使用温度范围达-190-260,熔点约 327(同时这使得 PTFE 加工比较困难) ,裂解温度超过 400; 耐腐蚀耐腐蚀: 能承受除了熔融碱金属、 熔融强碱、 氟化介质以外的所有强酸 (包括王水) 、强碱、强氧化剂、还原剂等各种有机溶剂的作用; 绝缘性绝缘性: 介质常数 2.1、 击穿电压高、 介电损耗小于 5*10-4、 电阻率高达 1018.cm,受环境和频率影响极小; 自润滑性:自润滑性:具有塑料中最小的摩擦系数(静态摩擦系数 0.02-0.03,动态摩擦系数0.1-0.2) ; 耐老化性:耐老

58、化性:耐辐射,可以暴露在户外 20 年以上不会有明显的机械性能损失; 难燃性:难燃性:极限氧指数大于 95%,阻燃等级达 UL-94-V-0,即 UL-94 中最高的塑料阻燃等级; 表面不粘性:表面不粘性:所有已知的固体材料不能吸附在表面上,固体材料中表面能最小。 由于上述优异的物化性质使 PTFE 被誉为“塑料王” ,可在石油化工(输送管道、泵的衬里、防腐涂层) 、机械(屋架、导线) 、军工、航天、电子电器(覆铜板填充树脂、线缆料) 、食品(不粘锅涂层) 、建筑等众多领域应用。PTFE 最早被用于“曼哈顿计划”中处理原子弹六氟化铀设备的密封和内衬材料。由于其具有优异的耐候性、耐老化性、耐腐蚀

59、性和隔音降噪功能,PTFE 被用于鸟巢建筑外层的吸音材料。 图表 36:2020 年我国 PTFE 消费结构 资料来源:百川盈孚,国盛证券研究所 PTFE 是全球消费量最大的含氟聚合物是全球消费量最大的含氟聚合物, 占氟树脂超过, 占氟树脂超过 50%。 全球含氟聚合物市场规模约 80 亿美元,全球 PTFE 消费量 20 万吨,2020 年受到疫情影响需求体量略有下滑,实现表观消费量 5.92 万吨。根据我国氟化工行业“十三五”规划 ,随着 5G、物联网时代 PTFE 在线缆、环保节能领域应用的扩大,未来 PTFE 需求将以 8%的增速增长。供给方面,2020 年我国 PTFE 产能约 14

60、.71 万吨,占全球产能超过 50%,以注塑级低端产品为主,高端依赖进口。根据百川盈孚,目前我国 PTFE(悬浮细粉)价格约 5.4 万元/吨,R22 价格下跌,PTFE 价差持续扩大, P.22 有PTFE产能14.71万吨。 根据年报历年披露建设计划统计, 公司已建成2.6万吨PTFE,正在建设 0.855 万吨悬浮 PTFE、1.2 万吨分散 PTFE,预计 2021 年四季度完工。 图表 37:我国 PTFE 有效产能、产量、表观消费量(万吨) 图表 38:2020 年我国 PTFE 竞争格局 资料来源:百川盈孚,国盛证券研究所 资料来源:百川盈孚,国盛证券研究所 通讯技术持续升级,对

61、于绝缘树脂持续提出更高的要求通讯技术持续升级,对于绝缘树脂持续提出更高的要求。移动通信技术每十年左右一次技术升级,每次升级后传输速率和频率都大幅提升。5G 通信频率已上升到 5GHz 以上,传输速率达到 10-20Gbps 以上。因此,5G 通信技术对于覆铜板的传输速度、传输损耗具有更高的要求。高频高速环境下,高频信号本身的衰减很严重。另一方面,其在介质中的传输会受到覆铜板本身特性的影响和限制,从而造成信号失真甚至丧失。因此,高频高速应用领域对于覆铜板电性能的要求非常高。 降低介质材料降低介质材料 Dk、Df 是减少通讯信号传输损耗、延迟的核心是减少通讯信号传输损耗、延迟的核心。通讯技术对于信

62、号传输的要求主要在于低传输讯号、 低传输延迟。 其中, 信号传输损耗主要包括导体损耗 (TLC)与介质损耗(TLD) 。而介质损耗 TLD 与介质材料的介电常数(Dk) 、介电损耗(Df)呈正比;而信号传输延迟(Td)与介质材料的介电常数 Dk 呈正比。因此,在高频通讯中,为了降低信号传输损耗和延迟,必须尽可能降低介质材料的 Dk 与 Df 值,即采用具有低介电特性的高分子介质材料。 PTFE 等氟树脂具有十分优异的介电性能,在电子领域应用前景广阔等氟树脂具有十分优异的介电性能,在电子领域应用前景广阔。根据 Clausius-Mossotti 公式的变式, 高分子材料的 Dk 与摩尔极化度成正

63、比。 氟取代基摩尔极化度低至1.8cm3/mol,因此含氟聚合物具有非常优异的介电性能。在应用于电子领域的常见树脂中, PTFE 具有最低的介电常数和最低的介电损耗, 介电常数 (Dk) 仅 2.1、 介电损耗 (Df)仅 0.00025。 02468620020有效产能产量表观消费量 P.23 资料来源:CNKI,国盛证券研究所 3.1.2. 聚偏氟乙烯(聚偏氟乙烯(PVDF) :优异的) :优异的锂电材料锂电材料,应用于正极、隔膜,应用于正极、隔膜 聚偏氟乙烯(PVDF)化学结构中的 C-F 化学键短、键能高,这使得材料耐候性强,作为防腐涂层具有

64、优异的物化性能。相比 PTFE 而言,PVDF 的优势在于具有极佳的耐候性。因此,采用 PVDF 树脂生产的氟涂料,被广泛应用于船舶、化工、机场等工业重防腐领域。PVDF 具有比 PTFE 更高的技术壁垒,该领域全球的顶尖厂商主要为比利时苏威、法国阿科玛等。 2020 年, 我国拥有 PVDF 产能 8 万吨, 生产厂商主要包括了阿科玛、 苏威、东岳化工、上海三爱富等厂商。 图表 40:PVDF 下游应用占比 图表 41:我国 PVDF 竞争格局 资料来源:全球光伏,化工新材料,国盛证券研究所 资料来源:百川盈孚,国盛证券研究所 P.24 共包含:500 吨涂料级 PVDF 树脂,4000 吨

65、太阳能背板膜用 PVDF 树脂,1000 吨水处理膜用 PVDF 树脂,3500 吨电线电缆用 PVDF 树脂,1000 吨锂电池粘结用 PVDF 树脂。项目分两期建设,包括一期乳液聚合 2500 吨 PVDF,配套 VDF 单体 5000 吨和二期悬浮聚合 7500 吨 PVDF,配套 VDF 单体 7000 吨,以及与 PVDF 装置同步建设的总规模 2 万吨HCFC-142B 项目(原材料) 。 根据公司公告,1 万吨 PVDF 项目一期于 2017 年 12 月达到预定可使用状态,二期 A 段处于试生产阶段, 项目二期 B 段启动设计, 与 PVDF 装置配套的剩余 1.3 万吨 HC

66、FC-142B 项目主装置已投产使用。 PVDF 应用于锂电池正极粘结剂应用于锂电池正极粘结剂。 PVDF 在锂电池中的应用占比快速增长, 需求占比由两年前不到 10%增长到 19.9%。 PVDF 是最常见的正极粘结剂, 特点是抗氧化还原能力强,热稳定性好,易于分散。截至 2020 年底,我国拥有 PVDF 锂电池粘结剂产量不足 6000吨,需求约 7000 吨。氟化工预计,2021 年需求将增长至 8100 吨以上。 PVDF 应用于锂电池隔膜应用于锂电池隔膜。由于拥有良好的回弹性、气密性,PVDF 薄膜性能优异。其不仅是替代 RO 反渗透膜的优异材料,亦是锂电池隔膜的理想材料。传统锂电池

67、隔膜主要使用 PE、PP 等聚烯烃材料。然而,聚烯烃隔膜耐化学腐蚀性不高,易于老化,影响了电池的循环使用寿命。PVDF 制成的锂电池隔膜具有优异的耐老化、耐化学腐蚀性,并且对电解液具有良好的亲和性 (PVDF 里存在的晶有利于电解液的亲和性) 。 同时, PVDF 涂敷隔膜的方案,被应用于软包电池中。 图表 42:PVDF 在锂电池中的应用(正极粘结剂、涂敷隔膜) 资料来源:阿科玛,国盛证券研究所 PVDF 是优异的是优异的全氟全氟质子交换膜质子交换膜材料。材料。作为水电解槽膜电极的核心部件,质子交换膜不仅传导质子,隔离氢气和氧气,并且为催化剂提供支撑。目前的水电解槽质子交换膜长期被科慕、陶氏

68、、旭硝子、旭化成等外企垄断,价格高达几百至几千美元/,具有较大的国产替代机遇。 P.25 资料来源:中海油新能源研究中心,国盛证券研究所 PVDF 在光伏中的应用在光伏中的应用:PVDF 氟膜作为耐候涂层,用于光伏背板复合,为光伏背板提供耐老化、耐紫外、耐风沙、耐高低温、阻燃等防护功能,可延长光伏组建的使用寿命。应用中需要将 PVDF 制成具有一定拉伸强度的薄膜,并且通过分子设计、物理改性、双拉工艺等方式有效避免开裂、低温横向脆化、韧性不足等问题。高质量的背板在恶劣的环境下使用长达 25 年。 图表 44:PVDF 在光伏背板上的应用 资料来源:Saur Energy,国盛证券研究所 P.26

69、 资料来源:杜邦,国盛证券研究所 3.1.2. 全氟聚醚(全氟聚醚(PFPE) :) :数据中心液冷数据中心液冷的新兴材料的新兴材料 全氟聚醚(全氟聚醚(PFPE)拥有优异的介电性能和热传导性)拥有优异的介电性能和热传导性。PFPE 的优势在于其在极端高温下(300以上)的粘度稳定性,以及优异的介电性能,这些特点使其应用于润滑剂。从分子结构上看,在与其他润滑剂分子结构相同的基础上,PFPE 中 C-F 键代替了 C-H 键,并且 C-C 键与 C-O 键以强共价键的形式存在,氟原子相当于连接(包裹)在碳氧链上,对其产生保护,使其结构更稳定。同时,PFPE 具有极佳的热传导性(0.23cal/g

70、C) ,因而成为用作数据中心浸没式冷却液的新兴材料。 图表 46:PFPE 拥有优异的介电性能 性能性能 标准标准 HFP-PFPE TFE-PFPE 介电强度 ASTM D877 40 30 介电常数 ASTM D877 2.15 2.01 电阻 ASTM D257 1013 41013 介电损耗 ASTM D150 410-4 510-4 资料来源:CNKI,国盛证券研究所 PFPE 在低温下容易降解释放出腐蚀性物质, 因此需要通过加入氟化碳黑等物质以提高其作为冷却液的稳定性。2021-2026 年,全球 PFPE 市场预期复合年平均增长率为 6.2%,预计到 2026 年达 14 亿美元

71、。其中,航天用润滑剂市场需求所占份额最大,而亚洲是对于 PFPE 需求最大的区域。PFPE 冷却剂市场不断增大,附加值较高。中国液冷数据中心市场规模到 2025 年预计达到 1330.3 亿元,其中浸没式液冷达 545. 5 亿元。目前,PFPE冷却剂全球市场龙头为全球氟化工领军企业比利时苏威,其 Galden 冷却剂系列平均售价高达 9 万美元/吨。 P.27 资料来源:赛迪顾问,国盛证券研究所 3.1.4. 氟塑膜氟塑膜(ETFE) :) :透光性优异的透光性优异的建筑薄膜材料建筑薄膜材料 透光性、耐候性优异的建筑薄膜材料透光性、耐候性优异的建筑薄膜材料。ETFE 即乙烯-聚四氟乙烯共聚物

72、,同时具有 PTFE树脂和 PEF 树脂的耐热、耐介质、耐老化性能、可热塑性的加工特性,相比 PTFE、PFA等含氟高分子材料的优点在于高透光率(可见光透光率在 90%以上,且衰减很慢,经使用 10 到 15 年,仍可以保持在 90%以上)和耐候性,因此被应用于全球多个著名建筑物。北京国家游泳中心(水立方)就是经典的 ETFE 气枕建筑,英国伊甸园计划的面板也由 ETFE 制成。全球 ETFE 的生产厂商主要包括德国 Ensinger、美国杜邦、美国 3M、日本旭硝子、日本大金。ETFE 膜价格高昂,3 厘米厚度的 ETFE 膜单价可达 2 万美元/。 图表 48:杜邦含氟高分子材料产品性能

73、性能性能 测试方法测试方法 单位单位 PTFE FEP PFA ETFE 电子性能电子性能 绝缘性能 IEC 60243 kV/mm 0.25nm 薄膜 85 78 74 62 1.00nm 薄膜 35 35 33 30 介电常数 ASTM D150 1 MHz 2.05 2.03 2.03 2.47 1 GHz 1.99 2.02 2.02 2.29 介电损耗 ASTM D150 1 MHz 0.00003 0.00061 0.00019 0.00550 1 GHz 0.00028 0.00094 0.00082 0.01430 弧阻 ASTM D495 sec 300 300 180 72

74、 体积电阻率 ASTM D257 m 1016 1018 1015 1014 表面电阻率 ASTM D257 1016 1018 1017 1014 通用性能通用性能 耐候性 “Weather-0-Meter” (2000hr) 无影响 无影响 无影响 无影响 耐溶剂性 ASTM D543 优异 优异 优异 良好 耐化学性 ASTM D543 优异 优异 优异 良好 吸水率 ASTM D570 % 0.00 0.01 0.03 0.03 资料来源:杜邦,国盛证券研究所 0200400600800020192020E2021E2022E2023E2024E2025E保守估计

75、(亿元)乐观估计(亿元) P.28 PVDC 即偏二氯乙烯,自上世纪 30 年代开始,一直被美国陶氏化学、比利时索尔维、日本旭化成和吴羽株式会社等跨国公司垄断。巨化在上世纪 80 年代末开始进行 PVDC 共聚树脂产品的研制开发,上世纪 90 年代开始中试及工业化试验,2009 年取得突破性进展。2015 年, (PVDC)共聚树脂上周通过中国石油和化学工业联合会组织的成果鉴定。PVDC 共聚产品对气体、水蒸气、油、异味有极好的阻隔性,因此被广泛应用于食品包装。 依托自主有机合成能力切入工业涂料树脂领域,有望打破外企垄断依托自主有机合成能力切入工业涂料树脂领域,有望打破外企垄断。PVDC 乳液

76、制成的涂料具有较低的 VOC(挥发性有机物)含量和较高的耐盐雾性,使其在工业防腐涂料领域具有应用前景。 2018 年全球涂料市场规模超过 1 万亿元, 其中中国凭借庞大的房地产基建产业、全球第一的机动车保有量、庞大的造船工业、工程机械产业成为全球最大的涂料需求市场。 然而, 目前我国高端工业涂料进口依存度居高不下, 与核心原材料被 “卡脖子”有着密切的关系。巨化自主合成的 PVDC 具有优异的耐盐雾性,是可应用于工业防腐领域的潜在新材料。2017 年,我国重防腐涂料市场规模已达 885 亿元,优质的工业涂料树脂在我国具有广阔的需求前景。 图表 49:我国重防腐涂料市场规模 图表 50:我国重防

77、腐涂料产量 资料来源:前瞻产业研究院,国盛证券研究所 资料来源:前瞻产业研究院,国盛证券研究所 4. 盈利预测与估值建议盈利预测与估值建议 4.1. 关键假设关键假设 自有产能自有产能假设假设:结合公司已公布的产能扩张规划、现有产能、行业制冷剂的配额政策。 产品价格产品价格假设假设: 1) 供需格局方面,假设需求端在发展中国家空调渗透率提升、工业制冷的发展背景下维持 4.4%的复合增速增长到至少 2026 年。 则二代、 三代制冷剂行业合计配额将在 2024年开始无法满足行业需求,供给缺口出现。 2) 替代品的威胁方面,由于第四代制冷剂成本高昂且下降空间有限,因而难以在短期内迅速替代第三、第二

78、代制冷剂,替代品的威胁偏低。 0%5%10%15%20%25%30%35%40%00500600700800900017我国重防腐涂料市场规模(亿元)YOY0%5%10%15%20%25%30%0500300350400450200017我国重防腐涂料产量(万吨)YOY P.29 而巨化股份作为行业龙头届时配额超过 40%。 综合考虑, 预计巨化股份将在未来行业限制制冷剂产量后, 对下游具备很强的议价能力,产品价格大幅上涨。我们对于届时公司盈

79、利水平做出预测,并做敏感性测试: 4.2. 盈利预测盈利预测 我们预计公司 2021-2023 年营业收入分别为 183.32/193.60/214.98 亿元,预计归母净利润分别为 4.52/13.68/22.37 亿元,分别对应 55.4/18.3/11.2 倍 PE。公司是我国一体化氟材料龙头企业。未来制冷剂确定性进入景气周期,公司凭借行业领先配额将获取丰厚超额收益,且新材料业务将为公司中长期业绩增添成长性。维持维持“买入”评级。“买入”评级。 图表 51:盈利预测-中性预期 资料来源:Wind,国盛证券研究所 图表 52:盈利预测-乐观预期 资料来源:Wind,国盛证券研究所 P.30

80、 资料来源:Wind,国盛证券研究所 4.3. 可比分析可比分析 主营产品主营产品规模规模:当前以及中期内的主流制冷剂第三代制冷剂方面,巨化主要单质制冷剂品种 R32、R134a、R125 合计产能国内第一; 一体化一体化产业链产业链布局布局:三美的氟化工产业链从外购萤石粉生产萤石开始,目前萤石自给率约 30%,氢氟酸全自给;巨化的氟化工产业链从外购萤石生产氢氟酸开始,并拥有甲烷氯化物、乙烯氯化物生产能力;东岳的氟化工产业链同样从外购萤石生产氢氟酸开始,拥有氢氟酸产能,并能自产甲烷氯化物。三家厂商均具备优异的产业链一体化布局。 新材料新材料:巨化该业务具有领跑业内的成长性,高附加值氟材料从产能、产品应用领域、盈利能力三个维度快速成长。我们选择我国湿电子化学品龙头晶瑞股份、格林达,以及电子特气领域龙头华特气体、金宏气体与公司进行可比分析,发现优质的电子化学品厂商在市场上享有较高的估值溢价。 图表 54:公司可比分析(市值取 2021 年 7 月 9 日收盘价) 资料来源:Wind,国盛证券研究所

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