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2019年全球石英材料應用領域需求:石英玻璃、航空航天、半導體、光纖光纜市場需求旺盛[圖]

2020年04月15日 13:23:41字號:T|T

    一、石英玻璃

    石英玻璃被業內稱為“玻璃王”, 是一種 物理化學性能 優異的功能性材料 。石英玻璃通常在潔凈環境中經高溫熔制而成,具備硬度大、耐高溫、膨脹系數低、耐腐蝕性、透光性能好、化學穩定性和電絕緣性能良好等特性,石英玻璃材料的純度是保證石英玻璃上述良好特性的核心指標。

    石英砂作為石英玻璃材料及制品行業的重要原材料,其價格直接影響到生產成本。根據品質和下游市場的不同,原材料被大致分為普通石英砂及電子信息領域用高純石英砂。原材料經粉碎、水洗、烘干、水解、合成等工序形成石英玻璃,其中品質較低的不透明石英玻璃多用于制備石英坩堝,透明石英玻璃及品質更高的合成石英玻璃,經過深加工形成石英纖維、石英管、石英棒、石英錠等石英制品,供航空航天、半導體等下游市場使用。國外石英礦石總體質量較好,且國內對石英礦石的開采有一定政策限制,目前國內石英制品所用原材料多從國外進口。

    石英玻璃廣泛應用于光通訊、半導體、光伏、航空航天等高端領域 ,半導體是其最大的下游市場。石英玻璃錠材、管材、棒材、板材、坩堝、各種器皿和器件,以及石英玻璃纖維和織物等產品,憑借其優良的物理化學性能,適用于各類需要高溫、潔凈、耐蝕、透光、濾波等特定需要的工作場景中,被半導體、光伏、航空航天、冶金、核能激光等行業廣泛應用。

    石英玻璃下游市場規模占比

數據來源:公開資料整理

    石英玻璃市場是典型的壟斷市場,全球市場主要還是由賀利氏、邁圖、東曹、尤尼明、昆希等海外龍頭企業掌握。這些海外龍頭企業歷史悠久,具備獨特的技術優勢,各自有其擅長的領域和市場,產品附加值高、競爭力強,且在長期市場耕耘過程中,積累了較強的上下游產業渠道優勢和產業規模優勢。目前全球高端石英玻璃市場,尤其是其中的半導體、光通訊、光學等高新技術領域的石英玻璃市場,美國、日本、德國等海外國家企業占據明顯的優勢競爭地位。全球一共 5 家企業獲得國際主要半導體設備制造商認證,公司外的其他四家外商分別是美國邁圖、德國賀利氏、德國昆希、日本東曹,賀利氏、邁圖、東曹全球市場份額占比超過一半,公司在全球市場份額約 10%左右。

    二、航空航天應用

    石英纖維物理化學性能優異,是航空航天領域必需的戰略材料。石英纖維由于具有強度高、介電常數和介電損耗小、耐高溫、膨脹系數小、耐腐蝕、可設計性能好等一系列特點,是航空航天領域不可或缺的戰略材料,上述優異的性能使石英纖維成為多種航空、航天飛行器關鍵部位的結構增強、透波、隔熱材料:在航空領域,石英材料主要用于制作透波增強材料,包括機載雷達罩、導彈雷達罩、干擾電磁發射窗口等;在航天領域,石英產品可以被用作航天飛行器的隔熱和耐高溫材料。

    2019 年中國國防預算約為 1.19 萬億元人民幣,較 2018 年增長7.5%,作為世界第二大經濟體,中國國防支出增長水平與經濟發展水平基本保持一致,與美國、俄羅斯、英國等其他大國相比仍有較大增長空間。受益于武裝力量結構與規模的優化調整,以及武器裝備建設投入的提高,裝備費占國防費的比例由2010 年的 33.2%提高至 2017 年的 41.1%,在提高武器裝備現代化水平的背景下,預計未來裝備費用占比將保持較高水平。

    目前中國共有 3187 架作戰飛機和支援用飛機,包括戰斗機、直升機、教練機、運輸機、加油機以及各類特種作戰飛機,美國上述各類飛機總數為 13398 架,數量上遠遠超過中國。從飛機代際結構上看,與美國、俄羅斯兩個世界強國相比,國內二代機數量占比最高,J-7、J-8 等二代機將逐步升級為三代機和四代機,此外教練機、運輸機等其他類型作戰飛機的也會穩步列裝。石英纖維在戰機雷達天線罩總體成本中約占 45%,未來國內軍用飛機列裝、換裝將帶來大量的石英纖維市場需求。

    中國和美國飛機數量對比

數據來源:公開資料整理

    2018 年中國、美國、俄羅斯空軍各代際戰斗機數量對比

數據來源:公開資料整理

    隨著國內商業航天活動的日益活躍,以及北斗導航、高分專項、民用空間基礎設施等重大專項的深入推進,國內航天發射活動將保持高度活躍。2018 年我國完成了 39 次航天發射任務,相比 2017 年的 18 次實現了翻倍增長,發射次數首次位列全球第一。2019 年全年我國共實施了 34 次航天發射,再次成為全球發射次數最多的國家。全年航天科技集團的發射次數將突破 40 次,考慮到航天科工、商業航天企業的發射任務,我國 2020 年全年火箭發射次數將超過 50 次,較 2019 年有大幅的增長。石英棉、石英布以及石英紗作為航天飛行器隔熱、耐高溫部件的重要原材料,未來需求有望隨著我國航天領域的發展快速增加。

    中國航天發射數量及其占全球比例

數據來源:公開資料整理

    三、半導體

    高純石英材料物理性能優異,是半導體產業中不可缺少的支撐材料。高純石英材料由于其耐溫,耐酸,低膨脹和極佳的管夠透過性的特殊物理性能,滿足了半導體工業對載具材料中堿金屬和重金屬含量的苛刻要求,在半導體生產過程中需要消耗大量的石英片、環、板、法蘭、刻槽舟、擴散爐管、清洗槽等高品質石英材料,石英材料的應用貫穿了半導體制程擴散、氧化、沉積、蝕刻等關鍵過程。在電子信息技術快速發展的環境下,半導體產業的快速發展也將促進石英材料和制品的應用范圍和使用量的增長。

    2019 年全球半導體市場銷售總額達到 4183 億美元,同比下降 11.9%,其中中國市場銷售額為 1547 億美元,同比下降 1.96%,36.98%的市場份額全球領先。隨著全球主要市場 5G 商用服務陸續落地,5G 智能手機將迎來高速增長期,從而帶動半導體行業恢復增長。預測,2020 年全球半導體市場收入將出現反彈,銷售額將增加至 4480 億美元,增幅達到 5.9%。若按照平均每 1 億美元的半導體銷售額需要消耗價值 50 萬美元的石英材料測算,預計 2020年全球半導體石英材料的市場空間約達到 22 億美元。

    2015-2019年全球中國市場半導體銷售額

數據來源:公開資料整理

    2018全球半導體產品結構

數據來源:公開資料整理

    半導體市場主要分為集成電路、光電器件、分立器件和傳感器四大類,其中 2018 年集成電路市場規模為 3932.9 億美元,約占全球半導體市場銷售額的 84%。近年來我國集成電路市場規模迅速增長,2018 年全國集成電路產業銷售額 6531.4 億元,同比增長 20.7%。目前國內集成電路成品無法完全滿足下游市場需求,高端集成電路產品依然嚴重依賴進口。海關總署數據表明,2015-2018 年中國集成電路貿易逆差成逐年上升趨勢,由 2014 年的 1613.9 億美元上升至 2018 年的 2274.2 億美元,年均增長率為 12%。集成電路行業巨大的貿易逆差,給國產替代提供了非常廣闊的市場空間,在全球半導體產業景氣向上、國內半導體產業的快速崛起的情況下,國內石英材料的需求將會被大幅拉動。

    中國集成電路銷售額及增速

數據來源:公開資料整理

    中國集成電路進出口情況(億元)

數據來源:公開資料整理

    全球半導體設備銷售額從 2014 年的約 375 億美元增長至 2018 年的 645億美元,年均復合增長為 14.5%。中國大陸銷售額從 2014 年的 43.7 億美元增長至2018 年的 131.1 億美元,年均復合增長率為 31.6%,大量市場銷售額占全球的比重不斷上升。預計,在經歷 2019 年的短暫調整之后,2020 年全球半導體設備市場銷售額將增長 5.5%達到 608 億美元,中國大陸半導體設備市場規模增長至 149 億美元。隨著 2020 年全球半導體市場再度上行,石英材料業務經營規模和效益有望持續提升。

    主要半導體設備廠商市場份額占比

數據來源:公開資料整理

    四、光纖光纜

    光纖光纜是光通訊產業鏈的最上游, 石英棒是光纖制造的主要原材料。

    智研咨詢發布的《2020-2026年中國石英玻璃材料及制品產業發展態勢及投資風險評估報告》數據顯示:國內光纖光纜市場總體上呈現較快增長的趨勢:(1)從需求端看,CRU 研究數據表明,2018 年全球光纖光纜需求量為 5.12 億芯公里,2017-2021 年全球光纖需求年復合增長率為2.8%;亨通光電等五大光纖光纜廠商認為中國市場受政策支持及 5G 需求推動,年復合增長率可達 7.7%,全球市場年復合增長率達到 8.2%。(2)從供給端看,2011-2016年,中國光纖光纜行業產量從 0.95 億芯公里上升至 2.02 億芯公里,年均增長率高達 16.7%,截止至 2017 年中國光纖光纜行業產量達到了 2.09 億芯公里,光纖光纜產量整體呈現增長的趨勢。

    全球光纖光纜需求及增速

數據來源:公開資料整理

    2011-2018年中國光纖產量

數據來源:公開資料整理

    5G 網絡架構下光纖使用量將是 4G 網絡的16 倍。中國電信科技委員會主任韋樂平在 2017 全球光纖光纜大會上表示,5G 時代基站規模將是 4G 基站的 2-3 倍,基站互聯將為光纖光纜市場帶來巨大需求。為推進 5G 商用進程,2018 年開始三大運營商正積極加強光纖光纜采購。據三大運營商官網,2018 年三大運營商光纜采集總量近 2 億芯公里,2019 年截至 7 月底:中國移動采購光纜 1.05 億芯公里,中國電信采購光纜 0.541 億芯公里,隨著 5G 商用的在全國范圍內的大規模推廣,光纖光纜的市場需求有望持續增長。

    國內光纖預制棒一度嚴重依賴進口,反 傾銷力度加大的背景下, 國內光纖預制棒自口。在近幾年政府對美日光棒的反傾銷政策力度的加大的背景下,國內企業在光纖預制棒產品上的研發投入持續加大,上促進了中國光纖光纜產業自主創新,國產光纖預制棒企業工藝能力和產品品質不斷提高。近幾年來,我國光纖預制棒自給率逐年上升,從 2014 年的 64%上升至 2018 年的 92%,預計2022 年以后中國光棒有望實現完全自給。給率不斷提高。在2010 年之前,中國市場光纖預制棒需求的70%以上需要依賴進 

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