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十大新材料产业空间测算

总论: 本文详细梳理十大新材料产业链的市场空间。主要基于光伏、风电、新能源车、半导体、军工5大领域。

绿氢产业:新能源产业的助推剂。假设2025年弃风率30%,弃光率20%,且全部弃电均制成氢气。则弃电总量为3136亿千瓦时,可制成61.7亿千克氢气。假设氢气成本18.5元/公斤,则总产值为1141亿元。

储氢技术:绿氢产业的助推环节。储氢技术一般分为物理储氢和化学储氢,物理:高压气态储氢、低温液态储氢。化学储氢包括固态金属储氢与有机溶液储氢。

硅基太阳能材料:绿电载体。根据CPIA数据,2020年全球多晶硅需求量为46万吨,预计2025年需求量为203万吨,CAGR为45%。金属硅和多晶硅的折算关系:1吨多晶硅需要1.2吨工业硅(金属硅),1GW的光伏装机约需4700吨金属硅。

固态电池:新能源汽车赛道长坡厚雪。根据Adroit Market Research的数据,2018-25年全球动力锂电池市场将以约14%的年复合增长率逐步扩张,因此预计到2025年,全球的动力锂电池市场规模将有望达到1000亿美元。在乐观预期的假定下,固态电池的市场渗透率将有望达到5%,因此固态电池的市场规模将可能达到50亿美元。 为了更方便理解2025年动力电池1000亿美元的市场空间,具体的细化换算关系如下:假设每辆新能源汽车使用60KWh的电池,预计2025年全球新能源汽车销量为1500万辆,则全球总动力电池需求将达到900GWh;按照电池价格100美元/KWh计算,则2025年动力电池的市场规模预计会达到1000亿美元水平。

氢燃料电池:新能源车发展的重要形态。燃料电池拉动铂需求:当前技术,我国燃料电池耗铂量平均大约为0.4g/kW,国际前沿技术可以做到0.2g/kW,预计2025年可进一步降低燃料电池耗铂量,降低至0.1g/kW。我们假设2025年,燃料电池汽车平均功率为100kW,则一辆燃料电池汽车耗铂量约为10g,因此每100万辆燃料电池车带动的铂需求量约10吨。

半导体硅片:半导体产业链中最重要的原材料。据SEMI统计,2020年全球硅片的出货面积达124.07亿平方英寸,12英寸硅片面积约为113.09平方英寸/片,约等于1.1亿片12英寸硅片。目前12英寸硅片的价格约100美元/片,2020年全球市场规模为111.54亿美元。按照每年3%的增速计算,2025年全球市场规模约130亿美元。

溅射靶材:国产替代进行时。据SEMI数据显示,2020年溅射靶材占晶圆制造材料的2.6%、占封装材料的2.7%。同时,据前瞻产业研究院的数据,2020年全球晶圆制造市场规模为348.39亿美元,封装测试全球市场规模为204亿美元。二者相加,在2020年,溅射靶材市场规模为14.56亿美元。以过去3年平均年化3%的增长速度预计,在2025年,封装测试材料全球市场规模为236.49亿美元,溅射靶材全球市场规模将达到16.87亿美元。

碳纤维: 轻量化时代的必需品。由于碳中和带来的巨大增量需求,我们主要针对风电这一需求进行估测,1GW风电约需311吨碳纤维。2020年风电新增装机为96.3GW。按照14万元/吨的价格假设,我们匡算2020年用于风电的碳纤维市场规模约为42亿元。2025我们假设风电新增装机为400GW,对应碳纤维约为12万吨,则市场规模约为170亿元。

高温合金:航空航天领域的高技术材料。军用航空发动机对于高温合金的需求来自于两大部分。 1)发动机增量:我们预测2025年我国新生产军机数量为200架/年。基于新增军用飞机平均配备3台发动机的基本假设(战斗机为双发,且每机配备一个备用发动机),2025年新增的发动机数量为600台。 2)发动机维修替换:军机发动机工作寿命正常 400-500小时,假设军机发动机平均更换周期约为一年。预计到2025年,现有存量军机约3500架,同时基于每架军机需更换1.5台发动机的假定,我们预计25年我国的存量军机发动机替换需求量将达到5250台。根据现有数据,粗略假定每台军用航空发动机的质量为1.5吨,其中高温合金的质量占比为50%,并且在制作过程中高温合金的成材率为10%,则每台航空发动机对应的高温合金用量约为7.5吨。据此,我们预测2025年,国内军用航空发动机对于高温合金的需求量将突破4.3万吨。按照30万元/吨的价格来推算,2025年高温合金在军用发动机细分市场的规模将有望达到130亿元。

砷化镓:第二代半导体。根据Yole预测,全球砷化镓产值将由2020年的2亿美元上升至2025年的3.48亿美元,复合年均增长率达到10%。