1、内容内容目目录录1.苹果新苹果新机机中孕中孕育育的陶的陶瓷瓷产业链产业链投投资机资机会会 41.介质谐振天线是 5G 高频小尺寸优势天线方案 42.陶瓷作为谐振天线微波介质的优势 52.高性能高性能陶陶瓷材瓷材料料,持,持续续受受益益 5G 全全周周期建期建设设 51.功能陶瓷:原料和加工门槛高,应用广阔国产化空间大 52.5G 高频要求下,高 Q 低损耗特性陶瓷市场空间打开 83.全球企全球企业业发展发展及及复盘复盘,看好陶看好陶瓷瓷材料材料进进口替口替代代加加速速 121.复盘日本东曹,优先看好陶瓷原材料厂商 122.从京瓷看陶瓷厂商成长:全球第二大电子陶瓷厂商,一体化+下游拓展 143.
2、08 年金融危机后的国内企业发展 174.产业链产业链重重点推点推荐荐 191.国瓷材料:国内领先新材料平台型企业 192.三环集团:垂直一体化的国内电子陶瓷龙头 20图表图表目目录录图 1:圆柱介质谐振天线的结构 4 图 2:介质谐振天线阵的结构 4 图 3:微波介质陶瓷应用领域 5 图 4:电子陶瓷制备 7 图 5:电子陶瓷产业链 7 图 6:全球主要电子陶瓷粉厂商市场份额 7 图 7:全球电子陶瓷市场份额 7 图 8:陶瓷下游应用领域 8 图 9:中国电子陶瓷行业市场规模(亿元)8 图 10:2019-2023 年全球手机渗透率(%)9 图 11:2017-2022 年中国可穿戴设备出货
3、量及市场规模 9 图 12:块状陶瓷天线和 LTCC 工艺陶瓷天线 9 图 13:LTCC 工艺流程 10 图 14:LTCC 元器件示意图 10 图 15:2011-2020 年锂电池隔膜需求(亿平方米)12 图 16:2014-2024 年中国燃料电池市场规模(亿元)12 图 17:2017 年全球氧化锆主要厂商产量市场份额 14 图 18:东曹陶瓷材料梯次化布局与功能陶瓷应用领域延伸 14 图 19:京瓷技术纵向深入+垂直一体化+市场横向拓展战略 16 图 20:京瓷产品品类拓宽持续驱动公司成长 16 图 21:2015-2018 年公司销售净额与税前收入(百万日元)17 图 22:20
4、17-2019 年公司各业务销售收入占比 171图 23:08-12 年中国大陆企业海外并购交易 18图 24:按投资行业中国大陆企业境外并购交易数量按 2012 vs.2011 18 图 25:公司产品布局 20 图 26:国瓷材料 2014-2019Q3 营业收入及同比 20 图 27:国瓷材料 2014-2019Q3 归母净利润及同比 20 图 28:国瓷材料 2014-2019Q3 净利率、毛利率 20 图 29:国瓷材料 2018 年营业收入结构 20 图 30:三环集团 2014-2019Q3 营业收入及同比 23 图 31:三环集团 2014-2019Q3 归母净利润及同比 23
5、 图 32:三环集团 2014-2019Q3 净利率、毛利率 23 图 33:三环集团 2018 年营业收入结构 23表 1:陶瓷的分类 6 表 2:陶瓷产品性能优势 6 表 3:陶瓷产业链(氧化锆)各环节覆盖情况 7 表 4:陶瓷在 3C 电子领域中的应用 8 表 5:LTCC 自单器件向模块化发展 10 表 6:陶瓷在通讯领域中的应用 10 表 7:不同滤波器特性对比 11 表 8:陶瓷在汽车、航空领域中的应用 11 表 9:中国燃料电池产业发展目标 12 表 10:主营业务与产品 13 表 11:东曹氧化锆粉体相关产品 13 表 12:世界氧化锆粉体主要厂商对比 14 表 13:京瓷产品
6、 15 表 14:危机后中国企业海外并购 18 表 15:国瓷材料发展历程 19 表 16:三环集团发展进程 21 表 17:国瓷材料主要产品 2121.苹果苹果新新机中孕育的陶瓷机中孕育的陶瓷产产业链投资机会业链投资机会我们去年以来深度跟踪 5G mmwave 的产业链投资机会,2019 年 11 月 20 日发布从 5Gmmwave 看供应链机会重点推荐 LCP、AIP 模组、中框变化等产业趋势,提出苹果 20 年5G 新机(配置毫米波版本)中有望搭载三组天线模组,分别位于侧边、背面、上刘海处。在持续跟踪后我们对 5G mmwave 及天线相关变化进一步梳理,20 年 3 月 5 号发布从
7、 5G mmwave 看供应链机会(2),新增关注陶瓷相关产业链投资机会,提出刘海处天线方 案变化较大,增加陶瓷介质谐振天线设计,预计新增陶瓷天线供应商三环集团和比亚迪电 子,上游粉体供应商东曹和国瓷材料,天线模组不含射频 IC 处理芯片,预计模组出货厂商 预计依旧为立讯精密和安费诺,高频信号传输下模组与主板的传输线依旧为 LCP,预计仍 有村田供货。1.介介质质谐谐振天振天线线是是 5G 高高频频小小尺尺寸优寸优势势天天线线方案方案介质谐介质谐振振天天线线是是什么什么?在在毫毫米波等米波等高高频段频段更更高带高带宽宽的的要要求下,求下,介介质谐质谐振振天线天线是是 5G 高频段高频段 下的小
8、下的小尺尺寸增寸增益益天线天线方方案案。介质谐振器天线(Dielectric Resonator Antennas,DRA)是由 由低损耗、高介电常数的介质材料构成的谐振式天线,一般通过微带线、微带缝隙或探针 等馈电结构对其馈电,其谐振频率取决于谐振器尺寸、形状和材料的介电常数。性能角度 分析,介质谐振器天线 DRA 除馈线以外无导体损耗和表面波损耗、具有较高的辐射效率、公差要求较低,且可以通过选择不同介电常数材料,灵活控制天线尺寸和带宽,实现小型 化设计,与微带天线相比在 5G 高频段下具有特殊的优势。目前的介质谐振天线方案主要 有宽带超宽带介质谐振器天线、圆双极化介质谐振器天线、毫米波介质
9、谐振器天线、高阶模高增益介质谐振器天线等,从形态上则有矩形、圆柱、多片、阵列等天线结构形 态。图图 1:圆柱介质谐振天线的结构圆柱介质谐振天线的结构图图 2:介质谐振天线阵的结介质谐振天线阵的结构构资料来源:介质谐振天线的发展、天风证券研究所资料来源:介质谐振天线的发展,天风证券研究所在高频在高频段段中,中,介介质谐质谐振振天天线线用作小用作小尺尺寸的寸的增增益天益天线线具具有有特殊优特殊优势:势:1.通过选通过选择择不同不同介介电常电常数数材料材料,灵活灵活控控制天制天线线尺寸尺寸和和带宽带宽:与一般天线相比,介质谐振天 线相对介电常数越大,介质尺寸越小。谐振频率率取决于谐振器尺寸、形状和材
10、料的介电 常数,可选择高介电常数实现天线小型化设计。2.辐射频辐射频率率高高,介介质损质损耗小耗小:不存在表面波损耗,且处于谐振状态,所以 DRA 的辐射效 率很高(可达 95)。3.具有多具有多种种馈电馈电机机制制:一般有口径耦合馈电,微带线耦合馈电,同轴探针馈电,共面波导 馈电等方式。4.谐振谐振模模式式丰丰富富:每种形状的介质谐振天线都具有不同的谐振模式,可以利用不同的谐振 模式提高天线性能;35.具有更具有更宽宽的阻的阻抗抗带宽带宽:通过除地面以外的整个谐振器表面辐射,且没有导体和表面波损 耗,因而具有较宽的阻抗带宽且介质谐振天线品质因数(Q 值)比较高,在微波波段可达 103-104
11、,且振荡频率的稳定性好。6.更易实现多更易实现多频频特性:特性:相比传统天线,多频介质谐振器天线可以通过引入多个谐振单元、优化馈电方式和利用谐振器本身多模谐振特性等方式实现。1.2.陶陶瓷瓷作作为谐为谐振振天天线线微波微波介介质质的的优势优势陶陶瓷瓷介质谐介质谐振振天天线线:为为什么什么选选取陶瓷取陶瓷材材料料?微波介质陶瓷是指应用于微波频率(主要是300MHz30GHz 频段)电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷材料,是制造谐 振器、滤波器、介质基片、介质天线等的关键材料。它具有高介电常数、低介电损耗、温 度系数小等优良性能,适于制造多种微波元器件,能满足微波电路小型化、集成化、高可
12、 靠性和低成本的要求。按照其介电性能大小的不同,微波介质陶瓷可分为低介、中介和高 介电常数类 3 大类。从应用来看,以更高 Q 值(品质因数)的陶瓷作微波介质,按照一定的 要求进行馈电和空间排列构成天线阵列的介质谐振天线叫做陶瓷介质谐振阵列天线,可在 手机中作内置天线,也可以广泛用于局域网系统等其它领域。图图 3:微波介质陶瓷应用领域微波介质陶瓷应用领域资料来源:新材料在线、天风证券研究所微波介微波介质质陶瓷陶瓷优优势势:高介电高介电系系数有数有利利于实于实现现小小型型化化:谐振器的尺寸和电介质材料的介电常数的平方根成反 比,微波介质陶瓷材料的高介电常数有利于微波介质滤波器的小型化。高稳定性高
13、稳定性:微波介质材料的谐振频率随温度变化较小,频率温度系数 f 较小稳定性高。低损耗低损耗:微波介质材料 Q 值与介质损耗 tan 成反比关系 Q(=1/tan)。Q 值越大,滤 波器的插入损耗就越低。2.高性高性能能陶瓷材料,持续陶瓷材料,持续受受益益 5G 全周期建设全周期建设1.功功能能陶陶瓷瓷:原原料料和和加工加工门门槛槛高高,应,应用用广广阔阔国产国产化化空空间间大大功能陶功能陶瓷瓷为多为多特特性性、能实能实现现相互转相互转化化的高的高性性能材能材料料,电电子陶子陶瓷瓷在在功能功能陶陶瓷瓷中中占占比比最最大大。陶 瓷与金属材料、高分子材料并列为当代三大固体材料,陶瓷分为普通陶瓷与先进
14、陶瓷两大 类。其中先进陶瓷是采用高度精选或合成的原料,按照便于控制的制造技术加工生成的具 有精确控制的化学组成、便于进行结构设计的特性优异陶瓷,因其具备高硬、耐磨、耐腐 蚀、耐高温、导电、绝缘、磁性、透光、半导体以及压电、铁电、声光、超导、生物相容 等一系列优良性能,被广泛应用于国防、化工、电子、机械、航天、生物医学等各个领域。4按其特性和用途,先进陶瓷可分为结构陶瓷与功能陶瓷两大类,结构陶瓷具有机械/热/部 分化学功能;功能陶瓷具有电/磁/光/声/滑雪/生物等特性,具有相互转化功能,在先进陶 瓷中约占 70%的市场份额。从行业来看,电子工业是功能陶瓷产业最大的终端应用市场,因此电子陶瓷是功能
15、陶瓷的最大的细分分支,市场份额达到 80%。表表 1:陶瓷的分类陶瓷的分类一一级分类级分类二二级分类级分类三三级分类级分类主主要产品要产品主主要应用要应用领领域域先先进陶瓷进陶瓷功功能陶瓷能陶瓷电电子陶瓷子陶瓷绝缘陶瓷、介电陶瓷、铁电陶瓷、压 电陶瓷、热释电陶瓷、敏感陶瓷、磁 性材料及导电、超导陶瓷等微波通信、移动通信、卫星通信、广播 电视、雷达等热热/光学功光学功能能陶陶 瓷瓷耐热陶瓷、隔热陶瓷、导热陶瓷、吸 收陶瓷、陶瓷光信号发生器和光导纤 维等冶金行业、核工业、现代通信行业等生生物物/抗菌抗菌陶陶瓷瓷生物硬质组织的代用品、无机抗菌剂、骨科、整形外科、口腔外科、眼科、家有机抗菌剂、光催化型
16、抗菌剂等庭用品、家用电器、玩具等多多孔陶瓷孔陶瓷汽车尾气处理、工业污水处理、熔融 金属过滤、催化剂载体、隔热、隔音 材料等航空领域、电子领域、医用材料领域及 生物领域等结结构陶瓷构陶瓷氧氧化物陶瓷化物陶瓷真空器件、装置瓷、厚膜和薄膜电路 基板、可控硅和固体电路外壳、火花 塞绝缘体、磨料磨具、纺织瓷件、刀 具等冶金、散热、绝缘等领域非非氧化物氧化物陶陶瓷瓷硼化物陶瓷等化物陶瓷、氮化物陶瓷、硅化物陶瓷、石油工业、化学工业、汽车、飞机、火箭、机械矿业、造纸工业、热处理、高 温构件、热交换材料、浇注模具材料等纳纳米陶瓷米陶瓷防护材料、高温材料、人工器官的制 造、临床应用、以碳化硅为吸收剂的 吸收材料、
17、以陶瓷粉末为吸收剂的吸 收材料等微包覆、超级过滤、吸附、除臭、触媒、固定氧、传感器、光学功能元件、电磁 功能元件等资料来源:中国腐蚀与防护网,天风证券研究所表表 2:陶瓷产品性能优势陶瓷产品性能优势种类种类产品产品性性能优势能优势结结构陶瓷构陶瓷高温陶瓷 高强陶瓷超硬陶瓷 耐腐蚀陶瓷800长期使用,超高温短期使用 韧性大、强度高、抗冲击性良好热稳定性高、化学稳定性好、弹性模量优良 化学稳定性优良、耐冲刷功功能陶瓷能陶瓷电子陶瓷 生物陶瓷 光学陶瓷 超导陶瓷 磁性陶瓷具有压电、光电、热释电、铁电和绝缘性 具备与血液、器官良好的生物相容性具备透波性能、透明性、荧光性 具备超导特性、耐低温具备磁导率
18、、矫顽力大、硬度高资料来源:新材料,天风证券研究所以电子以电子陶陶瓷为瓷为例例看产看产业业链链的的情况情况:工工序长序长门门槛槛高高,原原材材料成本料成本占占比比大大、进口进口依依赖赖严严重重,成,成 品供应品供应商商同样同样集集中在中在日日美欧美欧。电子陶瓷产业的上游包括电子陶瓷基础粉、配方粉、中游包 括电子陶瓷材料及其元器件、下游包括 3C/通讯/汽车等;工艺环节主要包括:前端粉体浆料成型烧结后加工等,从成本占比来看,原材料、成型与烧结、后期加工分别 占比约 30%、20%、35%。具体分析,上游:陶瓷原材料包括氧化铝、氧化锆等,陶瓷粉产 能主要集中在欧美和日本,国内进口依赖严重,电子陶瓷
19、粉 CR3=51%(日本 Sakai、NCI、FujiTi),纳米氧化锆 CR3=31%(法国圣戈班、日本第一稀元素、日本东曹)。从下游供应商格局来看,全球电子陶瓷供应商集中在日美欧,日本、美国及欧洲市场份额分别为 50%、30%、10%。国内看,粉体环节主要厂商有国瓷材料、东方锆业等,陶瓷产品供应商主要有 三环集团、比亚迪电子等,两家均能实现粉体自制。5图图 4:电子陶瓷制备电子陶瓷制备图图 5:电子陶瓷产业链电子陶瓷产业链资料来源:niccic,天风证券研究所资料来源:先进陶瓷展,天风证券研究所图图 6:全球主要电子陶瓷粉厂全球主要电子陶瓷粉厂商商市市场份额场份额图图 7:全球纳米复合氧化
20、锆主要全球纳米复合氧化锆主要厂厂商格局商格局(%)资料来源:上海硅酸盐工业协会网,天风证券研究所资料来源:新材料,天风证券研究所图图 8:全球电子陶瓷市场份额全球电子陶瓷市场份额资料来源:中国产业信息网,天风证券研究所表表 3:陶瓷产业链(氧化锆)各陶瓷产业链(氧化锆)各环环节覆盖情况节覆盖情况粉体粉体浆料浆料成型成型烧结烧结后后加工加工三三环集团环集团国国瓷材料瓷材料顺顺络电子络电子 蓝蓝思科技思科技12%12%7%3%1%2%6%1%56%法国圣戈班 比利时索尔维 东方锆业日本第一稀元素日本东曹 日本住友大阪水泥 日本昭和电 国瓷材料其他6伯伯恩光学恩光学比比亚迪电子亚迪电子东东方锆业方锆
21、业资料来源:金智创新,天风证券研究所2.2.5G 高频高频要要求求下下,高,高 Q 低低损损耗耗特性特性陶陶瓷瓷市市场空场空间间打开打开应用广泛应用广泛,陶陶瓷瓷下下游领游领域涵域涵盖七大盖七大新新兴领兴领域域;高高 Q 低低损损耗特性耗特性陶陶瓷市瓷市场场空间空间打打开开,有望有望持持 续受续受益益 5G 全全周期周期建建设。设。凭借硬度高、耐磨损、断裂韧性高等优点,陶瓷材料下游应用范 围广阔,涵盖 3C 电子、机械、光通讯、化工、医疗、航空、汽车七大领域。展望未来,我们认为 5G 高频要求下,高 Q 低损耗特性陶瓷市场空间打开,看好陶瓷天线、LTCC、陶 瓷滤波器等持续受益 5G 全周期建
22、设,下游行业有望迎来多维度成长,2014-2018 年,我 国电子陶瓷行业市场规模由 346.6 亿元增长至 576.9 亿元,预计 2023 年中国电子陶瓷行业市场规模达到 1145.4 亿元。图图 9:陶瓷下游应用领域陶瓷下游应用领域图图 10:中国电子陶瓷行业市场中国电子陶瓷行业市场规规模(亿元)模(亿元)陶陶瓷部件瓷部件产品产品陶瓷背板陶瓷中框指纹识别陶瓷盖板手机手机摄像模组陶瓷 FC 封装陶瓷按键 陶瓷天线1400120010008006004002000中国电子陶瓷行业市场规模资料来源:华研科技官网,天风证券研究所资料来源:头豹科技创新网,天风证券研究所1)3C 电子领电子领域域:
23、我国已进入 5G 全面建设阶段,2020 年 5G 手机将加速普及,同时叠加 可穿戴市场兴起,电子陶瓷市场需求打开。在 3C 电子领域,陶瓷主要应用于手机及 智能手表等场景中。预计陶瓷市场空间随着下游应用的成长而持续提高手机:手机:2019 年为 5G 手机元年,随 5G 建设进度推进,预计 2019-2023 年全球 5G 手机渗透 率由 0.9%增长至 51.4%;可穿戴可穿戴:中国已成为全球第一智能可穿戴市场,预计 2020-2022 年中国可穿戴设备出货量由 8847 万台增长至 11380 万台,市场规模由 473 亿元增长至 607 亿元。表表 4:陶瓷在陶瓷在 3C 电子领域中的
24、应用电子领域中的应用7智智能手表能手表陶瓷表圈陶瓷表盘陶瓷表带陶瓷盖板资料来源:中国钟表网,天风证券研究所整理图图 11:2019-2023 年全球手机年全球手机渗渗透率透率(%)图图 12:2017-2022 年中国可穿年中国可穿戴戴设备出货量及市场规模设备出货量及市场规模资料来源:mobile,天风证券研究所资料来源:前瞻研究院,天风证券研究所陶瓷天陶瓷天线线满足满足小小型化型化需需求求:与 PCB 天线等相比,陶瓷天线介电常数高,同时可以有效缩小天线尺寸,提升手机内部空间利用效率,同时能助力手机实现轻薄化。具体可分为块状陶瓷天线和多层陶瓷天线。块状天线是使用高温将整块陶瓷体一次烧结完成后
25、再将天线的金属部分印在陶瓷块的表面上。多层陶瓷基板(LTCC 天线)采用低温共烧的方式讲多层陶瓷迭压对位后再以高温烧结,天线金属导体可以印在每一层陶瓷介质层上,从而有效缩小天线尺寸。图图 13:块状陶瓷天线和块状陶瓷天线和 LTCC 工艺陶瓷天线工艺陶瓷天线资料来源:中国制造网,天风证券研究所LTCC 技技术从术从单单器件器件到到集集成成模块应模块应用用广泛广泛,5G 高高频频化化、小型化小型化、一体一体化化有望有望驱动驱动LTCC 产产品品成长成长。低温共烧陶瓷技术(LTCC)是一种多层陶瓷微波材料技术,可 以将无源元件内埋置到基板内部同时将有源元件贴装在基板表面、实现三维结构,在制成无源/
26、有源器件、功能模块集成等方面有灵活性,具有操作简单、技术成熟、低损耗、优良的高频 Q 值、小型化等优势,可用于制作基板、器件及功能模块。0.911.827.339.551.4504030201006020192023202020212022全球5G手机渗透率(%)50006314758188471138010114266.8339406473540607700600500400300200100080006000400020000120001000020172018 2019 2020 2021 2022中国可穿戴设备出货量(万台)中国可穿戴设备市场规模(亿元)8基于其性能优势,未来我们持续看
27、好 5G 高频化、小型化、一体化下 LTCC 产品的 成长LTCC 优良的介优良的介电电特性决特性决定定其将其将是是 5G 高频高频天天线的最线的最佳佳方方案案。随着频率提高,电磁波传播过程中的衰减也会增大,毫米波频段下金属天线的导体损耗重、天线辐射效率大幅下降。相比看,LTCC 制造高频通讯模组具备高 Q、允许大电流 及耐高温、热传导性更好、可将被动元器件埋入多层电路中增加电路密度、小 CTE 等优点,更适于 5G 高频天线的应用。图图 14:LTCC 工艺流程工艺流程图图 15:LTCC 基板基板资料来源:电子发烧友,天风证券研究所资料来源:动易网络,天风证券研究所表表 5:LTCC 自单
28、器件向模块化发展自单器件向模块化发展应应用用简介简介LTCC 单单器件器件LTCC 集集成元成元器器件件LTCC 集集成模块成模块集集成裸芯成裸芯片片的的 LTCC模块模块包括各类片式电感、电阻、电容、磁珠等以 LC 滤波器为代表,在同一芯片内制造了多个和多种元器件的模块 在同一 LTCC 电路板中制造有多个和多种无源器件,以及多层布线,以及有源模块的接口等在集成模块的基础上制造一个电路板上有一个或多个裸芯片,并封装 成一个模块资料来源:材料科学与工艺,天风证券研究所2)通通讯讯:基站建设:基站建设:预计 5G 基站数目将是 4G 基站的 1.5 倍;光纤铺设稳定增光纤铺设稳定增长长:2010
29、-2018 年,我国光纤布设长度复合年增速在 20%以上,2018 年,我国光纤接入用 户达 3.68 亿,占全部互联网宽带用户的比例同比增加 6.1%,光纤铺设长度达 4358 公 里,同比增加 16.31%;IDC 市场随市场随流流量增量增加加而扩而扩大大:2012-2018 年,我国 IDC 市场规 模已由 210.8 亿元增长至 1277.2 亿元,CAGR 达 35.02%。上述三个细分领域将直接拉 动相关陶瓷产品如光纤陶瓷插芯、陶瓷介质滤波器需求。表表 6:陶瓷在通讯领域中的应用陶瓷在通讯领域中的应用产品产品图片图片套管插芯光光通讯通讯垫片9TOSA/ROSA连接器陶瓷滤波器基站基
30、站资料来源:华研科技官网,天风证券研究所光通讯光通讯:光纤光纤陶陶瓷插瓷插芯芯将将直直接受益接受益于于 5G 建设。建设。陶瓷在光通讯领域中的应用有套 管、插芯等,其中陶瓷插芯将在 5G 时代需求提升。陶瓷插芯的主要应用领域为 光纤连接器(72%)、其他光无源器件(25%)、光有源器件(3%)。与其他光纤插 芯材质如氧化铝、玻璃、模塑等相比,光纤陶瓷插芯与石英光纤热匹配性更好,理化性能更稳定,因此成为主流材质。光纤陶瓷插芯主要应用领域包括基站建设、光纤到户、IDC 搭建等,将直接受益于 5G 建设。基站基站:微波微波介介质陶质陶瓷瓷滤波滤波器器有望成有望成为为未未来来 5G 基基站主站主流流解
31、决方解决方案案。5G 时代,与传 统金属腔体滤波器相比,微波陶瓷粉体较金属腔体具有更高 Q 值的材料特性,大 幅减小了插损,具有高带外抑制、温度漂移特性好、温度适用范围宽泛、多种形 式的封装结构和输出接口形式的特点,满足了基站滤波器小型化的发展趋势,判 断微波介质陶瓷滤波器有望成为未来 5G 基站主流解决方案。中国 5G 建设的推进+微波介质陶瓷滤波器技术的成熟,微波介质陶瓷滤波器空间持续提高,预计 2019-2023 年中国 5G 基站介质滤波器市场容量超过 336 亿元,CAGR 为 80.32%。表表 7:不同滤波器特性对比不同滤波器特性对比类型类型优点优点尺寸尺寸前景前景金金属同轴属同
32、轴腔腔体滤体滤波波器器成本低、技术成熟大3G/4G 时代主流方案高 Q 值、高抑制、插入损耗小、大高端射频器件的发展 陶陶瓷介质瓷介质谐谐振滤振滤波波器器温度漂移特性好,功率容量和无方向源互调性能优陶陶瓷介质瓷介质滤滤波器波器高 Q 值,选频特性好,工作频率小 稳定性好,插入损耗小未来 5G 主流方案资料来源:新材料,天风证券研究所3)汽车汽车、航航空领空领域域:陶瓷在汽车、航空领域中应用主要为锂电池隔膜、氧传感器、固体 燃料电池和航空发动机热障涂层,其中锂电池隔膜及固体燃料电池市场规模将随新能 源汽车渗透加速而增长。固固体燃料体燃料电电池池:目前,燃料电池主要分为固体氧化物燃料电 池(SOF
33、C)、磷酸盐燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、碱性燃料电池(AFC)与质子交换膜燃料电池(PEMFC)等,其中作为清洁高效的能源系统,SOFC 为今 后新能源应用的主要方向。陶瓷电解质薄膜能在高温、氧化和还原气氛中保持良好的化学稳定性,并在很大氧分压范围内具有纯氧离子导电特性,成为 SOFC 电解质材料 首选。锂电池隔膜锂电池隔膜:锂电池隔膜作用是防止两极接触而造成短路,陶瓷涂覆隔膜可显著提高锂电子电池的热稳定性,提高其耐刺穿能力,同时陶瓷涂层的孔隙率大于隔膜的孔隙率,利于增强隔膜的保液性和浸润性,因此得到广泛应用。目前,我国已推出 多部法律法规推动燃料电池市场发展,同时叠
34、加新能源汽车渗透加速,预计我国燃料 电池 2020-2024 年市场规模将由 11.2 亿元增长至 27.65 亿元,我国锂电池隔膜 2020年需求总量达到 27.33 亿平方米。表表 8:陶瓷在汽车、航空领域中陶瓷在汽车、航空领域中的的应用应用产品产品图片图片10汽汽车、航车、航空空领域领域锂电池隔膜氧传感器膜SOFC 电解质叶片涂层资料来源:华研科技官网,天风证券研究所表表 9:中国燃料电池产业发展目标中国燃料电池产业发展目标产产业目标业目标近近期目标期目标(2020-2025)中中期目标期目标(2026-2035)远远期目标期目标(2036-2050)比功率:3.5KW/L比功率:4.5
35、KW/L比功率:6.5KW/L燃燃料电池料电池系系统统寿命:5000h寿命:6000h寿命:10000h环境适应性:-30环境适应性:-30环境适应性:-40成本:4000 元/KW成本:800 元/KW成本:300 元/KW燃燃料电池料电池法法律法规律法规标准已经基本形成,需要持续根据交通、工业和建设等终端领域,持续完善标准体系,及时 完善细化拓展并跟进新应用场景标准燃燃料电池料电池补补贴贴现有法律法规集中于车用领 域购置环节,补助单一且缺乏 系统性保持对燃料电池产品购置补贴力度至 2025 年;增加对终端用户 的运营及税收补贴;增设除车用外其他领域的重点科技转型资料来源:新能源网,天风证券
36、研究所图图 16:2011-2020 年锂电池隔年锂电池隔膜膜需求(亿平方米)需求(亿平方米)图图 17:2014-2024 年中国燃料年中国燃料电电池市场规模(亿元)池市场规模(亿元)资料来源:新能源网,天风证券研究所资料来源:智研咨询,天风证券研究所3.全球全球企企业发展及复盘,业发展及复盘,看看好陶瓷材料进口好陶瓷材料进口替替代加速代加速1.复复盘盘日日本东本东曹曹,优优先看先看好好陶陶瓷瓷原材原材料料厂商厂商19 年世界化工年世界化工第第 46 强强,产产品覆盖品覆盖下下游广游广泛。泛。东曹于 1935 年成立,历年来持续深耕化工 领域,重点贯彻实施以通用化工产品和功能产品为两大核心的
37、发展战略,旗下四大业务分 别为石油化学、氯碱、机能商品、工程材料,主要产品有高机能材料、水泥、氯碱、烯烃、聚合物等。目前,公司在全球共设有 130 多家分支机构,拥有员工 11,000 多人,为世界化工第 46 强(19 年)。2.38 3.275.964.328.8911.8515.1617.9621.9827.330510152025302011201220132014201520162017201820192020锂电池需求总量(亿平方米)0.6 0.78 1.36 2.53.836.2511.216.622.1825.8127.65051015202530201420152016201
38、72018201920202021202220232024中国燃料电池市场规模11表表 10:主营业务与产品主营业务与产品主主营业务营业务主主要分类要分类主主要产品要产品石石油化学油化学链烯烃、聚合物高性能聚合物、合成橡胶等氯碱氯碱化学品、聚氨酯、水泥硅酸盐水泥、高炉水泥、MDI 等功功能性产品能性产品生物科学、有计划成品、高机能材料电池材料、溅射靶材、氧化锆注塑成型复 合料等工程工程工程材料工程塑料等资料来源:公司年报,公司官网,天风证券研究所陶瓷氧化陶瓷氧化锆锆材料头部厂商材料头部厂商,梯次化布梯次化布局局+纳米陶瓷产纳米陶瓷产业业化技术,持续推动功能陶化技术,持续推动功能陶瓷瓷种类种类延
39、延 伸。伸。在陶瓷领域,公司于 1983 年成为世界首家成功产业化纳米复合氧化锆的企业,是陶瓷后盖所用的纳米氧化锆粉体领域实力最强的厂商之一,可提供 33 种彩色氧化锆粉料,适应多维度产品需求。目前主要产品为氧化锆注塑成型部件、氧化锆注塑成型复合料、氧 化锆研磨粉碎介质、氧化锆微珠、氧化锆粉末,产品应用范围涵盖通信、电子电器、医疗、环保等领域,已切入苹果 apple watch 陶瓷盖板供应链。表表 11:东曹氧东曹氧化化锆粉体相关产品锆粉体相关产品主主要内容要内容氧氧化锆注化锆注塑塑成型成型部部件件使用自主研发的光纤连接器套圈的注塑成型技术,提供各种复杂形状的部件。氧氧化锆注化锆注塑塑成型成
40、型复复合料合料有三种标准型复合料:PXA100P:用于空气中脱蜡的复合料,可广泛用于套圈胚料;PXA201P:用于在氮气中脱蜡的复合料,具有良好的流动性,且工艺易操作;PXA211P:用于在空气中脱蜡 的复合料,脱蜡性能与流动性与 PXA201P 相当。氧氧化锆研化锆研磨磨粉碎粉碎介介质质具有高强度、高耐磨性、密度大等优点,可以更有效地应用于几乎所有的水基加工工艺,并且无需 频繁进行处理,从而实现低耗的环保生产。主要用途:绝缘材料、各种压电陶瓷和磁性材料;颜料、油墨和涂料;先进的高纯度陶瓷材料、化妆品、食品;农药、碳酸钙和其他矿产品氧氧化锆微珠化锆微珠具有耐磨、强度大、韧性高、抗冲击性、开裂率
41、低等优点,主要用途:表面喷砂处理、垫砂等氧氧化锆粉末化锆粉末具备优异的烧结性、较高的抗老化性等优点,主要用途:工业用品、日常消费品。资料来源:公司官网,天风证券研究所梯次化梯次化布布局局:持续持续进进行技行技术术突破带突破带动动陶瓷陶瓷种种类由类由热热/光光学功能学功能陶陶瓷逐瓷逐步步扩展扩展至至生物生物/抗抗 菌陶瓷等菌陶瓷等多多种种类类:热/光学功能陶瓷(光纤连接组件和精密工具)多孔陶瓷(分 子筛等减排产品)电子陶瓷(电子元件)生物陶瓷(义齿)。掌掌握握水水解解法氧化法氧化锆锆粉体粉体制制作作工工艺艺,技技术门槛术门槛高高。氧化锆粉体的制备方法有共沉淀法、水解沉淀法、水热法、溶胶法和微乳液
42、法。不同的制备方法最终将会影响氧化锆粉体 的性能,日本东曹采用水解法,水解法优点是反应速度快,粒子大小均一,纯度高,工艺复杂具备很高的技术门槛。覆盖粉覆盖粉体体及成及成型型环节环节:陶瓷材料生产工艺:前端粉体浆料成型烧结后加工等 一系列工艺,东曹重点放在于粉体与成型两个环节。产能充产能充足足+高端高端化化,市市占占率率处第一处第一梯梯队队:全球每年年产能约为 4 万吨,其中一多半以 上是中低端粉体(无法用于生产手机后盖);其中 1 万多吨产能的高端粉体,占比较 小。公司产能约 3000 吨/年,价格超过 100 万/吨,国瓷产能 3500 吨/年,价格约为 30-40 万/吨,相较来说公司产能
43、结构更为高端。17 年,东曹产量份额达到 6.34%,位 居全球第四。12图图 18:2017 年全球氧化锆主要厂商产量市场份额年全球氧化锆主要厂商产量市场份额图图 19:东曹陶瓷材料梯次化布东曹陶瓷材料梯次化布局局与功能陶瓷应用领域延伸与功能陶瓷应用领域延伸资料来源:公司官网,天风证券研究所表表 12:世界氧化锆粉体主要厂世界氧化锆粉体主要厂商商对比对比业业务范围务范围主主要氧化要氧化锆锆产品产品纳米复纳米复合合氧氧化化主主要客户要客户 锆锆产产能能(吨吨/年年)催化剂、电子材料和氧传感DKKK器、精细陶瓷、耐火材料和制 动材料氧化锆、复合氧化物、锆化合物、铯化合物、稀土化合物、硅酸锆等50
44、00圣圣戈班戈班磨料磨具、陶瓷材料及玻璃纤维ZirGrip 粉末、CY3Z 氧化锆粉体、ColorYZe 氧化锆粉体等5000华为等新材料、生物科学、水泥、氯东东曹曹碱、烯烃、有机化学品、聚合 物氧化锆注射模组件、氧化锆注射模塑 料、氧化锆研磨和分散介质、氧化锆 细珠、氧化锆粉末3000苹果、蓝思等昭昭和电工和电工石油化学、化学品、无机材料、铝、电子材料、高新电池材料研磨剂、研削材料、耐火材料、陶瓷 电容器数百吨希捷、西数等锆系列制品东东方锆业方锆业海绵锆、复合氧化锆、二氧化锆、电 熔氧化锆、硅酸锆、氯氧化锆、研磨 介质与锆结构件、Y-TZP 陶瓷刀6000茂名粤桥、国富锆钛、鸿源稀土等电子材
45、料、生物医疗材料、催 电子陶瓷材料、氧化锆陶瓷材料、氧3500风华高科、深圳宇阳、化剂化铝陶瓷材料、陶瓷墨水、催化材料、潮州三环、韩国三星国国瓷材料瓷材料电子浆料电机、韩国三和、美国 JDI、台湾禾伸堂等应用化学品、特种材料与服 表面活性剂、聚合物、医药活性成分、1000苏苏维罗迪亚维罗迪亚务、精细化学品香精香料添加剂资料来源:中国粉体网,天风证券研究所3.2.从从京京瓷瓷看陶看陶瓷瓷厂厂商商成长成长:全全球球第第二大二大电电子子陶陶瓷瓷厂厂商商,一一体体化化+下下游游拓展拓展全全球球第二大电子第二大电子陶陶瓷生厂瓷生厂商商,覆覆盖原材料到盖原材料到系系统整机统整机的的全全球球综合性企业综合性
46、企业。1959 年,日本 京瓷成立,公司成立至今,以陶瓷技术为核心,通过外延内生、垂直一体化、技术纵向深 入及下游拓展等战略,成功从单一材料供应商转变为覆盖原材料到系统整机的综合性厂商,产品全方位覆盖零部件、终端产品、机器设备、系统产品、服务贸易五大领域,下游涵盖 材料、半导体零部件、电子元器件、通信设备、信息设备、环境能源、医疗健康七大领域,成长为全球第二大电子陶瓷生产厂商。目前,公司旗下六大业务板块分别为汽车等工业零 部件、半导体零部件、电子设备、信息通信、办公文档解决方案、生活与环保,主要产品 包括 LED 蓝宝石基板、液晶显示屏、ICT 业务、人工关节等。6.34%圣戈班江西晶安东曹D
47、KKK东方锆业宣城晶瑞Innovnano山东国瓷广东华旺苏威昭和电工KCMMEL Chemicals 江苏立达其他资料来源:中国产业信息、天风证券研究所13表表 13:京瓷产品京瓷产品一一级分类级分类二二级分类级分类具具体产品体产品产产品图片品图片零零部件部件汽汽车零部件车零部件精密陶瓷零精密陶瓷零部部工业设备用陶瓷零部件、超高真空设备用零 件件部件、LED 蓝宝石基板、半导体极液晶生产设备用零部件、铁氧体零部件摄像头模块、陶瓷预热塞、氧传感器用加热 器、燃料喷射装置用积层型压电元件汽 车 等汽 车 等 工工 业业 零零部件部件液液晶显示屏晶显示屏工业用液晶显示屏、车载用液晶显示屏机机械工具械
48、工具切削工具、气动工具、电动工具光光学零部件学零部件非球面镜片、车载及扫描仪用镜头、FA/医 疗用光学组合有机封装、印有机封装、印 刷刷电路板电路板陶瓷封装、陶瓷封装、基基电子零部件用表面贴装型陶瓷封装、图像传 板板感器用陶瓷封装、光纤通信用零部件、LED用陶瓷封装、车载 ECU 用陶瓷多层基板 倒装芯片封装、模块基板、积层电路板半 导 体半 导 体 零零 部部有有机化学机化学材材料料 件件半导体环氧树脂封装材料、钻石粘胶、绝缘 清漆电电子零部件子零部件功率器件、连接器、水晶元件、SAW 元件、电容器、电子零部件电电子设备子设备打打印器件印器件热敏打印头、喷墨打印头、非晶硅感光磁鼓智智能手机能
49、手机平平板电脑板电脑信信息通信息通信功功能手机能手机信信息通信息通信服服务务ICT 业务、通信工程业务、节能环保业务、经营咨询业务设设备与系统备与系统打印机、复打印机、复合合ECOSYS 打印机、复合机、TASKalfa 复合 机机机、PSLP感光磁鼓、非晶硅感光磁鼓办 公 文办 公 文 档档 解解 决决方案方案解解决方案决方案业业务务HyPAS、ECM(企业内容管理)生生活与环保活与环保医医疗产品疗产品太阳能相关太阳能相关产产住宅用太阳能发电系统、公共、产业用太阳 品品能发电系统、HEMS(家庭能源管理系统)、锂电子蓄电系统人工关节、人工牙根14珠宝饰品、珠宝饰品、厨厨珠宝饰品、陶瓷厨具 具
50、具资料来源:公司官网,天风证券研究所贯彻垂直一体贯彻垂直一体化化+市场横向扩张战略,六大板块持续驱动公司成长市场横向扩张战略,六大板块持续驱动公司成长。垂直一体化:公司一 方面利用先进的技术工艺,不断深入研发实现技术纵向深入,从而将产业链逐步由精细陶 瓷、单机能零部件等延拓至系统整机、服务解决方案,完成由单一材料供应商到综合性厂 商的转变;市场横向扩张:产品多元化且优质化催化公司业务领域拓宽,1970s 进军电子、工业行业、90 年代进军有机材料、信息通讯领域、21 世纪开发液晶、生活环保、机械等 业务,目前已基本实现全领域业务布局,产品下游涵盖材料、半导体零部件、电子元器件、通信设备、信息设
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