國(guó)家制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)表示,，新材料領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)前景良好，到“十三五”末市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)萬億之巨,。
而據(jù)公開資料報(bào)道,，工信部對(duì)全國(guó)30多家大型企業(yè)130多種關(guān)鍵基礎(chǔ)材料調(diào)研結(jié)果顯示：國(guó)內(nèi)32%的關(guān)鍵材料仍為空白，52%依舊依賴進(jìn)口,，關(guān)鍵材料的國(guó)產(chǎn)化已經(jīng)刻不容緩,。
基于此，新材料在線?梳理出部分亟需進(jìn)口替代的關(guān)鍵材料,，并對(duì)其目前的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況,，以及國(guó)產(chǎn)化的主要難點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。
如有疏漏不足之處,，歡迎與小編聯(lián)系指正,。
半導(dǎo)體材料
半導(dǎo)體作為信息技術(shù)的核心，是一個(gè)回報(bào)慢,，產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng),，資本、技術(shù)和專利壁壘高的產(chǎn)業(yè),。生產(chǎn)半導(dǎo)體芯片需要19種必須的材料,，缺一不可，且大多數(shù)材料具備極高的技術(shù)壁壘。
中國(guó)是全球最大的半導(dǎo)體消費(fèi)市場(chǎng),，半導(dǎo)體需求量全球占比由2000年的7%攀升至2016年的42%,。然而我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展與其龐大的市場(chǎng)需求并不匹配，許多材料仍然依賴進(jìn)口,。
電子級(jí)多晶硅是純度最高的多晶硅材料，純度要求達(dá)到99.999999999％,，也是半導(dǎo)體集成電路的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料,。
圖片來源：Slide Player
過去中國(guó)市場(chǎng)上的半導(dǎo)體用多晶硅材料完全依賴進(jìn)口，世界范圍內(nèi)能生產(chǎn)電子級(jí)多晶硅的僅有Wacker,、hemlock等企業(yè),，關(guān)鍵技術(shù)主要由德國(guó)、日本和美國(guó)的企業(yè)掌握,。
2018年6月,，江蘇鑫華半導(dǎo)體研發(fā)團(tuán)隊(duì)在歷經(jīng)了317次電子級(jí)多晶硅生產(chǎn)試驗(yàn)，對(duì)629項(xiàng)技術(shù),、設(shè)備優(yōu)化改進(jìn),，以70%的國(guó)產(chǎn)設(shè)備，系統(tǒng)性解決了雜質(zhì)釋放問題,，終于實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)電子級(jí)多晶硅的量產(chǎn),，目前年產(chǎn)能0.5萬噸。
然而僅2017年,，我國(guó)多晶硅進(jìn)口數(shù)量達(dá)14.4萬噸,。雖然鑫華半導(dǎo)體的量產(chǎn)在一定程度上能緩解巨頭壟斷，但國(guó)內(nèi)高品質(zhì)電子級(jí)多晶硅缺口仍然十分巨大,。
2,、硅片
硅片也稱硅晶圓，其主要作用是可以加工制作成各類電路結(jié)構(gòu),，使之成為具有特定電性能的半導(dǎo)體產(chǎn)品,，2017年市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 86.8 億美元。
圖片來源：WaferPro官網(wǎng)
硅片的直徑越大,，其所能刻制的集成電路就越多,，芯片的成本也隨之降低。目前常用的硅片有6英寸,、8英寸和12英寸,，未來則將朝著18英寸發(fā)展。
但大尺寸硅片對(duì)技術(shù)的要求很高,，主要原因在于：1 在大尺寸硅片的拉晶過程,，晶柱的慢速旋轉(zhuǎn)難以穩(wěn)定,，容易導(dǎo)致晶格結(jié)構(gòu)缺陷；2晶柱的直徑越大也意味著其重量越大,，邊緣處容易出現(xiàn)翹曲,。這兩個(gè)因素導(dǎo)致大尺寸硅片的良品率極低，進(jìn)入壁壘極高,。
因此,，在全球的硅片市場(chǎng)中，日本信越,、日本盛高的市占率為51%,；但在大尺寸硅片領(lǐng)域（8英寸和12英寸），二者的市占率則提升至70%以上,，形成寡頭壟斷,。
據(jù)報(bào)道，國(guó)內(nèi)目前8英寸硅片產(chǎn)能約為23.3萬片/月,，而需求量達(dá)到80萬片/月,； 12英寸硅片目前僅有上海新昇半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)，但受限于產(chǎn)能,，目前的需求仍舊大量依賴于進(jìn)口,。
目前國(guó)內(nèi)雖有一些企業(yè)已經(jīng)聚焦大硅片的生產(chǎn)，但產(chǎn)品的認(rèn)證和產(chǎn)能的釋放還需要一定的時(shí)間,。如果沒有關(guān)鍵技術(shù)、核心原物料的支持,，未來會(huì)有一波大量的無效產(chǎn)能問題涌現(xiàn),。
光刻膠是一種耐蝕刻材料,，主要應(yīng)用于微電子領(lǐng)域的精細(xì)線路圖形加工,，是微制造領(lǐng)域最為關(guān)鍵的材料之一。
在光刻膠生產(chǎn)種類上,，我國(guó)光刻膠廠商主要生產(chǎn)PCB光刻膠,，而技術(shù)要求較高的顯示光刻膠和半導(dǎo)體光刻膠生產(chǎn)規(guī)模較小，市占率極低,；高分辨率的KrF(248nm)和ArF(193nm) 是技術(shù)壁壘極高的光刻膠材料,，國(guó)內(nèi)幾乎全部依賴于進(jìn)口。
放眼國(guó)際市場(chǎng),，該領(lǐng)域主要被日本合成橡膠,、東京應(yīng)化、住友化學(xué),、陶氏杜邦,、德國(guó)巴斯夫等化工巨頭壟斷,。
光刻膠的研發(fā)，難點(diǎn)在于其成分復(fù)雜,、工藝技術(shù)難以掌握,。關(guān)鍵生產(chǎn)原料如光引發(fā)劑、光增感劑等被外資壟斷,，開發(fā)所涉及的技術(shù)難題眾多,，導(dǎo)致高端光刻膠自給能力嚴(yán)重不足。
4,、光罩
光罩是半導(dǎo)體核心工藝——光刻的關(guān)鍵器件,，2017年市場(chǎng)營(yíng)收為37.5億美元。它是由石英玻璃作為襯底,，并在上面鍍上一層金屬鉻和感光膠的一種感光材料,。它的主要作用是將半導(dǎo)體回路圖，通過光刻制版工藝,，將微米或納米級(jí)的精細(xì)圖案制成掩模版,。
圖片來源：Nikon官網(wǎng)
全球光罩產(chǎn)業(yè)生態(tài)分為半導(dǎo)體廠附屬的光罩部門，以及獨(dú)立型光罩供應(yīng)商兩大類,。兩者比重約為65% 和 35%,，半導(dǎo)體大廠英特爾、臺(tái)積電,、三星,、中芯國(guó)際內(nèi)部都有附屬的光罩部門，而獨(dú)立型的光罩供應(yīng)商主要有日本凸板Toppan ,、大日本印刷DNP ,、美國(guó)Photronics Inc等，三者的合計(jì)市場(chǎng)份額超過80%,。
國(guó)內(nèi)也有光罩供應(yīng)商,，但多數(shù)都停留在提供八英寸晶圓和低端工藝技術(shù)上。原因在于,，光罩產(chǎn)業(yè)的機(jī)械設(shè)備投入十分龐大,，且主要的高端技術(shù)還掌握在外商手中。
5,、CMP拋光材料
CMP(Chemical Mechanical Polishing),，即化學(xué)機(jī)械拋光，是集成電路制造過程中實(shí)現(xiàn)晶圓全局均勻平坦化的關(guān)鍵工藝,。
圖片來源：AGC官網(wǎng)
拋光材料是CMP工藝過程中必不可少的耗材,。根據(jù)功能的不同，可劃分為拋光墊,、拋光液,、調(diào)節(jié)器,、以及清潔劑等，其中主要以拋光液和拋光墊為主,。
CMP拋光材料具有技術(shù)壁壘高,，客戶認(rèn)證時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，全球市場(chǎng)一直以來處于寡頭壟斷的格局,。拋光液的市場(chǎng)主要由日韓和美國(guó)公司所壟斷,，占據(jù)全球90%以上的市場(chǎng)份額；拋光墊是市場(chǎng)主要被陶氏化學(xué)公司所壟斷,，市場(chǎng)份額超過80%,。
國(guó)內(nèi)企業(yè)的拋光液生產(chǎn)以中低端產(chǎn)品為主，僅能用于金屬,、手機(jī)玻璃蓋板等領(lǐng)域的拋光,。上海安集微電子于2007年正式上線半導(dǎo)體用拋光液，率先打破高品質(zhì)拋光液的國(guó)外壟斷,，但還受限于產(chǎn)能,。
2017年12月，鼎龍股份公告稱其第一款拋光墊產(chǎn)品通過了客戶驗(yàn)證,，并進(jìn)入該客戶供應(yīng)商體系,。這意味著中國(guó)自主研發(fā)的半導(dǎo)體拋光墊材料首次進(jìn)入商業(yè)市場(chǎng)，中國(guó)也成為繼美國(guó)和日本之后第三個(gè)拋光墊商業(yè)化生產(chǎn)的國(guó)家,。
拋光墊的技術(shù)壁壘在于溝槽設(shè)計(jì),，合理的溝槽設(shè)計(jì)可以改善拋光液的流動(dòng)并帶走切削的細(xì)屑，使晶圓表面最終能形成完美的鏡面效果,；
拋光液的技術(shù)壁壘在于調(diào)整拋光液的組成以改善拋光效果,，其配方則是影響拋光效果的決定性因素。
6,、濕電子化學(xué)品
濕電子化學(xué)品是在微電子、光電子濕法工藝制程中使用的各種電子化工材料,。其品種類繁多,，主要應(yīng)用于面板、半導(dǎo)體及太陽能電池三大領(lǐng)域,。
當(dāng)前世界濕電子化學(xué)品的市場(chǎng)格局主要可分為三大塊：歐美傳統(tǒng)化工企業(yè)的市場(chǎng)份額約為35%,；日本約十家濕電子化學(xué)品企業(yè)的市場(chǎng)份額約為28%；中國(guó)和韓國(guó)的市場(chǎng)份額約為35%,。
目前,，國(guó)內(nèi)濕電子化學(xué)品的研發(fā)水平，大部分集中在G2水平,，在中低端市場(chǎng)的應(yīng)用勢(shì)頭良好,。
隨著國(guó)家02專項(xiàng)的大力支持和優(yōu)秀企業(yè)的自主研發(fā),，江化微等本土企業(yè)的純化工藝技術(shù)取得突破，部分領(lǐng)域的產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到G3標(biāo)準(zhǔn),，有望進(jìn)一步打開國(guó)內(nèi)的高端應(yīng)用領(lǐng)域市場(chǎng),。
濺射靶材是制備電子薄膜的關(guān)鍵材料,，主要應(yīng)用于半導(dǎo)體芯片,、液晶顯示器、太陽能電池等領(lǐng)域,，其中半導(dǎo)體芯片對(duì)濺射靶材的金屬純度要求最高,。
圖片來源：德國(guó)亥姆霍茲聯(lián)合會(huì)官網(wǎng)
超高純金屬濺射靶材在半導(dǎo)體芯片制造領(lǐng)域，美國(guó)和日本的少數(shù)公司,，占據(jù)了 80%以上的市場(chǎng)份額,。
近年來部分國(guó)內(nèi)企業(yè)如江豐電子、晶聯(lián)光電等企業(yè)在高純?yōu)R射靶材生產(chǎn)技術(shù)及市場(chǎng)方面均取得了關(guān)鍵突破,，部分產(chǎn)品已打入核心客戶主流供應(yīng)鏈中,，并批量供貨。
由于高純?yōu)R射靶材的認(rèn)證時(shí)間長(zhǎng)達(dá)2-3年,，想要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品大規(guī)模的國(guó)產(chǎn)化還需要一定的時(shí)間,。
半導(dǎo)體封裝是指將晶圓按照產(chǎn)品型號(hào)及功能需求加工得到獨(dú)立芯片的過程,。目前的封裝材料主要采用環(huán)氧模塑料（EMC）,，占比在97%左右，EMC中70%-90%的成分為硅微粉,。據(jù)CNCET估算,，2017年全球EMC市場(chǎng)約23.9億美元。
圖片來源：nichetech官網(wǎng)
EMC的生產(chǎn)關(guān)鍵在于配方,，針對(duì)不同的細(xì)分用途使用不同的配方,。日本企業(yè)以其產(chǎn)品在操作性和可靠性上的技術(shù)優(yōu)勢(shì)而在中高端市場(chǎng)占據(jù)著較大市場(chǎng)份額，而歐美系,、韓系和國(guó)內(nèi)企業(yè)則以成本優(yōu)勢(shì)占據(jù)相對(duì)低端的市場(chǎng),。
2017年我國(guó)EMC年產(chǎn)能達(dá)14.3萬噸，行業(yè)龍頭企業(yè)如衡所華威已經(jīng)能夠參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),，現(xiàn)有生產(chǎn)線13條,，涉及一百多個(gè)品種，市場(chǎng)占有率國(guó)內(nèi)第一,、全球第五,。
近年來以華飛電子為代表的國(guó)內(nèi)企業(yè)突破國(guó)外技術(shù)封鎖，掌握高純小粒度球形硅微粉的生產(chǎn)技術(shù),，其產(chǎn)品占據(jù)國(guó)內(nèi)70%的份額,，并和國(guó)外兩家龍頭企業(yè)共同瓜分50%的國(guó)際份額,。
國(guó)產(chǎn)EMC和硅微粉具有本土化優(yōu)勢(shì)，完全可以替代進(jìn)口,，未來市場(chǎng)前景非常廣闊,。
顯示材料
2017年國(guó)內(nèi)面板產(chǎn)能超過韓國(guó)位列全球第一，占了全球市場(chǎng)超過22%的份額,，產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過3000億元,。根據(jù)IHS預(yù)計(jì)，未來五年,，全球平板顯示市場(chǎng)中大尺寸超高清面板年復(fù)合增長(zhǎng)率將超過25%,。
雖然我國(guó)面板產(chǎn)業(yè)規(guī)模大，但基本屬于加工組裝型,，不但生產(chǎn)線要從國(guó)外進(jìn)口,，而且制造面板的關(guān)鍵材料中有約70%也都嚴(yán)重依賴進(jìn)口，國(guó)有化率很低,，進(jìn)口替代需求緊迫,。
平板顯示玻璃基板是平板顯示產(chǎn)業(yè)的核心材料,，其質(zhì)量關(guān)系到顯示面板成品的分辨率,、透光度、厚度,、重量,、可視角度等指標(biāo)，約占整個(gè)顯示面板產(chǎn)品成本的20%,。
圖片來源：Corning官網(wǎng)
發(fā)達(dá)國(guó)家在平板顯示玻璃基板制造領(lǐng)域處于壟斷地位,，全球TFT-LCD用玻璃基板市場(chǎng)份額，90%以上集中在美國(guó)康寧,、日本旭硝子,、電氣硝子、安瀚視特等幾大廠商,。
大尺寸化,、輕薄化液晶面板是今后基板玻璃市場(chǎng)的需求重點(diǎn)。彩虹集團(tuán),、東旭集團(tuán)、中國(guó)建材國(guó)際工程集團(tuán)等本土企業(yè)大力推進(jìn)玻璃基板國(guó)產(chǎn)化,，目前已經(jīng)取得突破性進(jìn)展,，中小尺寸面板市場(chǎng)份額已達(dá)80%。
但國(guó)內(nèi)目前玻璃基板產(chǎn)品的供應(yīng)缺口依然高達(dá)一半左右,，尤其是G8.5+,、G6LTPS高精細(xì)玻璃基板等產(chǎn)品,，幾乎100%依賴于進(jìn)口。
微球是一種現(xiàn)代工業(yè)基礎(chǔ)材料,，應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。
目前液晶顯示屏里的微球基本上全被日本壟斷了,，生物制藥的微球基本上被美國(guó)GE公司壟斷,。僅微電子領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)每年就要進(jìn)口價(jià)值約幾百億元人民幣的微球,。
微球附加值高,，制備技術(shù)要求苛刻，如粒徑精確性,、粒徑分布,、機(jī)械強(qiáng)度、表面性能,、潔凈度控制等,。
3、偏光片
偏光片是一種復(fù)合材料,，可實(shí)現(xiàn)液晶顯示高亮度,、高對(duì)比度的特性，是液晶面板的三大關(guān)鍵原材料之一,，占其成本的10％左右,。LCD模組中需要兩張偏光片，分別位于玻璃基板兩側(cè),，缺少任何一張偏光片都無法顯示畫面,。
圖片來源：LG化學(xué)官網(wǎng)
偏光片行業(yè)具備較高的技術(shù)，人才,，資金和客戶認(rèn)證壁壘,，市場(chǎng)集中度較高。韓國(guó)LG化學(xué),，日本日東電工和住友化學(xué)三足鼎立,，占據(jù)全球 65％的市場(chǎng)份額，前五大廠商占據(jù)全球84％的市場(chǎng)份額,。
根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,，2017年國(guó)內(nèi)偏光膜市場(chǎng)規(guī)模為30.4億美元，同比快速增長(zhǎng)13.4％,，占全球市場(chǎng)份額29.9％,。預(yù)計(jì)到2020年，國(guó)內(nèi)偏光片市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)53.2億美元,，占全球市場(chǎng)份額提高至40.2％,。（數(shù)據(jù)盡量用圖表）但目前國(guó)產(chǎn)偏光片占國(guó)內(nèi)需求比例不足40%，仍需大量進(jìn)口,。
關(guān)鍵材料依賴進(jìn)口,，阻礙偏光片國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。偏光片的上游核心原材料PVA和TAC膜目前仍然主要依賴日韓供應(yīng)商,，,。
4、液晶材料
液晶材料是液晶面板的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料,。
任何液晶單體都只具有一方面或幾方面的優(yōu)良性能,，因此通常選用多種液晶單體，調(diào)制成綜合性能優(yōu)異的混合液晶,，以滿足顯示用液晶材料的各項(xiàng)性能要求,。
圖片來源：群創(chuàng)光電官網(wǎng)
液晶材料的制備對(duì)原料純度和生產(chǎn)工藝要求嚴(yán)格，目前全球高端液晶材料的供應(yīng)商主要以三大廠商為主,，德國(guó)MERCK,、日本CHISSO、日本DIC,，三家企業(yè)構(gòu)建了嚴(yán)密的專利網(wǎng),，占據(jù)了全球大約95%的市場(chǎng)份額，長(zhǎng)期壟斷該高端產(chǎn)品市場(chǎng),。
目前,，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)液晶材料的企業(yè)多數(shù)以生產(chǎn)中間體、單體為主,，且以TN,、HTN、STN型系列的中低端液晶材料為主,，TFT混合液晶則主要依賴進(jìn)口,。
國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的液晶中間體和單體液晶，出口給國(guó)外廠商合成TFT混合液晶產(chǎn)品,。由于中間體化合物到成品液晶材料技術(shù)難度大,，外企獲取了超過67%的壟斷利潤(rùn)。
圖片來源：顯華化工官網(wǎng)
5,、OLED發(fā)光材料
OLED發(fā)光材料是OLED顯示面板配套的關(guān)鍵材料,，其在OLED中的面板成本占比約為12％，是OLED產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)壁壘最高的領(lǐng)域,，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)小,、毛利率高,。
目前全球OLED發(fā)光材料的供應(yīng)權(quán)基本掌握在海外廠商手中。綠光材料的主要供應(yīng)商為三星SDI,、默克公司；紅光材料的主要供應(yīng)商為陶氏化學(xué),；藍(lán)光材料主要由出光興產(chǎn)供應(yīng),。
國(guó)內(nèi)OLED有機(jī)材料產(chǎn)品主要是技術(shù)含量低的中間體和單體粗品，高純度升華品較少,。
究其原因,，主要是國(guó)內(nèi)企業(yè)在終端材料上的研發(fā)起步較晚，缺乏關(guān)鍵的材料專利,，限制了單體材料向終端材料制造工藝的發(fā)展,。
航空材料
航空材料泛指用于制造航空飛行器的材料，其中機(jī)體材料和發(fā)動(dòng)機(jī)材料是重要的結(jié)構(gòu)材料,。
據(jù)《2025年航空技術(shù)發(fā)展預(yù)測(cè)報(bào)告》中指出,，在43項(xiàng)航空技術(shù)中，航空材料重要性位居第二,，“一代材料,，一代飛機(jī)” 成了世界航空發(fā)展史的一個(gè)真實(shí)寫照。
我國(guó)目前的航空材料現(xiàn)狀與新一代航空產(chǎn)品對(duì)材料的需求之間尚存在較大的差距,，成為制約我國(guó)航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素,。
1、高溫合金
高溫合金是指以鐵,、鎳,、鈷為基，能在600°C以上的高溫及一定應(yīng)力作用下長(zhǎng)期工作的一類金屬材料,，是制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的關(guān)鍵材料,。
在世界先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制中，高溫合金用量已占到發(fā)動(dòng)機(jī)總量的40%-60%,。
圖片來源：HuffPost官網(wǎng)
目前,，高溫合金主要應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的四大熱端部件：燃料室，導(dǎo)向器,，渦輪葉片和渦輪盤,。此外，還用于機(jī)匣,，環(huán)件和尾噴口等部件,。由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，各部位溫度和受力情況等,，差別較大,，因此對(duì)材料的要求和選用就各不相同。
經(jīng)過多年的發(fā)展，我國(guó)的高溫合金產(chǎn)業(yè)在研發(fā)和生產(chǎn)上都形成了一定的規(guī)模和水平,，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存著一些差距,，主要產(chǎn)品還是集中在中低端的應(yīng)用上。
我國(guó)高溫合金總產(chǎn)能約為1.26萬噸,，實(shí)際產(chǎn)量約0.8-0.9噸,。根據(jù)測(cè)算，國(guó)內(nèi)高溫合金需求約為3.93萬噸,，年市場(chǎng)缺口2萬余噸,，特別是航空航天等高端領(lǐng)域的應(yīng)用主要依賴于進(jìn)口，進(jìn)口替代需求緊迫,。
目前,，全球每年消費(fèi)高溫合金材料近28萬噸，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)100億美元,。全球范圍內(nèi)能夠生產(chǎn)航空航天用高溫合金的企業(yè)不超過50家,，主要集中在美國(guó)、俄羅斯,、英國(guó),、法國(guó)、德國(guó),、日本和中國(guó),。
隨著我國(guó)科技實(shí)力的發(fā)展，以鋼研高納為代表的一部分企業(yè),，已經(jīng)在科研創(chuàng)新和生產(chǎn)工藝上取得了突破,，部分產(chǎn)品可以替代進(jìn)口，可以預(yù)期整個(gè)行業(yè)也會(huì)向著高端化的方向發(fā)展,。
鋁鋰合金中鋰既能降低鋁的密度又能提高彈性模量，向鋁金屬中每添加1%的鋰,，鋁合金的密度就下降約3%,，而其彈性模量則會(huì)上升約6%。
鋁鋰合金的成本大約只是碳纖維增強(qiáng)塑料的10%,，從而成為碳纖維增強(qiáng)塑料強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品,，是航空航天材料中發(fā)展最為迅速的一種先進(jìn)輕量化結(jié)構(gòu)材料。國(guó)產(chǎn)大型客機(jī)C919就大范圍采用了鋁鋰合金,。
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據(jù)統(tǒng)計(jì),，美國(guó)鋁業(yè)公司是全球鋁鋰合金產(chǎn)能、產(chǎn)量最大的生產(chǎn)企業(yè),，約占全球份額的55%,；俄羅斯鋁業(yè)聯(lián)合公司約占25%,，其他企業(yè)合計(jì)約占20%。
國(guó)內(nèi)的西南鋁業(yè)也能生產(chǎn)鋁鋰合金,，不過還未形成大規(guī)模量產(chǎn)的能力,，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)的需求。江蘇豪然采用的是噴射成形制造鋁鋰合金,，但目前還未進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)。
未來,，獨(dú)立開發(fā)和研制新型高強(qiáng)、高損傷容限鋁鋰合金是我國(guó)鋁鋰合金發(fā)展的重要方向,。
每架大飛機(jī)的起落架用特種高強(qiáng)度鋼約有15噸，目前美國(guó)九成以上飛機(jī)起落架材料由美國(guó)國(guó)際鎳公司研發(fā)的300M鋼擔(dān)綱,，其強(qiáng)度在1900-2100MPa,，相當(dāng)于20000個(gè)大氣壓。
世界高品質(zhì)不銹鋼生產(chǎn)國(guó)主要集中在西歐,、美國(guó),、日本等，其年產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的75%,。其中,，瑞典的高品質(zhì)不銹鋼在世界不銹鋼產(chǎn)量中的比例最高。
在鋼鐵行業(yè),，5個(gè)PPM的頂級(jí)鋼是高端軸承所需要的,。高端軸承用鋼的研發(fā)、制造與銷售基本上被世界軸承巨頭美國(guó)鐵姆肯,、瑞典SKF所壟斷,。
目前，我國(guó)的高端合金鋼材研制水準(zhǔn)與歐洲,、俄羅斯相比基本相當(dāng)或略有優(yōu)勢(shì),，但在材料創(chuàng)新基礎(chǔ)研究能力，尤其是高純度熔煉技術(shù)方面與美國(guó)還有較大差距,，存在很大提升空間,。
此外，在新一代數(shù)字化和智能化控軋控冷技術(shù),、先進(jìn)熱處理技術(shù),、變截面軋制技術(shù)、溫度梯度軋制技術(shù),、高精度軋制技術(shù)方面,，我們與美國(guó),、日本還有不小的差距，有的還停留在實(shí)驗(yàn)室階段,。
碳纖維是指由碳元素組成的纖維，標(biāo)準(zhǔn)彈性率碳纖維的碳素含量在90%以上,，高彈性率碳纖維就幾乎是由100%的碳素組成,，主要特點(diǎn)是質(zhì)量輕且強(qiáng)度高，高端應(yīng)用集中在飛機(jī)的機(jī)身,、主翼,、尾翼等部位。
圖片來源：Composites Manufacturing Magazine
目前我國(guó)碳纖維的‘卡脖子’問題主要在下游應(yīng)用環(huán)節(jié),，即復(fù)合材料和制品方面,。
碳纖維復(fù)合材料中的關(guān)鍵復(fù)合輔材是環(huán)氧樹脂，它的附著力很強(qiáng),，能將碳纖維粘接在一起,。但目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的高端碳纖維，所使用的環(huán)氧樹脂全部依賴于進(jìn)口,。
2018年中復(fù)神鷹T1000級(jí)碳纖維工程化取得突破性進(jìn)展,，其百噸級(jí)T1000碳纖維生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)且運(yùn)行平穩(wěn)，但受限于產(chǎn)能原因高端材料仍然依賴進(jìn)口,。
現(xiàn)在國(guó)際碳纖維材料市場(chǎng),，小絲束碳纖維技術(shù)目前被日本東麗、帝人東邦和三菱化學(xué)等企業(yè)控制,，市場(chǎng)占有率70%,；大絲束碳纖維由美國(guó)卓爾泰克（2013年已被日本東麗收購(gòu)）、德國(guó)西格里,、福塔菲爾,、阿爾迪拉控制，市場(chǎng)占有率80%左右,。
碳纖維及其復(fù)合材料對(duì)支撐我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),、保障國(guó)防安全等具有重要作用，因此提高國(guó)產(chǎn)碳纖維的研發(fā)和大批量穩(wěn)定生產(chǎn)能力迫在眉睫,。
聚酰亞胺是指主鏈上含有酰亞胺環(huán)（-CO-NH-CO-）的一類聚合物，是綜合性能最佳的有機(jī)高分子材料之一,，其耐高溫達(dá)400℃以上,，長(zhǎng)期使用溫度范圍為-200-300℃，無明顯熔點(diǎn),，絕緣性能佳,，應(yīng)用前景廣闊,。
聚酰亞胺材料在航空航天、軍事,、高端電子等敏感領(lǐng)域有著難以替代的作用,，國(guó)外的大多數(shù)聚酰亞胺原材料、技術(shù)和產(chǎn)品對(duì)我國(guó)實(shí)行了嚴(yán)格的封鎖,。
德國(guó),、英國(guó)、法國(guó),，美國(guó),，日本，韓國(guó)等掌握著核心科技,。國(guó)內(nèi)目前僅在中低端聚酰亞胺薄膜及聚酰亞胺纖維等少數(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了量產(chǎn),，但還存在生產(chǎn)規(guī)模小、產(chǎn)品較為單一,、產(chǎn)品精細(xì)化程度不夠等問題。
據(jù)相關(guān)報(bào)告顯示,，2017年國(guó)內(nèi)聚酰亞胺的進(jìn)口量為2846噸,，進(jìn)口依賴度達(dá)到了41.6%。
對(duì)位芳綸是一種綜合性能優(yōu)異的纖維絲,，具有高強(qiáng)、高模,、阻燃等性能,，是航空航天、信息技術(shù),、國(guó)防和汽車工業(yè)等領(lǐng)域重要的基礎(chǔ)材料,，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
自20世紀(jì)70年代美國(guó)杜邦成功進(jìn)行對(duì)位芳綸產(chǎn)業(yè)化之后,，主要生產(chǎn)技術(shù)始終掌握在美日等國(guó)際巨頭手中,，被視作一種戰(zhàn)略性物資材料，對(duì)中國(guó)實(shí)行禁運(yùn)禁售,。
2011年5月,，泰和新材率先發(fā)布公告宣布實(shí)現(xiàn)對(duì)位芳綸的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，完成了從實(shí)驗(yàn)室到商業(yè)化生產(chǎn)的飛躍,，進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng),。
泰和新材和中藍(lán)晨光已經(jīng)掌握千噸級(jí)對(duì)位芳綸生產(chǎn)技術(shù)，國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中的問題和機(jī)遇并存,。
當(dāng)下,，國(guó)內(nèi)對(duì)位芳綸的市場(chǎng)局面是國(guó)產(chǎn)率不足,。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年國(guó)產(chǎn)對(duì)位芳綸消耗量在9000噸左右,，國(guó)產(chǎn)供給占比僅占10%-15%,，其余全部來自進(jìn)口。
未來,，國(guó)內(nèi)對(duì)位芳綸生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該推進(jìn)對(duì)位芳綸產(chǎn)品集群建設(shè),，突出鏈條化、多元化,、規(guī)?；l(fā)展，提升產(chǎn)品集群綜合競(jìng)爭(zhēng)力,，盡早實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的進(jìn)口替代,。
新能源電池
1、鋰離子電池隔膜
鋰離子電池隔膜的主要作用是使電池的正,、負(fù)極分隔開來,，防止兩極接觸而短路，此外還具有能使電解質(zhì)離子通過的功能,，是電池的四大核心材料之一,。
圖片來源：Science Direct
目前，全球鋰離子電池隔膜材料的市場(chǎng)份額主要由日韓企業(yè)掌握,。旭化成,、東麗和SKI三家企業(yè)占據(jù)了全球超過50%的市場(chǎng)份額。
國(guó)內(nèi)隔膜行業(yè)結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過剩,，市場(chǎng)上出現(xiàn)兩極分化的局面,。一方面，供應(yīng)于3C類電池市場(chǎng)的中低端產(chǎn)品產(chǎn)能明顯過剩,，產(chǎn)能利用率在50%左右,。另一方面，高端動(dòng)力電池隔膜供不應(yīng)求,，其中高端濕法隔膜進(jìn)口比例超過90%,。
鋰離子電池隔膜制備的技術(shù)難點(diǎn)在于造孔的工程技術(shù)和制造設(shè)備。
國(guó)產(chǎn)隔膜普遍存在的問題是一致性有待提高,，主要體現(xiàn)在不規(guī)律的缺陷,、厚度、孔隙率,、孔隙分布以及孔徑分布等方面,。
以上為小編梳理的20種亟需進(jìn)口替代的關(guān)鍵材料。材料作為先進(jìn)制造業(yè)等新興產(chǎn)業(yè)的基石,，其研發(fā)和產(chǎn)業(yè)進(jìn)程將成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的關(guān)鍵支撐,。
那么,，進(jìn)口替代浪潮下，新材料企業(yè)都有哪些的機(jī)遇與挑戰(zhàn),？
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