最先端の素材が国の重火器になり、3つの方向で主導権を握って離陸する
航空宇宙、軍事、家庭用電化製品、自動車用電子機器、光起電性電子機器、生物医学分野における新素材とその下流製品に関する国の政策の支援により、市場の需要は拡大し続け、製品性能の要件は改善され続けています。 急速な拡大に伴い、企業や科学研究者の研究開発能力に対する要求は絶えず高まっています。
下流の家電、新エネルギー、半導体、炭素繊維などの産業は中国への移転を加速しており、新素材のローカリゼーションが急務となっています。 輸入代替は、私の国の新素材産業への投資の将来の発展を促進し続けるでしょう。
新しい材料の方向性の1つ：軽量材料
1.カーボンファイバー
炭素繊維材料は、航空宇宙、風力、スポーツ、レジャー、自動車など、優れた特性を持つ分野で使用されています。 それらは、新素材の分野で最も広く使用され、市場志向の素材であり、「新素材の王様」として知られています。 近年、世界の炭素繊維市場の需要は急速に伸びており、私の国も世界第2位の炭素繊維生産国に発展する機会をつかんでいます。
しかし、私の国の炭素繊維産業は、海外と比較して、稼働率が低く、ハイエンド製品が少なく、応用と開発が難しいという問題を抱えています。 川下産業は依然として輸入炭素繊維製品に大きく依存しています。 現在の国際環境では、炭素繊維スケールの生産とアプリケーション開発の二重の自律性を実現することが、我が国の国防と製造力を強化し、サプライチェーンの安定性を確保するための鍵となります。
炭素繊維（炭素繊維）は、高温環境下でのポリアクリロニトリル（PAN）（またはピッチ、粘性）などの有機繊維の熱分解と炭化によって形成された炭素含有量が90％を超える炭素骨格構造の無機繊維です。 -パフォーマンス素材。 1960年代に生産されました。
炭素繊維は優れた機械的性質と化学的安定性を備えています。現在大量生産されている高性能繊維の中で、比強度（強度比密度）と比剛性（弾性率比密度）が最も高い繊維として、炭素繊維は航空宇宙、風力の重要な部分ブレード、新エネルギー車、および軽量要件を持つその他の分野に理想的な材料。 耐食性、高温耐性、小さな膨張係数の特性により、過酷な環境での金属材料の代替品になります。 さらに、電気伝導性と熱伝導性の特性により、通信電子機器の分野での用途が広がります。
炭素繊維の各束のフィラメントの数に応じて、炭素繊維は一般に2つのカテゴリに分類されます。小さなトウと大きなトウです。 小型トウは性能は優れていますが価格が高く、航空宇宙産業や軍事産業などのハイテク分野や、ハイエンドのスポーツ用品で一般的に使用されています。 大型トウは低コストであり、土木建設、輸送、エネルギー機器などの基礎産業でよく使用されます。
2.アルミ合金自動車ボディパネル
アルミニウム合金は、業界で最も広く使用されている合金であり、航空、航空宇宙、自動車、機械製造、造船、化学業界で広く使用されています。 省エネと排出削減という国の政策の指導の下で、自動車産業が自動車のエネルギー消費を設計によって最適化するだけでは、ますます厳しくなる国の燃料排出基準を満たすことは困難である。 したがって、自動車の軽量化は、業界によって決定される開発の方向性です。
アルミニウム合金は、自動車産業の主要な軽量材料です。 その中で、アルミ合金ボディシート（ABS）は、車の最も重いボディに使用されており、軽量化の目標を達成するための重要な材料です。 現在、我が国は徐々に国内の自動車用アルミニウム合金市場を開拓しており、国内工場で生産する国内外の企業を含め、一部の企業も輸出を開始しています。 アルミニウム合金のボディパネルのローカリゼーションは、私の国の自動車産業の競争力を向上させ、国が省エネと排出削減の目標を達成するのを助けるための鍵です。
新素材の第二の方向性：航空宇宙素材
1.ポリイミド
ポリイミド（PI）材料は、航空宇宙、ハイエンド電子部品、半導体などの多くの最先端分野で高い応用価値があり、材料の更新と反復において重要な役割を果たします。 現在、世界のポリイミド市場の需要は拡大を続けていますが、多くのハイエンドPI製品や特殊機能PI製品の大量生産は、依然としていくつかの先進国によって独占されており、関連する生産技術は厳重に保護されています。
現在、私の国はローエンドのPIフィルムとPIファイバーの分野で大規模な生産を達成しており、電気グレードのPIフィルムの分野で世界的な競争力を獲得しています。 しかし、ハイエンドのPIフィルムやその他のハイエンドのPI製品は、依然として「ネックのスタック」または不十分な生産能力の問題に直面しており、明らかな構造的な需給の不均衡をもたらしています。 ハイエンドのポリイミド製品の大量生産を突破することは、私の国の製造業のアップグレード、兵器のアップグレード、および独立した制御性にとって非常に重要です。
ポリイミド（PI）は、優れた総合特性を備えた有機高分子材料であり、「21世紀で最も有望なエンジニアリングプラスチックの1つ」として知られています。 この材料は、広い温度範囲で使用でき、-200から300度の環境で長時間使用でき、400度を超える高温に短時間耐えることができます。
ポリイミドは明確な融点を持たず、現在実用化できる最も耐熱性の高い高分子材料です。 同時に、この材料は、高い絶縁耐力、耐溶剤性、耐放射線性、断熱性、無毒、吸音およびノイズ低減、および簡単な設置と保守の特性も備えています。
現在、ポリイミドは、航空宇宙、造船、半導体、電子工業、ナノマテリアル、フレキシブルディスプレイ、レーザーなどの分野で広く使用されています。 特定の製品形態に応じて、ポリイミドは、PIフォーム、PIフィルム、PIファイバー、PIマトリックス複合材料、PSPIおよびその他の製品に細分できます。
2.炭化ケイ素繊維
炭化ケイ素繊維（SiC繊維）は、炭素繊維に続いて開発されたもう1つの新しいタイプの高性能繊維であり、国家戦略の新興材料です。 現在、航空エンジンの分野における炭化ケイ素繊維で作られたセラミックマトリックス複合材料の応用価値は非常に重要です。 西側の先進国は、航空エンジンの多くの部分を改善し、航空エンジンの効率を改善するためにそのような製品をうまく適用してきました。 炭化ケイ素繊維の性能のさらなる向上と製造プロセスの段階的な最適化により、この材料は将来、より多くの航空エンジン部品に適用され、他の価値の高い民間分野に拡大されることが期待されています。 、幅広い潜在的な市場スペースを備えています。
新素材の第3の方向性：半導体材料
1.シリコンウェーハ
シリコンウェーハは、半導体産業チェーンの上流に位置し、半導体デバイスと太陽電池の主な原材料です。 それらは主に太陽光発電と半導体の分野で使用されます。 近年、下流の需要が高まっています。 さまざまな分野で、太陽光発電シリコンウェーハの生産能力のほとんどは私の国に集中しています。 ZhonghuanやLONGiなどの大手企業は、強力な強みを持ち、世界でも有数の生産技術レベルを誇っています。 光起電性シリコンウェーハと比較して、半導体シリコンウェーハはより複雑な製造プロセスとアプリケーションシナリオを持っています。 しかし、私の国の半導体シリコンウェーハ産業は遅れて始まり、その発展レベルは比較的遅れています。 世界市場は日本のメーカーによって独占されています。 市場の主流の12-インチシリコンウェーハは、私の国ではまだ大規模な生産に達していないため、輸入に大きく依存しています。 、上海のシリコン産業に代表される国内企業は、技術的な障壁を打ち破ろうと努力しており、ローカリゼーションと代替のための広いスペースがあります。
シリコンは、優れた高温耐性と耐放射線性を備えた優れた半導体材料であり、特に高出力デバイスの製造に適しています。 シリコンを原料として、単結晶を引っ張って切断し、シリコンウエハーを形成するシリコンロッドを作ります。 シリコンウェーハは、主に半導体と太陽光発電の2つの主要分野で使用されています。 半導体ウェーハは、結晶、形状、サイズ、および純度の点で、光起電ウェーハよりも高い要件があります。 光起電性シリコンウェーハの純度には、4N-6Nのシリコン含有量が必要です。 （99.99パーセント-99。9999パーセント）、半導体用シリコンウェーハは約9N -11 N（99.9999999パーセント-99。999999999パーセント）、製造プロセスはより複雑で、ダウンストリームアプリケーションまた、より広範囲です。 半導体用シリコンウェーハは、産業チェーンの最上流に位置し、主に集積回路、ディスクリートデバイス、センサーに使用されています。 それらはチップを製造するための重要な材料であり、自動車やコンピューターなどのさらなる下流産業の発展に影響を与えます。 それらは、半導体産業チェーンの基礎です。
太陽光発電産業は、国家戦略的新興産業の1つです。 太陽光発電シリコンウェーハは、太陽光発電産業チェーンの上流に位置しており、近年その需要が高まっています。 CPIAの予測によると、世界の太陽光発電市場の年間設備容量は2021年に150GWに達するでしょう。市場と開発の見通し。 私の国は、太陽光発電用の単結晶シリコンウェーハの世界最大の生産国です。 中国非鉄金属工業会のシリコン産業支部の統計によると、2019年末までに、私の国の単結晶シリコンウェーハの生産能力は115GWであり、世界全体の97.6パーセントを占めています。 大手企業のLONGiとZhonghuanは単結晶シリコンウェーハの国内市場シェアの50％以上を占めており、生産能力の継続的な拡大の過程で、新しい電力会社のCNCとBeijingExpressも生産拡大を加速しています。
半導体製品の技術進歩と下流関連の電子消費財のカテゴリーの増加の恩恵を受けて、半導体シリコンウェーハの需要は年々増加し、規模は拡大し続けています。 2020年には、世界の半導体ウェーハの出荷量は12億4100万平方インチに達するでしょう。 世界のシリコンウェーハ市場の規模は約110億米ドルに達し、半導体シリコンウェーハの市場展望は広い。
半導体ウェーハ産業の技術的障壁が高いため、今日の世界の半導体ウェーハ産業は、集中度の高い巨人によって独占されており、中国本土の製造業者の数は少ない。 2020年の世界のシリコンウェーハサプライヤー上位5社は、信越化学工業、日本、SUMCO、台湾、中国、GlobalWafers、ドイツのSilitronic、韓国のSKSiltronです。 総市場シェアは80％を超えており、我が国本土の現地メーカーである上海シリコン産業の市場シェアは約2.2％であり、その量は比較的少ない。
ウェーハサイズが大きいほど、ウェーハあたりの生産効率は高くなります。 1970年代以降、シリコンウェーハは大型化の方向に発展してきました。 今日、世界最大の大量生産されたシリコンウェーハは300mmであり、これは12-インチのシリコンウェーハです。
近年、12-インチウェーハの需要が高まっています。 日本のShengcoの予測によると、2020-2024の12-インチウェーハのCAGRは5.1％に達する可能性があります。 世界の半導体ウェーハの生産能力は、主に業界の巨人に集中しています。 私の国の半導体ウェーハは遅れて始まり、比較的遅れて開発されました。 200mm（8-インチ）ウェーハの生産性を備えている企業はごくわずかです。 私の国の12-インチウェーハは2017年以前には入手できませんでした。すべて輸入に依存しています。
大型シリコンウェーハの製造には、シリコンの純度に対する高い要件があり、面取りや精密研削の加工技術に対する高い要件もあります。 私の国の技術レベルは後退しており、12-インチのシリコンウェーハの大規模生産はまだ達成されていません。 上海のシリコン産業は、2 0 18年に12-インチのシリコンウェーハの大規模な販売を達成し、大型のシリコンウェーハの国内生産率が0であったという状況を打破しました。
12-インチのシリコンウェーハは依然として今日のシリコンウェーハ市場の主流であり、国内の製造業者は追いつく機会があり、大型のシリコンウェーハを国内で交換するための大きなスペースがまだあります。 重要な材料である半導体シリコンウェーハのローカリゼーションプロセスを促進するために、中国政府はまた、産業開発を支援し、大型シリコンウェーハの研究開発と製造を促進し、半導体の開発を促進するための一連の政策を発表しました。業界。
2.炭化ケイ素（SiC）
炭化ケイ素は、非常に優れた性能を備えた第3世代の半導体材料であり、パワーデバイスの重要な原料です。 近年、各国は関連産業を発展させるために多くの人的資源と物的資源を投資してきました。 炭化ケイ素産業の敷居は比較的高く、私の国の生産技術のレベルは比較的遅れています。 現在の産業構造は、米国の支配によって特徴付けられます。 クリーだけでも、導電性炭化ケイ素ウェーハの世界シェアの62％を占めています。 炭化ケイ素市場は、開発の広い見通しがあります。 近年、電気自動車、太陽光発電、鉄道輸送、スマートグリッドの分野に継続的に浸透しています。 下流への需要が強く、市場規模は拡大を続けています。 私の国はまた、炭化ケイ素の産業チェーン全体をレイアウトしています。 関連する特許の数は今年も増え続けています。 TiankeHedaに代表されるチップメーカーの市場シェアも年々増加しています。 私の国の炭化ケイ素産業の将来の開発スペースは比較的高いです。 大きい。
炭化ケイ素は、最も成熟したワイドバンドギャップ半導体材料であり、第3世代の半導体材料の代表的な材料です。 炭化ケイ素材料には多くの利点があります：安定した化学的性質、高い熱伝導率、小さな熱膨張係数、耐摩耗性、および高圧耐性。 同じ電気的パラメータを持つ製品と比較して、炭化ケイ素材料を使用した製品は、体積を50％、エネルギー損失を80％削減できます。 これらの特性から、世界中の国々が炭化ケイ素材料を非常に重要視しており、関連産業の発展を促進するために多くのエネルギーを投資してきました。 中国の主要な半導体大手も、炭化ケイ素デバイスの開発に多額の投資を行ってきました。 技術プロセスの成熟と製造コストの低下により、さまざまな電源装置に適用されます。 近年、新エネルギー車の分野での炭化ケイ素パワーデバイスの普及率は増加を続けており、新エネルギーおよび5G通信の分野でのSiCおよびGaNデバイスの未来です。 重要な原材料。
Yoleによると、自動車用SiCパワーデバイスの世界市場スペースは2024年までに19億3000万米ドルに達すると予想され、2018年から2024年までの複合成長率は29％に相当します。TiankeHedaの見通しによると、炭化ケイ素の割合は光起電性インバーターの電力装置は2025年に50％に達し、鉄道輸送における炭化ケイ素装置の割合も徐々に増加します。
Omdiaの予測によると、電気自動車と太陽光発電インバーターの需要に牽引されて、炭化ケイ素と窒化ガリウムのパワー半導体の新興市場は2021年に10億米ドルを超えると予想されています。 IHS Markitのデータによると、2018年の炭化ケイ素パワーデバイスの市場規模は約3億9千万米ドルで、新エネルギー車の需要の伸びと太陽光発電産業の発展の恩恵を受けています。
炭化ケイ素パワーデバイスの市場規模は2027年までに100億米ドルを超えると予想されており、炭化ケイ素産業の成長の勢いは十分です。
