【行业分析】上海新材料产业布局深度分析

科幻        2019-07-09   来源:城堡秘密

新材料是指新出现的具有优异性能和特殊功能的材料,或是传统材料改进后性能明显提高和产生新功能的材料。新材料产业是材料工业发展的先导,是重要的战略性、基础性产业,在建设制造强国、巩固国防军工中占据重要地位。“一代新材料造就一代新装备,一代新装备需要一代新材料”,每个工业强国的崛起,都需要雄厚的材料工业作为坚强支柱。


在支持新材料产业发展上,上海出台落实了一系列政策措施,一是制定并实施上海市特色首批次政策,《上海市首批次新材料专项支持办法(试行)》于2017年10月正式发布,并于2018年初开展首年度申报工作,明确支持重大工程、重点产业配套材料和前沿性新材料,鼓励产业链协同突破。


并在《上海促进新材料发展“十三五”规划》提出主要目标为:到2020年,上海要以提升制造业能级为核心,努力建设成为国际先进、国内领先、产学研用紧密结合的新材料研发创新核心基地之一。一是重点新材料企业研发投入占销售收入比重努力达到2%以上。二是新材料产业总产值达到2500亿元,年均增长率为4%~5%,进一步打造一批跨国大型材料企业和具有国际影响力的材料企业。三是打造一批创新能力显著、资源配置合理的新材料区域集群。四是新材料比重更加突出,占原材料工业比例达到50%。


发展重点


(一)前沿新材料


第二代高温超导材料。发展目标:实现第二代高温超导带材产业化制备和性价比的提升;实现超导限流器、超导变压器、超导电机等超导应用器件的产业化研发。发展重点:稳定基带和先涂镀的种子层、阻挡层和帽子层质量,提高超导层载流能力。开展基于第二代高温超导带材的超导电缆为主体的超导应用器件的开发;开展相互衔接完善的超导产业链布局和相关超导电力示范工程建设,建立满足超导应用器件要求的技术支撑体系,逐步实现超导器件的市场应用。重点发展第二代高温超导带材、超导电缆、超导电磁加热装置、超导限流器、超导变压器和超导电机等。


石墨烯材料。发展目标:实现石墨烯材料对传统材料的升级替代,实现对石墨烯要求较宽松应用产品的产业化。发展重点:开展价廉质优石墨烯微片在锂电池材料、特种防腐涂料、传感器等方面的应用研究;积极研发石墨烯薄膜连续制备工艺、探索其在电子元器件中应用技术。重点发展石墨烯粉体、石墨烯高分子材料、石墨烯基特种防腐涂料、石墨烯基热界面材料、石墨烯薄膜和锂电池石墨烯基材等。


3D打印材料。发展目标:提高3D打印金属粉末、高分子丝材的研制能力和产业化生产能力,提高国产高品质金属粉末质量,满足航空航天用3D打印复杂零部件要求。形成具有我国自主知识产权的研发与生产体系、产品行业标准与检测规范。发展重点:重点研究金属粉末成形与制备技术,开发专用光敏树脂、工程塑料粉末与丝材;建立低成本钛合金粉末、不锈钢粉末、铁基合金粉末、高温合金粉末等生产线。


智能纤维。发展目标:实现新型智能纤维材料的技术研发、工程化生产以及产业化成果转化。发展重点:根据不同领域应用要求,满足航空航天、军事国防、生物医药、机器人、大数据、微电子等广泛领域的应用要求。


(二)关键战略材料


集成电路专用材料。发展目标:到2020年,产业规模争取达到50亿元。掌握硅单晶、硅片的微缺陷、表观质量和材料纯净度的控制技术及装备制备工艺,实现超大规模集成电路用12英寸硅单晶生长及抛光硅片、外延片的产业化技术,形成产业化规模。发展重点:重点发展超大规模集成电路用12英寸硅单晶、抛光硅片、2~6英寸蓝宝石晶片以及超纯硫酸铜电镀液和清洗用超纯化学品等配套材料。


新一代生物医用材料。发展目标:到2020年,产业规模争取达到50亿元。实现高活性骨修复材料和多功能医用植入材料等的国产化,提高国际市场的竞争力和占有率。发展重点:加强研制应用于骨、皮肤、神经等组织再生修复活性材料;开发人工关节、心血管、种植牙等高端功能性植/介入产品。同时开展碲锌镉晶体、闪烁晶体及高性能探测器件产业化技术攻关,满足医疗影像系统关键材料需求。


稀土功能材料及其高端应用。发展目标:到2020年,涉及添加稀土材料的应用产品规模争取达到350亿元,推动国产高端产品在先进装备制造、新能源汽车、节能环保、高性能医疗设备等领域的应用。发展重点:扩大高性能粘结稀土永磁材料产量,提高烧结型稀土永磁材料、稀土催化材料、稀土发光材料和稀土激光材料性能。重点发展工业脱硝、机动车尾气净化等用稀土催化材料,多领域用高性能稀土永磁材料、高光效稀土发光材料和高功率、大尺寸掺钕激光玻璃、特种光纤激光器等产品。


高性能纤维及复合材料。发展目标:到2020年,产业规模争取达到100亿元,在技术创新、产业化能力和综合竞争能力达到国际水平,基本满足国民经济和国防工业对各类高性能纤维及复合材料产品的需求。发展重点:突破高性能碳纤维、对位芳纶纤维的系列化、产业化技术,提高超高分子量聚乙烯纤维、芳砜纶纤维的产能,加速研制聚苯硫醚纤维和聚四氟乙烯纤维,开发纤维增强和颗粒增强的树脂基、金属基、陶瓷基先进复合材料及构件。


先进陶瓷与人工晶体。发展目标:到2020年,产业规模争取达到80亿元。推进先进陶瓷与人工晶体在航空航天、先进制造与高端装备、节能环保等新兴战略领域的应用;实现高分辨率天基成像光学系统、微电子装备与高端热交换产业用大尺寸高精密碳化硅陶瓷核心部件的产业化,达到国际先进水平。发展重点:加强闪烁晶体、激光晶体、非线性光学晶体、压电晶体、高性能压电陶瓷元器件、大尺寸透明陶瓷材料与部件等优势方向的新技术研发与应用验证,推进大口径轻量化碳化硅光学部件、高导热碳化硅陶瓷热交换部件、高端装备用大尺寸碳化硅/氧化铝高精密部件的关键技术研发与产业化。


新能源汽车电池材料。发展目标:到2020年,产业规模争取达到30亿元。进一步提升镍钴锰三元系、磷酸铁锂等锂电池正极材料和碳基、硅基负极材料的比容量、循环寿命和安全性,提高电池隔膜、电解液等配套材料性能。开展燃料电池材料的基础研究,实现先进电池材料自主化配套。发展重点:重点发展新能源汽车用锂电池正负极材料、电池隔膜和电解液等配套材料。


碳化硅和氮化镓等第三代半导体材料。发展目标:到2020年,产业规模争取达到10亿元。形成第三代半导体材料构建衬底、外延、器件及应用的完整产业链,着力开发衬底及外延、芯片及封装、系统集成及可靠性评价等关键技术,大力推进功率器件、射频器件与光电器件产业化,推动4G通信及下一代互联网技术发展。发展重点:加强6英寸、8英寸碳化硅单晶生长技术研发,4英寸碳化硅单晶实现批量稳定化生产;开展大尺寸硅基氮化镓的生长技术研究;开展离子注入、氧化、深槽刻蚀等关键工艺技术研发,提升器件制备能力;推进功率器件、射频器件与光电器件等第三代半导体器件的产业化。


新型显示材料。发展目标:到2020年,产业规模争取达到100亿元。实现产能利用率保持合理水平,产品结构不断优化,行业资源环境效率显著提高。发展重点:印刷显示方面,重点发展小分子OLED和高分子OLED;柔性显示方面,重点发展关键发光材料,注入层、传输层等有机物。全面掌握有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)技术,在全息、激光、柔性等显示技术以及新型显示材料领域取得部分技术突破。


高温合金。发展目标:到2020年,产业规模争取达到1300吨,实现产值5亿元。形成高温合金叶片产品稳定供应能力,满足航空发动机等对高温合金材料的需求。发展重点:重点攻克单晶体变形高温合金叶片制备技术,研制燃气轮机和航空发动机用高温合金叶片;开发生产核电站蒸汽发生器用高温合金U形管等。


轻合金材料。发展目标:到2020年,研发重点高端新产品100个,实现产值30亿。发展重点:立足电子通讯、新能源汽车、高端装备、生物医用等高端应用领域,重点发展铝合金及其复合材料、高性能镁铝合金高品质铸件等。


(三)先进基础材料


先进钢铁材料。坚持以精品提升、绿色发展为重点、控制原材料规模,优化丰富精品钢材,提升钢铁制造智能化水平。利用产业配套和人才优势,通过领先产品和绿色、智能制造技术的研发,优化钢铁产业产品结构。巩固发展超高强韧汽车用钢、高性能海工钢、高等级硅钢等,提升技术水平和市场能力,保持领先水平,完善高端钢铁产品的产业链配套能力。到2020年,预期实现产值400亿元。


先进石化材料。坚持以安全环保、集约发展为重点,升级和调整传统化工,加快培育化工新材料及其基础原料,巩固发展高性能聚烯烃、高端工程塑料、特种合成橡胶等先进高分子材料;提高化工新材料整体自给率,加快精细化工的绿色工艺和产品开发,重点突破高端表面活性剂、微电子行业的各类化学用剂等特种功能化学品。到2020年,预期实现产值1300亿元。


值得提出的是上海新材料产业规划形成了“3+X”的空间布局,以宝山区、金山区和上海化工区为主的产业集群,目前这三个区域已经有超过140家新材料企业。


图片来源:中商产业研究院整理


创新资源丰富


从高等院校来看,上海有六所高校院系开设了新材料相关学科的专业教学研发,分别是上海大学材料学院、复旦大学材料学院、同济大学材料学院、华东理工大学材料学院、东华大学材料学院和上海交通大学材料学院。

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从科研院所来看,有6家科研所。分别是中国科学院上海硅酸盐研究所、中国科学院上海光学精密机械研究所、中国科学院上海有机化学研究所、上海化工研究院、中国科学院上海微系统与信息技术研究所和上海材料研究所。

图片来源:中商产业研究院整理


从功能平台来看,上海有28家新材料相关实验室和研究中心及技术平台。其中有国家级产业技术基础公共服务平台(化工院)、国家先进钢铁材料技术工程研究中心南方实验室基地、国家级产业技术基础公共服务平台(材料所)、高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室、金属基复合材料国家重点实验室、上海高分子材料研究开发中心等。

图片来源:中商产业研究院整理


从协会联盟来看,上海有四家协会,分别是上海有色金属行业协会、上海市聚氨酯工业协会、上海市新材料协会和上海市稀土协会。

图片来源:中商产业研究院整理


企业分布集中


从企业分布热力图可以看出,上海市新材料产业企业众多,分布着547家企业。主要行政区新材料企业数量都在50家以上。其中以金山区92家分布最多,其次是青浦区73家、松江区71家、嘉定区和闵行区分别为66家、62家。值得注意的是浦东新区分布着59家。上海化工区仅有12家。

图片来源:中商产业研究院整理


上海具体行政区新材料企业分布如下:

数据来源:中商产业研究院整理


从企业细分领域来看,上海市先进高分子材料分布着320家企业,占总企业数量的仅六成。其次是高端金属结构材料,企业数量分布着58家。值得注意的是前沿新材料有9家企业。从工业产值来看,先进高分子材料工业总产值已近1400亿元,高端金属结构材料总产值近560亿元。

数据来源:中商产业研究院整理


从空间格局来看,上海市打造“3+X”格局,“3”指的是上海化工区、宝山区和金山区。“X”指的是松江区、嘉定区、奉贤区、浦东新区和青浦区。从产业定位应用领域来看,主要为集成电路、新能源汽车、航空航天、生物医用、节能环保以及高端装备等领域。


上海新材料产业“3+X”空间布局

数据来源:中商产业研究院整理


“十三五”以来,上海市新材料产业保持稳步发展。截至2018年6月底,全市新材料总产值达1285.61亿元,占上海市工业战略性新兴产业总产值的25.4%。


在国家和上海市的一系列扶持政策下,上海的新材料产业正在走向规模化、集约化发展;下一步,上海将从四方面持续扶持新材料产业。


具体来看,一是将针对细分“前沿材料、关键材料、基础材料”三大方向,各有侧重分类施策;二是将支持材料领域制造业创新中心、研发转化功能平台、新材料测试评价平台、新材料生产应用示范平台等四大技术平台建设,强化新材料成果转化能力;三是构建产业链对接平台和工博会新材料展两大服务平台,加强产业对接服务;四是综合运用首批次新材料、工业强基、重大项目服务、人才基地建设、新材料产业基金等政策措施,优化产业发展环境。


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