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瑞华泰专题研究:稀缺P薄膜龙头,享国产替代蓝海市场
老范说评 / 2021-08-18 16:52 发布
1 “黄金薄膜”龙头,国产替代行业领跑者
1.1 深耕 PI 薄膜行业十七年,稳步跨入全球竞争的行列
作为国内高性能 PI 薄膜行业国产替代化的先行者,经过对 PI 材料行 业的持续性技术研发,瑞华泰同类产品已达到国际先进水平,填补了国内空白,打破了杜邦 等国外厂商对国内高性能 PI 薄膜行业的技术封锁与市场垄断,已成功跨入全球竞争的行列。 作为国家重点高技术企业,其产品销量约占全球的 6%,是全球高性能 PI 薄膜产品种类最丰 富的供应商之一。
经过十七年的自主研发及创新,如今,公司已成为集研发、生产、销售和服务为一体的 全球高性能 PI 薄膜专业制造商,掌握了配方、工艺及装备等完整的高性能 PI 薄膜制备核心技术,成为推动高性能 PI 薄膜的国产化进程的领跑者。公司是我国境内规模最大的高性能 PI 薄膜制造商。截止目前,公司深圳生产基地已量产的高度自动化生产线达 9 条,嘉兴基地也于 2020 年开建。公司投资建设的嘉兴高性能聚酰亚胺薄膜项目规划总投资达 53.7 亿元, 目前发行募投项目为一期,投资规模 13 亿元,建设期 3 年。随着项目的持续推进,嘉兴基地将成为国际一流水准的聚酰亚胺先进高分子材料的研发和生产集群园区。嘉兴高性能聚酰亚胺薄膜项目全部达产后,预计总规划产能可达 7000 吨/年。
1.2 破圈起家突破产业化瓶颈,产品多领域横向渗透
相比于已经发展了几十年的大厂来说,瑞华泰是推动我国 PI 薄膜行业实现进口替代的领跑者。2004 年成立之初,公司在 640mm 幅宽生产线的基础上开展配方设计、生产工艺和装备技术的研究。 2010 年公司完成了国家发改委“1000mm 幅宽连续双向拉伸聚酰亚胺薄膜生产线”高技术产业化示范工程,突破了国内幅宽 1000mm PI 薄膜产品连续生产的产业化瓶颈。在此基础上,公司陆续开发出其他 PI 薄膜系列产品,并实现量产。从破圈起家到打破行业垄断,瑞华泰用了将近 20 年的时间。
自创立以来,公司专注于高性能 PI 薄膜的研发、生产和销售,量产销售的主要产品包 括热控 PI 薄膜、电子 PI 薄膜、电工 PI 薄膜、功能性 PI 薄膜等。目前,公司量产的 PI 薄膜广泛应用于柔性线路板、消费电子、高速轨道交通、风力发电、5G 通信、柔性显示、航天航空等国家战略性高新技术产业领域。2018 年公司增加了对 CPI 领域的研发投入,产品主要用于柔性显示屏幕,CPI 薄膜产品有望成为公司高性能 PI 薄膜新的增长点。
1.3 核心管理人员多有相关背景,从业经验丰富
管理层大多拥有丰富化工材料从业经验,公司董事长、总经理和多位董事都拥有资深的 管理经验、深厚的行业知识。其中,部分核心团队人员具有多年化工、机械、新材料、电子、 航空等行业的工作经验,精通高分子材料的产品研发,对国内外薄膜新材料行业的上游高分子制造的原料属性,及下游终端应用的未来发展趋势具有深刻理解。
公司共有 12 名股东,其中 9 名法人股东、3 名自然人股东,不存在多人共同拥有公司实际控制权的情形。其中,在瑞华泰持股 5%以上的主要股东为航科新世纪科技发展有限公司、国投高科技投资有限公司、深圳泰巨科技投资管理合伙企业、上海联 升创业投资有限公司、宁波达科睿联股权投资合伙企业、深圳市华翼壹号股权投资合伙企业, 分别持有瑞华泰 31.17%、15.16%、13.05%、11.37%、7.41%、6.71%的股份。此外,三 名自然人股东为徐炜群、龚小萍、吴洁华,在瑞华泰分别持股 3.76%、2.47%、2.22%,但未在瑞华泰担任职务。
1.4 PI 薄膜业务拉动公司营收上涨,盈利表现突出
瑞华泰量产销售的主要产品有热控 PI 薄膜、电子 PI 薄膜和电工 PI 薄膜三大系列。从总体业绩来看,2018 年至 2020 年,公司营收呈较快增长态势,营收分别为 2.20 亿元、2.32 亿元和 3.50 亿元,年均复合增长率为 16.74%。对应归母净利润分别为 0.37 亿元、0.34 亿元和 0.59 亿元,年均复合增长率为 16.83%,这主要得益于业务规模 扩大和盈利能力保持稳定。
细分来看,2020 年三大系列产品的销售收入占主营业务收入的比例分别为 59.57%、 26.54%和 12.81%。其中,热控 PI 薄膜具有绝对占有率,其销售金额分别为 1.22 亿元、 1.16 亿元和 1.62 亿元,占各期主营业务收入的比例分别为 55.61%、50.22%和 59.57%。 与此同时,2020 年三项主营业务的毛利率分别为 42.32%、48%和 55.43%,较 2019 年热 控 PI 薄膜和电子 PI 薄膜两项业务的毛利率分别上升 19.04%和 36.09%。
与竞争对手相比, 公司的毛利率已高于行业均值。毛利率较高主要是因为公司主营产品技术难度和附加值 较高,具有一定的定价能力。从产销情况来看,2020年公司三大主营业务的产销率达 112.14%,产能利用率达 88.58%,产销情况较好,逐年稳定增长。公司产品的主要原材料为 PMDA 和 ODA,其他原材料包括 C 组分、DMAc、聚全氟乙丙烯浓缩分散液等,均属化工产品。
销售和财务费用率下降带动整体期间费用率稳中有降。在费用率方面,公司重视管理人 员激励和研发投入,管理和研发费用率呈上升趋势。在研发方面,公司研发费用增长较为稳 定,受分母营业收入较快增长的影响,2018 年来,公司研发投入占营收收入比例有所下滑, 2020 年公司研发费用近 0.23 亿元。公司资产结构方面,2020 年年末公司总资产规模为 11.61 亿元,同比增长 20.82%,公司资 产负债率为 47.66%,比 2019 年提高 5 个百分点,公司总负债达 5.53 亿元,其中应付票据 及应付账款为 1.17 亿元,占总负债比例为 21.27%,主要源于公司多条生产线处于建设期, 应付票据大幅增加。
2 产业链格局稳定,PI 薄膜行业高成长性延续
2.1“黄金薄膜”——高新技术产业发展的关键高分子材料
PI 膜即聚酰亚胺薄膜,是目前世界上性能最好的薄膜类绝缘材料之一,其性能居于高分 子材料金字塔顶端。聚酰亚胺是指分子结构主链中含有酰胺结构的高分子聚合物, 根据不同 的加工特性,聚酰亚胺可分为热塑性和热固性。高性能 PI 的主链大多以芳环和杂环为主, 包括均苯型聚酰亚胺薄膜和联苯型聚酰亚胺薄膜两类。从核心性能上来看,均苯型 PI 薄膜拉伸强度达 250MPa,联苯型 PI 薄膜拉伸强度达 530MPa,有较强的机械性能;其介电常数一 般在 3.4 左右,介电强度为 100~300kV/mm,体积电阻为 1017Ω·cm,介电损耗为 10-3, 介电性能好。
聚酰亚胺产品以薄膜、复合材料、泡沫塑料、工程塑料、纤维等为主,因其综合性能优 异,可应用到航空航天、电气绝缘、液晶显示、汽车医疗、原子能、卫星、核潜艇、微电子、 精密机械包装等众多领域。以 PI制成的PI薄膜因优异的物理和化学性能被誉为“黄金薄膜”, 是各式轻、薄、短、小电子产品不可或缺的尖端材料。除了具有最高的 UL-94 阻燃等级外, PI 膜还具备良好的电气绝缘性能、机械性能、化学稳定性、耐老化性能、抗辐射性能和低介 电损耗,且这些性能可适应-270℃~400℃的温度范围。
得益于其优异的综合性能及出色的加工性能,PI 薄膜广泛应用于多个领域,已经成为电 子和电机两大领域上游重要原料之一。我国 PI 薄膜的涂膜方法可分为浸渍法、流延法和双向拉伸法,由于制备工艺不同,薄膜参数也有较大差异。PI 薄膜、碳纤维、芳纶纤维并称为是制约我国发展高技术产业的三大瓶颈性关键高分子材料。瑞华泰作为薄 PI 薄膜的生产企业,处于全产业链中游,其产业链上游为 PI 高分子制造,下游为终端应用。
2.2 国产化时代开启,政策利好不断释放
20 世纪七八十年代, 半导体产业的发展带动了 PI 薄膜的产业化进展,其在电子产业链的应用越发突出。随着PI薄膜更多的应用被开发出来, 下游需求释放推动了 PI 薄膜行业在亚洲的兴起,东丽杜邦、韩国 SKPI 依次实现量产。相比之下,我国 PI 薄膜起步较晚,产业化进程发展较缓慢,在高端电工绝缘、 电子等其他应用领域的产业化能力较弱,能够自主掌握高性能 PI 薄膜完整制备技术的企业数量相对较少。以至于在过去很长一段时间里,我国高性能 PI 薄膜严重依赖进口,国内的 PI 薄膜生产企业,产能规模多在百吨上下,主要应用于低端市场。目前中国每年 需要进口约 5000 吨的高端材料。
随着高性能 PI 薄膜的新应用不断涌现,PI 薄膜从传统电工绝缘延伸到高速轨道交通、 风力发电、5G 通信、柔性 OLED 显示和新能源汽车等领域,FPC 等电子制造业也逐步由韩国、中国台湾向中国大陆转移,大陆地区在 PI 薄膜下游市场中所占的比重不断增加,我国对高端电子级 PI薄膜的需求也不断增加。高性能 PI薄膜作为我国高新技术发展的关键材料, 市场需求持续扩大,国产化需求较迫切,进口替代空间广阔。伴随着我国 5G 通信、柔性显 示、高速轨道交通等高新技术产业的快速发展,国内企业开始向高性能 PI 薄膜市场进军。
新材料作为国民经济的先导性产业和高端制造及国防工业发展等的关键保障,是各国战 略竞争的焦点。在全球新一轮科技和产业革命兴起的大背景下,欧美韩日俄等国家纷纷制定 了与新材料有关的产业发展战略,大力促进本国新材料产业的发展。为突破高端制造业战略 材料受制于人的局面,“十三五”以来我国相继出台了一系列政策来支持以瑞华泰为代表的 国内企业,来推动高性能膜材料产业化进程,以提高我国新材料产业的战略地位。
2.3 5G 驱动电子级 PI 膜,高性能 PI 膜市场增量巨大
全球聚酰亚胺薄膜市场已细分为 FPC、特种制品、压敏胶带、发电机、电线电缆等,FPC 已成为全球聚酰亚胺薄膜市场上最大、增长最快的应用领域。我国 PI 膜主要用作 FCCL 的 绝缘基膜和覆盖膜,目前我国电子级 PI 薄膜与电工级 PI 薄膜整体消费量相当,是占比最大 的两类 PI 薄膜材料。随着航空、轨道交通以及电子信息等诸多技术领域的发展,以前的电工级 PI 膜已经不能完全满足市场的多元化需求。由于电子级应用领域的增长速度更快,预计满足新型的应用需求通过特殊单体制备的电子级 PI 薄膜的消费量规模将进一步增大,超过电工级 PI 薄膜。电子级 PI 膜是随着挠性覆铜板(FCCL 板)和挠性印制电路板(FPC) 的发展而产生的,随着智能手机、平板电脑、液晶显示器和 LED 背光模组等应用需求的不断增加,市场出货比例逐年提高,推动了 PI 薄膜的需求。
FCCL 是指以 PI 薄膜绝缘材料为基材,表面覆以满足挠曲性能要求的薄铜箔导体而得到 的单面挠性覆铜板或双面挠性覆铜板。因其具有轻、薄和可挠性的特点,所以以挠性覆铜板 为基板材料的 FPC 被广泛应用于手机、数码相机、汽车卫星方向定位装置、液晶电视、笔记本电脑等电子产品中。FCCL 是 PI 膜最大的应用领域,近年来国内 FCCL 企业对电子级 PI 膜的需求量不断增长,催发了电子级 PI 膜向新的应用领域拓展,其主要应用包括:柔性基板和盖板材料、COF 柔性基板、FPC 基板和覆盖层材料、石墨散热片的原材料和 5G用的 MPI 等。
随着 5G 时代的到来,手机通信使用的无线电波频率不断提升,由于电磁波具有频率越 高,波长越短,越容易在传播介质中衰减的特点。因此为了保证通信稳定,5G 时期对于天 线材料的损耗要求越高。MPI 可以满足 5G 时代的信号处理需求,在 10GHz 以下的超高频 表现优异,除了天线模组以外,MPI 还可以生产高频挠性覆铜板,MPI 高频挠性覆铜板是高 频挠性印制线路板中重要的材料之一,可以应用在自动驾驶、智能家居、5G 手机、雷达等 多个领域。
5G 产业化带动,全球 MPI 市场需求持续攀升,在 2020 年全球 MPI 市场规模达到 10 亿美元,未来在 5G 通信、智慧城市等产业发展带动,MPI 市场规模 呈现稳定增长态势,预计在 2025 年将达到 32 亿美元。随着 5G 时代的到来,电子产品功耗 的增加和结构设计的升级,传统单层石墨膜向复合型石墨膜发展,超厚型石墨膜应用增加, 热控 PI 薄膜市场将持续扩大。
光学 PI 用于新型显示,是作为一种结构支撑材料,既要高透光又要满足 20 万次以上的 折叠。光学 PI 可折叠屏手机主要采用 OLED 技术,随着 OLED 取代 LCD,显示面板沿着曲 面到可折叠再到可卷曲的方向演进。柔性 OLED 的核心需求在于轻薄、可弯曲,为了实现柔 性可折叠就需要将现有显示屏中的这些刚性材料替代为柔性材料。光学级 CPI 薄膜具有优良 的耐高温特性、力学性能及耐化学稳定性,是 OLED 实现柔性的关键点,是目前主流 OLED 产品中基板材料的最佳选择,也是可折叠手机盖板较为理想得的解决方案。折叠屏对盖板材 料的要求也包括柔韧性、透光性和良好的表面防划伤性在内的可反复弯曲、透明、超薄、足 够硬度特点,目前只有经过硬化处理的 CPI 材料能够同时满足以上要求。
目前的折叠屏盖板材料包括 CPI、PI、PC、亚克力和 PET。从表可看出形变量最大的 为 PET、CPI,PET 的应变值为 20.37,但是 PET 在长期的弯折下可能会产生塑性变形, CPI 的应变值为 29 是目前较高的,而且 CPI 耐高温可达 250℃以上,性能最佳。布局的智 能手机折叠屏柔性材料多采用 CPI,选用 PET 的较少。由于 PI 自身呈现黄色,不能作为盖 板材料使用,因此透明无色 PI(CPI)盖板是最可行的,与普通的浅黄色 PI 盖板材料相比, 无色透明的 CPI 盖板具有更高的透光率。受目前 CPI 在柔性 OLED 里面的应用主要包括盖 板材料和触控材料,益于折叠屏手机的发展,CPI 封面材料将迎来快速发展期。
近年来,随着车载 FPC 的需求增速较快,可穿戴智能设备等新兴消费类电子产品市场 的快速兴起为 FPC 产品带来了新的成长空间。FPC 产品主要通过显示模组、触控模组、指 纹识别模组等进入智能手机、平板电脑等终端消费品市场。FPC 是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为 基材制成的一种具有高度可靠性,绝佳的可挠性印刷电路板,其使用一般以铜箔与 PI 薄膜 材料贴合制成 FCCL,覆盖膜、补强板及防静电层等材料制作成软板。FCCL 是生产 FPC 的 关键基材,电子级 PI 薄膜是其核心原料,随着 FPC 和柔性基板等电子级应用领域的快速增 长,电子级 PI 薄膜需求量将进一步增大。
2.4 供需共振,龙头迎来发展良机
全球 PI 薄膜的市场规模不断提高,从市场规模来看,2016 年全球 PI 薄膜市场规模估计为 14.92 亿美元,初步估算到 2020 年增长至 20 亿美元,到 2025 年增长至 31 亿美元。可计算出全球 PI 薄膜市场规模 2017 年-2020 年复合增长率为 9.58%, 2017 年-2022 年复合增长率为 10.02%,2017 年-2025 年复合增长率为 9.32%,综合下来,可知全球 PI 薄膜的市场规模保持 9%以上的增速。从我国需求端来看,2016-2020 年国内对 PI 薄膜的需求复合增速高达 10%,主要依靠电子 PI 薄膜与电工 PI 薄膜的需求拉动。近年来,我国对薄膜产业的研发及技术人才已有一定的积累,叠加下游市场的需求拉动,预计十四五期间我国 PI 膜需求将保持高增长。
从产能来看,据瑞华泰表示 2020 年我国 PI 薄膜总产能在 5500 吨左右。其中,低端电 工 PI 薄膜产能 4000 吨左右;高性能 PI 薄膜共有 1500 吨左右,包括电子 PI 薄膜、热控 PI 薄膜和高端电工 PI 薄膜。其中,瑞华泰占比最大达 720 吨,时代新材居第二位可产 400 吨。 得益于下游市场需求的驱动,高性能 PI 薄膜已广泛应用于柔性线路板、消费电子、高速轨 道交通、风力发电、新能源汽车、5G 通信、柔性显示、航天航空等国家战略新兴产业领域。
受国内各大厂商投产建产,和国家政策性扶持等一系列因素的推动,据公司表示 2025 年我 国主要 PI 薄膜产商产能将有大幅提升,其中瑞华泰预计扩产至 2500 吨产能,国风塑业扩产 至 700 吨,时代新材未有扩产计划仍将保持 400 吨。受技术差异影响,我国不同类别 PI 膜 价格相差较大,低端 PI 薄膜产品价格呈现降价趋势,而高端 PI 薄膜产品价格较高。
3 下游需求激发市场活力,公司成长性凸显
3.1 热控 PI 薄膜
公司的热控 PI 薄膜主要为高导热石墨膜前驱体 PI 薄膜,用于高导热石墨膜的制备,高 导热石墨膜是通过高导热石墨膜前驱体 PI 薄膜经碳化、石墨化等加工工序而制成的。高导热石墨膜前驱体 PI 薄膜主要用于电子器件热管控系统领域,最终应用于消费电子等领域设 备的散热和导热。在消费电子领域,面内取向度和易于石墨化是决定高导热石墨膜前驱体 PI 薄膜竞争力的主要特性。智能手机、笔记本电脑向轻薄化、小型化设计方向发展,但由于 手机硬件配置的提高、CPU 多核高性能的升级,以及通信速率的提升,对手机的散热速度的 要求也不断上升,进而驱动对高散热性能材料的需求。目前,市场上采用的散热技术主要包 括石墨烯热辐射贴片散热、金属背板散热、导热凝胶散热以及导热铜管散热。
石墨二维层状结构是散热性能的核心,石墨晶体具有六角平面网状结构,具有耐高温、 热 膨胀系数小、良好的导热导电性、化学性能稳定、可塑性大的特点。石墨的热量传输主要集中在两个方向:X-Y 轴和 Z 轴。其 X-Y 轴的导热系数为 300~1,900W/(m·K),而铜和 铝在 X-Y 方向的导热系数仅为 200~400W/(m·K)之间,因此石墨具有更好的热传导效率。 与此同时,石墨是优秀的散热材料,其在 Z轴的热传导系数仅为 5~20W/(m·K),几乎起到 了隔热的效果,可以有效防止电子产品局部过热。从比热容的角度看,石墨的比热容与铝相当,约为铜的 2 倍,这意味着吸收同样的热量后,石墨温度升高仅为铜的一半。
PI 薄膜是高 导热石墨膜的核心原材料,在消费电子产业的带动下快速成长。目前,石墨散热片的主要材 料是人工石墨片,人工石墨片就是通过主要原料 PI 薄膜,经过碳化和石墨化两道高温制程 而产生的。高导热石墨膜前驱体 PI 薄膜经碳化、石墨化后,形成高导热石墨膜,再经压延、 贴合、模切等工序后装入电子产品。
公司的高导热石墨膜前驱体 PI 薄膜易于石墨 化,适合整卷烧制,具备较高的面内取向度,下游制程加工性能突出。凭借其制成高导热石 墨膜后在柔韧性、耐折性等方面具有优势,顺利进入国内知名石墨导热材料制造商的供应链。 2020 年,全球智能手机出货量为 12.92 亿部,其中中国智能手机出货量为 3.26 亿部。预计 2020-2022 年全球智能手机出货量增速为-11.9%、10%、5%。随着 5G 换机需求增 加以及高端机占比提升,智能手机的市场规模有望进一步扩大,叠加 5G 手机功耗比 4G 手 机更高,对高导热石墨膜的用量更多的因素影响,进而 5G换机对 PI 膜的市场需求近五年有 望保持 5%的增速。
随着散热应用市场成长,聚酰亚胺薄膜在人工石墨片的应用也将会逐渐增加比重。 2014-2018 年,我国石墨烯导热膜行业产量从 17.8 万平米快速增长至 745.2 万平米,可算出复合增长率达 154.4%。根据国家经济社表示,目前我国石墨烯产业 进入快速成长期,市场增长率较高,2021 年市场规模可达 200 亿元,2025 年有望达到 1000 亿元占世界市场规模的一半以上,成为全球最大的石墨烯消费国家。2019 年,公司高导热石墨膜产品的原料占比达 74.9%,售价约 190 元/m2。若以 50%的复合增速来估计我国高导热石墨膜的产量于 2025年将达到 1539.7 万平米,则高导热石墨膜行业对 PI 膜行业的需求规模将约为 20.5 亿元。
3.2 电工 PI 薄膜
电工 PI 薄膜的主要功能为绝缘,主要用于电气绝缘领域,包含电机、变压器等的高等 级绝缘系统,如电磁线绕包材料及大功率电机、变压器的匝间或层间绝缘,最终用于高铁、 风力发电等领域。公司的电工 PI 薄膜主要为耐电晕 PI 薄膜,此外还有少量 C 级电工 PI 薄膜,其关键特性包括耐温等级、绝缘强度,具备耐电晕性能的产品还可用于高速轨道交通和 风力发电等领域的绝缘系统。
3.2.1 耐电晕 PI 薄膜
随着电机电器的小型化以及变频调速技术的推广应用,对绝缘薄膜材料提出了更高的要 求,如高频脉冲波及其传输过程中很容易产生高频过电压,一旦电机绝缘中的气隙在高电压下 起晕放电,会大大降低绝缘结构的寿命,因此具有耐电晕功能的聚酰亚胺薄膜能够很好的满 足市场需求。耐电晕 PI 薄膜主要用于变频电机、发电机等的高等级绝缘系统,主要特性是高绝缘强度、耐电晕特性可提升发电机可靠性和寿命,其主要应用领域已从传统电工绝缘已 经延伸到高速轨道交通、风力发电、新能源汽车等领域。耐电晕 PI 薄膜可以保护绝缘系统 免遭变频电机运行时局部放电导致的损坏,提高电机长期运行的可靠性,保障高速列车和汽 车的运行安全性,实现风电设备长寿命免维护。
杜邦公司的 Kapton CR 系列薄膜是最早推向市场的耐电晕聚酰亚胺薄膜产品,在其专 利中公开了一种耐电晕薄膜的制备方法,即使用纳米级的气相氧化铝与溶剂混合均匀后,再 与制备好的聚酰胺酸溶液共混,通过高温亚胺化得到耐电晕聚酰亚胺薄膜,这种薄膜绕制的 线圈具有优异的耐电晕性能,耐电寿命是常规材料的 10 倍以上。公司自主研发的耐电晕 PI 薄膜自 2014 年起,已陆续通过西门子、庞巴迪、ABB、中国中车的产品认证,在高铁等高 端应用领域对杜邦产品形成替代,打破杜邦长期在该领域的全球垄断,市场份额不断上升。
高速轨道交通领域
耐电晕 PI 薄膜是大功率电力机车的高等级绝缘系统的关键材料。从高速轨道交通领域 来看,随着全球经济一体化程度加深,高速铁路近年来也进入高速发展阶段。2019 年,全球高速铁路运营里程达 4.89 万公里,同比增长超过 5%。全球高速铁路在建里程达到 1.20 万公里,规划 里程达到 1.31 万公里,亚洲和欧洲是未来高铁的主要增量市场。
我国 2019 年高铁机动车数量达 2.9 万辆,同比增 长 11.5%,2013 年至 2019 年来的复合增速达 16.4%,截至目前,中国的高铁运营里程在全 球占比超过 60%,居于全球首位。截至 2020 年底,我国铁路运营总里程将达 14.6 万公里,其中高铁运营 里程约达到 3.8 万公里。2019 年我国高铁运营里程约达 3.5 万公里,2013 年至 2019 年来 的复合增速达 17.98%。2035 年实现全国高铁运营里程 7万公里,2019 年至 2035 年来的复合增速约 4.43%。
受高铁运营里程及高铁机动车数量的提升将有效带动耐电晕 PI 薄膜的市场需求,综合 考虑下,以 10.4%的复合增速来看十四五期间,预计 2025 年我国高铁机动车数量将超 5万 辆,则高速轨道交通领域将带动 PI 薄膜 5 万辆高铁机动车的成长空间,PI 薄膜行业景气度 进一步提升。
风力发电领域
耐电晕 PI 薄膜在下游领域的另一类应用是风力发电,通过利用耐电晕 PI 薄膜材料可提 升发电机可靠性和寿命,降低风电场维护成本。截至 2019 年底,全球风电累计装机容量 651GW,同比增长 10.2%,2019 年当年新增装机容 量 60GW,2013 年至 2019 年来的复合增速达 10.73%。
其中,我国风力发电产业累计装机 容量占在 2020 年约占全球装机量的 43.16%,是全球最大的风力发电市场。截至 2020 年底, 我国风力发电累计装机容量达到 281GW,同比增长超过 15%,2019 年我国累计装机容量占 全球的比例约为 37.32%,2013 年至 2019 年来的复合增速达 13.61%。随着碳交易市场启动,风电产业将迎来发展期,上游 PI 薄膜材料的用量有望加速提升,以 13.61%的复合增速来看十四五期间,预计 2025 年我国风力发电累计装机容量将达 532GW,上游 PI 薄膜材料具备良好的市场前景。
新能源汽车领域
在新能源汽车领域,耐电晕 PI 薄膜拥有较大的市场潜力,可以减薄主绝缘材料厚度, 提高电机的槽满系数及功率。我国新能源汽车产业已建立起一定的先发优势和规模优势,在 全球新能源乘用车市场的占比超过 40%,增速较快。目前,我国已经成为全球最大的新能源 汽车市场,2020 年,全球新能源汽车销量达到 324 万辆,中国新能源乘用车市场占全球市 场的 41%,销量为 136.7 万辆,同比增长 10.9%。到 2025 年,新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的 20% 左右,2025 年新能源汽车销量将超过 500 万辆,则未来五年 PI 薄膜在新能源汽 车领域将有 1.5 倍的增长空间。
电工绝缘市场
PI 薄膜也是电力电器产品的关键绝缘材料,在输配电设备、发电设备、电机、变压器等 领域广泛应用。电磁线是电工绝缘市场的重要应用领域之一,随着家用电器、工业电机等行业的制造中心向我国聚集,我国电磁线年产量占世界总产量的 比重达到近 50%。预计到 2022 年,全球电磁线市场规模将达 到 26.5 亿美元,销量将达到 420.5 万吨,2019 年我国电磁线市场需求量约为 175 万吨,同 比增长 4.48%,2013 年至 2019 年来的复合增速达 2.54%。目前我国对于绝缘材料类的 PI 薄膜年需求量约为 2000-3000 吨,以电磁线的复合增速来看未来五年 PI 薄膜需求量预计趋于 2267-3401 万吨。
3.3 电子 PI 薄膜
电子 PI 薄膜是 PI 薄膜目前的最大细分市场,作为 FCCL、封装基板(COF)等的核心 原材料,电子 PI 薄膜主要用于电子基材领域。电子 PI 薄膜终端行业涉及消费电子、5G 通 信、汽车、工控医疗、航天军工等领域,满足高频高速传输要求的产品还可用于 5G 通信领域。公司的电子 PI 薄膜包含两类,电子基材用 PI 薄膜和电子印刷用 PI 薄膜,前者用于 FPC 的制备,后者制成的电子标签主要贴覆于 PCB 等产品的表面。
3.3.1 电子基材用 PI 薄膜——FPC 领域&封装基板(COF)领域
电子基材用 PI 薄膜主要用于 FPC 的制备,作为绝缘基膜与铜箔贴合构成 FCCL 的基板 部分,PI 薄膜经加工制成 FCCL 而后还可作为覆盖膜,贴覆于 FPC 表面起到保护作用,用 于保护线路免受破坏与氧化,尺寸稳定性是决定其竞争力的主要特性。
FPC 领域
PI 膜是 FPC 的核心材料,FPC 是现代电子产品的关键电子互连器件。FPC 是用柔性的 绝缘基材制成的印制线路板,相比于硬性印制电路板,它具有配线密度高、轻薄、可弯折、 可立体组装等特点,以及良好的散热性、可焊性以及易于装连、综合成本较低等优点。FPC 的使用一般以铜箔与 PI 薄膜材料贴合制成 FCCL,覆盖膜、补强板及防静电层等材料制作成 软板。一般的覆盖膜主要使用厚度 0.5mil 的 PI 膜,而 较厚的 PI 膜主要用于补强板及其它用途上。利用 FPC 可大大缩小电子产品的体积,符合电 子产品向高密度、小型化、高可靠性发展的方向。因此,FPC 在消费电子、汽车电子、5G 通讯设施和国防军工等领域得到了广泛的应用。
全球 FPC 产值整体持续上升。随着智能手机、电脑、可穿戴设备、汽车电子等现代电 子 产品的发展,FPC 产值整体呈上升趋势。2017 年全球 FPC 产值 为 125.2亿美元,同比增长 14.9%,占印制线路板总产值份额由 2016年的 20.1%上升至 2017 年的 21.3%,全球 FPC 产值整体呈上升趋势。
随着 5G 通信、物联网等技术的发展驱动消费电子产品升级,下游需求不断扩张,2017 年全球 FCCL 对于 PI 薄膜的需求从 2011 年的 9000 吨增长至 12,500 吨,复合增速 5.6%, GGII 指出 2018 年全球 FCCL 用 PI 薄膜的需求量为 13,750 吨。 2019 年全球 FPC 行业产值规模达到 122 亿美元,预计 2024 年全球 FPC 产值有望达到 144 亿美 元,2023 年全球市场需求有望达到 6,980 万平方米。
华为等终端品牌的市场份额增加,大 陆地区 FPC 产能占全球的比重不断增加,2018 年度,中国 FPC 行业产值超过 60 亿美元, 占全球 FPC 产值的比重上升至 50%以上,对应 2010-2018 年复合增速约为 16.8%,高于全 球同期 7.1%的复合增速。目前,中国 PI 薄膜近 90%应用在 FCCL,2015 年我国对电子级 PI 膜的需求达到 3,310 吨,占世界总需求量的 32.9%。 2019 年中国 FCCL 用 PI 薄膜的需求量为 5,020 吨,2015 至 2019 年复合增速达 8.69%,以 8.69% 增速来看未来 4 年,预计 2025 年我国 FCCL 用 PI 薄膜的需求量为 8356.56 吨。
封装基板(COF)领域
PI材料是 COF封装核心难点,COF方案主要采用 PI膜混合物材料,厚度仅为 50-100um, 线宽线距在 20um 以下。其广泛应用于液晶电视,智能 3G 手机及笔记本电脑等产品液晶屏 的显示与驱动,COF 封装则是采用自动化的卷对卷设备生产,生产过程中会被持续加热至 400 摄氏度。由于 COF 卷对卷生产过程中需要加热,而 PI 膜的热膨胀系数为 16um/m/C, 相比芯片的 2.49 um/m/C 而言,热稳定性较差,所以对设备精度和工艺要求很高。
应用 PI 膜的 COF 工艺可极大减少屏幕边框,电视高清化和手机全面屏趋势带动显示与 驱动的封装方案朝高密度方向发展。随着产品轻量化与薄型设计及显示密度与屏占比的提升, 未来高清电视与智能型手机用的 COF 型式驱动 IC 将会是以 1-Metal(单面)18/16um Pitch 的 COF 及 2-Metal(双面)的 COF 为未来的设计应用主流。
根据 IHS 数据,4K 高清电视的比重 保持上升对 COF 薄膜需求上升有驱动作用,预计 2019 年 4K 高清电视的 COF 薄膜需求量 将达到 1.46 亿片,同比增长 29.2%;伴随着 4K 高清电视对 COF 薄膜需求的稳定增长,预 计 2022 年 4K 高清电视对 COF 薄膜需求将达到 1.63 亿片。以智能手机市场来看,因为全面屏窄边框的要求,COF 方案已经广泛采用于 AMOLED 和 LTPS LCD 产品中,预估 2019 年我国对于 COF 载带需求量已达 20 亿颗;2025 年,COF 载带需求量预计将超 30 亿颗。
3.3.2 电子印刷用 PI 薄膜
电子印刷用 PI 薄膜制作成的电子标签主要贴覆于 PCB 等产品的表面,对其进行序列化 标识,追溯生产全过程,帮助识别缺陷,其关键特性在于是否有良好的粘结适应性。公司的 电子印刷用 PI 薄膜具备优良的涂覆适应性,兼具尺寸稳定性、耐高温和耐化学性等特性, 已进入日东电工、艾利丹尼森、宝力昂尼、德莎等全球知名标签企业的供应链。
3.4 航天航空用 MAM 产品
除此之外,瑞华泰在航天航空用 MAM 产品也有布局。PI 薄膜因其优异的耐高低温、耐 辐照等特点,可在各种极端空间环境维持性能稳定性,广泛应用于航天航空领域。其在航天 航空领域的功能性应用包括,耐候性飞行器特种线缆、低轨飞行器长寿命耐氧原子太阳能电 池基板等。公司的航天航空用 MAM 产品系依托自主研发的 PI 复合薄膜生产技术制成,具有 良好的尺寸稳定性与高温密封性能。该产品目前供应中国运载火箭技术研究院,应用于我国 运载火箭,填补了国内空白。
4 布局多类别高性能产品,发展多终端客户战略
作为中国大陆地区 PI 薄膜领域产业化发展的先行者,公司已发展成为国内规模最大的 多品类高性能 PI 薄膜专业制造企业。通过 17 年的持续技术研发,公司已经掌握了配方、工 艺及装备等完整的高性能 PI 薄膜制备核心技术。
在产品领域方面,公司将重点聚焦柔性电子线路板、消费电子、高速轨道交通、风力发 电、5G 通信、柔性显示、航天航空等领域。在继续做强、做精热控 PI 薄膜、电子 PI 薄膜 和电工 PI 薄膜等已有产品,扩大优势产品产能,提升产品竞争力与市场份额的同时,另一 方面,公司继续加大对 5G 通信、柔性显示、航天航空等领域应用的高性能 PI 薄膜的研发投 入,重点开发国内高技术领域急需的功能性 PI 薄膜,研发和储备面向未来科技前沿的新产 品,拓展新的应用领域。目前在研项目包括 5G通信用低介电 PI 薄膜、柔性显示用 CPI 薄膜、航空线缆用 PI 复合薄膜等新产品,以上在研项目产品预计将于未来三年内量产面市。
柔性显示用 CPI 薄膜具备高透光率、耐弯折、抗疲劳形变等特性,主要用作柔性 OLED 屏幕盖板、触控传感器面板,屏幕盖板等柔性显示结构部件及器件光学盖板等领域,最终应 用于折叠屏手机等柔性显示电子产品。就电子产品的显示方案而言,OLED 取代 LCD 已成主流趋势,柔性 OLED 在电子产品显示屏中的渗透率不断提升。PI 薄膜是柔性显示工艺理 想的材料,柔性基板是整个柔性显示器件的重要组成部分,其性能对于柔性显示器件的品质 与寿命均具有重要的影响。刚性的酰亚胺环赋予了这类材料优异的综合性能,从而使得 PI 成 为柔性显示器件基板的首选材料。
2018 年,全球柔性 OLED 显示屏幕产量约 1.37 亿片;2019 年产量增长至 1.49 亿片;预计 2020 年全球柔性 OLED 屏 幕的出货量达 2.15 亿片,2023 年将达到 3.53 亿片。 2019 年柔性 OLED 手机渗透率为 9.9%,出货量约为 1.36 亿台;2020 年柔性 OLED 手机渗透率提升至 15.6%,出货量增加至 2 亿台以上。预测到 2022 年,柔性显示屏幕的 市场规模将由 2016 年的 37 亿美元增至 155 亿美元,增长率将超过 300%。折叠屏手机 2019 年出货量只有大约 110 万台,随着柔性 OLED 屏幕的技术突破及产能增加,预计未来三年折 叠屏手机渗透率有望突破 3.4%,CPI 薄膜的市场规模 2021 年有望达到 8.2亿美元,市场前 景良好。
在 CPI 薄膜领域,由于其技术难度较高,目前,国内尚无企业具备柔性显示用 CPI 薄膜的量产能力。公司 在显示用 CPI 薄膜领域已自主掌握 CPI 薄膜制备的部分核心技术,基于现有生产线于 2018 年成功生产出 CPI 薄膜,该等产品的光学性能和力学性能优异,可折叠次数超过 20 万次, 关键性能通过国内终端品牌厂商的评测,已实现样品销售,用于终端品牌厂商及其配套供应 商的产品测试,CPI 专用生产线预计 2021 年底建设完成具备调试条件,2022 年有望实现 CPI 薄膜产品在折叠屏手机等柔性显示电子产品领域的量产应用。一方面填补了该领域的国内空白,另一方面,扩充了公司在产业链中的产品结构,提高竞争力。
5 PI 薄膜国产化龙头,产品初露锋芒
PI 膜集中度高,从全球范围来看,目前全球的 PI 薄膜产业以杜邦(Dupont)、日本宇部 兴产(Ube)、钟渊化学(Kaneka)、日本三菱瓦斯 MGC、韩国 SKCK-OLONPI 为主要生产商,合计占据全球超过 80%的市场份额。其中,杜邦在全球薄膜市场占据技术 和市场上的垄断地位,其高性能 PI 薄膜产品种类齐全,产品线覆盖多个应用领域。钟渊化 学的产品主要为电子 PI 薄膜,应用于 FPC 领域,同时生产高导热石墨膜前驱体 PI 薄膜,并 烧结加工成高导热石墨膜后销售,其产品在航天航空领域也有应用。
SKPI、达迈科技的产品 主要为电子 PI 薄膜和热控 PI 薄膜,应用于 FPC、消费电子等领域。与国外竞争对手相比, 瑞华泰公司产品具备性价比优势,不同种类产品的价格竞争力存在差异。因为高性能 PI 薄 膜在柔性电子线路板、消费电子、高速轨道交通等领域具有非常高的准入门槛,除产品性能 好、质量可靠性高、产能规模保障外,性价比是下游厂商替换国产材料的考量因素之一。2020 年公司具有 PI 薄膜产能 720 吨,销量的全球占比约为 6%。
PI 膜的主要技术壁垒在于设备定制周期较长,工艺难度大、定制化程度高,技术人才稀 缺。此外,投资一条 PI 膜产线需要 1-3 亿元人民币,投资风险高、投资周期长。而 PI 膜行 业也是典型技术密集型、资产密集型的“双高”行业,行业壁垒较高。国内 PI 薄膜生产工 艺还处于追赶阶段,产业发展相对日本、美国要滞后一些,中国大陆地区 PI 薄膜厂家约 80 家,90%以上以流涎法工艺为主,应用领域主要集中于传统电工绝缘,以生产电工级聚酰亚胺薄膜为主,少数企业能生产高性能的电子级聚酰亚胺薄膜,有批量稳定供应能力以从事高性能 PI 薄膜的上市公司除瑞华泰外,还有时代新材、国风塑业、丹邦科技等。 2020 年我国低端电工 PI 薄膜产能达 4000 吨左右,高性能 PI 薄膜产能在 1500 吨左右, 其中瑞华泰占 720 吨,时代新材占 400 吨,国风塑业占 100 吨,其他企业占 300 吨。
作为我国高性能 PI 薄膜领域的先行者及龙头企业。公司已掌握聚酰亚胺分子结构和配 方设计等方面的核心技术,同时积累了大量基于工艺参数对应的配方数据库,自主研发成功 各类产品的专用树脂配方。从产品性能上看,公司耐电晕 PI 薄膜产品的拉伸强度、断裂伸 长率、长寿命性能和绝缘强度均优于杜邦。在峰值电压 3.0KV、脉冲频率 20KHz、脉冲上升时间 50ns 的 测试条件下,公司耐电晕 PI 薄膜的测试寿命平均可达 247.24 小时,达到行业领先水平。
在电子 PI薄膜产品竞争力方面,公司的超薄电子基材用 PI薄膜的主要性能指标与杜邦、 SKPI 和达迈科技相当,厚度公差均可稳定控制在 1μm 之内,热膨胀系数 9ppm/℃械分析 优于竞争对手同类,超薄电子 PI 薄膜产品的综合性能达到行业先进水平。此外,公司的黑 色电子 PI 薄膜的透光率达 0.001%,已达到德莎、生益科技、联茂、新纶科技等知名企业的 应用要求。
从工艺上看,公司自主设计的高精度全自动投料系统,兼具热法和化学法、流涎拉伸法, 掌握全线控制集成技术对生产过程进行全程在线监测和控制。可以对生产过程进行全程在线 监测和控制,连续收卷长度可达 5,000 米以上,薄膜厚度均匀性能满足高品质要求。工艺环 节主要包括 PAA 树脂合成、流涎铸片、定向拉伸和亚胺化、后处理,生产工艺技术水平突 出。装备方面,公司具有从树脂合成到后处理的全套生产设备产业化工程的系统设计能力, 自主进行设计的设备最大幅宽已从 1200mm 提升到 1600mm,装备技术能力处于国内领先 水平。其耐电晕 PI 薄膜、电子 PI 薄膜和高导热石墨膜前驱体 PI 薄膜等类别产品已达到行业 领先水平,多款产品进入国外巨头所垄断的高端市场参与竞争。
未来公司将以扩大业务规模,做精做强已有产品为基础目标,进一步结合国家新材料发 展战略及产业政策,发挥现有技术优势,坚持自主研发及创新,持续加大投入扩产。随着我 国国产化进程在加速,美日产能逐步退出,国产替代空间大。公司作为龙头有望充分受益于 行业高景气度和进口替代比例上升,业绩增长确定性高,产能有望在未来几年全面释放。
6 风险提示
市场竞争或加剧;产能扩张或不及预期;产品研发或不及预期等。
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