2022年全球及中國壓電材料（壓電陶瓷）行業(yè)現(xiàn)狀及趨勢分析

2022年全球及中國壓電材料（壓電陶瓷）行業(yè)現(xiàn)狀及趨勢分析一、壓電材料綜述壓電材料因外部作用發(fā)生形變時會產(chǎn)生電力，從而能夠?qū)C械能轉(zhuǎn)化成電能。壓電性（壓電效應(yīng)）是指材料在受擠壓或拉伸時可以產(chǎn)生電荷，或在材料兩端施加電壓后使材料伸長或縮短的特性。壓電材料不僅像馬達那樣可直接將電力轉(zhuǎn)換成驅(qū)動力，還可以用電產(chǎn)生聲波、超聲波等。壓電效應(yīng)自發(fā)現(xiàn)以來，在電子、超聲、通信、引爆等許多技術(shù)領(lǐng)域均得到廣泛的應(yīng)用。壓電材料主要有三類，第一類是無機壓電材料：分為壓電晶體和壓電陶瓷，壓電晶體一般是指壓電單晶體；壓電陶瓷則泛指壓電多晶體；第二類有機壓電材料，又稱壓電聚合物，如聚偏氟乙烯（PVDF）（薄膜）及以它為代表的其他有機壓電（薄膜）材料；第三類復合壓電材料，這類材料是在有機聚合物基底材料中嵌入片狀、棒狀、桿狀、或粉末狀壓電材料構(gòu)成的。從性能參數(shù)比較上來看，壓電陶瓷壓電性強、介電常數(shù)高、可以加工成任意形狀，但機械品質(zhì)因子較低、電損耗較大、穩(wěn)定性差，因而適合于大功率換能器和寬帶濾波器等應(yīng)用，但對高頻、高穩(wěn)定應(yīng)用不理想。石英等壓電單晶壓電性弱，介電常數(shù)很低，受切型限制存在尺寸局限，但穩(wěn)定性很高，機械品質(zhì)因子高，多用來作標準頻率控制的振子、高選擇性（多屬高頻狹帶通）的濾波器以及高頻、高溫超聲換能器等。二、新材料行業(yè)相關(guān)政策梳理政策大力支持，為新材料行業(yè)發(fā)展保駕護航。由于我國關(guān)鍵材料領(lǐng)域供給缺口較大，國家相繼頒布相關(guān)政策規(guī)劃大力發(fā)展新材料行業(yè)。2012年以來，各部門相繼出臺新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和指導意見，通過綱領(lǐng)性文件、指導性文件、規(guī)劃發(fā)展目標與任務(wù)等構(gòu)筑起新材料發(fā)展政策金字塔，予以全產(chǎn)業(yè)鏈、全方位的指導。三、壓電材料產(chǎn)業(yè)鏈1、壓電石英從壓電石英產(chǎn)業(yè)鏈來看，原材料是石英晶體。石英晶體介電系數(shù)和壓電系數(shù)的溫度穩(wěn)定性特別好，其壓電系數(shù)在常溫范圍內(nèi)幾乎不隨溫度變化，在20～200℃范圍內(nèi)，溫度每升高1℃，壓電系數(shù)d11僅減少0.016%。在常壓下不同溫度時，石英晶體結(jié)構(gòu)是不同的，在溫度低于573℃時，是α石英晶體；溫度在573～870℃時，是β石英晶體；溫度在870～1470℃時是鱗石英；溫度達到1470℃就轉(zhuǎn)變成方石英。用于制造壓電元器件的主要是α石英晶體。從產(chǎn)業(yè)鏈下游來看，石英能夠提供具有極高Q水平的諧振電子元件，用于濾波器和振蕩器，廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、測量領(lǐng)域、軍事、超聲等技術(shù)領(lǐng)域。2、壓電陶瓷壓電陶瓷根據(jù)材料中獨立組元的數(shù)目可將壓電陶瓷分為一元系、二元系、三元系及多元系壓電陶瓷，主要原材料有：鈦酸鋇（BaTiO3）、鈦酸鉛（PbTiO3）、鋯酸鉛（PbZrO3）、氮化鋁（AlN）、偏鋯酸鉛和偏鈦酸鉛混合物，氧化鋅（ZnO）等。壓電陶瓷產(chǎn)業(yè)鏈下游主要應(yīng)用于超聲換能器、水聲換能器、電聲換能器、陶瓷濾波器、陶瓷變壓器、陶瓷鑒頻器、高壓發(fā)生器、紅外探測器、聲表面波器件、電光器件、引燃引爆裝置和壓電陀螺等。四、壓電材料行業(yè)現(xiàn)狀分析1、壓電石英從全球市場規(guī)模來看，受益于濾波器市場不斷增長，全球壓電石英晶體元件市場銷售額保持穩(wěn)定增長態(tài)勢。據(jù)統(tǒng)計，2021年全球壓電石英晶體元件市場銷售額達到31億美元，預計2028年將達到43億美元，CAGR將達到為4.3%。從國內(nèi)壓電石英產(chǎn)量來看，據(jù)統(tǒng)計，2017年國內(nèi)壓電石英材料產(chǎn)量為953噸，到2020年產(chǎn)量上升至1082噸；2016年的需求量為1391噸，2020年為1544噸，國內(nèi)需求量呈波動增加趨勢。在物聯(lián)網(wǎng)與無線終端的蓬勃發(fā)展的時代背景下，市場供不應(yīng)求成為常態(tài)。同時我國壓電石英材料主要依靠進口，近幾年進口量逐漸下降，2017年我國石英材料進口量達400.2噸，到2020年石英材料進口量下降至279噸，較2019年同期減少54噸，同比下降16%，主要由于國內(nèi)產(chǎn)能提升。2、壓電陶瓷壓電陶瓷是一種重要的換能材料，其機電耦合性能優(yōu)良，在電子信息、機電換能、自動控制、微機電系統(tǒng)、生物醫(yī)學儀器中廣泛應(yīng)用。從壓電陶瓷市場現(xiàn)狀來看，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，，2020年全球壓電陶瓷技術(shù)市場規(guī)模達到了576億元，預計2026年將達到745億元，年復合增長率CAGR為3.7%。五、壓電材料行業(yè)競爭格局從行業(yè)競爭情況來看，我國壓電材料企業(yè)數(shù)量眾多，能夠生產(chǎn)的產(chǎn)品種類較為齊全，涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀企業(yè)，例如天通股份、中科三環(huán)、無錫好達電子等。但我國壓電材料行業(yè)集中度低，排名前三的企業(yè)合計市場份額占比僅為10%左右，大部分企業(yè)規(guī)模偏小，資金實力較弱，在研發(fā)、技術(shù)、人才等方面較為薄弱，以低端產(chǎn)品生產(chǎn)為主。在此背景下，我國壓電材料行業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展不合理，高端產(chǎn)能不足，低端產(chǎn)能過剩。天通股份是國內(nèi)壓電材料領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，形成了一套壓電材料的生產(chǎn)、研發(fā)、銷售的全體系化生產(chǎn)流程和科研團隊。根據(jù)好達電子的招股說明書及審核問詢函回復，天通股份為國內(nèi)重要的鉭酸鋰晶片、鈮酸鋰晶片生產(chǎn)廠商，占據(jù)了國內(nèi)50%以上的市場份額。從公司業(yè)務(wù)營收來看，據(jù)公司數(shù)據(jù)披露，2021年天通股份壓電晶體業(yè)務(wù)營收1.18億元，同比增長196.93%，業(yè)務(wù)毛利率為20.54%。六、壓電材料行業(yè)未來發(fā)展趨勢分析1、壓電石英：據(jù)統(tǒng)計，2015至2019年，全球濾波器市場規(guī)模不斷增長，2020年有小幅度下滑，全球濾波器市場規(guī)模約為66.25億美元，同比減少5.85%。濾波器系國外占據(jù)壟斷優(yōu)勢的卡脖子項目之一，特別是在射頻濾波器領(lǐng)域，目前全球產(chǎn)能集中在日本，山壽陶瓷、小池產(chǎn)業(yè)、信越化學和住友金屬等占全球90%的份額。受益于國內(nèi)器件用量在全球占比不斷提升及國內(nèi)新興材料廠家不斷成長，壓電晶體材料國內(nèi)替代不斷提速，國內(nèi)廠家市場份額逐步攀升。作為SAW濾波器基板材料的壓電晶體國產(chǎn)率低于10%，國產(chǎn)化缺口明顯，未來進口替代和成長空間巨大。2、壓電陶瓷：為適應(yīng)新的應(yīng)用需求，壓電器件正向多層化、片式化和微型化方向發(fā)展。近年來，多層壓電變壓器、多層壓電驅(qū)動器、片式化壓電頻率器件等一些新型壓電器件不斷被研制，并廣泛應(yīng)用于電氣、機電、電子等領(lǐng)域。同時，在新型材料方面，無鉛壓電陶瓷的研制已取得了較大的突破，有可能使