復合超硬材料專題分析報告

復合超硬材料專題分析報告

加快推動新一代信息技術與制造技術的深度融合，開展集計算、通信與控制于一體的信息物理系統(tǒng)（CPS）頂層設計，探索構建貫穿生產制造全過程和產品全生命周期，具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準控制自執(zhí)行等特征的智能制造系統(tǒng)，推動具有自主知識產權的機器人自動化生產線、數(shù)字化車間、智能工廠建設，提供重點行業(yè)整體解決方案，推進傳統(tǒng)制造業(yè)智能化改造。建設測試驗證平臺，完善智能制造標準體系。統(tǒng)籌軍民空間基礎設施，完善衛(wèi)星數(shù)據(jù)共用共享機制，加強衛(wèi)星大眾化、區(qū)域化、國際化應用，加快衛(wèi)星遙感、通信與導航融合化應用，利用物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新技術，創(chuàng)新衛(wèi)星+應用模式。面向防災減災、應急、海洋等領域需求，開展典型區(qū)域綜合應用示范。圍繞國家區(qū)域發(fā)展總體戰(zhàn)略，推動互聯(lián)網(wǎng)+天基信息應用深入發(fā)展，打造空間信息消費全新產業(yè)鏈和商業(yè)模式。推進商業(yè)衛(wèi)星發(fā)展和衛(wèi)星商業(yè)化應用。積極布局海外市場，建立一帶一路空間信息走廊。人才是發(fā)展壯大戰(zhàn)略性新興產業(yè)的首要資源。要針對束縛人才創(chuàng)新活力的關鍵問題，加快推進人才發(fā)展政策和體制創(chuàng)新，保障人才以知識、技能、管理等創(chuàng)新要素參與利益分配，以市場價值回報人才價值，全面激發(fā)人才創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新動力和活力。加大力度培養(yǎng)和吸引各類人才，弘揚工匠精神和企業(yè)家精神。復合超硬材料行業(yè)基本風險特征（一）復合超硬材料行業(yè)原材料波動風險超硬材料制品的主要原材料為金剛石、預合金粉、銅粉、鐵粉、鋼材、樹脂粉、銀焊片、等材料，原材料占產品成本的比重較大，原材料價格的波動對產品盈利能力有較大影響。金剛石、金屬粉末及鋼材等原材料價格主要受市場影響，有些原材料波動較大，若原材料向上波動將對本行業(yè)的利潤率產生一定負面影響。（二）復合超硬材料行業(yè)與國際先進水平的技術差距經過二十余年的不懈努力，我國超硬材料制品企業(yè)在部分產品和部分領域已經接近或達到國際先進水平，但從整體科研能力和研究成果而言，與國際先進水平還存在一定的技術差距，阻礙了我國新型高技術超硬材料制品的發(fā)展。（三）復合超硬材料行業(yè)內企業(yè)發(fā)展水平良莠不齊雖然近年來少數(shù)幾家國內超硬材料制品企業(yè)脫穎而出并處于行業(yè)領先地位，但我國超硬材料制品行業(yè)整體發(fā)展很不平衡，低端技術水平企業(yè)數(shù)量眾多且規(guī)模小，大多數(shù)缺乏自主創(chuàng)新研發(fā)能力，并依賴于傳統(tǒng)落后工藝，生產的產品質量、性能低下；另外，低端生產企業(yè)主要采取相互壓價等惡性競爭方式獲取客戶，嚴重影響行業(yè)發(fā)展環(huán)境。超前布局戰(zhàn)略性產業(yè)，培育未來發(fā)展新優(yōu)勢以全球視野前瞻布局前沿技術研發(fā)，不斷催生新產業(yè)，重點在空天海洋、信息網(wǎng)絡、生命科學、核技術等核心領域取得突破，高度關注顛覆性技術和商業(yè)模式創(chuàng)新，在若干戰(zhàn)略必爭領域形成獨特優(yōu)勢，掌握未來產業(yè)發(fā)展主動權，為經濟社會持續(xù)發(fā)展提供戰(zhàn)略儲備、拓展戰(zhàn)略空間。（一）空天海洋領域顯著提升空間進入能力。突破大推力發(fā)動機、大直徑箭體設計、制造與先進控制等關鍵技術，發(fā)展重型運載火箭，保障未來重大航天任務實施。發(fā)展快速、廉價、可重復使用的小載荷天地往返運輸系統(tǒng)。超前部署具有高空間定位精度的空間飛行器自主導航和飛行技術。加快發(fā)展新型航天器。加強超高分辨率、超高精度時空基準、超高速安全通信、高性能星上處理、大功率電源、新型材料等關鍵技術研發(fā)，研制新型應用衛(wèi)星。建立先進的載人空間科學實驗平臺和生命支持系統(tǒng)。發(fā)展空間飛行器輕量化小型化技術，推進應用型微、納、皮衛(wèi)星規(guī)范有序發(fā)展。部署和發(fā)射新型試驗衛(wèi)星。加快發(fā)展臨近空間飛行器、可重復使用航天器等面向未來任務的新型航天器。加快航空領域關鍵技術突破和重大產品研發(fā)。超前部署氫燃料、全電、組合動力等新型發(fā)動機關鍵技術研究，提升未來航空產業(yè)自主發(fā)展能力。加快發(fā)展多用途無人機、新構型飛機等戰(zhàn)略性航空裝備。前瞻布局超音速商務機、新概念新構型總體氣動技術、先進高可靠性機電技術、新一代航空電子系統(tǒng)、航空新材料及新型復合材料加工技術。發(fā)展新一代深海遠海極地技術裝備及系統(tǒng)。建立深海區(qū)域研究基地，發(fā)展海洋遙感與導航、水聲探測、深海傳感器、無人和載人深潛、深?？臻g站、深海觀測系統(tǒng)、空—?！滓惑w化通信定位、新型海洋觀測衛(wèi)星等關鍵技術和裝備。大力研發(fā)深遠海油氣礦產資源、可再生能源、生物資源等資源開發(fā)利用裝備和系統(tǒng)，研究發(fā)展海上大型浮式結構物，支持海洋資源利用關鍵技術研發(fā)和產業(yè)化應用，培育海洋經濟新增長點。大力研發(fā)極地資源開發(fā)利用裝備和系統(tǒng)，發(fā)展極地機器人、核動力破冰船等裝備。（二）信息網(wǎng)絡領域構建未來網(wǎng)絡新體系。著眼于提升當前網(wǎng)絡體系架構可擴展性、安全性、可管控性、移動性和內容分發(fā)能力，系統(tǒng)布局新型網(wǎng)絡架構、技術體系和安全保障體系研究，開展實驗網(wǎng)絡建設，研究構建泛在融合、綠色帶寬、智能安全的新型網(wǎng)絡。加強關鍵技術和產品研發(fā)。面向萬物互聯(lián)需求，發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)搜索引擎、E級高性能計算、面向物端的邊緣計算等技術和產品。開展深度學習、認知計算、虛擬現(xiàn)實、自然人機交互等領域前沿技術研發(fā)，提升信息服務智能化、個性化水平。布局太赫茲通信、可見光通信等技術研發(fā)，持續(xù)推動量子密鑰技術應用。推動電子器件變革性升級換代。加強低功耗高性能新原理硅基器件、硅基光電子、混合光電子、微波光電子等領域前沿技術和器件研發(fā)，形成一批專用關鍵制造設備，提升光網(wǎng)絡通信元器件支撐能力。統(tǒng)籌布局量子芯片、量子編程、量子軟件以及相關材料和裝置制備關鍵技術研發(fā)，推動量子計算機的物理實現(xiàn)和量子仿真的應用。加強類腦芯片、超導芯片、石墨烯存儲、非易失存儲、憶阻器等新原理組件研發(fā)，推進后摩爾定律時代微電子技術開發(fā)與應用，實現(xiàn)產業(yè)跨越式發(fā)展。（三）生物技術領域構建基于干細胞與再生技術的醫(yī)學新模式。加快布局體細胞重編程科學技術研發(fā)，開發(fā)功能細胞獲取新技術。完善細胞、組織與器官的體內外生產技術平臺與基地。規(guī)范干細胞與再生領域法律法規(guī)和標準體系，完善知識產權評估與轉化機制，持續(xù)深化干細胞與再生技術臨床應用。發(fā)展腫瘤免疫治療技術。推進基因編輯技術研發(fā)與應用。建立具有自主知識產權的基因編輯技術體系，開發(fā)針對重大遺傳性疾病、感染性疾病、惡性腫瘤等的基因治療新技術。建立相關動物資源平臺、臨床研究及轉化應用基地，促進基于基因編輯研究的臨床轉化和產業(yè)化發(fā)展。加強合成生物技術研發(fā)與應用。突破基因組化學合成、生物體系設計再造、人工生物調控等關鍵技術，研究推進人工生物及人工生物器件臨床應用和產業(yè)化。推動生物育種、生態(tài)保護、能源生產等領域顛覆性技術創(chuàng)新，構建基礎原料供給、物質轉化合成、民生服務新模式，培育合成生物產業(yè)鏈。（四）核技術領域加快開發(fā)新一代核能裝備系統(tǒng)。加快推動鉛冷快堆、釷基熔鹽堆等新核能系統(tǒng)試驗驗證和實驗堆建設。支持小型和微型核動力堆研發(fā)設計和關鍵設備研制，開展實驗堆建設和重點領域示范應用。積極參與國際熱核聚變實驗堆計劃，不斷完善全超導托卡馬克核聚變實驗裝置等國家重大科技基礎設施，開展實驗堆概念設計、關鍵技術和重要部件研發(fā)。發(fā)展非動力核技術。支持發(fā)展離子、中子等新型射線源，研究開發(fā)高分辨率輻射探測器和多維動態(tài)成像裝置，發(fā)展精準治療設備、醫(yī)用放射性同位素、中子探傷、輻射改性等新技術和新產品，持續(xù)推動核技術在工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)療健康、環(huán)境保護、資源勘探、公共安全等領域應用。推進戰(zhàn)略性新興產業(yè)開放發(fā)展，拓展合作新路徑貫徹國家開放發(fā)展戰(zhàn)略部署，構建戰(zhàn)略性新興產業(yè)國際合作新機制，建設全球創(chuàng)新發(fā)展網(wǎng)絡，推動產業(yè)鏈全球布局，拓展發(fā)展新路徑。（一）積極引入全球資源抓住一帶一路建設契機，推進國際產能合作，構建開放型創(chuàng)新體系，鼓勵技術引進與合作研發(fā)，促進引進消化吸收與再創(chuàng)新。積極引導外商投資方向，鼓勵外商投資戰(zhàn)略性新興產業(yè)，推動跨國公司、國際知名研究機構在國內設立研發(fā)中心。加大海外高端人才引進力度，暢通吸納海外高端人才的綠色通道，為海外人才來華工作和創(chuàng)業(yè)提供更多便利。（二）打造國際合作新平臺積極建立國際合作機制，推動雙邊互認人員資質、產品標準、認證認可結果，參與國際多邊合作互認機制。以發(fā)達國家和一帶一路沿線國家為重點，建設雙邊特色產業(yè)國際合作園區(qū)，引導龍頭企業(yè)到海外建設境外合作園區(qū)。創(chuàng)新合作方式，提升重點領域開放合作水平。加強國際科技成果轉化和孵化、人才培訓等公共服務體系建設。（三）構建全球創(chuàng)新發(fā)展網(wǎng)絡建立健全國際化創(chuàng)新發(fā)展協(xié)調推進和服務機制，加強駐外機構服務能力，利用二十國集團（G20）、夏季達沃斯等平臺開展新經濟交流，充分發(fā)揮有關行業(yè)協(xié)會和商會作用，搭建各類國際經濟技術交流與合作平臺。引導社會資本設立一批戰(zhàn)略性新興產業(yè)跨國并購和投資基金，支持一批城市對接戰(zhàn)略性新興產業(yè)國際合作，建設一批國際合作創(chuàng)新中心，發(fā)展一批高水平國際化中介服務機構，建立一批海外研發(fā)中心，構建全球研發(fā)體系，形成企業(yè)、投資機構、科研機構、法律機構、中介機構高效協(xié)同的國際化合作網(wǎng)絡。支持企業(yè)和科研機構參與國際科技合作計劃、國際大科學計劃和大科學工程，承擔和組織國際重大科技合作項目。鼓勵企業(yè)積極參與國際技術標準制定。（四）深度融入全球產業(yè)鏈推動產業(yè)鏈全球布局，在高端裝備、新一代信息技術、新能源等重點領域，針對重點國家和地區(qū)確定不同推進方式和實施路徑，推動產業(yè)鏈資源優(yōu)化整合。支持企業(yè)、行業(yè)協(xié)會和商會、部門創(chuàng)新方式開展戰(zhàn)略性新興產業(yè)國際產能合作，推動國內企業(yè)、中外企業(yè)組團共同開拓國際市場，支持產業(yè)鏈走出去，將走出去獲得的優(yōu)質資產、技術、管理經驗反哺國內，形成綜合競爭優(yōu)勢。推動高端裝備、新一代信息技術等領域龍頭企業(yè)海外拓展，與國際大企業(yè)開展更高層次合作，實現(xiàn)優(yōu)勢互補、共贏發(fā)展。促進數(shù)字創(chuàng)意產業(yè)蓬勃發(fā)展，創(chuàng)造引領新消費以數(shù)字技術和先進理念推動文化創(chuàng)意與創(chuàng)新設計等產業(yè)加快發(fā)展，促進文化科技深度融合、相關產業(yè)相互滲透。到2020年，形成文化引領、技術先進、鏈條完整的數(shù)字創(chuàng)意產業(yè)發(fā)展格局，相關行業(yè)產值規(guī)模達到8萬億元。（一）創(chuàng)新數(shù)字文化創(chuàng)意技術和裝備適應沉浸式體驗、智能互動等趨勢，加強內容和技術裝備協(xié)同創(chuàng)新，在內容生產技術領域緊跟世界潮流，在消費服務裝備領域建立國際領先優(yōu)勢，鼓勵深度應用相關領域最新創(chuàng)新成果。（二）提升創(chuàng)作生產技術裝備水平加大空間和情感感知等基礎性技術研發(fā)力度，加快虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、全息成像、裸眼三維圖形顯示（裸眼3D）、交互娛樂引擎開發(fā)、文化資源數(shù)字化處理、互動影視等核心技術創(chuàng)新發(fā)展，加強大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術在數(shù)字文化創(chuàng)意創(chuàng)作生產領域的應用，促進創(chuàng)新鏈和產業(yè)鏈緊密銜接。鼓勵企業(yè)運用數(shù)字創(chuàng)作、網(wǎng)絡協(xié)同等手段提升生產效率。（三）增強傳播服務技術裝備水平研發(fā)具有自主知識產權的超感影院、混合現(xiàn)實娛樂、廣播影視融合媒體制播等配套裝備和平臺，開拓消費新領域。大力研發(fā)數(shù)字藝術呈現(xiàn)技術，提升藝術展演展陳數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化應用水平，支持文物保護裝備產業(yè)化及應用。研究制定數(shù)字文化創(chuàng)意技術裝備關鍵標準，推動自主標準國際化，完善數(shù)字文化創(chuàng)意技術裝備和相關服務的質量管理體系。以企業(yè)為主體、產學研用相結合，構建數(shù)字文化創(chuàng)意產業(yè)創(chuàng)新平臺，加強基礎技術研發(fā)，大力發(fā)展虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、互動影視等新型軟硬件產品，促進相關內容開發(fā)。完善數(shù)字文化創(chuàng)意產業(yè)技術與服務標準體系，推動手機（移動終端）動漫、影視傳媒等領域標準體系廣泛應用，建立文物數(shù)字化保護和傳承利用、智慧博物館、超高清內容制作傳輸?shù)葮藴?。完善?shù)字創(chuàng)意雙創(chuàng)服務體系。復合超硬材料行業(yè)市場規(guī)?，F(xiàn)階段工業(yè)金剛石行業(yè)規(guī)模約45億，其中產品50%（約22億）下游應用于建筑石材切割，28%（約13億）用于高端制造、光伏、消費電子襯底切割，17%（約8億）用于資源開采、地質勘探等；建筑石材用金剛石切割工具需求穩(wěn)定。（一）超硬材料行業(yè)建材市場規(guī)模通過切割、磨削等方式來加工石材等產品，屬于工業(yè)金剛石傳統(tǒng)應用加工領域，成本低廉，切割效果良好，是目前主流的建材切割工具；在國家政策支持下，以及城市化進程加速和住宅更新?lián)Q代的巨大需求，中國建筑行業(yè)逆勢增長將進一步激活，市場規(guī)模整體呈上升趨勢，預計到2035年，中國的城鎮(zhèn)化率達75%，工業(yè)金剛石工具隨建筑工業(yè)發(fā)展平穩(wěn)增長。（二）超硬材料行業(yè)高端制造市場規(guī)模高端制造汽車+N市場大漲，進口替代+合金替代共促放量：以工業(yè)金剛石為原料制造的PCD（聚晶金剛石）刀具/微鉆等產品，廣泛應用于下游多種精密機械加工，汽車、消費電子、鋼鐵加工、航空航天等多種領域，需求因1、高端制造需求增加促機床數(shù)量增加+開工率提升，機床升級+老舊替換共促行業(yè)進入上行周期，2、精細化生產對高性能刀具提出更多要求，超硬刀具取代硬質合金刀具成發(fā)展趨勢，3、我國1+N市場驅動超硬刀具行業(yè)強勢擴張共促放量。汽車市場隨著汽車制造行業(yè)對高性能材料的需求不斷增加，將在預測期內有力推動市場。新型冠狀病毒在全球范圍內的持續(xù)，嚴重影響了供應鏈，主要經濟體暫停了貿易。隨著貿易限制的寬松，預計2022的情況將恢復，這將恢復市場的增長軌跡。汽車行業(yè)精密加工領域目前已廣泛使用人造金剛石工具，高端金剛石工具可以滿足汽車制造過程中切削、打磨、拋光等多工序高精密的需求。近年來全球汽車行業(yè)受到貿易戰(zhàn)及新冠疫情影響，2021年隨著全球主要國家經濟復蘇，汽車產銷量將恢復增長，我國汽車產量由2011年1842萬輛上升到2020年的2532萬輛，整體呈上升趨勢。隨著國內新型工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進程的加快發(fā)展，居民消費不斷升級，未來我國汽車市場仍有較大的增長空間。家電尤其制冷家電業(yè)是人造金剛石磨具和刀具的主要應用領域之一。家用空調、冰箱所使用壓縮機的三大部件活塞、氣缸、上下軸承座均可使用金剛石工具進行加工。我國家用空調和冰箱的產量在消費升級以及出口量不斷增長的背景下，分別從2011年的11001萬臺和7882萬臺增長到2020年的14491萬臺和8443萬臺。2020年以來家電出口大幅增長帶動國內家電制造業(yè)重回高速增長。光伏大賽道，硅片切割精細化要求不斷提升：因度電成本不斷下降、綜合優(yōu)勢明顯加之全球能源政策利好，光伏發(fā)電量和滲透率在過去十年間增長迅猛。光伏發(fā)電所用單晶硅、多晶硅、藍寶石以及其他光電磁性材料的切割加工是金剛石磨具應用需求增量最大的領域。2019年光伏在國內補貼退出的驅動下快速進入平價上網(wǎng)段，市場需求驅動光伏裝機量重新進入高增階段，全球新增裝機分別為116．9GW，2021年雖然受到硅料產能限制，裝機量仍實現(xiàn)了大幅增長，達到了170GW以上；2022年在硅料產能瓶頸逐步解除之后，2022-2025年全球新增裝機量將達到25%的復合增速，到2025年新增裝機量達到400GW。金剛線切割具有薄片化切割、減小切口損失、降低硅料損耗、提高加工效率、提高出片率、降低污水及COD排放等優(yōu)勢，可以大幅降低硅片生產企業(yè)成本，提高硅片品質。2021年166、182、210單片硅片消耗金剛石量分別為1．8/2．4/2．8米/片，隨著金剛線直徑逐步減少，單位損耗逐步增加，單位功率硅片消耗的金剛線增加，目前1W166、182和210單晶硅片對應金剛線消耗量分別為0．285m、0．34m和0．28m，210單晶與166硅片單位需求基本相同，而182硅片需求增長15%左右；預計光伏金剛線需求量將從2020年5000萬公里左右增長到2025年的13500萬公里。（三）超硬材料行業(yè)消費電子市場規(guī)模MINILED（芯片尺寸介于50~200μm之間的LED器件）時代來臨，由于MiniLED尺寸小、芯片數(shù)量較多，且需在藍寶石襯底上進行切割，藍寶石切割金剛石磨具需求爆發(fā)。2020年我國LED行業(yè)總產值達到7013億元，同比有所下滑，但近十年來總體仍保持較快增長態(tài)勢。LED照明產品已經逐步替代傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈，正處于持續(xù)爆發(fā)增長階段。以蘋果、華為以及小米為代表的科技巨頭紛紛推出MINILED背光產品的電腦和顯示器，售價在1．5萬-10萬之間，燈珠數(shù)量在1．2萬-10萬顆，2021年MINILED正式進入爆發(fā)期。MINILED有望成為在通用照明之后LED重要驅動力，藍寶石襯底的需求量有望從2020年的4200萬片左右增長至2023年的6000萬片左右，年復合增長率約為12．6%。（四）超硬材料行業(yè)油服市場規(guī)模油服市場回暖，資源開采用金剛石進一步擴容：自2020年四季度以來，油氣開采類產品市場景氣度正在逐步回升，截至2022年3月，活躍鉆機數(shù)已增至661萬臺，逐步恢復至疫情前水平。隨著世界經濟的進一步恢復和油價的走高，未來這一趨勢有望持續(xù)；PDC鉆頭具有高磨損性，屬于油氣開采過程中的耗材，隨著鉆井數(shù)量增多+鉆井深度增加，鉆頭需求量也將增長，從而帶動石油復合片市場進一步擴容。由此可見，金剛石磨具市場仍將保持較快增長。根據(jù)IndustryResearch數(shù)據(jù)，2019年全球磨具市場規(guī)模為415．4億美元，預計2030年市場規(guī)?？蛇_到848．4億美元，復合增速為6．6%。做大做強衛(wèi)星及應用產業(yè)建設自主開放、安全可靠、長期穩(wěn)定運行的國家民用空間基礎設施，加速衛(wèi)星應用與基礎設施融合發(fā)展。到2020年，基本建成主體功能完備的國家民用空間基礎設施，滿足我國各領域主要業(yè)務需求，基本實現(xiàn)空間信息應用自主保障，形成較為完善的衛(wèi)星及應用產業(yè)鏈。（一）加快衛(wèi)星及應用基礎設施建設構建星座和專題衛(wèi)星組成的遙感衛(wèi)星系統(tǒng)，形成高中低分辨率合理配置、空天地一體多層觀測的全球數(shù)據(jù)獲取能力；加強地面系統(tǒng)建設，匯集高精度、全要素、體系化的地球觀測信息，構建大數(shù)據(jù)地球。打造國產高分辨率商業(yè)遙感衛(wèi)星運營服務平臺。發(fā)展固定通信廣播、移動通信廣播和數(shù)據(jù)中繼三個衛(wèi)星系列，形成覆蓋全球主要地區(qū)的衛(wèi)星通信廣播系統(tǒng)。實施第二代衛(wèi)星導航系統(tǒng)國家科技重大專項，加快建設衛(wèi)星導航空間系統(tǒng)和地面系統(tǒng)，建成北斗全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，形成高精度全球服務能力。（二）提升衛(wèi)星性能和技術水平掌握長壽命、高穩(wěn)定性、高定位精度、大承載量和強敏捷能力的衛(wèi)星應用平臺技術，突破高分辨率、高精度、高可靠性及綜合探測等有效載荷技術。優(yōu)先發(fā)展遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理技術和業(yè)務應用技術。提升寬帶通信衛(wèi)