新材料产业概况总结-国内发展
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新材料产业概况总结-国内发展
三、国内新材料产业发展概况
目前,我国新材料领域已初步形成了与国民经济和国防建设相适应的门类较为齐全的新材料研制和生产能力,同时,一个有别于大生产,能符合特殊要求的新材料研究生产体系已经形成。
目前我国新材料产业主要分布在北京、上海、浙江、江苏、广东、西安、山东等地,工业产品品种接近5000个,平均利润率(税前)为20-30%,每年创造经济效益60-90亿元。
●半导体材料行业的企业规模小、技术相对落后、深加工能力低,设备引进一直受到国外制约,制约了行业竞争力的提高。
●稀土材料我国是资源大国但不是产业大国,由于存在重复建设、地方保护等问题,造成国内外市场严重过剩,价格下降。
●纳米材料的科学研究在世界上并不落后,但在产业化方面却是障碍多多,真正形成产品的多是初级产品,盈利更是不多。
●磁性材料方面我国具有一定的规模和技术优势,走出了具有特色的产业化道路;而在能源材料方面基本保持与国际同步。
(一)政策背景
新材料与生物技术、信息技术并列为二十一世纪的三大技术源动力之一,国家对新材料行业给予了重点支持,大致分为三大类:
1、前瞻性的基础研究资助
主要集中在国家自然科学基金、国家高技术研究与发展计划(863计划)、国家重点基础研究计划(973计划)、国家计委高科技产业化新材料专项,以上项目主要针对科研院所以及39个材料领域的国家工程研究中心的研究人员,对新材料科研项目每年总计无偿资助约在3.5亿元左右。
2、对产业化项目和产业化技术开发项目资助
主要体现在火炬计划、中小企业创新基金、国家科技攻关计划等三个项目上,它们发挥着技术孵化器的作用。
其中,中小企业创新基金项目通过无偿拨款、贴息贷款等方式,从1999年起每年对新材料项目资助接近9000万元;国家科技公关计划每年给予5000万元的无偿资助,火炬计划对新材料项目的资助一直位列前矛(占20%以上),国家主要通过银行贷款方式匹配资金,已将大量成果产业化,创造了极为明显的效益。
3、对高科技企业给予出口补贴和税收减免
从事新材料的企业,可以申请税收减免等优惠。
以单晶硅企业为例,根据《鼓励软件和集成电路产业发展的若干政策》以及后来的通知,境内从事单晶硅的企业,从2001年6月24日起到2010年底以前享受增值税为6%,退税款用于研究开发和扩大再生产后不计所得税,生产性设备投入生产设备折旧最短可为3年,在原材料、技术和设备仪器上的进口关税和进口环节增值税予以减免。
此外,各地方政府对新材料领域的支持更多地体现在对产业的支持。
对通过高新技术企业认证的新材料企业,在国家优惠政策的基础上,进一步予以融资优惠、增值税返还、加速折旧、土地使用费减免、企业所得税抵扣和减免投资方向税等。
各地政府和开发区给予的支持力度不一,总体来看,位于各类高新技术产业开发区内的企业,其税费比区外低50%以上,这种积极的产业政策对新材料产业的发展产生深远影响。
但是,我国加入世贸组织会给新材料企业带来一些负面影响:具体说,WTO 协议关于《补贴和反补贴协议》对政府资金的限制,将迫使政府现有的各种高科技计划远离产业化阶段;其次,对高科技产品的出口补贴和税收优惠都是WTO 协议所禁止的,出口优惠措施似乎违反了“政府针对几个特定部门进行补贴的原则”和“放弃税收或者变相不收税”的原则,需要研究调整。
(二)优势分析
1、磁性材料优势渐显
磁性材料主要包括金属软磁合金、软磁铁氧体等软磁材料和永磁铁氧体、稀土永磁、铝镍钴永磁等永磁材料。
金属软磁合金包括硅钢和铁镍合金,在传统行
业应用较多,软磁铁氧体在电子信息领域应用较多。
永磁材料中,随第三代“永磁王”——稀土钕铁硼的发现和近20年来信息产业的腾飞,国内钕铁硼产业迅速崛起,并成为磁性材料领域中最具活力的部分。
相关企业包括中科三环、安泰科技、太原刚玉、津滨发展、天通股份和宁波韵升。
稀土永磁钕铁硼产业包括烧结和粘结钕铁硼两大类。
由于国内烧结钕铁硼产业具有独特的生产工艺,并使用国产化生产设备和低成本优势,使得该产业发展迅速,产销良好。
目前,国内企业大约有130家左右,其中有30多家生产能力在100吨以上,少数到达500吨以上。
2000年全球烧结钕铁硼产量为13940吨,国内为6500吨,目前我国烧结钕铁硼产量已经占世界总产量的40%左右,与日本并驾齐驱,已成为稀土永磁大国。
从1996到2000年销售总额达到66亿元,出口创汇5亿美元,而且产品达到国际先进水平。
粘结钕铁硼产业中,由于国内不能大批量生产快淬磁粉,磁粉原料进口价格相对昂贵,同时IT产业对粘结钕铁硼需求远小于欧美日,产品主要用于出口,因此发展相对缓慢。
目前国内具有规模化生产能力的企业有4家,年产量达到160吨左右。
从行业看,已经出现了两极分化和优胜劣汰的趋势。
中科三环和宁波韵升生产规模大、产品档次较高,并且都购买了美国和日本的专利,可以合法进入欧美主流市场,未来发展前景看好。
但必须看到,国内的钕铁硼企业仍然面临严峻的挑战:一是我国还不是磁性材料强国,专利和最先进的技术仍然在美国日本手中;二是该行业投资壁垒不高,一条生产线只需6000万元左右;三是外资企业已经将生产基地逐渐转移到国内以降低生产成本,如日本精工爱普生将其粘结生产基地全部转移到上海,美国MQI公司在天津建立了比本土更大的生产基地等。
因此,企业在以后的发展中,加快技术创新,提高产品质量是关键,特别应建立有效的行业协会,实行价格自律,禁止不平等竞争和恶性杀价现象。
2、能源材料紧跟国际潮流
能源材料主要包括新型储能材料和能量转换材料,前者主要包括锂离子电池和镍氢电池,后者主要包括太阳能电池和燃料电池。
1989年,日本率先实现镍
氢电池的产业化,在镍氢电池领域,我国经过10年努力,实现了正极材料、负极材料和泡沫镍的国产化,达到国际先进水平,年生产能力达到1.6亿只/年,并且可以少量出口。
锂离子电池是二次电池中的佼佼者,它不含贵重合金元素、原材料便宜,综合性能极高,消费潜力巨大,是最有发展前途的产品,1990年,日本首先实现锂离子电池的产业化,目前日本处于第一跑道,我国、北美西欧都处于跟踪起步阶段;在太阳能电池领域(包括硅太阳能电池和化合物半导体电池),国内已经具备相当的生产水平,并有较多的半导体厂生产,并且在云南、西藏、广东等地区大规模应用;目前燃料电池的材料制备和生产工艺都不成熟,仍然停留在实验研究阶段。
国内投入能源材料的企业包括有风华高科、稀土高科等。
(三)存在的问题
1、半导体硅材料技术落后
硅是集成电路产业的基础,半导体材料中98%是硅,半导体硅工业产品包括多晶硅、单晶硅(直拉和区熔)、外延片和非晶硅等,其中,直拉硅单晶广泛应用于集成电路和中小功率器件。
区域熔单晶目前主要用于大功率半导体器件,比如整流二极管,硅可控整流器,大功率晶体管等。
单晶硅和多晶硅应用最广。
国内2000年和2001年单晶硅产量分别为400吨和500吨,2002年硅单晶年生产能力达到800吨以上,硅抛光片生产能力达1亿平方英寸以上。
从理论上讲,这完全可以满足境内集成电路芯片厂家的需求。
但境内的8英寸集成电路芯片厂完全使用进口硅片,6英寸芯片厂主要也使用进口硅片,出现这种状况主要有三个方面原因:
一是关键原材料需要进口。
与国际先进企业相比,国内多晶硅企业在能耗和物耗上分别高2.5-23倍,污染大、规模小、生产手段落后,导致产品成本价格倒挂,生产企业由1984年的14家和144吨年产量降低到1999年的2家和60吨年产量,企业生存日渐艰难。
2001年,国内生产单晶硅500吨左右,需用多晶硅1000吨,而国内年产量在100吨左右,中间的巨大缺口要依靠进口填补。
由于技术引进的障碍,这种缺口暂时还难以克服。
此外,集成电路生产所需的高纯化学试剂、特种气体也
面临类似的严峻形势。
二是国内厂家规模小,技术档次低。
目前,国内硅材料厂家已超过35家,但产值超亿元的企业只有3家。
硅材料产品中,用于太阳能用单晶硅和分立器件区熔硅单晶所占比例过高,用于集成电路的直拉单晶硅片只占很小的部分,而且国内目前硅片的商用化生产水平是100-150mm,只能小批生产200mm硅片,而国际主流的商用化水平是200mm,已经可以量产300mm硅片。
三是深加工能力低。
直拉单晶硅的后续加工、腐蚀抛光,国产设备难以实现规模化生产,设备的引进一直受到国外制约,难以向集成电路企业提供足量的合格产品,制约了产品的价格和市场竞争力。
加入WTO以后,对国产硅片的保护不复存在,不同硅材料将受到不同程度的影响:
一、用于电力电子器件和分立器件的硅材料所受冲击较小。
这类产品产量大,但档次低,附加值、产能和生产效率也比较低,竞争相对缓和,所受冲击较小;同时发达国家有将分立器件和相应硅材料工业向亚洲国家转移的趋势,这是入世后我国硅材料产业继续发展的重要基础。
二、集成电路用大尺寸硅外延片与抛光片受到巨大压力。
这些产品利润最丰厚,但竞争也十分激烈。
入世后,国内相关厂商与日本信越、德国WackerSiltranic、三菱/住友、美国MEMC等国际一流厂商同台竞争,这对国内硅工业技术水平的提升形成巨大的压力。
2、稀土材料产能过剩
稀土是15个镧系元素和与其性质相似的钪、钇等元素的合称。
由于其独特的化学性能和很强的活性,因此常被人们誉以“工业味精”的美称。
被广泛应用于新材料(如永磁材料、高温超导材料、发光材料)、电子工业、冶金、石化、能源、环保、信息等行业。
国内相关的上市企业只有稀土高科一家。
我国是稀土生产大国,2000年与2001年我国稀土矿产品产量分别为7.3万吨与8.06万吨,稀土精矿产量分别占全世界的87.5%与88.5%,其中稀土产量的1/3出口,对国际稀土市场具有巨大影响。
但在过去的20年中,我国稀土
行业在市场上经历了三次大起大落,稀土产品出口价格一再下跌。
以碳酸稀土为例,2000年市场处于高峰期时价格为1500美元/吨,到2001年9月份已跌至890美元/吨,2002年初更跌至490美元。
我国稀土行业一再陷入困境,除了亚洲金融危机和世界经济滑坡因素造成的需求减少外,国内产业自身存在诸多问题:
一是国内稀土企业分属冶金、有色、军工三大部委,分布在20多个省市,受利益驱动和地方保护主义的影响,稀土产业低水平重复建设问题,条块分割,地方争端问题较为严重,这使整个行业的管理、协调困难重重。
二是缺乏规模效益。
我国有170家企业,但年处理能力在2000吨-5000吨的只有10家,其中年处理能力大于5000吨的只有3家。
2001年稀土企业开工率约为60%,小企业太多,缺乏规模效应,使行业整体缺乏竞争力。
三是低、中附加值的稀土初级产品产品比重占75%以上,而高纯单一稀土氧化物,高级合金等高附加值产品仅占25%左右,利润率太低。
四是国内产学研脱节,许多成果产业化存在诸多困难,企业的科技更新速度慢。
这些问题的存在,使我国稀土产品在国际国内市场上严重过剩:国内稀土产量以年均25%左右的速度递增,远高于世界总体需求每年16%的增长幅度,年均供给能力大于年均需求6-8%。
目前全世界稀土消费量在7-8万吨之间,而我国稀土的生产能力已经达到了18万吨,远远超过了世界的需求,而全国各地扩大产能的欲望仍很强烈。
产销失衡的这种状态使稀土出口多头对外、低价竞销。
以氧化钕为例,在市场行情好时每吨达到20万元左右,目前每吨仅为4万元左右。
结果是产品和资金积压,影响了稀土产业的发展,国家企业均受受损失。
4、光电子材料差距明显
光电子材料中,已经形成产业的包括光纤预制棒、液晶材料和LED用偏振片等。
主要企业包括法尔胜、特发信息和长江通信等,还包括部分7家左右的中下游企业。
主流预制棒生产技术和专利分别被康宁、古河、信越和阿尔卡特等国
际大厂掌握,独霸国内80%以上的市场,形成高度垄断和竞争的格局。
而国内科研成果在产业化上存在一些障碍,实际上只作为谈判筹码,因此真正的产业化是从国外技术引进开始的。
武汉长飞光纤光缆有限公司、江苏法尔胜和杭州富通昭和等先后巨资投建光预制棒生产基地,但国际主流大厂不愿对外转让该高利润业务,技术引进一波三折,同时受市场冲击等外在因素的影响,许多项目或提前终止、或变更资金投向,进展缓慢。
(四)所面临的机遇
就整体看,我国新材料产业目前存在五个有利条件:
1、随着国际电子信息产业触底回暖,电子信息产品的需求数量开始有所增加,虽然价格上还未有明显上升,但将产生积极影响;
2、随国内产业整合力度的加大,优胜劣汰的作用日趋明显,有利于优势企业的崛起;
3、国内已经成为世界电子信息产业的一个重要生产基地,本地化配套需求很大,这给国内企业提供了巨大市场机遇;
4、我国新材料产业是在国际先进企业的压力下,从引进到吸收,从无到有逐渐发展起来的,入世有影响但不大,相反国内低成本的优势,有利于相关企业开拓市场,引进技术和设备,加强产业技术升级;
5、由于国内深加工能力不强,中高档新材料的短缺仍然是国内新材料行业的主要特征,国内仍然存在巨大的进口替代机会。
(五)国内新材料市场需求和预测
我国是世界上人口第一大国和最大的发展中国家,许多基础材料(如煤炭、钢铁、水泥等)的需求和消耗均居世界第一,但材料的质量、品种、规格等在很多方面均落后于发达国家,这已成为制约我国工业和国防发展的关键因素。
这个基本国情为包括新材料在内的所有材料提供了一个极其广阔的大市场。
对新材料的巨大需求主要来自国家支柱产业、高新技术产业和现代国防,例如民用飞机、汽车、高速列车等先进交通运输领域,信息与通信技术领域,以及能源领域等。
这些领域的发展将极大刺激和带动高性能结构材料,微电子和光电
子材料,以及特种功能材料等的发展,从而创造出巨大的社会经济效益。
(1)高性能、低成本、高可靠性的材料是我国汽车工业的重要基础,特别是对先进的热塑性树脂基复合材料以及高强、高韧、成形性高的钢板的需求非常迫切。
我国车用发动机、地面燃气涡轮机和航空发动机等动力装置需要多种高温耐蚀材料,我国的新能源工业需要大量的清洁煤燃烧关键新材料、核能新材料、可再生能源用新材料、节能新材料等,到2010年我国结构新材料的社会总需求将逾1000亿元人民币。
(2)据预测,到2010年,国际光电子产品的总产值将达2000亿美元,我国所占的市场份额约为10%,即我国光电子产品的年总产值将达到2000亿元人民币。
(3)我国的稀土资源非常丰富,其工业储量约占世界总储量的80%。
随着钕铁硼材料的发现,稀土永磁材料的发展异常迅猛,全世界的年平均增长率为23%,而我国高达60%。
据预测,2010年全球钕铁硼永磁材料的产量将达14.6万吨,产值达83亿美元,其中我国的产量将达5.4万吨,产值达31亿美元,相关器件产值达100亿-150亿美元,相关产业产值达150亿-300亿美元。