2024年中国先进陶瓷行业发展现状及趋势分析,半导体领域高附加值“卡脖子”产品的技术正实现全面突破「图」

一、先进陶瓷概述

1、定义

先进陶瓷是在多个国民经济重要领域中发挥着重要作用的关键基础材料。先进陶瓷材料属于陶瓷材料的一种。陶瓷材料具备优良材料特性,与金属材料、高分子材料并列为当代“三大固体材料”。先进陶瓷的优良物理、化学和生物等性能与普通陶瓷有极大差别,源自其原材料、制造工艺和精加工过程的更高技术标准。

先进陶瓷与普通陶瓷比较分析

2、发展历程

我国乳制品行业与发达国家相比起步较晚,但受益于我国庞大的人口基数及经济快速发展,乳制品行业快速发展,渗透率迅速提升,现已成为世界第二大乳制品市场。总体来看,我国乳制品行业的发展经历了四个阶段:发展初期、“黄金十年”、调整期、振兴成熟期。

先进陶瓷发展历程

二、发展背景

行业管理部门负责制定产业政策、引导技术升级和技术改造并实施其他宏观调控措施,对行业发展起规划、监控等宏观调控作用,有助于行业健康、有序发展,为行业所属公司经营发展提供良好的外部环境;有助于推动泛半导体等下游领域发展,使得市场需求规模持续扩大;有助于培育新材料产业链,引导行业向高精尖技术领域突破。

先进陶瓷行业相关政策

三、产业链

先进陶瓷为前沿新材料,所制成的零部件产品在泛半导体、锂电池和燃料电池产业链中发挥着重要的配套作用。上游主要为先进陶瓷粉末、化工原料及生产设备。下游应用主要为泛半导体制造、电子(包括锂电池)材料粉体粉碎和分级、燃料电池、化工环保、汽车制造、生物医药以及传统的纺织造纸等领域。

先进陶瓷产业链

四、先进陶瓷行业发展现状

1、全球先进陶瓷市场规模

全球先进陶瓷发展历史悠久,研发与工业化生产已经有超过100年的时间。二十世纪八十年代以来,先进陶瓷在全球得到突飞猛进的发展。日本在先进陶瓷的产业化和工业、民用领域应用方面占据领先地位,日资企业在全球先进陶瓷领域占据约50%的市场份额。美国高温结构先进陶瓷的发展良好,在航空航天和核能领域应用处于领先地位。据统计2023年全球先进陶瓷市场规模达到4112亿元,其中先进结构陶瓷为1148亿元,占比28%。

2017-2023年全球先进陶瓷市场规模情况

2、我国先进陶瓷市场规模

我国先进陶瓷市场起步较晚,2015年我国先进结构陶瓷国产化率仅约为5%,到2023年已提高至约25%,行业多项关键零部件产品不同程度上实现了国产替代。2023年我国先进陶瓷行业市场规模约为1016亿元,同比增长10.2%。随着下游需求将继续增长,产业链上的中国本土企业在全球将发挥愈发重要的作用,同时设备国产化亦会带来零部件的国产化增量需求,不断拓宽我国先进陶瓷行业市场空间。

2017-2023年我国先进陶瓷市场规模情况

3、我国先进结构陶瓷市场规模

在半导体领域,目前国内晶圆厂所使用制造设备的先进结构陶瓷零部件国产化水平仍然较低,2023年我国先进结构陶瓷市场规模约为234亿元。另外中国大陆国产半导体设备的先进结构陶瓷零部件国产化率仅约为22%。因此,半导体、显示面板领域先进结构陶瓷国产替代率目前仍然不高,未来该等领域的国产替代前景良好,国产替代市场空间巨大。

2017-2023年我国先进结构陶瓷市场规模情况

4、我国先进陶瓷市场规模按材料分类占比

按照材料,先进陶瓷主要分为氧化物、氮化物和碳化物陶瓷等。其中,氧化物陶瓷(尤其是氧化铝陶瓷)研究和产业化应用较早,目前应用领域最为广泛,使用规模也最大。

我国先进陶瓷市场规模按材料分类占比情况

5、我国泛半导体先进结构陶瓷市场规模

国内半导体、显示面板产线建设极大拉动了国产设备需求,据统计2023年中国泛半导体先进结构陶瓷市场规模为87亿元,占全球市场规模的21%,2017年至2023年中国泛半导体先进结构陶瓷市场规模复合增速为14%。

2017-2023年我国泛半导体先进结构陶瓷市场规模

相关报告:华经产业研究院发布的2024-2030年中国先进陶瓷行业发展监测及投资战略研究报告

五、先进陶瓷行业竞争格局

随着先进陶瓷下游应用领域技术水平发展,对先进陶瓷供应商综合能力要求大幅提高。在当前的行业环境下,本土企业的竞争策略出现了明显的分化。行业中部分企业通过价格竞争等手段快速进入技术已经较成熟的领域,谋求快速提升市场份额;其他部分企业在中高端领域、高附加值细分领域加大研发和投入,增强技术实力,扩展业务领域。伴随技术的不断发展和国内产业链的日益完善,近年来国内一些小规模企业先后涌现。

我国先进陶瓷行业竞争格局

六、先进陶瓷行业发展趋势

1、零部件性能要求不断提高,以适应下游半导体先进制程、显示面板大尺寸化等需求

随着半导体制程工艺向7nm及更高的水平发展,半导体设备的生产效率和精度不断提高,对先进陶瓷材料零部件的理化性能指标要求也不断提高。另外显示面板世代线提高,面板尺寸增大,制造设备需要尺寸更大、精度更高的先进陶瓷材料零部件,对先进陶瓷的综合性能指标要求更加严苛,对其一整套制造和加工工艺也提出了更高的要求。

2、新型替代材料的研发需求旺盛

当前,面对日益多元化的客户需求,一些此前被广泛使用的材料已经接近或达到理化性能极限,单纯依靠既有材料体系的迭代升级已无法满足使用需求,替代材料的开发成为行业发展的新趋势。例如,在中低温环境下,氮化硅有望在部分市场替代氧化锆作为高耐磨材料;半导体设备高腐蚀性场景下,腐蚀性气体喷嘴等部件早期行业使用氧化铝基材,并通过在其表面熔射耐腐蚀性明显优于氧化铝的氧化钇达到性能要求,但对于该等部件细小的孔洞,熔射的方式已无法覆盖孔洞内部表面,改用烧结氧化钇块材的方式成为喷嘴部件新的替代方案。在替代材料的开发趋势下,要求先进陶瓷企业掌握多材料体系及配套技术开发能力,以不断适应行业技术发展的需要。

3、半导体领域高附加值“卡脖子”产品的技术亟待实现全面突破

随着半导体领域先进陶瓷材料零部件国产替代进程的推进,陶瓷加热器、静电卡盘等“功能-结构”一体化“卡脖子”产品相关技术正引起包括公司在内的国内企业重视和投入。该等先进陶瓷材料零部件设计精密度及特定功能要求,相较一般先进陶瓷材料零部件工艺更加复杂,需攻克热压、流延、共烧结、凸点加工、高温焊接、陶瓷/金属精密连接和CVD包覆等多种加工工艺。目前,以公司为代表的我国少数本土企业通过自主研发、合作研发等多种方式,正加速突破该等产品相关技术。

华经产业研究院通过对中国先进陶瓷行业海量数据的搜集、整理、加工,全面剖析行业总体市场容量、竞争格局、市场供需现状及行业典型企业的产销运营分析,并根据行业发展轨迹及影响因素,对行业未来的发展趋势进行预测。帮助企业了解行业当前发展动向,把握市场机会,做出正确投资决策。更多详细内容,请关注华经产业研究院出版的2024-2030年中国先进陶瓷行业发展监测及投资战略研究报告

本文采编:CY237

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