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有機(jī)硅是指含有硅碳鍵(Si-C)、且至少有一個有機(jī)基團(tuán)是直接與硅原子相連的一大門類化合物的。有機(jī)硅材料包括各類小分子化合物和高分子聚合物,如各類有機(jī)硅單體均屬于有機(jī)硅小分子化合物。由單體進(jìn)一步生成的有機(jī)硅聚合物種類眾多,包括聚硅氧烷、聚碳硅烷、聚氮硅烷等。其中以硅氧鍵(-Si-O-Si-)為骨架組成的聚硅氧烷,是有機(jī)硅化合物中數(shù)量最多、研究最深、應(yīng)用最廣的一類,占有機(jī)硅材料總量的90%以上。
有機(jī)硅產(chǎn)業(yè)鏈可以分為上游原材料、中游單體和中間體、下游深加工品種及終端應(yīng)用三個環(huán)節(jié)。其中上游主要為原材料工業(yè)硅及一氯甲烷,中游為各類有機(jī)硅單體和中間體的生產(chǎn),下游為硅油、硅橡膠和硅樹脂等聚合物,以及這些聚合物進(jìn)一步加工的各類制成品,進(jìn)而廣泛用于到各類終端應(yīng)用領(lǐng)域,此外少量中間體也可以在一些下游領(lǐng)域直接應(yīng)用。
有機(jī)硅性能優(yōu)異、形態(tài)多樣、用途廣泛,自20 世紀(jì)40 年代初問世以來經(jīng)過70 多年的開發(fā)應(yīng)用,商品品種多達(dá)上萬種。從下游產(chǎn)品形態(tài)來看,聚硅氧烷下游制品一般包括硅橡膠、硅油、硅樹脂三大類產(chǎn)品。其中硅橡膠、硅油、硅樹脂及其他消費(fèi)分別占比 66.9%、29.5%、3.6%。
硅橡膠:一類具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高分子聚硅氧烷,是最重要的有機(jī)硅產(chǎn)品之一。制備硅橡膠的原料通常由線型聚硅氧烷(基膠)、補(bǔ)強(qiáng)填料、交聯(lián)劑、催化劑、改性添加劑等組成。將所有原料經(jīng)混煉(或混合)加工成混煉膠(或混合膠),混煉膠(混合膠)在一定的條件下硫化(也稱固化或交聯(lián)),便可從黏流態(tài)轉(zhuǎn)變成彈性體。根據(jù)硫化方式和硫化溫度不同,硅橡膠可分為室溫膠(RTV)、高溫膠(HTV)和液體膠(LSR)。
硅油:一類呈鏈狀結(jié)構(gòu)的線性聚硅氧烷,室溫下為液體油狀物。按所含有機(jī)基團(tuán)的不同,硅油可分為二甲基硅油、甲基含氫硅油、甲基苯基硅油、乙烯基硅油以及各種有機(jī)基改性硅油如氨基改性硅油、環(huán)氧改性硅油等,各種硅油中以甲基硅油的應(yīng)用最為廣泛。硅油廣泛應(yīng)用于紡織、日化、機(jī)械加工、化工、電子電氣等行業(yè),主要用作紡織印染助劑、日化助劑、高級潤滑油、防震油、絕緣油、真空擴(kuò)散泵油、脫模劑、消泡劑、拋光劑和隔離劑等。
硅樹脂:一類具有高度交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的熱固性聚硅氧烷,具有優(yōu)異的耐熱性、電絕緣性及良好的防水效果。有機(jī)硅樹脂主要作為絕緣漆浸漬H 級電機(jī)及變壓器線圈,以及用于浸漬玻璃布、玻布絲及石棉布后制成電機(jī)套管、電器絕緣繞組等。
有機(jī)硅材料在結(jié)構(gòu)上既有“有機(jī)基團(tuán)”,又有“無機(jī)結(jié)構(gòu)”,這種特殊的組成和結(jié)構(gòu)使其集有機(jī)物的特性與無機(jī)物的功能于一身,賦予了有機(jī)硅材料優(yōu)越的綜合性能,在密封性、耐溫性、耐候性、電氣性能、生理惰性等方面表現(xiàn)優(yōu)異。
憑借優(yōu)異的綜合性能,有機(jī)硅材料的應(yīng)用范圍已由最初的國防軍工行業(yè)逐步擴(kuò)展到建筑、電力、電子電器、汽車、紡織、個人護(hù)理等國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域,實現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用。同時有機(jī)硅材料對航空航天、新材料、新能源、生物醫(yī)療、電子信息等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和可持續(xù)發(fā)展的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的支持作用越來越顯著,其重要性也在不斷提升,已成為現(xiàn)代工業(yè)和日常生活不可缺少的高性能材料。
全球有機(jī)硅工業(yè)自20 世紀(jì)40 年代實現(xiàn)工業(yè)化、20 世紀(jì)70 年代后開始規(guī)?;a(chǎn),至今工業(yè)化發(fā)展已70 多年的歷史。20 世紀(jì)90 年代以來,受益于下游需求的快速增長和生產(chǎn)技術(shù)的提升,全球有機(jī)硅行業(yè)保持了快速發(fā)展。2008-2023 年,全球聚硅氧烷產(chǎn)能從150.2 萬噸/年增長至363 萬噸/年,產(chǎn)量從113.3 萬噸增長至292.1 萬噸,年均復(fù)合增長率分別為6.07%和6.54%。
從全球產(chǎn)能分布來看,我國是全球最主要的有機(jī)硅生產(chǎn)國,約占全球總產(chǎn)能的70%。近年來,全球聚硅氧烷產(chǎn)能增量基本來自于我國。受原材料、成本和市場等因素影響,海外有機(jī)硅產(chǎn)能總體處于收縮狀態(tài)。近年來海外部分有機(jī)硅裝置出現(xiàn)關(guān)停,2016 年以來邁圖關(guān)閉了德國和美國的有機(jī)硅裝置,陶氏化學(xué)關(guān)閉了位于英國的有機(jī)硅產(chǎn)能,海外產(chǎn)能總計退出近30 萬噸。目前海外有機(jī)硅產(chǎn)能主要集中于陶氏、??虾屯呖说葒H巨頭,由于成本、產(chǎn)業(yè)鏈配套等方面競爭力相對薄弱,預(yù)計未來海外有機(jī)硅產(chǎn)能總體仍將呈現(xiàn)收縮的態(tài)勢。
受益于生產(chǎn)技術(shù)水平的提升、市場需求的快速增長與產(chǎn)業(yè)鏈配套和原材料供應(yīng)的優(yōu)勢,近年來全球有機(jī)硅產(chǎn)能持續(xù)向我國轉(zhuǎn)移,推動我國有機(jī)硅產(chǎn)業(yè)規(guī)??焖偬嵘?。2014-2023 年,我國有機(jī)硅中間體產(chǎn)能從132.5 萬噸增長至284.5 萬噸,年復(fù)合增長率8.86%,產(chǎn)量從76 萬噸增長至217.8 萬噸,年復(fù)合增長率12.41%。隨著我國有機(jī)硅產(chǎn)能的提升和海外產(chǎn)能的退出,我國有機(jī)硅產(chǎn)能占全球的比例從2014 年的55%提升至2023 年的78%,成為全球有機(jī)硅最主要的生產(chǎn)基地。
2020 年以來,受新能源等下游需求拉動,有機(jī)硅行業(yè)景氣和盈利顯著提升,推動我國有機(jī)硅產(chǎn)能迎來一輪擴(kuò)產(chǎn)周期。在此期間,我國有機(jī)硅中間體產(chǎn)能擴(kuò)張幅度較大,規(guī)??焖偬嵘8鶕?jù)卓創(chuàng)資訊數(shù)據(jù),我國有機(jī)硅中間體產(chǎn)能從2019 年的164 萬噸/年增長至2024 年的353 萬噸/年,提升幅度達(dá)115.24%,其中2024 年為有機(jī)硅產(chǎn)能投產(chǎn)大年,當(dāng)年產(chǎn)能增長68.5 萬噸,增長幅度達(dá)24.08%。受產(chǎn)能快速提升的影響,2024 年我國有機(jī)硅行業(yè)產(chǎn)能利用率下降至71.43%,位于2018 年以來的低位。
在產(chǎn)能快速增長的同時,我國有機(jī)硅行業(yè)集中度也有顯著提升。在環(huán)保政策收緊,市場競爭日趨激烈等因素影響下,行業(yè)龍頭憑借規(guī)模效應(yīng)、技術(shù)資金和一體化產(chǎn)業(yè)鏈等優(yōu)勢不斷提高市場份額,推動產(chǎn)能不斷持續(xù)向優(yōu)勢龍頭企業(yè)集中。2020 以來,我國有機(jī)硅行業(yè)CR4 從49.3%提升至56%。截至2024 年,我國有機(jī)硅單體生產(chǎn)企業(yè)合計13 家,合盛硅業(yè)、東岳硅材、江西星火為產(chǎn)能最大的主要有機(jī)硅單體生產(chǎn)企業(yè),產(chǎn)能分別占行業(yè)總產(chǎn)能的26%、12%和10%。
2020-2022 年為有機(jī)硅行業(yè)的景氣周期,推動了我國有機(jī)硅企業(yè)大規(guī)模新建項目擴(kuò)張產(chǎn)能。經(jīng)過1-2 年的項目建設(shè)周期后,目前這一輪行業(yè)擴(kuò)產(chǎn)項目已基本完成建設(shè)并實現(xiàn)投產(chǎn)。隨著2023年以來有機(jī)硅價格的持續(xù)下行景,氣行大業(yè)幅下滑,有機(jī)硅企業(yè)的投資意愿明顯下降,部分項目因盈利壓力擱置或取消。未來幾年我國有機(jī)硅行業(yè)新增產(chǎn)能較少,目前規(guī)劃項目中僅內(nèi)蒙興發(fā)的10 萬噸產(chǎn)能有望年內(nèi)落地。隨著國內(nèi)產(chǎn)能擴(kuò)張腳步的放緩,未來我國有機(jī)硅行業(yè)的供給壓力有望逐步緩解。
有機(jī)硅是一類性能優(yōu)異、形態(tài)多樣、用途廣泛的高性能新材料,隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,有機(jī)硅產(chǎn)品在越來越多的領(lǐng)域展示其優(yōu)越性能并實現(xiàn)應(yīng)用。從有機(jī)硅的產(chǎn)品形態(tài)來看,硅橡膠是用量最大的有機(jī)硅材料,其中室溫膠(RTV)、高溫膠(HTV)和液體膠(LSR)分別占有機(jī)硅總量的39%、28%和3%,其次分別為硅油(28%)和硅樹脂(2%)。
從下游應(yīng)用領(lǐng)域來看, 電子、電力及新能源、建筑等下游行業(yè)是有機(jī)硅最主要的需求領(lǐng)域,合計貢獻(xiàn)率有機(jī)硅一半以上的需求,此外紡織、醫(yī)療、工業(yè)助劑和交通設(shè)備等需求較大??傮w來看,有機(jī)硅應(yīng)用領(lǐng)域廣闊,其需求與國民經(jīng)濟(jì)存在緊密聯(lián)系。
在我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和下游電子、電力新能源等領(lǐng)域需求的帶動下,我國有機(jī)硅需求量保持了快速增長。2014-2024 年,我國有機(jī)硅中間體需求量從77.2 萬噸快速增長至206.05 萬噸,年復(fù)合增長率11.53%。2021 年以來,受下游新能源汽車、光伏等領(lǐng)域快速增長的拉動,我國有機(jī)硅消費(fèi)量增速保持在較高水平,年復(fù)合增長率達(dá)15.68%。
電子是有機(jī)硅最主要的下游需求領(lǐng)域,有機(jī)硅在電子領(lǐng)域主要用作各類膠黏劑、密封劑和灌封膠,用于電子元器件的粘接固定、電路的灌封保護(hù)、電器的絕緣、密封、減震等領(lǐng)域,以及用作硅膠按鍵、鍵盤貼、鼠標(biāo)墊等,主要的產(chǎn)品形態(tài)包括高溫膠和室溫膠。
隨著電子和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,對各類材料的性能帶來更高的要求,有望進(jìn)一步拉動有機(jī)硅的需求。如先進(jìn)制程和封裝技術(shù)對材料的耐高溫性、絕緣性的要求進(jìn)一步提升,有機(jī)硅材料因其低介電常數(shù)和耐高溫等特性,成為先進(jìn)封裝的重要材料;隨著5G 和AI 芯片功率密度提升,對材料的導(dǎo)熱性能大幅提高,推動了以有機(jī)硅材料為主體的導(dǎo)熱界面材料(TIM)需求的快速增長;消費(fèi)電子領(lǐng)域,折疊屏手機(jī)、可穿戴設(shè)備的推廣也帶動了液態(tài)硅膠需求的提升??傮w來看,隨著下游電子和半導(dǎo)體領(lǐng)域需求的增長以及技術(shù)的發(fā)展,未來電子電器領(lǐng)域有機(jī)硅的需求有望保持快速增長。
在汽車領(lǐng)域,有機(jī)硅憑借其耐高溫、耐腐蝕、絕緣性及輕量化特性,主要作為各類密封、防水、減震材料。我國汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展帶動了汽車領(lǐng)域需求的增長。此外,隨著新能源汽車的快速發(fā)展,對有機(jī)硅的需求將進(jìn)一步提升。在新能源汽車方面,電池封裝、電機(jī)電控及各類電子系統(tǒng)、綠色輪胎和輕量化材料等領(lǐng)域均對有機(jī)硅材料存在廣泛需求,單車消耗的硅膠用在新能源領(lǐng)域,有機(jī)硅憑借其優(yōu)異的耐候性、耐老化性和耐高低溫性能,廣泛用于光伏組件的封裝膠膜、邊框粘接密封、接線盒灌封、結(jié)構(gòu)粘接與防水密封等環(huán)節(jié)。風(fēng)電方面,有機(jī)硅憑借優(yōu)異的抗紫外線、耐腐蝕和耐溫差性能,用于風(fēng)機(jī)葉片耐候涂層、齒輪箱潤滑材料及塔筒密封防護(hù)等領(lǐng)域。隨著新能源技術(shù)的不斷發(fā)展,有機(jī)硅的應(yīng)用場景也不斷增多。在全球碳達(dá)峰、碳中和等因素推動下,未來光伏、風(fēng)電產(chǎn)業(yè)有望保持穩(wěn)健增長,裝置容量持續(xù)提升,從而保障有機(jī)硅材料的需求。
建筑領(lǐng)域曾經(jīng)是有機(jī)硅最大下游應(yīng)用市場,主要用于密封膠、防水涂料、隔熱材料及環(huán)保涂層等環(huán)節(jié)。其中密封膠是最大的應(yīng)用場景,包括建筑幕墻、中空玻璃、節(jié)能門窗、裝配式建筑、裝飾裝修等領(lǐng)域。隨著我國房地產(chǎn)行業(yè)的下行,建筑領(lǐng)域?qū)τ袡C(jī)硅的需求亦受一定影響。
未來隨著我國各項地產(chǎn)扶持政策的出臺,房地產(chǎn)行業(yè)下行態(tài)勢有望放緩。隨著綠色建筑政策的驅(qū)動下,裝配式建筑有望成為未來發(fā)展的主流方向。根據(jù)《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》和《城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域碳達(dá)峰實施方案》等文件,2025 年裝配式建筑占城鎮(zhèn)新建建筑的比例將達(dá)到30%以上,2030 年進(jìn)一步提升至40%。裝配式建筑中,接縫的總體來看,隨著電子、新能源汽車、光伏風(fēng)電等新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,有機(jī)硅材料的需求有望保持較快增長。建筑等傳統(tǒng)領(lǐng)域則在裝配式建筑等趨勢推動下,需求有望保持穩(wěn)定,共同推動我國有機(jī)硅需求的整體增長。從長期來看,隨著上下游技術(shù)的不斷進(jìn)步,有機(jī)硅材料的應(yīng)用場景有望不斷豐富,其需求前景較為可觀。同時,在能源安全的大背景下,有機(jī)硅材料作為非石油路線的化工新型材料,具有強(qiáng)大的生命力和廣闊的發(fā)展前景。
隨著技術(shù)不斷進(jìn)步和規(guī)模的不斷增長,我國有機(jī)硅產(chǎn)業(yè)的競爭力不斷提升,帶動了有機(jī)硅出口的快速增長。2014 年我國成為有機(jī)硅凈出口國,自此以后我國有機(jī)硅出口保持了快速增長態(tài)勢。2014-2024 年,我國初級形狀聚硅氧烷年度出口量從12.13 萬噸增長至54.56 萬噸,年復(fù)合增長率13.34 萬噸。與此同時,有機(jī)硅進(jìn)口量總體保持穩(wěn)定,從2024 年的11.84 萬噸小幅下滑至10.88 萬噸。2014 年以來我國有機(jī)硅凈出口量從0.3 萬噸提升至43.68 萬噸,對我國有機(jī)硅產(chǎn)業(yè)的需求帶來一定拉動。
2024 年以來,隨著全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇帶動海外需求的改善,我國有機(jī)硅出口態(tài)勢顯著好轉(zhuǎn)。全年出口54.56 萬噸,同比增長34.24%,較2023 年的-10.2%大幅改善。從有機(jī)硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程來看,有機(jī)硅的消費(fèi)量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平密切相關(guān)。隨著全球新興經(jīng)濟(jì)體和發(fā)展中國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升,對有機(jī)硅的需求預(yù)計將持續(xù)提升。在海外需求增長和產(chǎn)業(yè)競爭力提升的帶動下,我國有機(jī)硅出口有望保持較快增長態(tài)勢。
未來我國電子、新能源、新能源汽車等有機(jī)硅下游產(chǎn)業(yè)預(yù)計將保持快速發(fā)展,從而推動有機(jī)硅國內(nèi)需求的增長。隨著海外需求的增長和我國有機(jī)硅產(chǎn)業(yè)競爭力的提升,有機(jī)硅出口有望保持較好態(tài)勢,進(jìn)一步拉動我國有機(jī)硅的需求。供給方面,隨著我國有機(jī)硅產(chǎn)業(yè)擴(kuò)產(chǎn)步伐的放緩,有機(jī)硅行業(yè)供給壓力有望逐步減輕。
根據(jù)三種情景假設(shè)((樂觀、中性、悲觀,對應(yīng)國內(nèi)和出口需求分別以15%、10%、5%三種增速增長)的測算,2025-2026 年我國有機(jī)硅行業(yè)供需格局有望改善,開工率提升至合理水平,推動有機(jī)硅行業(yè)景氣度的提升。
從有機(jī)硅中間體DMC 價格來看,2022 年3 月以來,隨著國內(nèi)有機(jī)硅產(chǎn)能的大幅擴(kuò)張,行業(yè)供需態(tài)勢惡化,景氣持續(xù)下行,價格不斷下跌。目前有機(jī)硅處于以來地位。2025 年2 月以來,有機(jī)硅中間體DMC 價格自12600 元/噸上漲至14400 元/噸,上漲幅度14.29%,行業(yè)景氣有所復(fù)蘇。