先進陶瓷行業發展歷程及發展趨勢面臨的機遇挑戰壁壘構成
隨著先進陶瓷下游應用領域技術水平發展，對先進陶瓷供應商綜合能力要求大幅提高。一方面，要求先進陶瓷生產企業具備跨材料體系開發能力，依托多種材料體系能力，滿足客戶對各類先進陶瓷材料零部件的高性能要求；另一方面，高精尖陶瓷產品的國產化對先進陶瓷生產企業的表面特種形貌噴砂、新品熔射等表面處理能力也提出了新的要求。半導體設備是半導體產業鏈的關鍵支撐，其技術的實施依賴于各種精密零部件。精密零部件的材料與加工技術是集成電路核心技術的載體，是半導體產業的基石。自20世紀50年代集成電路問世以來，集成電路產業一直遵循“一代裝備、一代工藝、一代產品”的模式快速發展。芯片集成度的不斷提高，對生產工藝賴以實現的設備技術提出了新的需求，對制造設備精密零部件的性能要求越來越高，許多加工技術的精度目前已經趨于物理極限，泛半導體領域的應用是目前先進陶瓷頂尖技術領域之一。
1、全球先進陶瓷市場情況
全球先進陶瓷發展歷史悠久，研發與工業化生產已經有超過100年的時間。二十世紀八十年代以來，先進陶瓷在全球得到突飛猛進的發展。
日本在先進陶瓷的產業化和工業、民用領域應用方面占據領先地位，日資企業在全球先進陶瓷領域占據約50%的市場份額。日本自二十世紀八十年代以來，將先進陶瓷的研發制造放在國際競爭中的戰略性地位，不斷加大投資力度。在電子陶瓷、光導纖維、高韌性陶瓷、陶瓷敏感原件、泡沫陶瓷、超塑性陶瓷、塑膠復合陶瓷、高性能陶瓷電池和陶瓷發動機部件等領域均處于國際領先地位。
美國高溫結構先進陶瓷的發展良好，在航空航天和核能領域應用處于領先地位。2000年，美國陶瓷協會和美國國家能源部聯合資助并實施了為期20年的美國先進陶瓷發展計劃，旨在推動先進陶瓷成為一種經濟適用的首選材料，并應用于節能環保、新一代信息技術、生物醫藥、高端裝備制造和新能源等戰略性新興產業中。
歐洲在機械裝備領域先進陶瓷處于領先地位，產業重點為應用在發電設備中的新型材料技術，如陶瓷活塞蓋、排氣管里襯、渦輪增壓轉子和燃氣輪轉子等。
2、中國先進陶瓷發展歷程
資料來源：普華有策
3、先進陶瓷的新技術發展情況及發展趨勢
（1）零部件性能要求不斷提高，以適應下游半導體先進制程、顯示面板大尺寸化等需求
1）配套更先進制程半導體設備
隨著半導體制程工藝向7nm及更高的水平發展，半導體設備的生產效率和精度不斷提高，對先進陶瓷材料零部件的理化性能指標要求也不斷提高，例如，針對氧化鋁陶瓷零部件的耐腐蝕特性、低介電損耗特性、電阻率可控性等指標均提出了更高的要求，針對氮化鋁陶瓷的高電阻率性能亦有更高的標準。半導體行業技術快速迭代升級的行業特性要求先進陶瓷企業針對不同細分領域的應用不斷改進材料配方和加工工藝，進行材料的持續開發換代。
2）配套更大尺寸規格顯示面板設備
隨著顯示面板世代線提高，面板尺寸增大，制造設備需要尺寸更大、精度更高的先進陶瓷材料零部件，對先進陶瓷的綜合性能指標要求更加嚴苛，對其一整套制造和加工工藝也提出了更高的要求。
3）其他領域
粉體粉碎和分級的推廣普及和研磨物料種類的不斷豐富使得下游對氧化鋯陶瓷材料零部件在現有常溫環境下機械性能的要求不斷提高。同時，為滿足中低溫使用環境，行業內客戶對氧化鋯零部件材料的耐磨性、抗老化性也提出了更高的要求。
（2）新型替代材料的研發需求旺盛
當前，面對日益多元化的客戶需求，一些此前被廣泛使用的材料已經接近或達到理化性能極限，單純依靠既有材料體系的迭代升級已無法滿足使用需求，替代材料的開發成為行業發展的新趨勢。例如，在中低溫環境下，氮化硅有望在部分市場替代氧化鋯作為高耐磨材料；半導體設備高腐蝕性場景下，腐蝕性氣體噴嘴等部件早期行業使用氧化鋁基材，并通過在其表面熔射耐腐蝕性明顯優于氧化鋁的氧化釔達到性能要求，但對于該等部件細小的孔洞，熔射的方式已無法覆蓋孔洞內部表面，改用燒結氧化釔塊材的方式成為噴嘴部件新的替代方案。在替代材料的開發趨勢下，要求先進陶瓷企業掌握多材料體系及配套技術開發能力，以不斷適應行業技術發展的需要。
（3）半導體領域高附加值“卡脖子”產品的技術亟待實現全面突破
隨著半導體領域先進陶瓷材料零部件國產替代進程的推進，陶瓷加熱器、靜電卡盤等“功能-結構”一體化“卡脖子”產品相關技術正引起國內企業重視和投入。該等先進陶瓷材料零部件設計精密度及特定功能要求，相較一般先進陶瓷材料零部件工藝更加復雜，需攻克熱壓、流延、共燒結、凸點加工、高溫焊接、陶瓷/金屬精密連接和CVD包覆等多種加工工藝。目前，我國少數本土企業通過自主研發、合作研發等多種方式，正加速突破該等產品相關技術。
4、行業發展面臨的機遇
（1）產業政策大力支持
2014年，《國家集成電路產業發展推進綱要》《關于印發2014-2016年新型顯示產業創新發展行動計劃的通知》等法規頒布，大力推進了集成電路制造企業和顯示面板企業自主發展，并引導上下游產業鏈企業加強協作，全面提高供應鏈本地化水平。
“十三五”時期，先進陶瓷作為新材料領域重要組成部分，先后進入《戰略性新興產業重點產品和服務指導目錄》《工業“四基”發展目錄》《產業關鍵共性技術發展指南》《戰略性新興產業分類》《產業結構調整指導目錄》，成為國家新興產業發展規劃的重要一環。先進陶瓷等新材料為我國發展壯大新一代信息技術、高端裝備、新材料、生物、新能源汽車、新能源、節能環保、數字創意等戰略性新興產業提供了基礎支撐能力。
“十四五”時期，我國繼續推動先進陶瓷等新材料產業技術向國際領先水平發展。《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》提出，至2025年，重點新材料總體技術和應用與國際水平同步，部分達到國際領先水平；全面提升新材料產品質量水平與穩定性，中高端產品所占比重大幅提升，整體水平進入全球價值鏈中高端環節；關鍵高端材料和高端裝備自主研發水平和自主保障能力顯著提升，關鍵短板材料受制于人的問題得到有效緩解。先進陶瓷未來將作為國家戰略規劃之一將繼續得到政策大力支持，并加快向關鍵技術領域突破，助力我國多類戰略性新興產業發展。
（2）市場需求旺盛，發展空間巨大
根據世界半導體貿易統計協會(WSTS)統計，全球半導體產品市場規模從2010年的2,983億美元迅速增長至2020年的4,404億美元，同時，繼2021年實現26.2%的強勁增長之后，WSTS預測，2022年全球半導體市場將再次實現兩位數增長，預計市場規模將達到6460億美元，增長16.3%，并預計到2030年全球半導體市場規模有望達到萬億美元的水平，由此可以預測全球半導體設備的市場景氣度將會繼續快速提升。根據國際半導體產業協會（SEMI）統計，全球半導體設備銷售規模從2010年的395億美元增長至2020年的712億美元，預測原始設備制造商的半導體制造設備全球總銷售額將在2022年達到創紀錄的1175億美元，比2021的1025億美元增長14.7%，同時SEMI預計，全球半導體設備銷售額在2023年將增至1208億美元，預計到2030年全球半導體設備銷售額將增長至1,400億美元。顯示面板領域，伴隨著京東方等大陸面板廠商崛起，全球面板行業產能不斷向中國大陸轉移。下游全球泛半導體設備需求穩定增長，中國市場在全球制造環節地位日益重要，為上游先進陶瓷企業提供了巨大的發展空間。
除泛半導體設備外，先進陶瓷材料零部件還被廣泛地應用于多個下游領域，隨著材料性能不斷提升，新的應用領域不斷涌現，市場空間持續增長。
（3）泛半導體制造轉移，國產替代加速
5G、云計算、物聯網和人工智能等新興技術發展，帶動了以通信設備、消費電子、智能家電等為代表的半導體終端產品應用不斷擴充，尤其是中國消費市場快速增長，帶動了全球泛半導體產業生產基地逐步向中國內地轉移。泛半導體生產環節核心設備國產化進程不斷加快，其關鍵零部件國產替代及就近采購有利于產業鏈實現自主可控并降低生產和運輸成本，增強中國泛半導體產業鏈的全球競爭力。在這樣的背景下，我國先進陶瓷產品迎來巨大的發展機遇。
5、進入行業的主要壁壘
（1）市場準入壁壘
在泛半導體行業，生產制造企業為充分保障產能快速擴張下晶圓、顯示面板等產品的品質，要求供應商做到“精確復制”，該管理模式強調對使用的設備、設備零部件和原材料等供應的可追溯性和生產過程驗證。可追溯性具體表現為需要對供應商所使用的原材料、采購來源等進行追溯，生產過程驗證具體表現為對供應商進行驗廠，對其生產環境、技術水準、工藝特征等進行嚴格考察審核。上述要素確認后，更換供應商的成本較高、程序復雜，因此不會輕易更換供應商。在嚴格的市場準入門檻下，設備、設備零部件和原材料等供應商需要具備高水平技術，并通過長期、高質量供貨以不斷積累客戶資源。供應商在與客戶形成較穩固合作關系后，短期難以被行業新進入者取代。
汽車制造和生物醫藥等行業均涉及消費者使用安全，下游客戶尤為重視產品質量，對先進陶瓷企業進入供應鏈有嚴格的審核標準；供應商在進入客戶的合格供應商名單后，在不發生重大質量問題的情況下，雙方一般將維持長期和穩定的合作關系。新進入企業在缺乏對相關行業優質客戶認證的情況下，難以在行業內獲得快速發展。
（2）技術與經驗壁壘
先進陶瓷是技術密集型行業。為滿足客戶對產品高強度、耐高溫、耐腐蝕等特性要求，先進陶瓷的生產對從上游粉料調配到生產工藝參數把控的技術要求非常高；下游泛半導體等行業的快速發展使得相關技術迭代也非常迅速；人員經驗及對生產設備操作的熟練度亦會影響企業制造水平。企業需要在批量生產實踐中長期積累相關技術、經驗，及時了解客戶的需求以不斷改進相關配方和生產工藝。
行業新進入者難以在短期內掌握全工藝流程和全面的專利與專有技術體系，在未接觸下游客戶群體的情況下無法保持與行業技術同步提升。因此對于新進入市場的企業，先進陶瓷行業存在較高的技術和經驗門檻。
（3）資金及規模壁壘
為保持技術工藝的領先性和產品的市場競爭力，先進陶瓷行業內的企業需要持續進行研發投入，資金需求量大。先進陶瓷企業在進入初始期需要投入大量的資金進行廠房建設、購置生產設備，通過合理、科學調度生產排班，充分發揮生產的規模效應。由于先進陶瓷材料零部件的型號眾多，具體應用和性能要求各不相同，新產品面臨著研發失敗的風險，若無充足的資金支持，新進入的企業難以開發出成熟產品并形成一定的經營規模，無法與行業內的現有企業進行有力競爭。
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