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电子专用化学品的产业调研

2020-10-30吕晓莹林振欣田丽蓉

科学导报·学术 2020年42期
关键词:化学品燃料电池电池

吕晓莹 林振欣 田丽蓉

1电子专用化学品的分类及市场

电子化学品是电子材料与精细化工相结合的高新技术产品,是电子信息产业的基础与先导。”2015年我国电子化学品的市场规模达到500亿元,全球市场规模达到5,000亿元;到2020年,我国市场规模将达到700亿元,全球将超过6,500亿元[数据来源:中国国际化工展(ICIF China)]。包括以下七类,其中前4类是行业重点:

a)集成电路电子化学品:如光刻胶、高纯试剂、电子特种气体、封装材料等;

b)印刷电路板电子化学品:如基板用化学材料、加工处理用化学品、电子工程胶粘剂等;

c)平板显示产业电子化学品:如液晶材料、LED/OLED材料、有机电致发光材料、无机发光材料、等离子(PDP)显示电子化学品、光学薄膜、平板显示薄膜、TFT-LCD面板及模组构成材料、手机面板材料、投影显示材料、湿化学品、触摸技术材料、电子纸;

d)新能源电池电子化学品:如正极材料、负极材料、隔膜、电解液、电池添加剂、中间体、集流材料、活性炭、溶剂、溶质、电容器、晶体硅电池、薄膜涂层电池、光功能高分子材料、电子浆料、电子专用高分子材料、光学功能材料、激光材料、光电信息传输材料、光电存储材料、光电转换材料等光电材料;硅料、硅锭/硅块、硅片、封装玻璃、封装薄膜、刻蚀液、清洗液、切割液、太阳能电池膜等光伏用化学品及材料等;

e)新型电子化工新材料:如电子级磷酸、含氟化合物、信息化学品、稀土材料、纳米材料、光催化剂、电子陶瓷材料、智能材料、记录介质材料、贵金属化学品、磁性材料/电磁功能高分子材料;

f)其它电子化学品专用设备:如半导体用无机电子化学品、混合电路用化学品、稀土化合物、电器涂料、导电聚合物等。

分领域来看,平板显示、半导体等领域受益于智能手机等新兴消费电子产品的兴起,行业增速较快,预计 2015-2020 年复合年增长率约为 13%和 9%;印制电路板(PCB)行业 增速较为平稳。一方面,电子产品遵循“摩尔定律”,如 IC 的集成度每 18 个月翻一番,每三年就有新一代产品问世,因此对上游电子化学品需求的更新速度快。产品和技术伴随下游变化不断快速演进,客户对于上游企业的快速响应能力要求较高。另一方面,电子化学品在下游制造过程中的成本占比很低,例如集成电路(IC)制造、封 装的过程中,所需的电子化学品总计成本约占材料成本的 20%,而平板显示领域电子化学 品的成本占比约为 20%-25%;但另一方面,电子化学品对于电子产品性能影响较大,一旦质量出现问题,下游客户将会产生较大损失(甚至面临整条生产线的更换),因此其对于产品价格的敏感度较低,而更关心产品质量和供应的穩定性。

2集成电路(IC)及印刷电路(PCB)电子化学品

集成电路及印刷电路是电子化学品的主要产业,国内PCB专用化学品龙头生产企业为广东光华科技股份有限公司,以“高性能电子化学品”、“高品质化学试剂”和“新能源材料”为主导深耕于PCB领域;2017年营收为12.99亿元,占比高达30.95%,其中PCB化学品占营收比重超过50%,为58.97%。排名第二的为强力新材,常州强力电子新材料股份有限公司产品包括印制电路板(PCB)光刻胶专用化学品(光引发剂和树脂)、液晶显示器(LCD)光刻胶光引发剂、半导体光刻胶光引发剂及其他用途光引发剂四大类。

集成电路及印刷电路涉及的化学品种类繁多,可根据生产过程划分成:基板用化学品、光刻胶、抗蚀剂及油墨、电镀用化学品、清洗保护助焊等辅助过程的化学品,总共近百种,筛选出较为关键的、与石化产业链相关性较高的化学品如下:

2.1光刻胶

光刻胶是微电子技术中微细图形加工的关键材料之一。光刻胶的主要品种有聚乙烯醇肉桂酸酯(相 当于美 国的 KP R 胶)、聚肉桂叉丙二酸乙二醇酯聚酯胶和重氮蔡醒磺酞氯为感光剂主体的紫外正型光刻胶、聚甲基异丙烯基酮、氯甲基聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯酸乙醋共聚、聚丁烯矾、聚 1,2-二氯丙烯酸等。[3] 2015年国内生产的光刻胶占国内市场的13%。[2]

2.2特种电子气体及高纯试剂

特气主要有高纯N2,H2,Ar,B2H6,PH3,AsH3等,除了超纯的要求外,还要求超净,即气体中的粒子和金属杂质有严格的要求。其中国内的高纯硅烷、高纯磷烷、高纯氯以及与之配套的包装容器、阀门、分析检测仪器等,与国际水平尚有较大差距。

高纯试剂主要用于湿法工艺过程。目前日、韩、台湾等国外厂家占大部分市场。

2.3封装材料

封装材料的原料主要是邻甲酚环氧树脂、二苯基型环氧树脂等环氧类塑封材料、线性酚醛树脂、高纯熔融硅微粉、聚酰亚胺类树脂、聚醚醚酮(PEEK)等。由于封装要求轻薄短小化、可靠性要求高,目前的封装材料还是依赖进口。

3平板显示电子化学品

平板显示主要包括液晶显示LCD,和有机发光二极管(OLED)两种。从全球来看,液晶面板生产已趋于饱和。夏普及三星分别于2015年及2017年关闭了部分生产线。但目前国内市场仅处于增长期,国内的厂家主要有京东方、中电熊猫等。OLED在中小尺寸领域对LCD的取代趋势已不可逆转。2012 年,全球 OLED 产值约为 68.6 亿美元,用于 OLED 面板电子化学品材料市场规模为 10.8亿美元。OLED 是未来发展方向之一,预计年增长率 70%以上。未来三年将是OLED产线投产的高峰期,2023年OLED的国内市场有望达到275亿元。OLED产业链上游材料主要为阴极、阳极、传输层材料、发光层材料等。

4新能源电池电子产品

4.1锂电池材料

锂电池五大材料:正极、负极、电解液、隔膜、铝塑膜。

锂电池隔膜市场产能集中在美国的 Celgard 公司和日本 的 旭 化 成(Asahi Kasei Chemicals)、东 燃(Tonen)和宇部,合计约占市场份额的76%。国内隔膜生产商有二十多家,量产的厂家有沧州明珠、金輝高科等。[1]

电解液主要为六氟磷酸锂,我国的电解液生产企业国泰华容的产能占到全球市场的11.1%。[1]

铝塑膜是电芯封装的关键材料,占锂电池成本的15%-20%,分成尼龙层(ON层)、胶水层、铝箔层(AL层),以及CPP层或PP层,主要原材料为尼龙、铝箔、聚丙烯和胶黏剂,其中铝箔占生产成本的50%。

4.2光伏电池

太阳能电池又称为 “光伏电池”,主要分为两大类,即晶体硅电池和薄膜涂层电池,所需主要化学品有:超白钢化玻璃、EVA 膜和背板膜等。太阳能电池化学 品 的 关 键 材 料 为EVA 膜和背板膜。

按目前全球太阳能电池规模,所用 EVA 市场产能规模为 4.0 亿 m2,其中我国约为2.9 亿 m2。目前太阳能电池用 EVA 主要厂家有日本的积水化学、三井化学、普利司通,德国的 etimex,中国台湾省的阳益科技、台塑和大陆的深圳斯维克、广州鹿山化工、杭州福斯特、东莞永固、温州瑞阳、浙江飞宇、浙江枫华、临安尚美、沁阳思可达等多家企业。

4.3燃料电池

燃料电池在全球各国积极投入研发的推波助澜下,技术进展迅速,市场强力扩张。目前全球已累计完成的燃料电池系统共计达 14 500 套。市场销售的燃料电池中,超过 96%采用质子交换膜燃料电池技术。质子膜燃料电池中主要原材料有质子交换膜、扩散层材料和双极板。目前应用的质子交换膜几乎全为全氟磺酸膜。2012 年全球燃料电池领域全氟磺酸膜的产能约为 2 500 t / a。国内 2012 年燃料电池用全氟磺酸膜 的 消 费 量 不 足 50 t,主 要 为 进 口 美 国杜邦。[1] 国内目前掌握全氟磺酸离子交换树脂系列生产技术的企业是山东东岳集团,目前主要应用于氯碱行业。全氟磺酸树脂一般通过将带有磺酸基的全氟乙烯基醚单体与四氟乙烯进行共聚得到。

作者简介:吕晓莹,1989.04.04,女,汉,福建,博士,高级职称;

林振欣,1987.3,男,汉,福建,本科,初级;

田丽蓉,1995.12,女,苗,湖南湘西自治州,硕士研究生,初级。

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