邁向創新驅動新時代 ——後工業化時代的中國化工企業成長之路

在報告《縱覽全球化工50強》中有這樣一個觀點,即發展中國家化工企業趕超有兩種途徑:

第一,從大型的石化裝置著手,做大自己,把企業在一個週期內的平均利潤維持在數十億元,從而有實力逐步往高精尖的特種材料方向發展;第二,中國作為一個製造業大國,許多產業如面板、芯片和電動汽車等已經逐步向國內轉移,相關產業環節上的企業,可以直接把特種化學品作為主業來追趕,儘管面臨的挑戰很大,但也提供了一種可能性。目前隨著以萬華化學和民營大煉化為代表的部分企業在石化領域實踐成功之後,本土的化工龍頭們也將具備與海外巨頭相接近的收入體量。如果我國無法再維持地產投資驅動的高增長模式,那麼近些年來依靠本土市場需求驅動成長的本土化工企業們在下一階段將邁向何方是我們需要考慮的現實問題。

◆中國化學工業在大體量高壁壘產品的突破已告一段落,但短板尚在

中國化學品的產值早在2010年就已超過美國併成為全球最大,在2014年超過第二、三位的美國和日本加起來的總和。其中主要的邏輯在於快速增長的中國市場驅動了基礎化學品和通用材料向國內的產能轉移。而隨著工程師紅利的集中爆發和國內裝備製造業的逆襲,逆向開發之後的技術自主化就成了很自然的事情,國內企業完成了對MDI、PC、氯化法鈦白粉、蛋氨酸等眾多大體量高壁壘品種的突破。但觀察我國的貿易逆差,每年仍要進口750億美元的合成材料和370億美元的高端化學品,儘管部分為資源稟賦導致,但我國在大部分高性能合成材料及半導體材料等專用化學品領域仍處於空白,它們仍是國內化工行業的短板所在和未來的重點突破方向。

◆從研發投入現狀看本土企業崛起的兩個方向

從海外來看,跨國企業遭遇增長極限之後,已經將重心重新指向了利潤率更高的利基市場。未來包括中國企業在內的新興市場參與者與跨國企業的戰場將全面轉向專用化學品,而這種競爭必然以研發和創新為核心。如果我們從兩個維度觀察,一是研發投入的絕對規模,以萬華化學為代表的各子行業一線龍頭正在實現專用化學品領域的邊界突破,通過多元化的轉型向全球巨頭髮起衝擊;二是研發費用佔比較高的企業,即新材料行業的領軍力量,它們隨著面板顯示、半導體、5G等下游應用場景向國內的產能轉移,有望崛起為細分領域的隱形冠軍。

◆頂層設計推動疊加下游應用場景轉移,中國化學工業邁入創新驅動時代

從政策層面來看,新材料產業是我國多年以來重點扶持的發展方向,而科創板推出之後化工新材料的入選更是成為我們“補短板”和產業升級的重要動力。此外隨著下游半導體、面板顯示、鋰電產業等應用場景逐漸向國內轉移,以及 5G產業在中國市場的率先興起,相關領域電子化學品的進口替代有望加速,中國的化學工業即將邁入創新驅動的新時代。

◆風險提示:全球政治環境風險;技術進步不及預期風險;政策調整風險;行業競爭加劇風險。

1、 下一步將邁向哪裡?

2、 全球化工行業領導力的爭奪已轉向專用化學品領域

2.1、 跨國化工企業的邊界確立:重歸專業化學品

2.2、 從陶氏向化學品的迴歸看跨國化工企業的邊界重塑

2.3、 跨國巨頭和新興市場企業對領導力的爭奪已轉向專用化學品領域

2.4、 從日本材料行業的隱形冠軍看中小化工企業的生存之道

3、 本土化工行業的短板在哪裡?

3.1、 從MDI等看本土化工企業的突破

3.2、 我們的短板在哪裡?

4、 中國化工行業研發投入現狀及領軍者

4.1、 從研發投入現狀看本土化工企業崛起的兩個方向

4.2、 從研發投入的絕對規模關注本土化工巨頭的突破

4.3、 海外併購是提升技術能力的另一種有效補充方式

5、 中國化學工業邁向創新驅動新時代

5.1、 科創板等頂層設計助推國內化工行業產業升級

5.2、 下游應用場景向國內轉移,進口替代有望加速

6、 風險分析

1

下一步將邁向哪裡?

我們在2017年的報告《縱覽全球化工50強——他山之石系列》中提出這樣一個觀點,發展中國家化工企業趕超有兩種途徑:第一,從大型的石化裝置著手,做大自己,把企業週期平均的利潤維持在數十億元,從而有實力逐步往高精尖的特種材料方向發展;第二,中國作為一個製造業大國,許多產業如面板、芯片和汽車等已經逐步向國內轉移,相關產業環節上的企業,可以直接把特種化學品作為主業來追趕,儘管面臨的挑戰很大,但也提供了一種可能性。當前,對於第一條道路,我們已經看到以萬華化學、恆力石化、榮盛石化、恆逸石化、衛星石化為代表的這些企業即將實踐成功,他們依靠多年來在MDI和滌綸產業上的積累,把進軍石化業務作為邁向前進的核心途徑;對於第二條道路,確實道阻且長,儘管康得新的倒下讓人唏噓不已,但我們仍然看到一批與半導體鋰電和顯示材料相關的中小企業在逐漸成長。

不考慮油氣的資源稟賦問題,我們已經依靠完整的產業配套和持續增長的市場在眾多基礎化學品領域奠立了在全球範圍內的絕對優勢,從三烯三苯到三酸兩鹼,再到下游的合成樹脂和合成纖維,只要是我們能夠取得技術突破的領域,總是能夠用熟悉且擅長的成本競爭讓海外競爭者逐漸被迫選擇放棄,我們在聚酯、MDI、硫酸法鈦白粉、農藥原藥、染料、製冷劑等眾多大體量的基礎化學品領域已經取得了突破並告一段落,而部分企業向石化領域邁進之後,他們的收入體量也與那些海外巨頭相接近。但需要正視的是,包括中國在內的新興市場化工企業,剛從基礎化工品切入到聚合物和其他合成材料階段,但那些跨國企業在多年前完成向平臺型公司的轉變之後,為了突破增長極限,除了擁抱高增長的新興市場之外,旗下業務的分拆和重組,已經指向了利潤率更高的專業化學品業務,他們針對終端的解決方案在新材料、特種化學品等利基市場取得了新的成就。

未來新興市場參與者與跨國企業的競爭將全面轉向專用化學品領域。如果我們無法再維持地產投資驅動的高增長模式,那麼近些年來依靠本土市場需求驅動成長的本土化工企業們下一步將邁向何方,從百年來歐美和日本倖存的同行經驗來看,產能轉移和產業升級將是兩個重要的方向。對於當下的中國製造業而言,貿易摩擦背後隱喻的是未來國際協作可能會越來越困難,而隨著下游半導體等產業重心向國內的傾斜,以及5G產業的興起,面向高性能材料和專用化學品的產業升級是一個更急迫的選項,而這種成長必然依靠研發來驅動。

2

全球化工行業領導力的爭奪已轉向專用化學品領域

研究海外化學工業的歷史,可以看到在上世紀60年代後行業演進發生了重大變化,目前化學和化工教科書中廣為應用的基礎理論仍舊停留在四五十年前的水平,此前企業依靠研究合成技術和工程技術所建立起的壁壘已經無法進一步增厚,二戰之後研發驅動的聚合物革命紅利難以為繼。但跨國公司在持續競爭中仍不斷強化學習和自我進化,並重塑他們的戰略邊界:部分企業如杜邦和道化學等在上世紀70年代後以開發取代了研究,新的產品不斷湧現,但是這些新產品仍然基於他們上世紀20年代到60年代就已經發展起來的基本技術,他們轉變為提供解決方案和專業化學品的供應商,而這是他們早在20世紀20年代就開始從事的領域;而另一部分倖存企業在意識到他們在化學領域的研發創新已經無法提供更多的競爭力,轉而選擇在新興的生命科學領域進行更多探索,孟山都和從巴塞爾分拆出來的汽巴-嘉基在這條路徑獲得了成功,尤其是後者,成就了全球級別的製藥工業領導者諾華。

另一方面,與汽車和機械產業一樣,全球對化學品的需求正在向新興市場轉移,從收入規模來看,與國家石油公司關係密切的新興市場化學品企業已經躋身頂尖行列,2018年中石化的銷售額已經接近巴斯夫,而SABIC等來自沙特、印度和巴西等新興市場國家的化工公司也已經大致接近甚至超越了英力士、LG化學、三菱化學、科思創這些頂尖的跨國化工公司。化工行業已經進入了全球競爭的高級階段,與汽車和機械相比,新興市場企業將更有可能在化工領域向跨國企業的全球領袖地位發起挑戰。

邁向創新驅動新時代 ——後工業化時代的中國化工企業成長之路

儘管新興市場國家的化工企業已經從規模上接近頂級的跨國企業,而從產品結構、創新能力對化學學科的貢獻程度、生產效率等來看,來自新興市場的參與者在未來很長一段時間內仍將是海外巨頭的追隨者。但純粹的數字掩蓋了細分市場間的差異,目前新興市場的參與者主要從事基礎化學品和樹脂的生產,而跨國公司則基本上完全掌控了特種化學品、工業氣體、農用化學品的市場。我們觀察全球化工行業上百年的發展歷程,發現像巴斯夫、杜邦、陶氏和孟山都等這些在激烈的競爭中倖存下來的偉大跨國公司,均具備極強的自我學習和演進能力,他們的成立、壯大、發展、併購和分拆基本上都遵循了以下主題:進入壁壘的構築、戰略邊界的確立、增長極限的遭遇、尋找並確立新的戰略邊界。那麼面對當前環境下跨國巨頭和新興市場化工企業不斷在競爭中戰略邊界的重塑,中國未來又有哪些企業,將從何種方向去突破,並能夠與那些化工巨頭漸行漸近?這將是我們在本篇報告中要討論的問題。

邁向創新驅動新時代 ——後工業化時代的中國化工企業成長之路

2.1

跨國化工企業的邊界確立:重歸專業化學品

二戰之前歐美化學品公司對進入壁壘的構築

19世紀末成立的歐洲和美國化學品公司通過對新技術的商品化迅速在國際市場上構築了強大的進入壁壘。美國化學工業的初始階段,基本上聚焦在無機化學品領域,杜邦、陶氏化學、孟山都這些公司在1900年前後奠立了自己的產品壁壘和成長基礎:杜邦依靠硝基纖維炸藥完成了原始的積累,並依靠在化學纖維素方面的認知構築了自己的技術壁壘;陶氏化學憑藉從海水中提取溴化物和氯化物的電解技術的商業化,完成了公司的起步和其他氯化物及農藥產品的延伸,並構築出基本的進入壁壘;孟山都則在食品和香料領域開啟了自己的征程。而在歐洲,這一初級階段化學品公司的發展方向則確定在人造染料、藥物製劑和膠片等有機化學品領域,並迅速佔領了全球市場,巴斯夫、拜耳、赫斯特和他們的瑞士競爭者汽巴、嘉基則成為歐洲化學工業的最初推動者並先後建立了自己的進入壁壘。在上個世紀50年代以前,這些歐洲和美國的化學品公司一直致力於自己的初始產品和相關衍生產品上,並以此作為成長初級階段的戰略邊界。

二戰後石油公司戰略邊界的塑造:止步於專用化學品領域,聚焦於初級產品和通用聚合物

在此之後,第二次世界大戰的爆發帶來了對高辛烷值航空汽油和合成橡膠的大量需求,化學工業的第二個黃金時期——聚合物/石油化學產品革命正式宣告到來。杜邦在這一階段首先完成了尼龍和氯丁橡膠的商品化,同時此前專注於石油開採和煉製的殼牌、新澤西標準石油公司和飛利浦斯等石油公司開始研究生產原油分餾和裂解後產物的聚合物,並用來生產高辛烷值汽油。而在戰爭結束之後,新澤西標準石油公司等將之前他們在研究過程中獲得的經驗成功地應用在聚烯烴等領域並開始向通用聚合物領域擴展自己的戰略邊界。而其他石油公司也開始緊跟新澤西石油公司的腳步,紛紛向合成纖維、特種塑料和專用化學品領域拓展。但是到20世紀70年代之後,這些石油企業開始逐漸認識到,杜邦和陶氏等專業的化學品公司經歷了幾十年在化學品領域建立起來的進入壁壘是如此之高並且難以逾越,因而這些嘗試拓展新的戰略邊界的石油公司紛紛撤離上述領域,而重新定位於原料類產品、中間品和通用聚合物產品的生產,依靠一體化的優勢維護了自己所擅長的戰略邊界,並避免了在特種化學品領域的失敗。

專業化學品公司遭遇增長極限,開始重新確立戰略邊界

在聚合物/石油化學產品革命到來以後,杜邦、陶氏、孟山都這些專業的化學品公司儘管不具備石油公司那樣在原料端的優勢,但是憑藉自己擅長的研發能力同樣確立了擴張進入石油化學產品的戰略邊界,他們同樣涉足聚合物產品和石油化學產品的生產,但是僅以較小的規模運營。另一方面其他一些公司比如聯碳公司嘗試追求非相關產品的多元化,以此來縮小與杜邦和陶氏化學的差距,但是他們發現自己的研發能力在新的市場領域幾乎無法提供任何競爭優勢,從而付出了一些代價。

在上個世紀70年代之後,大部分頂尖的化學品公司開始意識到這樣一個問題:人類對化學工業的認知已經到達了一個極限的程度,化學和工程學科領域已經無法產生足夠新的學識和產品並實現商品化,在研究上所做的努力已經無法在邊際上對他們的成長帶來更大的幫助。因此以杜邦為代表,開始逐漸在經營策略上側重於新產品的開發而不是新產品的研究,但這些新產品的開發是基於上個世紀20年代開始就已經發展起來的技術。在伊朗革命導致的第二次石油危機發生之後,20世紀80年代初期歐美國家普遍迎來了經濟的衰退,這些專業的化學品公司發現他們的基礎化學品和通用塑料業務在原油價格的波動面前是如此的脆弱,因此他們陸續開始尋找新的戰略邊界,並強化他們所擅長的研發和自我學習的基礎。於是我們可以看到在上個世紀80年代以後,美國的化學工業開始重新側重於專業和特種化學品的開發生產,而這是那些專業化學品公司在上個世紀20年代就開始從事的領域。

與此同時,部分美國專業化學品公司開始另闢蹊徑,將生命科學作為獲取新的知識產權和進入壁壘的領域加以探索,但是事實證明沒有任何一家公司在這方面獲得成功。陶氏化學和杜邦都曾經嘗試向製藥工業進行拓展,但對於不擅長的戰略邊界的擴展難度使得他們最終仍選擇了退出。

在歐洲方面,二戰之後I.G.法本分拆出來的巴斯夫、赫斯特和拜耳相比於他們的美國競爭對手則經歷了更多的挑戰,由於美國公司已經在聚合物/石油化學品革命中取得了領先的身位,赫斯特和拜耳等只能在合成纖維和工業化學品領域儘可能的發力並恢復他們的行業領導地位,幸運的是他們取得了顯著的成功。但和他們的美國同行一樣,德國巨頭們也在上個世紀80年代以後開始意識到了化學品領域的增長極限,例子之一便是赫斯特開始向製藥行業的轉型,並於1999年組建成了安萬特公司。另一個例子是瑞士的汽巴嘉基經過戰後的分拆合併之後,面對化學工業領域的增長極限,開始聚焦於藥品領域的商品化,尤其是在新興的分子生物學領域,為此他們收購了專門從事DNA重組的新啟動公司,最終這一戰略邊界的確定導致了1995年汽巴嘉基與山德士公司的合併,這讓我們看到了一家偉大的製藥公司——諾華的誕生和此後汽巴嘉基原有化學品業務的拆分。在所有化學品公司向製藥領域的轉型過程中,汽巴嘉基的重組拆分是我們看到的為數不多的成功案例。儘管歐洲的另外兩家領袖級企業——英國的帝國化學工業公司和法國的羅納普朗克也做出了類似的嘗試,但最終結果以失敗而告終。帝國化學工業公司是少數成功參與了聚合物/石油化學品革命的歐洲公司,並一度成為了具備國際影響力的競爭者,但向製藥領域拓展的努力失敗之後,公司決定仍聚焦於化學品的生產,並出售了它製藥業務,羅納普朗克公司則在化學工業和製藥工業兩個領域都遭遇了失敗。

整體來看,在上個世紀聚合物/石油化學品革命之後,專業化學品公司和石油公司在化工行業的戰略邊界的重塑可以概括如下:

1)石油公司的化學品業務受制於技術壁壘和自身的研發能力,而止步於專業化學品,並聚焦於基於成本優勢的基礎化學品和通用塑料領域。

2)專業化學品公司在向上遊聚合物和石油化學品做出較淺的嘗試之後面臨增長的極限,開始加固所擅長領域的戰略邊界,但需要注意的是,在實現相關多元化的過程之中,他們以開發取代了研究來突破自身的增長極限,在大宗的基礎化學品市場面臨激烈競爭的背景下,致力於向利潤率更高的專用化學品等利基市場延伸自己的戰略邊界。

3)部分專業化學品公司面臨增長極限之後開始嘗試向生命科學和製藥領域拓展新的認知和戰略邊界,但是能力限制下大部分遭遇了失敗,前身為汽巴嘉基的諾華是我們看到的少數成功案例之一。

2.2

從陶氏向化學品的迴歸看跨國化工企業的邊界重塑

從陶氏的發展歷程來看,無論是所處領域進入壁壘的構築,還是在相關多元化過程中對新的戰略邊界的不斷拓寬調整,研發對陶氏躋身頂尖化學品公司起到了至關緊要的作用。即使在上個世紀20年代美國經濟大蕭條期間,公司也未放棄在研發上的投資,在“創意工廠”米德蘭實驗室誕生了一系列在乙烯、苯乙烯、PVC、離子交換樹脂、聚苯乙烯、乙草胺等領域的極具突破性的研究和創新,而正是這段時間在研發上的大力投入,構築了陶氏日後成長為世界級化學品公司的眾多進入壁壘,聚苯乙烯樹脂Styron在誕生之後的50年內成為陶氏的核心商品,為公司此後的聚合物時代打開了大門。

陶氏化學在聚合物/石油化學品革命之後同樣遭遇了化學品領域的增長極限,面對困境公,司出售了大量低附加值的通用聚合物類產品和基礎石油化學產品生產線來籌集資金,用於在製藥行業和專用化學品領域的擴張。1987年,陶氏化學公司在基礎石化產品上和塑料上的業務營收已經從之前的85%降低到52%。

向製藥工業的邊界拓展遭遇失敗

相比於在基礎化學品和合成樹脂領域的成功經驗,公司在利基市場的嘗試並非一帆風順,公司在上個世紀80年代初期表現出了對製藥行業的極大興趣,先後收購了理查德森-維克斯公司的藥品事業部,以及日本船井製藥公司,並與日本大冢製藥公司合資成立一家制藥企業,在美國和日本市場尋求契機。此後1986年馬里昂-默里爾-陶氏製藥公司的成立標誌著公司真正進入了製藥領域。然而,由於進入製藥行業所需要的技術門檻太高,陶氏製藥公司在新的產品開發方面鮮有成功,且自身原本擁有的藥物專利權也即將到期,再加上公司收購的馬里昂實驗室以及默里爾藥品事業部僅具有強大的銷售能力,但在研發能力上並不擅長,陶氏化學在製藥行業學習能力的欠缺,直接導致公司難以打破其他公司所建立的行業壁壘與戰略邊界。最終,陶氏化學將旗下的製藥公司以71億美元的價格賣給了赫斯特,結束了在製藥行業的戰略嘗試。但幸運的是,失敗後的陶氏迅速調整了其戰略邊界,開始堅守在專用化學品領域的研發與競爭,並實現了從基礎化學向電子技術、新材料領域的拓展。

大規模併購重組,深耕專用化學品領域

相比於涉足製藥工業的失敗,陶氏化學在專用化學品業務的成功指明瞭專業化學品公司在尋求新的戰略邊界時的正確方向。公司從1985年開始展開大規模收購行動,以擴張公司專用化學品方面的業務,在3年的時間裡先後收購9家專業化學品公司以及與3家特種塑料公司合資建立新公司,並將整個集團分為基礎化學品、工業專用化學品、消費化學品三個部門。在1986年公司就已經成為全球最大的熱塑性塑料生產企業,在2017年特殊塑料板塊仍為公司的第一大板塊,分別貢獻了42%的營收和39%的EBIT。陶氏化學利用新併購的專業化學品公司已有的研發技術在北美以及海外的影響力,在專用化學品領域站穩腳跟,成功轉型為一家專用化學品的多元化公司,早在上個世紀90年年代中期,公司就有超過80%的營收和利潤來自於終端的各種專業化學品。

進入21世紀之後,面對越來越激烈的全球競爭以及越來越頻繁的行業整合,公司繼續在專用化學品領域不斷拓展自己的戰略邊界,在2009年以188億美元現金併購了羅門哈斯(Rohm & Haas),並將羅門哈斯位於費城的總部改造為高新材料業務板塊,同時整頓研發部門以致力於新產品的推出。2016年又將著名硅材料公司道康寧(Dow Corning)全資兼併,將道康寧有機硅的優勢技術和陶氏化工新材料技術有機對接,大大提升了陶氏新材料在電子領域的長期競爭力。而2016年公司又開始謀劃與另一個頂級化學品公司——杜邦的合併,並將整合後的陶氏杜邦拆分成三個獨立上市的公司,主營業務分別是:農業和食品——依靠杜邦的技術優勢,從事農作物保護、種子及農產品加工;材料科學——依靠陶氏的技術優勢,從事功能塑料、油漆、基礎建設解決方案;特種化學品——依靠兩家的技術優勢,從事電子化學和信息技術品、工業生物科學、營養和保健。

2.3

跨國巨頭和新興市場企業對領導力的爭奪已轉向專用化學品領域

從歷史上看歐美化工巨頭的成長路徑非常一致:即依靠雄厚的技術積累和資產基礎構築堅實的進入壁壘,然後通過相關多元化不斷拓寬確立新的邊界,並致力於利潤增長,此外他們還在立足本土市場的基礎上,不斷在高增長的新興市場尋找新的發展機會,從過去幾十年來看,頂尖的跨國公司已經逐漸在新興市場建立了相當大的生產能力,而從近兩年BASF和埃克森美孚等在中國華南的投資動作來看,他們仍將新興市場視作突破自己增長極限的重要手段。而隨著來自油氣生產國(沙特、巴西等)以及新興市場國家(中國、印度、巴西等)企業的發展壯大,全球化工行業競爭格局產生重大轉變。這些新興企業按照不同的規則進行競爭。與歐美和日本的老牌化工企業相比,他們無法再通過橫亙百年的技術革新來確立自己的行業地位。這些企業走了兩條不同的路徑:來自油氣生產國的企業在油價高企的階段,擁有對優勢原料的控制,他們注重資源貨幣化;而來自新興市場國家的企業具備優先進入最有活力的消費市場的能力,他們受益於所在地區的經濟快速發展。前者的典型例子是沙比克,後者的典型例子是中石化和印度信實。他們通過不同的競爭規則均實現了可觀的銷售規模,併成功躋身全球50強。從當前全球化工行業戰略邊界的塑造來看,新興市場的參與者仍停留在三烯三苯、三酸兩鹼的基礎石化原料階段,以及聚乙烯、聚丙烯、合成氨、合成樹脂、合成纖維、合成橡膠等石油和化工深加工的初級階段,而跨國企業則在掌控化工新能源、新材料等專用化學品領域的同時,不斷通過研發嘗試更多的利基市場。

邁向創新驅動新時代 ——後工業化時代的中國化工企業成長之路

後發的化工企業較難在製藥領域取得突破

從我們上述的討論中不難看出,在過去的幾十年中,即使對於在化學品領域有卓越成就的歐美化工企業,想把其在熟悉的戰略邊界之內積累起來的學習與研發能力複製到製藥工業,並取得突破是難之又難,縱使強大如陶氏、帝國化學工業公司和羅納·普朗克,也在較高的壁壘之前遭遇了失敗後及時回撤其在製藥領域的擴張。儘管我們可以看到一些多元化的頂級化學品公司如拜耳和巴斯夫同樣作為製藥工業的巨頭而存在,但是我們需要注意到從19世紀末製藥工業誕生一開始,上述企業就是這個行業的推動者,在19世紀80年代,拜耳、赫斯特和巴斯夫最先採用煤焦油原材料、中間產品以及在染料生產中所獲得的的技術,開發出多種以煤焦油為基礎原料的藥品,從而在商品化生產這類合成藥品的領域成為全球的領導者,這些藥品包括鎮定劑、止痛劑、血清製品、疫苗和退燒藥等,他們一方面生產合成材料,另一方面生產合成藥品,同時在兩個領域構築了強大的進入壁壘。

而進入上個世紀80年代之後,當那製藥企業同樣遭遇增長極限之後,我們發現他們相比於化工企業,利用生物技術革命向分子生物學領域的邊界拓寬要更順利一些,他們與那些初創的生物技術企業共同推動了生物技術新產品的商業化過程,並在大批量藥品和小的利基市場即專業藥品領域塑造了各自的邊界。因此後發的化學品公司在製藥領域遭遇失敗也就不難理解,極少數成功的個例也是來自對醫藥公司的併購,如汽巴嘉基和山德士合併後誕生的諾華。

未來的爭奪將集中在專用化學品和新材料等終端市場

從當前全球化學品的需求趨勢來看,仍顯著利於新興市場的參與者。根據BASF的預測,到2030年全球化學品市場的產值將從2018年的39000億美元增長至2030年的57000億美元,其中包括中國在內的亞太地區的份額預計將從目前的61%上升至約65%,而北美和西歐的份額將分別從目前的16%和18%萎縮至14%和15%,中國市場的產值有望在未來十年中實現4%的CAGR,遠高於全球平均3.1%的水平。

邁向創新驅動新時代 ——後工業化時代的中國化工企業成長之路

如果新興市場企業如果能夠繼續保持過去十幾年中的增長,它們的規模將很快超過跨國公司。但是已經日趨飽和的基礎化學品市場顯然不是這些新興市場企業繼續著力的方向。 如陶氏化學的CEO利偉誠對中國石油和化學工業的建議所述,新興市場的參與者未來創新發展的重點應當放在終端市場的需求上:“我們認為,中國的石油和化學工業基本上就是一個基礎原材料工業,你們離終端市場太遠。其實終端市場技術水平不低,經濟效益不差。中國石油和化學工業的發展,應該大膽擁抱終端市場”。

邁向創新驅動新時代 ——後工業化時代的中國化工企業成長之路

以沙特阿美為例,儘管長期以來一直是世界上最大的石油和天然氣供應商之一,但是與陶氏化學合作成立Sadara了之後,才真正進入了世界級的化工企業之列。Sadara65%的股份為沙特阿美所有,目前正在建設世界上有史以來最大的單期化工廠。這座耗資200億美元的工廠在2016年投產之後擁有了26座世界級的化工裝置,生產的300萬噸特種塑料和特種化學品大部分被運到了快速增長的亞洲市場。而在中國新材料是歷年的“五年規劃”的重點戰略方向,這意味著政府將支持在特種材料、高聚物、無機材料和複合材料等領域加大力度。後發國家的參與者僅依靠龐大的銷售體量,還無法構築與跨國巨頭們競爭的核心能力,在這方面早已崛起的韓國和日本化工企業是新興市場化工企業的榜樣——在走出憑藉成本和市場優勢攫取競爭地位的年代後,他們已經開始打造自己在技術創新、營銷管理等方面的能力,韓國的LG化學和日本的旭化成是他們的典型代表,儘管他們在成長初期的壁壘構築方式有所不同,但向世界級化工企業邁進的過程中,都一致將戰略邊界的突破方向指向了專用化學品領域,需要注意的是,他們所取得的成就都是以強大的研發能力為保障。

LG化學在上世紀50年代成立初期主要從事化妝品生產,此後通過生產香皂和甘油進入塑料產業,奠定了其日後發展兩大支柱之一的化學產業。在1967年LG集團成立了韓國首家民營煉油廠湖南煉油,進入了基礎原料領域併為進軍重化工打下基礎。上世紀70年代韓國通過出口主導型政策推動經濟快速發展,這一階段LG化學通過早期在化學輕工產品的積累,完成了湖南煉油的擴建工程,通過進軍石化業務提供穩定、低成本的基礎化工原料,這才有了LG日後的迅速崛起。上世紀80年代韓國企業在政府推動之下逐漸完成了向重化工業的轉型。在化學與能源領域LG化學不斷基於石化裝置帶來的規模優勢,開始向下遊產業鏈不斷拓展,除了在PVC、VCM、丙烯酸酯、鄰苯二甲酸酐、EVA樹脂、SBR橡膠這些基礎化學品和合成材料領域取得了不錯的成就之外,更是基於研發能力在HCFC、合成樹脂彈性橡膠和SAP等高性能樹脂方面取得的突破。而在21世紀之後韓國基礎化學品行業開始受到中國競爭對手的衝擊之後,LG將他們此前的學習能力應用到了回報更高、發展前景更為廣闊的鋰電材料、熒光體等顯示材料和半導體材料領域,併為日後成為動力電池巨頭埋下了伏筆。

日本化工巨頭旭化成的成功同樣來自不斷轉型和外延。公司創立初期以紡織品和基礎化學品起家,並在戰後成為日本最大的化學品公司之一。在1950年代與陶氏成立合資公司,旭化成通過生產聚苯乙烯進入了合成樹脂領域;通過生產腈綸纖維進入了合成纖維領域,實現了從紡織品巨頭到化學品巨頭的過渡,這一階段雖然公司整體營收中大部分仍由紡織業務所貢獻,但化學品帶來的高額利潤讓公司意識到追求高附加值業務的必要性。旭化成基於成長過程中積累的研發能力,在合成樹脂和鋰電材料等電子產品領域深入發展,經過戰後半個多世紀的發展,已經成長為一家以化學和材料科學為基礎,涉足合成纖維、化學品、消費品、建築建材、電子和醫療服務等不同領域產品和服務的跨國公司。旭化成的發展歷史中最令人矚目的是在膜材料領域取得的成就,公司1961年在川崎建設了第一家離子交換膜工廠並用於工業鹽的生產;1975年在全球首次使用離子交換膜工藝生產燒鹼。基於在膜材料領域的成就,旭化成為此後在鋰電隔膜材料、超濾和微濾纖維膜等領域的發展打下了技術基礎,並以此拓展到人工腎臟領域併成功進入了醫療行業。此外旭化成更是全球鋰電技術的開拓者,2019年諾貝爾化學獎之一被授予了旭化成鋰電教父吉野彰,用以褒揚上世紀80年代他對鈷酸鋰正極材料的研究和對鋰電產業化的積極作用,旭化成的研發和學習能力不僅成就了自己,也推動了人類生活向更美好的方向前進,這正是偉大公司的意義所在。

通過上面的研究可以看出:從19世紀最後10年的發端開始至今,現代化學工業的整個發展進程中,產業結構層次的高低一直是決定參與主體競爭優勢的關鍵,而產業結構層次的高低,又取決於技術發展水平。現代化學工業的發展就是一部持續百年的技術革新史,研發驅動的產業結構層次提升一直是各國化學工業發展的主題。在當前全球化工市場競爭越來越激烈的情況下,跨國化工巨頭和新興市場的挑戰者之間的戰略界限已經越來越模糊,新興市場參與者通過資源、規模、人力和市場構築起特有的壁壘之後,他們將向專用化學品、新材料和更為前沿的戰略性新興產業發起衝擊,而且這場戰鬥已經打響。

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2.4

從日本材料行業的隱形冠軍看中小化工企業的生存之道

從上個世紀80-90年代開始,日本先後受到1985年廣場協議導致日元大幅升值、1990年代中國擴大對外開放等外部因素的影響,經濟高速增長的階段宣告結束,隨著市場的飽和及生產要素成本的上升,沒有規模效益的日本中小企業面臨了巨大的競爭壓力,市場結構迅速向頭部企業集中。為避免大量中小企業破產對社會的衝擊,日本開始積極幫助他們去海外發展,向海外進行大規模的產業轉移。令人意外的是,這種轉移並沒有造成包括化工和材料行業在內的日本製造業出現空心化的問題,反而為生產率較高的企業,以及新興產業的發展提供更多的資源,從而促成了日本國內產業結構的改造,汽車、電子、精密機械等工業部門飛速發展。而在化工行業日本也成功轉型新材料和特種化學品的生產,他們以工業化為研發導向並迅速佔領全球市場的策略獲得了巨大的成功,很早的在特種陶瓷、碳纖維、工程塑料、非晶合金、OELD材料和鎂合金材料等領域佔據了絕對的優勢地位。

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以碳纖維產業為例,全球碳纖維生產的核心技術主要掌握在日企手中,包括 PAN 原絲生產中的聚合、噴絲、牽引等幾個步驟,以及碳化過程中的低溫碳化、高溫碳化兩個環節,而在整個產業鏈中,這兩個環節所佔利潤高達 55%-75%,日本碳纖維產能和產量在全球佔比具絕對優勢(超 50%),在小絲束碳纖維市場上,東麗、帝人(東邦母公司)和三菱三者合計佔據全球 49%的市場份額;在大絲束碳纖維市場上,東麗和三菱合計佔據全球54%的市場份額。再以半導體行業為例,儘管上個世紀90年代以後在韓國和中國臺灣的衝擊之下,日本在DRAM領域的技術和成本優勢不再,並逐漸退出半導體芯片市場,但是卻在更上游的半導體材料及設備領域保持了極大的優勢。生產半導體芯片需要的19種必要材料具備極高的技術壁壘,而日本企業在硅晶圓、合成半導體晶圓、光罩、光刻膠、靶材料、保護塗膜、引線架、陶瓷板、塑料板、TAB(捲帶式自動接合)、COF(薄膜復晶)、焊線、封裝材料等14種重要材料方面均佔有50%以上的份額,併成就了信越化學、SUMCO、住友電木、日立化學和京瓷化學等眾多公司在半導體材料領域的成功。而除了上述大中型化工和材料企業的成功之外,令我們印象更為深刻的則是一些日本中小化工企業,特別是那些細分領域的隱形冠軍在產業升級轉型的過程中所取得的成就。

日本中小企業的發展受益於產業轉移與分工

上世紀70年代以後,隨著工資成本的提升和環保要求的嚴格,日本中小企業經營環境日趨嚴峻,很多企業開始控制用工規模,日本9人以下製造業企業的數量從1969年的47.5萬家增加至1983年的近60萬家,而100人以上用工規模企業的數量在這一期間有所下降,市場結構迅速向頭部企業集中。而海外產業轉移給那些陷入困境的中小企業提供了新的發展空間,日本的製造業在過去的發展過程中形成了層層分包的金字塔型分工結構,大企業在經營的過程中伴生了一大批的中小供應商,並形成了穩固的合作關係和經營生態。那些大企業在海外建廠的時候,常常帶著中小供應商集體出海。這種穩定的銷售渠道,使得小企業在海外經營初期就能迅速走上軌道。

那些沒有海外生產基地,但是能夠存活下來的中小企業,基本上都是高度專業化,並在細分市場裡擁有核心技術的企業。日本著名的中小企業集群東京大田區最初憑藉三菱重工、日立和佳能等的建廠而成為日本主要的機械基地,在1980年代以後隨著大企業工廠向海外的轉移,區內的中小企業逐漸失去訂單,迫於無奈他們轉而進入先進製造業,從大批量生產轉型為承接加工小批量的高精尖加工業務。由於訂單規模的變小和用工成本的提高,企業規模不斷縮小,2014年日本全國的中小企業平均用工規模僅為47.9人,平均成立時間則要追溯到1975年;而那些頂尖的中小企業平均用工規模也不過195.9人,平均成立時間則要追溯至更早的1963年。

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正是這些小工廠和小作坊,支撐起了自動化設備、精密儀器、半導體加工設備以及先進材料、化學品等日本製造的核心部門,他們依靠在傳統行業裡積累的核心能力成功的向高科技行業實現轉型,從1)在全世界的市場份額和利潤率、 2)獨創性和自主性、 3)不可替代性、 4)國際市場份額的持續性等方面成為全球製造業的隱形冠軍。這些中小企業是日本製造業實現持續全球領先的重要基礎,觀察他們的成功基礎和能夠存活下來的奧秘之處,正在於研發能力所賦予的核心競爭力。

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專業化和精細化是日本中小化工企業的生存之道

在過去幾十年中日本和韓國的化工行業所取得的成就在於在中國經濟崛起的過程中,為中國市場提供大量的中間原料和終端產品,而一旦中國的本土企業在技術、產業鏈配套或成本優勢上取得突破,我們很快就看到了相關日韓企業的倒下,典型的例子便是PTA和烯烴等眾多子行業。而除了中日韓石化巨頭間的競爭之外,未來東亞地區中小企業之間的競爭也將越來越激烈。

日本化工產業高度集中,2018年前10家日本上市化工企業銷售收入合計1482億美元,在所有上市化工企業中佔比48.7%,其中大型石化綜合企業三菱化學控股以336.2億美元的營收規模位居首位,其後的是東麗、住友化學、旭化成、信越化學、三井化學、昭和電工、日本電工、東曹和DIC,前20家化工企業銷售額比重68.3%,而前50家化工企業銷售額比重88.3%。日本的頭部化工企業大部分為多元化發展,除了石化產品、基礎化學品之外,普遍在高性能樹脂、特種纖維、功能聚合物、半導體和集成電路相關的電子和信息材料等領域佈局。而相比頭部企業的多元化,排名靠後的中小企業更為專業化和精細化,他們基本上不生產基礎化學品,除了生產與工業生產、生活和健康相關的終端精細化學品之外,相當大的一部分企業生產與半導體和顯示器件等相關的功能性材料,比如,半導體封裝使用的光阻劑(Photoresist),日本JSR Micro及東京應化工業(ToK)是全球前兩大供應商。而在IC封裝載板、ABF基板層介電材料、製造封裝基板核心層材料、環氧樹脂固態封裝材料、導線架、焊線材、底部填充劑等方面,這些日本廠家也佔據了全球頂尖位置,這些從事先進製造的日本中小企業的成立時間普遍可以追溯到二戰結束初期甚至是百年之前,他們正是本土新材料企業的借鑑方向。

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3

本土化工行業的短板在哪裡?

3.1

從MDI等看本土化工企業的突破

中國化學品的產值早在2010年就已經超過美國成為全球第一,在2014年已經超過第二位的美國和第三位的日本加起來的總和;在2019年我們有中國石化和萬華化學等五家化工企業(包括臺灣地區的臺塑)進入了全球50強(按化學品銷售收入)。進入21世紀之後,我們在石化化工和材料領域取得了很多突破,主要的邏輯在於快速增長的中國市場驅動了基礎化學品和通用材料向國內的產能轉移,中國成為專利商們競爭最為激烈的戰場,而隨著工程師紅利的集中爆發和國內裝備製造業的逆襲,逆向開發之後的技術自主化就成了很自然的事情,而這正是上個世紀50-60年代的日本和80-90年代的韓國產業升級階段的重現。

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這種情況在煤化工領域格外顯著,儘管世界上各種煤化工技術很早就走出實驗室並尋求工業化,但只有在現代中國才促成了各種煤基化學品的爆發式繁榮,大型氣流床煤氣化、直接煤制油、間接煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇、萬噸級煤制芳烴、低階煤的分質利用和合成氣的變換技術相繼獲得成功示範和運行,除了資本保障的國外技術集成之外,裝備自主化是另外一個重要的因素,2000噸/天的大型氣化爐、大型變換爐、低溫甲醇洗、12萬等級的空分設備、8萬等級以上的空壓機、百萬噸煤制油反應器、60萬噸級MTO反應器等的突破促成了國內煤化工行業的繁榮。而除了煤化工工藝的革新之外,我們在MDI等大體量的化學品方面,或者通過自主開發,或者通過技術的引進吸收也逐漸實現了進口替代。

MDI:面對國外巨頭的技術封鎖,萬華化學在上個世紀70年代僅是從日本引進了萬噸級MDI生產裝置,並未通過技術轉讓和許可掌握生產MDI的技術訣竅,投產之後面臨了嚴重的消耗和質量難題,90年代之後萬華開始了技術的改造和自主開發,經過十多年的攻關成功掌握了MDI的關鍵製造技術,開發出了16萬噸級MDI工藝包,並在寧波和煙臺先後投產了16萬噸和20萬噸的工業裝置,相比最初引進時的間歇工藝,萬華通過自己的開發實現了DAM縮合、光氣化和結晶分離裝置的連續化操作,並通過能量集成和工藝優化大幅降低了公用工程和原料消耗成本。在此後公司在MDI生產技術上持續突破瓶頸,通過技術創新,將寧波單套產能提升至30萬噸/年,而後又提升至40萬噸,成為全球單套能力世界最大、技術全球領先的MDI生產廠家。萬華是國際上少數幾個擁有MDI技術知識產權的生產商,打破了海外巨頭對行業的壟斷。

聚碳酸酯(PC):早在上個世紀60年代國內就以晨光院為代表開始研發酯交換法和光氣法生產PC技術,但受制於落後的工藝和裝備製造水平,一直沒能實現工業化生產,僅有常州合成化工廠等維持千噸級的生產規模,國內市場完全被拜耳和三菱等國外廠家以及進口貨源所壟斷。萬華化學從2005年開始了界面縮聚光氣法PC技術的開發,2010年中試裝置試車成功之後,在2014年立項了工業化項目,於2018年初成功實現7萬噸光氣法PC裝置的成功投產,成為了國內首家掌握界面縮聚光氣法PC製造技術自主知識產權的生產商。而2019年5月中藍晨光院和成都有機所合作開發的酯交換路線工藝包也成功地應用於中藍新材料10萬噸裝置的投產。在聚碳酸酯技術的自主開發取得成功之後,可以看到旭化成等國外企業很快也開始放開了對國內技術轉讓的限制,中國即將成為全球最大的PC生產國家。

氯化法鈦白粉:氯化法鈦白粉技術原為科幕、科斯特和特諾等海外巨頭所壟斷,上世紀80年代錦州鈦業採用向國外公司技術諮詢的方式從美國引進技術建設了國內第一套年產1.5萬噸氯化法鈦白生產裝置,但最關鍵的沸騰氯化和氧化技術裝備並未獲得授權轉讓,此外核心技術的不完整導致1994年建成之後未能順利運行,錦州鈦業經過了多年的技術摸索才逐步實現了裝置的投產和連續運行。2017年中國氯化法鈦白粉產量僅佔全國總產量的5.83%,龍蟒佰利、錦州鈦業、雲南新立、漯河興茂和攀鋼釩鈦5家企業的氯化法鈦白粉合計產量僅為為16.75萬噸,而全球龍頭科慕2017年氯化法鈦白粉的產量超過百萬噸。2012年國內龍頭龍蟒佰利繼雲南新立之後從德國鈦康以技術諮詢的方式引入氯化法鈦白粉技術,並用於募投項目6萬噸裝置的建設,裝置建成之後經過長期的摸索於2016年底達產,公司基於一期項目的經驗於2017年2月投建了二期20萬噸裝置並於2019年中試產,用時不到兩年表明公司已充分掌握氯化法鈦白粉生產技術。

蛋氨酸:蛋氨酸具有高技術壁壘、高毛利率的特點,2010年國際市場接近110萬噸規模,國內早在20 世紀50 年代就開始了化學法合成蛋氨酸的研究,並於1959 年起在河北製藥廠等相繼建起一些小規模生產裝置,但這些裝置均是以甘油、硫脲和硫酸二甲酯為原料製得丙烯醛和甲硫醇,再經海因法制得蛋氨酸,以丙烯醛計收率只有60%左右。與國外以丙烯氧化制丙烯醛,硫化氫和甲醇反應制甲硫醇路線的先進技術相比差距巨大,生產規模小,成本高,且以間歇操作為主。上世紀80年代我國曾經從羅納普朗克公司(安迪蘇前身)引進過蛋氨酸生產技術,在天津投資興建了1萬噸/年的蛋氨酸生產線,技術雖然成熟,但國內研發能力、設計能力和管理水平跟不上,軟硬件配合上不成熟,該裝置一直沒有正常運轉。藍星集團從2002年起就開始考慮引進生產技術或合資生產,2003年開始與安迪蘇集團聯繫引進其技術改造停產多年的天津蛋氨酸裝置,但遭到了安迪蘇拒絕,此後2006年藍星集團收購安迪蘇之後開始在南京建設了7萬噸蛋氨酸項目。直到2010年重慶紫光天化1萬噸蛋氨酸工業化示範裝置投產之後突破了海外巨頭的壟斷,並於2014年建設投產了寧夏紫光5萬噸/年項目,此外新和成經過10餘年的研發,突破了高能耗等技術瓶頸,於2017年初成功試產5萬噸項目。

己二腈即將突破:己二腈是生產尼龍66等的關鍵原料,其主流技術包括丙烯腈電解二聚法和丁二烯氰化法,被英威達和奧升德等所壟斷,英威達更是在全球範圍內掌握了己二腈的供應,由於中國未能實現己二腈的自主供應,導致下游尼龍66嚴重依賴進口。2019年4月國家發改委發佈的《產業結構調整指導目錄》的鼓勵類名單中將此前“5萬噸/年及以上丁二烯法己二腈裝置”改為萬噸級己二腈生產裝置。表明國家層面意識到己二腈技術的重要性和突破難度。2015年天辰工程和山東海力等開發了採用自主研發的催化劑體系的“丁二烯直接氫氰化法”合成己二腈技術,並實現了全流程中試連續生產裝置的穩定運行。2019年7月天辰公司宣佈將與齊翔騰達等在淄博建設20萬噸己二腈裝置。此外陽煤化工集團經過5年的實驗室研發,成功地開發了丁二烯直接氰化法制取己二腈工藝,並在山西平定開始建設中試裝置。

3.2

我們的短板在哪裡?

除了上面這些化學品之外,我們還可以看到PMMA、PPS、芳綸、錦綸、碳纖維、氯化法鈦白粉和維生素等特種樹脂/纖維和專用化學品領域也已經實現技術上的突破,它們和基礎化學品相比擁有更多的生產訣竅和技術難點,我們或通過自主研發,或通過引進技術後的消化吸收,在國產替代的路上越走越寬。儘管我們已經取得了如此眾多的成就,但我國在2018年石油和化工行業的進出口貿易逆差仍然高達2832.5億美元,除了資源稟賦導致的3059.6億美元的油氣進口之外,仍需要進口高達780.9億美元的有機原料及中間體,749.0億美元的合成材料,370.1億美元的高端化學品和60.3億美元的專用設備。一些關鍵材料領域的產業化規模、產品質量等還遠遠不能滿足國內的需求,根據2018年工信部對130多種關鍵基礎材料的調研結果顯示,國內32%的關鍵材料仍為空白,52%依舊依賴進口。

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從國內進口化學品的細分來看,780.9億美元的有機原料進口主要是PX、丙烷、苯乙烯、煤炭和天然橡膠等,其中大部分和油氣同樣由資源稟賦所導致,而PX和苯乙烯等的進口空間將隨著本土企業的發力逐漸萎縮;749億美元的進口合成材料中,初級形態的聚烯烴和乙二醇等的進口同樣源自中東和美國的資源外溢套利,此外仍有高達324億美元的高性能合成樹脂、96億美元的合成橡膠和53億的高性能合成纖維高度依賴進口。此外370.1億美元的高端化學品是我們進口的另一個重要領域,這其中除了橡膠製品之外,主要是塗料、油墨、顏料,以及包括粘結劑、單晶硅切片和眾多製劑在內的專用化學品。

從對進口的依賴度來看,高性能的合成材料和高端的專用化學品是國內化工行業的短板所在和未來的重點突破領域。

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短板之一:高性能合成材料

從2008年至2016年,國內的合成樹脂、合成橡膠和合成纖維單體市場分別以9.7%、11.9%和9.8%的CAGR快速增長,儘管本土企業已經在眾多合成材料領域取得較大突破,但2018年我國仍有49.6%的HDPE、60%的PC、100%的己二腈、60%的EVA、49.9%的合成橡膠、40%的MMA、37.6%的ABS樹脂、36.7%的尼龍66等產品需要進口。以每年進口的2000多萬噸聚烯烴為例,其中一半是高端產品,包括聚丙烯管材專用料、電容膜專用料、聚乙烯汽車油箱專用料、燃氣管道專用料、汽車保險槓專用料等差異化產品,高性能的茂金屬系列聚烯烴彈性體、高剛性高抗衝共聚丙烯、多樣化的各種改性樹脂等產品仍以進口為主。不同於基礎化學品和通用材料產品往往可以通過對工藝和裝置的逆向開發而實現技術的掌握,這些差異化、精細化的市場需要更多的原創性開發來突破。

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短板之二:高端專用化學品

我們在高端的專用化學品領域的短板主要包括兩個方向,一是傳統精細化工領域的高端產品,其中包括塗料、染料這些表面處理材料,以及新劑型的農藥和高端的表面活性劑等。

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而另一個重要的方向則來自隨著下游半導體、面板顯示、鋰電產業等應用場景逐漸向國內轉移,以及5G的興起所帶動的電子化學品的進口替代。在國內所有新材料中,電子化學品領域與國外的差距是最大的,我們在高世代線面板、8英吋及以上晶圓用電子化學品領域基本依賴進口,而隨著近年來下游液晶面板和晶圓廠向國內轉移以及新能源汽車的高速發展,相關電子化學品的需求在大幅增長,進口替代空間巨大。

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4

中國化工行業研發投入現狀及領軍者

當下中國經濟已經告別了高增長階段,不論是房住不炒的頂層設計,還是海外逆全球化浪潮帶來的貿易端的壓力,都決定了我們的經濟模式將轉向產業升級和創新驅動,包括科創板的設立,以及2018年7月國務院常委會議宣佈將企業研發費用加計扣除比例提高到75%的政策由科技型中小企業擴大至所有企業,並對已確定的先進製造業增值稅留抵退稅返還政策來看,都正在朝這一目標努力。不同於中國這些年地產驅動的增長模式,我們可以看到美國市場過去這些年的成功來自於創新驅動的增長模式,他們的經濟增長更多來自於知識產權領域和研發的投資,即使資本市場出現階段性的泡沫,最後也會通過創新來消化掉。具體到化學工業和材料行業來看,上個世紀60年代研發驅動下的聚合物/石油化學品時代的繁榮給我們留下了深刻的印象。

在上個世紀50-60年代期間,主要的美國化工公司都聚焦在聚合物/石化產業技術研發所創造的機會方面,在這20年間,美國化工行業的增長率是其GDP增速的2.5倍。在20世紀60年代,塑料和合成橡膠業產生的附加值快速增長,是金屬加工業的兩倍。而到了70年代,合成纖維佔據了美國纖維生產的70%。在擴大新產品的能力方面,美國化工公司不斷在有機化學品、無機化學品和其他領域維持並不停地拓展他們在戰前就已經接近商品化的產品系列。因此本質上來講,是新商品的研發驅動了美國塑料和橡膠行業的繁榮發展,如果將那個時期美國在化工行業的研發投入增速往後平移4-5年的話,就會發現其與美國塑料和橡膠行業的產能指數高度吻合,而到了1970年代末期石油危機的到來,這種趨勢已不再明顯而且沒有太多規律可以遵循,其中原因可能是因為隨著化學學科的學習能力趨於極限,那些巨頭們在研發策略中更側重於新商品的開發而非新化學分子的研究,研發和商品化的週期已無規律可言。

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4.1

從研發投入現狀看本土化工企業崛起的兩個方向

坦率地講,我國化工行業在通用化學品和材料領域也僅是達到美國在上個世紀60年代聚合物革命時代的水平,從我國龍頭企業近幾年取得的突破來看,碳纖維、芳綸1414、PC、POM、PMMA、PPS這些行業仍處於學習和吸收的階段,而從進口依賴來看,聚烯烴彈性體(POE)、茂金屬聚乙烯(mPE)薄膜樹脂、EVA樹脂、聚苯醚、超高分子量聚乙烯樹脂(UPE)、尼龍12和氯丁橡膠等一大批關鍵材料尚未取得真正突破,關鍵領域的海外技術封鎖未見放鬆,未來很長一段時間內本土大部分的化工企業仍將處在技術突破的產品型公司階段。另一方面,隨著海外半導體、顯示、新能源等高端製造業向國內的不斷轉移,一大批相關領域的專用化學品和新材料也亟待突破,這同樣需要以強大的研發能力和鉅額的研發投入為保障。中國在基礎化學品領域憑藉人力資源的成本優勢、工程師紅利、產業鏈配套等方面已經取得了絕對的競爭優勢,未來全球化工行業的競爭將全面進入專用化學品和終端商品市場的爭奪,可以講未來的競爭就是研發能力的沉澱和積累的競爭,就是研發投入的競爭。

如果我們從兩個維度,即研發的絕對投入規模,以及研發投入在營業收入中的佔比,將那些排名比較靠前的國內上市化工企業列出的話,就會發現他們正是這些年來我們所積極擁抱的優秀公司。

從研發的絕對投入規模來看,排名前三十的企業基本上代表了國內化工各子行業的一線龍頭,這些企業以萬華化學為代表,他們依賴本土市場在聚氨酯、染料、鈦白粉、聚酯、農藥、有機硅、氟化工、磷化工、煤化工、改性塑料、玻纖等一眾領域已經構築了自己的壁壘,通過做大規模,把週期的平均利潤維持在數十億元,才能夠通過鉅額的研發投入往專用化學品領域進行邊界的突破。

邁向創新驅動新時代 ——後工業化時代的中國化工企業成長之路
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而從研發投入佔營業收入的比例來看,排名前二十五的企業基本上代表了國內新材料行業中最優秀的一批企業,儘管後發國家一開始就從專用化學品領域取得突破會面臨較大的挑戰,但是隨著面板、半導體等先進製造業向中國的全面轉移,這些處在產業鏈各個環節、有較強的研發能力和投入意願的新材料企業有潛力憑藉在細分領域的突破並在未來很長一段時間內成為超越海外競爭對手的隱形冠軍。

邁向創新驅動新時代 ——後工業化時代的中國化工企業成長之路
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4.2

從研發投入的絕對規模關注本土化工巨頭的突破

如前所述,本土企業已經依靠完整的產業配套和持續增長的市場在眾多基礎化學品領域奠立了在全球範圍內的絕對優勢,而過去幾年以環保等為推手的供給側改革又一改以往“劣幣驅逐良幣”的現象,造就了一大批具備成本競爭優勢的龍頭企業,如果僅從規模上來看即使放眼全球他們也已經處於頂尖水平。比如MDI行業的萬華化學現有產能210萬噸(包含BC30萬噸),未來煙臺和寧波基地完成80萬噸的擴能之後,將遠遠超過排名靠後的科思創和巴斯夫,而考慮公司海外建廠的計劃,公司未來將在MDI行業擁有絕對的話語權;再比如鈦白粉企業龍蟒佰利,60萬噸硫酸法產能本身已是全球最大,仍在氯化法路線上不斷突破,新建的30萬噸的氯化法產能投產以後再加上收購雲南新立的6萬噸裝置,未來鈦白粉產能將達到百萬噸規模,僅次於全球龍頭科幕以及合併後的特諾和科斯特,在海外巨頭鮮有擴產動作的情況下,來自中國的出口變化很大程度上左右了全球鈦白粉市場的定價,這也正是科幕等海外巨頭希望中國競爭對手加入他們的“價值增長計劃”的主要動機;此外還有製冷劑行業的東嶽集團和巨化股份、聚酯行業的四大巨頭、工業硅行業的合盛硅業、染料行業的浙江龍盛等,這些世界級的細分行業巨頭未來都將是國內化工產業升級的主要力量。當海外巨頭紛紛將策略重心迴歸到面向終端領域的利基市場,跨國化工企業與包括中國化工企業在內的新興市場參與者的競爭將是技術創新能力的競爭。

我們本土化工行業的細分龍頭們目前都已經具備了較大的體量,但如果向海外巨頭們發起進一步衝擊的話,一定要有較強的研發能力作為保障,這首先要以一定的投入作為前提。我們統計了2018年國內研發費用排名前三十的上市化工企業,這些企業以萬華化學、金髮科技、榮盛石化、魯西化工、中化國際、玲瓏輪胎、巨化股份、新和成、安道麥、衛星石化、龍蟒佰利、中材科技、新安股份、中國巨石、興發集團和揚農化工等為代表,均是國內化工企業的細分龍頭,也是中國化工行業走向全球的中堅力量。

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以萬華化學為例,公司已經在MDI行業奠立了自己的絕對核心競爭能力,而近些年除了在石化領域切入碳二和碳三業務,以完善自己的聚醚產業鏈之外,公司依靠研發在合成材料和精細化工品領域取得成就同樣讓人矚目,不僅在HDI、TPU、改性MDI和TDI等領域基於異氰酸酯的積澱取得突破,更是潛心十餘年,成功的完成了光氣法PC、異丁烯法MMA、SAP等先進材料的工業化,此外IPDI、IPDA、聚醚胺、尼龍12和檸檬醛等眾多自主研發的精細化工品也將陸續進入產業化階段。而萬華化學僅是中國化工企業成功崛起的一個典範,未來我們將看到一大批多元化和專業化的本土企業向世界舞臺的衝擊。

4.3

海外併購是提升技術能力的另一種有效補充方式

我們注意到,近幾年很多領先的海外化工巨頭因為業務太過於龐雜,協同性較差,普遍性地開始聚焦於戰略性的板塊,而剝離非核心資產,這樣的剝離也就給了很多新興市場參與者進入全球市場的機會。對於國內化工企業來講,通過併購海外的先進生產線來提升競爭力相對是條捷徑,而且確實也收到了一些成效,最顯著的便是中國化工對海外老牌企業的併購,從2006年開始相繼收購了蛋氨酸廠家安迪蘇、羅地亞的有機硅和硫化物業務、全球最大金屬硅供應商和硅鐵合金供應商挪威埃肯、非專利農藥巨頭安道麥、新加坡光伏解決方案供應商REC、高端輪胎企業意倍耐力、全球最大橡塑機械企業克勞斯瑪菲,以及2016年對全球農藥巨頭先正達的收購。

這種通過海外併購以獲取先進技術和產能並實現產業升級的例子近年來屢見不鮮,此外我們還可以看到萬華化學通過對匈牙利博蘇化學的併購迅速切入到TDI行業;龍蟒佰利通過收購亨斯邁的TR52業務提升了油墨鈦白粉的生產技術水平;浙江龍盛通過收購德司達,掌握了從染料設計到成品各個階段提供解決方案的能力;金正大通過收購德國康樸進入了園藝產品和特種肥料領域;而在新材料領域,港股公司昊海生物科技通過收購技術領先的Aaren、Contamac等一系列人工晶狀體材料企業,成為全球眼科材料的頂尖企業。WIND數據顯示從2013-2018年,由中國買家發起的併購交易數量以22%的CAGR逐年增長,併成為全球化工併購交易中最大的發起國,而歐洲化工企業成為主要對象。而歐洲化工行業的現狀是巨頭與細分領域隱形冠軍並存,以電子膠黏劑為例,德國漢高雖然是行業巨頭,但高達60%的細分市場為中小企業所佔據,且構築了較高的競爭壁壘。這些歐洲新材料和精細化工領域的隱形冠軍未來都將是中國化工企業以技術創新為目的的併購對象。

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儘管海外併購可以快速提升本土化工企業的技術水平,但研究巴斯夫等海外巨頭的經歷,發現他們通過併購完成多元化的轉型之後,有可能進入盈利能力的增長陷阱。巴斯夫從1990年開始調整業務板塊,通過收購來提升化學品、塑料、特性產品、農業與營養品、石油與天然氣五大核心板塊的專業化和市場地位。但產品系列趨於更加多元化之後,儘管巴斯的營收從1995年的236.37億歐元增長至2000年的359.46億歐元,但淨利潤卻從1995年的12.63億歐元下滑至2000年的12.4億歐元,與營收增長形成很大的背離,此外ROE從1990年代中期的14%左右下降至2003年的6%。分析這一階段巴斯夫盈利能力的減弱,主要是因為研發能力下降所致,巴斯夫的研發投入從2000年的15.26億歐元下滑至2003年的11.05億歐元,大幅削弱了在特性產品、功能材料和農業解決方案業務等高附加值創新產品上的盈利能力。針對這一階段出現的問題,巴斯夫在2004年調整了發展戰略,加大以終端客戶為導向的研發投入,開拓附加值更高的新產品範圍。此後巴斯夫的營業收入從2003年的333.61億歐元上升至2017年的644.75億歐元,淨利潤從2003年的9.1億歐元上升至2017年的60.78億歐元,ROE從2003年的5.7%恢復至2017年的13.3%,這種重視優勢業務和研發創新的新策略下獲得了極大成功。

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從以上的研究可以看出,儘管後發國家的化工企業在某些細分行業實現突破並構築起自己的壁壘之後,可以快速通過海外併購切入附加值更高的精細化工品領域,以相關多元化實現銷售規模的進一步增長,但如果沒有研發創新能力的保障,有可能會陷入盈利能力的增長陷阱。

5

中國化學工業邁向創新驅動新時代

5.1

科創板等頂層設計助推國內化工行業產業升級

我國政府高度重視新材料產業的發展,相繼出臺多項相關重大政策。新材料被列為國家高新技術產業、戰略性新興產業和中國製造業產業升級的重點領域,並提出了新材料產業發展的主要目標:保障能力大幅提升;創新能力不斷提高;產業體系初步完善。未來先進基礎材料總體要實現穩定供給;關鍵戰略材料綜合保障能力要超過70%;前沿新材料則要取得一批核心技術專利,部分品種實現量產。

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2019年6月13日,科創板在上海證券交易所正式開板,我們認為科創板的推出一方面是實體經濟供給側改革的延續,是助推國內經濟結構“補短板”和產業升級的重要動力;另一方面,也是資本市場的供給側結構性改革的開啟。經過數十年的發展,我國已建成了全球最為完整的工業產業體系,成為全球最大的製造業國家,但是在芯片等諸多高、尖、端領域的缺失導致難言製造強國。現階段國內經濟增長模式正向高質量增長階段發展,但產業升級很難用傳統的經濟模式去推動,對於輕資產、高研發投入的科技創新領域,尤其是生物技術、數據技術、移動互聯網領域、芯片製造領域,唯有通過國家資本或社會資本直接投資推動,活躍的科技創新活躍的資本市場相配合,因此科創板推出的核心在於補產業缺失短板,在於助推國內產業轉型升級。

具體到行業來看,科創板明確了對6大領域的科創企業的重點支持,分別為新一代信息技術領域、高端裝備領域、新材料領域、新能源領域、節能環保領域、生物醫藥領域。具體到新材料領域,我國新材料產業總體處於成長和追趕階段,與發達國家仍存在較大差距,因此科創板《指引》對該領域的扶持實際上是相關產業扶持政策的延續。

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化工新材料入選科創板六大重點推薦領域,再一次說明新材料是國家重點扶持和培育的產業,國內大多數的化工新材料企業規模都比較小,還處於發展初期,科創板的推出將為這些小微企業融資提供新的途徑,助推國內化工新材料的發展。國內科創板採取註冊制,對於上市標準採取差異化,並允許未盈利、存在未彌補虧損的企業上市。關於上市條件5套指標之一為:“(二)預計市值不低於人民幣15億元,最近一年營業收入不低於人民幣2億元,且最近三年研發投入合計佔最近三年營業收入的比例不低於15%。”該條件設立初衷體現了對研發驅動型的初創公司的支持。雖然未苛責盈利,但是對於“最近一年營業收入不低於2億元”的限制,則將備選標的限制為“技術和市場處於導入期的公司”。

5.2

下游應用場景向國內轉移,進口替代有望加速

日本的經驗告訴我們,在經濟高速增長結束之後,隨著市場的飽和及生產要素成本上升,沒有規模效益的中小企業將面臨巨大的競爭壓力,除了推動向海外的產業轉移,為生產率較高的企業和新興產業的發展提供更多的資源之外,中小企業未來更多的機會將來自向高度專業化轉變,以及掌握核心技術,為國內產業的轉型升級提供相應的加工配套資源和更多的技術支持。但對於目前的中國化工行業而言,我們僅僅看到印染和輪胎等少數行業在貿易環境的影響下開始在東南亞地區的佈局,大部分基礎化學品在國內市場仍有較大的增長空間,而產業鏈配套和投資環境的差異也決定了短期內本土化工行業尚不具備大規模向海外轉移的基礎,本土的中小化工企業的機會仍在於基於自身積累的學習和研發的能力,在中國製造業未來產業轉型升級的過程中,依靠高度的專業化和核心技術優勢,分享中國專業化學品和新材料市場的成長紅利。

觀察上述領域,國內的電子化學品行業與國外的差距是最大的,我們認為取得突破的機會也是最大的,因為該領域所涉及的光伏電池、面板顯示、半導體、鋰電池等行業存在一個共性,那就是中日韓之間相互合作博弈,在產業鏈的上下游既有協作,又有競爭。尤其是日本企業在電子化學品領域擁有絕對的統治地位,2014年的電子化學品產業的產值在全球佔據了40.5%的份額。國內在光伏電池、低世代線面板、6英吋及以下晶圓、電池用電子化學品領域已經基本實現自給,但高世代線面板、8英吋及以上晶圓用電子化學品基本依賴進口。隨著近年來下游面板和晶圓廠向國內的產能轉移以及新能源汽車的高速發展,同屬東亞語系和文化環境之下決定了電子化學品是本土企業最有可能取得技術突破和快速發展的方向,日本已經失去了在面板和半導體行業終端的競爭能力,未來的生存機會更多的在於在設備和材料領域以技術擁抱中國市場,與本土企業間的合作博弈必然帶來中國電子化學品和材料行業的崛起。

我們觀察到一個現象,那就是近幾年日本化工上市公司的整體營收增速持續放緩,而且從2013-2016年連續經歷了四年的負增長,除了那些多元化發展的頭部企業因全球經濟週期而導致營收增速不盡如人意,那些排名靠後的中小企業的銷售增速在2013年後也明顯陷入停滯,我們統計了2018年營收排名31-169的這些中小日本化工企業,發現他們雖然作為細分行業的隱形冠軍,2018年的整體營收也僅僅取得了6.8%的個位數增長。而如果我們觀察他們未來的主要競爭對手,即那些以研發為導向的符合中國製造產業發展方向的中小市值化工上市公司,就會發現伴隨這些日本中小企業增長停滯的是中國新材料和專用化學品企業的快速增長。儘管這些研發投入佔比較高的中國企業並不是整個中國國民經濟的全面代表,但是至少可以看出一個趨勢:那就是海外向中國的產業轉移已經波及了產業鏈的縱深各個方向。

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液晶面板材料的興起:平板產線已經完成向國內的轉移

由於技術、成本等方面的優勢,TFT 液晶顯示器(TFT-LCD)已經成為顯示器的主流。近年來,面板行業需求較為穩定,日經XTech網站預測,全球大尺寸顯示面板需求量將在未來幾年內保持較為穩定的態勢,總需求量略有上升。其中,電視面板需求量最大,且保持上升趨勢,預計2019年需求量將達到2.73億片。從全球TFT-LCD 產業格局來看,2015年之前韓國、中國臺灣、日本是全球主要的TFT-LCD 生產地,從2014年開始,各大面板企業開始在中國大陸集中投建LCD面板工廠,大陸地區產能佔比從2009年3.2%上升到2016年27.5%,面板主要生產基地開始從韓國和中國臺灣向中國大陸轉移。IHS Markit 預計2016-2019年大陸面板產能複合增速26%,2020年中國大陸將超越韓國成全球最大產區,可以說液晶面板已經完成轉移。

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高世代LCD新產能基本集中於中國大陸。在2018年全球高世代LCD面板產線新增產能主要有四條,京東方合肥10.5代線、中電(CEC)咸陽和成都的8.6代線,友達(AUO)8代線擴充產能;2018-2019年,高世代LCD面板產能面積同比增速分別為35%、44%,高世代線成為行業主要增長點。在2018~2019年全球高世代線新增產能中,國內企業新增產能的佔比分別達到85%、82%,新產能基本集中在大陸地區。隨著國內的高世代生產線的陸續投產,帶動了整個液晶面板的國內需求,以混晶為例,隨著大陸的高世代生產線的陸續投產,我們預計到2020年國內液晶混晶需求量將達到515噸,佔全球總需求量的近50%,帶來巨大市場需求。同時我們也在很多相關材料上取得了突破,比如是全球最大的液晶單晶生產基地,在6 代及以下產線用電子化學品方面實現了國產化,在8代及以上產線用材料上也取得了一些突破,比如我們已經有了國產的混晶產品、光學膜產品等等,當然我們在高端混晶、彩色/黑色光刻膠、偏光片TAC等等方面還需要依賴進口,但已看到不少企業已經在這些領域佈局,突破遲早會到來。

鋰電材料:中國作為全球最大電動車市場將繼續保持增長

以鋰電材料為例,1991年由索尼在世界範圍內搶先開始鋰電池的商品化之後,開始了上游基礎技術和下游產品開發能力緊密結合的年代,包括東芝和三洋電機在內的原材料廠商和電子企業佔據了鋰電產業各領域的頂端位置。過去幾年國內電動汽車行業高速發展,從2015年全年實現銷量30.2萬輛,到2018年實現銷量125萬輛,年均增速達到60%。電動汽車的高速增長也帶動了鋰離子動力電池的高速增長並驅動了相關材料國產化。目前鋰電四大材料正極、負極、電解液、隔膜都基本實現國產化,以電解液為例,2012年國內需求只有2萬多噸,而到了2018年據高工鋰電統計出貨量達到了14萬噸,其核心組成成分溶質六氟磷酸鋰的生產技術壁壘較高,我國直到2011年多氟多公司200噸/年的產能量產成功,才結束了產量為零的局面,而到了2018年國內已經有多氟多、天賜材料、必康股份、天津金牛等等企業都能夠量產,完全能夠滿足國內的需求。

隨著韓國以及中國競爭者的崛起,日本企業的市場份額很快受到侵蝕,整個鋰電產業進入了不再以技術實力決勝負,而是大規模設備投資和生產效率提高決定收益的時代。曾經的電解液材料巨頭關東電化工業株式會社,與森田化學同為全球知名的六氟磷酸鋰生產企業,是最早規模化生產六氟磷酸鋰的企業。過去十年隨著全球鋰電池產業鏈向中國市場的轉移,關東電化立足於日本國內市場的策略趨於保守,其六氟磷酸鋰產能直到2016年才擴張至5400噸,從公司營收來看,2018年實現4.63億美元,僅僅略超過2012年時的水平,關東電化領先的技術優勢顯然沒有有效轉化為市場份額優勢,不斷被多氟多等中國市場的參與者超越。

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我們預計未來幾年電池用電子化學品的需求仍將保持較快增速,這主要得益於全球電動汽車快速增長帶來的動力電池需求增長。根據高工鋰電預計,全球動力電池到2023年到突破500 Gwh,2019-2023年的年均複合增速達36%,中國動力電池到2023年將突破300 Gwh, 2019-2023年的年均複合增速仍將高達37%,相關材料領域的本土企業有望全面突破併成為全球性的細分領域龍頭。

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半導體材料:晶圓製造正在轉移

集成電路是與原油並列的最大進口產品,本土扶持政策發力。2016年中國集成電路產品貿易逆差連續兩年超過1600億美元,進口額達到2271億美元,已經連續4年超過2000億美元。為了扭轉這一局面,一系列促進國內集成電路產業發展的政策得到頒佈,2014年國務院發佈的《國家集成電路產業發展推進綱要》提出成立專項國家產業基金,之後國家集成電路產業投資基金募集了超過1300億資金來扶持國內集成電路產業的發展,已經投資的公司包括紫光集團、中芯國際、長電科技、中微半導體、艾派克等半導體產業鏈公司,現在二期基金也已經正式成立。未來國內芯片自給率有望大幅提升,這些政策和資金的扶持無疑給國內集成電路產業帶來巨大機遇。

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在產業政策的扶持下,國內集成電路企業的競爭實力不斷壯大,特別是集成電路設計行業。2015年我國集成電路企業銷售總額達到3609.8億元,設計、製造、封測三個產業的銷售額分別為1302億元、883億元、1394億元,產業結構更趨平衡。在國家大眾創新、萬眾創業政策激勵下,2015年眾多的集成電路設計企業如雨後春筍般湧現。從企業實力角度來看,中國集成電路企業實力不斷增強。海思半導體已經成長為全球第6大設計企業,紫光收購展訊和銳迪科後,企業規模快速壯大,成為全球第10大設計企業。

中國成為未來12吋晶圓廠新增產能主要建設地。據ICInsights統計,截至2015年底全球量產的12吋(300mm)晶圓廠共有95座,已經佔據全球晶圓產能的63.1%,預測到2020年將增加至68%。中國在國內產業政策的引導下,近年來投入集成電路產業的資金大量增加,未來幾年一直到2020年中國將是12吋晶圓廠新增產能的主要投放地,在目前已經確定興建的19座晶圓廠中就有12座在中國,可見晶圓製造產業正在向國內轉移。

半導體相關材料和化學品的賽道足夠長,也足夠寬廣,隨著國內晶圓製造廠的興起將為產業鏈上的各個環節帶來巨大的成長機遇。我們看到國內廠商在小尺寸硅片、光刻膠、CMP材料、濺射靶材等領域已初有成效。比如 8 英寸硅片領域的金瑞泓、國盛電子和有研半導體;光刻膠相關領域的江化微;靶材領域的江豐電子和阿石創;CMP拋光材料的安集微電子和鼎龍股份,電子特氣方面,雅克科技收購的科美特和江蘇先科具備一定的研發能力;以及溼電子化學品領域的晶瑞股份,除了在i線光刻膠的突破之外,也在G5級雙氧水和電子級硫酸領域取得了不錯的進展,未來這些研發導向的公司中將會誕生出中國市場的“信越化學”。

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5G材料:5G通信商用化中國走在世界前列

5G通信採用更高頻率的信號,可以比4G通信有更高的帶寬和傳輸速度,目前美日韓等國採用頻率更高的毫米波來實現5G通信,而中國等國家採用6000MHZ以下的頻率來實現5G通信,正因為信號的頻率比4G更高,5G通信有低延時、高速度的主要特點,從4G向5G進化可以實現移動互聯網和有線互聯網的徹底融合。

在5G的商用化方面,以華為為首的中國科技企業付出了巨大的努力,2019年6月,工信部正式發放了5G商用牌照,標誌著我國進入了5G商用元年,走在世界前列。5G通信的頻率比4G高,其波長就要比4G信號短,穿越障礙物的能力更弱,這意味著需要建設更多的基站才能保證5G信號的傳輸,據估計5G通信的基站數量將是4G基站的2倍以上。此外5G商用後,手機端必然會迎來換機潮。這些都將帶來對材料的巨大需求,市場空間估計數以千億計,由此必然會驅動國內5G相關材料的突破。

5G相關新材料分為基站端和手機端:

基站端:涉及的新材料主要有天線用PTFE、天線振子用LCP等,芯片端的第三代半導體氮化鎵、碳化硅等,PCB高頻覆銅板用PTFE,濾波器用陶瓷,等等。其中PTFE粒子國內東嶽集團、昊華科技、巨化股份等取得了突破,PTFE薄膜沃特股份取得了突破。

手機端:首先是外部手機背殼,需要讓5G信號有更好的通過性,因此去金屬化將是大勢所趨,從目前來看有三種解決方案,都可以實現國產化:玻璃、陶瓷、塑料複合材料(PC+PMMA),需要綜合考慮美觀度(視覺和手感)、耐磨性能、抗摔性能、散熱性能、介電常數、電磁屏蔽效應(5G信號通透性)等參數,塑料複合材料的弱點在於耐磨性能和散熱性能比較差,美觀度(尤其是手感、質感)也很難與其它兩種材料媲美;總體上看,玻璃具有比較好的綜合性能,也是蘋果(apple)手機選擇的解決方案,只有抗摔性能需要改進,散熱性能一般;納米氧化鋯陶瓷,綜合性能最優,6個性能指標表現都比較好。

其次5G手機內部主要是軟板的大量使用。為了實現Massive MIMO(多輸入多輸出)技術以及信號高頻高速的傳輸,5G手機內部將不止一個天線,這就要求內部有更高的小型化和整合度,天線、射頻器件、揚聲器、攝像頭等等器件都將直接與軟板整合在一起,然後與主板相連,因此5G手機內部將更多的運用軟板。傳統的FPC電路板基材主要是聚酰亞胺(PI),而5G通信用軟板需要適用於高頻信號的傳輸,目前的解決方案指向LCP材料。LCP(液晶聚合物材料)優點如下:低損耗(頻率為 60GHz 時,損耗角正切值 0.002-0.004),靈活性,密封性(吸水率小於 0.004%),LCP 材料基於以上優點適合用於製造高頻器件,目前LCP國內有金髮科技、沃特股份取得突破。

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6

風 險 分 析

1)全球政治環境風險:2018年上半年隨著美國“301調查”的深入,中美貿易摩擦拉開序幕,除了給全球經濟前景帶來不明朗的因素之外,貿易摩擦背後隱含更多的是全球競爭力的爭奪,中國製造業產業升級在外力倒逼阻擊下有望加速,但在全球政治環境風險下仍將面臨巨大挑戰。

2)技術進步不及預期:高性能合成材料和高端的專用化學品技術壁壘較高,而且下游客戶渠道、市場佔有率、進口替代空間等等需要建立在技術不斷進步的基礎上;自主研發能力不足將導致技術突破不及預期。

3)政策調整風險:新能源汽車和動力鋰電池產業鏈受政策影響較大,宏觀和行業框架性政策決定行業發展方向,補貼、雙積分等激勵政策影響了行業的盈利能力和商業模式,未來半導體產業鏈面臨同樣的政策調整風險。

4)行業競爭加劇:隨著鋰電、顯示材料、半導體材料產業鏈的備受市場關注,技術突破之後新增產能的投資建設將大大加快,部分領域未來面臨行業產能過剩和競爭加劇的風險。

7

附錄:中國上市化工企業研發投入現狀

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