先进陶瓷发展历程与市场情况
能源yjbzj220132024/8/11
一、先进陶瓷概述
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”。
图表：陶瓷材料与金属、高分子材料对比
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。
图表：先进陶瓷与普通陶瓷的性能对比
二、先进陶瓷分类
①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。
图表：中国先进陶瓷市场规模-按陶瓷材料分类
数据来源：弗若斯特沙利文
②按照用途，先进陶瓷可分为主要具有强机械性能、耐腐蚀等理化特性的结构陶瓷和具有电、磁等特性的功能陶瓷
图表：结构陶瓷与功能陶瓷
三、全球先进陶瓷市场情况
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。日本自二十世纪八十年代以来，将先进陶瓷的研发制造放在国际竞争中的战略性地位，不断加大投资力度。在电子陶瓷、光导纤维、高韧性陶瓷、陶瓷敏感原件、泡沫陶瓷、超塑性陶瓷、塑胶复合陶瓷、高性能陶瓷电池和陶瓷发动机部件等领域均处于国际领先地位。
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。2000年，美国陶瓷协会和美国国家能源部联合资助并实施了为期20年的美国先进陶瓷发展计划，旨在推动先进陶瓷成为一种经济适用的首选材料，并应用于节能环保、新一代信息技术、生物医药、高端装备制造和新能源等战略性新兴产业中。
欧洲在机械装备领域先进陶瓷处于领先地位，产业重点为应用在发电设备中的新型材料技术，如陶瓷活塞盖、排气管里衬、涡轮增压转子和燃气轮转子等。根据弗若斯特沙利文数据，2021年全球先进陶瓷市场规模达到3,818亿元，其中先进结构陶瓷为1,067亿元，占比28%；预计2022年至2026年全球先进结构陶瓷市场规模复合增速为4%。
图表：全球先进陶瓷市场规模
数据来源：弗若斯特沙利文
四、中国先进陶瓷市场情况
①中国先进陶瓷发展历程
A.探索阶段：1950年-1980年
从二十世纪七十年代开始，我国的高校和科研院所开始重视先进陶瓷的研究，取得了包括纤维补强陶瓷基复合材料应用、多元氮相图研究等在内的多项成果。
B.起步阶段：1980年-2000年
1980-1990年间，国内先进陶瓷的应用场景局限于航空航天及工业轴承用的结构陶瓷，产业链也不够完善，原材料几乎全部依赖国外进口。二十世纪九十年代，中国在先进陶瓷领域的研究成果逐渐丰富，在纳米陶瓷粉体制备与团聚、纳米陶瓷固烧结理论等方面取得了一系列成果，电子陶瓷在这一阶段被引入国内市场。二十世纪九十年代末期，我国先进陶瓷产业链逐渐完善，为本土企业发展创造了有利环境。
C.高速发展阶段：2000年-2020年
先进陶瓷应用场景逐渐增加，其研究得到了国家和各科研院所高度重视，市场规模进一步扩大，产业链更加完善。包括公司在内的中国多家本土先进陶瓷企业在这一阶段先后正式运营，通过自主创新和引进专家、技术、工艺、装备，国内企业逐步掌握了关键工艺技术，在国内逐步打开市场，并初步进入海外市场。
D.提升国际竞争力阶段：2020年至今
随着中国在泛半导体、新能源等领域全球制造地位日益提高，以及国家大力推动新材料发展，先进陶瓷的市场需求也在不断扩大，产业向高端化发展。现阶段，我国先进陶瓷技术研究领域广泛，部分理论研究已接近国际主流水平；一些产品逐渐加入国际市场竞争，企业将对高精尖、高附加值产品的研究开发作为发展重要抓手。
②中国先进陶瓷市场规模及国产化水平
2021年中国先进陶瓷市场规模达到890亿元，约占全球市场的23%；中国先进结构陶瓷市场规模为189亿元，占中国先进陶瓷市场的21%。弗若斯特沙利文预计2022年至2026年中国先进结构陶瓷市场规模复合增速为11%。
图表：中国先进陶瓷市场规模
数据来源：弗若斯特沙利文
中国先进陶瓷市场起步较晚，根据弗若斯特沙利文数据，2015年中国先进结构陶瓷国产化率仅约为5%，到2021年已提高至约20%，行业多项关键零部件产品不同程度上实现了国产替代。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，根据弗若斯特沙利文数据，2021年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19%。在新能源领域，一方面，锂电池领域，2021年分级机分级轮用氧化铝陶瓷、砂磨机涡轮用氧化锆陶瓷的国产化率达到或超过了90%；另一方面，燃料电池领域，国内固体氧化物燃料电池的设备制造商较少，2021年固体氧化物燃料电池制造设备氧化铝陶瓷的本土供应商的全球份额超过70%。在显示面板领域，国内显示面板CVD设备制造商市场份额较低，2021年显示面板CVD设备用大尺寸氧化铝陶瓷的本土供应商的全球市场份额超过30%。
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