摘要
本章从大宗化工品、精细化工品和新材料两个领域分析中国化工产业发展现状，以及基于代表性产品的产业转移和发展的驱动因素分析，对中国大宗化工品、高端精细化工品和新材料产业的发展进行展望并提出我们的思考。
化工产业链发展现状：目前中国主要大宗化工品的产量和消费量占全球比例较高，并在全球范围内构建了较强的竞争优势。在精细化工品和新材料领域，由于下游先进应用场景转移到国内时间还比较短，且材料对下游先进产品的质量影响较大，国内先进材料的发展缺少一个试错、反馈、迭代、提高的场景。目前国内企业主要以中低端材料生产为主，在对研发能力要求较高、附加值高的高端材料领域，与海外企业存在较大差距，半导体材料、高端显示材料等仍大量依赖进口。
化工产业链变迁回顾及展望：通过回顾全球乙烯产业的三次转移，我们看到技术成熟后大宗化工品的产业转移主要围绕需求和成本因素；通过回顾日本光刻胶和中国混晶产业的发展，我们看到精细化工品和新材料的发展依托于下游需求，但技术因素在产业变迁中扮演重要角色。展望我国化工产业的发展：1）大宗化工品：我们认为中国在主要大宗化工品领域的竞争优势有望继续提升；但由于贸易壁垒、劳动力成本提升、绿色转型等因素，部分大宗化工品面临转移压力。2）精细化工品和新材料：我们认为国内下游产业的壮大为精细化工品和新材料发展提供了有利的外部环境，但技术壁垒、中外技术落差、技术迭代等因素将影响高端精细化工品和新材料的国产化进展。当前我国具备竞争优势的新能源材料面临海外发达经济体市场保护的风险。
思考与启示：对国产化率较低的高端材料，应集中力量攻坚技术难题，创造条件让下游加大国产材料的测试应用，强化企业研发能力并加强与掌握海外先进技术的企业的交流。对目前竞争优势较强的新能源材料，应加速布局新一代技术并积极在发达国家建厂。对具备优势的大宗化工品产业，应深化绿色可持续发展的导向，培育有全球竞争力的市场主体。对面临转移压力的产业链，应加快海外布局。
摘要
一、中国化工产业发展现状
石化化工是材料的主体品类，广泛应用于国民经济各行业。石化化工属于中游制造业，产业链条长且结构复杂，按市场体量、应用范围等可分为大宗化工品和精细化工品。原材料主要为以油煤气及其他矿石等为代表的资源属性产品，其中油煤气以碳、氢元素作为构成主体，可以合成大部分有机化合物，而磷矿、钾矿、萤石矿、石英砂、盐等是无机化合物的原料。石化化工产业的下游应用广泛，涉及衣食住行及战略新兴产业等国民经济中的各行各业，是关乎我国产业链安全稳定发展的重要环节（图表10.1）。
图表10.1：石化化工产业链
资料来源：中国石油和化学工业联合会，隆众资讯，鑫椤资讯，恒力石化公告，中金公司研究部（由于化工产业链较多，本图仅选择部分代表性产业链刻画）
（一）大宗化工品：多数产品产量位居全球前列且竞争优势较强
中国大宗化工品产量和消费量全球占比高且竞争优势强。根据欧洲化工协会统计，2020年中国化工品销售额为1.5万亿欧元，占全球化工品销售额的44%，是全球最大的化工品市场（图表10.2）。由于中国市场需求的不断扩容驱动基础化工品和通用材料产能向国内转移，以及受益于国内工程师红利和装备制造业的发展，近二十年中国在大宗化工品方面取得了较多的技术突破。目前MDI、TDI等聚氨酯产品，钛白粉，涤纶长丝、粘胶、氨纶等化学纤维，环氧乙烷、醋酸及丙烯酸等基础化工产品，以及化肥、氯碱等主要大宗化工品领域，中国产量和消费量占全球比例较高，多数产品产能位居全球第一。此外，基于规模优势、一体化产业链、强大的工程化能力等因素，我国在全球范围内构建了较强的成本竞争优势。目前进口依存度仍然较高的尼龙66、聚碳酸酯、EVA、聚乙烯等产品，是国内化工企业大规模资本开支瞄准的重点领域。随着国内规划产能的逐步投产，我们预计未来几年这些产品的进口依赖度有望明显降低（图表10.3）。
图表10.2：2020年中国化工品销售额占全球44%
资料来源：CEFIC，中金公司研究部
图表10.3：2020年中国大宗化工品产量和消费量占全球比例较高
资料来源：中国石油和化学工业联合会，隆众资讯，卓创资讯，百川资讯，中金公司研究部
注：1）MDI/TDI中文名为二苯基甲烷二异氰酸酯/甲苯二异氰酸酯，是广泛应用于轻工、纺织、交通、汽车等领域的聚氨酯材料
2）EVA中文名为乙烯/醋酸乙烯共聚物，是广泛应用于发泡鞋料、光伏胶膜、功能性薄膜等领域的聚合物材料
通过自主创新，MDI、氯化法钛白粉、聚碳酸酯、蛋氨酸等高技术壁垒大宗化工品已实现规模化生产。对于MDI、氯化法钛白粉、聚碳酸酯、蛋氨酸等在全球范围内技术成熟但技术壁垒高的大宗化工品，中国企业通过引进、消化和吸收海外技术，以及持续的研发投入，逐渐实现了规模化量产，并持续扩张产能、建立优势。对于目前尚未规模化生产的POE（聚烯烃弹性体）、高碳α-烯烃等高端聚烯烃材料，国内部分企业已经有中试装置并计划建设大规模产能。以MDI为例，1978年万华化学从日本引进1万吨/年的MDI生产装置，由于不掌握核心技术十年内始终未能达产；1988-1992年万华继续寻求购买技术，但由于海外企业对先进技术的保护导致技术引进希望破灭；1993年万华化学与国内高校合作，通过不断的技术攻关开发出具有自主知识产权的MDI生产技术，并通过持续的技术创新提升公司在全球MDI行业的竞争力，目前万华化学已经成为全球最大的MDI供应商，在产品质量、反应效率和生产成本等方面具备优势（图表10.4）。
图表10.4：中国企业通过自主创新掌握以MDI为代表的高端大宗化工品生产技术
资料来源：万华化学公告，万华化学官网，中国石油和化学工业联合会，中金公司研究部
（二）精细化工品和新材料：产业链安全的关键领域，高端材料目前主要依赖进口
高端精细化工品和新材料与海外差距较大，主要依赖进口满足需求。精细化工品和新材料大多适用于先进应用场景，但我国当前下游先进应用场景和配套设备等产业发展仍处于早中期阶段，先进材料的发展缺少一个试错、反馈、迭代、提高的场景。同时，由于精细化工品与新材料占下游成本普遍较低，但技术含量相对较高，产品质量、稳定性等对下游产业至关重要，下游主动替换意愿不强。因此我国高端化工产业长期以来研发投入不足，面临自主创新能力相对薄弱和核心技术受制约的挑战。目前国内企业主要以生产中低端材料为主，行业竞争激烈且附加值不高；对研发创新要求较高、附加值高的高端精细化工品和新材料与海外企业存在较大差距（图表10.5）。以氟化工产业作为典型代表，氟化工产业链总体呈现上扬的“微笑曲线”，低端氟化工品毛利率仅10%-20%，高端精细氟化工产品毛利率超过50%。在高端精细氟化工品方面，全球市场供给仍以欧美企业为主，国内需求主要依赖进口满足（图表10.6）。
图表10.5：目前国产化率较低的高端精细化工品及新材料梳理
资料来源：SEMI，IHS，中国石油和化学工业联合会，中国化工新材料产业发展报告（2020），中金公司研究部
图表10.6：氟化工产业链概述
资料来源：百川资讯，卓创资讯，京东商城，公司公告，中金公司研究部
注：选取了部分典型氟化工产品进行刻画；产品价格为2021年均价，氟化液价格为京东价格；产品毛利率为代表上市公司过去三年平均值或测算值。
由于高端精细化学品和新材料产品种类众多，而高端半导体材料直接关系战略新兴产业的发展，是我国产业链“卡脖子”的主要领域，我们以半导体材料为代表，介绍我国在高端精细化学品和新材料领域与国际先进技术的差距。
半导体材料：中低端材料逐步实现技术突破，但高端材料基本依赖进口。受益于政策支持及下游半导体行业需求增长，国内已经有较多企业进行了半导体材料的布局。但由于国内企业起步较晚，存在专利、人才短缺以及一些配套产业上的积累不足，加之半导体材料市场具有投资周期长、技术更新快的行业属性，目前我国半导体材料领域大部分产品自给率低，尤其是用于先进制程的半导体材料仍主要依赖进口，制约了我国集成电路产业链安全稳定的发展。如在光刻胶领域，目前全球最为先进的EUV光刻胶已经可用于7nm以下半导体先进制程的生产，而目前中国可量产的KrF光刻胶主要用于250nm-130nm制程，可用于先进制程的ArF及EUV光刻胶仍处于研发过程中（图表10.7）。
图表10.7：中国半导体材料与海外先进水平仍存较大差距
资料来源：台积电官网，中国电子材料协会，中金公司研究部
二、化工产业链变迁回顾及驱动因素分析
本节我们主要通过回顾全球范围内乙烯产业的三次转移、日本半导体材料产业的崛起和中国混晶产业的发展，分别总结大宗化工品和精细化工材料产业发展和转移的主要驱动因素，为下文国内化工产业链变迁的展望提供分析框架和思考。
大宗化工品：以乙烯为代表，通过分析全球范围内乙烯产业的三次转移，发现其主要的驱动因素是市场需求和成本因素。
精细化工品和新材料：我们基于技术迭代快慢的不同，分别回顾了日本光刻胶（技术壁垒高，下游技术迭代导致材料和配方不断变化）和中国混晶（技术壁垒高，液晶显示技术迭代相对较慢）产业的发展。
通过回顾日本光刻胶材料产业的发展经验，我们看到下游半导体产业的发展是光刻胶产业发展的重要基础。但不同于大宗化工品，技术因素在光刻胶产业变迁中扮演重要的角色。日本企业在光刻胶材料产业发展初期不断引进和吸收美国企业的先进技术，在引进技术的积累之上，通过组建大规模集成电路(VLSI)研究项目进行举国体制研发，成功缩小了和世界先进水平的差异。加之后续日本光刻机行业成为全球领导者，日本光刻胶产业成功完成了对世界先进水平的追赶。即便后期下游半导体产业从日本逐步向韩国、中国台湾和中国大陆转移，但是日本企业抓住了ArF光刻胶技术切换时期的机遇，成为全球先进制程光刻胶领域的领导者，并通过与下游企业配套研发和持续迭代，将优势地位保持至今。
通过回顾中国混晶产业的发展，我们看到当液晶显示演进到TFT技术后，国内混晶企业在发展初期与海外差距较大，但随着在TFT混晶上的持续研发和技术积累，国内企业逐步切入国内下游面板供应链，而全球LCD面板产能向中国大陆的快速转移驱动了TFT混晶国产化率加快提升。
（一）大宗化工品：乙烯产业的三次变迁回顾及驱动因素分析
乙烯是合成塑料（聚乙烯及聚氯乙烯）、合成纤维、合成橡胶等的基本化工原料，也用于制备苯乙烯、环氧乙烷、醋酸、乙醛和炸药等（图表10.8）。根据中国石油集团经济技术研究院统计，2021年全球乙烯产能达2.1亿吨，需求量达1.8亿吨，是全球需求量最大的化工品之一，也是衡量石油化工行业发展水平的重要基准指标。乙烯工业在全球的变迁发展对大宗化工品产业链变迁具有重要参考意义（图表10.9）。
图表10.8：乙烯产品下游应用广泛
资料来源：中国石油官网，中金公司研究部
乙烯工业在美国的兴起及繁荣。20世纪20年代，乙烯工业开始在美国萌芽，但当时乙烯来源主要是通过炼厂副产物分离或由乙醇脱水等化学反应制备，存在规模小、成本高的问题。1940年，美孚石油公司建成了第一套以炼厂气为原料的乙烯生产装置，后续原料延伸到石脑油，进一步打开了以乙烯为中心的石化化工行业历史。加之20世纪30年代至50年代间以聚氯乙烯、高压聚乙烯、低压聚乙烯为代表的多种乙烯基聚合物实现了产业化，乙烯工业开始了在美国的蓬勃发展，在20世纪50年代之前，美国基本垄断了全球主要的乙烯工业。
乙烯工业的第一次转移：低成本原料和技术提升驱动美国乙烯工业继续发展，但欧洲需求快速增长驱动乙烯工业逐步向欧洲转移。20世纪50年代至70年代，由于主要原材料石油的价格维持在相对较低的水平，加之生产工艺的持续优化，乙烯工业单套装置产能实现了大幅提升，从20世纪50年代的约5万吨/年提升至20世纪70年代的约50万吨/年。低成本原料和技术提升驱动美国乙烯工业继续发展，但市场需求的快速增长驱动乙烯工业开始向欧洲转移。欧洲经济在20世纪50年代至70年代迎来快速发展期，以联邦德国为例，1950-1960年，联邦德国国民生产总值增长复合增速达7.5%，在1960年成为全球第三大经济体。欧洲经济的发展带动乙烯需求快速增长，1950年西欧产能占全球乙烯产能的1.9%，到1960年达到了22%。
乙烯工业的第二次转移：需求增长驱动乙烯工业从欧美向日韩转移。乙烯工业的第二次转移发生于20世纪70年代至21世纪初，由于国际原油市场出现多次大幅波动，加之欧美经济增速放缓，导致欧美乙烯工业效益出现下滑。在这一时期，对乙烯需求的快速增长及有利的成本因素驱动乙烯工业开始向日本、韩国等东亚国家转移。需求因素方面，20世纪70年代起日本、韩国等国家经济快速增长（例如韩国人均GDP自1970的不足300美元提升至2000年的1.2万美元），同时乙烯下游的纺织、汽车等产业也开始从欧洲向东亚迁移，为东亚乙烯需求快速增长打下基础。此外，日韩政府在这一时期制定了外向型经济的战略，出台了一系列产业政策支持乙烯等重化工业发展以保证下游纺织服装等产业的原料供应，进一步促进乙烯工业向日韩的转移。
乙烯工业的第三次转移：乙烯工业向中国转移仍得益于需求增长，同时原材料成本优势驱动中东和美国乙烯产量增长。乙烯工业的第三次转移发生于21世纪初至今，在这一时期，全球主要有三个国家或地区出现了乙烯产能的明显增长，分别是中国、中东和北美。驱动乙烯产业向中国转移的主要因素与乙烯工业第二次向日、韩转移类似。这一时期，全球经济增长重心开始向中国转移，加之乙烯下游的纺织，汽车等产业也开始从日韩等国向中国迁移，为中国乙烯需求增长打下基础，同时这一时期中国政府也出台了一系列产业政策支持乙烯等重化工业发展以保证下游纺织服装等产业的原料供应。中东乙烯产能的提升及北美乙烯的再度增长主要受成本优势驱动。以美国为例，随着美国页岩油气革命的发生，美国页岩油和页岩气的产量出现了大幅的增长，促使伴生的乙烷[1]产量从2010年的不足1百万桶/天增长到了2021年的2.5百万桶/天，乙烷价格从2007-2010年的超过400美元/吨回落到了2010-2021年的不到200美元/吨。受成本大幅下降的因素刺激，美国的乙烯企业开始了两轮产能大幅扩张，乙烯产能从2010年的2800万吨扩张到了2021年的4400万吨。
图表10.9：全球乙烯产业三次转移回顾
资料来源：何宪：《现代乙烯工业的发展历史和趋势》，《计划与发展》 1993年第4期；彭博资讯，Nexant，中金公司研究部
（二）精细化工品和新材料：日本半导体光刻胶及中国混晶发展的驱动因素分析
1. 日本光刻胶材料产业崛起及持续保持领先优势的驱动因素分析
半导体材料产品种类众多、技术壁垒高、制备工艺复杂，同时下游客户测试认证时间周期长，是研发和产业化难度较高的材料之一，也是影响国内产业链安全稳定的主要短板领域。因此，我们以半导体光刻胶作为高端精细化工品和新材料的代表。在进行产业链变迁分析时，我们观察到虽然目前日本本土半导体产业链逐步衰退，但是日本半导体材料中的光刻胶仍在全球半导体供应链中占据重要地位。
从全球竞争实力变化来看，我们认为日本半导体材料主要可分为两类。1）对于下游技术迭代导致材料和配方体系不断变化的产品，例如半导体光刻胶，日本借助21世纪初的技术路径变革机遇和下游配套研发、持续迭代等有利因素，确立了全球领先的市场地位并持续强化竞争优势。2）对于半导体技术迭代引发对产品纯度等性能要求不断提升的产品，例如湿电子化学品、电子特气、抛光材料及大硅片等，受益于过去积累的经验优势，日本企业虽然现在仍拥有较高的市占率，但其市场地位较光刻胶稍显弱势。因此，我们后续的分析重点放在日本光刻胶材料的发展，研究日本如何追赶、确立和保持全球领先水平，为国内高端精细化工品和新材料的产业发展提供借鉴和思考（图表10.10）。
图表10.10：日本在半导体材料行业仍维持较高市场地位
资料来源：SEMI，彭博资讯，WSTS，上海新阳公告，中金公司研究部（市场份额及市占率数据为2020年）
举国体制研发助力日本光刻胶行业追赶世界行业先进水平（1960s-1980s）。光刻技术于20世纪50年代起源于欧美，20世纪60年代初，由于当时美国企业对技术转移比较宽松，日本半导体材料企业通过技术转移的方式，获取了一些美国先进技术，在半导体材料行业取得了一些进展。1968年，东京应化（TOK）推出了首个环化橡胶系光刻胶。后续日本政府为推动半导体产业发展，开始鼓励各企业共同进行核心关键技术研发，提升国内半导体材料产业竞争力。特别是在1976年，日本政府牵头联合富士通、日立、NEC、三菱电机和东芝五家企业正式组建了大规模集成电路(VLSI)研究计划[2]，投入700亿日元通过建立联合实验室的方式研究半导体的基础技术。VLSI合计设立六个研究室进行半导体关键材料、设备及生产工艺等方面的开发，其中，第一、二、三研究室负责半导体装备，第四研究室负责半导体材料，第五研究室负责光刻工艺，第六研究室负责封装测试技术。经过四年的研发合作，VLSI项目相继获得1000多项专利，取得了多项技术突破。其中尤为突出的是成功开发了半导体加工过程中的关键设备，即缩小投影型光刻装置，并完成了配套光刻胶的研发，助力日本光刻胶企业实现了技术突破。1979年，JSR开始销售首个CIF光刻胶产品，1981年，东京应化首个专门生产半导体用光刻胶的UTSUNOMIYA工厂投产。进入20世纪80年代，日本半导体行业进入了黄金发展期，成为全球半导体产业领导者。受益于下游半导体产业的旺盛需求，日本本土光刻胶需求快速提升[3]，带动完成技术突破的日本光刻胶企业在美国主导的光刻胶市场开始占有一席之地。
技术变革和先进设备生态成就日本光刻胶行业领先地位（1990s-2000s）。20世纪90年代至21世纪初，受益于光刻胶技术变革及日本光刻机等配套设备的领先，日本光刻胶行业实现全球领先地位的突破。技术方面，这一时期光刻胶技术开始由g线、i线光刻胶向KrF光刻胶进行切换，虽然KrF光刻胶早在20世纪80年代就由美国IBM发明，但由于当时工艺制程还没有到这个节点，所以并未得到大规模商业化应用，而日本企业通过技术研发逐步缩小了和美国企业在KrF光刻胶上的差距。1995年，东京应化完成了KrF光刻胶的研发，打破了IBM在KrF光刻胶行业的垄断。在配套设备光刻机方面，1985年日本光刻机产量已经超过美国。1995年日本尼康推出的NSR-S201A是全球首个可以实现商业化应用的KrF光刻机系统，在下一代光刻机技术上面实现弯道超车，光刻机龙头厂商企业由美国企业变成日本企业，日系光刻设备的成熟领先进一步驱动日本光刻胶产业实现对欧美先进水平的超越。20世纪90年代末，日本光刻胶企业已经逐步开始在海外设立光刻胶工厂，从日本开始走向全球。1997年，东京应化于美国俄勒冈建立首个海外光刻胶工厂。
技术路径变革和配套研发迭代带动日本光刻胶产业确立全球领先地位并保持至今（2000s-至今）。20世纪日本光刻胶行业在i线、g线、KrF光刻胶更多扮演了技术追赶者的角色，借助研发投入、技术引进、下游配套生态，实现了对海外先进水平的追赶。进入21世纪后，日本光刻胶产业通过抓住技术路径变革机遇和持续配套研发迭代，确立了全球领先地位并保持至今。技术路径方面，21世纪初，全球半导体产业再次出现从KrF光刻胶切换到ArF光刻胶的技术变革，日本JSR通过多年研发布局，2000年其ArF光刻胶正式作为下一代半导体130nm工艺的光刻胶，成为ArF光刻胶行业的领导者[4]。配套研发方面，由于ArF光刻技术适用130nm至7nm多个技术节点，在每个技术节点都存在一定迭代改进，日本JSR、东京应化等企业通过与下游ASML等光刻机企业深入合作配套研发，持续迭代以适应新的技术节点，进一步强化了日本企业在ArF光刻胶方面的先发优势。2019年，在新一代EUV光刻胶技术量产之际，得益于前期和下游ASML等光刻机企业在ArF光刻胶领域的深度合作及前瞻研发，日本又成为全球首个量产EUV光刻胶的国家，继续保持了在ArF光刻胶领域积累起来的领先优势。
2. 我国混晶产业崛起的驱动因素分析
液晶材料是技术密集型产业，材料品质直接影响下游面板性能。液晶材料的生产制造流程包括基础化工原料制备液晶中间体、液晶中间体合成普通液晶单体、普通液晶单体经过纯化（去除杂质、水分、离子等）升级为电子级液晶单体、液晶单体按照不同比例混配成混合液晶等关键步骤。混晶的生产过程涉及复杂化学合成（需要几十步合成步骤）、产品纯化及混配（一般由十几种乃至几十种单体混合）等工艺，为技术密集型产业。液晶材料成本一般占下游面板成本的3-4%，但其产品品质直接影响显示器响应速度、亮度、显示视角等指标，被称为液晶面板的“心脏”，因此面板企业对合格混晶供应商的认证严苛且认证周期长。
2012年以前混晶国产化率低，高性能TFT混晶与海外存在明显差距。我国于1969年开始液晶材料研究[5]，1987年由清华大学化学系与河北石家庄共同投资的液晶材料厂开始生产。历经20多年的发展，我国液晶显示技术取得了一定进步，在黑白显示器发展时期，液晶材料在所有原材料中，国产化率相对较高。但随着液晶显示技术从TN、STN向TFT演进（2012年以前），我国混晶材料国产化率较低。一方面，高性能TFT混晶的核心技术和专利等被德国默克、日本JNC和DIC等公司垄断（这三家企业依据“苯环”或“萘环”核心结构构建了严密的专利网）；另一方面，国内混晶企业生产规模小、竞争力分散，在长期过度竞争的环境中研发投入不足，同时，作为后入者的国内企业需要较长认证周期才能获得客户认可。2012年以前，中国大陆混晶国产化率不足10%，在响应速度快、高可靠性的TFT混晶材料方面与海外有明显差距。（图表10.11）
图表10.11：2015年后我国混晶国产化率快速提升
资料来源：飞凯材料公告，八亿时空公告，CINNO Research，智研咨询，中金公司研究部
高鸿锦：《中国液晶配套产业的发展现状及建议》，《精细与专用化学品》，2013年11月。
材料技术成熟度提升及下游面板产能加快向中国大陆转移，驱动国产混晶崛起。基于在TN、STN等液晶材料领域的技术积累，2000年后国内混晶企业逐步研发布局TFT液晶材料，其中永生华清（被诚志股份收购）于2007年小批量生产，和成显示（被飞凯材料收购）与台湾达兴合作在2010年研发出“茚环”核心结构，八亿时空在2011年开始全面布局TFT混晶的研发。随着TFT混晶的技术成熟度提升和产品质量的提升，国内混晶企业也陆续通过了下游客户的测试认证，逐步向国内LCD面板厂供应TFT混晶，并形成了飞凯材料、八亿时空和诚志股份三足鼎立的竞争格局，到2015年TFT混晶国产化率提升至15%左右。2015年后随着全球LCD面板产能加快向中国大陆转移，国内LCD面板企业对国产TFT混晶材料逐步从掺混使用转向全面使用，混晶国产化率快速提升，我们测算2021年TFT混晶国产化率已经超过70%。
三、中国化工产业链变迁展望
随着贸易保护主义壁垒增加以及新冠疫情爆发对全球供应链的影响，全球各国均提高了对产业链、供应链安全的重视程度。石化化工行业作为国民经济支柱产业，由于“经济总量大、产业链条长、产品种类多、下游应用广”等特点，对我国供应链的安全稳定至关重要。展望未来我国化工产业的发展：
1）在大宗化工品领域：通过回顾全球乙烯产业的转移，我们看到大宗化工品在生产技术成熟后，市场需求和成本竞争力成为产业转移的重要主导因素。受益于我国庞大的需求体量支撑、宏观经济的增长，行业龙头企业通过大规模资本开支不断扩增原有核心产品产能并围绕产业链不断往下游高附加值领域延伸，以及欧洲等化工重要制造基地由于天然气等能源价格抬升和供应不稳定性等因素影响，我们认为中国在主要大宗化工品领域仍将占据主要优势，同时一些进口依赖度较高的POE、EVA等产品将通过国内产能的建设逐步提升自给率。但同时我们看到，由于贸易保护壁垒的增加、劳动力成本提升以及产业绿色转型等因素，部分大宗化工品产能逐步面临转移压力。
2）在精细化工品和新材料领域：对于目前国产化率较低的高端精细化工品和新材料，我们认为国内下游产业的不断壮大及政策支持将为其奠定发展基础，但技术壁垒、中外技术差距及技术迭代速度等因素将影响高端精细化工品和新材料的国产化进展。我们认为，由于半导体技术迭代导致材料和配方体系不断变化，半导体光刻胶国产化仍需较长时间；随着半导体技术迭代，对材料性能要求不断提升的湿电子化学品、电子特气、抛光材料及大硅片，国产化进度在中长期有望逐步加快；对于技术体系已经较为成熟的高端显示面板材料，国产化率有望不断提升。目前竞争优势较强的新能源材料领域，正面临海外发达经济体市场保护的风险。
（一）主要大宗化工品将继续占据优势地位，部分产业面临转移压力
需求增长与完善的产业链配套等因素支撑中国大宗化工品竞争力继续提升。我们认为中国宏观经济的持续增长有望持续推动化工产品需求提升；加之中国主要大宗产品产能占全球比例较高，产业链一体化配套相对完善；此外俄乌冲突以来欧洲天然气与电力价格远超历史，欧洲作为全球重要的化工制造基地，我们认为在欧洲天然气与电力价格较高且潜在供应不稳定的背景下，中国主要大宗化工品成本竞争力有望进一步增强。2022年7月，巴斯夫做出最终投资决策，全面推进其位于中国广东省湛江市的一体化基地项目，全球化工巨头在中国进行大规模投资，我们认为这也是基于其看好中国大宗化工品未来的市场前景和项目竞争力。
竞争力强的龙头企业继续实施大规模资本开支，中国大宗化工品全球市场份额将继续提升。根据欧洲化工协会统计，2020年中国化工企业资本开支为922亿欧元，2010-2020年资本开支复合增速达5.5%，全球领先的资本开支规模及增速推动中国化工市场份额持续扩大。我们梳理并预测了部分石化化工公司2022-25年资本开支情况，预计荣盛石化、恒力石化、万华化学等企业资本开支均有望超1,000亿元，桐昆股份、新凤鸣、华鲁恒升、远兴能源等企业资本开支均有望超200亿元。各领域龙头公司投资方向主要是聚焦在原有产品产能扩张、产业链延伸以及向新材料、高端材料等领域的延展，我们看好未来中国化工品产能持续扩张（图表10.12）。
部分进口依存度较高的产品自给率有望继续提升。随着成熟技术的扩散与突破，对于部分进口依存度仍较高的产品，中国产能有望持续投放。2017年中国EVA、PX产品进口依存度约为68%和61%，而至2021年进口依存度已分别下降至近54%和39%。展望未来，EVA、PX等产品全球新增产能仍主要集中在中国，我们看好相关产品中国自给率持续向上。而对于POE等进口依存度较高的化工品，万华化学、东方盛虹、荣盛石化、卫星化学等公司在持续进行技术突破，我们看好上游材料在下游光伏、汽车领域国内产业发展较快的背景下，实现技术突破与后续的全球份额提升。
图表10.12：中国部分化工龙头企业未来三年资本开支水平
资料来源：公司公告，Wind，中金公司研究部（2022-25年资本开支数据基于上市公司未来几年项目规划进行预测）
贸易壁垒、劳动力成本抬升及绿色转型背景下，我们认为主要有三类产业面临产业向外转移压力。1）轮胎等具有较高关税壁垒的行业：由于欧美国家的双反政策，中国乃至东南亚的轮胎产品都可能面临较高的关税壁垒，产业链向海外转移趋势明显。以2015年美国开始征收中国半钢胎反倾销税为例，中国对美国出口量出现巨幅下滑，2015年3月中国对美半钢胎月度出口量为19.51万吨；而2022年8月仅为0.74万吨。2）劳动力密集型产业：随着中国劳动力成本抬升，劳动密集型产业如纺织产业链转移趋势明显，以江苏国泰为代表的纺织贸易型企业正逐渐在东南亚如越南等地建设加工工厂。我们认为随着下游产业的转移，在需求因素驱动下，上游相关的化工材料未来可能面临转移压力。3）高能耗产业：随着中国低碳政策推行，国内高耗能产能审批难度加大，我们认为炼油、尿素、黄磷、工业硅等部分行业在海外投资的可行性增加。
（二）精细化工品和新材料：下游发展奠定材料需求基础，多因素影响高端材料国产化进展
高端的精细化工品和新材料一般市场体量不大，但是技术壁垒高，材料的质量、可靠性、稳定性对下游产品性能影响较大。同时材料成本占比低，在原材料采购不受限制的情形下，下游客户一般不轻易更换供应商，具备很高的客户粘性。但随着部分国家对某些产品的出口增加限制，保障供应链安全、提高供应链韧性的重要性日益提升。虽然国内外技术差距比较大，国内高端精细化工品和材料的国产化发展面临严峻挑战，但基于国家政策扶持和下游对国产化材料采购的需求提升等层面，我们认为国内高端精细化工品和材料产业发展面临新的机遇。
对于目前国产化率较低的一些高端精细化工品和新材料，我们认为国内下游需求快速增长以及政策支持将奠定发展基础。日本半导体及材料产业的发展主要得益于国家政策的扶持[6]，包括通商产业省对民间企业引进和消化美国先进技术进行产业政策引导和扶持，对处于发展初期的集成电路产业实施严格保护政策，以及政府将主要半导体企业团结起来共同研究VLSI技术等。同时，日本集成电路制造业的发展为材料的发展提供市场基础，日本集成电路制造业、设备和材料的产业链互相协作和促进，以及日本企业和员工的专注钻研等，共同推动了20世纪七八十年代日本半导体和半导体材料产业的腾飞。目前，中国显示面板、半导体产业正在不断发展壮大，中国企业LCD面板产能已经位居全球第一，OLED面板产能全球占比快速提升，中国集成电路市场规模和产值以及中国企业在全球晶圆代工市场的份额也在不断提升。此外，国内政府在政策、资金方面也大力扶持半导体等产业的发展。我们认为半导体和显示面板等下游制造业的壮大将拉动相关材料需求不断增长，为材料的国产化发展奠定市场基础（图表10.13）。
图表10.13：集成电路、显示面板等产业不断向中国大陆转移
资料来源：IC Insights，Omida，DSCC，DIGITIMES，赛迪顾问，中金公司研究部（中国企业OLED面板市占率为2Q22实际数据，中国企业LCD面板产能占比为2022年预测数据）
材料技术壁垒、下游技术迭代等因素将影响高端精细化工品和新材料的国产化进展。整体而言，对于技术壁垒越高的产品，我国企业研发和产业化的难度相对较大。但由于下游产业技术迭代变化的不同，材料在产业化难度上也有差异。如果材料品类和生产技术随着下游产业技术迭代不断变化，我们认为国产化难度会更高；如果下游产业对所需的材料产品和生产技术已经稳定，随着国内企业工艺技术的不断累积，我们认为国产化进展会相对顺利。我们以半导体材料和部分面板材料为例进行产业变迁的展望。
由于下游技术迭代导致材料和配方体系不断变化，光刻胶国产化仍需较长时间。受摩尔定律推动，芯片制造产业不断向先进工艺节点推进，对于关键的光刻技术要求不断提升，按照曝光波长的变化，光刻技术先后经历了g线、i线、KrF、ArF到最先进的极紫外光的演变。光刻胶材料作为光刻技术所需核心材料，在产品纯度不断提升的同时，其配方体系也在不断变化。从应用于g线、i线的酚醛树脂-重氮萘醌体系，到KrF主要采用聚对羟基苯乙烯及其衍生物等体系和ArF主要采用聚甲基丙烯酸酯体系；目前全球最先进的EUV光刻工艺采用13.5nm极紫外光源，对应光刻胶材料体系变迁到分子玻璃、金属氧化物等。在光刻技术不断升级的过程中，我国光刻胶与海外企业的技术差距不断累积，目前国内光刻胶仍以g线、i线和KrF为主，ArF及EUV光刻胶基本全部依赖进口。由于目前国内光刻胶与海外先进技术差距较大，同时配套的先进设备的采购也受到海外制约，以及下游对国内光刻胶应用的试错成本很高，我们预计ArF和EUV等高端光刻胶的国产化仍需较长时间（图表10.14）。
图表10.14：不同光刻技术下的常用光刻胶材料体系及结构
资料来源：李自力:《先进光刻材料》,《应用化学》2022年第6期；李冰:《集成电路制造用光刻胶发展现状及挑战》,《精细与专用化学品》2021年第2期；中金公司研究部
对于下游技术迭代导致产品性能要求不断提升的半导体材料，国产化进度在中长期有望逐步加快。半导体制造业对湿电子化学品、电子特气及抛光材料的纯度、金属杂质含量、颗粒数量和粒径及品质的一致性等有严格的要求，随着半导体制造工艺的不断升级，对这些材料纯度等的要求不断提升。以硅片为例，随着半导体工艺制程的不断缩小，晶圆制造过程中对硅片的缺陷密度、缺陷尺寸等容忍度不断降低，需要不断地控制硅单晶缺陷、硅片表面微粗糙度、金属杂质含量等。目前国内企业在湿电子化学品、电子特气、抛光垫及抛光液、300mm硅片等领域均有突破，随着在产品提纯、混配精度等领域的技术和经验积累，我们预计这些材料的国产化进展在中长期有望逐步加快。
对于技术体系已经较为成熟的高端显示面板材料，国产化率有望提升。目前中国LCD面板产能位居全球第一，随着LCD面板产能不断扩大和竞争力提升，上游材料也加快了国产化进程。我们测算液晶混晶的国产化率从2015年的15%左右提升至2021年超过70%，提升显著。膜材料、面板光刻胶、偏光片等材料也通过企业自主研发和收购等方式实现了自主供应。在OLED面板领域，根据Omida数据，截至2Q22我国企业OLED面板全球市占率达到20.5%，随着OLED面板新建产能不断投产，我们预计国内OLED面板企业市占率将继续提升。受制于海外企业在OLED成品材料领域的专利网布局、国内OLED面板仍处于良率提升阶段等，目前国内OLED面板企业仍以采购海外企业材料为主。但随着国内企业不断研发和突破OLED成品材料、PI浆料的生产技术，在国内OLED面板良率提升后，我们预计OLED成品材料、PI材料等高端材料的国产化率将提升。
以新能源材料为代表的优势材料产业面临产业链逆全球化风险。近几年来，得益于国家政策支持，中国光伏装机、锂电池生产等均处于较为领先的地位。根据北极星太阳能光伏网与PV Infolink数据，2021年全球光伏组件出货量排行前十含隆基、晶科等8家国内企业，组件出货占全球光伏新增装机量近90%；据SNE数据，2022年上半年，动力电池出货量前五的企业中有两家中国企业，即宁德时代与比亚迪，合计动力电池出货近132.7GWh，约占全球动力电池出货量的50%。中游中国企业的崛起也为上游材料的国产化奠定了基础，除部分产品如导电炭黑、POE等需要进口（该部分中国产品在持续中试过程中，突破有望），大部分材料均已实现国产化替代。但同时，主要国际市场对新能源产业链本土化的呼声逐渐加大，如美国颁布《通货膨胀削减法案》促进新能源产业链本土化，引发中国本土锂电材料产业链外迁的风险。
四、思考与启示
（一）大宗化工品
1. 优势产业链应加强绿色可持续发展，培育全球有竞争力的市场主体
加强绿色可持续发展。大宗化工品发展时间早，技术较为成熟，其产业竞争是全球的竞争，中国出于市场、成本、供应安全稳定性等因素已经占据竞争有利位置，且我们认为在MDI等大宗化工品上，中国近几年将持续强化竞争优势。对于此类行业，相关企业可从绿色可持续研发包括原料多元化、二氧化碳利用、过程原子化利用等方向支持产业发展，加强产业未来竞争力。
培育有全球竞争力的市场主体。中国是全球最大的化工市场，但是呈现典型的“大而不强”格局，2022年全球前50大化工企业中，仅中国石化、台塑、中国石油、恒力石化、先正达集团、万华化学、荣盛石化、桐昆集团、恒逸石化9家中国企业，这是中国化工行业目前发展面临的短板但也孕育着机遇。我们认为依托于中国庞大的化工市场体量，未来将会有一批优秀的中国化工企业不断做强做大，崛起成为全球化工龙头企业，助力中国在化工行业长期占据有利优势。
2. 面临转移压力的产业链应加快海外布局
对于受海外关税壁垒影响的轮胎等产业，应支持相关企业积极到海外建厂。2015年以来，美国对中国出口的乘用车轮胎征收14.35%-87.99%的反倾销税和20.73%-116.33%的反补贴税，关税壁垒较高。为降低关税壁垒，我国部分具备实力及前瞻性的轮胎企业积极推进海外产能扩张，产能布局集中在泰国、越南等东南亚国家，轮胎类型以半钢胎为主。而近期东南亚地区的关税壁垒也在逐渐提高，从2021年5月美国的双反仲裁结果来看，泰国合计税率14.62％-21.09％、越南合计税率6.23%-28.76%。从在建规划来看，欧美和非洲等靠近轮胎消费端的区域是中国轮胎企业下一步布局的重点。
人工密集型的纺织产业向东南亚迁移趋势明显，应通过自贸协议等方式解决原材料企业市占率下降的风险。面对部分海外迁移趋势明显的产业链如纺织服装产业链，东南亚竞争优势明显，我们认为我国应当与东南亚签订自贸协议，加强产业分工与协作，通过中国提供资本密集型产业中间品、海外进行下游制品加工的方式进行合作，保持中国化工品产业链竞争优势。
在高耗能产业方面，实施差异化政策支持核心产业发展。国内碳达峰碳中和政策的提出，对高耗能产业的发展提出了更高的要求：1）部分高耗能产业如尿素、炼化等也应该适时海外布局，支持培育在全球有竞争力的中国跨国公司；2）对于负极材料、工业硅等支撑下游新兴行业发展的产品，政策应该适当倾斜能耗指标，继续支持行业发展。
（二）精细化工品和新材料
1. 对于国产化程度较低的高端材料，我国应集中力量攻坚技术难题
集中力量攻坚产业链技术难题。以日本为例，为推动半导体产业发展，日本建立大规模集成电路(VLSI)研究项目，投入700亿日元用于半导体技术研发，并进行信息共享，这极大程度上提高了日本半导体产业的整体技术水平。当前我国在半导体材料上与海外有较大的技术差距，这一问题亟待解决。我们认为中国可以借鉴日本发展经验，集中力量攻克产业链技术难题。第一，选准一个关键的技术节点，如45nm或者28nm，实现这一节点全产业链相关设备、材料和工艺的全突破，为后续的技术迭代奠定一个良好的基础。第二，集中产业链各环节最优秀的企业联合攻关。在此前的实践当中，尤其是材料领域，攻坚任务更多地分给了从事相关领域的中小企业，其本身盈利能力较弱，影响了研发投入强度。在当前关键时刻，化工龙头企业应该承担起更大的责任。第三，在材料品类较多的子领域，或可推动兼并收购培育龙头企业。典型领域如湿电子化学品和电子特气行业，有数百个品类的材料，很多企业有一、两个或者数个拳头产品。通过兼并收购，行业内可形成品类较全的龙头企业，既有利于对接下游应用企业，也有利于触类旁通，形成共性技术，助力更多的品类突破。
创造条件提升下游对国产材料的测试与应用。以半导体材料光刻胶为例，光刻胶的质量对光刻工艺至关重要，导致下游试错成本高，下游采用国产材料积极性并不强。我国应通过试错补偿机制、加大采购方补贴力度、研究项目或者课题共享等方式提升上下游产业协同。同时，我国可以适当构建公共测试平台。以光刻胶研发为例，一台EUV光刻机售价高达1.5亿美元，单一企业研发投入成本过高，且购买受到海外严格限制，开发公共平台可以显著降低研发成本，且避免造成资源浪费。
加强企业研发能力建设。主要措施有：1）营造良好的创新文化。在管理上尽可能宽容对待员工的创新活动，给予员工在创新活动中更多自由，通过支持创新的文化氛围赋予员工鼓励和支持。2）加强创新激励和人才激励。在化工企业内建立起一套行之有效的人才激励和晋升制度，持续优化企业的组织架构，提升创新人才对企业的归属感和荣誉感，降低优秀人才的流动性，助力中国化工企业建立起长期、可持续的创新能力。
设立海外研发中心和加强先进技术交流。海外下游先进应用场景发展时间长、技术先进、相关产业人才培育较为完善。我国企业在海外设立研发中心，具有以下优势：1）加强与下游客户的交流，深入把握相关材料的实际需求；2）吸纳当地相关产业的人才，提升研发实力；3）可以探索与当地知名大学、企业等开展更深层次的研发合作，结合优势互利共赢。
2. 目前竞争优势较强的新能源材料行业，加速布局新一代技术
加速布局新一代技术，创造继续保持优势地位的条件。以锂电为例，据各公司公告，中国龙头企业宁德时代的麒麟电池，其系统集成度创全球新高，体积利用率突破72%，能量密度可达255Wh/kg，海外龙头LG的E603P8S电池模组能量密度为226Wh/kg。我们认为中国电池技术在当前三元/铁锂框架下保持全球领先位置。但向前看，固态电池能量密度有望超过400Wh/kg，技术进一步提升空间依旧较大，我们认为应当通过先进材料项目、产业补贴等方式引导企业对新能源材料新技术的研发，创造在下一代技术更迭中保持优势地位的条件。
优势企业应积极赴发达国家建厂，满足全球主要地区产业链本土化需求。美国等地区未来将通过关税以及下游补贴的方案提升本土产业链竞争优势，新能源材料面临海外发达经济体市场保护的风险。中国企业应当积极主动加速海外建厂步伐，深挖海外需求。
图表10.15：应对挑战的思考与启示
资料来源：中金公司研究部
[1] 乙烷是制备乙烯的原料之一
[2] 董书礼，宋振华：《日本VLSI项目的经验和启示》，《高科技与产业化》，2013年7月。
[3] 俞非:《日本半导体的产业发展分析》,《集成电路应用》2017年1月。
[4] Sanders, Daniel P. Advances in patterning materials for 193 nm immersion lithography. January 2010
[5] 高鸿锦：《中国液晶配套产业的发展现状及建议》，《精细与专用化学品》，2013年11月。
[6] 冯昭奎：《日本半导体产业发展的赶超与创新———兼谈对加快中国芯片技术发展的思考》，《日本学刊》，2018年第6期。
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