1. 有機矽—滲透率不斷提高的新材料
有機矽一般泛指矽原子四個鍵上連接有羰基的化學分子材料,矽原子上帶有各種有機基團,包括甲基,乙基,烷氧基,苯基等,但目前最主要應用的是[Si-O-Si-O]n為主鏈,且矽原子上另外兩個基團是甲基的環矽氧烷(DMC),下遊佔比在 90%以上。也是我們日常所說有機矽單體。
合成有機矽需要矽粉和氯甲烷合成,大約0.25噸矽粉和0.8噸氯甲烷合成1噸粗單體,包含一甲基氯矽烷、二甲基氯矽烷、三甲基氯矽烷、高沸物、低沸物,含氫矽烷等,其中二甲基氯矽烷作為合成DMC的單體,可經過一甲二甲反覆歧化提高收率至85%以上。
二甲水解裂解精餾生成聚矽氧烷DMC(D4是DMC的一種),一般行業按照1噸粗單體合成0.5噸DMC測算。
1.1. 電絕緣性,耐高低溫,異質高粘結,絕水性是有機矽四大優良性能
有機矽特殊化學鍵帶來了優良性能。
有機矽是[-Si-O-] n 基團為框架,矽原子剩餘兩鍵連接兩個甲基基團的聚合物,由於 Si-C 鍵和 Si-O 鍵化學鍵能屬性,因此有機矽具備相當多的優良性能,例如對電的絕緣性能更好,對於溫度的耐受性更好,即能夠承受-50 攝氏度到 300 攝氏度的極限溫度而不老化等。
由於兩側基團對有機無機親疏不同,分別親和有機和無機介質,所以有機矽可以對有機無機介質進行非常好的粘結。同時由於矽原子的屬性,有機矽具備有非常良好的防水性,可以用於各種防水密封。
優良性能帶來了廣泛的應用,傳統需求以矽橡膠為主。
有機矽一般做成矽氧鍵聚合而成的矽橡膠,由於有機矽優良性能,因此有機矽製品作為一種高性能材料得到了非常廣泛的應用,先後被稱為「工業味精」「工業維生素」「工業催化劑」,可見其地位的不斷提高。
例如由於有機矽非常好的粘結「有機無機介質」能力,以及在極端溫度下不老化的能力,有機矽橡膠作為玻璃幕牆的粘結劑具有廣泛的應用。
由於良好的密封效果,有機矽橡膠密封材料廣泛用於汽車電子器件封裝,建築物裝修中所需要的防水封裝等。由於具有防電效果,電力設備所需要的絕緣材料也是有機矽重要用途。
總的來說,國內有機矽下遊需求還是以矽橡膠為主,2018年國內下遊需求佔比在 66.9%左右。除了矽橡膠,有機矽還主要用於紡織品、日化的矽油、矽樹脂以及矽烷偶聯劑等下遊需求領域。
有機矽在新興領域大有用武之地,新品種不斷問世。
有機矽在建築、汽車、紡織、電子電氣等傳統領域具備廣泛的應用,同時由於具有獨特的優良屬性,有機矽可以不斷地開發出高端性能產品,滿足新能源、節能環保、醫藥醫療、先進裝備製造等高端領域獨特需求,甚至通過有機矽的高性能可以驅動相關行業的發展。
例如道康寧研發的LED封裝膠,能實現保障發光不變黃;瓦克太陽能電池板領域有機矽塗覆材料能夠實現更加有效的能量轉換,新能源汽車需要更多的電子器件,需要更多相關有機矽封裝、傳熱材料。
國際巨頭道康寧、瓦克、邁圖等每年都會投入大量資本開發新的應用品種,每年可能都有有機矽新的數百個新品種問世。根據公司介紹,目前道康寧有超過7000個有機矽產品。
1.2. 廣泛應用前景驅動,有機矽需求增速高於 GDP 增速
有機矽歷史需求增速一直高於GDP增速。
有機矽屬於工業中高性能材料,在建築汽車等傳統需求穩定增長的同時,新的應用領域不斷出現,例如根據有機矽工業協會數據,在2013-2018 年間伴隨著汽車安全要求提高,汽車上有機矽用量佔汽車重量比例從 3%提高到了 5%。
由於具有非常廣泛的下遊需求分布,有機矽需求增速一直高於GDP全球增速,根據邁圖數據,歷史上有機矽全球需求增速一直在4%-6%之間波動。
根據Wacker資料,1996-2006年全球有機矽市場複合增長率6%,2006-2016年全球有機矽需求複合增速為5%,而同期IMF全球GDP 增速數據分別為4.04%和3.55%,比值大約1.4,近年來該比值進一步增加;
根據百川資訊,2014-2019年全球有機矽需求複合增速為4.40%,同期全球GDP增速 2.06%,比值上升到了2.13,體現出有機矽全球需求正迅速增加。
全球角度看有機矽新應用領域已經成為主流。
根據瓦克的數據,有機矽全球市場佔據主流的需求已經是高端性能和加工添加劑、消費者護理,傳統主要需求領域建築、塗料、汽車、電力設備佔比已經下滑。
這也突出反映了過去幾年間新應用領域對有機矽需求的拉動作用。
未來隨著各個新興下遊的加速發展,有機矽產品有望獲得較為顯著的需求增量。
1.3. 新興市場國家還有巨大需求潛力
新興國家有機矽市場擁有巨大潛力。
從瓦克數據來看,人均GDP水平與人均有機矽消費量基本呈正比關係,而且低收入國家有機矽需求增長對收入增長的彈性更大。
中國等新興國家目前人均消費量還不到1KG,歐美日臺等區域都已經接近2KG,未來隨著經濟的發展,新興區域有機矽市場需求潛力極大,中國和其他亞洲國家都將成為主要的有機矽需求增長區域,這也印證了跨國巨頭2006年之後所有新單體裝臵都建在亞洲的邏輯。
亞洲未來依然是主要的有機矽需求增長區域。
從瓦克統計數據來看,2015年亞洲市場已經佔據44%市場份額,當前在我國有機矽出口國中,韓國、印度、日本、越南、土耳其等國家始終維持著較高的佔比。
根據IMF預測,2021-2025年我國實際GDP增速將分別達8.24%、5.80%、5.73%、5.65%、5.49%,中國經濟未來可以預期依然維持一個穩定的增長速度,同時東南亞包括印度等國經濟也在快速發展,這些區域人均消費量還很低,增長潛力較大,因此未來有望成為主要的增長區域。
2. 以史為鑑,供需共譜周期曲
有機矽過去20年間,已經走完了近兩輪周期。
第一輪從1995到2005年,下滑期是1995年-2003年,價格從3萬元下滑到1.6萬元,上升期是2003年到2005年,價格從1.6萬元反彈至最高3.5萬元。
第二輪是從2006年到2017年,其中2006年至2010年,有機矽價格處於下滑階段的平臺期,價格始終處於2萬元以上,代表企業新安化工毛利潤率也始終處於30%以上,依然處於高盈利期。
2011年-2016年,有機矽價格從1.9萬元跌至最低1.4萬元,有機矽進入不景氣期。2017-2018年,有機矽價格反彈高點破3萬元,重回景氣。
有機矽單體的屬性決定了它必然具備周期性。
有機矽單體本身屬於類大宗化工原料,產品無差異,建設周期較長,技術雖有壁壘不能完全禁止新進入者,在景氣高峰期易出現新產能規划過多,從而導致不景氣甚至虧損期到來;
在不景氣期由於信息問題,沒有合理新規劃對接未來需求的產能,在需求逐步消化供給過剩甚至供給開始緊張的時候,短期內沒有新產能增加來滿足新增需求,景氣度及價格即會重新攀上新高點。
因此過去 20 年間,在供需的輪番衝擊下,有機矽也呈現了非常明顯的周期性。
2.1. 1996-2003年,金融危機& 巨頭大肆擴產
1996年到2003年有機矽基本還是海外巨頭的遊戲,也是巨頭們的整合期。
這一階段有機矽7巨頭變成4巨頭,同時併購完成後的巨頭們處於對於亞洲需求的長期看好,紛紛擴能,但亞洲金融危機影響未消,需求孱弱,短期無法消化的產能將有機矽價格帶入谷底,2003年低 最低1.6萬元,較1996年下滑近50% 。
1997年金融危機影響了全球需求。
1997年金融危機導致全球經濟增速下滑,亞洲有機矽需求增速也隨之放緩,根據我們回歸有機矽需求增速與全球經濟增速的相關性來測算,1998年和2000年有機矽需求增速從1997年的6.06%降低到了3.63%、3.57%。
巨頭們擴建產能導致景氣下滑。
1995年至2000年也是全球有機矽整合期,1997年第二大巨頭GE有機矽和拜耳(業內第七)合併,合併後總矽氧烷產能達到了15萬噸,全球市場份額超20%,併購後在拜耳原址德國列文市又規劃新產能7.5萬噸,於2002年投產。
1998年瓦克(全球第三)收購全球第八的Hils,合併產能達到11萬噸,同時在 Hils 產能原址德國 Nuchritz 市規劃新產能8萬噸。道康寧作為行業第一巨頭,在美國規劃14萬噸矽氧烷新產能來確保自己的優勢地位,於2000年投產。
於是從2000年到2003年,全球矽氧烷產能除中國外增加40萬噸,是1999年產能75 萬噸的53%,平均增速達13%,而同期測算需求增速平均值為5.18%,導致供過於求,景氣度加速下滑一度觸及低點1.6萬元/噸。
2.2. 2004-2006年,中國時代到來引發的景氣高增長
寡頭們擴能結束,中國的高增速帶動絕對需求量增長變大,國內工藝未突破,產能有限,有機矽世紀大反轉開始,2005年高點突破3.5萬元。
寡頭專注消化前期產能,中國工藝不成熟新產能有限 。2003年後寡頭基本不再新增產能,2004-2006除中國外區域只有2004年韓國KCC2.5萬噸產能和2006年瓦克德國 3.5萬噸擴能,佔當時全球120萬噸產能的5%,基本無新產能。
中國當時正處於有機矽工藝突破期,聚矽氧烷有效產能只有星火(7 萬噸)、新安(6 萬噸)、吉化(5 萬噸),且工藝不成熟,開工率和收率都相對較低,因此中國自給能力非常有限。
中國需求快速增長加速全球反轉 。中國經濟快速增長帶來了對有機矽需求的快速增長,2003年中國加入WTO,正式併入全球貿易鏈條,在工業化初期,建築工程、電力設備高速發展,這些領域均為有機矽傳統製品主要下遊領域,帶動了我國矽氧烷需求高速增長。
據測算,2000年-2006年中國有機矽表觀消費量折矽氧烷從7.4萬噸增長至22.64萬噸,平均增速達34%。
隨著消費量的大幅提升,在國內產能跟不上的情況下,進口量大幅提升,從2002-2007年,中國矽氧烷進口量從8萬噸上升到了18萬噸。淨進口量從7.3上升到15.8萬噸。中國國內需求缺口拉動了2004-2005年的有機矽景氣度大幅上升以及隨之接近5 年有機矽高景氣度。
2.3. 2006-2010年,景氣有下滑,進入景氣平臺期
這一階段中國需求依然保持高增長,但是中國工藝突破後產能開始釋放,有機矽實際盈利水平有下滑但依然高啟,新安毛利率維持在30%以上,有機矽處於景氣平臺期。
中國產能高速釋放帶動景氣下滑。中國產能在2006年以後進入相對高速釋放期,從 2006年到2009年中國產能從13.8萬噸矽氧烷增長到56.3萬噸,無論是實際量還是增速均處於高度增長期。
中國高速增長的產能一定程度上緩解了國內緊缺,放緩了進口增長,同時新產能達產需要時間,2009-2010年的產能並未完全釋放,這段時期內雖然價格從3萬元下滑至2萬元但毛利水平依然處於較高水平,根據Wind,新安化工毛利率從最高44%下滑至近30%,有機矽依然保持較高盈利能力。
各國救市緩解金融危機壓力,需求獲有效支撐 。
儘管 2007 年金融危機對全球市場造成了打擊,但各國相繼出臺的政策平滑了經濟增速,需求得到有效支撐,2007-2010年測算有機矽需求增速平均值為5%,中國的同期消費量增加了18萬噸,相當於兩套世界級大裝臵的產能,雖然產能增長率高於需求增長導致價格一路下滑,但有機矽依然落在高景氣區間。
2.4. 2011-2016年,衰退中孕育著景氣因子
2010年是分界點,2010年過後,前期新增產能產量釋放,將有機矽帶入虧損線內。新產能亦為數不少,2011年至2016年供給平均增速5.03%,需求平均增速5.09%,新增供給基本抵消新增需求,因此前期過剩未被消化,過剩導致有機矽正式進入不景氣階段。
2011年-2014年,有機矽毛利率從17%下滑至6%。價格從2萬元跌至最低1.4萬元,企業從微利到嚴重虧損。 國內產量釋放打壓景氣度。
2011年聚矽氧烷產量至58萬噸,相比2010年增17萬噸,同比+41%,同期新安毛利率從 27%下滑至 17%。
2012年-2014年產量增長分別為2萬噸、10萬噸、15萬噸,產量再度爆發將新安14年毛利水平拉低至6%水平,行業跌入嚴重虧損。
景氣因子逐步積累。
1.衰退期後半段新增供給小於新增需求,過剩逐步改善。在2014-2016年有效產能增量有限,供給端三年平均增速為4.26%,但根據全球 GDP 增速測算,有機矽需求依然有相對穩定增長,三年平均值為4.75%,供需不平衡情況已經在逐步改善。
2.退出產能增多,根據卓創,2014年三佳內蒙8萬噸粗單體項目停產,2016年四季度,邁圖德國11.5萬噸聚矽氧烷永久性關停。全球有機矽市場供應過剩大幅改觀。
2.5. 2017-2018上半年,景氣復臨
2016年下半年起,有機矽重新進入盈利區間,2017年下半年價格一路突破3.2萬元,進入高景氣區間。這個階段的突出特點是全球經濟復甦,海外需求強勁,國內出口高增長。
2017年全球經濟復甦,有機矽需求上移。
2017年全球經濟普遍復甦,美歐日經濟季度環比均上移,根據IMF數據顯示2017年全球實際GDP同比增長3.81%,較2016年的3.27%提高了0.54個百分點。
宏觀經濟復甦帶動海外需求強勁,海外裝置高負荷。海外產能基本由道康寧、邁圖、瓦克、信越、KCC 寡頭壟斷,從2017年三季度瓦克和邁圖的電話會議來看,全球需求強勁,海外裝置普遍高負荷,且海外企業高管均認為全球需求會持續向好。
中國出口增多。
1. 全球過去10年新增產能基本在中國,過去十年間除超越泰國7萬噸聚矽氧烷和韓國 KCC8萬噸增量外,剩餘擴產均在中國大陸,中國產能佔全球比重不斷增加。
2. 全球需求增長帶動中國出口高漲 。海外供應緊張,需求增長依賴於中國產能來滿足,中國2017年淨出口增長6.65萬噸,達到9.23噸,相比2016年增長了257.2%。出口增長緩解了國內供給過剩,帶動景氣復甦。
3. 鑑往知來:行業復甦前景可期
2018年7月以後,我國有機矽價格橫盤之後開始明顯下滑 ,並在2019年年初達到相對低點,此後一直到2020年5月處于波動下行區間, 近期我國有機矽價格不斷上升;
據百川資訊,截至2020年11月12日有機矽DMC華東價格已達2.4萬元,較7月低位+54.8% ,我們認為未來在半導體、5G 、光伏、新能源汽車等下遊需求自然增長、補庫和順周期需求恢復以及海外需求增加並向國內轉移帶動下,疊加未來產能投產,我國有機矽行業將面臨供需兩旺格局 ,行業復甦已拉開帷幕。
3.1. 2018下半年-2020上半年,出口掣肘景氣延續
中美貿易摩擦中斷景氣延續。
2018年下半年逐漸加劇的中美貿易摩擦減緩全球經濟增長,對我國企業的對外貿易產生了較為顯著的負面影響,最終導致有機矽短期需求增速放緩,出口量下滑,加劇了我國有機矽產品價格短期波動,我國有機矽價格開始大幅回落。
海關總署數據顯示,2018年下半年開始,我國有機矽出口增速被進口增速反超,且始終維持負增長,有機矽出口量不斷減少,從而對整個行業景氣度形成掣肘。
與此同時,我國有機矽產能少量增長,2018年無新增項目落地,僅有藍星星火進行了 5萬噸/年的單體產能擴產,2019年藍星星火繼續貢獻5萬噸/年的擴增單體產能,此外還有新疆合盛年產10萬噸矽氧烷及下遊深加工項目完工投產帶來的20萬噸/年單體產能增量。
出口減少疊加產能增加使我國有機矽產品價格從2018年8月超過3.4萬元下降到2020 年5月不足1.5萬元,有機矽行業又一次進入衰退期。
3.2. 2020年下半年以來整體行業加速回暖
外需反彈,行業初露回暖跡象。
2020年7月以後特別是10月以來,我國有機矽價格顯著提高。
據百川資訊,截至 2020年11月14日有機矽DMC華東價格已達24000元/噸,較7月低位增長54.8%,海外需求依舊是主導因素:受海外公共衛生事件不斷發酵影響,國外有機矽生產受到較強衝擊,整體開工率低下,但同時下遊需求旺盛,有機矽訂單向國內轉移對國內有機矽形成需求利好。
根據瓦克總裁兼執行長施拓知先生表示,「與(2020年度)第二季度相比,我們的多晶矽產品的銷量增長尤為顯著,我們的有機矽和聚合物產品的銷量也比(2020 年度)第二季度有明顯增長。」
直接體現出海外需求的迅速恢復。
根據海關總署,2020年6月以後我國有機矽出口同比增速開始觸底回升,並在8月及9月分別實現了3.96%、22.5%的同比增速,出口環境迅速回暖帶動行業進入回暖期。
3.3. 新一輪景氣可期
未來我國將成為全球有機矽生產絕對龍頭。
由於海外企業生產有機矽成本較高,且屬於危化品,近年來國外企業陸續退出,紛紛選擇在中國建廠,同時基本放棄新建有機矽單體產能,導致我國在全球有機矽市場中具有越來越顯著的絕對優勢。
根據 SAGSI,2019年我國DMC產能約149萬噸/年,約佔全球58.3%,且將主要貢獻未來全球有機矽產能增量。
海外龍頭不斷退出 ,我國產能不斷落地。
根據美國化學會旗下的《化學與工程新聞》(C&EN)披露,作為公司重大改革的一部分,有機矽生產龍頭邁圖(Momentive Performance Materials)計劃關閉位於紐約沃特福德(Waterford)的有機矽產能,使陶氏成為美國唯一一家生產有機矽上遊原料的廠商。
根據SAGSI,繼在德國和泰國的產能陸續關閉後,邁圖本次將要關閉的產能折DMC 約11萬噸/年,2019年佔全球全部產能的4.31%,退出後公司佔全球產能比重將從 2000年的20%左右(以其前身通用電氣計)降至3%左右,產能佔比不斷降低。
2020年來我國已有興發和新安貢獻新增產能(根據百川資訊及公司公告,興發有機矽單體產能由20萬噸/年增至34萬噸/年,新安化工單體產能在9月底增至49萬噸/年),而根據 CAFSI和 SAGSI,未來合盛、東嶽、能投、新安、興發均將陸續形成產能新增量,2021年有望分別貢獻26.6、7.5、5、12.5、4.6萬噸的粗單體產能,2022 年則有合盛、東嶽、能投、中天氟矽、恆星、騰信再共同貢獻約 84 萬噸/年的粗單體產能增量。
根據 SAGSI 預測,隨著中國新增產能不斷落地,到2024年全球有機矽總產能將達 334.8萬噸/年,若將邁圖本次所關產能剔除,到2024年我國有機矽產能佔全球比重將達70.5%,從而在全球有機矽市場中擁有絕對話語權。
未來我國有機矽行業所面臨的需求大概率不斷增加。
在不斷退出有機矽單體生產的同時,國外企業紛紛將重點放在開發技術含量高、附加值高的中下遊產品上。根據C&EN,在關閉有機矽產能的同時,邁圖還將斥資1500 萬美元在沃特福德擴大電子用矽樹脂的生產。
作為有機矽的主要下遊產品之一,矽樹脂產能的擴張將形成未來有機矽的需求增量。根據道康寧(Dow Corning)長期高管肯布魯恩克(Ken Bruhnke)介紹,當前美國需進口約15%的有機矽進行下遊產品生產,整個海外市場已處於供不應求的狀態,邁圖有機矽產能的減少疊加下遊產品產能的增加將使這一比重進一步增加。
放眼更加長期,有機矽將在新材料、生物醫療、新能源、高端裝備製造及日用品等越來越多的新興應用領域發揮作用。以有機矽液體膠為例,該產品在醫療器械方面的應用將推動該產品在全球範圍內的需求進一步增長。
Markets預測有機矽未來5年複合增速5.85%。根據Markets預測,2017-2022年,世界有機矽市場將保持年均5.85%的增長速度,市場規模將在2022年達到188.7億美元。
未來有望進入供需兩旺局面。
根據IMF預測,2021-2022年全球實際GDP增長率預期分別為4.79%、3.75%,而根據我們測算,2019年的近5年有機矽增速/全球 GDP 增速為2.13,參考Wacker 資料披露的1996-2006年全球有機矽市場複合增長率 6%及2006-2016年全球有機矽需求複合增速5%與同期 IMF 全球GDP增速比值近似值1.4,在進行未來需求測算時取 1.5作為近似,則2021-2022年將分別對應7.18%、5.63%的需求增速。
根據行業資訊網站及公司披露的未來投產規劃,2020-2022年全球有機矽開工率分別為81.7%、81.4%、76.3%, 有機矽在經歷了將近2年的不景氣後,供需改善已進入高盈利區間,目前供給增長能被旺盛需求迅速充分吸收的背景下,未來一年景氣度有望持續提高,我們認為有機矽 新一輪景氣可期
4. 報告總結:
有機矽供需目前已開始改善,需求受益於全球經濟復甦增速將會持續上移,未來新產能投產大概率能被快速增長的需求迅速吸收;預計未來兩年景氣度持續上漲。
5. 風險提示
全球經濟下行有機矽需求不振,產能落地不及預期,模型測算誤差超預期,產能規劃超預期等。
請您關注,每日發布最新行業研報,感謝!
報告內容屬於原作者,僅供學習!
作者:安信證券 張汪強
更多最新行業研報來自:【遠瞻智庫官網】