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 最低 1.6 萬元,較 1996 年下滑近 50%。
1997 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 KCC 2.5 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 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。海外裝臵高負荷。海外產能基本由 道康寧、邁圖、瓦克、、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,海外裝臵普遍高負荷,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,過去十年間除信越泰國 7 萬噸聚矽 氧烷和韓國 KCC 8 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 年 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 1114 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,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。
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(報告觀點屬於原作者,僅供參考。報告來源:安信證券)
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