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封装、导热材料行业发展趋势及下游行业发展概况
思瀚产业研究院 天永诚    2024-06-13

封装是指对电子电力器件、组件及系统进行密封、粘接、包覆或灌封,以达到防止水分、尘埃和有害气体对电子电力系统的侵蚀,减缓振动防止外力损伤和稳定系统性能的目的,从而保证其机械稳定性及电气连接可靠性。

导热是指对电子电力器件、装置及系统的稳定性及发热量进行有效控制,以保证其在最佳工作温度范围内高效、可靠地运行。因此,封装、导热材料对于提高电子电力器件、装置及系统的性能、安全性和可靠性至关重要。

1、封装材料概况

封装材料应用范围广泛,品类众多,理想的封装材料通常要求具备低内应力、良好的化学稳定性、较高的强度与刚度、良好的加工成型和焊接性能以及低密度等特点。根据基础材料分类,目前主要的电子电力封装材料可分为聚合物基、陶瓷基、金属基三大类别。

其中,聚合物基主要包括以有机硅类、聚酯类、环氧类、聚酰胺类高分子材料为基础的聚合材料,产品形态通常为胶粘剂,具有流动性好,可充分渗入填充空隙,抗压性强、绝缘性能好、防潮性强、现场处理方便等一系列封装优点。

光伏发电、新型储能、新能源汽车、电子电气等领域内,随着行业技术水平快速发展,电子电力系统中的电池、电机、电控以及逆变器等核心器件、装置组件、系统不断向轻量化、小型化、高性能、高可靠性、安全性和高电磁兼容性等方向发展,进而催生出一系列高性能封装材料市场需求,以有机硅胶为代表的聚合物封装材料凭借耐高低温性、耐候性、电气绝缘性和低应力性等优点,具有良好的市场应用前景。

2、导热材料概况

导热是指热量的分散、存储及转换,导热材料是实现导热技术的材料基础。近年来,随着材料科学的不断进步,以及全球工业经济的持续发展,导热正在成为一门新兴的横跨物理、电子和材料等的交叉学科,其产品下游应用领域不断拓展。

导热材料品类繁多,不同类型的材料具有其功能特点,需要针对差异化的应用场景需求进行使用。目前,应用较为广泛的导热材料类别主要包括以导热凝胶、导热硅脂为代表的聚合物基导热材料、以合成石墨材料为代表的碳基导热材料以及热垫、低熔点合金等为代表相变材料。

其中,导热凝胶、导热硅脂产品具有良好的导热、耐高温、耐老化和防水、电绝缘性等特性,在家电、消费电子、新能源、通信通讯、安防监控等领域均具有广泛应用。在新能源领域,随着光伏、储能、新能源汽车等产业的蓬勃发展,上述领域内的电子电力器件、装置及系统功率密度大幅提升,为保证运行的效率、可靠性、安全性、耐用性、持续稳定性及使用寿命,对导热材料的市场需求不断升级。

例如,在新能源汽车、新型储能等领域应用高功率密度的电力电子系统场景中,有效管理小型大功率设备所产生的热量是保证系统性能与安全的关键挑战,应用高性能导热材料能够在保证系统性能、安全性、稳定性的前提下,进一步提升系统集成度,从而减轻系统重量,节省空间和成本,是推动新能源产业技术进步的方向。

2、封装、导热材料行业发展趋势

1)新兴市场发展带来封装、导热材料应用领域扩宽

随着新兴行业的发展以及封装、导热材料改性技术的提高,封装、导热材料的新型应用领域越来越广泛。新能源、高铁、城市轨道交通、汽车轻量化及后市场维修、航空航天、工业装配自动化、装配式住宅产业化、智能终端设备、手持设备及显示器、绿色包装材料等战略性新兴市场对封装、导热材料的需求强劲增长。

2)行业整体产品附加值将增大

我国是世界重要的封装、导热材料出口国,但主要以生产通用型和中低端的封装、导热材料为主,且品种单一。在以有机硅胶、聚氨酯胶、环氧胶、及其有机硅胶改性丙烯酸酯胶为代表的高性能、特种封装、导热材料则较为依赖进口。现阶段,中国封装、导热材料行业中部分中资企业已经经过长期发展,行业知名企业的产品研发和技术创新主要围绕着封装、导热材料的耐水性、耐候性、耐高温、高强度、高阻燃性等性能展开,有利于实现封装、导热材料在光伏发电、新型储能、新能源汽车、电子电气等中高端领域的广泛应用,有望带动行业整体的产品附加值提升。

3)环保型封装、导热材料将成为市场主流

随着中国对环保问题的重视程度越来越高以及环保法规的日趋完善,市场对封装、导热材料及粘接过程的效率和环境污染防控提出了越来越高的要求,开发环保型产品符合封装、导热材料行业发展趋势。未来中国封装、导热材料行业对溶剂型封装、导热材料的生产将不断减少,对水性、无溶剂性和低溶剂型封装、导热材料的开发利用力度将加大。溶剂型封装、导热材料中的有机溶剂含有 VOC、苯、甲苯二甲苯、游离 TDI 及铅、汞等重金属,能够造成室内空气质量下降,对人体健康产生危害。相比之下,水性、无溶剂性和低溶剂型封装、导热材料不含有毒物质,对环境不会产生污染,对人体的健康安全不会构成威胁,随着环保型封装、导热材料比重增大,环保型封装、导热材料产品将成为市场主流。

4)行业集中度和技术水平不断提高

我国封装、导热材料市场一直以来以中小企业为主,市场集中度不高。近年来,随着用户对封装、导热材料产品质量、性能和环保节能要求的日益提高,市场竞争日趋激烈,低端封装、导热材料产品利润趋薄,加上原材料价格上涨、劳动力成本提升、环保监管严格,极大地压缩了中小企业的利润空间,一些技术水平落后、缺乏自主创新能力、高污染、高能耗的小型生产企业相继被淘汰。而国内龙头企业持续加大研发投入,借助资本市场优势加快发展,这些企业的生产质量、研发实力可以和外资企业相媲美。目前已具备较强研发实力和产能规模的国内上市企业将打开成长天花板,行业整体呈现规模化、集约化发展趋势,行业集中度和技术水平不断提高。

3、下游光伏行业发展概况

1)全球光伏产业发展概况

光伏作为近十年内 LCOE1下降速度最快的可再生能源,正在成为全球新增电力装机的主力。在全球各国共同推动下,光伏产业化水平不断提高,产业规模持续增长。近年来,得益于印度、中东地区及拉丁美洲诸国等新兴光伏市场的快速发展,全球光伏新增装机容量规模持续增加。

根据国际可再生能源署(IRENA)数据,自 2013 年以来,全球光伏新增装机容量整体呈快速增长态势,2022 年全球光伏发电新增装机容量约191.45GW,同比增长 35.55%。2013-2022 年期间,全球光伏累计装机量从 136.57GW 增长至 1,046.61GW。

未来,随着低碳经济、碳中和等绿色发展观得到普及与深度发展,世界各国将持续加码对可再生能源发展的投资力度。根据中国光伏行业协会(CPIA)数据,2023-2025年间,全球光伏年均新增装机量有望达到 305-355GW;根据国际再生能源协会(IRENA)数据,到 2030 年全球年光伏新增装机容量将达到 551GW,光伏装机量需求的增长将直接拉动光伏组件市场需求,进而推动上游有机硅密封胶、灌封胶等封装、导热材料市场需求增长。

2)国内光伏产业发展情况

经过十数载的发展,光伏产业已成为我国少有的具备国际竞争优势,实现了端到端自主可控,并有望率先成为高质量发展典范的战略性新兴产业,在制造业规模、产业化技术水平、应用市场拓展、产业体系建设等方面均位居全球前列。

根据 CPIA 数据,2022年中国大陆光伏组件产能达到 551.9GW,约占全球总产能的 80.8%,组件产量达到294.7GW,约占全球总产量的 84.8%,全球光伏组件供应商出货排名前十名分别为隆基绿能、晶科能源、天合光能、晶澳科技、阿特斯、东方日升、韩华新能源、FirstSolar以及通威股份,其中我国本土企业占据八席,并包揽了前五名。在供给端,伴随全球各主要国家“零碳战略”路径,未来全球光伏装机量预计将大幅提升,从而带动光伏组件进入密集扩产阶段。

根据通威股份发布的《2023 光伏产业链供需分析报告》,2022 年全球光伏组件环节宣布的新/扩建产能规模为 448.8GW,预计到2025 年全球光伏组件产能将增长至约 1,143GW,较 2022 年增长幅度将达到 154.68%,其中绝大部分新增产能仍将集中于中国大陆地区。

在需求端,我国仍将是全球最大的光伏市场。根据 CPIA 预计,2023-2025 年期间我国光伏装机量在保守情况和乐观情况下将分别累计新增 290GW 和 365GW,为我国光伏封装、导热材料厂商提供了本土配套机遇,在技术互动、协同创新等方面创造了有利条件,本土厂商有望凭借在联合开发、成本、综合服务等方面优势进一步提升市场份额。

4、下游新型储能行业发展概况

1)全球新型储能行业发展概况

经过前期光伏、风电等新能源装机量的不断增长以及市场推广培育,全球储能产业已经进入大规模商用阶段。根据中国能源研究会储能专委会/中关村储能产业技术联盟(CNESA)统计2,2022 年全球新增投运电力储能项目装机规模 30.7GW,同比增长 98%。其中,以锂电池储能为主导的新型储能新增投运规模首次突破 20GW,达到 20.4GW,是2021 年同期的 2 倍。截至 2022 年底,全球新型储能累计装机规模达 45.7GW,年增长率达 80%。从全球主要储能市场分布看,中国、欧洲和美国继续引领全球储能市场的发展,三者合计占全球市场的 86%。

2)我国新型储能产业发展概况

近年来,国家储能产业政策体系不断完善,储能技术快速发展,各类商业模式持续改善背景下,我国储能产业已经进入规模化发展的新阶段。根据 CNESA 统计,2022年中国新增新型储能装机 7.3GW,超过截至 2021 年全部累计装机规模。

“十四五”时期是我国储能行业探索和实现市场的“刚需”应用、系统产品化和获取稳定商业利益的重要时期。2022 年 1 月,国家发改委、国家能源局印发《“十四五”新型储能发展实施方案》,明确提及到 2025 年,新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段,具备大规模商业化应用条件。

到 2030 年,新型储能全面市场化发展。国家政策对储能行业予以广泛支持,涵盖行业发展、机制完善、项目落地等内容,受益于政策支持,我国储能行业有望保持快速发展。根据 CNESA 统计,截至 2022 年,我国已有 24 个省市明确了“十四五”新型储能建设目标,规模总计 64.85GW;10 个省市先后发布了新型储能示范项目清单,规模总计22.2GW/53.8GW,大部分项目都计划在 1-2 年内完工并网,已远超国家发改委《关于加快推动新型储能发展的指导意见》中设置的 2025 年实现 30GW 装机的目标,将为我国本土封装、导热材料厂商提供良好的本土配套市场机遇。

5、下游新能源汽车行业发展概况

1)全球新能源汽车行业发展概况

近年来,随着全球环境保护问题日益严峻以及各国新能源汽车产业相关政策的不断落地,新能源汽车产业呈现爆发式发展趋势。根据国际能源署(IEA)数据,2010-2022年间,全球电动汽车销量由 7,570 辆增长至超过 1,000 万辆,年复合增长率高达 82.30%。

在国内市场方面,发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路,自2012 年国务院发布《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020 年)》以来,我国坚持纯电驱动战略取向,新能源汽车产业发展取得了巨大成就,已经成为我国具备核心技术优势的新兴产业。根据中国汽车工业协会数据,2013-2022 年间,我国新能源汽车产量由 1.75 万辆增长至 705.80 万辆,年复合增长率高达 94.73%;销量由 1.76 万辆增长至688.70 万辆,年复合增长率高达 94.06%。

在产业政策的持续推动下,预计全球新能源汽车产业将持续蓬勃发展。根据 IEA 预测,在现有产业政策影响下,2025、2030 年电动汽车销量分别超过 2,000 万辆、4,000 万辆;在积极政策环境下,2030 年全球电动汽车的总销量达到 4,500 万辆;在零排放政策背景下,2025、2030 年电动汽车销量分别超过 3,000 万辆、7,000 万辆。

国内方面,未来根据国务院发布的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》,规划到 2025 年,我国新能源汽车市场竞争力明显增强,动力电池、驱动电机、车用操作系统等关键技术取得重大突破。根据 IDC 预测数据,到 2026 年我国新能源汽车市场规模有望接近 1,600 万辆。

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