2024年化工行业年度策略:行业回暖 重视结构

一、2023年化工行业回顾
年初至今,申万化工指数下跌11.12%,同期沪深300下跌7.5%,化工行业指数全年跑输市场。在细分行业上,涨幅前五的分别为电子化学品上涨28%,合成树脂9%、轮胎11.4%、涤纶14%;跌幅前五的分别为碳纤维-45.1%、锂电化学品-34.5%、磷肥及磷化工-24.4%、有机硅-22.4%、其他化学制品-22.1%。综合来看,化工板块今年的行情主要集中在化工新材料行业以及化工制品行业,而下跌最多的还是新能源材料行业,以及化工基础原料。
化工行业目前整体估值约为2.03倍PB,而历史估值中枢在2.74倍PB,目前的估值水平还是处在行业的历史中枢下方,接近历史底部区间,化工行业历史估值底部在1.6倍PB左右。
图:化工指数和沪深300对比

数据来源:九方金融研究所
图:化工行业估值水平

数据来源:九方金融研究所
二、化工行业整体供需分析
行业当前的固定资产投资情况
化工行业的本轮大规模资本开支始于2020年下半年,至2022年下半年开始有所放缓,扩产力度大幅超过前轮密集扩张期。
2023前三季度,化工行业资本开支2496亿元,同比增长10.42%;行业在建工程和固定资产分别为4530亿元和12631亿元,同比分别增长55.2%和24.5%;在建工程占比总固定资产比列达到35.8%。虽然本周扩产周期接近尾声,但是大量的产能扩张也带来了阶段性产能严重过剩,化工品价格大多处下降周期中,或者处在历史价格低位区间震荡。
图:化工行业在建工程

数据来源:九方金融研究所
图:化工行业固定资产

数据来源:九方金融研究所
行业下游需求情况
2023年,国内经济处在一个弱复苏的阶段。下游重点行业中:
地产端数据目前还是没有见到特别的改善。截止10月份数据,房屋新开工面积同比-23.2%,商品房销售额同比-4.9%。国内地产端的压力,也导致大量化工产品和建材需求萎靡。
图:国内地产端数据

数据来源:九方金融研究所
汽车产销量数据今年同比增长,1-10月份累计产量到了2366万辆。同比逼近2位数增长。
图:国内汽车产量及同比

数据来源:九方金融研究所
手机端出货量也在环比变好。国内三季度同比数据仅仅下滑0.7%,连续三个季度环比上升,而年中以来全球智能手机出货量跌幅也在收窄;全球手机厂商在2023年Q2库存状况得到改善。预期2023年Q4季度,全球手机销售会同比转正,环比大幅提高。
图:全球智能手机出货量同比

数据来源:九方金融研究所
大多数化工品下游需求的疲弱,造成产品涨价持续性差,多数产品都在历史低位价格区间震荡为主。化工产品价格指数今年呈现N字型走势,自年初4815点涨至1月底4962高点后震荡,3月后一路下跌至6月底的4217,一路走高至9月中旬的5000点后再次向下回落至10月底的4700点左右。从化工品指数和化工品PPI数据我们可以看出,化工品价格普遍还是处在下跌通道中。虽然年初出现过价格的反弹,主要原因还是季节性因素和原油涨价导致。
图:化工产品价格指数

数据来源:九方金融研究所
化工行业整体在2023年表现低于市场平均水平。展望2024年,我们主要看好三个细分方向。
第一:建议关注竞争格局良好,技术壁垒较高的MDI行业。
第二,建议关注电子化学品行业,由于消费电子2024年有望复苏,将带动上游电子化化学品的需求;同时海外对国内半导体材料的制裁,国内半导体材料行业国产化率也有望加速提升。
第三,建议关注制冷剂行业。2023年制冷剂配额分配,2024年是开始执行的第一年,制冷剂行业产能扩张已经结束,24年行业有望迎来量价齐升。
三、2024看点之一:MDI——寡头格局的超级大单品
MDI因为其独特的行业地位,独特的性能,技术壁垒,下游应用市场,行业竞争格局等因素,需要单独拿出来作为一个大类研究。
图:聚氨酯产业链

数据来源:九方金融研究所
MDI全名二苯基甲烷二异氰酸酯,是聚氨酯/氨纶合成的重要原料。聚氨酯因为性能优异,可以制成塑料、纤维、橡胶、胶黏剂等。具有稳定性、耐化学性、弹性,力学性能,隔热、隔音、抗震、耐低温,耐老化,硬度高。
MDI产业链上游主要原料苯、煤炭、原盐,中游企业通过大化工合成制成MDI,MDI下游应用广泛,主要应用在家电,建筑建材,保温隔热,纺织服装,汽车,胶黏剂等经济需求的各个方面。
MDI技术壁垒高。异氰酸酯合成工艺路线较长,硝化反应、还原反应、酸化反应等,涉及石油化工,煤化工,盐化工。光气法是目前工业化生产异氰酸酯的主流技术,是唯一能够实现异氰酸酯大规模生产的方法。但光气具有剧毒,且反应需要在强酸条件下进行,对设备和工艺要求较高。MDI、TDI等异氰酸酯类化合物极易与水发生反应变质。
公司地址2023年产能2023年产能合计

九方金融研究所整理
MDI行业竞争格局良好。经过多年的格局演绎,行业已经进入寡头时代,万华化学一超多强。从18年以来,整个行业扩产的产能,几乎全部来自于万华。18年万华210万吨产能,到2023年305万吨产能,扩产近100万吨。万华的目前单体基地产能规模已经到了100万吨以上,而同行业还停留在40-60万吨的规模。万华市场占有率在30.2%,远超科思创,巴斯夫,陶氏这些老牌MDI厂商。
图:MDI行业格局

数据来源:九方金融研究所
根据Bloomberg数据,2021全球MDI需求量约786万吨,同比+6%,且01-21年CAGR亦达到6%、11-21年CAGR约3%,主要受益于下游地产、家电、汽车等领域需求的持续增长。分区域来看,近年来亚洲地区是全球MDI最大的消费地区,其中21年占比约47%,其余为北美(占比22%)和欧洲&非洲&中东(占比28%)。2023年全球的MDI消费量大概在800-850万吨左右。
MDI价格主要受到供需错配的影响。17,18年,MDI供给端装置检修和爆炸事故导致供给短缺,而需求端旺盛,导致价格一度突破4万元/吨。影响MDI价格的核心变量包括:供给端装置的开工率,检修周期,是否有事故。而需求端MDI全球的需求是趋于稳定的,季节性每年金九银十是需求旺季,价格上涨概率大。
图:MDI价格复盘

数据来源:九方金融研究所
四、2024看点之二:电子化学品——需求修复+国产替代加速
电子化学品行业是半导体行业的上游。从硅片到集成电路的生产都需要用到各种电子化学品,比如光刻胶、电子特气、抛光液、湿电子化学品等等。
我们看好2024年电子化学品行业的行情,主要的逻辑有两点:1)消费电子2024年有望复苏,带动上游电子化化学品的需求。2)国产替代加速,海外对国内半导体材料的制裁,国内半导体材料行业国产化率有望加速。
光刻胶
光刻技术是利用光化学反应原理和刻蚀方法将掩模版上的图案传递到晶圆的工艺技术,原理起源于印刷技术中的照相制版。光刻胶是光刻工艺中的关键材料,主要应用于显示面板、印刷电路板、集成电路三大领域,分别为面板光刻胶(LCD光刻胶)、PCB光刻胶和半导体光刻胶(芯片光刻胶)。
半导体芯片在制造过程中需要进行10-50道光刻过程,占芯片制造时间的40-50%,占制造成本的30%。光刻胶是光刻工艺中最重要的耗材,其质量和性能与电子器件良品率、器件性能以及器件可靠性直接相关。光刻胶在全球晶圆制造材料市场中占比6.1%。
图:光刻胶产业链

数据来源:国联证券、九方金融研究所
根据曝光波长的不同,目前市场上应用较多的光刻胶可分为g/i/KrF/ArF/EUV等5种类型。光刻胶波长越短,加工分辨率越高。
为适应集成电路线宽不断缩小的要求,光刻胶波长也在不断缩短。g/i线光刻胶产生于1970年代,当时主流制程工艺在0.8-1.2μm,适用于波长436nm的光刻光源。到了90年代,制程进步到0.35-0.5μm,波长365nm光源。当制程发展到0.35μm以下时,g/i线光刻胶已经无法满足制程工艺的需求,业界开始使用248纳米波长光源的KrF光刻胶和193纳米波长光源的ArF光刻胶,两者均是深紫外(DUV)光刻胶。EUV(极紫外光)是目前最先进的光刻胶技术,适用波长为13.5nm的紫外光,可用于7nm以下的先进制程。
行业格局方面,全球光刻胶市场主要为国外企业垄断。日本的东京应化、日本JSR、住友化学和美国杜邦公司占有全球69.4%的市场份额。日本东京应化在G/I线光刻胶、KrF光刻胶和EUV光刻胶的市场份额位居第一,分别是25.2%、31.4%和51.8%;日本JSR则在ArF光刻胶领域的市场份额最大,达24.9%。在面板和PCB光刻胶领域,国产化程度相对于半导体光刻胶较高。
光刻胶为何壁垒高?核心是因为我们暂时无法量产先进光刻机——光刻胶生产出来需要进行实验,实验需要用到光刻机,这就限制了大部分企业。其次是光刻胶的原料,化学树脂,引发剂,溶剂,单体,同时还需要调制配方,这块也需要不断试错,周期长成本高。最后是客户壁垒也很高,生产商需要送样给下游客户,客户要不断的验证,因为光刻胶的品质和稳定性都决定了集成电路的品质,所以下游客户选择光刻胶企业,不单单看价格,更加看重品质,简单的价格战行不通。
全球光刻胶(包括面板,PCB)规模在80-90亿美元,折合人民币规模在600亿左右。中国大陆集成电路光刻胶市场达41.1亿元,其中g/i线光刻胶市场规模约8.79亿元,ArF/KrF市场规模达32.31亿元。2021年g/i线刻胶国产化率约20%,KrF光刻胶国产化率不足2%,ArF/ArFi光刻胶国产化率不足1%。
图:光刻胶国产化率

数据来源:九方金融研究所
目前由于半导体光刻胶技术壁垒很高,但是市场规模较小,大部分企业都是把光刻胶业务做为自己公司业务的一部分发展。而且,国产方面主要集中要中低端半导体光刻胶领域。
行业内光刻胶龙头企业包括南大光电、晶瑞电材、彤程新材,上海新阳等。其中:
彤程新材:旗下半导体光刻胶生产企业北京科华是国内领先的半导体光刻胶龙头生产商,目前已布局G/I线光刻胶、KrF光刻胶和ArF光刻胶技术,已实现I线光刻胶和KrF光刻胶量产。
南大光电:在ArF光刻胶领域目前已达到客户认证阶段,产能约25吨。
上海新阳:I线、KrF光刻胶已经在超10家客户端提供样品进行测试验证,并取得了部分样品的订单,通过测试验证。
晶瑞电材:子公司瑞红苏州1993年开始光刻胶生产,承担并完成了国家“02专项”中的“i线光刻胶产品开发及产业化”项目。瑞红苏州光刻胶品类齐全,经过三十年积累,拥有紫外宽谱系列、g线系列、i线系列、KrF系列等数上百个型号产品。i线光刻胶已向国内中芯国际、合肥长鑫等大厂供货。目前ArF高端光刻胶研发工作也在有序开展中,KrF高端光刻胶部分品种已量产。
电子特气
电子特种气体是超大规模集成电路、平板显示器件、化合物半导体器件、太阳能电池、光纤等重要原料,它们主要被应用于薄膜、刻蚀、掺杂、气相沉积、扩散等工艺,是电子工业的血液,也是仅次于硅片的第二大半导体材料。电子特气是半导体材料中国内国产化进度最高的,目前基本实现20%的国产化。
电子气体可分为电子大宗气体、电子特种气体等。
电子大宗气体:指运用于半导体制造中耗量较大的气体,如氧气、氮气、氩气、氢气、氦气和二氧化碳等,主要用于环境气、保护气与载体,一般采用现场制气生产模式。2021年中国大宗气体市场规模为1456亿元,预计2026年将达2034亿元,CAGR为7%。
电子特种气体:是指应用于电子行业的气体,其质量直接影响电子器件的成品率和性能。目前半导体行业各个环节使用的特种气体有114种,常用的有44种。主要包含有三氟化氮、六氟化钨、六氟丁二烯、氨气等,一般采用液态与瓶装气体生产模式。
2022年全球电子特气市场规模为50.01亿美元,同比增速在10%以上,预计到2025年,全球电子特气市场规模将超过60亿美元。按照该预测值计算,2022-2025年均增速超过6%,行业规模增长空间较大。
全球主要市场份额被空气化工、林德集团、液化空气、以及太阳日酸四家公司所占据,占比超过90%。而中国电子特气市场层面,根据SEMI的数据显示,2022年中国电子特气市场规模估算为220.8亿元;2023年预计为249亿元。根据2021年数据,国内主要市场份额亦被上述四家公司所占比,国内企业所占份额约20%。国内的电子特气龙头有:华特气体,金宏气体,雅克科技,南大光电等。
图:电子特气行业规模

资料来源:浙商证券,九方研究所
半导体抛光垫/液
CMP化学机械抛光,是在半导体制造过程中通过化学腐蚀和机械研磨作用的有机结合实现晶圆表面全局均匀平坦化的关键工艺,也是制程节点在0.35μm及以下芯片制造中唯一可实现全局平坦化的工艺技术。
抛光的具体流程是,将晶圆固定于抛光头上,对抛光头施加一定压力使其与抛光垫充分接触;抛光头与抛光垫在电机驱动下以一定速度和方向旋转,同时将抛光液通过加液系统滴加到抛光垫上,使晶圆表面与抛光液中的化学试剂发生化学反应,形成一层较软的氧化膜层;再利用抛光液中的磨料与抛光垫的机械摩擦作用去除软质层,通过化学腐蚀与物理研磨的交替进行获得高度平坦化、无划痕和杂质玷污的晶圆表面,实现全局平整落差100A-1000A°(相当于原子级10~100nm)超高平整度,使下一步的光刻工艺得以进行。
CMP系统主要由抛光设备、抛光液和抛光垫三部分组成。其中,抛光液和抛光垫是CMP工艺流程的核心耗材。从价值量占比来看,CMP材料是晶圆制造的核心耗材,占晶圆制造总成本的约7%;抛光液和抛光垫,最核心材料,分别占CMP材料总价值的49%和33%,两者决定了CMP工艺的基础抛光效果,并与设备操作、硅片等因素共同影响最终的抛光效果与效率。
图:抛光液行业格局

数据来源:九方金融研究所
抛光垫:在化学机械抛光过程中,抛光垫具有储存和运输抛光液、去除加工残余物质、维持抛光环境等功能。目前的抛光垫一般都是高分子材料,如合成革拋光垫、聚氨醋抛光垫、金丝绒抛光垫等,其表面一般含有大小不一的孔状结构,有利于抛光浆料的存储与流动。
CMP抛光垫市场规模:根据Techcet数据,全球CMP抛光垫的市场规模从2016年的6.5亿美元增长至2021年11.3亿美元,CAGR达11.69%。
图:CMP工艺构成/价值组成


数据来源:九方金融研究所
抛光液:化学机械研磨液,由纳米级研磨颗粒和高纯化学品组成,是化学机械抛光工艺过程中使用的主要化学材料。化学机械抛光液的主要原料包括研磨颗粒、各种添加剂和水,其中研磨颗粒主要为硅溶胶和气相二氧化硅。
CMP抛光液市场规模:根据TECHCET,2022年全球晶圆制造用抛光液市场规模预计超过20亿美元,2026年将达到26亿美元。根据中金公司证券研究报告,国内抛光液市场增速有望显著高于全球市场,2025年国内抛光液市场有望占全球市场的25%,达40亿元,2021-2025年复合增长率达15%。
国产CPM行业格局:
永鼎股份是国内的抛光垫龙头。公司是国内唯一一家全面掌握抛光垫全流程核心研发和制造技术的供应商,深度渗透国内主流晶圆厂供应链,国产替代领先优势明显入。公司2022年,抛光垫实现销售收入4.57亿元,较上年同期增长51.32%。同时公司也有CMP抛光液业务。公司多款CMP抛光液、清洗液产品在客户端持续规模化销售,2022年实现收入1,789万元。
安集科技是国内的抛光液龙头。2022年实现营收9.51亿,全球市场占有率在2%左右。公司化学机械抛光液全品类产品矩阵布局加强,包括铜及铜阻挡层抛光液、介电材料抛光液、钨抛光液、基于氧化铈磨料的抛光液、衬底抛光液及新应用的化学机械抛光液等各类产品线的研发进程及市场拓展顺利,客户用量及客户数量均达到预期。
图:抛光液行业格局

数据来源:九方金融研究所
五、2024看点之三:制冷剂量价修复
制冷剂,又称制冷工质,在南方一些地区俗称雪种,是一种在制冷系统中不断循环并通过其本身的状态变化以实现制冷的工作物质。制冷剂在蒸发器内吸收被冷却介质(水或空气等)的热量而汽化,在冷凝器中将热量传递给周围空气或水而冷凝。1830年至今,制冷剂共经历五个发展阶段,包括:无氟制冷剂、CFCs(一代制冷剂)、HCHCs(二代制冷剂)、HFCs(三代制冷剂)、HFOs(四代制冷剂)。
制冷剂上游原料萤石,萤石制备生产氢氟酸,由氢氟酸和不同的氯代甲烷,乙炔,氯代乙烯等反应得到不同类型的制冷剂品种,因为一二代制冷剂破坏臭氧层,已经逐步被淘汰,我国2023年也开始正式分配三代制冷剂配额。
10月24日,生态环境部召开部常务会议,审议并原则通过《2024年度氢氟碳化物配额总量设定与分配方案》,《方案》明确了24年国内HFCs生产/进口/内用生产配额总量和企业配额分配方案等内容。伴随HFCs配额于23年底冻结,24年开始企业HFCs配额将由生态环境部参考20-22年的产量水平分配和调控。
为何开始分配三代制冷剂配额,制冷剂行业就会迎来机会?主要的原因还是制冷剂行业的行业属性决定的,因为制冷剂对臭氧层的破坏,全球对制冷剂配额严格管制。比如我国,只有分配到配额的企业,才可以生产和销售制冷剂。这意味着一旦企业拿到了制冷剂的生产配额,也就等于拿到了未来的业绩,同时也拿到了一定范围内的竞争壁垒。而制冷剂配额的分配制度,一般是在配额分配的前三年,该制冷剂的生产和销售的平均值。因此业内企业为了拿到更多的生产配额,就会在配额分配前大量扩产制冷剂产能。目前我国来到了淘汰二代制冷剂、进入三代制冷剂的时间。2020-2022年,业内大举扩产三代制冷剂,这也造成了三代制冷剂价格一路暴跌。
图:制冷剂行业产能分布

数据来源:九方金融研究所
2023年以来,三代制冷剂价格触底回升。由于2023年是配额分配的年份,业内不再扩产。这就造成了三代制冷剂价格在慢慢回升。尤其是10月至今HFCs制冷剂行情大幅显著超越Q1-Q3,拐点迹象十分明显,各企业Q4业绩或将大为改善。
图:三代制冷剂价格

数据来源:华泰证券,九方金融研究所
11月6日发布的《关于印发<2024年度氢氟碳化物配额总量设定与分配方案>的通知》要求,各企业应在11月24日截止日前将提交自己的配额申请,在此时间节点各企业将获得友商数据,将强化企业挺价情绪和看涨预期。行业的渠道商四季度也都又在补库,所以制冷剂价格具有较强的上涨动力。制冷剂行业有望受益的公司包括巨化股份、三美股份、永和股份、东岳集团和东阳光等。
综上所述,我们认为随着中国经济在2024年进一步修复,化工行业将逐步迎来拐点。但从库存周期的运行规律来看,化工行业的大年可能在2025年才会到来,明年更像是暖场。因此,明年的行业看点不在全局而在结构。
参考资料:
20231110-国联证券-万华化学:全球MDI龙头,向综合性化学品公司转型。
20230731-浙商证券-中国电子特气:从进口替代到供应全球.
20231026-华泰证券-制冷剂:配额方案落地,行业景气渐至。
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