氧化铜粉又称氧化亚铜或黑铜矿,是一种黑色或棕黑色的粉末状物质,化学式为CuO, 通常由铜离子和氧离子组成,微观结构上是由铜原子和氧原子以某种方式结合形成的晶体结构。氧化铜粉广泛应用于高温超导材料、电子陶瓷、催化剂、涂料、PCB等领域。氧化铜粉的含铜比例一般在70%以上,但具体比例会因生产工艺和技术水平而有所不同。
一、供给端:上游铜矿供应持续趋紧,再生铜产量整体呈现增长态势
根据观研报告网发布的《中国氧化铜粉行业现状深度研究与发展前景分析报告(2024-2031年)》显示,虽然我国氧化铜粉行业起步较晚,但近年得到了较大的发展,相关产品性能得到大幅提升。尤其是电子级氧化铜粉方面,随着国内企业不断提升制造工艺、提高产品质量,相关技术水平已经基本达到或接近世界领先水平。一方面是因为以电子信息产业链前端的 PCB 为例,已向高集成化、高性能化为特点的高阶 PCB 发展,这也对制造 PCB 所需要的电子级氧化铜粉的质量及性能提出了更高的要求,促使电子级氧化铜粉升级换代速度不断加快。另一方面下游涉及的其他行业领域产品技术更新迭代速度也在加快,供需关系不断发生变化,也促进电子级氧化铜粉性能的提升。
氧化铜粉的原材料主要是铜,因此发展也受其市场影响。铜是重要金属资源,在国民经济和国防建设中有着广泛用途,也是高技术发展的基本支撑材料。
1、我国铜矿资源较为匮乏,对外依存度较高
我国铜矿资源较为匮乏,对外依存度较高。有数据显示,2023年我国铜矿储量仅为0.4亿吨左右,约占全球总储量的4%,位列世界第八位;产量为170万吨,占全球铜矿产量的7.7%,铜矿库存约为669万吨。而我国是全球最大的铜矿资源需求国,下游消费量大,这也使得国内铜矿石供应远不能满足下游消费,高度依赖进口补充。
数据来源:美国地质勘探局(USGS),观研天下整理
数据来源:美国地质勘探局(USGS),观研天下整理
与此同时,我国矿山矿石相对世界主流矿山平均品位水平而言相对较低,且矿石品位总体呈现下降趋势,截至2023年国内铜矿品位下降至0.56左右,进一步加剧国内铜矿紧缺的程度、开采难度及其开采成本。这也进一步加剧了铜矿石进口依赖程度。
有数据显示,2023年我国进口铜矿砂和精矿量达到2754万吨(品位未知),同比增长9.1%;进口金额高达601亿美元,同比增长7.3%。2024年1-8月我国铜矿砂及其精矿累计进口量1863万吨,同比增长3.2%;进口金额44640.3百万美元,同比增长12.8%。
数据来源:中国海关,观研天下整理
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2、我国再生铜产量整体呈现上升态势
我国再生铜行业的发展最早可以追溯到建国初期。自改革开放以来,随着电力、建筑、汽车等行业不断发展,我国对铜的需求量越来越大,再生铜行业也随之得到快速发展,民营企业相继涌入,行业规模得到不断扩大。经过多年发展,目前我国再生铜行业已经形成相对完整的产业链,规范管理体系也在不断完善。近年来,在政策和下游需求推动下,我国再生铜产量整体呈现上升态势。数据显示,2017-2023年我国再生铜产量由320万吨上升至410万吨。
数据来源:中国物资再生协会,观研天下整理
二、需求端:下游产业链不断延伸,PCB、锂电池等新兴领域带来发展机会
氧化铜粉是我国生产消耗量最大的有色金属粉末之一,主要作为催化剂及氧化剂应用于工业生产当中。但近年来随着产品需求结构的不断变化,其下游产业链不断延伸,以 PCB 制造、锂电池、有机硅单体合成催化剂等新兴领域给氧化铜粉带来了发展机会。
1、PCB领域:高阶 PCB产品带来更高溢价空间
在PCB领域中,氧化铜粉主要用于PCB 制造的电镀工艺中。使用氧化铜粉作为铜源工艺的电镀制程,具有可实现全自动化连续生产,稳定高效且环保安全,单位排放量低等优势。
印制电路板简称“PCB”,又称印制线路板,是指在通用基材上按预定设计形成点间连接及印制元件的印制板,其主要功能是使各种电子元器组件通过电路进行连接,起到导通和传输的作用,是电子产品的关键电子互连件,产品一般可以分为单面板、双面板、多层板、HDI板、封装基板、挠性板等。
印制电路板被称为“电子系统产品之母”,其是电子信息产品不可缺少的基础元器件,几乎每种电子设备,只要有集成电路等电子元件,为了使各个元件之间的电气互连,都要使用印刷电路板。因此作为电子终端设备不可或缺的组件,印制电路板相关产品制造品质能直接影响电子产品的可靠性,同时影响系统产品整体竞争力。
虽然与欧洲、美洲、日本等国家和地区相比,我国 PCB 制造行业的发展起步较晚,但近年发展速度较快。尤其是进入二十一世纪以来,凭借亚洲尤其是中国大陆在劳动力、资源、政策、产业聚集等方面的优势,全球电子制造业产能向中国大陆等亚洲地区进行转移,我国成为了全球 PCB产业增长的动力引擎,并迅速发展成为全球 PCB 制造中心。
自2006 年开始,我国大陆超越日本成为全球第一大 PCB 生产地区,并持续保持全球制造中心地位,PCB 产量和产值均稳居世界第一。尤其是 2021年,在我国 PCB上游覆铜板、半固化片和铜球等原材料价格上涨,以及下游 5G、集成电路和新能源汽车等行业的政策支持和快速增长的共同驱动下,我国大陆地区的 PCB 市场产值增长至 441.50 亿美元,较 2020 年大幅增长 26.17%。虽然在2022年2023年这两年在全球 PCB 市场增速减缓情况下,我国大陆 PCB 产值出现下降,但在全球PCB产业中仍占据重要地位。2023 年我国大陆 PCB 产值为 377.94 亿美元(同比下降13.3%),占全球 PCB 产值的比例为 54.37%。
数据来源:公开资料整理,观研天下整理
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与此同时,随着下游新兴的5G、集成电路、新能源汽车和数字经济产业升级和产品迭代,市场对PCB 产业高集成度需求也在日益凸显,从而线路精细化加工、通孔盲孔一体化制作等工艺对电镀均匀性提出了更高的要求。其中可溶性磷铜球阳极在使用过程中会不断发生溶解,而产生形态体积的变化;而钛阳极在使用过程中则可保持形状稳定,不发生溶解变化,因此钛阳极亦被称为不溶性阳极。
近些年来,PCB 镀铜制程中不溶性阳极应用逐渐广泛。由于不溶性阳极的阳极端没有相应的铜离子析出,为使整个电镀铜体系维持平衡,目前最主要的解决方案是添加氧化铜粉。氧化铜粉由于其表面积大、溶解速度快、纯度高等特点,能在电镀液中迅速溶解,快速稳定地释放铜离子,有效保持了电镀液中铜离子的浓度与稳定性。此外,氧化铜粉工艺可以实现自动化添加与连续生产,并且减少了铜耗,更好的满足了高阶 PCB 产品的电镀要求。整体来看,在高阶 PCB 产品电镀领域,氧化铜粉配套不溶性阳极的生产工艺主要具有以下几点优势:
资料来源:公开资料,观研天下整理
目前 PCB 行业使用氧化铜粉的产品主要为对线宽线距、镀层均匀性要求比较高的 PCB 产品上,包括 HDI 板、IC 载板、FPC 等高集成、高精密电镀铜领域。这些产品的附加值和毛利率通常高于普通PCB产品,使得氧化铜粉具备更高的溢价空间。仅以 HDI 板、IC载板和 FPC 板进行粗略测算,假设氧化铜粉占产品成本的 4%; 2023 年全球 HDI 板、IC 载板和 FPC 板产值为 352.3 亿美元;据此测算,2023 年 PCB 电镀领域氧化铜粉全球需求规模约为 11.3 亿美元。
2、锂电池领域:PET 复合铜箔推广应用下,对氧化铜粉需求将得到大幅增长
在锂电池领域,氧化铜粉主要用于在PET复合铜箔中。铜箔是一种阴质性电解材料,沉淀于电路板基底层上的一层薄的、连续的金属箔,在锂电池中既充当负极活性物质的载体,又充当负极电子流的收集与传输体,是一款重要的锂电辅材。根据锂电池的工作原理和结构设计,负极材料需涂覆于集流体上,经干燥、辊压、分切等工序,制备得到锂电池负极片。为得到更高性能的锂电池,导电集流体应与活性物质充分接触,且内阻应尽可能小。其中锂电铜箔由于具有良好的导电性、质地较软、制造技术较成熟、成本优势突出等特点,是锂电池负极集流体的主要材料。
我国能源转型的重要手段是提高清洁能源在发电中的比例,发展新能源是我国能源发展的重要方向。在这个背景下,新能源汽车普及率不断提高,储能技术也不断发展。受益于新能源汽车和储能市场的旺盛需求,锂电池的需求也不断增加。数据显示,2023年我国锂电池出货量达到 885GWh,占全球锂电池出货总量 1,202.6 GWh 的 73.6%;相较 2016 年国内出货量 63.3GWh,占全球 125GWh 出货总量的 50.6%,均有明显的增长。
数据来源:公开数据整理,观研天下整理
随着锂电池的需求也不断增加,作为锂电池负极集流体的主要材料,锂电铜箔需求也在不断增加。数据显示,2023年我国锂电铜箔出货量达53.5万吨,同比增长27%,占全球锂电铜箔出货量的 78.1%。
数据来源:GGII,观研天下整理
与此同时,随着行业不断发展,为提升能量密度与电池安全性,目前锂电池产业链公司也开始逐步探索使用 PET 复合铜箔作为锂电池负极集流体材料。PET 复合铜箔采用“三明治”结构,即在 4.5μm 的 PET 膜或者PP 膜两边各镀 1μm 的铜。
未来PET 复合铜箔有望提升能量密度与电池安全性。一方面,PET 材料重量相对于铜较轻,因此使用 PET 复合铜箔的电池重量也有所减轻,从而带来电池能量密度的提升。另一方面,PET 膜在挤压、碰撞中起到缓冲作用,可提升电池安全性;更重要的是,下游膜厂商在 PET 膜中设置贯穿孔洞,并在其中填充阻燃层,能够防止电池过度燃烧,有效降低锂电池“热失控”带来的起火爆炸风险。凭借着上述优势,PET 复合铜箔未来有望成为动力电池和储能电池生产过程中的重要材料之一。
随着近年来行业内主要电池厂商、设备厂商和材料厂商不断积极推进 PET 复合铜箔的应用。目前,复合铜箔处于工艺认证中后期。设备环节已基本实现国产化;制造环节正在积极验证,近期有望实现复合铜箔的批量生产;电池环节在积极推进中,加速突破“0-1”阶段,行业未来发展可期。
PET 复合铜箔生产过程中的镀铜铜源主要来自于铜球和氧化铜粉。因此随着PET 复合铜箔的应用以及批量生产,在该领域的氧化铜粉需求也将得到大幅增长。
3、有机硅单体领域:有机硅市场快速发展下,氧化铜粉需求量有望进一步提升
在有机硅单体领域,氧化铜粉主要用于有机硅单体生产过程所需的催化剂。
有机硅单体是制备硅油、硅橡胶、硅树脂以及硅烷偶联剂的原料,由几种基本单体可生产出成千种有机硅产品。有机硅是指含有Si-O键且至少有一个有机基直接与硅原子相连的化合物,是一种常见的大宗商品原料,具有耐高低温、抗氧化、耐辐射等优异性能,广泛应用于建筑建材、电子电器、航空航天、纺织印染、汽车等。
近年来在国家的大力扶持下,国内新材料产业取得了重大突破,有机硅单体及应用领域的技术水平和产业化程度出现了加速发展的势头,进入前所未有的发展新阶段。从市场规模来看,受2020年以来有机硅单体价格上涨带动,2020年、 2022年,我国有机硅单体行业的市场规模呈增长的趋势,2023年我国有机硅单体价格逐步恢复理性,市场规模回归至常规规模,其市场规模为251.97亿元。
数据来源:公开数据,观研天下整理
与此同时,随着中国经济的快速发展及有机硅材料的广泛应用,有机硅国际巨头将中国市场作为必争之地,陶氏杜邦、德国瓦克、美国迈图集团等巨头纷纷将生产基地向中国转移,使得国内有机硅行业进入快速扩产期。2022 年中国有机硅单体产能达到 500 万吨/年;中国境内至少还有 16 家企业拟扩建、新建有机硅甲基单体装置,其中拟扩建产能约 585 万吨,预计 2025 年中国境内有机硅甲基单体产能将达到 750 万吨/年,约占全球有机硅甲基单体产能的 75%以上。2023年我国有机硅单体产量达到了190.5万吨,是全球最大的有机硅生产国。
数据来源:公开数据,观研天下整理
为提高有机硅单体生产效率,生产过程中会使用高性能的催化剂。其中,以氧化铜粉作为重要组成部分的三元复合铜基催化剂是工信部 2022 年发布的《重点新材料首批次应用示范指导目录(2021 年版)》中推荐产品,现阶段三元复合铜基催化剂主要采用氧化铜、铜粉、氧化亚铜机械合金化进行生产。因此在有机硅市场快速发展的背景下,有机硅单体生产过程所需的铜基催化剂的市场需求量也有望进一步提升,从而带动氧化铜粉市场规模上升。
综上说述,随着PCB 制造、锂电池、有机硅单体合成催化剂等新兴领域的不断发展,氧化铜粉市场迎来发展机会,未来市场发展可期。
三、竞争格局:市场呈现出“大企业主导,中小企业活跃”的特点
近年随着市场不断发展,氧化铜粉相关企业也在不断增加,市场竞争也在逐渐激烈。目前氧化铜粉行业的竞争格局呈现出“大企业主导,中小企业活跃”的特点。大型企业通过规模经济和品牌效应,保持了较高的市场占有率,而中小企业则通过产品差异化和细分市场策略,找到了生存和发展空间。
从市场率来看,当前在我国氧化铜粉行业中,市场占有率主要由几家大型企业主导。以江西铜业、云南铜业、宁波金田等为代表的国有企业,凭借其强大的资源和技术优势,占据了市场的主导地位。这些企业通过不断提升产品质量,扩大生产规模,持续提升市场占有率。另外一些民营企业如浙江华友钴业、湖南科力远新材料等,也凭借其灵活的经营策略和技术创新,逐步提升市场份额,成为行业的重要参与者。(WW)
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