30年基础化工行业深度报告之一：COC、COP国产突破放量在即，应用于光学、医疗等领域空间广阔

COC/COP性能优异，可应用于光学、医疗等领域，市场空间广阔。环烯烃聚合物（COC/COP）是经环烯烃单体聚合反应而成的一种性能优良的无定形高分子新材料，近年来引起了人们的高度重视。COC和COP均具有热变形温度高、透明性高、双折射率低、介质损耗小、介电常数小、水蒸汽透过性低、熔融流动性好等一系列优异性能。在光学领域，COC/COP被广泛用于制作各类镜头、手机显示屏薄膜、5G天线接收罩等产品。随着5G手机三摄、四摄等多镜头化的发展趋势，以及汽车自动驾驶技术的普及，光学镜头的数量有望快速增长，COC/COP在光学镜头领域应用前景广阔。在医疗领域，COC/COP被广泛用于疫苗瓶、血液储存器、试管、陪替氏培养皿、注射器和吸液管等领域，COC还使轻巧、可穿戴的药物输送解决方案、便携式诊断设备等成为可能。此外COC/COP还可应用于包装、铝塑膜等多种领域，具有广阔的市场空间。 当前COC/COP生产被日系厂商垄断，国产厂商突破放量在即。消费量方面，根据中国化工信息中心数据，2021年中国COC/COP消费量约为2.1万吨，为全球COC/COP产品的主消费市场。然而，由于产品的技术垄断性，目前中国市场的COC/COP产品全部来源于进口。我国COC/COP的消费量将持续增长，中国化工信息中心预计，到2025年，中国COC/COP的消费量将提高到2.9万吨，2021-2025年消费量的CAGR约为8.9%。产能方面，目前全球现有COC/COP产品供给产能约8-9万吨，产能主要掌握在日系厂商手中，截至2023年6月，瑞翁公司、宝理塑料、三井化学、日本合成橡胶的产能分别为3.7、3.0、0.64、0.5万吨/年，与此同时，前三者在未来两年均有扩产计划。国内厂商方面，目前阿科力、金发科技等企业也有计划进行COC/COP的研发和生产。 阿科力已具备环烯烃单体的产业化能力和环烯烃聚合物的产业化基础，有望率先实现国内规模化量产。公司前瞻布局高透光材料，于2014年就启动了COC/COP研发，于2020年完成了5000吨光学级环烯烃单体生产线的建设与生产以及催化剂的筛选工作，目前已经突破了环烯烃共聚物连续法聚合工艺技术、环烯烃共聚物提纯技术等关键技术，打通COC/COP的工艺路线，成功研制出耐高温、高透明的环烯烃聚合物，并完成公斤级环烯烃共聚物样品制备，透光率、折射率及玻璃化温度等关键指标均达到进口产品水平。在建产能方面，公司于2022年10月与湖北省潜江市高新技术产业开发区江汉盐化工业园管委会签约，拟投资10.5亿元在潜江江汉盐化工业园建设年产2万吨聚醚胺、3万吨光学材料（环烯烃单体及聚合物）项目，并于2022年11月初取得了项目备案证，一期为年产1万吨光学材料（环烯烃单体及聚合物）项目，包括0.7万吨/年的环烯烃单体和0.3万吨/年的环烯烃聚合物，我们预计该项目仍在正常推进。根据公司公告，到2023年底，公司环烯烃单体预计实现销售数量200-300吨左右，实现销售收入600万元左右。此外，公司持续加大COC/COP产品下游应用领域市场开拓力度，现已与多家下游客户签订合作意向协议。 投资建议：目前全球COC/COP生产被日系厂商垄断，国内的阿科力、金发科技等企业计划进行COC/COP的研发和生产，但均暂未实现COC/COP从单体到聚合物的产业化，我们看好COC/COP未来的国产放量空间。我们建议关注已具备环烯烃单体产业化能力和环烯烃聚合物产业化基础，并在建有环烯烃单体及聚合物产能的领先企业阿科力。 风险分析：产品研发风险，客户验证风险，新增产能爬坡进度不及预期风险。 1、COC/COP：新型高端光学材料，可应用于光学、医疗等领域 1.1、COC/COP：高端光学材料潜力新星，近年来备受瞩目 环烯烃聚合物（COC/COP）是经环烯烃单体聚合反应而成的一种性能优良的无定形高分子新材料，近年来引起了人们的高度重视。COC和COP的不同之处在于合成方式和微观结构，但是他们仍然具备较为相似的物化性质。COC/COP改变了以往聚烯烃结晶而不够透明的现象，具有结晶性与非结晶性聚合物共同的优点，如高耐热性，COC/COP属高耐热性透明树脂，玻璃转化温度达140~170℃； 高刚性和高强度；光学特性与电气特性佳；耐水解性、耐极性有机溶剂性、耐酸性及耐碱性；优良的生物适应性和化学惰性等，拥有在药品、食品应用的广阔空间。 表1：COC/COP与其它光学塑料的特性比较 环烯烃共聚物（COC）是一类利用环烯烃单体与α－烯烃等共聚而成的高附加值热塑性工程塑料，多由加成聚合而成，其聚合物是两种结构单元的无规共聚物。目前最为常见的COC是乙烯/降冰片烯共聚物。COC被认为是聚碳酸酯（PC）、甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等传统透明塑料的理想替代材料。目前德国Ticona（Celanese AG的子公司）及日本三井化学（Mitsui Chemicals）等公司采用茂金属加成聚合过程（mCOC）过程生产COC。 图1：COC和COP的微观结构不同 环烯烃聚合物（COP）是具有较大环张力的环烯烃单体通过开环易位聚合（ROMP），再对聚合物中的不饱和双键进行氢化得到的一类聚合物，其微观结构可以视为乙烯和环烯烃单体的交替共聚物，且环烯烃单元的比例恒为50%。 目前日本瑞翁公司（Nippon Zeon Corp.）和日本合成橡胶（JSR Corp.）等公司采用ROMP过程生产COP。 表2：ROMP和mCOC两种生产工艺的比较 图2：环烯烃单体的两种聚合机理 1.2、COC/COP可应用于光学、医疗等领域，市场空间广阔 环烯烃聚合物（COC/COP）作为一种热塑性光学级材料，凭借其优异的性能广泛应用在光学（高端手机摄像镜头、显示屏的导光板和光学膜等）、医疗等多种领域，市场空间广阔。 图3：COC/COP下游应用领域 图4：2021年中国COC/COP下游行业应用占比 COC/COP光学特性优异，镜头、屏幕等光学领域的应用广泛 在光学领域，由于COC/COP具备具有热变形温度高、透明性高、双折射率低、介质损耗小等一系列优良特性，其被广泛用于制作各类镜头、手机显示屏薄膜、5G天线接收罩等产品。目前塑料镜片已成为主流手机摄像头的重要组成部分，COC/COP可用于制备塑料镜片。此外，在显示面板用膜领域，COC/COP制成的膜材料可部分取代显示屏幕中偏光片里的三醋酸纤维薄膜（TAC膜）。 表3：COC光学领域应用实例 随手机镜头及模组、车载光学、照相和摄像、安防等光学领域的持续发展，光学元件市场规模将持续扩增，从而带动COC/COP需求。根据中国光学光电子行业协会光学元件仪器分会统计，我国光学元件市场规模由2016年的300亿元增长至2021年的1,500亿元，复合增长率高达30.77%；此外，随着光学元件下游应用领域，如手机镜头及模组、车载光学、照相和摄像以及安防领域的持续发展，将为我国光学元件市场带来持续增长的空间，据中国光学光电子行业协会光学元件仪器分会预计，2027年，我国光学元件市场规模将增长至3,095亿元，2021-2027年的CAGR为12.8%。 图5：2016-2027年我国光学元件市场规模（亿元） 智能手机多镜头化和不断拓展的汽车自动驾驶领域为COC/COP带来了广阔的市场空间。近年来，随着5G手机三摄、四摄等多镜头化的发展趋势，以及汽车自动驾驶技术的普及，光学镜头的数量有望快速增长，COC/COP在光学镜头领域应用前景广阔。根据华经产业研究院数据，2021年全球光学镜头行业市场规模约为70亿美元，同比增长12.9%，2016-2021年期间市场规模CAGR约为16.9%。2021年全球光学镜头出货量约为77亿只，同比增长11.6%，2016-2021年期间出货量CAGR约为13.4%。根据阿科力公司公告，预计2026年全球光学镜头市场规模将达到1,134亿元，市场空间广阔。 图6：2016-2021年全球光学镜头市场规模及增速 图7：2016-2021年全球光学镜头出货量及增速 手机摄像头主要由镜头、PCB板、DSP、传感器、固定器等组成，镜头是重要的组成部分。COC/COP的密度小，光学性能优异，能够满足手机轻量化和拍摄图像高清晰度的要求。同时COP可通过注塑成型，相比需要切削和抛光的玻璃，能够大大节约生产工序和工时。 汽车自动驾驶技术的普及将增加车载摄像头的数量，从而为COC/COP打开更多市场空间。若汽车实现完全的自动驾驶功能，至少需要搭载前视、环视、后视、内置摄等五类摄像头，汽车平均搭载摄像头数量将会提升，进而带动车载摄像头出货量的增加。根据智研咨询数据及预测，近年来中国乘用车单车平均摄像头搭载颗数呈阶梯式增长，2021年中国乘用车载摄像头平均搭载数量为2.5颗，预计2025年中国乘用车载摄像头平均搭载数量将达到4.9颗。根据中商产业研究院数据及预测，2022年我国车载摄像头出货量为6131万颗，2024年我国车载摄像头出货量将达7105万颗。 图8：智能手机相机结构 图9：2017-2024年中国车载摄像头出货量及预测（万颗） 医疗领域疫苗瓶需求高增，COC/COP有望大显身手 COC/COP是一种优良的医学材料，在医疗领域应用广泛，可用于疫苗瓶或预灌封针等的制作。COC/COP具备优异的透明性、水汽阻隔性能和生物相容性，溶出物和杂质的含量极低，因此可以延长药品的保存时间。COC/COP具备优良的耐化学药品性和耐灭菌处理性，因此它们可以进行蒸汽以及伽玛射线的消毒。 目前COC/COP被广泛用于疫苗瓶、血液储存器、试管、陪替氏培养皿、注射器和吸液管等领域，COC还使轻巧、可穿戴的药物输送解决方案、便携式诊断设备等成为可能。目前COC的基本级已经在美国FDA、美国医药局登记注册。 图10：2016-2020年全球预灌封注射器市场规模及增速 中硼硅疫苗瓶存在缺口，COC/COP成为最佳替代品。硼硅酸盐玻璃价格低廉，是目前疫苗玻璃瓶的主要生产材料。但是，随着更多新兴的药物、疗法以及生物技术衍生的活性成分的出现，药品与玻璃不相容的情况增多，硼硅酸盐玻璃的性能有限，将不再适用于部分新兴的要求。且由于近年来全球公共卫生事件等因素的影响，中硼硅疫苗瓶处于供不应求的状态，急需新产品增援。同时，在注射过程中，传统的西林瓶需要配合安瓿瓶使用，较为繁琐，效率低下，而使用预灌封注射的效率较高，且不存在二次污染或混用的危险，能够快速满足大量人群的疫苗注射需求。未来COP/COC材料预灌封注射器有望逐步取代传统型玻璃安瓶、西林瓶和普通注射器，具有广阔的发展前景。全球来看，根据立木信息咨询数据，2016-2020年期间全球预灌封注射器市场规模由33.7亿美元增长至53亿美元，CAGR约为12.0%，并且2016-2020年期间该类产品市场规模增速逐年加快。在中国，根据沙利文预测数据显示，2021年中国预灌封注射器包装市场空间约为28.39亿元，预计到2025年中国预灌封注射器包装市场将发展至55.80亿元，2021-2025年的CAGR约为18.4%。 COC/COP还可应用于包装、铝塑膜等领域 包装领域，COC/COP具有高收缩性、低收缩力、低密度以及高气体阻隔性等特征，可增加食品和医疗包装模量、提高包装薄膜的气体阻隔性和耐穿刺性并降低薄膜耐撕强度。COC/COP同线性低密度聚乙烯（LLDPE）共混制备食品和医药包装，共混物可以使薄膜减薄后性能不变，降低包装成本。同时，COC/COP的添加可增加LLDPE的模量，提高其密封强度、收缩性能、气体阻隔性以及易撕性。COC/COP和聚三氟氯乙烯（PCTFE）的复合膜还可用于制作药品的泡罩包装，其优异的水蒸气阻隔性和真空成型性，使得制备得到的药品泡罩包装具有更低的厚度和水蒸气透过率。 铝塑膜领域，COC主要用于铝塑膜内层，对水蒸气和氧气都有很好的阻隔性能，由于其玻璃化转变温度Tg较高，所以成膜后，它的薄膜也具有较高的刚性，也有辅助支撑的作用，提高了内层材料阻水、防酸性能