氟化工深度研究之总览篇：应用领域百花齐放，国产替代未来可期

|研究院·公司金融总部·授信审批部 行内偕作·深度报告 2024年4月10日 氟化工深度研究之总览篇—— 应用领域百花齐放，国产替代未来可期 ■各领域均蕴藏国产替代机遇的优质赛道。氟化工已形成无机氟化物、氟碳化学品、含氟聚合物及含氟精细化学品四大产品体系，国内总产值超过千亿元。海外巨头处在产业创新前沿，中国虽是产销大国，但暂时只能被动追随。大部分高端新品种在国内仍处于导入或成长期，国产替代空间广阔。 ■氟碳化学品：环保政策约束供给，景气回暖可期。氟碳化学品应用需求以制冷剂为主，终端领域主要涉及空调、冰箱、汽车。制冷剂历经三次迭代，HFC是当前的主流产品。不同终端应用的制冷剂种类有所差异，展望来看家用空调将支撑制冷剂需求温和增长。2024年国内HFC生产配额正式冻结，供给将受到大幅约束，有望为行业带来长期高景气行情，市场竞争也将回归理性。第四代制冷剂应用仍然存在限制，大规模推广尚需时日。 ■含氟聚合物：关键领域依赖进口，国产化任重道远。氟聚物性能优异，在诸多领域具有不可替代的用途。中国主要氟聚物的产能规模全球第一，但结构性过剩问题凸显。PTFE和PVDF两大基础产品同质化竞争严重。在制冷剂配额冻结、核心关键领域强调自主可控的当下，应用于半导体、5G、新能源的新型氟树脂成为产业升级的关键和龙头企业的发展重点。不过新型氟树脂技术壁垒较高，海外企业技术积累深厚，国产替代仍需持续爬坡。 ■含氟精细化学品：聚焦细分市场，逐步填补空白。中国是全球含氟药物中间体的主产地，行业发展较为成熟，快速响应核心客户的定制化需求、寻求低成本的合成路线仍是竞争之道。我国含氟电子特气迅速崛起，用量最大的三氟化氮和六氟化钨已向头部半导体厂商供货，但环保型的六氟丁二烯仍有待开发。电子氟化液在浸没式液冷数据中心的应用前景广阔，国内厂商有望填补3M留下的市场空白，并充分受益于AI大模型飞速发展的利好。 ■业务建议与风险分析。（本部分有删减，招商银行各部如需报告原文，请参考文末联系方式联系研究院）。 王国俊招商银行研究院行业研究员 ：0755-83195671 ：wangguojun32@cmbchina.com 尹亮亮策略规划与执行岗公司金融总部 ：0755-83077927 ：yinliangliang@cmbchina.com 武晓毅授信审批岗授信审批部 ：0755-83077293 ：wuxiaoyisz@cmbchina.com 纪建武授信审批岗 授信审批部上海分部 ：021-58331367 ：jijianwu@cmbchina.com 敬请参阅尾页之免责声明 目录 一、氟化工：各领域均蕴藏国产替代机遇的优质赛道1 1.氟化工已形成用途广泛的四大产品体系，国内总产值超千亿1 2.海外巨头占领技术高地，中国创新方兴未艾2 二、氟碳化学品：环保政策约束供给，景气回暖可期4 1.产品结构历经三次迭代，应用需求以制冷剂为主4 2.家用空调支撑制冷剂需求温和增长，HFC-32份额进一步提升5 3.第三代制冷剂配额正式冻结，行业竞争有望回归理性7 4.新型制冷剂应用仍存限制，大规模推广尚需时日10 三、含氟聚合物：关键领域依赖进口，国产化任重道远13 1.含氟聚合物性能优异，是国家鼓励发展的新材料13 2.中国产能规模全球第一，结构性过剩问题凸显14 3.新型氟树脂持续爬坡，产业链自主可控成为核心动力18 四、含氟精细化学品：聚焦细分市场，逐步填补空白22 1.药物中间体：响应全球需求，竞争格局相对分散22 2.含氟电子特气：国产迅速崛起，环保型新品有待开发23 3.氟化液：IDC冷却液成为热点，巨头退出迎来机遇24 五、业务建议与风险分析25 图目录 图1：氟化工产业链全貌图1 图2：2022年中国氢氟酸消费去向2 图3：国内氟化工行业市场规模估算（亿元）2 图4：我国氟化工产品的发展阶段4 图5：中国含氟制冷剂终端需求占比5 图6：中国空调、冰箱及汽车产量全球占比5 图7：主流制冷剂品种的需求结构6 图8：国内空调产量及增速（万台）7 图9：家用空调新机中各类制冷剂的市场份额占比7 图10：第三代制冷剂配额削减情况7 图11：主流HFCs产能及2024年配额（万吨）8 图12：主流制冷剂价格变化趋势（元/吨）8 图13：2024年各类HFCs的生产配额分布情况9 图14：近几年HCFC-22生产配额（万吨）9 图15：2023年空调售后维修各制冷剂占比情况9 图16：HFO-1234yf和HFC-134a的物化性质10 图17：HFO-1234yf在美国汽车领域的渗透率10 图18：HFO-1234yf的成本和售价（万元/吨）11 图19：HFO-1234yf在国内汽车空调的首次应用11 图20：新型制冷剂在三大应用领域的替代方向11 图21：含氟聚合物的主要品种13 图22：含氟聚合物的性能与用途14 图23：国内PTFE下游需求占比14 图24：近几年国内PTFE产能及利用率（万吨）14 图25：近几年我国PTFE进出口情况（吨，万美元）15 图26：国内PVDF下游需求占比16 图27：近几年国内PVDF产能及利用率（万吨）16 图28：2021年以来不同等级的PVDF价格变化趋势（万元/吨）17 图29：国内FEP下游需求占比18 图30：国内FEP产能分布18 图31：PFA在半导体制造中的应用19 图32：新型氟树脂的主要技术壁垒20 图33：PSVE的制备工艺20 图34：含氟电子特气的主要类型23 图35：2022年全球前十大电子特气市场规模23 图36：不同冷却路线的2MW机架能耗比较24 图37：近年来中国液冷数据中心投资规模（亿元）24 表目录 表1：海外氟化工巨头的业务布局3 表2：各代制冷剂的主要类型5 表3：2024年主流HFCs供需情况预测（万吨）8 表4：国内第四代制冷剂布局现状12 表5：国内PTFE主要产能分布（万吨）15 表6：高端PTFE主要品种简介16 表7：国内PVDF主要产能分布（万吨）17 表8：国内新型氟树脂及关键氟单体项目建设情况21 表9：芳香族含氟药物中间体的主要品种和用途22 表10：国内主要含氟特气的供应情况（吨，括号内为在建/规划产能）23 表11：国内电子氟化液供应情况（不完全统计）25 一、氟化工：各领域均蕴藏国产替代机遇的优质赛道 1.氟化工已形成用途广泛的四大产品体系，国内总产值超千亿 氟（Fluorine）是元素周期表中最活泼的非金属元素。极小的原子半径、超强的电负性和氧化性赋予了氟元素诸多特殊的化学性质，也使得含氟化工品普遍具有性能优异、附加值高的特点。作为现代化工产业体系的重要分支，氟化工产业链以萤石（主要成分为CaF2）为起点、氢氟酸为关键中间体，形成了无机氟化物、氟碳化学品、含氟聚合物及含氟精细化学品四大类产品体系。 图1：氟化工产业链全貌图 资料来源：招商银行研究院 ·无机氟化物即氟化盐，过去以氟化铝、冰晶石为主，基本用于电解铝。而动力电池崛起则催生了以六氟磷酸锂为代表的新型氟化物的市场需求。目前无机氟化物是我国氢氟酸的第二大应用领域，2022年消费占比约18%，其中传统氟化盐为13%、六氟磷酸锂为5%。（由于氟化盐应用领域单一，市场规模相对较小，囿于篇幅限制不在本文展开分析） ·氟碳化学品是氟化工最为重要的产品种类，主要作为制冷剂（部分品种亦可作为发泡剂）应用于冰箱、空调、冷库等制冷设备。2022年氟碳化学品约占国内氢氟酸下游消费的50%，市场规模达502.8亿元。 ·含氟聚合物包含氟树脂、氟橡胶和氟涂料，广泛应用于半导体、军工、水处理、燃料电池等高端制造领域。含氟聚合物是产业链当中兼具高技术壁垒 和发展潜力的细分赛道，2022年约占国内氢氟酸下游消费的7%，但主要产品的市场规模超过300亿元。目前中国大多数高端专用氟聚物仍依赖进口，国产替代率亟需提升，高端市场成长空间广阔。 ·含氟精细化学品是产业链当中附加值最高的细分赛道，主要包括含氟中间体（通常用于合成含氟农药/医药）、含氟电子化学品、含氟表面活性剂等。虽然单品规模普遍不大，但品种众多，且各自性能独特，难以被替代。据中国氟硅协会（CAFSI）统计，2022年我国含氟精细化学品总产量超过19万吨，在氟化工的产值占比为30%。按氟化工总体产值超千亿元的口径估算，含氟精细化学品的市场规模预计也应超过300亿元。 图2：2022年中国氢氟酸消费去向图3：国内氟化工行业市场规模估算（亿元） 资料来源：百川盈孚，招商银行研究院资料来源：中国氟硅有机材料工业协会，智研咨询，东方财富，招商银行研究院 2.海外巨头占领技术高地，中国创新方兴未艾 氟化工的产业化发展始于20世纪30年代的美国。1928年，美国科学家ThomasMidgley合成出无毒、不易燃的新型制冷剂二氟二氯甲烷（即R12），随后杜邦公司于1931年成功将其工业化，并将商标取名为Freon（氟里昂）。制冷剂开始大规模推广并一直是氟化工的第一大应用领域。1938年杜邦公司化学家Plunkett博士意外发现聚四氟乙烯（PTFE），这标志着含氟聚合物的诞生和研究应用的开始。面世不久之后，具有超强耐腐蚀性的PTFE便被美国曼哈顿计划选中，成为处理六氟化铀的设备的内衬和密封材料，直至二战结束才被美国政府对外公开。在随后行业的高速成长期中，以杜邦公司为首的海外巨头始终处在产业创新前沿，引领技术发展。 如今海外主要的氟化工企业包括美国的科慕（Chemours，2015年从杜邦公司分离，继承了杜邦所有的氟产品技术和产线）、霍尼韦尔（Honeywell）、3M公司、日本的大金（Daikin）、旭硝子（AGC）、法国的阿科玛（Arkema）和比利时的索尔维（Solvay）等。这些企业已形成各具特色的产业布局和竞争优势，通过把持核心工艺基本垄断了新型制冷剂、高端氟树脂、特种氟单体、全氟离子交换膜/燃料电池膜、含氟电子化学品等高附加值产品。 表1：海外氟化工巨头的业务布局 公司名称 主要产品 行业地位 2022年氟化工业务营收 科慕 ·制冷剂（HFC、HFO）·氟树脂·氟橡胶FKM 国际顶级的综合性氟化工全产业链供应商 （拥有除PVDF外几乎所有氟系列产品）。含氟聚合物市场份额及供应能力全球第一，并拥有第四代制冷剂HFO-1234yf专利权 33亿美元 霍尼韦尔 ·制冷剂（HFO为主）·电子级HF、NH4F 全球最大的HFO制造商和供应商，拥有大部分新一代ODS替代品的专利及生产技术，尤其是开发出商品化系列HFO混配品种的专利。独家拥有HFO-1233zd专利权 5.2亿美元1 3M ·氟树脂（PTFE、PVDF、FEP、PFA）·氟橡胶FKM·电子氟化液 全球半导体冷却剂市场占有率超过90%。在氟树脂、氟橡胶领域也具有深厚的技术积累 13亿美元 大金 ·制冷剂（自用为主）·氟树脂（PTFE、FEP）·氟涂料 世界上唯一从制冷剂到空调机自行研发的空调制造企业。在氟树脂领域的研究和应用开发也稳居世界一流水平 2634亿日元约合20亿美元 AGC ·氟树脂及薄膜制品·氟橡胶FKM·功能性含氟材料 ETFE市场份额全球第一，与科慕、旭化成共同主导氯碱和燃料电池用的全氟离子膜（或质子膜）市场 1561亿日元约合12亿美元 ·制冷剂（HFC、HFO）全球领先的HCFC/HFC生产商，具有HFO-包含氟产品的阿科玛·氟树脂（PVDF为主）1233zd生产和使用专利。全球主要的光伏级先进材料板块 及锂电池粘结剂用PVDF生产商营收43亿欧元 索尔维2 ·氟树脂PVDF、PVDC ·氟橡胶FKM ·含氟特气 全球领先的氟聚合物生产商，PVDF涂料、PVDC乳液市占率全球第一。在氟树脂、氟橡胶、氟流体等领域具有强大的研发能力 包含氟产品的特种聚合物板块营收 31亿欧元 注：1、霍尼韦尔业务营收按SkyQuest披露的2021年HFO市场规模11.61亿美元及贝哲斯咨询提供的45%市场份额测算；2、索尔维的特种聚合物业务已于2023年12月拆