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金属行业2026年度中期策略系列报告之新材料篇:科技与稀缺共振,AI金属材料星辰大海

   日期:2026-07-20 11:20:13     来源:网络整理    作者:本站编辑    评论:0    
金属行业2026年度中期策略系列报告之新材料篇:科技与稀缺共振,AI金属材料星辰大海

投资要点

科技与稀缺性的共振,AI新材料迎升级迭代机遇。AI性能持续演进带来算力和功耗的持续提升,驱动AI金属材料不断升级去满足高功率、大电流、小型化和强散热等更高的要求,AI金属材料正迎来需求扩张。电容、电感持续升级保障了AI电源电路的稳定,光模块往高速率发展满足带宽升级需求,锡粉锡膏升级满足微电子互联更高需求,液冷技术及散热材料持续升级解决了高功耗导致的热能挑战。目前AI基础设施建设以及端侧应用生态拓宽有望放大AI产业需求,同时受技术、材料体系、认证壁垒等影响,AI金属材料供给难以满足需求的扩张,AI金属材料正迎来需求与价格的共振。

AI硬件功率持续攀升,电子元器件材料产业链迎升级机遇AI 服务器相比传统服务器需要更高的运算性能和大容量数据处理,因此功耗和发热量也大幅增加, AI服务器的功耗是普通服务器的5~10倍以上,驱动MLCC往小型化、超高容量、高温方向迭代,驱动电感往一体成型方向迭代,同步还增加钽电容和铝电解电容的需求。伴随着器件侧的升级迭代,上游镍粉、羰基铁粉、铝电极箔、钽粉等也都迎来量价双升机遇。

AI驱动微电子互联传输需求升级,高端电路载体材料迎放量机遇随着AI大模型训练的快速增长,数据中心对算力的需求持续攀升,同时对数据的传输的需求也成指数级增长。电路载体材料也迎来材料升级革命,满足带宽和损耗等方面更高的要求。目前Chiplet、2.5D/3D封装及HBM等先进封装技术也快速发展,带动封装互连密度持续提升,微凸点尺寸不断缩小,对焊接材料的精度控制及可靠性提出更高要求,超细粒径高端锡粉锡膏续期有望持续放量。

AI驱动光传输升级需求,光信号材料迎发展机遇AI算力需求驱动光模块持续向800G及1.6T升级,传统电信号传输在距离、带宽和损耗方面无法满足要求,必须依赖光传输技术(如光模块、光纤)实现高效互联。为满足光通信升级迭代需求,传统的硅基材料在高频高速场景下逐渐显露出力不从心,锗、镓、铟等材料凭借更加优异的光电效应迎来发展机遇。

AI开启散热革命,散热材料大放异彩算力快速提升导致芯片热设计功耗持续攀升,散热需求迫在眉睫。过高的温度会直接影响电子元件的性能,散热需求不可忽视。风冷散热效率难以跟上数据中心设备散热需求的提升,液冷方式已成为主流。为了追求极致的散热效率,材料也不断从铜、铝往复合材料(钨铜、金刚石铜等)持续迭代。

投资建议:AI算力升级带动整体产业链迎来材料革命,AI金属材料板块深度受益。我们推荐博迁新材、东方钽业、有研粉材、铂科新材,建议关注海星股份、悦安新材、江南新材、稀美资源。

风险提示:海外地缘政治风险、需求不及预期、新品研发不及预期等。

报告正文

1 AI红利时代来临,电子新材料迎升级迭代机遇

AI产业持续演进的过程,伴随着软件侧、硬件侧、材料侧等持续的迭代升级。软件侧,AI历经了基于设定规则的专家系统的阶段,以数据驱动和统计学习方法为核心不断优化参数的机器学习阶段,依托于大数据、高算力和创新算法的深度学习阶段以及超大规模参数、零样本/少样本学习的大语言模型阶段;硬件侧,伴随摩尔定律的持续演进,半导体芯片制程持续微缩到5nm以下,封装工艺也从平面走向3D立体封装和系统级封装;材料侧,制程工艺持续微缩驱动了芯片铜互连层、应变硅技术、高k金属栅极的应用。

算力是AI发展的重要引擎。在人工智能的发展中,“算力”、“算法”与“数据”并称为AI发展的三大基石。算法相当于AI的大脑,是指导计算机执行特定任务的一系列指令的集合,是AI实现智能化处理的基础,从上个世纪以来算法已经历经了从最开始的逻辑推理模型到专家系统到神经网络再到深度学习的多次进化。数据是AI的燃料,是人工智能系统学习和改进的基础,通过收集、处理和分析海量数据,AI系统能够不断优化模型参数、提升预测准确率从而实现智能化决策和应用。算力,即“计算能力”,是指计算系统(如电脑、服务器、数据中心等)处理信息和执行计算的能力,是人工智能系统实现高效准确处理任务的物质基础。从数据收集、模型训练到推理应用,每一步都离不开强大的算力支持。现代人工智能,特别是深度学习技术,依赖于复杂的神经网络模型,这些模型包含数百万甚至数十亿的参数。训练这样的模型需要强大的计算资源,从而对算力需求大幅提升,只有足够的算力才能使模型在合理的时间范围内完成对海量数据的学习。随着AI技术的不断进步,对算力的需求预计呈现出指数级增长。

AI大模型算力需求持续提升,直接推动处理器、存储等核心硬件不断升级。处理器对应的是计算能力,算力提升是 AI成功应用到终端的核心,算力芯片上晶体管的数量也在快速增长,而计算能力的提升直接对应到功率的提升,进而带来功耗的显著提升。存储对应的是数据容纳能力,算力提升同时带来的就是数据流大增的挑战,AI服务器拉动高带宽内存(HBM)需求快速增长,端侧AI对于大容量DRAM的需求也大幅提升。

电路设计为了匹配AI应用电路高功率、大电流的特点,也对于被动元件提出了升级需求。处理器计算能力大幅提升以及存储数据流的显著增长也给电路设计带来新的挑战,比如能源损耗、信号完整性、电源稳定性、外围器件的可靠性等,为了保证电路设计的稳定高效,被动元件作为电路中不可或缺的组成部分也必须进行相应的升级迭代才能满足需求,比如超薄型(小尺寸)、高容化、高频化、耐高温、高可靠性等。AI 服务器的耗电量是普通服务器的5~10倍以上,需要搭载MLCC,但需要安装在GPU附近,因此MLCC的安装面积有限,这种情况下采用小型、超高容量MLCC,有助于优化基板设计及提高发热管理效率。同时由于AI服务器CPU主频持续提高,电感作为给芯片供电和稳定电流的关键元件,也需要往适应高频化、高功率、耐大电流、小体积的方向升级。

AI服务器对信号传输速率、互连带宽、功耗和集成度要求极高,驱动PCB向高多层、高频高速、高阶HDI(高密度互连)方向升级,同时还拉动了PCB产业链材料的升级迭代。PCB是在绝缘基板上按预定设计形成导电路径的电路板,是电子设备中承载并连接电子元器件的基础部件,主要功能是使各种电子零组件形成预定电路的连接,并起到中继传输作用。随着AI应用场景对信号传输速率、互连带宽、功耗和集成度提出了更高的要求,驱动PCB持续向高频、高速、高密度方向发展。配合PCB进行升级迭代,铜箔、电子布等PCB制造的基础原材料、PCB精细加工的钻针等同样都在升级迭代。

AI带动带宽需求指数级增长,刺激光模块持续技术迭代,光通信产业链迎来发展新机遇。随着人工智能大模型训练的快速增长,数据中心对算力的需求持续攀升,同时对数据的传输的需求也成指数级增长。AI大模型训练和推理需要大规模GPU集群协同计算,从千卡级向万卡级、十万卡级发展,GPU之间高频、大量的数据交换需求激增。传统电信号传输在距离、带宽和损耗方面无法满足要求,必须依赖光传输技术(如光模块、光纤)实现高效互联,这对光模块的数量和传输速率都提出了更高要求。AI芯片算力提升(如英伟达从H100到B200、Rubin等),单卡通信带宽从400G提升至1.6T甚至更高,据lightcounting预测,未来三年内800G和1.6T等高速光模块的需求将占据市场主导地位,3.2T光模块有望从2028年起逐步起量。拆解光模块结构,光芯片、电芯片、PCB、结构件等构成光通信产业链核心部件环节,均跟随光模块升级迭代迎来发展新机遇。

算力提升导致的高功率也催生了散热材料的升级需求。AI芯片在执行复杂的计算任务时,需要极高的功率,这导致其单位面积内的功率密度大大高于传统处理器。更高的功率密度意味着更多的热量集中在更小的区域内,散热难度增加。尤其是用于深度学习、推理和训练模型的AI芯片(如GPU和TPU),其功耗和发热量比普通CPU高得多,以英伟达Blackwell架构GPU为例,功耗高达1000W,需要高效的散热方案来支持。

2 AI硬件功率持续攀升,电子元器件产业链迎升级机遇

2.1 高端MLCC带动MLCC镍粉升级机遇

AI服务器直接拉动高端MLCC需求快速增长。MLCC(Multi-Layer Ceramic Capacitor : 多层片式陶瓷电容器)是一种将电能储存后,稳定供应给半导体(CPU、GPU等)等有源器件,确保其顺畅运行的核心元件,同时它还能在电子设备内部消除信号干扰(噪音),提升产品的性能与可靠性。智能手机中MLCC超过1000个,电动汽车中MLCC达数万个,通用服务器MLCC约2000多个,到AI服务器中MLCC已超2万个,已成为电子产业不可或缺的必需部件。AI 服务器相比传统服务器需要更高的运算性能和大容量数据处理,因此功耗和发热量也大幅增加,因此AI服务器用途MLCC必须在高温(105℃以上)、高额定电压(100V)、强弯曲强度(2 mm)等极端环境下仍能稳定工作。由于AI服务器的功耗是普通服务器的5~10倍以上,需要更多MLCC,但贴近GPU部分的安装空间有限,因此更需小型化、超高容量的MLCC。

电子高端金属粉体材料是MLCC内外电极制作的重要原材料,包括银、钯、铜、镍等,纳米级镍粉是MLCC内电极的重要原材料。MLCC是由印好电极(内电极)的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来,经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片,再在芯片的两端封上金属层(外电极)而成。MLCC原材料主要包含陶瓷粉料、内外电极浆料和辅助材料,陶瓷粉料主要原料是钛酸钡、氧化钛、钛酸镁等,内外电极浆料主要原料包含银、钯、铜、镍等金属粉体材料和粘结剂(玻璃相)、有机载体等,辅助材料主要是离型膜。金属粉体材料在浆料中含量较高,它是决定电极性能的主要因素,电极浆料经高温烧结后,其中的金属粉体材料形成金属网络结构实现导电功能。MLCC内电极一般选择钯-银合金(1220℃)、钯(1549℃)、镍(1445℃)等高熔点金属粉体材料,要求能够在1400℃左右高温下烧结而不致发生氧化、熔化、挥发、流失等现象(由于MLCC采用BaTi03系列陶瓷作介质,一般都在950~1300℃左右烧成);MLCC外电极主要是连接内电极,使用的金属粉体材料一般是银和铜,其烧结温度低于内电极材料和陶瓷介质材料,由其制成的电极浆料适用于MLCC外电极的二次烧结。

下游需求的驱动叠加材料技术和叠层技术的不断演进,推动着MLCC不断向小型化、薄层化、大容量化、高可靠性和低成本方向发展。为了在小型化趋势的同时实现高容量化,那么就需要做到电介质的薄层化和增加电介质层数,这就要求电介质层材料(镍粉)要往小粒径的方向不断升级迭代。从下游需求来看,智能手机的小型化和多功能化趋势要求MLCC朝着小型化、薄层化、大容量化发展,汽车市场电动智能网联化的发展要求车用MLCC在智能手机应用的基础上还要具备高可靠性。根据MLCC电容计算公式,MLCC的容量正比于陶瓷介质的相对介电常数、内电极层数、内电极的叠加面积,反比于介质陶瓷的厚度。因此,为了实现MLCC的大容量化需要开发高介电常数的陶瓷介质、实现电极和电介质的薄层化、增加电极层数以及提高有效面积的效率。同时,随着MLCC层数的增多,内电极面积也不断增加,电极材料的成本也在提高,用贱金属材料替代贵金属材料成为MLCC降本的重要途经。

MLCC用金属粉体材料在熔点、纯度、粒径、形貌、振实密度、电迁移率等性能特点上都有严苛要求。熔点方面,MLCC内电极用金属粉体材料熔点一般要高于1000℃,从而防止与陶瓷介质同时烧结时发生金属粉末的熔化现象,MLCC外电极用金属粉体材料熔点一般比陶瓷介质烧结温度低;纯度方面,为了保证良好的导电性MLCC金属粉体材料纯度必须要高;粒径方面,MLCC内电极用金属粉体材料粒径一般为亚微米级到纳米级,MLCC外电极用金属粉体材料粒径一般在微米级到亚微米级,并且粒径要均匀;形貌方面,MLCC电极用金属粉体材料要求为球形或类球形,并且分散性要好,粒径均匀的球形金属粉末可保证导电浆料的均匀性,使金属颗粒在烧结后接触良好;振实密度方面,MLCC电极用金属粉体材料的振实密度要足够大,金属粉末的振实密度越大,在烧结过程中抗收缩能力越强;电迁移率方面,MLCC电极用金属忌有高迁移性,以防止与陶瓷介质同时烧结时向介质中扩散,影响介质的介电性能。

2.2 芯片电感迭代驱动金属合金粉体升级机遇

电感是能够把电能转化为磁能的元器件,在服务器中承担着选信号、过滤噪声、稳定电流和抑制电磁屏蔽等关键功能。电感根据结构可分为插装电感器和片式电感器,传统的插装式电感器具有电感值范围大、精度高、制造简单等优点,一般用于产品空间内置电路板尺寸比较大的产品,如音响、家用电器等,缺点在于自动化生产程度低、生产成本高和难以小型轻量化。片式电感体积小、成本低、综合性能更为优良,可作为移动通信和计算机领域的重要被动元件。根据功能分类,片式电感又可以分为功率电感和射频电感,其中功率电感的作用主要是为芯片旁路供电,射频电感的主要用途是匹配、谐振和扼流。从制作工艺来看,片式功率电感分为绕线型、叠层型、编织型和薄膜片式电感,其中绕线型和叠层型最常见。在绕线型电感的基础上又发展出了一体成型片式电感,其能够顺应电源模块的小型化和大电流趋势,磁性与热稳定性更高、工作噪音更小。

一体成型电感相较于传统电感优点显著,适配AI电路高功率、大电流、高频化特点。传统的电感采用铁氧体作为磁芯,饱和电流比较低且体积大,损耗较低,已很难满足当前电源模块小型化和电流增加的发展需求。而一体成型电感采用了全新的成型工艺,将绕组本体埋入羰基铁粉、超细雾化合金粉等金属磁性粉末内部压铸而成,取代了传统的绕组+磁芯的框架结构,实现了电感线圈和座体的一体化。一体成型电感相较于传统电感优点显著。

目前一体成型电感用金属粉体主要有羰基铁粉、铁硅铬合金粉、非晶和纳米晶粉末等,金属软磁粉体作为一体成型电感核心材料,其配方决定着一体成型电感的核心参数。用于电感的磁心材料以铁为基础,通过添加不同的元素来优化性能,获得相应的特性要求,如添加硅可以降低矫顽力和提升电阻率从而降低损耗,铬可以增加材料的防锈能力和热稳定性,硼、铌、铬、铜等元素可以促进非晶和纳米晶材料的形成,但是非铁磁性元素的添加会导致其饱和磁感应强度下降,影响电感的直流偏置特性,因此需要根据经实际需求来调配粉末配方。目前一体成型电感用金属粉体主要有羰基铁粉、铁硅铬合金粉、非晶和纳米晶粉末等。随着人工智能(AI)的增长,对电感性能及可靠性要求越来越高,一体成型电感将保持高速发展趋势,相关金属软磁材料需求也愈发旺盛。

2.3 AI服务器供电架构升级,驱动高压电极箔需求

   功率跃迁和GPU同步化运行带来AI “脉冲式”用电特性,HVDC架构和储能系统的引入有助于解决供电挑战。算力芯片持续升级迭代的同时功率密度也在快速提升,同时英伟达的NVLink技术持续发展也对电源组件的布置提出了新的要求,功率等级的持续攀升与电源组件外移这两大趋势相互叠加,正催生对新型机柜电源架构的迫切需求。参考英伟达白皮书,为满足这些前所未有的需求,800 VDC已成为下一代配电系统的最优架构。该架构能最大程度减少计算空间的电能转换环节与线路路由体积,同时有效降低数据中心配电损耗及端到端整体转换级数。同时,数据中心往往面临大量GPU同步运行的挑战,电力负荷可能在短时间内出现剧烈波动,储能系统通过在空闲时段充电、峰值时段放电,可对机柜电流需求进行低通滤波,能有效平抑此类波动。

铝电解电容适配AI场景升级迭代需求。随着生成式 AI 与大模型快速普及,AI 服务器 GPU 算力密度持续提升,电源系统功率等级、负载压力同步攀升,输入端滤波、输出端稳压场景对电容器的耐压、纹波耐受能力与使用寿命,提出远高于传统服务器的严苛要求。铝电解电容器凭借极致的体积容量比、优异的性价比、高可靠性的优势,在中大容量储能应用中占据优势,适配于AI服务器低频稳压、高压滤波的任务。

响应AI高性能需求,高端电极箔技术要求同步升级。作为铝电解电容器核心材料,为了满足AI应用场景更高性能的需求,电极箔同步需要进行技术升级。参考尼吉康介绍,其全新推出的铝电解电容器,除结构优化外,自研新一代铝箔处理技术是产品性能跃升的核心支撑。其主要通过对阳极箔精细化表面蚀刻处理,同等箔片层数下大幅扩大有效反应表面积,实现单位体积静电容量进一步提升。AI服务器及高压化领域市场规模的快速增长为电极箔需求提供了坚实基础。

电极箔作为铝电解电容器的核心元件,其生产成本占铝电解电容器的30%~60%(随电容器大小不同而有所差异)。电极箔的质量直接决定了铝电解电容器的容量、漏电流、使用年限、稳定性、体积大小及耐受电压等关键技术指标。电极箔以电子铝箔(光箔)为主要原材料,经过腐蚀、化成等一系列复杂工序形成,生产过程融合了机械、电子、化学、金属材料等多种学科和技术,对生产加工技术要求较高。

电极箔有多种分类方式。电极箔按其在电容器中的作用可以分为阴极箔阳极箔阴极箔在铝电解电容器中起到阴极作用,腐蚀后的产品即为成品。阳极箔在铝电解电容器中起阳极作用,阳极箔比阴极箔多了道化成工序,而且对光箔的纯度要求更高、工艺更复杂、附加值也更高;按照加工程序可以分为腐蚀箔化成箔,腐蚀箔是电子铝箔通过电化学方法对其进行扩面腐蚀加工,增加表面积以提高其比容。化成箔则是对腐蚀箔再经化成工序处理,根据耐压值要求的不同,采用不同的氧化电压在其表面生成氧化薄膜,从而形成化成箔;按照工作电压可以分为低压中高压超高压电极箔。低压电极箔适宜工作电压为7.7Vf~170Vf,该类电容器主要用于消费电子、车载电子等领域。中高压电极箔适宜工作电压为170Vf~800Vf,超高压电极箔适宜工作电压为800Vf~1100Vf,该类电容器适用于工业控制、变频技术、AI服务器等高压领域。

电极箔凭借高纯度、精确的厚度控制、卓越的表面光滑度和表面处理、卓越的耐腐蚀性被电容器制造所青睐。具体来看,高纯度的特性确保稳定的电气性能和长寿命;精确的厚度控制可保障电容和机械柔性的稳定性;表面光滑度可以保障介质氧化膜的成型效果;优异的延展性有助于形成薄且均匀的片状。这些优异的特性平衡使铝箔成为电容器元件中可靠、可扩展且高效的选择。高端电极箔的核心壁垒,就是在比容、耐压、长寿命、低高频损耗之间实现工艺平衡。

      电极箔的生产包括腐蚀和化成两道环节。腐蚀箔工艺是利用电化学扩面腐蚀技术,在通电的情况下使光箔与酸类化学制剂进行接触,总共进行两次腐蚀处理,第一次腐蚀称为“发孔”,在铝箔表面形成均匀致密的微小蚀孔;第二次腐蚀称为“扩孔”,进一步增加孔洞的直径和深度,从而提升产品的比容。比容越高,化成箔单位面积储存电荷的能力越强,同等电压下制成的铝电解电容器体积就越小。化成工艺则是对腐蚀箔再进行阳极氧化,通过电化学处理及化学处理在腐蚀箔孔洞中形成氧化薄膜(γ-Al2O3或γ’-Al2O3)。

电极箔行业技术壁垒高,腐蚀工艺是核心难点。(1)腐蚀工艺的孔洞精准控制:腐蚀箔工艺是行业核心壁垒,需要根据电压等级形成不同孔洞结构,中高压箔需打出隧道状孔,难点在于孔洞的深度、直径和密度控制。低压箔需采用交流电反复刻蚀,形成海绵状复层孔洞结构,对设备精度和电流控制要求更高,工艺难度较中高压产品更大。因此,腐蚀过程中极易出现孔洞缺陷,导致漏电流偏高、产品一致性差等问题;(2)化成工艺的氧化膜质量把控:化成是在腐蚀箔孔洞内壁形成致密氧化膜(γ-Al₂O₃或γ'-Al₂O₃),氧化膜的均匀性、致密性直接决定化成箔的漏电流大小、耐电压高低等关键性能指标,最终影响电容器的体积和使用寿命;(3)工艺协同与稳定性要求高:腐蚀与化成两大工序前后衔接,参数相互影响,任何一个环节的波动都会影响最终产品质量。同时,不同电压等级(低压、中高压、超高压)对工艺参数要求差异大,生产过程中需保持高度一致性,进一步提升了技术门槛。

2.4 AI浪潮拉动钽电容增量需求,钽粉需求快速增长

钽电容凭借高容值、耐温性以及高可靠性特点有望受益AI浪潮。钽电容器是将钽粉压紧,烧结成球团制成的,这种颗粒是多孔的,就像一个固体海绵,所以当在下一步(阳极氧化)中形成介电层时,在很大的表面面积上形成了薄的氧化层,这使得钽电容器比其他技术具有更高的单位体积电容和电压(CV/cc)。对于钽电容和MLCC的性能表现,在MLCC中,电容随着施加偏置电压的增加而减小,钽电容器不随偏置电压的变化而变化;在MLCC中,电容易受温度的影响,在低温和高温下都会减小,而钽电容器在所有额定温度下显示稳定的电容。AI发展最直接拉动的是算力需求的提升,而AI芯片对于电源稳定性的要求大大提升了芯片外围的电容总容量需求,同时大功率AI芯片也对散热提出了更高的要求。钽电容凭借更高电容值以及耐高温的特性,有望受到AI应用拉动需求增长。

国巨作为全球钽电容龙头企业,钽电容业务伴随电子行业复苏持续好转。从全球钽电容市场格局来看,KEMET(被国巨收购)占据头把交椅,2024年市场份额约46%,其次是AVX,市场份额约26%。伴随着电子行业持续修复,钽电容需求也呈现逐步复苏趋势,24Q2,国巨钽电容业务营收同比由负转正实现同比正增长,拐点出现,并呈现持续增长趋势。26Q1,国巨钽电容实现营收9274百万台币,同比+34.31%,环比+18.82%,连续九个季度环比持续增长,主要得益于AI成长动能持续强劲。

钽粉出口同环比持续快速增长,钽电容需求持续高景气。2026年5月,国内松装密度<2.2g/cucm的钽粉出口14.25吨,同比增长111.30%,其他钽粉出口8.28吨,同比增长68.85%。2026年1-5月,国内松装密度<2.2g/cucm的钽粉累计出口65.17吨,同比增长64.89%,其他钽粉出口33.51吨,同比增长45%。

3 AI驱动微电子互联需求升级,高端锡粉锡膏迎放量机遇

锡基焊粉(锡粉)是微电子封装与电子组装领域的核心基础材料。其核心是以锡(Sn)为主体,添加银(Ag)、铜(Cu)、铋(Bi)、锑(Sb)等元素配制合金后,经离心雾化或气体雾化工艺制备而成的高球形度金属粉末材料,产品呈银灰色,具有高球形度、低氧含量、窄粒度的特点。作为微电子焊接材料的核心基础原材料,锡粉被广泛应用于3C产品的各类板卡、移动终端、5G通讯、汽车电子、生物医疗、LED照明/显示、光伏控制器等领域的微电子封装。

锡粉粒径升级是电子封装持续向高精度、高密度演进的核心材料基础。锡粉通常按照粒径大小进行型号划分,参考AIM官网介绍,主要包括Type 3(T3)至Type 10(T10)等不同粒径区间,数字越大代表粉末粒径越细。粒径等级的提升,直接对应下游电子封装向更高精度、更高密度方向发展。

电子级锡粉对精度与控氧要求日趋严苛,行业壁垒加速向高端工艺与量产良率集中。锡粉生产主要包括配料、熔炼、净化、雾化、分级、精筛及检测包装等环节,其中雾化是决定粉末形貌的核心工艺。当前行业主流采用离心雾化及气雾化技术,通过高速旋转的离心力或高压气流,将熔融合金破碎为微米级液滴,然后在快速冷却中将其固化为球形粉末。由于电子级锡粉对球形度、氧含量及粒径一致性要求较高,企业通常需要在全封闭的惰性气体例如高纯氮或氩的保护环境下完成雾化和筛分流程,并配套精密分级与智能控制系统。从工艺难点看,超细锡粉如T6、T7级的量产难度极高,企业必须在高频持续生产中,攻克雾化喷嘴防堵、总氧含量控制、卫星粉抑制以及窄粒径分布精准分级等一系列技术瓶颈。这不仅极度依赖长期的工艺参数积累,更是对企业量产良率和成本控制能力的综合考验。

SMT 渗透率提升叠加先进封装升级,驱动锡膏成为锡焊料核心增长方向。锡焊料是电子制造产业中实现元器件与基板之间稳定电气连接及机械固定的核心材料,本质是在加热条件下熔化并形成导电焊点的金属材料。按照产品形态划分,锡焊料主要包括锡膏、锡丝、锡条等,其中锡膏是当前表面贴装技术(SMT)体系下最核心的焊接材料。锡膏主要由锡粉和助焊膏加以搅拌混合而形成的膏状混合物。作为当前电子装联环节的核心材料之一,相较于传统固态焊锡丝,锡焊膏具有更好的流动性和润湿性,特别适用于微型化、高密度元器件的精密焊接场景,在消费电子、汽车电子、工业电子和通信设备等领域被广泛应用。随着芯片封装间距持续缩小、PCB 线路密度不断提升以及先进封装技术加速渗透,行业对焊点精度、可靠性及超细间距焊接能力要求持续提高。目前T3(25-45μm)、T4(20-38μm)和T5(15-25μm)是最主流的型号,其中T3至T5主要用于PCB贴装和常规尺寸器件焊接,T6及以上超细粉则用于WLP、Flip-Chip等先进封装场景。

锡膏产品正持续向超细粉、高精度方向升级,下游应用场景也由传统SMT贴片逐步向先进封装及AI算力硬件等高端领域延伸。锡膏的焊接性能主要取决于锡粉的成分、助焊膏配方组成以及锡粉和助焊膏的比例配置。按照锡粉粒径划分,锡膏通常可分为 T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9以及T10的不同规格,数字越大代表锡粉粒径越细,对应的焊接精度及工艺要求也越高。从各规格应用场景来看,T3、T4锡膏目前仍为行业主流产品,主要应用于传统SMT贴片、消费电子、家电、工业控制及汽车电子等领域,能够满足常规PCB制程及较大焊点间距需求,具备成本较低、工艺成熟及适配性较强等特点。随着电子产品向高密度化方向升级,T5锡膏逐步成为中高端市场的重要产品,主要应用于高端消费电子、服务器、通信设备;可适配更细线路及更小焊盘间距,对锡粉球形度、氧含量及粒径一致性要求更严格。而T6/T7等超细锡膏则主要应用于倒装芯片、先进半导体封装、AI算力硬件、光模块、HBM及高阶GPU等高精度场景,其核心特点在于能够满足超细间距、高I/O密度及高可靠性焊接需求。锡膏粒径变化本质上反映的是电子制造产业正在由传统SMT向高密度封装及先进制程升级的趋势,未来伴随AI服务器、先进封装、汽车电子及高速通信等下游需求持续增长,T5、T6、T7超细锡膏占比有望进一步提升。

锡膏生产工艺复杂,对锡粉性能、助焊剂配方及真空混合工艺均提出较高要求。从生产工艺看,锡膏生产主要包括原材料检测、助焊膏制备、锡粉筛分、真空搅拌及成品检测等环节,其中助焊膏体系开发与膏体稳定性控制是核心工艺。生产时,企业需要先完成松香、活性剂、溶剂等原材料检测,通过配料、加热、搅拌及冷却形成助焊体系;与此同时,锡粉经过粒径分级、筛分及氧含量检测后,与助焊膏在真空环境下进行高速混合,以降低氧化与气泡风险,最终形成具备稳定印刷性和焊接性能的锡膏产品。从技术壁垒看,锡膏属于典型的"配方+工艺"双驱动型产品。

全球锡粉产业链高度集中于中国。全球锡粉产能及需求主要集中于亚洲地区,中国凭借完整的电子制造产业链及庞大的SMT贴片需求,已成为全球主要的锡粉生产与消费市场。根据中国电子材料行业协会资料,全球锡粉总产能约2万吨左右,其中约80%来自中国大陆地区。

消费电子、AI服务器及先进封装需求共振,推动全球锡粉市场规模稳步提升。全球锡粉市场整体保持稳步增长,根据PW Consulting数据,2020-2025年全球市场规模由10.42亿美元增长至13.46亿美元,2025-2032E预计CAGR为5.48%。行业持续受益于消费电子、汽车电子、AI服务器及先进封装需求增长。从区域结构看,亚太地区为全球最大市场,2025年市场占比约61.74%,显著高于欧洲及北美,主要由于全球电子制造产业链高度集中于亚太地区。从产品结构看,目前T3、T4型号仍为市场主流,2025年市场占比约64.96%;T5、T6占比约25.04%,主要受先进封装及高速光模块需求拉动;T7及以上超细锡粉占比约10%,未来随着AI服务器、HBM及1.6T光模块持续升级,超细锡粉渗透率有望进一步提升。

国内电子锡焊料市场整体规模较大。根据唯特偶公告数据,2020年我国电子锡焊料市场规模约300亿元,其中锡膏市场规模约40亿元,占比约13%,而焊锡丝、焊锡条、锡合金粉、锡球及助焊剂等产品合计市场规模约260亿元。根据QYResearch分析报告,2025年全球电子级锡焊料市场规模约为79.63亿美元,预计至2032年将达到121.6亿美元,2026—2032年复合增长率约为6.3%;其中,中国作为全球最大的市场,约占61%的市场份额。

中国是全球重要的锡膏生产市场,国内锡膏产量近年来持续增长。全球锡膏生产主要集中于中国、日本、韩国等电子制造产业较为发达的国家和地区,中国大陆依托庞大的PCB与SMT产业规模,是全球主要的锡膏生产市场之一。近年来,在消费电子、汽车电子、服务器及先进封装需求带动下,我国锡膏产量整体保持增长趋势,2015-2019年国内产量由1.29万吨提升至1.6万吨,2025年达到1.97万吨,同比增长7.21%,行业整体维持稳步扩张态势。

全球锡粉行业整体呈现“海外龙头占据高端、国内厂商加速追赶”的竞争格局。海外企业方面,德国贺利氏(Heraeus)、美国爱法(MacDermid Alpha)、日本千住(SENJU Metal)等凭借在电子材料及焊接领域的长期技术积累,在高球形度、低氧含量及超细化锡粉产品方面具备领先优势,广泛应用于半导体封装、SMT焊接及汽车电子等高端领域;法国IPS等企业则在特种球形粉体及粉末冶金方向具备一定竞争力。国内方面,有研粉材、升贸科技、锡业股份等企业近年来依托新能源、消费电子及先进封装需求快速发展,在电子级锡粉领域持续推进国产替代。参考有研粉材招股说明书数据,2018年有研粉材锡粉产品国内市占率预计超过15%,2019年有研粉材锡基合金焊粉总产量、销售量及市场占有率均为国内第一。

全球锡焊料市场由海外龙头主导高端领域,国内厂商在消费电子等中端市场已形成较强竞争力并加速国产替代。锡焊料行业集中度较高,海外龙头美国爱法(MacDermid Alpha)、美国铟泰(Indium Corporation)、日本千住(SENJU Metal)及日本田村(Tamura)等企业起步较早,在高可靠性焊膏、超细锡粉、半导体封装及汽车电子焊接材料等领域具备深厚技术积累,并依托全球化产能布局和国际头部EMS客户资源,占据全球高端电子焊接材料市场主要份额。其中,美国铟泰成立于1934年,是全球领先的电子材料供应商,在中国、马来西亚、新加坡、韩国、英国及美国等地均布局研发及生产基地;日本千住则深耕无铅焊料及半导体封装材料多年,在消费电子、汽车电子等领域具有较高市场影响力。国内市场方面,唯特偶、锡业股份、升贸科技、同方新材料等企业近年来受益于国产替代及下游电子制造产业链转移,市场竞争力持续提升。其中,唯特偶已成为国内领先的微电子焊接材料企业,根据中国电子材料行业协会数据,2019年全球锡膏出货量前三企业分别为美国爱法、日本千住和中国唯特偶;唯特偶2019-2021年连续三年锡膏产销量/出货量位居国内第一。整体来看,国内厂商已在消费电子等中端市场形成较强竞争力,但在高端封装、超细粉径及高可靠性产品领域,与海外龙头相比仍存在一定差距。国内锡膏市场呈现“参与者较多、市场份额相对集中”的竞争格局。随着下游电子产品向高密度、高精度方向升级,具备配方开发、快速响应及客户协同能力的头部企业有望进一步提升市场集中度。

受先进封装持续升级驱动,半导体焊接材料正加速向高端化与微细化方向演进。近年来,Chiplet、2.5D/3D封装及HBM等先进封装技术快速发展,封装互连密度持续提升,微凸点尺寸不断缩小,对焊接材料的精度控制及可靠性提出更高要求。在此背景下,锡膏及锡粉产品逐步向更细粒径等级升级,超细粉产品渗透率有望持续提升。高算力芯片及HBM堆叠架构功耗持续提升,也进一步强化了市场对于低空洞率、高导热及高可靠性焊接材料的需求。整体来看,先进封装工艺迭代不仅提升电子焊接材料技术门槛,也有望推动高端锡膏及电子级超细锡粉市场规模持续扩容。

4 AI驱动光传输升级需求,光电材料迎发展机遇

光通信是以光信号为信息载体,以光纤作为传输介质,通过电光转换,以光信号进行传输信息的系统。在传统的通信传输领域,早期的信号主要通过电缆传输,但电传输损耗大、中继距离短、承载数据量小、信号频率提升受限;在全球信息互联规模不断扩大的背景下,光通信凭借通信容量大、传输距离远、布设成本低、网络覆盖广、抗电磁干扰等优点已逐步替代电传输方式。光通信是以光信号为信息载体,以光纤作为传输介质,以光电子器件实现电光转换,在光通信系统传输信号过程中,发射端通过光发射组件进行电光转换,将电信号转换为光信号,经过光纤传输至接收端,接收端通过光接收组件进行光电转换,将光信号转换为电信号。

光芯片的性能直接决定光模块的传输速率,是光通信产业链的核心。光芯片按功能可以分为激光器芯片、探测器芯片以及调制器芯片,其中激光器芯片主要用于发射信号,将电信号转化为光信号,探测器芯片主要用于接收信号,将光信号转化为电信号,调制器芯片主要用于光信号的调制。激光器芯片按出光结构可进一步分为面发射芯片和边发射芯片,面发射芯片包括 VCSEL 芯片,边发射芯片包括 FP、DFB 和 EML 芯片;探测器芯片主要分为 PIN 和 APD 两类。光芯片按照材料分类可分为硅(Si)系列、磷化铟(InP)系列、砷化镓(GaAs)系列、铌酸锂(LiNbO3)系列等。磷化铟(InP)衬底用于制作 FP、DFB、EML 边发射激光器芯片和 PIN、APD探测器芯片,主要应用于电信、数据中心等中长距离传输;砷化镓(GaAs)衬底用于制作 VCSEL 面发射激光器芯片,主要应用于数据中心短距离传输、3D感测等领域,铌酸锂(LiNbO3)主要用于制作调制器芯片。

随着人工智能大模型训练的快速增长,数据中心对算力的需求持续攀升,同时对数据的传输的需求也成指数级增长。算力集群规模扩张有望推动光传输需求快速增长。AI大模型训练和推理需要大规模GPU集群协同计算,GPU之间高频、大量的数据交换需求激增,传统电信号传输在距离、带宽和损耗方面无法满足要求,开始转向依赖光传输技术(如光模块、光纤)实现高效互联。带宽需求指数级增长刺激光模块持续技术迭代。随着AI算力与超大规模数据中心需求激增,光模块正经历从400G到1.6T的颠覆性变革,光传输带宽需求呈指数级增长。光纤光缆行业受益于AI需求拉动供需格局有望反转。在这一背景下,传统的硅基材料在高频高速场景下逐渐显露出力不从心,摩尔定律在光通信领域遭遇挑战。为了突破这一瓶颈,产业界的目光开始从单纯的封装工艺转向更底层的材料科学。其中,磷化铟(InP)和薄膜铌酸锂(TFLN)凭借其独特的物理特性,成为了解决超高速传输难题的两大关键材料。

锗、镓、铟、铌酸锂等相关材料的光电效应相对突出,深度受益AI拉动的光通信发展机遇。锗、镓、铟是元素,但在实际光电子产业中,真正发挥核心作用的通常是其半导体化合物或掺杂形态,例如锗单晶、锗锡合金、砷化镓、氮化镓、磷化铟、ITO等;铌酸锂则本身就是直接作为晶体材料进入器件平台,尤其适用于调制器、滤波器、倍频器和高稳定性电光器件。

4.1 锗:需求多点开花,锗价有望上行

锗是一种稀散金属,是重要的半导体材料。锗,英文名称Germanium,化学符号Ge,熔点937.4℃,沸点2830℃,密度5.35g/cm³,硬度6~6.5。锗是一种灰白色类金属,有光泽,质硬,属于碳族,有着良好的半导体性质,如高电子迁移率和高空穴迁移率等,可用于制作低压大电流和高频器件。锗化学性质稳定,常温下不与空气或水蒸汽作用,但在600~700℃时,能很快生成二氧化锗。锗在地壳中的含量约为0.0007%,是地壳中最分散的元素之一,几乎没有比较集中的锗矿,大量的锗以分散状态存在于各种金属的硅酸盐矿、硫化物矿以及各种类型的煤中,全球原生锗主要来自锌冶炼的副产品和含锗褐煤提取。

锗产业链包括上游开采冶炼、中游提纯和深加工以及下游终端应用。锗产业链上游锗原材料主要来源于褐煤锗矿、铅锌冶炼副产品、锗锭和锗单晶废料等途径;中游提纯和深加工环节技术难度大,高纯锗和锗单晶生产工艺为锗产业链的关键部分,其中锗单晶主要由高纯锗经直拉法(CZ 法)或 VGF 法生产而成,锗单晶经过进一步深加工可制成锗衬底、红外锗晶片等材料;下游终端应用主要覆盖光纤通信、红外光学、半导体器件、太阳能电池、化学催化剂、生物医学等领域。

全球锗资源稀缺且集中度较高,主要集中于美国和中国。全球锗的资源比较贫乏,全球已探明的锗资源储量仅约8600金属吨,按照目前约140吨/年的速度开采,则60余年后全球存量锗就会耗尽。锗资源在全球分布非常集中,主要分布在中国、美国和俄罗斯,其中锗资源分布最多的国家是美国,资源储量3870吨,占全球含量的45%,其次是中国,资源储量约3526吨,占全球比重为41%。我国储量主要集中在云南和内蒙古,云南锗资源占全国储量约34%,内蒙的锗资源也非常丰富,但是品位较低,可开采性较差。

锗生产国主要包括中国、俄罗斯和美国,中国为全球锗最大生产国。参考USGS数据,历史上全球锗产量整体较为平稳,2021年全球锗产量140吨,其中中国锗产量95吨,占比达68%,俄罗斯锗产量5吨,其他国家锗产量40吨。从全球锗产量结构来看,历史上中国锗产量全球占比基本保持在7成左右,中国成为全球最大锗供应国。美国虽然是全球锗资源储量最大的国家,但锗的产量受制于铅锌矿的产量,当前产量及未来产量的增长空间有限。

锗主要的终端应用领域是红外光学、光纤系统、光伏太阳能电池等领域。锗具有红外折射率高,红外透过波段范围宽,吸收系数小、色散率低、易加工等优点,特别适用于军工及重大民用中的热成像仪与红外雷达等红外光学装置的透镜等材料。掺锗光纤具有容量大、光损小、色散低、传输距离长及不受环境干扰等优良特性,是光通讯网络的主体。锗衬底砷化镓太阳能电池具有高转化效率、耐辐照和高电压等特性,被广泛的应用于空间供电电源中,在人造卫星、太空站、太空探测器和登陆探测器等应用领域具有很强的优势,可有效提高太阳能电池的寿命,进而延长人造卫星的工作寿命。锗曾被大量制造成锗晶体管,后因硅的提纯技术发展和大量使用才渐渐被替代,但锗半导体器件具有非常小的饱和电阻,几乎无热辐射、功耗极小等优点,因而仍被应用于高频大功率的特定场景。从下游需求结构来看,红外光学领域占比最高,达43%,光纤系统次之占比28%,太阳能电池占比19%,其他领域占比10%。

光纤级四氯化锗是生产光纤预制棒的重要原材料之一。光纤级四氯化锗主要作为掺杂剂用于光纤预制棒生产场景,可以提高纤芯折射率,从而降低光传输损耗、提升光传输距离。使用光纤级四氯化锗制成的光纤光缆具有传输容量大、光传输损耗低、光纤色散低、折射率高、抗辐射干扰性能强、工作连续性强等优点。光纤级四氯化锗主要特点是纯度要求高,一般纯度需达到6N级及以上,此外砷等有害杂质元素不能被检出;高红外光谱透过率要求氢氧、氢氯、碳氢等基团红外吸收峰透过率需达到98%以上。随着我国光纤光缆行业规模不断扩大,我国市场对光纤预制棒的需求不断增长,拉动我国光纤级四氯化锗需求不断上升。

AI算力基建、数据中心互联(DCI)和无人机等新兴需求多点开花,光纤市场量价齐升。2026年以来,得益于AI算力建设叠加数据中心互联需求快速增长,对应光纤市场需求快速复苏,同时地缘冲突进一步拉动无人机所需光纤需求,全球光纤市场量价齐升。AI场景主要需求包括G652.D、G657.A1等规格的光纤产品,无人机主要需求G657.A2特种弯曲不敏感光纤。参考光纤在线数据,从2025年12月底到2026年3月初,G.652D单模光纤从约18元/公里涨到85~120元/公里,涨幅近650%,A1单模光纤从23元/公里涨到115~135元/公里,涨幅近487%,A2(G.657.A2)单模光纤从35元/公里涨到210~230元/公里,涨幅近557%。

AI需求成为光纤市场增长核心因素。根据英国商品研究所CRU数据,2025年全球光纤出货量为6.62亿芯公里,同比增长15.3%,其中中国光纤出货量为3.72亿芯公里,同比增长7.5%,占全球总出货量的56.3%。在全球光纤需求增长与上游预制棒供应趋紧的双重作用下,光纤价格明显上行,行业景气度持续提升。其中,AI训练、推理集群的快速扩张要求服务器机房内部建立高密度光纤连接,而日益互联的超大规模数据中心园区则推动了新一轮数据中心互连建设热潮。这些应用场景依赖低损耗设计、更高规格的光纤(如弯曲不敏感光纤)以及极高纤芯数的光缆结构,使得数据中心相关需求成为市场增长的核心。参考CRU数据,2024年,数据中心应用拉动光纤需求约0.4亿光纤公里,2025年快速提升至约0.7亿光纤公里,占需求比重从约7%快速提升至约11%,未来有望继续快速提升。

4.2 铟:光通信需求带来磷化铟缺口,新兴需求增量值得期待

铟属于稀散金属,具有质软、延展性好、强光投性和导电性等特点,可压成极薄的金属片,且可与许多金属形成合金,制成化合物半导体、光电子材料、特殊合金、新型功能材料以及有机金属化合物等。铟下游主要应用领域是液晶显示器和平板屏幕(ITO靶材),其余消费领域包括电子半导体、焊料及合金、光伏电池等等。

全球铟资源分布相对集中,中国储量占比29%。铟主要以伴生矿形式开采,储量在全球范围内较稀少,资源分布相对集中。根据锡业股份业绩说明会数据,2025年全球铟储量分布中,中国资源储量占全球总量29%;玻利维亚,俄罗斯,加拿大和日本资源储量较丰富,前5名合计储量占全球储量84%。产能分布来看,中国和韩国是全球主要铟生产国家,2025年产量占比分别为69.09%、16.36%。

全球原生铟产量稳定,再生铟供给弹性有限。参考锡业股份数据,全球原生铟产量2023-2025年分别为1062吨、1118吨、1150吨,基本保持稳定,全球再生铟2023-2025年分别为1273吨、1414吨、1532吨,再生铟产量有小幅提升。

铟最大的应用领域是用于ITO靶材。根据普华有策数据,2025年全球铟的主要应用领域是平板显示领域,包括ITO靶材及新兴的IGZO靶材,占全球铟消费量的80%;其次是化合物半导体、焊料和合金领域、太阳能发电领域等。国内铟需求结构和海外类似,ITO靶材占比最大为79%,化合物半导体和焊料合金分别为4%、5%。

显示面板ITO靶材需求有望稳步增长。ITO靶材在显示面板领域广泛应用,如液晶显示器(LCD)、等离子显示器(PDP)等。根据ifind的数据统计,2025年全球显示面板出货量约9.32亿片,同比提升7.35%,随着面板尺寸不断增大、5G等新技术应用刺激下,预计市场需求稳步增长。

磷化铟衬底光电性能好,电子迁移率高,可被广泛应用于制造光模块器件、传感器件、高端射频器件等。磷化铟是磷和铟的化合物,是III-V族半导体材料,使用磷化铟衬底制造的半导体器件,具备饱和电子漂移速度高、发光波长适宜光纤低损通信、抗辐射能力强、导热性好、光电转换效率高、禁带宽度较高等特性,因此磷化铟衬底可被广泛应用于制造光模块器件、传感器件、高端射频器件等。磷化铟最早于20世纪60年代应用于航天太阳能电池中;1969年,磷化铟首次被用于二极管中;20世纪80年代,磷化铟首次被用于晶体管中;20世纪90年代,磷化铟被用于电信用电吸收调制激光器中,因其具有饱和电子漂移速度高、发光损耗低的特点,在光电芯片衬底材料中拥有特殊的优势,磷化铟开始在光通信市场实现商业化应用,成为光模块半导体激光器和接收器的关键材料。此外,由于磷化铟具有高频低噪、击穿电压高等特点,随着高电压大功率器件的应用频率提升,磷化铟在2010年以来开始应用于雷达激光器件和射频器件。

磷化铟产业链上游为晶体生长、衬底和外延片的生产加工环节。从衬底生产的原材料和设备来看,其中原材料包括金属铟、红磷、坩埚等;生产设备涉及晶体生长炉、研磨机、抛光机、切割机、检测与测试设备等。产业链中游包括集成电路设计、制造和封测环节,产业链下游应用主要涉及5G通信、无人驾驶、可穿戴设备等多个领域。磷化铟产业链上游企业包括衬底厂商及外延厂商,如北京通美、日本JX、Sumitomo及其他国内衬底厂商,IQE、中国台湾联亚光电、中国台湾全新光电、II-VI、中国台湾英特磊等外延厂商,器件领域包括Finisar、Lumentum、AOI、Mitsubishi等企业,下游主机厂商包括华为、中兴、Nokia、Cisco等企业,终端应用包括中国移动、中国电信、中国联通、腾讯、阿里巴巴、Apple、Google、Amazon、Meta等企业。

随着AI大模型训练进入万卡集群时代,数据中心内部、传输需求呈指数级增长,推动数据中心光模块向800G/1.6T及以上速率加速迭代,磷化铟材料凭借其独特性能成为光通信革命的核心支撑,市场规模快速增长。从市场格局来看,磷化铟衬底材料市场头部企业集中度很高,主要供应商包括日本住友(Sumitomo)、北京通美、日本JX等。据北京通美招股说明书数据显示,2020年全球前三大厂商占据磷化铟衬底市场90%以上市场份额,其中日本住友为全球第一大厂商,占比为42%;北京通美位居第二,占比36%。磷化铟单晶批量生长的技术主要包括LEC法、VGF法和VB法。北京通美和Sumitomo分别使用VGF和VB技术可以生长出直径6英寸磷化铟单晶,日本JX使用LEC技术可以生长出直径4英寸的磷化铟单晶。

光模块为磷化铟衬底下游最大应用领域。磷化铟衬底主要应用下游器件包括光模块器件、传感器件、射频器件,对应下游终端领域包括 5G 通信、数据中心、人工智能、无人驾驶、可穿戴设备等领域,从全球磷化铟衬底应用情况来看,据北京通美招股说明书数据显示,2019年光模块器件、传感器件、射频器件三者销量占比分别为80%、5%和15%,光模块器件和射频器件目前是磷化铟下游主要的应用。

4.3 镓:主流化合物半导体材料,应用空间广阔

镓产业链延伸多以砷化镓、氮化镓、氧化镓、4N工业镓形式应用,其中工业镓是生产其他产品最主要的基础原料。镓,英文名称:Gallium,元素符号Ga,密度为5.904克/立方厘米,熔点为29.76°C,沸点为2204°C。固体镓为蓝灰色,液体镓为银白色。镓在低温时硬而脆,而一超过室温就熔融,溶于酸和碱中,微溶于汞,腐蚀性很强。镓在干燥的空气中比较稳定,表面会生成氧化物薄膜阻止继续氧化,在潮湿空气中便失去光泽。镓的凝固点很低,由液态转化为固态时,膨胀率为3.1%,宜存放于塑料容器中。镓在地壳中的含量为0.0015%,不以纯金属状态存在,通常是作为从铝土矿中提取铝或从锌矿石中提取锌时的副产物得到的。镓由于熔点很低、沸点很高、良好的超导性、延展性以及优良的热缩冷胀性能而被广泛应用到半导体、太阳能、合金、化工等领域。

全球主要镓资源供给来源于加工铝土矿的副产品,主要镓消费形式为砷化镓。镓主要是作为从铝土矿中提取铝或从锌矿石中提取锌时的副产物得到的,也有少量镓来自于煤中伴生元素镓的回收。铝土矿中的镓含量平均值为百万分之五十,世界铝土矿资源中所含的镓估计超过100万吨。镓往下游的主要消费形式为砷化镓,份额占比约80%,使用砷化镓衬底制造的半导体器件,具备高功率密度、低能耗、抗高温、高发光效率、抗辐射、高击穿电压等特性,因此砷化镓衬底被广泛用于生产LED、射频器件、激光器等器件。

全球镓资源主要分布在非洲、大洋洲和南美洲。镓资源主要存在于铝土矿中,非洲、大洋洲、南美洲铝土矿中镓储量全球占比分别为32%、23%和21%,亚洲占比为18%。从国内来看,中国镓资源主要分布在河南、广西、贵州和山西,2025年储量占比分别为32%、22%、21%和12%。

中国金属镓产量全球占比高达98%。根据USGS数据,2022年中国金属镓产量占全球的比例高达98%,几乎垄断全球的供应。从国内产量变动来看,2017-2025年,随着价格回暖上涨,中国厂商产能陆续扩大,金属镓产量整体保持增长态势,由296.55吨增长至1042.6吨,GAGR为17%。

砷化镓衬底具有优良的特性,广泛应用于光电子和微电子领域。砷化镓是砷与镓的化合物,属于III-V 族化合物半导体材料,使用砷化镓衬底制造的半导体器件,具备高功率密度、低能耗、抗高温、高发光效率、抗辐射、高击穿电压等特性,因此砷化镓衬底被广泛用于生产LED、射频器件、激光器等器件产品。砷化镓衬底的应用可以分为三个阶段:第一阶段自20世纪60年代起,砷化镓衬底开始应用于LED及太阳能电池,并在随后30年里主要应用于航天领域;第二阶段自20世纪90年代起,随着移动设备的普及,砷化镓衬底开始用于生产移动设备的射频器件中;第三阶段自2010年起,随着LED以及智能手机的普及,砷化镓衬底进入了规模化应用阶段,2017年iPhoneX首次引入了VCSEL激光器(垂直腔面发射激光器)用于面容识别,生产VCSEL需要使用砷化镓衬底,砷化镓衬底应用场景再次拓宽到消费电子市场。

砷化镓产业链上游为砷化镓晶体生长、衬底和外延片生产加工环节。衬底是外延层半导体材料生长的基础,在芯片中起到承载和固定的关键作用。生产砷化镓衬底的原材料包括金属镓、砷等,由于自然界不存在天然的砷化镓单晶,需要通过人工合成制备;砷化镓衬底生产设备主要涉及晶体生长炉、研磨机、抛光机、切割机、检测与测试设备等。砷化镓产业链下游应用主要涉及 5G 通信、新一代显示(Mini LED、Micro LED)、无人驾驶、人工智能、可穿戴设备等多个领域。

砷化镓产业链包括砷化镓晶体生长、衬底和外延片生产加工环节,全球砷化镓衬底市场海外厂商占据主导权。衬底是外延层半导体材料生长的基础,在芯片中起到承载和固定的关键作用,由于自然界不存在天然的砷化镓单晶,需要利用原材料金属镓、砷通过人工合成制备。目前砷化镓晶体主流生长工艺包括 LEC 法、HB 法、VB 法以及 VGF 法等,其中Sumitomo 砷化镓单晶生产以 VB 法为主,Freiberger 以 VGF 和 LEC 法为主,而北京通美则以 VGF 法为主。目前国内涉及砷化镓衬底业务的公司较少,除北京通美外,广东先导先进材料股份有限公司等公司在生产 LED 的砷化镓衬底方面已具备一定规模。全球砷化镓衬底市场整体而言海外厂商占据主导权。根据北京通美招股说明书数据,2019 年全球砷化镓衬底市场主要生产商包括Freiberger、Sumitomo和北京通美,其中Freiberger占比28%、Sumitomo占比21%、北京通美占比13%。

砷化镓衬底下游应用包括射频器件、LED、显示、激光器等,其中射频和LED占比较大,显示和激光器未来增速较快。据北京通美招股说明书数据,2019年砷化镓衬底应用结构中射频占比最大,约37%,其次是LED,占比约34%,显示(microLED等)占比16%,激光器占比约12%,光伏占比约2%。预计到2025年射频占比将下滑到约28%,LED占比约28%,显示(microLED等)占比26%,激光器占比约18%,光伏占比约1%。

4.4 铌酸锂:电光调制器重要材料

铌酸锂晶体的压电性能、光电效应十分优异,是重要的无机材料。铌酸锂是一种无机物,化学式为LiNbO3,是一种负性晶体、铁电晶体,经过极化处理的铌酸锂晶体具有压电、铁电、光电、非线性光学、热电等多性能的材料,同时具有光折变效应。铌酸锂晶体是用途最广泛的新型无机材料之一,它是很好的压电换能材料,铁电材料,电光材料,在声学滤波器中和光通讯中都有重要应用。

铌酸锂材料产业链包括上游晶体生长、中游制造加工和下游应用。上游材料端,首先通过氧化铌制备铌酸锂单晶,然后通过提拉法生长铌酸锂晶体,也可以通过离子切片等方法制备铌酸锂单晶薄膜;中游制造加工主要是铌酸锂调制器芯片及器件制造,包括体材料铌酸锂调制器和薄膜铌酸锂调制器;下游主要应用于光通信、光纤陀螺、超快激光器、有线电视等领域。

光信号调制是光模块的必要功能,电光调制器包括内调制和独立调制两种模式。光信号调制是光模块的必要功能,通过将信号加载在光波上,实现了可靠高速的光通信,但是调制器不是光模块中的必要器件,在短距离场景下,可以采用内调整的方式替代独立的调制器。内调制或直接调制是直接控制激光器泵浦源,从而使激光的某些参量得到调制;独立调制器进行的外调制是指光输出光源的振幅和频率作为光载波经过光调制器,光信号通过调制器来实现振幅、频率和光学载波的相位调整。在中长距光通信场景中,特别是相干通信中,独立的调制器是必要器件。

目前行业内的主流电光调制器有三种,其基底分别采用硅、磷化铟和铌酸锂材料,并且根据其优缺点不同,可适用于不同通信距离的应用场景。比较来看,铌酸锂方案具有高带宽、低插损、高可靠性、较高消光比、工艺成熟等优点。基于硅基的调制器期限速率约为60-90Gbaud,基于磷化铟的调制器可达到130Gbaud,而基于铌酸锂的调制器可能超过130Gbaud。受材料性质所限,硅基方案存在插入损耗高、存在温漂等问题,因而主要应用在短距离;磷化铟方案主要是通过牺牲一定的参数从而在中短距离传输中替代铌酸锂。铌酸锂调制器在长途相干光传输和超高速数据中心的场景具备良好的竞争力,主要用在100Gbps以上的长距骨干网相干通讯和单波100/200Gbps的超高速数据中心中。

随着光通信系统的不断升级和流量继续快速攀升,当前的高速通信系统对铌酸锂调制器产生了新的要求,包括更高调制速率以及小型化、集成化,薄膜铌酸锂调制器优势凸显。传统块状铌酸锂制作的体铌酸锂电光调制器,存在着一些技术上的局限性:其一体积大,无法满足器件微纳化的发展需求;其二性能难提升,无法适应大容量通信网络的快速发展。薄膜铌酸锂调制器相比于体铌酸锂调制器,既能解决传统铌酸锂块材料器件尺寸过大、不利于集成的问题,又能兼容成熟的硅基光子学工艺,与其它集成光子学器件实现片上集成,在光通信高速率发展背景下优势凸显。

AI产业化趋势驱动光通信传输速率持续提升,打开铌酸锂调制器市场需求。铌酸锂调制器适合数据中心中高速传输应用场景,有望受益于AI产业化所拉动的算力基础设施需求实现快速发展。同时薄膜铌酸锂调制器能实现更小尺寸的封装,适应于未来核心网络端口密度不断加大的需求,预计全球光模块用铌酸锂调制器市场空间持续增长。铌酸锂调制器行业主要被日本企业占据主要份额。由于铌酸锂系列高速调制器芯片及器件行业壁垒较高,全球仅有三家主要供应商可以批量供货,分别是日本的Fujitsu(富士通)、日本的Sumitomo(住友集团)和Lumentum。2020年光库科技通过收购Lumentum相关产品线进入该领域,目前是国内少数可以提供铌酸锂技术的厂家之一。

铌酸锂晶体市场规模稳步增长。随着下游5G通信、云计算等主要行业的持续发展,以及AI大模型的训练和应用带来数据中心等基础设施的增长需求,有望驱动光模块行业的用量增长和技术升级,上游铌酸锂晶体市场需求有望稳步增长。铌酸锂单晶行业主要被日本企业占据主要份额。日本企业在上游铌酸锂单晶材料领域占据领先地位,代表企业包括日本信越化学、日本住友金属。国内铌酸锂单晶材料代表企业主要是天通股份和德清华莹。

5 AI开启散热革命,散热材料大放异彩

算力快速提升导致芯片热设计功耗持续攀升,散热需求迫在眉睫。过高的温度会直接影响电子元件的性能,散热需求不可忽视。电子元器件使用故障中,有半数以上是由于温度过高引起的。半导体元器件温度每升高10℃,反向漏电流将增加1倍。此外,在高温的环境下,机件材料、导线绝缘保护层、防水密封胶更容易老化,造成安全隐患。对于大量数据中心,由于电子设备集中部署,这种由于过热造成的安全隐患更值得注意,尤其对于在高温下易燃易爆的设备,更易引起火灾等安全事故,引发数据中心瘫痪。另外,大电流的持续作用,还会降低服务器内部电子部件的使用寿命。尤其在高温的环境下,电子产品产生的热量得不到及时疏散,造成了电子产品工作温度升高。电容温度每升高10℃,平均电子元器件的寿命会降低一半,且更容易造成击穿。在这种重负荷状态下工作,会加大电子部件的消耗,从而降低服务器的使用寿命。因此,对服务器尤其是对关键电子部件的散热冷却提出了更加严格的要求。

风冷散热效率难以跟上数据中心设备散热需求的提升。随着单位服务器机柜包含的服务器数量增多,机柜发热量与日俱增,对散热冷却系统的要求不断提高。数据中心服务器机柜功率从低密度向高密度发展是必然趋势。低功率密度机柜在5 kW/r以下,中功率密度机柜为5~10 kW/r,高功率密度机柜为10 kW/r以上。目前已投用的数据中心机柜功率密度在5~10 kW/r居多,已有一些在用的超大型数据中心机柜功率密度在30 kW/r以上,甚至达100 kW/r左右,这对于传统散热冷却技术是极大的挑战。传统风冷最高可冷却30 kW/r的机柜,对于30 kW/r以上功率密度的机柜无法做到产热与移热速率匹配,会使机柜温度不断升高导致算力下降甚至损害设备。因此,在机柜功率密度不断提高的大数据时代,要求散热冷却设备及方式的不断创新,提升移热速率。 

PUE(Power Usage Effectiveness)是衡量数据中心能源效率的重要指标。PUE 的计算方法为数据中心的总耗电量比上IT设备的耗电量,数值越接近1,表明数据中心的能效越高。液冷技术路径可实现更低的PUE值。由于液冷数据中心冷却系统采用中高温水即可完成散热需求(一次侧进水温度35℃,二次侧供液温度40℃),可实现全年全地域自然冷却,而传统风冷方式冷冻水机组出水温度需低至15-20℃,在大部分地域、大部分时间段均需开启制冷压缩机才能满足条件,因此液冷方式省去大部分风扇及空调系统能耗,相比传统风冷机房节能20%-30%以上,冷板式液冷PUE低至1.2以下、浸没式液冷PUE低至1.1以下。

液冷技术已替代风冷成为必要散热方案,根据热器件是否与冷却液接触,液冷技术可以分为直接接触式和间接接触式两种。直接接触式是指将冷却液体与发热器件直接接触散热,包括单相浸没式液冷、两相浸没式液冷、喷淋式液冷;间接接触式指冷却液体不与发热器件直接接触,通过散热器间接散热,这包括单相冷板式液冷、两相冷板式液冷。

液冷系统通用架构一般包括室外侧和室内侧两部分。室外侧包含室外冷源、一次侧冷却液,室内侧包含冷量分配单元(CDU)、二次侧冷却液以及液冷机柜。基本原理是二次侧冷却液在机柜内吸收设备热量,并通过 CDU内的换热器将热量传递给一次侧冷却液,一次侧冷却液通过室外冷源最终将热量释放到大气环境中,完成散热。目前单相冷板式液冷在液冷数据中心的应用占比达90%以上,是现阶段及未来一段时间业内主流的液冷技术方案。单相冷板式液冷技术对通信设备和机房基础设施改动较小,业内已具备多年研究积累,目前技术成熟度最高,它已成为满足芯片高热流密度散热需求、提升数据中心能效、降低总体拥有成本(TCO)的有效方案。

横向比较来看,冷板式液冷技术由于对服务器结构改动需求较小,因此除定制冷板需要一定成本外,在可维护性、空间利用率、兼容性方面均具有较强的应用优势。喷淋式技术由于初始投资较高,目前普及程度较为有限。而浸没式技术与其他两种技术相比,虽然空间利用率与可循环方面具有较好的表现,但器件的可维护性和兼容性较差。我们认为冷板式液冷凭借更高的技术成熟度和完善的产业链,具备更高的建设和维护便利性。从未来趋势看,参考IDC数据,由于冷板式的成本更低,产业链也更为成熟,同时冷板式与风冷在运维上差异较小,使用习惯一致,市场接受程度更高,当前液冷服务器市场的主要解决方案是冷板式液冷,占比80%-90%。而浸没式液冷则处于技术创新突破时期,技术门槛较高,目前依旧有多项技术问题没有解决,浸没式液冷方案企业还需要从研发投入、生产链条、客户需求等多方面发展优化。IDC预计,2023至2028年间,中国液冷服务器市场的年复合增长率将达到47.6%,预计到2028年市场规模将增至102亿美元。

英伟达 GB200和GB300的机柜均采用单相直接芯片液冷方案,GB200是一块大冷板覆盖1个CPU和2个GPU,GB300则是每个芯片对应一块小冷板。从GB200 NVL72机柜结构来看,一个机柜集成了36个GB200 Grace Blackwell超级芯片,GB200 Grace Blackwell超级芯片由一个Grace CPU和两个Blackwell GPU组成。据TrendForce数据,AI服务器采用的GPU和ASIC芯片功耗大幅提升,NVIDIA GB200/GB300 NVL72单柜热设计功耗(TDP)高达130kW-140kW,远超过传统风冷系统的处理极限,而直接芯片液冷技术直接解决了风冷散热效率不足的问题。直接芯片液冷技术整个过程始于冷却液分配单元(CDU),它如同系统的心脏,负责将冷却后的液体泵入机柜;冷却液首先流入一个主歧管,再由主歧管分配至每个计算托盘;在每个托盘内部,冷却液流经直接安装在发热组件上的冷板,在吸收了大量热量后,升温的液体离开托盘,汇集到一个回流歧管中,最终返回CDU进行热量交换和降温,完成一个循环。冷板是热传递链条中最关键的一环,直接安装在CPU和GPU等高功率芯片上,采用高纯度铜作为基材,并通过铲齿工艺制造出微通道结构,以最大化热交换的表面积。GB200是一块大冷板覆盖1个CPU和2个GPU,GB300则是每个芯片对应一块小冷板。GB200是英伟达大规模应用液冷技术的初步尝试,采用了单相冷板+风冷的混合模式,GB300则是在此基础上的重要演进和优化,采用全冷板液冷、更精细的独立散热设计、更可靠的连接件和管路,以提供更强的散热能力、更高的能效和更可靠的部署体验,助力更高密度、更高性能的AI计算。

液冷系统的主要构成零部件包括冷板、CDU、快接头等。冷板凭借其在材料和微加工方面的要求,占据了约40%的成本份额,成为成本最高的组件;紧随其后的是作为系统“心脏”的CDU,其成本占比约为33%;尽管快速断开接头体积小,但因其高精度和大规模部署,其成本贡献达到了近27%。

材料端,铜、铝、复合材料成为散热材料的主流选择。铜因其卓越的导热性而备受青睐,是追求极致散热性能的首选,但缺点密度较大、成本较高。铝及其合金是应用最广泛的材料之一,在导热性、轻量化和成本之间取得了良好平衡,非常适合汽车和航空航天等对重量敏感的应用,但极致散热效率不如铜。金属基复合材料正在成为研究热点,它们有望提供可定制的热膨胀系数、高导热性和低密度的综合优势。热管的常见材质是铜,适用于高功率电子设备的散热,如CPU、GPU等。铜具有热导率高、热容量大、耐腐蚀性好等优点,但价格相应较高。铝材质热管价格较低,重量较轻,但热容量较小,适用于LED灯等低功率电子设备的散热。不锈钢材质的热管具有优秀的耐腐蚀性以及机械强度,虽然传热效率较低,但适用于海洋、化学等环境严苛,需要高度耐腐蚀性的场景。其他材质如纯钛热管、钨热管、陶瓷热管等应用于特定领域,如核工业、航空航天等。热管材质的选择同时需要考虑是否与相变液体的兼容,以防止液体与容器之间发生腐蚀或化学反应,导致容器损坏或产生不可冷凝的气体。例如,液氨与铝、镍和不锈钢兼容,但由于其重量较轻,仅适用于铝制容器;水热管对于电子冷却最为有效,与铜质容器兼容。

金属基复合材料可以将金属基体较高的热导率和增强相材料较低的热膨胀系数结合起来,制备出热物理性能与电子器件材料相匹配的封装材料。在集成电路中,封装起着芯片保护、芯片支撑、芯片散热、芯片绝缘以及芯片与外电路连接的作用,电子封装材料的研究重点经历了金属、陶瓷、塑料、复合材料的变化,微电子和半导体器件对封装材料要求越来越高,加速了先进金属基复合材料的发展。金属基电子封装材料由基体和增强相两部分组成,基体一般为金属 (如铝、铜、镁)及其合金,增强相主要为碳(如碳纤维、金刚石、碳纳米管)、陶瓷(如碳化硅、氮化铝)及金属(钨、钼)等。这些基体合金具有良好的导热性能、可加工性能以及焊接性能,而增强相具有较好的热膨胀性能、良好的化学稳定性、高强度、低密度以及与基体金属较好的润湿性,从而确保金属基复合材料具有优异的热物理性能和封装性能。

钨铜合金和钼铜合金为目前应用最广泛的金属基电子封装材料,铝碳化硅(SiC/AI)和铝硅(Si/AI)合金复合材料为新兴金属基电子封装材料,金刚石/铜复合材料有望成为下一代电子封装材料。早期采用Kovar合金等材料作为电子封装材料,伴随电子封装逐步往小型化、高密度、热量易散发的应用需求方向迭代,电子封装材料的性能要求也在不断提高。钨铜(W/Cu)、钼铜(Mo/Cu)复合材料也称为钨铜、钼铜合金,即以金属颗粒W、Mo为增强相的金属基复合材料,其热导率为150~230W/(m·K),热膨胀系数为5.7×10−6~10×10−6K−1,是目前应用最广泛的金属基电子封装材料,主要应用于电子散热器件以及热沉材料。我国W/Cu、Mo/Cu等传统电子封装材料的制备与应用技术较成熟,已进行大规模工业化生产,但这种材料的热导率已不能满足现代大功率器件的更高要求,特别是其密度大(W/Cu:15~17g/cm3,Mo/Cu:9.9~10.0g/cm3),不适于在便携电子和航空航天装备中应用。在航空航天飞行器领域所需的电子管理设备中,在满足电子封装材料的基本要求的前提下,轻质是其最亟待解决的问题,铝碳化硅(SiC/AI)和铝硅(Si/AI)复合材料正好具有质量轻,热膨胀系数低,热传导性能良好,强度和刚度高等优越性能,成为新一代电子封装材料。金刚石是目前已知的在自然界中存在的最坚硬的物质,同时也是自然界中导热系数最高的物质之一,导热系数高达1.2~2.6kW/(m·K)。铜的导热、导电、延展性都较好,热导率远高于铝、钼等金属,并且价格低廉,被广泛应用于集成电路领域。综合金刚石和铜的导热性能,金刚石/铜复合材料有望成为未来主流的高导热电子封装材料。

6 投资建议

6.1 行业投资建议

科技与稀缺性的共振,AI新材料迎升级迭代机遇。AI性能持续演进带来算力和功耗的持续提升,驱动AI金属材料不断升级去满足高功率、大电流、小型化和强散热等更高的要求,AI金属材料正迎来空前的需求扩张。电容、电感持续升级保障了AI电源电路的稳定,光模块往高速率发展满足带宽升级需求,锡粉锡膏升级满足微电子互联更高需求,液冷技术及散热材料持续升级解决了高功耗导致的热能挑战。目前AI基础设施建设以及端侧应用生态拓宽有望放大AI产业需求,同时受技术、材料体系、认证壁垒等影响,AI金属材料供给难以满足需求的扩张,AI金属材料正迎来需求与价格的共振。

AI硬件功率持续攀升,电子元器件材料产业链迎升级机遇。AI 服务器相比传统服务器需要更高的运算性能和大容量数据处理,因此功耗和发热量也大幅增加, AI服务器的功耗是普通服务器的5~10倍以上,驱动MLCC往小型化、超高容量、高温方向迭代,驱动电感往一体成型方向迭代,同步还增加钽电容和铝电解电容的需求。伴随着器件侧的升级迭代,上游镍粉、羰基铁粉、铝电极箔、钽粉等也都迎来量价双升机遇。

AI驱动微电子互联传输需求升级,高端电路载体材料迎放量机遇。随着AI大模型训练的快速增长,数据中心对算力的需求持续攀升,同时对数据的传输的需求也成指数级增长。电路载体材料也迎来材料升级革命,满足带宽和损耗等方面更高的要求。目前Chiplet、2.5D/3D封装及HBM等先进封装技术也快速发展,带动封装互连密度持续提升,微凸点尺寸不断缩小,对焊接材料的精度控制及可靠性提出更高要求,超细粒径高端锡粉锡膏续期有望持续放量。

AI驱动光传输升级需求,光信号材料迎发展机遇。AI算力需求驱动光模块持续向800G及1.6T升级,传统电信号传输在距离、带宽和损耗方面无法满足要求,必须依赖光传输技术(如光模块、光纤)实现高效互联。为满足光通信升级迭代需求,传统的硅基材料在高频高速场景下逐渐显露出力不从心,锗、镓、铟等材料凭借更加优异的光电效应迎来发展机遇。

AI开启散热革命,散热材料大放异彩。算力快速提升导致芯片热设计功耗持续攀升,散热需求迫在眉睫。过高的温度会直接影响电子元件的性能,散热需求不可忽视。风冷散热效率难以跟上数据中心设备散热需求的提升,液冷方式已成为主流。为了追求极致的散热效率,材料也不断从铜、铝往复合材料(钨铜、金刚石铜等)持续迭代。

投资建议:AI算力升级带动整体产业链迎来材料革命,AI金属材料板块深度受益。我们推荐博迁新材、东方钽业、有研粉材、铂科新材,建议关注海星股份、悦安新材、江南新材、稀美资源。

6.2 重点公司

6.2.1 博迁新材:AI带动高端MLCC镍粉需求快速增长,光伏铜粉打开新成长曲线

公司是全球领先的实现纳米级电子专用高端金属粉体材料规模化量产及商业销售的企业,掌握常压下物理气相冷凝法(PVD)核心技术。公司成立于2010年,立足电子专用高端金属粉体材料领域不断进行投入研发和产能扩张,目前业务布局覆盖纳米级、亚微米级镍粉和亚微米级、微米级铜粉、银粉、合金粉,还依托自身技术优势拓展了银包铜粉、纳米硅粉等新产品。目前公司凭借领先的技术和优异的产品品质,与三星电机、国巨股份、华新科、风华高科、潮州三环等国际、国内电子元器件行业领先企业都保持了长期良好的业务合作关系。

AI技术迭代驱动高端MLCC镍粉快速增长。MLCC镍粉是制备MLCC内电极的核心原料,在熔点、纯度、粒径、形貌、振实密度、电迁移率等性能特点上都有严苛要求,制备工艺也十分复杂,拥有极高的技术壁垒,叠加下游客户认证壁垒导致目前全球MLCC镍粉市场主要被日本企业垄断。AI的快速迭代与规模化应用,持续驱动AI服务器、高端智能终端等下游设备向高算力、低功耗、高集成度方向升级,对配套MLCC的性能稳定性、尺寸及容量提出了更高要求;为适配这一市场需求、实现更大电容值与更优性能表现,MLCC行业正加速向超薄介电层、高堆叠层数的技术方向迭代发展,这一行业技术趋势推动镍粉等核心原材料向更小粒径、更高性能方向升级,带动公司小粒径镍基产品出货量增长。公司作为国内电子高端金属粉体材料龙头打破国外垄断,有望受益行业增长以及份额提升实现快速成长。

光伏铜粉应用有望打开公司新成长空间。银浆是光伏电池片非硅成本的最大成本项,伴随光伏电池技术持续的技术迭代,贱金属化逻辑有望逐步走向商业化应用,铜浆替代银浆路线有望逐步推进。公司凭借在高端纳米粉体技术方面的积累拓展光伏铜粉,有望打开公司新成长空间。

投资建议:公司作为国内电子高端金属粉体材料龙头,受益于MLCC需求回暖叠加份额提升双轮驱动,以及银包铜粉体业务有望起量,预计2026-2028年归母净利润分别为5.71/14.51/20.89亿元,对应7月17日收盘价的PE分别为68/27/19倍,维持“推荐”评级。

风险提示:下游需求不及预期、原材料价格波动风险、新品研发不及预期。

6.2.2 东方钽业:AI驱动需求多点开花,产能释放业绩放量可期

改革成效显著,定增扩充产能释放在即。“改革+创新”成效显著,公司钽铌主营业务持续快速增长,公司定增项目按计划稳步推进。为响应下游旺盛需求,公司利用自有资金追加项目建设实现火法产能和射频超导腔产能扩充并进一步发行定增预案完善产能布局。展望2026年,伴随公司项目扩充产能逐步释放,公司业绩有望快速增长。

钽铌龙头地位稳固,掌握核心技术工艺优势。国内钽铌行业呈现“两头在外”业务布局特征,上游钽铌矿石的采选主要集中在非洲、南美等地区,下游高附加值终端产品如钽电容、钽靶、医疗器械等由美国、德国、日本等发达国家提供,中国主要布局中游的湿法、火法冶金生产环节。钽铌中游冶炼加工环节最核心的难点在于钽铌和杂质的分离以及提纯,公司业务布局覆盖从矿石冶炼到钽铌制品深加工环节的长产业链布局,积累掌握有深加工核心技术优势,同时还建立了世界水平的钽铌湿法冶金生产线、钽铌火法冶金生产线、钽粉生产线、钽丝生产线、钽铌板带管棒丝材压力加工生产线,国内钽铌龙头地位稳固。

电子&高温合金需求迭代,超导&航天领域快速发展,钽铌需求有望快速增长。钽下游应用结构电子领域占比超一半,伴随电子行业持续复苏叠加AI技术迭代趋势,同时钽优异的室温成形性能以及高温力学性能满足高温合金以及军工特定应用场景材料需求,钽需求有望深度受益快速增长。低温超导商业化进程不断推进,MRI、MCZ、核聚变、粒子加速器等应用领域持续拉动超导材料需求,铌作为超导线材主要原材料,未来需求增长空间非常可期。同时铌及其合金也是航天结构件的重要候选材料之一,在航天火箭发动机上得到实际应用,未来也有望持续受益。

投资建议:公司作为国内钽铌铍行业龙头,伴随定增项目扩充产能即将释放,业绩有望跟随产能释放快速增长。预计公司2026-2028年归母净利润分别为4.59/5.99/7.57亿元,对应7月17股价的PE分别为59/45/36倍,维持“推荐”评级。

风险提示:需求不及预期,新品进展不及预期,原材料价格波动风险等。

6.2.3 有研粉材:有色金属粉体积淀深厚,迎需求多点开花机遇

有研粉材现已形成以铜基金属粉体材料、锡基电子互连材料、3D打印用金属粉体材料等板块为核心的主营业务。公司产品主要用于粉末冶金、超硬工具、微电子封装、摩擦材料、催化剂、电工合金、电碳制品、导电材料、热管理材料、3D 打印等领域。随着AI技术的不断进步,对算力的需求也飞速增长。GPU和NPU作为AI服务器的算力核心,其性能不断提升,但同时也带来了散热挑战。有研粉材凭借多年的粉体制备技术,成功开发出新型高性能散热铜粉、MIM专用铜粉、3D打印铜粉产品,打开广阔的市场前景。

高端锡粉受益于微电子互联需求升级,附加值显著提升。锡粉粒径升级是电子封装持续向高精度、高密度演进的核心材料基础。受先进封装持续升级驱动,半导体焊接材料正加速向高端化与微细化方向演进。近年来,Chiplet、2.5D/3D封装及HBM等先进封装技术快速发展,封装互连密度持续提升,微凸点尺寸不断缩小,对焊接材料的精度控制及可靠性提出更高要求。在此背景下,锡粉产品逐步向更细粒径等级升级,超细粉产品渗透率有望持续提升,公司有望深度受益。

散热铜粉储备深厚,前景乐观。公司的高性能散热铜粉已经在NPU的散热应用中批量使用,单片的散热功率提升了10%-15%,热端收益达3-5℃,在行业内处于首创地位,并在昇腾芯片的散热系统中发挥了重要作用。与传统的水雾化铜粉相比,有研粉材的高性能散热铜粉具有显著的优势,可以通过改善散热组件内部毛细结构和孔隙分布,提升散热性能,对应减少机柜中VC/热管的数量,从而帮助客户在成本受控的情况下提升模组的散热性能。公司还开发了MIM/3D打印铜粉助力解决液冷板加工难题。有研粉材成功开发出了MIM/3D打印铜粉材料,通过注射成型和增材制造工艺加工制造冷板,既解决了传统冷板形状复杂难以加工的问题,又能显著提升冷板散热性能,有望为液冷散热领域带来新的变革。针对MIM行业对纯铜粉末的需求,有研粉材开发出MIM专用铜粉,粒度规格为0-25μm,材料纯度>99.9%,松装密度4.8-5.2g/cm³,振实密度≥5.6 g/cm3,氧含量低于1500ppm,流动性好,烧结致密度可达98%以上,导热系数高达370W/(m·K),已累计用于生产IGBT散热基板等超过3000吨,为高性能液冷散热基板的规模应用和量产提供了核心材料支撑。

投资建议:公司为国内铜基和锡基粉体材料龙头,募投项目达产有望逐步贡献增量,伴随散热需求打开新增长点,未来业绩增长可期。我们预计2026-2028年,公司归母净利润为1.39、4.34、7.09亿元,对应7月17日股价的PE分别为62/20/12X,维持“推荐”评级。

风险提示:下游需求不及预期;原材料价格波动风险;项目进展不及预期。

6.2.4 铂科新材:合金软磁粉龙头,芯片电感持续放量

公司主要从事金属软磁粉、金属软磁粉芯及芯片电感等磁元件的研发、生产和销售,为电能变换各环节电力电子设备或系统实现高效稳定、节能环保运行提供高性能软磁材料、电感以及整体解决方案。

合金软磁粉芯为核心,芯片电感开拓新利润增长点。1)公司是全球领先的软磁粉芯生产商,从“铁硅1代”金属磁粉芯开始,不断迭代升级至“铁硅5代”,建立了一套覆盖5kHz~10MHz频率段应用的金属磁粉芯体系,可满足众多应用领域的性能需求。2)公司结合独创的高压成型结合铜铁共烧工艺,制造出了具有更高效率、小体积、高可靠性和大功率的芯片电感产品,实现了公司从发电端到负载端电能变换(包括DC/AC,AC/AC,AC/DC,DC/DC)全覆盖的产品线布局,现已发展为公司的第二条增长曲线。3)公司已成功打造了以合金精炼、物理破碎(气雾化、水雾化和高能球磨)为核心的金属粉末制备技术平台,并掌握了直径2μm-50μm的金属粉末的制备工艺。公司在2023年开始筹建年产能达6000吨/年的粉体工厂,根据市场需求分批投入,首期工程已于 2024 年建成,可新增产能2,000 吨;全部工程计划于 2025 年竣工,最终实现产能 6,000 吨/年,将有效解决目前对外销售粉末产能不足的问题,有望为公司提供新的增长动能。

大算力应用场景不断涌现,芯片电感产品加速推广。公司芯片电感产品持续取得MPS、英飞凌等全球知名半导体厂商的高度认可,同时还新进入了多家全球知名半导体厂商供应商名录。新产品开发方面,公司持续大额研发投入开发新产品,并交付了大量的样品,为开发新的增量市场做准备,其中适用于AI服务器电源电路的TLVR电感,目前已经实现小批量生产。另外,公司电感元件在AI笔记本、可穿戴设备、汽车、AI手机等应用领域的技术布局也取得了一系列重大进展。

投资建议:作为软磁粉芯龙头企业,公司具备卓越技术研发和规模化生产能力,逐步实现粉体粉末、粉芯、芯片电感一体化布局,我们预计2026-2028年公司实现归母净利分别为6.31/8.29/11.05亿元,对应7月17日收盘价的PE分别为42/32/24倍,维持“推荐”评级。

风险提示:上游大宗商品原材料价格波动,项目进展不及预期,光伏、新能源汽车需求增长不及预期,芯片电感订单增长不及预期。

6.2.5 海星股份:电极箔行业龙头,AI需求驱动电极箔升级迭代

海星股份成立于1998年,是电子储能材料行业的重要参与者和推动者。公司主要业务为铝电解电容器用电极箔的研发、生产与销售。电极箔是基础性电子材料,由高纯度电子铝箔经特定介质进行侵蚀、阳极氧化形成,是铝电解电容器的关键原材料。公司从业历史悠久,产品系列齐全,注重技术储备,涵盖了从低压到高压的全系列产品,广泛应用于高性能铝电解电容器的制造。

公司拥有四大生产基地,新疆基地逐步投产进一步优化产能布局。公司生产基地位于江苏南通、四川雅安、宁夏石嘴山、新疆霍尔果斯。2024年,公司主动在新疆规划建设80条服务器用高性能电极箔生产线,项目达产后可年产服务器用高性能电极箔2000万平方米,进一步完善产能布局,巩固龙头优势。

AI产业发展驱动电极箔升级迭代。从应用领域分布来看,电力及能源是铝电解电容器用量最大的应用市场之一,其在全球铝电解电容器市场规模总额中的比例约为30%;汽车电子是铝电解电容器的另一个主要应用领域,其在全球铝电解电容器市场规模总额中的比例约为21%;应用于家用电器上的铝电解电容器市场规模约占总额的19%。此外,计算机、通信设备、工业、医疗设备等均为铝电解电容器的主要应用市场。目前AI服务器市场迅速发展,不仅带动铝电解电容需求量快速上升,还驱动电极箔往更高容量方向升级。

6.2.6 悦安新材:羰基铁粉龙头,芯片电感持续推动产品结构升级

公司是专注于微纳金属粉体新材料领域的高新技术企业,深耕行业二十余年,核心业务围绕羰基铁粉、雾化合金粉两大基础粉末,布局研发、生产与销售全链路,并延伸软磁粉末、金属注射成型喂料、吸波材料三大深加工产品,已构建起品类齐全、结构互补的产品矩阵,形成“基础粉末+深加工制品”的一体化业务布局。

公司目前主要布局江西和宁夏两大生产基地布局。公司现有羰基铁粉产能主要集中在江西生产基地,当前正在推进技改升级,以进一步提升产品结构适配市场需求。此外,宁夏悦安3000吨羰基铁粉示范线项目已进入试生产阶段,后续将有序推进各项筹备工作。宁夏一期项目投产后,将新增年产3,000吨羰基铁粉与7,500吨人造金红石的产能规模,为公司构建“技术领先+成本可控”的双重竞争优势奠定坚实基础。

AI技术迭代驱动细粉化趋势明确,公司积极布局把握结构升级机会。随着电子设备集成度提升及功率密度要求提高,下游电感厂商对细粒径羰基铁粉的需求呈现一定的增长趋势;一体成型电感对粉末原材料的要求逐步向超细粒径、高纯度、一致性方向升级。为及时响应结构升级需求,公司正在推进宁夏悦安3000吨羰基铁粉示范线项目和江西悦安生产基地技改等产能建设,以期在需求释放时实现产品供应的及时匹配。

6.2.7 江南新材:铜基新材料工艺为基,享“散热革命”红利

公司在中国铜基类专用材料主要企业排名位列第一。公司主要从事铜基新材料的研发、生产与销售,核心产品包括铜球系列、氧化铜粉系列及高精密铜基散热片系列三大产品类别。公司自主研发的铜球系列产品已应用于各种类型与工艺的PCB以及光伏电池板的镀铜制程等领域;氧化铜粉系列产品主要应用于高阶PCB(包括IC载板、HDI、柔性电路板等)镀铜制程、复合铜箔制造、有机硅单体合成催化剂等领域;高精密铜基散热片系列产品已应用于服务器液冷散热、PCB埋嵌散热工艺、功率半导体散热等领域。

    公司铜球和氧化铜粉产品受益于AI对于PCB需求的拉动。铜球是一种电镀材料,下游主要应用领域是PCB制造,主要功能是在铜电镀过程中作为阳极材料向镀液中补充铜离子。伴随电子信息行业逐渐向精密化、集成化发展,铜球往晶粒尺寸细小均匀,磷含量分布均匀方向升级迭代。应用于电镀行业的氧化铜粉又称为电子级氧化铜粉,在PCB制造的电镀工艺中被广泛应用,具有纯度高杂质低、粒径分布均匀、粉体流动性好、溶解速度快等优点,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。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高阶PCB产品,包括HDI板、IC载板、FPC等高集成、高精密电镀铜领域。受益于人工智能、AI算力基础设施、汽车电子、高速光模块、卫星通信等领域的需求扩大推动,HDI板、IC载板和FPC等PCB产品市场规模也将持续提升,铜球及氧化铜粉市场规模有望深度受益。

公司高精密铜基散热产品应用领域广阔。随着现代通讯、新能源汽车、军工、工控等领域大功率PCB功能设计日益普遍,算力服务器需求提升推动服务器液冷散热材料的需求快速增长,带动高精密铜基散热材料需求不断增长。面向不同的应用场景,高精密铜基散热片产品尺寸精度、导热性、导电性等核心性能指标直接关系到产品的性能及使用效果,由于定制化的特点,对生产制造企业的定制化设计能力、精密加工制造能力、高效供货能力要求也较高。

6.2.8 稀美资源:国内钽铌湿法冶炼龙头,积极向下游环节延伸

公司是中国钽铌行业较早的参与者,产品市场占有率在国内同行中处于领先地位。公司主要从事钽铌产品的制造和销售,覆盖钽铌湿法产品(氧化钽、氧化铌、氟钽酸钾以及钽铌醇盐产品)、钽铌火法产品(钽铌粉末、熔炼钽铌、铌铁铌镍等二元合金及各类高纯钽铌锭材)、钽铌深加工制品(钽铌带材、管棒丝材、各类来图加工制品等)。公司产品广泛应用于高温合金、半导体、高端电子、航天航空、国防军工、光学、医疗等领域。

公司是国内钽铌湿法冶炼龙头,产能扩张打开成长空间。目前公司已经分别在广东省、贵州省、湖南省合计建成五大生产基地。近三年公司湿法产品国内市场占有率达40%左右,湿法冶炼项目实施主体包括全资附属公司稀美广东、稀美雷州以及参股联营公司中核华中。其中稀美广东是全球领先的钽、铌湿法冶炼企业,专注于氟钾酸钾、氧化铌、氧化钽、高纯氧化铌、高纯氧化钽、钽铌醇盐产品等的研发生产,同时稀美雷州总规划年产3,000吨高性能钽铌氧化物正在积极推进,中核华中也已于2024年进入投产阶段,设计年产能1,000吨氧化物。

公司积极向火法环节延伸,提升产品附加值。公司火法冶炼项目实施主体包括稀美广东清华园生产基地、稀美贵州和稀美贵阳,其中稀美贵州成立于二零二零年,为公司的主要的火法产品生产基地,主要产品有钽铌粉末、熔炼钽铌、铌铁、铌镍等二元合金及各类高纯钽铌锭材,规划产能1,500吨╱年,全部达产后可位于全球前三。2025年,公司钽铌金属及制品实现营收约12亿元,同比增长43.8%,占营收比重54%,同比提升7.8pct,主要系火法项目产能提升,铌金属制品市场销售增加。

7 风险提示

1)海外地缘政治风险。美伊冲突加剧等地缘因素均有可能影响全球贸易流向,同时地缘冲突风险也影响市场避险情绪,影响未来市场需求。

2)需求不及预期。需求若低于预期,则一方面影响终端产品需求,从而影响产业链产品销量下降;另一方面,产品价格受供需影响,需求较弱时,产品价格或有所下降,进一步对公司盈利造成负面影响。 

3)国产替代进程不及预期。AI等新应用迭代驱动的新产品技术路线可能提出更多要求,增加研发难度,导致新品研发进程或不及预期。

重要声明

自媒体信息披露与重要声明

注:文中报告依据民生证券研究院已公开发布研究报告,具体报告内容及相关风险提示等详见完整版报告。

重要提示:《证券期货投资者适当性管理办法》于2017年7月1日起正式实施,通过本微信订阅号/本账号发布的观点和信息仅供民生证券的专业投资者参考,完整的投资观点应以民生证券研究院发布的完整报告为准。若您并非民生证券客户中的专业投资者,为控制投资风险,请取消订阅、接收或使用本订阅号/本账号中的任何信息。本订阅号/本账号难以设置访问权限,若给您造成不便,敬请谅解。我司不会因为关注、收到或阅读本订阅号/本账号推送内容而视相关人员为客户。市场有风险,投资需谨慎。

证券研究报告:金属行业2026年度中期策略系列报告之新材料篇:科技与稀缺共振,AI金属材料星辰大海

对外发布时间:2026年07月19日

报告发布机构:国联民生证券股份有限公司(已获中国证监会许可的证券投资咨询业务资格)

本报告分析师 :

邱祖学 SAC执业证号:S0590525110009

李挺    SAC执业证号:S0590525110011

分析师承诺:

本报告署名分析师具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并登记为注册分析师,基于认真审慎的工作态度、专业严谨的研究方法与分析逻辑得出研究结论,独立、客观地出具本报告,并对本报告的内容和观点负责。本报告清晰准确地反映了研究人员的研究观点,结论不受任何第三方的授意、影响,研究人员不曾因、不因、也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收到任何形式的补偿。

投资评级说明

以报告发布日后的12个月内公司股价(或行业指数)相对同期基准指数的涨跌幅为基准。其中:A股以沪深300指数为基准;新三板以三板成指或三板做市指数为基准;港股以恒生指数为基准;美股以纳斯达克综合指数或标普500指数为基准。

公司评级:

推荐 相对基准指数涨幅15%以上

谨慎推荐 相对基准指数涨幅5%~15%之间

中性 相对基准指数涨幅-5%~5%之间

回避 相对基准指数跌幅5%以上

行业评级:

推荐 相对基准指数涨幅5%以上

中性 相对基准指数涨幅-5%~5%之间

回避 相对基准指数跌幅5%以上

免责声明

国联民生证券股份有限公司(以下简称“本公司”)具有中国证监会许可的证券投资咨询业务资格。

本报告仅供本公司境内客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。本报告仅为参考之用,并不构成对客户的投资建议,不应被视为买卖任何证券、金融工具的要约或要约邀请。本报告所包含的观点及建议并未考虑个别客户的特殊状况、目标或需要,客户应当充分考虑自身特定状况,不应单纯依靠本报告所载的内容而取代个人的独立判断。在任何情况下,本公司不对任何人因使用本报告中的任何内容而导致的任何可能的损失负任何责任。

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国联民生证券研究所:

上海:上海市虹口区杨树浦路188号星立方大厦7层;

北京:北京市东城区建国门内大街28号民生金融中心A座18层

深圳:深圳市福田区中心四路1号嘉里建设广场1座10层 01室

无锡 :江苏省无锡市金融一街8号国联金融大厦8楼

 
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