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真空镀膜行业概述
一、 真空镀膜行业概述
(一)真空镀膜技术概述介绍
真空镀膜是表面处理技术的一项分支,是指为了减少杂质的干扰,在高度真空环境下,通过物理或化学手段,将金属、非金属或化合物材料(膜材)转换成气态或等离子态,并沉积于玻璃、金属、陶瓷、塑料或有机材料等固体材质(简称基材、基板或基片)表面形成薄膜的过程。
利用真空镀膜技术镀制薄膜后,可使材料表面获得新的复合性能并实现新型的工程应用,赋予材料表面新的机械功能、装饰功能和声、电、光、磁及其转换等特殊功能(例如防辐射、增减透光、导电或绝缘、导磁、抗氧化、耐磨损耐高温耐腐蚀等),从而改善产品原有性能、提高产品质量、延长产品寿命等。和传统镀膜方法(如电镀、化学镀膜)相比,真空镀膜使用的镀膜材料种类更丰富、膜层厚度更易控制、附着力更强、适用范围更广,在操作过程中更加节能、安全、环保。
真空镀膜技术与传统的电镀、热浸镀技术相比较,主要有三大优势:一是不影响被镀材料的质量,在加热镀膜材料时,不需要过高温度,因此不会出现被镀材料在几何尺寸上发生变形或降低材质性能等现象;二是可以较大范围内自由选择镀膜材料,更容易在组成和构造上对膜材进行控制;三是镀膜过程与电镀、热浸镀技术相比,对周围环境影响更小。
(二)真空镀膜设备行业规模
1、全球真空镀膜设备制造行业发展概况
在全球范围内,由于真空抽气系统的发明,真空镀膜设备产业步入了真正意义上的发展,20世纪上半叶主要是真空镀膜设备制造初步发展阶段,该阶段真空镀膜设备制造及其镀膜工艺相对简单,以功能实现为目的,真空镀膜技术及设备以蒸发镀膜为主,溅射镀膜和离子镀膜技术尚未量产应用,产业未形成规模化体系。20世纪后半段至今,真空镀膜设备制造获得了迅速发展,一是真空镀膜技术的不断补充和完善,溅射镀膜技术以及离子镀膜技术全面应用于真空镀膜,二是随着半导体、微电子等产业的起步和发展,真空镀膜被提升至产业化发展高度,其次是伴随着应用材料、日本光驰、德国莱宝等企业逐步发展壮大,真空镀膜技术应用被充分市场化,引领行业持续迅速发展。
以美国日韩欧洲等国家地区为代表的国外厂商,凭借其先进的技术和长时间的行业经验积累,以及配套的设备结构组件(如真空泵、电源、检测仪器等)和高纯度靶材的优势,在真空镀膜设备及其技术应用方面处于领先地位,行业优秀人才也大部分集中在以上国家地区和领先企业中。我国因庞大的市场需求和强大的产能制造能力,真空镀膜产业近三十年发展迅速,在不同应用领域内呈现出不同的竞争格局,如在传统的五金、塑胶、钟表卫浴等行业,国内真空镀膜设备具备低成本、服务便捷的优势。在消费电子等领域,国产设备已主要参与市场份额竞争,进口替代特征明显,而在集成电路、高端光学(光电)产业,平板显示等产业,国内企业与国外龙头企业差距仍较为明显。近几年,下游行业对真空镀膜设备的需求量一直保持稳定增长。根据MordorIntelligence数据:2020年全球物理气相沉积(PVD)设备市场价值为193.5亿美元,预计到2026年将达到259.3亿美元,2021-2026年预测期间的年复合增长率为8.9%。
2、国内真空镀膜设备制造行业发展概况
我国真空镀膜设备制造业起步于20世纪60年代,国家计划经济的背景下,我国真空镀膜主要研发投入生产集中在以机械工业部/中科院等所属国企、科研单位等特殊领域,市场化程度不高,包含真空、低温、压力容器等各方面的研究生产。随着我国改革开放和市场经济的发展,90年代起在塑胶、金属制品加工需求的推动下,我国出现一批以代理、贸易为主要业态模式的真空镀膜民营经济体,同时由于国内市场对整机成套设备的需求基本上依赖进口所导致的维修服务缺失,国内真空镀膜企业逐渐形成了以贸工技的发展路线,构成了我国真空镀膜设备制造市场经济的初步发展。进入21世纪,手机普及率的快速上升,应用于手机产业链的塑胶外壳、按键等真空镀膜迅速兴起,国内企业技术积累得到了长足进步,另外在我国基础设施建设迅速发展的背景下,工业玻璃深加工产业(建筑节能玻璃)也进一步推动真空镀膜产业规模增长和技术积累。近十年,智能手机快速取代功能手机,以苹果为代表的消费电子、屏幕显示等产业对真空镀膜需求高速增长,我国真空镀膜产业逐渐从单一的规模增长转变为进口替代的结构化增长,比亚迪、京东方、立讯精密、蓝思科技等一批规模大、工艺技术先进的企业参与全球市场竞争,进一步促进了我国真空镀膜设备产业的高质量发展。在我国大力发展半导体、新一代信息产业、新材料、新能源、航天航空等产业的背景下,我国真空镀膜行业将秉承高质量发展路线,进一步提升技术水平,增强核心竞争力。根据GrandViewResearch数据:2018年中国物理气相沉积市场规模为35.8亿美元,预计到2025年将以7.0%的年复合增长率增长。
二、 中国真空镀膜设备市场现状分析
近年来,随着国家先后发布《中国制造2025》、《十三五国家战略性新兴产业发展规划》、《我国十四五规划和2035年远景目标纲要》等纲要性指导文件,制造强国是我国未来经济发展的核心战略之一,高质量发展智能装备制造及新材料、基础元器件、先进基础工艺、产业技术基础等是制造强国的重要体现。真空镀膜应用广泛,从较为传统的五金、塑胶、建筑应用等装饰膜产业至光学光电子元器件、集成电路、太阳能光伏、新能源动力电池、医疗器械等功能膜战略新兴产业均有应用。高端、核心真空镀膜技术是解决我国智能装备制造、新材料等领域的关键环节之一,是重要的基础性产业。
目前中国正大力发展半导体、新一代信息产业、新材料、新能源、航天航空等产业,在此背景下真空镀膜行业将秉承高质量发展路线,进一步提升技术水平,增强核心竞争力。
总体而言,随着《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019)》《我国十四五规划和2035年远景目标纲要》等一系列国家和行业政策的推出,对相关行业的健康发展提供了良好的制度和政策保障,同时为高端真空镀膜设备行业企业经营发展提供了有力的法律保障及政策支持,对高端真空镀膜设备企业的经营发展带来积极影响。高端真空镀膜设备企业的经营发展受益于国家大力支持消费电子、新材料、智能制造、新能源等行业发展的各类产业政策。
三、 中国真空镀膜设备市场发展趋势预测
从真空镀膜工艺应用来看,真空镀膜工艺可用于信息记载和存储介质,也可用于传感器、光学仪器中,在集成电路制造、装饰品、显示器、玻璃镀膜等领域也可大量使用。随着工业不断发展进步,对工业产品制作材料的性能要求不断提高,相应的镀膜产品的精确性、稳定性等要求也逐渐提高。
真空镀膜技术应用广泛,各种大小型工业产品基本都需要进行镀膜处理,未来真空镀膜机的市场增长趋势稳健,发展前景良好。未来随着计算机技术、微电子技术与真空镀膜技术的结合应用,真空镀膜机的产品性能将进一步提高,尤其是精确性、高效性、稳定性等综合控制性能将大幅度改善,而且高新技术的应用将促使真空镀膜机设备越来越自动化、智能化、环保化。
真空镀膜设备,主要指一类需要在较高真空度下进行的镀膜,具体包括很多种类,包括真空离子蒸发,磁控溅射,MBE分子束外延,PLD激光溅射沉积等很多种。主要思路是分成蒸发和溅射两种。
在全球范围内,由于真空抽气系统的发明,真空镀膜设备产业步入了真正意义上的发展,20世纪上半叶主要是真空镀膜设备制造初步发展阶段,该阶段真空镀膜设备制造及其镀膜工艺相对简单,以功能实现为目的,真空镀膜技术及设备以蒸发镀膜为主,溅射镀膜和离子镀膜技术尚未量产应用,产业未形成规模化体系。20世纪后半段至今,真空镀膜设备制造获得了迅速发展,一是真空镀膜技术的不断补充和完善,溅射镀膜技术以及离子镀膜技术全面应用于真空镀膜,二是随着半导体、微电子等产业的起步和发展,真空镀膜被提升至产业化发展高度,其次是伴随着应用材料、日本光驰、德国莱宝等公司逐步发展壮大,真空镀膜技术应用被充分市场化,引领行业持续迅速发展。
以美国日韩欧洲等国家地区为代表的国外厂商,凭借其先进的技术和长时间的行业经验积累,以及配套的设备结构组件(如真空泵、电源、检测仪器等)和高纯度靶材的优势,在真空镀膜设备及其技术应用方面处于领先地位,行业优秀人才也大部分集中在上述国家地区和领先企业中。我国因庞大的市场需求和强大的产能制造能力,真空镀膜产业近三十年发展迅速,在不同应用领域内呈现出不同的竞争格局,如在传统的五金、塑胶、钟表卫浴等行业,国内真空镀膜设备具备低成本、服务便捷的优势。在消费电子等领域,国产设备已主要参与市场份额竞争,进口替代特征明显,而在集成电路、高端光学(光电)产业,平板显示等产业,国内企业与国外龙头企业差距仍较为明显。近几年,下游行业对真空镀膜设备的需求量一直保持稳定增长。2020年全球真空镀膜设备市场规模为339.78亿美元,2021年全球真空镀膜设备市场规模增长至351.33亿美元。
从国内市场来看,我国真空镀膜设备制造业起步于20世纪60年代,国家计划经济的背景下,我国真空镀膜主要研发投入生产集中在以机械工业部/中科院等所属国企、科研单位等特殊领域,市场化程度不高,包含真空、低温、压力容器等各方面的研究生产。随着我国改革开放和市场经济的发展,90年代起在塑胶、金属制品加工需求的推动下,我国出现一批以代理、贸易为主要业态模式的真空镀膜民营经济体,同时由于国内市场对整机成套设备的需求基本上依赖进口所导致的维修服务缺失,国内真空镀膜企业逐渐形成了以贸工技的发展路线,构成了我国真空镀膜设备制造市场经济的初步发展。进入21世纪,手机普及率的快速上升,应用于手机产业链的塑胶外壳、按键等真空镀膜迅速兴起,国内企业技术积累得到了长足进步,另外在我国基础设施建设迅速发展的背景下,工业玻璃深加工产业(建筑节能玻璃)也进一步推动真空镀膜产业规模增长和技术积累。近十年,智能手机快速取代功能手机,以苹果为代表的消费电子、屏幕显示等产业对真空镀膜需求高速增长,我国真空镀膜产业逐渐从单一的规模增长转变为进口替代的结构化增长,比亚迪、京东方、立讯精密、蓝思科技等一批规模大、工艺技术先进的企业参与全球市场竞争,进一步促进了我国真空镀膜设备产业的高质量发展。在我国大力发展半导体、新一代信息产业、新材料、新能源、航天航空等产业的背景下,我国真空镀膜行业将秉承高质量发展路线,进一步提升技术水平,增强核心竞争力,2021年中国真空镀膜设备行业市场规模485.81亿元,同比增长9.13%,预计2022年中国真空镀膜设备行业市场规模将达到591.51亿元。其中,2021年中国PVD镀膜设备市场规模为268.75亿元,占真空镀膜设备整体规模的55.32%,占比最大;CVD铍膜设备市场规模为178.17亿元,占真空镀膜设备整体规模的36.67%;磁控溅射设备市场规模为33.77亿元,占真空镀膜设备整体规模的6.95%。
四、 镀膜设备中国市场发展现状
随着工业技术的不断发展,对材料的综合性能要求也不断提高,单一材料性能已不能满足某些特定环境下工作机械的性能要求。国内真空离子镀膜机经过几十年的发展,相对于国外高端镀膜设备而言,在自动化程度与技术上取得了一定的进步,但在镀膜产品稳定性和精确性方面尚需提升,高端设备仍依赖进口。同时多弧离子镀膜机低端产品市场存在供大于求的情况,价格竞争较为激烈。
真空镀膜行业市场调查分析报告显示,当前我国真空镀膜设备行业等传统制造业产能过剩已经显现,倒逼效应显著,国家大力发展环保产业,对传统电镀行业予以取缔或转型或限产,这正是离子镀膜行业发展的大好时机。真空镀膜的高性价比以及传统电镀对环境的污染迫使真空镀膜成为了主流,各种类型各种镀膜工艺的真空镀膜设备不断增加。
中国现阶段工业化进程较慢,基础环节和设备条件还相对落后,未来上升空间巨大。通过对照工业4.0对工业化发展进程的划分,中国工业中只有极少数领域处于工业4.0阶段,大多数则处于工业3.0的中前期阶段,甚至还有一定产业或企业处于工业2.0阶段,这种工业化发展不平衡意味着未来高端智能工具消费的稳定需求。中国经济规模增长和国际地位提升相匹配的节能环保要求和新兴战略
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