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◆ 四氯化硅是有机硅合成、三氯氢硅、多晶硅生产过程中的重要原料和中间产物，四氯化硅按纯度可以分为工业级四氯化硅与高纯四氯化硅（包括半导体级、电子级），高纯四氯化硅是光纤通讯、集成电路、气凝胶制造生产不可或缺的基础原材料，半导体级四氯化硅主要用于生产光纤预制棒；电子级四氯化硅气体主要用于薄膜沉积与蚀刻工艺，高纯四氯化硅可用于生产正硅酸乙酯（TEOS），高纯正硅酸乙酯是气凝胶主要原料；电子级正硅酸乙酯也可用于集成电路制造过程中的化学气相沉积（CVD）薄膜制程。

◆ 电子级含硅特气主要用于硅外延片生产，进口替代空间广阔。电子级含硅特气包括电子级四氯化硅、三氯氢硅、二氯二氢硅、硅烷，主要用于化学气相沉积（CVD）的气相外延法生产硅外延片，电子级二氯二氢硅主要用于生产12寸硅外延片，电子级三氯氢硅、四氯化硅主要用于生产6-8寸硅外延片。目前含硅特气90%以上依赖进口，随着下游半导体产业国产化进程加速，有望带动国产电子级含硅特气加速国产化，我们预计国内电子级三氯氢硅、四氯化硅市场规模在60亿元左右，电子级二氯二氢硅市场规模在40亿元左右

◆ 气凝胶具有纳米多孔网络结构的固体材料，在动力电池及新能源汽车需求有望爆发增长。目前主流气凝胶工艺采用正硅酸乙酯为硅源，以二氧化碳超临界为干燥方式制备，目前石油化工领域消费量最大达到56%，其次在工业隔热领域应用占比为18%。气凝胶毡是气凝胶最广泛的使用形式，是通过玻纤或陶瓷为基体增强后的气凝胶复合材料。气凝胶毡可以用作动力电池及整车的新型防火隔热材料，2022年国内新能源汽车气凝胶复合材料的市场潜在规模约为13.0-32.5亿元，未来在气凝胶在新能源电池领域需求有望爆发增长。

◆ 气相二氧化硅又叫气相白炭黑，我国未来5年表观消费量增速达到10.4%，疏水型气相二氧化碳壁垒较高。气相二氧化硅是由硅的卤化物在氢氧火焰中高温水解生成的带有表面羟基和吸附水的无定形的纳米级颗粒，按照产品性能不同可以分为亲水型和疏水型产品，分别占比约87%和13%，亲水型气相二氧化硅主要应用于有机硅、涂料油墨、胶粘剂、合成树脂等领域，橡胶领域的使用量占60%以上。目前疏水型气相二氧化硅产品基本被跨国公司垄断，未来具备进口替代空间。

◆ 相关标的：我们建议关注（1）硅基电子气体：三孚股份、联泓新科、和远气体；（2）高纯石英砂：江瀚新材；（3）气凝胶及复合材料：晨光新材、宏柏新材、泛亚微透、兴发集团；（4）气相二氧化硅：三孚股份、新安股份、宏柏新材。

风险提示：市场竞争加剧风险；项目建设和市场开拓不达预期的风险；技术升级迭代风险；环保风险等。

01 含硅特气
02 气凝胶
气相二氧化硅
04 光纤预制棒、高纯石英砂
05 相关上市公司
06 风险提示

➢ 四氯化硅是有机硅合成、三氯氢硅、多晶硅生产过程中的重要原料和中间产物，在不同环境条件下，四氯化硅可与多种物质发生反应，生成全新物质。

➢ 四氯化硅和醇类、酹类反应可得到硅酸酯类物质，例如正硅酸乙酯；四氯化硅和氢反应，能够得到氯代硅烷等。同时，四氯化硅可作为高温绝缘漆、有机硅油等有机硅化合物的生产原料，例如气相二氧化硅；提纯出的高纯度四氯化硅能够生产多晶硅或光纤材料，在军事、航天、冶金、化工及医疗等领域均有所应用。

表：四氯化硅主要综合利用方式比较

应用	方式	优势	存在问题
光纤		综合利用率高，工艺较为成熟	对四氯化硅杂质容忍度低，市场容量有限
白炭黑		操作简单，反应条件温和，分散性能良好，工艺技术相对成熟，综合利用率高	对设备要求高，且生产过程中需要消耗大量的电能，市场需求量有限
氮化硅陶瓷	热分解法	制备方法简便，过程反应均匀，氮化硅颗粒粒径小，杂质含量低	反应速度难控制，有副产物产生
氮化硅陶瓷	气相法	生产的氮化硅具有超细、高纯、高α相	生产效率较低，仅用于实验室制备
还原生产三氯氢硅	高温氢化	杂质引人少，产物易分离	反应温度高、工艺流程复杂、装置操作难度较大；生产成本较高；对原料纯度要求高，转化率低，能耗高
	低温氢化	装置简单，占地小，投资少；反应温度低，能耗低，操作稳定；对原料纯度要求不高，四氯化硅转化率高	反应压力较高，设备磨损严重，硅粉加料困难，操作难度大
	等离子体氢化	转化率高，反应设备均为常压操作，更加安全	放电过程中金属电极会污染反应物料，增大后续三氯氢硅提纯工序的难度；能耗高，温度场均匀性差，电极污染等离子体
生产多晶硅	氢还原法	设备投人少，人工成本低，工艺简单且较成熟、安全性高，多晶硅纯度高	能耗高，产量低，不适合规模化多晶硅生产，成本高、转化率低
生产多晶硅	锌还原法	产量大，实收率高，反应时间短，原料易制得，可实现工业化生产	产品的纯度低，工艺操作较麻烦，锌的消耗量较大，对反应器材料要求高

资料来源：CNKI，国信证券经济研究所整理

含硅特气

➢ 四氯化硅按纯度可以分为工业级四氯化硅与高纯四氯化硅，高纯四氯化硅是光纤通讯、集成电路、气凝胶制造生产不可或缺的基础原材料，按照下游需求可以分为半导体级（VAD级、OVD级、PCVD级等）四氯化硅和电子级四氯化硅。

➢ 半导体级四氯化硅主要用于生产光纤预制棒；电子级四氯化硅是一种高端半导体用电子化学品，主要用于薄膜沉积与蚀刻工艺，随着半导体制程的先进化，电子级四氯化硅被使用于逻辑芯片与存储芯片等领域，目前主要依靠进口。

➢ 高纯四氯化硅也可用于生产正硅酸乙酯（TEOS），高纯正硅酸乙酯是气凝胶主要原料；电子级正硅酸乙酯主要用于集成电路制造过程中的化学气相沉积（CVD）薄膜制程。目前工业合成正硅酸乙酯的方法主要为四氯化硅法、硅粉法，工业级TEOS的制备工艺已经比较成熟，但国内尚无电子级TEOS的制备企业。目前洛阳中硅、金宏气体采用吸附联合精馏技术制备百吨级的电子级正硅酸乙酯。

表：高纯四氯化硅分类

分类	纯度	应用	工艺
VAD级	9N	主要用于生产光纤预制棒	光纤四氯化硅的制备方法主要包括精馏法、吸附法、部分水解法、络合法、光氯化法等。
OVD级	9N	光纤预制棒外包层
PCVD级	9N	光纤预制棒芯层（金属离子含量更低）	生产工艺主要有光氯化法和等离子体法。其中等离子体法属于德固赛专利技术，有极高的技术壁垒。
电子级	6N-9N	硅外延片制作中用作硅源前驱体；合成IC制造中TEOS（正硅酸乙酯）的原料；铝刻蚀的刻

资料来源：CNKI，国信证券经济研究所整理

表：电子级四氯化硅生产企业（吨/年）

企业	现有产能	在建产能	备注
三孚股份		500
洛阳中硅		80
沁阳国顺	100	1000
联泓新科		500
和远气体		500

资料来源：各公司公告，国信证券经济研究所整理

➢ 硅片是指由硅单晶锭切割而成的薄片，又称硅晶圆片，半导体制造商生产集成电路（IC）芯片用硅片分别采用硅抛光片、硅外延片以及非抛光片（研磨片）三种类型，其中以硅抛光片和硅外延片为主。

➢ 抛光片是在研磨片的基础上经过双面抛光、边缘抛光、表面抛光等工序制造而来；外延是通过化学气相沉积的方式以抛光面作为衬底生长一层或多层，掺杂类型、电阻率、厚度和晶格结构都符合特定器件要求的新硅单晶层。

➢ 外延片具有硅抛光片所不具有的某些电学特性并消除了许多在晶体生长和其后的晶片加工中所引入的表面/近表面缺陷。因此，硅外延片广泛应用于制作不可恢复器件，包括MPU、逻辑电路芯片、快闪存储器、DRAM等。

➢ 2021年全球外延片市场规模约为86亿美元，较2020年增加14亿美元。国内外延片市场规模稳定增长，从2016年的64亿元增长至2021年的92亿元，期间年均复合增速为7.5%，预计2025年将达到110亿元。

表：硅片按工艺分类

硅片分类	简介
研磨片	对硅单晶锭进行切割、研磨等加工得到的厚度小于1mm 的圆形晶片，是制作硅抛光片和硅外延片的中间产品，也可以用于制作分立器件芯片
轻掺硅抛光片抛光片重掺硅抛光片	广泛应用于大规模集成电路的制造，也有部分用作硅外延片的衬底材料一般用作硅外延片的衬底材料
轻掺杂衬底外延片外延片	通过生长高质量的外延层，可以提高CMOS栅氧化层完整性、改善沟道漏电、提高集成电路可靠性
重掺杂衬底外延片	结合了重掺杂衬底片和外延层的特点，在保证器件反向击穿电压的同时又能有效降低器件的正向功耗

资料来源：公司公告，国信证券经济研究所整理

图：半导体抛光片、外延片工艺流程图

➢ 目前硅外延生长的最主要方法就是采用化学气相沉积（CVD）的气相外延法，以二氯二氢硅、三氯氢硅、四氯化硅或硅烷为反应气体，在一定的保护气氛下反应生成硅原子并沉积在加热的衬底上，其中衬底材料一般选用Si、SiO2、Si3N4等。电子级二氯二氢硅作为硅源，直接分解生成硅，反应温度较三氯氢硅低（约1050-1150℃），含硅薄膜制备具有生长速率快、结晶质量好等特点。

➢ 二氯二氢硅还可与氮氧化合物反应生成二氧化硅，与氨制备氮化硅，二氧化硅、氮化硅均可以在集成电路器件中充当绝缘层或钝化层。

➢ 目前全球电子级二氯二氢硅的市场，日本占据了约80%市场份额，其中日本信越化学在日本企业中占据80%左右份额。SEH、SKMaterials、RECSilicon、Denal及洛阳中硅是五家主要的二氯二氢硅生产商。目前电子级二氯二氢硅进口产品价格约为30-40万元/吨。

表：电子级二氯二氢硅生产工艺
表：电子级二氯二氢硅生产企业（吨/年）

企业	现有产能	在建产能	备注
三孚股份	500		在下游企业送样测试
沁阳凌空	150
洛阳中硅		500
沁阳国顺	50	500
和远气体		300
金宏气体		200

资料来源：CNKI，国信证券经济研究所整理

工艺技术	反应机理	优点	缺点
歧化法	2SiHCl3-→SiCl4+SiH2Cl2	反应温度和压力均较低，能耗低，投资小；液相反应没有硅粉参与，固废少，环保清洁。	副产大量四氯化硅，需要考虑回收问题。
歧化法	反应温度70℃	反应温度和压力均较低，能耗低，投资小；液相反应没有硅粉参与，固废少，环保清洁。	副产大量四氯化硅，需要考虑回收问题。
氢化法	2SiCl4+3H2-SiH2Cl2+SiHCI3+3HCI	四氯化硅转化率高，二氯二氢硅收率大	反应在高温高压下进行，能耗高，投资大。
	或SiCI4+2H2+Si→2SiH2Cl2		气固反应产生大量固体残渣，含固废液的处理难度较大
	反应温度1000℃左右
氯化法	Si+2HCI→SiH2Cl2 反应温度200-400°℃	反应物料因需要氯化氢，限制投资环境	气固反应产生大量固体残渣，含固废液的处理难度较大

资料来源：公司公告，国信证券经济研究所整理

➢ 电子级三氯氢硅、四氯化硅作为硅源，外延生长速度适中，使用安全，是较为通用的硅源。通常以氢气为还原气体，反应温度为1100-1200℃。常用的提纯方法包括精馏法、吸附-精馏法、络合-精馏法。电子级三氯氢硅纯度为8N、9N。

➢ 当前，世界上只有美国、日本、德国等少数国家能够大规模生产电子级三氯氢硅，最大的生产商是德国瓦克（Wacher）公司和美国的道康宁（Dow Corning）公司，国内目前能生产电子级三氯氢硅的企业为三孚股份、沁阳国顺。

➢ 电子级三氯氢硅国产价格约为每吨6-8万元/吨，进口产品价格约为15-20万元/吨。

表：电子级三氯氢硅生产企业（吨/年）

企业	现有产能	在建产能	备注
三孚股份	1000
洛阳中硅		2000
沁阳国顺	380	2000
联泓新科		2000
和远气体		1000

资料来源：各公司公告，公司官网，国信证券经济研究所整理

图：歧化法生产电子级二氯二氢硅、三氯氢硅物料平衡图

资料来源：公司环评，国信证券经济研究所整理

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气凝胶

➢ 气凝胶是一种具有纳米多孔网络结构的固体材料。它由美国的Kistler S.于1931年发明，是目前世界上已知的具有良好隔热性能的固体材料。因其具有纳米多孔结构(1-100nm)、低密度(1-500kg/m³)、低介电常数(1.1-2.5)、低导热系数（0.013-0.025W/(m·K)）、高孔隙率(80-99.8%)、高比表面积(200-1000m³/g)等特点，在力学、声学、热学、光学等诸方面显示出独特性质，在新能源、石油化工、工业隔热、建筑建造等众多领域有着广泛而巨大的应用前景。

➢ 气凝胶种类多样，根据原料不同可以分为氧化物气凝胶、有机气凝胶、碳气凝胶、复合气凝胶等多种类型。氧化物气凝胶中又包括SiO2气凝胶、Al2O3气凝胶、ZrO2气凝胶、V2O5气凝胶等多种产品，其中SiO2气凝胶是目前研究最为成熟、制备工艺最为完善的气凝胶。

➢ 气凝胶下游产品多样，按照不同产品结构可以分为气凝胶粉、气凝胶块、气凝胶纸、气凝胶布、气凝胶毡、气凝胶板材等多种类型，因此下游应用场景十分广泛。目前石油化工领域消费量最大达到56%，其次在工业隔热领域应用占比为18%，未来在新能源电池领域需求有望爆发增长。

➢ 根据中国化工新材料产业发展报告数据，2021年全球气凝胶市场规模约8.7亿美元，预计2030年可达到37.43亿美元，未来10年年均复合增长率约17.6%。

图：气凝胶产品应用

气凝胶块

资料来源：岩拓新材料公司官网，国信证券经济研究所整理
气凝胶粉

气凝胶布

气凝胶毡

气凝胶纸

➢ 根据原材料来源不同，气凝胶硅源可分为无机硅源和有机硅源。无机硅源包括四氯化硅、硅酸钠等；有机硅源包括正硅酸甲酯（TMOS）、正硅酸乙酯（TEOS）等功能性硅烷。

➢ 第一代气凝胶采用硅酸钠为硅源制备水凝胶，用乙醇为超临界干燥介质，优势是原材料价格低廉，但是原材料中杂质含量多。

➢ 第二代气凝胶以正硅酸甲酯为硅源，以甲醇超临界为干燥方式，但是甲醇对身体有危害，因此技术条件安全性不好；

➢ 第三代气凝胶开始用正硅酸乙酯作为硅源，以二氧化碳超临界为干燥方式制备气凝胶。乙醇毒性比甲醇小，并且二氧化碳超临界温度不高，反应体系比较温和。目前美国Aspen、中国主流气凝胶企业都使用比较主流的第三代气凝胶制备技术。

表：不同气凝胶干燥方式对比

	常压干燥	超临界干燥
项目投入	设备系统复杂，运行维护成本较高	设备系统简单，设备投入运行成本低
生产成本	能耗高	设备投资高、折旧高、设备投资低、折旧低、能耗低
技术门槛	技术门槛不高，工艺包成熟	技术门槛较高，有一定工艺壁垒
原料选择	有机硅源为主	有机硅源、无机硅源均可

资料来源：CNKI，国信证券经济研究所整理

表：不同气凝胶硅源对比

原料类型	硅源	优势	劣势
无机硅源	硅酸钠 (水玻璃)	原材料价格低廉	原材料中杂质含量多，凝胶制备过程反应剧烈难以控制，后期处理成本、综合成本偏高，凝胶状态和性能一般
有机硅源	正硅酸甲酯（TMOS）	制备过程反应较为温和，凝胶状态较好	甲醇对身体有危害，技术条件安全性不好
	正硅酸乙酯（TEOS)	制备过程反应较为温和，凝胶状态较好，
		安全性较好

资料来源：CNKI，国信证券经济研究所整理

➢ 目前国外气凝胶企业产能10万立方米左右，有效产能60000立方左右，其中美国Aspen为全球气凝胶龙头，整体产能在50000立方左右，产品以气凝胶毡为主，未来准备在墨西哥建立新生产基地；卡波特以做气凝胶粉体为主，产能40000立方米/年，基地包括法兰克福工厂、美国工厂、韩国首尔工厂，目前开工情况一般；韩国乔斯与欧洲保温巨头阿乐斯联合重组建立了阿乐斯乔斯公司，目前实现9000立方的规模，主要定位亚太地区市场。

➢ 2022年底国内气凝胶产能在10万立方左右。2003年绍兴纳诺科技开始涉入气凝胶商业化领域，2004年广东埃立生高科也涉入气凝胶产业化。2010年左右航天系企业也开始做产业化，目前航天系旗下产能在5万立方左右，占中国整体产能接近50%。

表：海外气凝胶生产企业

现有产能		扩产规划
Aspen	50000立方	在墨西哥建立新生产基地
卡博特	40000立方
阿乐斯乔斯	9000立方

资料来源：各公司官网，国信证券经济研究所整理

表：国内气凝胶及复合材料主要生产企业

现有产能扩产规划
爱彼爱和 1万立方米/年气凝胶材料及复合材料
纳诺科技300万立方米/年气凝胶及复合材料	3.6万立方米/年气凝胶及复合材料
埃力生	3万立方米/年气凝胶及复合材料
金纳科技	2万立方米/年气凝胶
泛锐熠辉	军2万立方米/年气凝胶复合材料
航天乌江 1.2万立方米/年气凝胶
航天海鹰 1万立方米/年气凝胶	60万平米/年气凝胶材料
中国化学 5万立方米/年气凝胶复合材料	25万立方米/年气凝胶复合材料
凌玮科技	2万吨/年超细二氧化硅气凝胶
泰艾锐捷	1万吨/年气凝胶项目
晨光新材	33.5万立方米/年硅基气凝胶新材料
宏柏新材	1万立方米/年功能性气凝胶
江瀚新材	2000吨立方米/年功能性气凝胶
泛亚微透兴发集团	25万立方米/年气凝胶复合材料
	5000立方米/年气凝胶新材料

资料来源：公司公告，各公司官网，国信证券经济研究所整理

➢ 气凝胶粉末是指具有纳米孔结构的二氧化硅气凝胶颗粒。具有高孔隙、极低密度、高特定面积、高孔径等特性，但也具有优异的隔热性能、良好的隔音性能、强吸附性、绿色环保、阻燃剂、疏水性性能。

➢ 粉状气凝胶主要用于隔热行业的填充功能，可广泛应用于三明治结构、层填充、复合层等现场隔热设备中。尤其是在高效隔热涂层和纺丝领域，它能充分发挥其重量轻、强度高、强度高等优异性能，良好的隔热性能、耐火性和阻燃性，可作为新的填料或添加剂添加到各种系统中。同时，它具有优异的隔音和减震性能，是石油化工、电力储能、建筑保温、航空航天、钢炉、环境净化等领域不可或缺的高效隔热材料。

图：气凝胶粉产品图

表：气凝胶粉性能及应用
资料来源：纳米新材料公司官网，国信证券经济研究所整理

性能特点	应用	使用领域	优势
1）优异的保温性能：室温(25℃)下的导热系数小于0.018W/m· K。 2）高疏水性：荷叶状疏水效应，疏水性≥ 90%。 3）极低密度：重量轻，孔隙率高达90%。	1）适用于制造水基气凝胶隔热涂料和水基气胶浆料。 2）聚酯切片和功能性聚酯薄膜。		1)腻子刷干后，保温效果显著。 2)额外节能
4）绿色环保：产品由无机材料组成，不含对人体有害物质，安全可靠。 5）耐用的耐热性：独特的纳米三维网络结构提供了优异的热稳定性，避免了传统隔热材料长期使用后的隔热性能下降。	3）隔热泡沫板填料。 4）净化和吸附功能填料。 5）纳米驱油剂“强烈憎恨水和强烈亲脂性”，排斥水并与油相容。	1)工业绝缘腻子或涂料 2)建筑内外墙保温腻子 3)隔音降噪腻子 4)干粉腻子或涂料 6）降低复合材料的密度，提高复合	3)无额外设备投入 4)相同体积的气凝胶绝缘腻子的制备成本低于或不高于原腻子的成本(添加气凝胶前)。

资料来源：纳米新材料公司官网，国信证券经济研究所整理

➢ 气凝胶材料利用通常为气凝胶保温板、毡、垫等复合材料形式。气凝胶材料本身强度低、脆性大，其直接使用受到限制，因此通常将其与有机聚合物、纤维增强材料进行复合，制备得到兼具刚性和柔性的保温材料。常用的复合材料包括玻璃纤维、预氧丝、陶瓷纤维等。

➢ 气凝胶毡以玻纤毡或者陶瓷纤维毡为基体，利用溶胶凝胶工艺将硅源负载在基体上，再利用CO2超临界工艺去除硅胶孔的杂质，进一步形成良好的微孔结构，再进行后处理加工销售给下游客户。

➢ 气凝胶毡厚度一般为1-20mm，具有柔软﹑易裁剪﹑密度小、无机防火﹑整体疏水、绿色环保等特性，其可替代玻璃纤维制品、石棉保温毡、硅酸盐纤维制品等不环保、保温性能差的传统柔性保温材料。

图：2mm预氧丝增强气凝胶毡成本构成
图：不同厚度气凝胶毡示意图

资料来源：福森保温材料公司官网，国信证券经济研究所整理

图：10mm玻纤增强气凝胶毡成本构成

资料来源：公司公告，国信证券经济研究所整理

资料来源：公司公告，国信证券经济研究所整理

资料来源：纳诺科技公司官网，国信证券经济研究所整理

➢ 目前城市管网、石油化工等行业多采用传统保温材料如硅酸铝、岩棉等，保温结构憎水性差，导致沉降现象严重，热损较大，温降严重；期维护成本高；保温结构笨重、施工、搬运成本高。

➢ 使用气凝胶绝热毡的优势包括（1）导热系数低，减少保温层厚度，缩小外套钢管管径，大幅减少热损失，减少开挖量，有利于城市设计规划；（2）憎水率达99.0%以上，避免因保温结构进水而引起的沉降现象；（3）卓越的防火性能；（4）抗压抗拉性能强，保温结构稳定；（5）使用寿命长达20年；（6）无机环保，提高设备安全性；（7）施工方便、安装简易。

表：气凝胶绝热材料与传统保温材料参数对比
图：城市热网所用保温材料示意图

资料来源：纳诺科技公司官网，国信证券经济研究所整理

气凝胶绝热毡			传统保温材料
常温		硅酸铝	玻璃棉	岩棉
常温	0.017	0.035	0.038	0.036
导热系W/ （m·K)	100℃ 0.024	0.05	0.051	0.049
300°℃	0.034	0.09		0.091
最高使用温度（℃)	650	800	400	400
容重（kg/m³）	170-210 憎水率≥99%，体积吸湿率<1%，无需特殊防水	120-150	40-60	100-120
防水性三通、阀门等保温	措施。可拆卸保温套，保温效果好，使用方便。	喷涂方式或保温盒保温，保温效果差	不完全防水，防护板表面需喷涂金属密封胶进行防水。

➢ SiO2气凝胶复合材料主要应用在新能源汽车动力电池包中，将其高温耐受能力提高至800℃以上，可以耐受住电池包短路造成的高温能量瞬间冲击，从而为汽车驾乘人员争取了宝贵的逃生时间。

➢ 根据工信部对国内新能源汽车产量的统计数据，假设每个动力电池包均采用SiO2气凝胶复合材料，按每辆车平均2-5平方米的使用数量，100元/平方米的售价估算，2022年国内新能源汽车气凝胶复合材料的市场潜在规模约为13.0-32.5亿元。得益于政府对新能源汽车的大力支持，预计未来SiO2气凝胶复合材料市场空间将进一步扩大。

图：气凝胶在动力电池防护领域应用

资料来源：爱彼爱和公司官网，国信证券经济研究所整理

图：气凝胶在新能源车整车防护领域应用

资料来源：爱彼爱和公司官网，国信证券经济研究所整理

➢ 气凝胶也可以用于储藏氢气，新型纳米多孔碳气凝胶材料，具有纳米级孔洞（1-100nm），孔洞率高达80%以上，比表面积可达400-1600m2/g，并具有易成型、结构可控、易掺杂等优良特性，是一种极具潜力和竞争力的多孔吸附储氢材料，可应用于氢燃料新能源汽车等领域。

➢ 气凝胶在建筑节能领域有广泛应用。传统的建筑保温材料是千亿级市场，气凝胶制品凭借优异的性能、轻薄的结构有望加速替代。在办公室、洁净室、冷库、工厂、家庭取暖制冷等场合，日常需要耗费大量电能来维持建筑内特定的温度，使之达到相应的使用条件。因此在建筑的内外墙使用保温隔热材料，可减少建筑内部空间与外界温差而造成的能量损失，有利于节能、降耗。据西安市建筑节能协会数据，2021年我国外墙保温材料的市场规模已达到1718.70亿元，2015-2021年的年均复合增速高达20%。相较于传统的墙体保温材料，气凝胶制品具备性能好、厚度薄、节省建筑空间等优势。

图：气凝胶在建筑节能领域应用

资料来源：爱彼爱和公司官网，国信证券经济研究所整理

气相二氧化硅

➢ 二氧化硅可分为天然二氧化硅和合成二氧化硅两类。

➢ 天然二氧化硅主要是由高品位硅矿石经过机械粉碎等物理方法加工形成的超细粉体，通常为石英粉或硅微粉。

➢ 合成二氧化硅是一种无定形的合成氧化硅粉体材料，虽然其结构和炭黑不同，但应用性能与炭黑相似，且外观呈白色，因此习惯上称之为“白炭黑”。合成二氧化硅常态下为白色絮状粉末，物理性质为耐高温、不燃、无毒、无味、具有良好的电绝缘性，因而广泛地应用于橡胶、塑料、涂料、胶粘剂、密封胶、绝热保温材料等领域。

➢ 合成二氧化硅按制造方法分类，主要分为气相二氧化硅和液相二氧化硅，液相二氧化硅又可以分为沉淀法二氧化硅、凝胶法二氧化硅。

表：二氧化硅分类

分类	制造方法及原料	主要技术指标	应用领域及发展趋势	成本及价格
气相二氧化硅	通常采用硅的卤化物（主要是甲基三氯硅烷和四氯化硅），通过氢氧高温燃烧水解制备，反应在气相中进行	纯度≥99.8%、含水量通常低于2%，不含结晶水，属于无水二氧化硅，比表面积通常为100-400m/g，干燥减量低，表面含有高活性硅羟基，二氧化硅原生粒子粒径在7-40nm之间	广泛应用于有机硅行业（以硅橡胶为主）、油墨涂料、合成树脂、胶粘剂、化学机械抛光、复合材料、绝热保温材料、胶体电池、医药、化妆品、食品等众多领域	原料成本较高，生产设备投入大，制备工艺复杂，产品价格远高于沉淀法产品
沉淀法二氧化硅	通常采用硅酸钠、硫酸或盐酸进行中和沉淀反应制备，反应是在液相中进行	纯度≥98%、含水量4-8%、灼烧减量 ≤7%，比表面积通常为100-200m/g，干燥减量高于气相法产品	广泛应用于橡胶、轮胎、制鞋、牙膏、饲料、油漆及电池隔板等行业	原料成本较低、生产流程易于控制，产品价格较低

资料来源：汇富纳米招股说明书，国信证券经济研究所整理

➢ 气相二氧化硅又叫气相白炭黑，是由硅的卤化物在氢氧火焰中高温水解生成的带有表面羟基和吸附水的无定形的纳米级颗粒，具有粒径小、比表面积大、化学纯度高、分散性能好等特征。气相二氧化硅主要有两种原料生产路线，分别是以四氯化硅或一甲基三氯硅烷（有机硅单体副产物，单耗2.5）为原料进行制备，少部分企业使用三氯氢硅。

➢ 气相二氧化硅根据表面性质的不同可分为亲水型气相二氧化硅和疏水型气相二氧化硅。亲水型气相二氧化硅是通过氯硅烷在氢氧焰中高温水解而制得，产品可用水润湿，并能在水中分散，在硅橡胶、油墨涂料、胶粘剂、农药、食品、胶体电池、绝热材料、复合材料等领域应用。疏水型气相二氧化硅通过亲水型气相二氧化硅与活性硅烷发生化学反应而制得。疏水型气相二氧化硅产品具有憎水性，难以在水中分散。可以制备高强度及高透明的有机硅弹性体；在电缆复合物中可改善绝缘性及介电性能，在粉末涂料及灭火剂中可用于粉末助流剂，在涂料及涂层中可提高产品的防沉降和抗流挂性能；在塑料中可提高耐划伤性等。

表：气相二氧化硅产品分类、性质与应用

分类	产品性质及功能	主要应用领域
亲水型产品	1、硅橡胶和其他弹性体的补强填料; 2、流变控制和触变性助剂； 3、防沉，防流挂，增稠，提高粉料的自由流动和防结块； 4、在不饱和聚酯树脂中具有极好的透明度； 5、可以吸收紫外线，而且易与化妆品中其他成分匹配，稳定性好，使化妆品被紫外线照射后不分解、不变色; 6、可作为食品添加剂用于牛奶、果汁、啤酒、麦片、肉类等食品中，起到保鲜、防腐、增加口感等作用； 7、用作药物载体，延长药效和促进药物的吸收；	主要应用于高温硫化硅橡胶、室温硫化硅橡胶和其他弹性体、薄膜和不饱和聚酯树脂、粘合剂和密封剂、涂料和油漆、化妆品、油墨、隔热和保温材料、胶体电池、化学
疏水型产品	1、作为室温硫化硅橡胶的增稠触变剂和补强剂，其疏水性能赋予室温硫化硅橡胶良好的保质期；极低增稠效果和极佳的可操作性使其在聚合物中有很高的填充量，应用于硅橡胶填充时有极佳的补强性能；防止高温硫化硅橡胶结构化；也用于液体硅橡胶的补强剂； 2、涂料、油墨的防沉降、防流挂、触变控制，提高粉末涂料的自由流动性，防止结块； 3、胶粘剂和密封胶中良好的补强剂和流变控制剂； 4、用于调色剂，提高色素的均匀性及稳定性； 5、高比表面积、小粒径和良好的分散均匀性，赋予消泡剂良好的消泡能力； 6、用于打印机碳粉，提高碳粉的自由流动性，均匀性及稳定性	主要应用于高温硫化硅橡胶、室温硫化硅橡胶和液体硅橡胶、胶粘剂和密封胶、涂料和油墨、粉末涂料、调色剂、消泡剂、打印机碳粉、润滑油和电缆凝胶、乙烯基酯树脂、电子灌封胶等领域

资料来源：CNKI，国信证券经济研究所整理

➢ 根据SAGSI统计，国际市场上亲水型和疏水型产品分别约占87%和13%。疏水型气相二氧化硅产品基本被跨国公司垄断，其中赢创工业集团、卡博特、瓦克化学、德山化工等是目前世界上最主要的气相二氧化硅制造商，我国只有极少数企业具备自主生产疏水型产品的能力且产能较小。2021年我国疏水型气相二氧化硅产能合计为6900吨/年。

➢ 根据SAGSI统计，2021年我国气相二氧化硅进口量和出口量分别为0.5万吨和2.0万吨，2021年净出口量为1.5万吨，同比增长40.4%，其中来自日本和比利时的进口量分别占58.6%和21.1%。我国未来新增产能（包括疏水）较多，且主要跨国公司均在我国建立了气相二氧化硅生产工厂，预计到2026年气相二氧化硅进口量将继续缩减，出口量有望快速增长。

图：疏水型气相二氧化硅工艺流程
图：我国气相二氧化硅进出口情况

资料来源：海关总署，国信证券经济研究所整理

资料来源：汇富纳米招股说明书，国信证券经济研究所整理

➢ 气相二氧化硅产品应用领域较为广泛，在补强、增稠、触变、防沉、抗流挂、吸附、隔热等方面的性能更优异于沉淀法产品，因其产品的分子结构与硅橡胶相似，可以大幅提高硅橡胶制品的抗拉强度，提高弹性模量和伸长率，因此其在硅橡胶领域的使用量较大，主要用作有机硅弹性体的补强剂，在硅橡胶领域的使用量占其总消费量的60%以上，此外在涂料油墨、胶粘剂、合成树脂、化学机械抛光、复合材料、胶体电池、消泡剂、污水处理、农业、化妆品、食品、医药、绝热保温材料等领域中也有广泛的应用空间。

图：全球气相二氧化硅消费结构

资料来源：汇富纳米招股说明书，ACMI，SAGSI，国信证券经济研究所整理

图：气相二氧化硅产品

资料来源：汇富纳米招股说明书，国信证券经济研究所整理

图：我国气相二氧化硅消费结构

资料来源：汇富纳米招股说明书，ACMI，SAGSI，国信证券经济研究所整理

➢ 根据SAGSI的统计，2021年全球气相二氧化硅产能为45.9万吨/年，同比增加3.2%，新增产能全部来自我国。结合已公布计划，再考虑新建项目投产可能性及部分落后产能被淘汰，预计到2026年全球产能仍将净增9.0万吨/年，达到56.9万吨/年左右。2022-2026年全球产能年均增长率预计为3.6%。2021年全球气相二氧化硅产量约为32.4万吨，同比增加8.0%。2017-2021年全球产量年均增长率为4.6%。根据SAGSI预计，2026年全球气相二氧化硅产量将达到39.9万吨，2022-2026年全球产量年均增长率约4.5%。

➢ 我国气相二氧化硅工艺技术有了较大进展。2017年至2021年我国气相二氧化硅产能和产量呈现稳定上升趋势，截至2021年我国气相二氧化硅生产能力为17.9万吨/年，占全球总产能的39.0%；产量约12.8万吨，占全球产量的39.6%。2017-2021年，我国气相二氧化硅产能年均增长率为7.2%。根据SAGSI预计，2026年我国气相二氧化硅产能将达到28.9万吨/年，产量为21.4万吨。截至2021年我国从事气相二氧化硅的生产企业共计22家，其中外资及合资企业5家，内资企业17家。

图：全球气相二氧化硅产能、产量、开工率情况

资料来源：汇富纳米招股说明书，ACMI，SAGSI，国信证券经济研究所整理

图：我国气相二氧化硅产能、产量、开工率情况

资料来源：汇富纳米招股说明书，ACMI，SAGSI，国信证券经济研究所整理

➢ 国外气相二氧化硅的生产厂家比较集中，产能规模较大，赢创工业集团、卡博特、瓦克化学、德山化工是目前世界上最主要的气相二氧化硅制造商，2021年，上述四家公司合计产能占全球产能的63.0%。

➢ 根据SAGSI的统计，2022年我国的气相二氧化硅新增产能预计3.3万吨，2022年总产能将达到21.2万吨，同比增长18.5%，预计2022年以一甲基三氯硅烷为原料路线的产能在总产能的占比将从2021年的54.9%增长到59.6%。预计2026年我国气相二氧化硅产能将达到28.9万吨，一甲基三氯硅烷原料路线占比将增长到近70%；产量将达到

21.4万吨，年均增长率为10.3%。

表：国内气相二氧化硅产能
表：外资气相二氧化硅产能

国内产能 (万吨）	国外产能(万吨）
赢创	0.9 8.66
卡博特 2.3	6.7
瓦克化学	2 5.25
德山化工	1.1 2
韩国OCI	0.9
KCC	0.3
国外其他地区	4.2

资料来源：汇富纳米招股说明书，ACMI，SAGSI，国信证券经济研究所整理

国内产能（万吨） 1.2

汇富纳米协鑫高科

1 合盛硅业 1.7

新特能源

1.2 东岳有机硅 0.7

长庆化工 0.6 三孚纳米 0.6

富士特 1

宏柏新材

0.8 0.7 三泰科技

新安股份福泰硅业

0.3 0.36

黑猫股份 0.2 浙江中天 0.32

表：气相二氧化硅新增产能

企业	亲水（万吨)疏水(万吨）地点		计划投产时间原料
汇富纳米	0.8	湖北宜昌	2022年	一甲基三氯硅烷
汇富纳米	2	0.5湖北宜昌		一甲基三氯硅烷
德山化工(日本)		0.1浙江嘉兴	2022年
宁夏福泰	0.5	宁夏石嘴山	2022年年	四氯化硅
云南能投	0.5	云南曲靖	2022年底	一甲基三氯硅烷
东岳硅材	1.5	山东淄博	2022年底	一甲基三氯硅烷
内蒙古恒星	0.6	鄂尔多斯	2023年初	一甲基三氯硅烷
合盛硅业	1.5	新疆鄯善	2023年初	一甲基三氯硅烷
合盛硅业	0.95	云南昭通	2023年	一甲基三氯硅烷
卡博特蓝星	0.8	江西永修	2023年	一甲基三氯硅烷
宏柏新材	2	江西景德镇	2023年	四氯化硅
浙江中天	0.45	浙江衢州	2023年	一甲基三氯硅烷
开化合成	0.7	浙江开化	2024年	一甲基三氯硅烷/四氯化硅
瓦克化学 (德国）	0.8	江苏张家港		一甲基三氯硅烷/四氯化硅
内蒙古宝莱	2	巴彦绰尔		一甲基三氯硅烷
新特能源	0.8	内蒙古		四氯化硅

资料来源：汇富纳米招股说明书，ACMI，SAGSI，国信证券经济研究所整理
资料来源：汇富纳米招股说明书，国信证券经济研究所整理

➢ 2021年全球气相二氧化硅表观消费量约32.4万吨，同比增长8.0%。2021年全球气相二氧化硅主要消费领域为有机硅、合成树脂、油墨涂料、胶粘剂、密封剂等行业，另外在化学机械抛光（CMP）、医药、食品、农业、化妆品等领域也有可观的消费量。根据SAGSI预计，2022年全球气相二氧化硅需求量将达到33.9万吨，预计到2026年的消费量将达到40.4万吨，2022-2026年全球气相二氧化硅需求年均增长率约4.5%。

➢ 2021年我国气相二氧化硅消费总量约为11.3万吨，同比增长13.1%，其中有机硅领域的消费量为7.8万吨。气相二氧化硅主要用作有机硅弹性体的补强剂，目前其在硅橡胶领域的使用量占其总消费量的60%以上，在其他有机硅产品如硅树脂中也有应用；另外在涂料油墨、胶粘剂、合成树脂、化学机械抛光、复合材料、胶体电池、消泡剂、污水处理、农业、化妆品、食品、医药、绝热保温材料等领域，气相二氧化硅的应用也保持持续增长。根据SAGSI预计，2022年我国气相二氧化硅需求量将达到12.7万吨，预计到2026年的消费量将达到18.4万吨，2022-2026年我国气相二氧化硅需求年均增长率约10.3%。

图：全球气相二氧化硅消费结构

资料来源：汇富纳米招股说明书，ACMI，SAGSI，国信证券经济研究所整理

图：我国气相二氧化硅消费结构

资料来源：汇富纳米招股说明书，ACMI，SAGSI，国信证券经济研究所整理

光纤预制棒、高纯石英砂

➢ 光纤预制棒也称“光棒”、“光纤母棒”，是控制光纤性能的原始棒体材料，一般直径为几十到几百毫米，其内层为高折射率纤芯层，外层为低折射率的包层，以满足光波在芯层传输基本条件。

➢ 光纤预制棒由芯棒和包层组成，其芯棒有多种生产方式，主要原理是基于气相沉积法，当前普遍采用：改进的化学气相沉积法（MCVD）、轴向气相沉积法（VAD）、棒外化学气相沉积法（OVD）和等离子化学气相沉积法（PCVD）四大主流工艺。光棒外部包层制造一般采用套管法（早期是RIT，后来演进为RIC）和全合成法（OVD、VAD）。

➢ 芯棒是以高纯四氯化硅、四氯化锗为原料，在氢氧焰或甲烷焰作用下经高温熔融形成的具有不同折射率的高纯SiO2。主流的四种生产工艺中VAD和PCVD综合性价比较高，逐渐成为生产主流。外包层生产工艺中，套管法投资规模小、建设周期短、生产工艺简单、流程短、产品质量高、试用尺寸范围广是最优的生产工艺。

表：光纤预制棒芯棒生产工艺

工艺	发明时间	发明时间	沉积方式	加热方式	主要产品
MCVD	美国贝尔实验室	1974年	管内法-径向	氢氧焰	掺稀土光纤
PCVD	荷兰飞利浦公司	1975年	管内法-径向	等离子体	通信光纤、多模光纤、特种光纤
OVD	美国康宁公司	1976年	管外法-径向	氢氧焰	通信光纤
VAD	日本NT&T	1977年	管外法-轴向	氢氧焰	通信光纤

资料来源：CNKI，国信证券经济研究所整理

表：预制棒组成示意图

资料来源：CNKI，国信证券经济研究所整理

➢ 高纯石英砂一般指SiO2纯度≥99.5%的粉状石英产品。具有耐温性能好、绝缘度高，抗辐射等优点，广泛应用于电子工业、光纤等高精尖领域中，其中半导体、光纤、光学、光伏和电光源占比分别为65%、14%、10%、7%、4%。

➢ 目前矿物提纯法是高纯石英砂主流制造工艺，高纯石英砂制备工艺主要包括天然水晶加工、石英矿物提纯和化学技术合成，其中天然水晶加工工艺简单，但受制于原材料价格高昂、储量有限等原因不具备工业量产的条件。20世纪80年代以来，石英矿物提纯技术逐渐发展成熟，成为行业内主流制备工艺。化学合成法不依赖石英矿资源有望成本行业发展趋势。

➢ 2022年中国4N级高纯石英砂为8.8万吨，截至2022年12月，4N级高纯石英砂进口价格为23.9万元/吨。

➢ 高纯石英砂可以利用四氯化硅和正硅酸乙酯作为原材料，合成的超高纯6N级石英砂的金属离子总量＜0.1ppm，羟基含量＜60ppm，能够满足高端石英应用领域的指标，打破国外高端市场垄断。同时副产乙醇可循环利用，项目投产后将有望大幅降低目前高纯石英砂的成本。

图：超高纯6N级合成石英砂工艺流程图

资料来源：江瀚新材招股说明书，国信证券经济研究所整理

图：高纯石英砂下游应用领域

资料来源：江瀚新材招股说明书，国信证券经济研究所整理

风险提示

一、市场竞争加剧风险

随着近年来全球硅基新材料产品的需求量持续增长，将可能吸引行业内的主要企业继续扩充产能，行业竞争将日益激烈。另一方面，国际行业巨头凭借自身的底蕴积累，具有较强的品牌知名度和市场影响力，在硅基新材料市场份额相对较高，可能针对行业内的参与者采取更激进的竞争策略。

二、项目建设和市场开拓不达预期的风险

由于项目审批、施工环境等风险因素存在一定不确定性，可能导致硅基新材料项目建设进度不达预期。硅基新材料下游领域终端客户市场集中度较高，相关领域产品的开发和客户认证周期相对较长。相关产品存在认证周期太长或无法顺利通过认证的风险，存在相关领域客户开拓进展不及预期的风险。

三、技术升级迭代风险

国内外竞争对手或潜在竞争对手率先在高端硅基新材料领域取得突破，从而推出更先进、更具有竞争力的技术和产品。

四、环保风险

硅基新材料所处新材料行业在环保方面受到国家监管比较严格，生产过程中亦会产生部分废气、废水和固废等污染物，随着我国加快改变经济增长方式和推进经济高质量发展，环保意识不断增强、环保监管愈加严格。

五、原材料价格上涨风险

硅基新材料产品生产所需原材料包括工业硅、液氯、盐酸等，会受到原材料市场供需及石油等大宗商品价格波动影响。

国信证券投资评级

类别	级别	定义
股票投资评级	买入	预计6个月内，股价表现优于市场指数20%以上
	增持	预计6个月内，股价表现优于市场指数10%-20%之间
	中性	预计6个月内，股价表现介于市场指数±10%之间
	卖出	预计6个月内，股价表现弱于市场指数10%以上
行业投资评级	超配	预计6个月内，行业指数表现优于市场指数10%以上
	中性	预计6个月内，行业指数表现介于市场指数±10%之间
	低配	预计6个月内，行业指数表现弱于市场指数10%以上

分析师承诺

作者保证报告所采用的数据均来自合规渠道；分析逻辑基于作者的职业理解，通过合理判断并得出结论，力求独立、客观、公正，结论不受任何第三方的授意或影响；作者在过去、现在或未来未就其研究报告所提供的具体建议或所表述的意见直接或间接收取任何报酬，特此声明。

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