钨制品市场需求增长受益于新领域拓展、国产替代进程加快等因素
钨行业产业链较长,不同企业根据资源禀赋和比较优势选择适合自身的发展道路。部分企业致力于在全产业链的延伸,部分企业则专注于在产业链关键环节深入和强化,同为钨企但在产业链中的定位和所涵盖的产业链广度可能不同,因此本行业并无传统意义上对竞争对手的清晰界定。钨是我国战略性稀缺资源,也是国家保护性开采的特定矿种,我国对钨矿开采实行总量控制、配额生产的方式,因此预计供给端即钨精矿产量预计不会出现大幅增长的趋势。但是需求端方面,随着国家出台多项政策鼓励制造业高质量发展以及攻克“工业母机”关键零部件课题的深入推进,高端制造装备升级拉动了高端钨材和高性能硬质合金需求的增长。
1、全球钨行业概况
(1)全球钨供给侧特征分析
目前钨矿资源在全球范围内的分布较不均衡,根据美国地质调查局(USGS)统计数据显示,2022年全球已探测到的钨储量达380万金属吨,同比增长2.70%,我国钨资源储量世界最多,高达 180 万金属吨,占世界总储量的 47.37%,居全球首位。除中国外,钨资源较为分散,钨储量排名第二的俄罗斯也仅占全球 10.53%的储量。
2022 年世界钨矿资源储量构成及占比情况
全球钨矿中已发现的钨矿物中,黑钨矿和白钨矿具有较大经济开采价值。钨矿的供给分布特征与钨矿资源的分布基本一致,中国是全球钨资源供应量最大的国家。根据美国地质调查局估算,2022 年世界钨矿产量达 8.40 万金属吨,较 2021年上升 0.24%。其中,中国、越南及俄罗斯是世界上最主要的钨生产国。我国钨矿产量达 7.10 万金属吨,占世界总产量的 84.52%。
2022 年世界钨产量构成及占比情况
(2)全球钨需求侧特征分析
作为工业制造业的重要材料,钨制品的需求基本与经济形势变化相一致。近年来,全球钨消费呈增长趋势,钨消费主要集中在中国、欧洲、美国和日本。近二十年全球钨消费量从 5.31 万金属吨增长至 11.92 万金属吨,预计到 2030 年将达到 17.08 万金属吨的市场规模。
从消费结构角度分析,全球钨消费增加主要源于工业发展,包括钢铁、汽车、航空、机械、能源、电子等领域对硬质合金、钨特钢、高密度合金和其他钨金属材料的需求,钨制品的消费情况与制造业变化趋势基本一致,目前钨的下游消费包括硬质合金(切削工具、矿用工具等)、钨材(钨条和钨丝等)、钨特钢(高速工具钢)和钨化工(催化剂和颜料)等。从全球钨消费结构看,硬质合金制造是最主要的钨消费领域,据国际钨协(ITIA)统计,全球 59%的钨用于生产硬质合金,19%用于钨特钢,16%用于钨材,6%用于化工和其他领域。
钨制品的消费结构一方面体现出一国的工业发展水平,另一方面也代表该国钨制品行业的发展趋势。发达国家中约 72%的钨用于硬质合金的消费,我国 2022年约 58%的钨用于硬质合金的消费,仍有一部分钨制品还处于基础应用领域。但随着我国工业制造业的升级,钨制品的消费结构将向发达国家趋同,硬质合金及相关材料的市场增长速度将不断提高。
2、我国钨行业概况
我国是全球钨矿资源最为丰富的国家,储量和产量均位列世界第一。据美国地质调查局(USGS)数据,2022 年中国目前已探明钨矿储量 180 万金属吨,占全球总探明储量的 47.37%,具备绝对资源优势。我国钨矿储量相对集中,主要分布在江西、云南、湖南、广东、广西等地,其中江西省有着“世界钨都”的美誉,占全国钨矿已探明储量一半以上。
因为钨资源的稀缺性和不可替代性,我国将钨视为战略性资源,对钨矿开采实行总量控制,钨矿开采总量指标由2016年9.13万吨增长至2022年10.90万吨。2022 年江西省钨矿开采总量控制指标为 4.06 万吨,占全国总量的 37.25%,位居全国第一位。
3、行业特性
(1)行业周期性
钨制品市场需求多集中在机械加工、装备制造、电子通讯、冶金矿山、航空航天等重要领域,与国家经济发展、产业升级等因素息息相关,钨制品一般作为工业生产的工具和耗材,行业发展受下游制造业的需求影响较大,与宏观经济高度相关,具有一定的周期性。但由于下游行业潜在市场广阔,钨制品行业的未来发展不受限于某个下游行业的发展周期。
(2)行业区域性
我国钨企主要分布在江西、湖南等中西部省份,以及福建、江苏、广东等东南沿海地区。中西部省份拥有丰富的钨矿资源,靠近原料产地,具有资源导向优势,集中了大量优秀钨企,如:中钨高新、章源钨业、华锐精密、欧科亿等;东南沿海地区靠近行业下游工具厂商客户,以及天然的海运优势,基于市场导向原因,我国硬质合金产能集中分布于此,如:厦门钨业、翔鹭钨业、新锐股份等。
(3)行业季节性
由于钨行业的下游应用领域范围较广,主要包括机械加工、装备制造、电子通讯、冶金矿山、航空航天等行业,上述领域整体需求量受季节影响较小,因此钨制品行业整体无明显的季节性特征。
4、行业技术水平及特点
(1)行业的技术水平
随着技术的不断进步,我国钨制品行业在利用碱压煮、离子交换技术加工钨精矿,氢还原法制取钨粉,碳化法制取碳化钨,成型技术和气体压力烧结制取硬质合金以及表面涂层新材料技术等方面已经取得了长足的进步。目前我国钨制品在生产技术方面已经较为成熟,配套的生产装备也有较大提升,但在超细材料制备、功能梯度合金制备、涂层材料、沉积控制、关键装备配套、高质量钨资源再生利用、高端材料及制品等关键核心技术方面仍然和国外头部企业有着不小的差距。
(2)行业现有主流技术及其特点
1)从钨精矿生产 APT 钨阶段:主要采用碱压煮、离子交换技术以及蒸发结晶技术提炼钨精矿制备 APT,此技术生产的 APT 结晶体具有纯度高、晶粒品种齐全的特点。
2)从 APT 到碳化钨阶段:行业主流做法先利用 APT 焙烧制备氧化钨后,再利用氢还原法制取钨粉,该方法制备钨粉具有简单易行、质量优良、稳定可靠、成本低等特点;最后使用碳化法制备碳化钨,该方法是在高温下用介质气体催化反应进行,氢气与炉料中炭黑反应形成的碳氢化合物气体将钨粉碳化生成碳化钨。
3)从碳化钨到制造硬质合金阶段:整体而言,我国硬质合金整体生产工艺已相对成熟,但受技术经验积累、研发投入、人才储备等因素的影响,各企业技术水平参差不齐,但近些年行业总体技术水平提升明显。
决定硬质合金制造技术水平的因素主要取决于原料配比、压制成型、加压煅烧及表面处理等环节的生产工艺。其中,原料配比是硬质合金生产的重要前端环节,是决定硬质合金产品特性的重要因素,我国钨企针对材料特性、加工参数、使用寿命等要求,不断优化原料配比,以满足各类下游领域的需求;我国压制成型目前主要采用模压工艺和挤压工艺,模压工艺使用自动压力机,将混合料压制成型,使压坯密度分布均匀,并配有高精密模架以保证压制产品的精度;挤压工艺相较于模压工艺具有流程短、质量稳定、生产效率高等优点,是近年来行业技术发展的新趋势。
5、行业发展趋势
(1)钨制品应用领域持续拓宽
1)新能源领域
钨丝是一种以难熔金属钨为主要原材料的细丝,具有熔点高、电阻率大、强度好、蒸气压低等特点,广泛应用于加热、镀膜及照明市场,现已拓展至光伏领域,用于硅片切割金刚石线的母线。在推进 “双碳”和稳增长的大背景下,光伏新能源行业出现爆发式增长,致使钨丝行业基本面发生根本性改变,主导需求从附加值低、需求逐渐萎缩的灯泡领域转换为高增长高景气的光伏领域。
光伏钨丝相较于传统金刚线具有硬度更高,延展性更好的特点,这决定了光伏钨丝有着更好的切割能力、切割质量,以及更低的断线率。
随着硅片薄片化及金刚线细线化的推进,用钨丝替代高碳钢丝作为金刚线母线的趋势逐步明朗。
2)人造金刚石和培育钻石市场
硬质合金顶锤作为高温高压法合成人造金刚石等超硬材料的关键部件,是合成压机内部的重要耗材,进而成为生产金刚石单晶和培育钻石的核心工具。由于顶锤要承受复杂苛刻的压缩、剪切、拉伸应力的作用,加上加热时瞬时锤面温度达 500-600℃,要求近万次反复使用寿命,因此顶锤大多采用钨基硬质合金制成,具有硬度高、刚性好、强度高、耐热优良的特性。
顶锤下游需求以人造金刚石和培育钻石为主。人造金刚石方面,目前中国人造金刚石产量位居全球第一。培育钻石方面,其全球市场规模不断攀升,进一步拉动对于硬质合金顶锤的需求量增长。
(2)下游产业快速成长和国产替代进程加快,共同带动钨制品市场需求增长
钨硬质合金因其高硬度、高耐磨性等优异的性质,广泛用于制造切削工具、矿用工具、耐磨工具等制品,是制造业生产过程中的关键。一方面,在“中国制造+互联网”深入推进、高质量发展持续推动、制造业转型升级、“一带一路”政策推动沿线基础设施加快建设的背景下,智能制造、新能源等钨制品下游产业迎来蓬勃发展,所带来的产品置换、机床数控化程度提高等新增需求将拉动钨制品在高端制造领域消费持续增长。另一方面,随着行业生产技术和工艺不断升级,钨制品材质、精度和适用范围得到了提高,钨制品应用半径不断扩大,市场空间广阔。
此外,随着“中国制造 2025”、“供给侧结构性改革”、“产业链供应链自主可控”等相关政策的持续推进,高附加值硬质合金产品国产化替代将迎来加速,硬质合金高性能、高精度、高质量发展成为必要,高端硬质合金壁垒的突破以及优质的硬质合金产品解决方案的提供是未来国内硬质合金行业的发展方向。
目前,我国产品国际竞争力不断提升,高性能硬质合金深加工产品自主保障能力显著提高,高技术含量硬质合金出口量持续增长,出口产品结构加速升级,国产替代进程推进良好。
综上,下游行业形势趋好、新兴应用领域持续拓展、国产替代进程不断加快等因素共同推进钨制品市场容量的持续增长,拉动钨市场需求稳步提升。
(3)坚持绿色安全生产,推动行业可持续发展
在“双碳”目标的背景下,钨制品行业向低碳化转变,生产环节绿色化水平提升明显,低碳高效工艺和节能减排技术得到广泛应用,能源消耗总量、污染排放总量控制成效显著。
此外,实现循环经济和发展再生回收技术成为了当前的热点。为缓解钨资源稀缺所带来的压力,行业积极健全钨资源再生利用体系,提高钨资源再生利用率,对废旧合金进行高效循环利用技术开发,实现废金属回收纯化再利用,推动行业可持续发展。
6、面临的机遇
(1)国家持续推动制造业升级,为钨制品行业发展提供产业政策支持
我国正处于由制造业大国向制造业强国转变的过程,随着“十四五”规划的出台,我国将持续推动深入实施制造强国的战略。硬质合金工具作为制造业的关键配套加工工具,在制造业转型升级的进程中起到重要保障作用。伴随高端装备制造等产业发展,中高端硬质合金市场迎来新兴需求,驱动硬质合金产业的深加工发展。
国家出台了一系列鼓励政策对硬质合金产业进行支持,如《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》、《“十四五”原材料工业发展规划》、《“十四五”循环经济发展规划》、《质量强国建设纲要》、《有色金属行业稳增长工作方案》等,要求保持钨资源战略地位和优势,推进钨行业高质量发展。积极的政策导向以及充分的资金支持为钨制品行业的发展营造了良好的政策环境和重要的发展机遇。
(2)下游产业快速成长和国产替代进程加快,共同带动钨制品市场需求增长
钨硬质合金因其高硬度、高耐磨性等优异的性质,广泛用于制造切削工具、矿用工具、耐磨工具等制品,是制造业生产过程中的关键。一方面,在“中国制造+互联网”深入推进、高质量发展持续推动、制造业转型升级、“一带一路”政策推动沿线基础设施加快建设的背景下,智能制造、新能源等钨制品下游产业迎来蓬勃发展,所带来的产品置换、机床数控化程度提高等新增需求将拉动钨制品在高端制造领域消费持续增长。另一方面,随着行业生产技术和工艺不断升级,钨制品材质、精度和适用范围得到了提高,钨制品应用半径不断扩大,市场空间广阔。
此外,随着“中国制造 2025”、“供给侧结构性改革”、“产业链供应链自主可控”等相关政策的持续推进,高附加值硬质合金产品国产化替代将迎来加速,硬质合金高性能、高精度、高质量发展成为必要,高端硬质合金壁垒的突破以及优质的硬质合金产品解决方案的提供是未来国内硬质合金行业的发展方向。目前,我国产品国际竞争力不断提升,高性能硬质合金深加工产品自主保障能力显著提高,高技术含量硬质合金出口量持续增长,出口产品结构加速升级,国产替代进程推进良好。
综上,下游行业形势趋好、新兴应用领域持续拓展、国产替代进程不断加快,共同推进钨制品市场容量的持续增长,拉动钨市场需求稳步提升。
7、行业壁垒
(1)人才壁垒
人才对于钨企提高产品质量、降低生产成本和保持竞争优势具有重要作用,行业人才不仅要具备扎实的专业知识,更需积累一定的实践经验。在生产环节,要求生产人员对各个工序流程中的关键控制参数进行精确调控;在检测环节,则需要检测人员熟练掌握光栅摄谱仪、激光粒度仪、比表面积分析仪等专业检测仪器的使用。此外,研发和管理人员除需在基础材料和精密加工领域持续深耕之外,还需对上下游行业的专业技能进行储备,从而更好地贯通产业链实施生产和研发。
因此钨企业需要拥有各环节经验丰富的专业人才。目前国内钨制品行业的专业人才较少,且人才培养周期较长,新进入企业短时间内难以具备。
(2)技术壁垒
钨制品行业属于技术密集型行业,生产环节主要包括利用碱压煮、离子交换技术制备 APT,氢还原法制备钨粉,碳化法制备碳化钨,利用成型技术和气体压力烧结制备硬质合金,新材料表面涂层以及精准控温拉伸钨丝等,主要涉及材料配比、粉末研磨、模具设计、表面处理等领域的技术储备。钨制品的加工和制造需要高技术水平和高精度的生产设备做支撑,行业存在较高的技术门槛,新的企业进入本行业,需要不断克服技术上的障碍。
随着科技的不断进步和发展,钨制品应用半径不断扩大,下游行业对产品性能不断提出新的需求,产品高性能、高精度、高质量发展成为必要。行业内企业需持续增加研发投入、不断提高核心工艺水平并致力于新品开发及应用领域的开拓,才能保持核心竞争优势,抢占市场发展先机。
(3)客户与品牌壁垒
大多知名的钨制品品牌已在市场深耕多年,凭借稳定的产品质量和完善的销售售后体系,在行业内建立了品牌价值和客户忠诚度,并占据了稳定的市场份额。行业新进入者往往无法在短期内形成紧密的客户群,难以快速地建立品牌并获得客户的认可,从而存在一定的行业进入壁垒,新入企业需要通过实现技术创新和加大营销投入等方式才能寻求更多的市场机会。
(4)资金壁垒
钨制品行业存在较高的资金壁垒,对企业资产投入有较高要求,具体体现在一方面对于设备的整体要求较高,在部分生产环节需要购置大量的生产及质检设备来保证产品粒度、精度、硬度及韧性等技术指标达到较高水平;另一方面企业需要持续增加研发投入、优化产品结构,以保持技术领先和产品竞争力。
行业新进入者在成立初期往往需要进行较大规模的固定资产投资,且需要投入较多资金进行新产品研发,此外,钨行业原材料价格相对较高,需求量相对较大,生产环节原材料的成本投入也需要一定量的资金保障,因此行业存在较高的资金壁垒。
8、阻碍行业发展的主要因素
我国虽作为钨制品生产大国,但目前面临产品大多处于产业链的中低端,产品同质化严重,市场无序竞争导致生产企业的利润水平较低,限制了行业内企业研发投入,大多难以突破高端钨制品的技术壁垒。
近年来在国家政策的支持下,行业的技术水平及产品品质明显提升,不断缩小了与国际先进水平的差距,产品结构也从低端逐步向中高端发展,但因技术积累和技术创新不足,高附加值钨制品及高端硬质合金产品的产能仍旧受限,或生产的高端产品在使用寿命和产品性能方面与国外产品存在较大差距。如何形成合理的产业结构,实现钨制品高质量发展,成为国内行业的重要课题。
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