陶瓷材料具备优良材料特性,与金属材料、高分子材料并列为当代“三大固体材料”。先进陶瓷材料属于陶瓷材料的一种,但是,先进陶瓷的物理、化学和生物等性能远超普通陶瓷,源自其原材料、制造工艺和精加工过程的更高技术标准,一直被视为制造业发展的先导。
按材料分,先进陶瓷主要分为氧化物、氮化物和碳化物陶瓷等。其中,氧化物陶瓷(尤其是氧化铝陶瓷)研究和产业化应用较早,目前应用领域最为广泛,使用规模也最大。按用途分,先进陶瓷一般可分为具有强机械性能、耐腐蚀等特性的结构陶瓷和具有电、磁等特性的功能陶瓷。
先进陶瓷材料的制备技术也是其发展的关键。近年来,增材制造技术的出现为陶瓷制件成型提供了新的途径。先进陶瓷由于其优异的性能,已经成为新材料的重要组成部分,在高端装备制造、新能源、航空航天等战略性新兴产业中发挥着不可替代的作用。
从市场规模来看,2019-2024年我国先进陶瓷行业市场规模保持增长态势,据全拓数据统计,2018年我国先进陶瓷市场规模为691亿元,2023年,我国先进陶瓷市场规模增长至1016亿元。预计2024年我国先进陶瓷市场规模将达到1090亿元。
全球先进陶瓷产业已达到数千亿级的市场规模。但从陶瓷产业价值链来看,我国先进陶瓷许多企业和产品仍处于中低端,日、美、欧则占据了中高端市场。尤其是日本,在先进陶瓷的研制与应用领域居于巨大领先地位。日本在高韧性陶瓷和电子陶瓷领域位于领先地位,日资企业在全球先进陶瓷领域占据约50%的市场份额。
美国高温结构先进陶瓷的发展良好,在航空航天和核能领域应用处于领先地位。欧洲在机械装备领域先进陶瓷处于领先地位,产业重点为应用在发电设备中的新型材料技术,如陶瓷活塞盖、排气管里衬、涡轮增压转子和燃气轮转子等。
国内先进陶瓷领域的企业数量虽多,但规模普遍较小,核心技术基本依赖引进,从电子陶瓷的应用来看,虽然多种电子陶瓷产品的产量居世界首位,但国内生产的材料仅少部分用于高端元器件产品,大部分用于中低端元器件产品,企业竞争激烈。但是,我国政府一直以来都非常重视新材料领域的发展,在《第十四个五年规划》中提出,至2025年,重点新材料总体技术和应用与国际水平同步,部分达到国际领先水平;全面提升新材料产品质量水平与稳定性,中高端产品所占比重大幅提升,整体水平进入全球价值链中高端环节;关键高端材料和高端装备自主研发水平和自主保障能力显著提升,关键短板材料受制于人的问题得到有效缓解。
随着半导体领域先进陶瓷材料零部件国产替代进程的推进,陶瓷加热器、静电卡盘等“功能-结构”一体化“卡脖子”产品相关技术正引起国内相关企业的重视和投入。这类先进陶瓷材料零部件的设计精密度及特定功能要求,相较一般先进陶瓷材料零部件工艺更加复杂。目前,我国少数本土企业通过自主研发、合作研发等多种方式,正加速突破该类产品相关技术。
全拓数据认为,无论是中国还是国际市场对先进陶瓷粉体与产品需求依然强劲,中国先进陶瓷企业仍然具有很多发展机会和潜力。未来,随中国先进陶瓷技术升级、产品价格优势逐渐明显,我国陶瓷从粉料到材料的国产化率都将不断提升。