產業分析

簡介---高分子複合材料

何謂高分子複合材料？

Answer︰複合材料係將二種以上原材料，結合成具綜效的設計性材料，其原材料取自金屬、陶瓷、有機材料，可直接製成終端成品，滿足單一材料所不能達到的性能，尤其是結構強度方面，列為構造材料中的重要材料。近年來，由於電子資訊產業蓬勃發展，我國複合材料產業重心逐漸由結構用高分子複合材料轉移至功能性複合材料。

高分子復合材料的起源與應用：
About 30% of all polymers produced each year are used in the civil engineering and building industries. Polymers offer many advantages over conventional materials including lightness, resilience to corrosion and ease of processing. They can be combined with fibers to form composites which have enhanced properties, enabling them to be used as structural members and units. Polymer composites can be used in many different forms ranging from structural composites in the construction industry to the high technology composites of the aerospace and space satellite industries.Polymer composites were first developed during the 1940’s, for military and aerospace applications. Considerable advances have been made since then in the use of this material and applications developed in the construction sector. Load bearing and infill panels have been manufactured using composites. Complete structures have been fabricated where units manufactured from glass-reinforced polyester are connected together to form the complete system in which the shape provides the rigidity. Glass-reinforced plastics have been used in many other applications including pressure pipes, tank liners, and roofs.In contrast to the design procedures used for the more traditional construction materials, those for polymer composite materials in structural applications require greater development effort and a wider understanding of the material. The material properties of the final component are the result of a design process that considers many factors which are characterized by the anisotropic behavior of the material and cover the micro-mechanical, elasticity, strength and stability properties. These properties are influenced by manufacturing techniques, environmental exposure and loading histories. Designing with composites is thus an interactive process between the design of the constituent materials used, the design of the composite material and an understanding of the manufacturing technique for the composite component.In the last decade, polymer composites have found application in the construction sector in areas such as bridge repair, bridge design, mooring cables, structural strengthening and stand-alone components

其他相關高分子複合材料
功能性複合材料：後PC時代來臨，人類對資訊使用的模式，將由PC應用移轉到以網際網路為核心，發展大量且快速的無線傳輸。高頻介電複合材料在高頻通訊市場具有極大的潛力，而高頻通訊基板開發重點將朝向低介質化、低熱膨脹量、薄形多層化、高耐熱化等特性之材料開發。在高分子介電複合材料方面，國內研發機構已完成高頻、衛星通訊用（>5GHz）玻璃布強化氟系高頻基板材料技術開發。
奈米高分子複合材料：過去十年來，奈米級複合材料已被發現比傳統複合材料更具優異的性質，而層狀材料分散於高分子基材中的應用是有機無機複合材料最重要的一環，目前已在工業與學術界掀起研究與應用的熱潮。產業界對複合材料使用性能的要求愈來愈高，而奈米材料的問世，為新型複合材料的合成提供了新的契機，也為傳統複合材料的物性改良提供了一條新的途徑。

產業範疇
複合材料業包含二大領域：
1.塑膠合金：PC/ABS、PA/PPE、PP/PPE、PC/PBT、PS/PPE…等。

2.纖維補強複合材料：在塑膠原料中加入玻璃纖維、碳纖維、礦物質等添加物來改善物性)。

產業概況
一、台灣複合材料產業現況說明
(一)、台灣自民國五十四年引進複合材料技術，用以從事遊艇製造，代表台灣複合材料時代的來臨，前後締造多項稱霸全球的產業，如：遊艇、碳纖球拍、高爾球桿等運動器材，以及最近的電路基板等。目前複合材料產業在全世界年產能約六百餘萬噸，台灣約佔三十餘萬噸，全年產值達新台幣六百餘億元，該行業在台從業人員約一萬人，共約四百家企業，內外銷比率為33：67，研發費用佔營業額比率為0.6%；但隨著國際局勢的演變，生產基地外移已成為台灣產業經營上之必然課題，而高分子複合材料（強化塑膠）也將無法置身於外；碳纖球拍、高爾球桿等生產基地目前已全部外移，電路板也逐步西進，如何應用大陸生產人力，增強產業實力，防止台灣母廠空洞化，成為當前立足台灣每個人的嚴肅課題。
(二)、台灣複合材料產業產品架構 由表一所示，我國複合材料產量以印刷電路基板最多，佔全部產量約2/3，其次為熱塑性複合材料，因環保意識抬頭，可回收之熱塑性產量顯然高於熱固性複合材料，此乃全世界趨勢，碳纖維複合材料產量雖最小，但附加價值高，具有發展潛力。

二、複合材料產業面臨之環境因素
複合材料產業目前所面臨之問題計有下列幾項：
(一)、產業結構脆弱：上游原料來源之掌控能力不足，亦無龐大內銷市場。
(二)、受國際市場影響大：如上次全球能源危機，就對當時的遊艇業造成極大的衝擊。
(三)、傳統市場發展有限：我國現階段土地及人工成本，已無早期從事複合材料產業之優勢，故此部分工 廠，可考慮外移。
(四)、外移情況嚴重：我國加入WTO後，內需產業將無任何保護傘可依靠，廠商紛紛外移至生產成本低廉的地區。
(五)、產業轉型刻不容緩：面對全球化的競爭，必須及早調整經營策略，重視產業升級轉型。
(六)、競爭激烈：中國大陸廉價土地及勞工，使台商、港商、韓商不斷投進各種技術和資金，因此大陸在複合材料上的進展不可忽視，將會對我國逐漸構成威脅。
　
三、複合材料產業發展願景、方向及目標

(一)、發展願景
我國複合材料業如欲與國際業者競爭，應有下列輝弘願景：
1、成為世界複合材料原料重要供應國。
2、成為亞洲複合材料專業設計中心。台灣設計及經營管理能力，一向傲視全球，若能好好發揮，再利用大陸後段加工製造優勢，成為亞洲複合材料專業設計中心，應是易於達成之事。
(二)、發展方向
為達上述之願景，複合材料產業應向下列之方向邁進：
1、整合生產技術與市場行銷，形成配套跨國性經營制度。
2、發揮國人在複合材料技術之睿智，使之成為技術性勞力密集產業。
3、充分並有效利用政府、學研機構之資源。
4、擴大內需市場：如交通、公共工程等重大工程建設。
5、從臺灣看世界：引進歐美新穎設計，師法日本的製造技術，利用台灣本身優勢，再結合大陸廉價的土地、人工，使我國的競爭力達到世界級的地位。
(三)、發展目標
有了上述願景與方向後，國內複合材料業者應訂定下列發展目標：
1、調整產業結構、合併小廠、增加接單能力：我國加入WTO，產業必須面對全球化的競爭，內需產業將無任何保護傘可依靠，因此必須及早調整經營策略，或許美國汽車零件複材商的策略聯盟、合夥經營或併購等調整方式，值得大家參考。
2、發揮高品質與高技術產品提昇附加利潤。
3、2010年達1500億之產值目標。
4、建立成為全球最大電子級玻璃纖維之生產與供應國。

四、國內工業材料產業的未來展望

(一)發展方向
　　依據我國新興產業發展政策，初步選出多項金屬材料、電子材料暨化學材料候選項目，然後考量市場機會和台灣產業條件，訂出各種評分標準要素及權重，再由專家學者逐項評估，完成「市場魅力度v.s.台灣適合度評估區位圖」，最後，經產官學研專家座談討論，遴選出國內未來工業材料產業發展重點潛力產品。謹說明如下：
化學材料產業：重整石化產銷結構、技術本土化、提升使用層次和由DEM走向ODM是努力的方向。需長期研發的重點有：環保新材料(Eco-materials)、低煙無毒片狀／團狀模造材、車輛／飛機內裝材、長纖維／熱塑預浸材、連續纖維預浸材、高剛性高阻尼材料、高分子複合材料補強混凝土、人造木材、高結晶性／難燃性聚丙烯(PP)、向同立構聚苯乙烯 (Syndiotacic PS)、液晶高分子、聚酯醯胺、氣體輔助射出成形等產品；宜由業者主導推動的重點有碳纖維自行車架／高爾夫球桿、電磁遮蔽／靜電消散材、強化塑膠地下管道、地工織物、低毒低煙電絕緣被覆材、PC樹脂／染色樹脂、尼龍66樹脂等產品。
(二)未來展望
　　配合政府發展台灣成為亞太製造中心和科技島的前提，材料產業將扮演不可或缺的樞紐角色，現階段是以協助產業發展為主要目標，中長程必須掌握自主的關鍵性材料與零組件。在良好的投資環境配合下，將能達成下述階段性指標：
化學材料產業：從廣義言，化學材料業涵蓋上游石化業及下游塑膠、橡膠、複合材料、人造纖維等產業，基於「全球氣候變化公約」限制，必須減少二氧化碳的排放量回到1990年的水準，因此減少能源使用量、提升能源使用效率和增加二氧化碳的回收成為當務之急，否則勢將增加國內石化及鋼鐵工業的生產成本，也是材料工程師面臨的嚴格挑戰。

材料產業發展趨勢
◎ 全球市場缺口以亞洲為主，各方關注與加碼投資(中國大陸)
◎ 台商面對市場壓力增大
◎市場經濟 vs. 計畫經濟(利潤下降、訂單流失)
◎產品性能提升(高值化)
◎泛用塑膠性能提升
◎功能性包裝材、metallocene olefin、薄壁材、奈米複合材、智慧型材料、、、
◎工程塑膠用量增加
◎高溫PA、高流動性PA、PA/ABS、PC/ABS、PC/PBT、奈米複合材料
◎材料、零件、下游廠商進行合作與聯盟
◎國內材料業者與新興產業互動緊密度仍需提升
◎新興產業材料需求規模有待提升與開發
◎綠色產品比重上升
◎綠色產品認證機制的建立
◎環保型材料的使用(再生料、無鹵難燃材料、氧化烯烴)
◎環保型添加劑、色料使得成本上升

五、提升全球競爭力之發展策略

除了複合材料業者進行上述方向、目標之努力外，政府與業者尚應著手下列發展策略，以提升全球競爭力：
(一)、有效檢討政府擬定之獎勵、輔助計劃或措施，設立監督、驗收制度：因大陸有廉價土地及勞工等良好的發展條件，政府更應擬定獎勵、輔助計劃或措施，以協助有發展潛力之廠商。
(二)、建立複合材料產業之獨立資訊系統。
(三)、成立複合材料策略聯盟(行銷、設計、製造可分工營運)：可仿造國外原料廠與加工廠策略聯盟方式。
(四)、政府制定複材製品列入重大工程之標準規範與制定。
(五)、對關鍵性技術之業界，確立有效之獎勵措施。

六、具體行動方案

在整體目標、策略規劃下，個人認為複合材料業者可採取之短、中期具體行動方案有下列幾點：
(一)、加強拓展美、日複合材料市場(指高分子複合材料中之GF/UP)：根據統計美國複材製品使用量每年達180萬噸，日本每年約60萬噸，台灣約5萬噸，若能搶佔美國複材製品5%的市場，對國內業者助益便十分可觀;因此應加強對美、日複材市場進行調查與區分及擴展，並利用工業合作機會，爭取國外廠商訂單及產品認證。
(二)、成為亞洲複合材料專業設計中心：國內工研院、中科院、漢翔公司等單位，複材設計技術位居亞洲領先地位，如能整合此複材技術，協助國內複材廠商進行設計製造達到互補的功能， 應可成為亞洲複合材料設計製造之領導者。
(三)、擴大複合材料在公共工程應用範圍：協調政府相關單位，將複合材料製品列入公共工程招標規範(如橋樑、防震工程、軌道車輛...)，並訂國家標準(CNS)使業界有所遵循，擴大複合材料應用之市場。


國內材料大廠的概況

新崛起的節能材料產業為碳纖維相關領域，碳纖維除了用途廣泛之外(航空領域佔20%，工業領域最高有60%，運動器材產業則佔了20%)，在節能方面效益更高，比如說碳纖維重量雖然只是鋁的50%、是鋼鐵的20%，但硬度卻是鋼鐵的十倍，實驗證明一公分的碳纖維甚至可吊起一．五噸的重物，顯示出碳纖維的超高節能效果。也因此在鋼鐵等原物料價格大漲後，專家便預測未來將有更多的金屬被這種夢幻材料所取代，從美國的碳纖維公司ZOLTEK去年還在虧損、今年也只能小賺，但股價已經大漲二0餘倍，可以看出碳纖維股股價的爆發力。
在台股中已有不少個企業在這個領域深耕佈局，目前開花結果的公司包括有台塑、和成、永裕、明安等，未來反應在股價的走勢上，低價的永裕股本最小，近期的飆漲將碳纖維的利多題材發揮到淋漓盡致，永裕透過100%轉投資新永裕應用科技材料公司研發出的碳纖維未來應用端正是目前最hot的替代能源領域，結合經濟部業界科專、國內大學及工研院的技術，新永裕研發出氣相成長碳纖維(VGCF)材料，可用於鋰二次電池負極材料、燃料電池雙極板及碳紙碳布、乾電池碳棒碳粉等，碳纖維材料算是一種添加劑，若加入鋰電池中負極材料中，不但可延長鋰電池的壽命，更可加快充放電速度，目前已送鋰電池大廠認證中，預期最快下半年即有佳績傳來，而反應碳纖維的高成長題材，永裕在十四元以下整理九年後也啟動了新股掛牌才有的蜜月行情漲勢，從永裕越漲量越縮的現象來看，永裕也將成為碳纖維族群散動比價漲升走勢的指標。
相較於永裕目前僅提供給像工研院等學術研究單位、學校、公司研發單位，仍未大量出貨，和成0四年成立科技陶瓷處，透過中科院國防科技的技轉開發出商機也相當龐大的碳纖維複合材料，目前已正式商品化，並運用在滑鼠及手機上，在永裕股價淨值比拉升至一．八倍後，目前股價淨值比僅一．一倍的和成也有比價漲升潛力。
另外，高爾夫球杆頭的明安(8938)算是目前碳纖維族群中實際營運貢獻比重最高的個股，去年明安的複合材料包括自行車前叉及碳纖維布的營運比重約十，今年在常熟廠加入生產及產能、應用擴增下，整體複合材料營收可達十一億元，YoY達六成，預期佔明安今年營運比重將可望拉升到15%的水準，而這還不含擴大複合材料事業，將觸角延伸至航空座椅的航太領域的效益。由於明安過去幾年已都是高獲利的代表，未來一旦碳纖維航空座椅通過耐燃測試順利完成認證，複合材料可望成為推升明安未來業績大成長的一股動能之一。