人形机器人+汽车 轻量化最受益标的，新题材PEEK是什么？

12月18日，市场出现一个新的题材“PEEK”，概念股中欣氟材、新瀚新材、富恒新材等涨停。PEEK受到证券市场的广泛关注，主要源于特斯拉正式发布第二代Optimus机器人，其行走速度提高30%、整体重量减轻10KG，而这其中大量试用了PEEK。随着智能汽车、机器人和3D打印对轻量化新材料的需求迫切，PEEK材料优异的物理性能、当前合适的价格和未来较大的降本空间，有望迎来渗透率大幅提升。

一、PEEK是金字塔顶端的特种工程塑料

PEEK中文名称聚醚醚酮，属于聚芳醚酮（PAEK）大类，是一种由亚苯基环通过醚键和羰基连接而成的结晶型芳香族热塑性聚合物，是新一代轻量化高性能的军民两用特种工程塑料。

特种工程塑料是20世纪60年代后期发展起来的一类高分子新材料。从1960年聚酰亚胺的最初问世到 1978 年PEEK问世的近20年间，欧美各大公司先后投入了大量人力、财力对特种工程塑料进行研发，虽然论文发表的品种不下几十个，但最终真正有应用价值并实现产业化的不足10个。这些特种工程塑料在性能、商业价值上都处于工程塑料的顶端，而PEEK则处于金字塔的顶端。

二、PEEK的主要优势

PEEK具有耐热、耐腐蚀、耐辐射、高抗冲击强度、高耐磨和耐疲劳、加工性能优异等特性，目前主要是取代金属、陶瓷等传统材料的角色，已经在航空航天、电子信息、石油化工、医疗卫生、汽车制造等领域取得了广泛的应用。

PEEK 与主要工程塑料、特种工程塑料性能对比情况如下表。PEEK 性能全面，在刚性方面优于绝大多数特种工程塑料的同时，也兼具韧性，展现了全面的机械性能，此外在耐热、耐磨、耐腐蚀等方面均表现优异。因此，PEEK 是公认的全球性能最好的热塑性材料之一。

此外，PEEK作为一种高分子新材料，其主要用于替代金属材料，在“以塑代钢”、“轻量化”的大背景下，PEEK以其优异的性能在中高端领域逐步替换金属材料的使用。PEEK比强度大，在满足强度要求的前提下，可以大幅度减小材料本身的自重，成为实现“轻量化”的解决方案。此外PEEK在绝缘性、耐化学性方面均优于普通金属。在医用领域，PEEK特性相对于锆、钛合金，更适合作为医用植入式材料，其密度、弹性均非常接近人体骨骼水平，且不易导热，增加了植入后的舒适性，并且PEEK作为非金属材料，可被 X 射线穿透和实现CT扫描，方便患者进行医疗检查。

三、PEEK市场规模不断扩大

PEEK全球市场规模在7亿美元，CAGR为 6.3%。2019年全球PEEK消费量为 5834 吨，根据华经产业研究院预测，2022年全球 PEEK 消费量约为7560吨。根据 Markets and Markets 测算，2016-2021 年PEEK市场规模由5亿美元增长到7亿美元，复合年增长率为6.3%。由于PEEK价格昂贵，长期以来主要销往欧洲和北美等价格承受能力较高的地区（2021 年合计占 70%）。近年来，随着全球生产能力和消费能力由发达市场向新兴市场转移，亚太地区正在成为PEEK的主要消费地。我国PEEK消费量逐年增长，从2012年至2021年，我国PEEK消费量从80吨增长至1980吨，市场规模不断扩大。

PEEK目前主要是取代金属、陶瓷等传统材料，已经在航空航天、电子信息、石油化工、医疗卫生、汽车制造等领域取得了广泛的应用。从全球市场看，PEEK在交通运输领域消费最多，占比达40.2%，机械化工占比25.3%，电子信息占比24.4%，医疗及其他占比10.09%；我国PEEK需求结构与全球市场基本相同，交通运输、工业、电子电气、医疗及其他领域消费占比分别为40%、25%、25%、10%。

四、PEEK生产有壁垒

PEEK合成工艺路线主要有亲核取代化学反应和亲电取代化学反应两类：

• 亲核取代路线由英国帝国化学工业（ICI）公司最早开发，具有副反应容易控制、产出PEEK粉末纯度高的优点，但是该工艺反应条件苛刻、合成工艺复杂、单体价格昂贵、成本高。
• 亲电取代路线优点是条件温和、原料易得，但存在合成PEEK纯度相对较低、催化剂和溶剂用量大且环境不友好等缺点，因此目前一般采用亲核取代路线。

据华创证券研报分析，PEEK树脂合成的壁垒主要在聚合环节：

• 难点一：分子量及分子量分布的控制。PEEK 的合成过程为缩聚反应，由于 PEEK的反应单体在高温下特别容易挥发，而且在反应过程中会产生大量水蒸气和二氧化碳，反应单体也会随着气体带走，所以实际参与聚合反应的单体比例变得异常难以控制，分子量及其分布亦非常难以控制，批次产品之间的稳定性较差，具体表现为不同批次的熔融指数差别较大。
• 难点二：反应温度的控制。PEEK 的反应温度高达 330℃，远高于绝大多数聚合物的合成温度。温反应条件对于反应釜的要求特别苛刻，材质需要耐高温耐腐蚀。为了提高单批次产出，最大限度的保证产品的稳定性，提高产出效率并且降低生产成本，应当使用大型的反应釜。但随着反应釜尺寸的增大，反应釜内温度的精准控制难度也在增大。
• 难点三：杂质和凝胶。杂质和凝胶可以被认为是合成的副产物，其中含有大支化链段和超大分子量的 PEEK 形成了凝胶，在挤出薄膜或线缆时会导致鱼眼产生。而低分子量的 PEEK 则有可能因为耐温不足，在加工过程中产生黑点。
• 难点四：表观特征稳定控制。在高分子的合成过程中，颜色是最难控制的一项，其影响因素众多包括每一步反应时长、温度、单体的氧化、原材料的变化等。其中单体变性是重要的因素，对苯二酚极易氧化，氧化后变色，会导致 PEEK 合成之后的颜色灰暗。同时，PEEK 反应过程中，温度分为若干段，每一阶段的升温速率及控制温度和时长都需要精准的控制。反应温度和时间的变化均会对颜色产生较大影响。

五、市场主要玩家

由于合成高壁垒，目前全球PEEK树脂产能主要集中在海外。PEEK最初由ICI于20世纪70年代末开发，随后其PEEK业务被英国的威格斯Victrex收购。威格斯是目前全球最大的PEEK生产商，产能约为7150吨，其次是比利时的索唯亚Solvay，产能约为1500 吨，德国的赢创Evonik 产能约为 1250 吨。以上 3 家企业集中了全球 80%以上的PEEK材料产能。

我国PEEK生产起步较晚，目前仍以进口为主。我国PEEK材料研发起步较晚，20世纪80年代由吉林大学主导完成了实验室小试，并制备出了公斤级扩试产品，经测试主要物性达到国外PEEK树脂同等水平，并取得了我国第一批专利的授权。经过多年的不断开发，国内不断有企业加入PEEK聚合行列，有力推动了PEEK的国产化。目前我国PEEK产能主要集中在吉林中研股份、浙江鹏孚隆、长春吉大特塑、山东浩然特塑、盘锦中润特塑、山东君昊等企业。

PEEK国产化趋势有望带动降本，从而推动下游需求提升。根据工程塑料应用《PEEK简介及市场》资料，国际市场上标准级PEEK的售价一般为800-1000元/kg。而根据中研股份招股书，公司在大规模产业化生产后取得了较大的成本优势，平均售价在500元/kg，远低于国际市场价格。国产化趋势下，PEEK树脂具备较强的性价比，有望迎来渗透率较大提升。