近期，“PEEK”概念股大涨，引发资本市场对PEEK新材料的广泛关注。结合前不久特斯拉CEO马斯克发布了其旗下人形机器人擎天柱的第二代版本Optimus-Gen 2，高强度、轻量化的新材料正在逐渐走向大众视野。
视频显示，第二代擎天柱在保证原有功能的基础之上，体重由73公斤下降至63公斤，行走速度提升了30%，平衡力和身体控制能力都表现更佳。由于人形机器人自身电量有限，如何减轻自重、增加续航一直是人形机器人研发的重点内容。
人形机器人减重大致围绕以下几个方向：电缆布置整合、机身结构优化、电机和执行器的减重以及采用新型轻质材料替代原先的铝等金属结构件等。在“新型轻质材料减重”的这一方向，PEEK材料以其“轻量化、高强度”的优异性能在众多材料中脱颖而出。虽然特斯拉目前尚未明确向外界透露其实现“减重”的秘诀，但据业内人士大胆猜测， PEEK材料或许是第二代擎天柱成功瘦身的关键“减肥药”。
塑料按照产品性能和用途可大致分为通用塑料、工程塑料与特种工程塑料三大类，而PEEK作为特种工程塑料的一种，具有耐热、耐磨、耐腐蚀、耐辐射、耐冲击、尺寸稳定以及无毒、阻燃等优点，是全球公认性能最好的热塑性材料之一。该材料不仅自身具备“轻量化”特征，比强度甚至能够达到铝合金的8倍，综合性能显著优于其他工程塑料或金属材料，在产品性能和附加值方面均处于金字塔顶端。
得益于其卓越的机械性能和化学稳定性，PEEK在电子信息、工业及能源、医疗、汽车、航空航天等领域被广泛应用。在航空航天领域，PEEK聚合物及其复合材料正在逐步取代飞机部件中的铝和其他金属材料，由于PEEK材料本身具有耐热、耐腐蚀等特性，可以很好地承受高温以及雨水的侵蚀，很适合作为飞机的外部部件；而其无毒、阻燃的特点又非常契合飞机内饰材料的需求，极大地保障了火灾发生时飞机内舱的消防安全。在医疗卫生领域，由于PEEK材料具有卓越的生物相容性，且密度和弹性与人体骨骼水平极为接近，因此非常适合作为植入级的医用材料。目前该类材料已被用于神经外科修补片如人工颅骨、颌面骨修补，以及骨科植入耗材如韧带修复钉、关节界面螺钉等。在半导体生产领域，PEEK材料也大受青睐，该材料自身具有高机械性能、尺寸稳定性及优异的电绝缘性特征，非常适合作为半导体生产线的零部件，如CMP保持环、晶圆吸盘和连接器等。
由于我国工程塑料产业发展起步较晚，技术水平明显落后于国外先进企业，导致目前国内PEEK产品的供应能力严重不足。我国现已成为全球最大的工程塑料进口国。据统计，2018年我国工程塑料的自给率仅为62%，特种工程塑料自给率更是低至38%。根据《中研股份招股说明书》，在特种工程塑料中，我国的PEEK的进口依存度高达75%。2021年5月，中国石油和化学工业联合会发布的《“十四五”化工新材料产业发展指南》指出 “要大力发展聚砜、聚苯砜、聚醚醚酮、液晶聚合物等高性能工程塑料”。在政策的引导和支持下，近几年国内PEEK上下游产业链也在齐齐发力。
PEEK属于合成树脂制造业，上游是化学原料和化学纤维制造行业。其中PEEK纯树脂的核心原材料主要为氟酮（DFBP），氟酮占粗粉成本约为50%，氟酮的纯度和品质会直接影响PEEK的产品品质。全球范围内具备氟酮规模化生产能力的厂商数量极少，主要产能集中在中国的三家氟酮生产企业新瀚新材、中欣氟材和营口兴福，国外仅英国威格斯有部分自有产能以及印度有少量产能。PEEK复合增强类树脂的原材料需要添加碳纤维、玻璃纤维、聚四氟乙烯（PTFE）等。其中，碳纤维被称为“新材料之王”，由于国产碳纤维产品质量良莠不齐，中国高性能碳纤维目前还是以进口为主。
中游主要为聚醚醚酮生产行业，负责聚醚醚酮的生产、制造等环节，代表公司有英国威格斯、比利时索尔维、德国赢创，国内代表企业有中研股份、鹏孚隆、君华特塑等。
下游主要是应用领域，聚醚醚酮主要应用于汽车、电子电气、工业、航空航天、医疗等领域，其中医疗领域代表企业有国内最大的PEEK颅骨修复公司康拓医疗。根据《康拓医疗招股意向书》，即使在PEEK产品的出厂价和终端销售价格高于钛材料产品近10倍的情况下，2020年公司旗下的PEEK颅骨修复产品的销售占比仍超过了钛材料产品。不难看出PEEK在医疗领域对金属材料的替代之迅速。
然而，从全球消费结构来看，PEEK在医疗领域的应用占比不足10%，主要应用场景仍集中在交通运输和工业领域，合计占比高达65%。从地区消费情况来看，PEEK的消费市场主要集中在欧洲、美洲和亚太地区。随着全球汽车、航天航空以及电子信息产能不断向亚太地区转移，亚太地区尤其是中国的PEEK消费迅猛增长，中国已经成为继欧洲和美国之外最大的PEEK消费市场。
2012—2021年，中国PEEK产品的需求量不断增加，从2012年的80吨增长至2021年的1980吨，年均复合增长率达到42.84%，远超全球市场的平均增速。根据沙利文咨询的预测，在假设我国PEEK材料主要终端应用产品维持不变的情况下：2022至2027年期间，我国PEEK市场需求量将由2334吨提升至5079吨，对应CAGR约为16.8%。然而，现阶段国内的PEEK产能似乎无法与高速增长的需求相匹配。沙利文咨询数据显示，2021年国内企业PEEK材料产量1154.46吨，年消费量1980吨，仍存在较大的供给缺口。
目前，全球PEEK产能主要集中在国外，行业内呈现“一超多强”的竞争格局。英国威格斯处于行业龙头地位，也是目前全球最大的PEEK生产商，产能达到7150吨/年；比利时索尔维现有PEEK产能2500吨/年，产品主要出口到欧洲和日本；德国赢创是全球第三大PEEK生产商，产能已达到1800吨/年。国内方面， PEEK产能主要集中在中研股份和鹏孚隆等公司，其中，中研股份产能达到1000吨/年，是国内最大的PEEK生产企业之一，2021年公司的产销规模均处于国内首位，当年度全球市场占有率约为8.07%。中研股份也被称为“中国PEEK第一股”，于2023年9月20日成功在上海证券交易所科创板挂牌上市。目前国内PEEK厂商在建产能合计约为6000多吨，在建厂商包括浙江鹏孚隆、君华特塑、沃特股份等。由于PEEK材料从项目前期筹备到正式投产运行耗时仍需几年时间，因此，国内对PEEK材料进口的依赖短时间内还将持续。
制约国内PEEK产能扩张的主要因素可概括为三个方面：
一、原材料价格过高导致PEEK产品价格居高不下。PEEK的核心原材料氟酮属于小众化学品，生产氟酮的原材料成本以及生产过程中的工艺和环保成本均相对较高，导致自身价格居高不下。目前国内氟酮价格约为10万-15万元/吨，每吨PEEK材料需0.7—0.8吨的氟酮原材料，若氟酮材料价格上涨5%，则对应PEEK材料毛利下滑1%—1.5%。原材料价格过高对于PEEK成本和售价的制约一定程度影响了下游的大规模应用。
二、生产工艺难度大、产能爬坡周期长。由于PEEK的下游应用集中在高端制造领域，对于产品质量要求极高：不仅要保证高纯度和高机械性能，还需确保产品的批次稳定性。而PEEK材料的实验室合成工艺与实际工业化规模生产的工艺差距较大，需要长期的生产经验积累，这也解释了PEEK材料虽然研发已久，但全球能够大规模生产的企业极少的原因。即使厂商具备制造高质量、高一致性PEEK树脂的生产能力，从扩产到真正实现有效产能投放也仍需较长一段时间，比如中研股份从100吨/年的产量爬坡到550吨/年花费了七年左右的时间，产能利用率仅为55%。
三、下游客户验证周期长。由于PEEK材料耐腐蚀、耐磨的优秀性能，产品多用于工作环境恶劣、性能要求苛刻的产品领域，这些领域对于产品的质量稳定性和使用寿命都有较高的要求，因此开发阶段的测试周期也相对较长。例如，中研股份2016年开发汽车热管理用PEEK材料，2019年才开始供货，产品从研发成功到正式供货一般需要3—5年，下游客户的产品导入和验证周期也严重制约了PEEK厂商的产能扩张。
综上所述，PEEK材料作为高强度、轻量化的特种工程塑料，兼具刚性和韧性的特质，十分适合替代金属材料和通用塑料应用于高端制造领域，尤其在医疗、新能源汽车和人形机器人等对轻量化有较高要求的行业，PEEK的渗透率正在迅速提升，国内PEEK行业或将迎来真正的春天。
