（报告出品方/作者：华安证券，王强峰、潘宁馨）

1 国内 COC 开启产业化元年，市场空间广阔

COC 是一种高性能、高壁垒的“卡脖子”的材料。COC（环烯烃共聚物）是一类 性能优越的材料，这种材料依赖于 C5 产业链，由 C5 原料制备得到环烯烃单体，并 在此基础上通过和 α-烯烃（如乙烯）共聚制得，其中反应单体、催化剂、聚合工艺 均存在较大难度，产业化壁垒极高，目前国内全部依赖进口。

COC 物理性能极佳，可广泛应用于消费电子、医疗等高端领域。环烯烃共聚物 (COC) 具有高透明度、低双折射率、高阿贝值等优良的光学性能，同时具有低吸水 性、高生物相容性、尺寸稳定性、低密度、高耐热性、高流动性等优良性能，主要应 用于镜头及液晶显示屏用导光板、光学薄膜等的光学用途，医疗、检测仪器领域，电 子器件领域等。目前主流的手机摄像镜头均采用以 COC/COP 为原料的塑料镜片， 同时 COC/COP 近年来也拓展了预灌注、医疗包装、食品包装等用途。另外，由 COP 制成的膜材料可用于各类屏幕，以及 PE 改性剂等其他高端领域。

COC 需求稳定增长，光学领域需求占比超过一半。由于生产企业较少，技术突 破难度高，全球 COC 消费主要由供给决定，约 8-9 万吨。据中国化工信息中心(CNCIC)， 2021 年中国消费 2.1 万吨左右 COC，目前已是全球最大的 COC 消费国家，其中 53.2%需求来自于光学领域，包装和医疗领域分别占 25.3%及 15.1%，其他领域占 比 6.3%；预计 2025 年中国 COC 消费增长至 2.9 万吨，CAGR 约 8.4%，预计到 2025年，光学领域占比上升至55.4%，包装领域及医疗领域占比约为23.6%及14.7%。 光学领域仍然是 COC 最重要的领域，且由于消费电子及新能源车产业链向国 内转移，国产替代需求不断提升。同时，一些新的光学应用场景也给 COC 材料注入 新的发展动能，如虚拟现实、抬头显示、车载光学等。医药包材与食品包装对于 COC 的应用均是广阔的蓝海市场。材料相对于原有的竞品均有一定的优势，但囿于成本 问题前期仅应用于高端应用领域，所以目前需求量未充分反映实际，国产化降本有 望打开更多新增需求空间。

2 光学领域：手机车载领域产业链完善亟待国产 替代，新应用场景注入活力

COC 材料目前最大的需求领域来自于光学领域，主要场景有手机镜头、车载镜 头、安防镜头、AR/VR 及抬头显示等新型应用场景等。 手机镜头由若干镜片（指模组内）、隔片（隔圈）和压圈、镜筒组成。从材质上 分，镜头主要分为塑料镜头和玻璃镜头两大类；制程上又分成球面和非球面。现在 手机应用的主要是非球面塑料镜头。塑料镜头的优点在于小而轻、便于大规模量产 （注塑方便）、加工成本低、塑形能力强、良率高，玻璃镜头的优点在于透光率更高、 成像质量更好，但其高昂的制造成本和复杂的工序不适宜消费电子的应用场景。除 此之外，还有玻璃塑料混合镜头，由部分玻璃镜片和部分塑料镜片共同组成，结合 了二者的特点。目前手机镜头模组镜片以塑料镜片为主，少数高端机使用玻塑混合 镜片，但未广泛应用。

聚光成像的透镜是决定照片清晰度的重要部件，由凸镜和凹镜组合而成。普通 照相机上使用的是口径较大的玻璃材质的透镜，而智能手机的相机透镜，则必须既 小又轻才行。手机镜头塑料材料的核心要求：高折射率、高透光率、低雾度、低双折 射率、高阿贝数、高热变形温度。其中，低双折射率是图像高清晰度的关键。 PMMA 和 PC 透明塑料可以替代无机玻璃，但缺点在于 PC 双折射率偏大， PMMA 吸水率偏高， 因此需要开发新型性能优良的光学透明性塑料，其中非晶形聚烯烃是最有代表性的。目前常用的高端光学塑料有日本三井化学 APEL—COC/日本 ZEONEX—COP/日本大阪气体化学— OKP 系列，其中三井化学和瑞翁是全球光学 镜头材料这一市场的主要玩家，其生产的 COC/COP 材料也是最常用的光学透明塑 料。根据 APEL 树脂相关推介材料，该材料主要应用于凸透镜和传感器侧的透镜， 对镜头的成像能力起到关键作用。

轻薄多摄的技术趋势下，手机镜头增速高于手机出货量增速。基于手机内部空 间的局限性，单颗镜头就能像单反相机一样进行物理层级的画面拉伸，所以只能通 过增加镜头的方式，以实现不同焦段之间的切换完整性，实现人们从微距拍摄到远 距离拍摄的需求。集成多颗摄像头能给手机赋予更强大的拍摄效果，通过长焦，广 角，微距，深度传感器等，让不同功能、不同性能的摄像头在不同的应用场景下发挥 作用，因此近年来可以观察到镜头模组的增速高于手机出货量增速。据 TrendForce 集邦咨询最新发布的报告显示，受高通胀以及疫情影响，2022 年全球智能手机市场 生产量表现不如预期，导致 2022 年手机摄像头模组出货量的大幅下滑，仅只有 44.6 亿颗。2023 年在预期全球经济逐步修复下，智能手机生产量有望同比增长 0.9%， 同时受益于低端手机镜头数量的提高，因此，预计 2023 年手机摄像头模组出货量将 同比增长 3.6%，达 46.2 亿颗。单个手机镜头数从 2019 年的 3.24 个已经提升至 2023 年的 3.87 个。

除了增加镜头数量，镜片层数的增加也是一个显著趋势，COC 材料在手机光学 镜头领域的需求预计维持高增速。通常而言，模组内，多层镜片组合会互相矫正过 滤，达到更好的成像清晰度，此外也有益于图片紫边效应的减轻，以及对光学畸变 的改善。目前，高端机进入 7P/8P 时代，中低端机型仍有一定提升空间。手机进入 存量市场低增长的背景下，我们认为中低端手机摄像头数量的增加以及镜片层数的 增加能够使得镜片材料仍然能够维持在一个较稳定的增速。我们预计到 2025 年，传 统手机镜头对应的 COC/COP 需求将达到 2 万吨。

除了传统的手机镜头的应用场景，COC 在光学领域面临着虚拟现实、抬头显示、 车载光学等新场景拓展的历史机遇。我们预计到 2025 年，国内新型应用场景的 COC/COP 需求将达到 0.5 万吨。 虚拟现实：AR/VR/MR 领域近年来发展较快，被认为是下一代计算平台，其展 现形式头戴式显示器对光学性能要求较高，玻璃透镜是常见方案，但其作为消费电 子级产品有轻量化和降本的需求，为光学塑料提供较好的发展机会。从行业头部企 业来看，三井及宝理的 COC 目前均已有应用于 AR 头显，性能上有助于镜片的轻薄 化、低双折射率、对 AR 涂层吸附力强不易剥落（显著优于 PMMA）。 抬头显示（HUD）：抬头显示组件包含聚光镜头、组合器等。从产品迭代来看， C-HUD 在 2019 年趋向饱和，当前 W-HUD 保持快速增长，AR-HUD 虽然量少，但 是增长较为快速。无论是 W-HUD 还是 AR-HUD，都是直接投影在汽车前挡风玻璃 上，前挡风玻璃是一个自由曲面，HUD 内置的自由曲面反射镜核心需要解决前挡风 玻璃的自由曲面导致的成像画面畸变，是 HUD 光路的核心组件，自由曲面反光镜对 加工精度要求极高，良率较低。在应用中，W 型和 AR 型 HUD 自由曲面镜材料为PC 或者 COC 塑料材质，要求高面型精度，高反射率，良好的耐候性能，从性能上 而言，COC 材料是最佳材料。

车载光学：车载镜头包含感应摄像头、监视摄像头、行车记录仪、倒车影像监视 系统、平视显示器等。随着汽车智能化的发展，车用镜头近年不断升级，从倒车影 像、环车影像这类纯影像显示，到自动驾驶系统所需的雷达或光达镜头，车用镜头 对性能要求也越来越高。一般而言，车载镜头对耐热性要求较高，同时对安全性、可 靠性的要求更高。从目前的应用来看，由于车载镜头的口径较大，玻璃的高折射率 及耐形变、耐高温的特性较为优异，应用以玻璃或玻塑为主。但随着光学塑料耐形 变、耐高温性能不断提高，以及成本竞争力不断提升，塑料材料的渗透率有进一步 提升的可能。目前，领先企业三井等 COC 牌号已应用于车载摄像头，性能上的优势 除了低双折射率，还有较 COP 更高的耐热性。相较于手机镜头，该领域单个镜头用 量更多。

3 医药包材领域：预灌封注射器打开需求增量空 间

医药包材领域是 COC/COP 材料第二大应用领域，同时也是增长潜力最大的应 用场景。由于 COC 优秀的防潮性能、化学惰性、耐酸碱性、气密性、耐高温性，其 在医学领域中开发出了较多用途。由于海外标杆企业已在该领域上进行了推广，目 前用量较大的领域包含预灌封注射针、药用容器、药品包装、医疗器械和耗材、微量 滴定板和生物芯片检测器械等领域，发展领域较为广泛，尤其是预灌封注射针领域、 药用容器已在国外有了长足进步。

新冠疫情疫苗用药品包装短缺引发关注，COC 材料迎来东风打开市场需求。疫 情期间，全球疫苗用中硼硅玻璃制成的西林瓶或预灌封注射器(预充针)由于中硼硅玻 璃产能紧张而紧缺，COC/COP 材料作为竞品中性能最为优越的品种受到了广泛的 兴趣，从而一定程度上加速了产业化以及市场推广的进程。从国家药品监督管理局 药品评审中心的相关登记情况来看，2022 年起，COC/COP 相关材料申请登记的品 种显著增加，且应用领域和种类明显拓展，行业发展正在加速。

截止 2021 年，我国医药包装行业市场总规模约 1359 亿元。从获批材料种类来 看，聚合物材料(如聚乙烯、聚丙烯和聚酯等聚合物)获批数量 672 个，占比 42.1%， 玻璃材料获批数量 182 个，占比 11.4%。尽管聚合物材料获批数量众多，这些材料 主要应用于医药泡罩、口服固体制剂和液体制剂包装等中低端领域，无法满足阻隔 性要求较高的高端药剂等领域的需求，这些领域仍以玻璃为主。COC/COP 环烯烃 类共聚物高端新材料仅获批 1 件，这是由于国内供应不足，COC/COP 材料在国内 医药包材领域的应用起步较晚，渗透率很低，但随着我国制药行业的快速发展以及 COC/COP 国产化加速，该领域将迎来快速发展，市场空间广阔。

主要应用领域一：预灌封注射器（预充针）

预灌封注射器是一种新型液体药品的包装形式，其针尖预先固定在注射器上， 药品预先灌装于容器内，操作时仅需取下护套便可直接注射。预灌封注射器相对于 传统的注射器拥有密封性好、减少药品污染、剂量控制准确、生产效率与使用效率 更高、能够减少转移和抽取中的浪费等优点。 预灌封注射器越来越多的应用到胰岛素、疫苗、单抗、干扰素、生长激素、透明 质酸等生物制品和昂贵药物的包装。对于价值高昂、敏感类的生物制剂及低温条件 下的 mRNA 疫苗而言，预灌封注射器药物使用率较高，如新冠疫苗较多采用预灌封包装。由于 COC/COP 有更好的药物稳定性、高度的生物相容性（低蛋白吸附、低 金属离子污染），后续在高端小剂量药品包装上，有望替代一部分安瓿与西林瓶需求。

1）生物药

生物药在全球范围内快速发展，根据 Frost & Sullivan 数据，2021-2026 年生物 药的复合增速将达到 12%，2026 年市场规模预计达到 5874 亿美元，复合增长率远 高于小分子化学药市场增速。根据医药魔方对 2022 年 TOP100 药品榜单的统计显 示，单抗、双抗、ADC（抗体偶联药物）、重组蛋白、疫苗类大分子药物共 56 个， 销售收入占比 62%。2022 年中国生物药市场规模已达到 5183 亿元，预计将持续以 接近 20%的复合增速增长，预灌封注射器的包装形式也将随之带动增长，其中 COC/COP 类包装材料可作为有效补充。

2）医美注射类针剂

另一个快速增长领域是医美预灌封注射器，一次性肉毒素注射剂、一次性透明 质酸（又名玻尿酸）注射剂等注射填充类项目是非手术整形美容首选，其中玻尿酸 占比接近 2/3，肉毒素接近 1/3。小剂量、高价格的医美产品普遍应用预灌封注射器 包装。医美注射的交联透明质酸是高度粘稠的并且还具有非牛顿流体属性，使用传 统的预填充注射器所需的高机械力将导致透明质酸粘度发生变化，而 COC/COP 聚 合物/共聚物具有很好的抗破损性能，有着能和玻璃媲美的透明度和卓越的隔阻性能， 非常适合被制成医药初包装产品，因此在玻尿酸，胶原蛋白、自体脂肪填充、液体肉 毒素等医美针剂中有较好的发展潜力。根据新氧招股书，预计 2018-2023 年中国非 手术类医美市场复合增速达 23%，随着医美注射填充消费的快速增加，预灌封注射 器市场进一步打开。从注射类医美产品龙头企业招股书来看，预灌封注射器已成为 各家采用的主流包装形式，采购金额逐年提升。

3）二类疫苗及 mRNA 疫苗

通常而言，我们能够接种的疫苗分为两类，一类疫苗我国免费向公民提供的疫 苗，而二类疫苗属于自费范畴，包含狂犬疫苗，流感疫苗，乙肝疫苗，肺炎疫苗，水 痘疫苗，Hib 疫苗，手足口疫苗等。由于其消费属性更强，价格控制较松。预灌封注 射器相较西林瓶而言能够降低药液残留量，因此在二类疫苗的包装形式占比中有上 升趋势。近几年来我国二类疫苗的增长带动了预灌封渗透率上升。2020 年，中检院 二类疫苗批签发量约 3 亿支，按照 50%渗透率，潜在需求即 1.5 亿支。 mRNA 疫苗同样是预灌封注射器重点应用领域，新冠期间，90%以上的新冠疫 苗使用预灌封包装。由于新冠疫苗开发应用，疫苗在预灌封下游的占比快速增长。

预充针的生产一般利用即用型预充式注射器进行无菌灌装和加塞，使用即用型 包材进行生产。其结构主要含针管、针、柱塞、推杆、针帽等，其中针管是盛放试剂 的关键部件，其制作材质主要有中硼硅玻璃及塑料两种。从产品类型及技术方面来 看，玻璃材质是目前最主要的应用类型。塑料材质的预灌封注射器主要使用环烯烃 共聚物（COC/COP）制备，相较于玻璃预灌封注射器而言，塑料注射器不仅在生产 中减少了很多环节，同时生产环境在 D 级洁净车间，还能够进行环氧乙烷灭菌。据 QYResearch 数据，2020 年，全球预灌封注射器针筒市场销售额达到了 44.2 亿美 元，其中玻璃材质的预灌封注射器在全球预灌封注射器产量市场的占比超过 90%。 由此计算，全球 COC 材质的预灌封注射器渗透率达到 10%，市场空间约 4.4 亿美 元。海外推广这一材料的先驱是特种玻璃巨头肖特，其与宝理建立了战略合作，同 时肖特在德国新建的聚合物医药包装工厂已于 2022 年开始商业化运作，用于配合 该包装材料的全球推广。在国内，据国家药品监督管理局药品评审中心信息显示,肖 特在 2018 年就拿到了 COC 材质的预灌封注射器批号,SCHOTT TOPPAC®也已渗 透到国内的医美企业。国内市场目前渗透率极低，后续仍有较大的提升空间。

主要应用领域二：药用容器及药品包装

在药用容器及药品包装领域，COC/COP 同样可替代中硼硅/高硼硅玻璃，高透 明、低双折射率、低吸水、高刚性、高耐热等特点，且水蒸汽气密性好，耐化学药品 性、 耐酸性、耐碱性优良，耐擦伤性良好。现有的药物包装材料大部分是由铝箔、 内侧具热封性的聚氯乙烯（PVC）层与外侧塑料层复合而成，其中 PVC 含有有毒物 质塑化剂，会危害人体健康，存在安全上的隐患。根据国家药品监督管理局药品评 审中心信息显示，近两年企业开始添加环烯烃共聚物（COC）作为药用复合膜、袋 的材料之一，以替换 PVC，由于 COC 的热封性强且水汽隔绝性能强，同时不会在 高温下释放有毒物质，因此若 COC 成本有所下降，该应用有望广泛推广。

其他潜在放量领域： 1）在标准要求很严的医疗器械装置和检查诊断器具等医疗领域，COC 作为高品质和高成本的石英玻璃和聚二甲基硅氧烷等的替代材料，被认为是面向这一用途 的最佳塑料材料。 2）微量滴定板和生物芯片等检测器械，这些领域对光学要求比较高，COC 树 脂有优秀的光学与化学惰性，同时能够兼具加热/紫外线/化学消毒方式，因此在这些 方面的潜在放量存在机会。 到 2025 年，我们预计光学镜头领域需求将达到 2 万吨，新型光学应用领域需 求达到 0.5 万吨，预灌封注射器需求将达到 1.2 万吨，药用容器、药品包装及其他潜 在应用领域需求有望达到 0.5 万吨，COC 总需求有望达到 4.2 万吨。

4 COC 技术壁垒深厚，海外高度垄断，国产替 代空间广阔

COC 聚合物技术壁垒深厚，开发难度高。从生产工艺来看，COC 聚合物是降 冰片烯单体与其他烯烃共聚的一系列高分子产品。主要的技术难度来源于以下几方 面：

一是降冰片烯单体的制备：双环戊二烯是石油裂解的产物，是合成环烯烃材料 的重要原料，其裂解产物环戊二烯与其他含有双键的单体发生 D-A 反应，合成新型 的环烯烃单体如降冰片烯(NBE)。降冰片烯是工业界最常用的环烯烃单体，具有较大 的环张力，在开环易位聚合中能够表现出较高的活性。最常见的环烯烃共聚物（COC） 是乙烯/降冰片烯共聚物。此类环烯烃材料有很多优异的性能，但是也存在一些不足 之处。对于环烯烃共聚物而言，随着环烯烃单体插入率的增大，聚合物材料的玻璃 化转变温度呈现升高的趋势，而高的共聚单体插入率常常会带来材料韧性的下降， 这一缺点使乙烯/降冰片烯共聚物的应用受到限制，因此对于不同下游应用而言，可 设计不同特点的共聚单体对材料的性能进行提升，这是前期开发过程中重要环节， 举例而言，提高环烯烃单体在共聚物中的含量（增多聚合物中的刚性链段）或向环 烯烃聚合物中引入大位阻单体能提高其玻璃化转变温度，又如将酯基这一类极性基 团引入到环上，能够提高材料的可混性和粘附性，且材料的韧性也较为优良。由于 环烯烃单体无流通贸易，该环节是合成 COC 的必经之路，其性能很大程度上决定了 最终聚合物的性能。

二是茂金属催化剂的筛选开发：COC 生产中，茂金属催化剂必不可少，也构成 生产上的一大核心难点。茂金属催化剂是甲基铝氧化物催化剂的缩写，它具有可溶 性，其活性极高，表现出突出的均相催化作用，可以通过改变聚合温度、调整催化剂 浓度或改变催化剂配位体来调节聚合物分子量，自由设计聚合物微观结构。茂金属 催化剂还具有优异的催化共聚能力，几乎能使大多数共聚体与乙烯共聚，并且能够 使极性单体催化聚合，而传统催化剂很难或不可能聚合。在环烯烃聚合方面，传统 催化剂只能开环聚合，而使用茂金属催化剂能双键加成聚合。茂金属催化剂制备难 度较大，因此其合成被称为催化剂产业的“皇冠”。成套的茂金属催化剂包括主催化剂、 助催化剂和载体，需根据反应进行完整体系的筛选。长期以来，国外对该技术进行技术封锁，我国由于产业化开展较晚，目前仍处于追赶状态，部分领域仍未实现突 破。

三是环烯烃聚合物的合成过程控制：环烯烃聚合物工艺控制点较多，且国内无 开发先例，合成需要长时间的试验摸索。 此外，工程上成套工艺技术国产化试验需要经验积累，以及终端产品应用开发 需要上下游配合，这些均构成工艺难点所在。

由于海外技术垄断，国内尚无 COC 商业化产能，国内需求均由进口满足。从全 球市场来看，目前 COC/COP 聚合物/共聚物主要产能均掌握在日本厂商手中，包括 瑞翁公司、宝理塑料、三井化学和日本合成橡胶。日本瑞翁是全球最先建设 COC 装 置的企业，早在 1990 年 1 月份已经开始 COC 装置的建设，最初装置规模在数千 吨，并于 1998 年率先推出产品。宝理塑料通过收购德国赫斯特集团的 Topas 业务 而进入 COC/COP 领域，三井化学于 1995 年开始生产 COC 的 Apel 系列产品,而日 本合成橡胶 1997 年在其千叶工厂开始量产 COC 聚合物。目前几家主要厂商的 COC/COP 产能合计为 8.6 万吨/年，其中瑞翁公司和宝理塑料产能占比较大。最新 的扩产来自于三井的 3000 吨产线，新扩建的产能已经于 2022 年 8 月开始商业化运 营。后续扩产主要来自于宝理， 2 万吨扩产原定于 2023 年中投产，目前已推迟至 2024 年三季度落地，主要针对的是包装及医疗领域的需求。海外企业之间竞争呈现 明显的差异化，日本宝理以医用耗材及包装类应用为主，并与医药包材全球领军企 业肖特共同推广 COC 医疗领域市场，而三井及瑞翁则主导光学领域用途。

5 产业化进程加速，国产突围可期

近两年，COC/COP 国内产业化进程加速，主要原因来自于：1）国内部分企业 经过多年研发积累已实现了一定的产业化突破；2）光学领域中消费电子、新能源车 等下游产业链明显转移至国内，该材料由日本卡脖子问题日益突出，供应链安全担 忧下下游厂商的国产替代意愿加强，从而促使上下游产业化开发进程加快。目前该 材料在很多领域仍呈现过高的价格将产品定位于高端应用领域，我们认为市场主要 瓶颈仍在供给侧。

5.1 阿科力：研发为导向，国产替代新材料开拓者

阿科力已经明确涉足该领域的公司，从公司相关专利整理来看，公司研发方面 已经过长时间摸索，目前进展处于产业链前列。据 6 月 13 日公司对于上交所问询函 的答复，公司“技术上公司小试、中试均已完成测试且各项指标达到预期，今年 5 月 公司无锡厂区已升级为化工园区，环烯烃聚合物项目已具备重启条件，千吨级工业 化装置预计 2023 年年底前建成达产。同时，客户开拓方面，公司已与下游客户或 潜在客户进行商务对接，并得到了客户的积极回应。公司已与多家下游知名企业达 成意向合作，覆盖光学、医疗领域。公司研发方面已经过长时间摸索，目前进展处于 产业链前列。

5.2 金发科技：改性塑料龙头，发力环烯烃共聚物

金发科技是国内乃至全球改性塑料龙头企业，目前产能占国内改性塑料 10%， 产品系列包括改性塑料、环保高性能再生塑料、完全生物降解塑料、特种工程塑料、 碳纤维及复合材料、轻烃及氢能源、苯乙烯类树脂和医疗健康高分子材料产品等 8 大类。金发科技聚焦高性能新材料的研产销，自主开发出一系列生物降解塑料和特 种工程塑料，如高温尼龙、LCP、PLA 等。 近期，据公司投资者交流平台回复， 2022 年，公司以环烯烃共聚物(COC)为主 要目标，开展高性能烯烃聚合物新材料试验项目，目前进展良好，预计下半年完成 中试，该材料的中试设计产能为 80 吨/年。公司披露，其 COC 新材料的相关技术为 公司自主研发。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】。