高玉李? 王紅秋? 孫瑜聰

※高端新材料COC/COP是非晶、高附加值熱塑性工程塑料，COP的光學(xué)和機械性能較好，主要用于光學(xué)領(lǐng)域，而COC的熱學(xué)性能較佳，主要用于醫(yī)用耗材及包裝領(lǐng)域由于

※COC/COP技術(shù)難度高，生產(chǎn)企業(yè)較少，全球市場仍是賣方主導(dǎo)；截至2025年1月，全球總產(chǎn)能為9.3萬噸/年，主要來自日本企業(yè)

※我國COC/COP需求穩(wěn)定增長，預(yù)計將從2021年的2.1萬噸增長至2025年的2.9萬噸，其中光學(xué)領(lǐng)域需求占比超過一半；截至2025年1月，我國COC產(chǎn)能為0.4萬噸/年，規(guī)劃產(chǎn)能5.808萬噸/年，無COP生產(chǎn)裝置及投資計劃

※整個產(chǎn)業(yè)鏈的核心技術(shù)主要集中在降冰片烯生產(chǎn)技術(shù)和COC/COP生產(chǎn)技術(shù)，這兩項技術(shù)都是行業(yè)內(nèi)的“卡脖子”技術(shù)

※國產(chǎn)降冰片烯產(chǎn)能與我國COC/COP產(chǎn)能所需原料量相差甚遠，嚴(yán)重制約COC/COP產(chǎn)業(yè)發(fā)展，亟需突破降冰片烯核心技術(shù)

高端新材料COC/COP是非晶、高附加值熱塑性工程塑料，COP（CycloOlefin Polymer，環(huán)烯烴聚合物）是由環(huán)烯烴單體均聚而成，COC（Cyclic Olefin Copolymer，環(huán)烯烴共聚物）是由環(huán)烯烴單體與α-烯烴等共聚而成。二者雖然具有相似的比重和吸水率，但是熱學(xué)性能、光學(xué)性能和機械性能等具有明顯差異。COP的光學(xué)和機械性能較好，主要用于光學(xué)領(lǐng)域，而COC的熱學(xué)性能較佳，主要用于醫(yī)用耗材及包裝領(lǐng)域。

全球COC/COP市場仍是賣方主導(dǎo)

截至2025年1月，全球COC/COP總產(chǎn)能為9.3萬噸/年，其中，COP產(chǎn)能為5.26萬噸/年，占總產(chǎn)能的56.6%，生產(chǎn)企業(yè)全部來自日本，包括瑞翁和日本合成橡膠（JSR）；COC產(chǎn)能為4.04萬噸/年，占總產(chǎn)能的43.4%，生產(chǎn)企業(yè)包括日本寶理和三井化學(xué)及中國拓烯科技和魯華泓錦。同時，全球范圍內(nèi)還有一些COC產(chǎn)能處于投資建設(shè)中，據(jù)不完全統(tǒng)計，全球COC新增投資約41.8億元，規(guī)劃產(chǎn)能7.808萬噸/年。其中，5.808萬噸產(chǎn)能來自中國企業(yè)，其余2萬噸產(chǎn)能來自日本寶理。值得注意的是，COP領(lǐng)域目前暫無新增投資。未來，隨著規(guī)劃產(chǎn)能的投產(chǎn)，全球COC產(chǎn)能將達到11.848萬噸/年，供應(yīng)格局也將發(fā)生顯著變化，中國在全球COC供應(yīng)中的占比將從當(dāng)前的10%大幅提高至52%。

在全球范圍內(nèi)，由于COC/COP技術(shù)難度高，生產(chǎn)企業(yè)較少，需求主要由供給決定，目前約為9萬噸/年。從全球COC/COP的下游消費結(jié)構(gòu)來看，光學(xué)領(lǐng)域占38%，生物醫(yī)藥領(lǐng)域占22%，透明工程塑料領(lǐng)域占20%。中國是全球最大的COC/COP消費國，占全球消費的36%，其次是西歐和日本，三者合計占全球總消費量的83%。根據(jù)Verified Market Research的數(shù)據(jù)，2023年全球COC/COP市場規(guī)模約為51億美元，預(yù)計到2030年將達到107億美元，復(fù)合年均增長率為11.2%。

COC/COP產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)主要由日本企業(yè)掌握

COC/COP產(chǎn)業(yè)鏈包括上游原料端、中游產(chǎn)品端和下游應(yīng)用市場端。整個產(chǎn)業(yè)鏈的核心技術(shù)主要集中在降冰片烯生產(chǎn)技術(shù)和COC/COP生產(chǎn)技術(shù)，這兩項技術(shù)都是行業(yè)內(nèi)的“卡脖子”技術(shù)。

降冰片烯主要通過乙烯與環(huán)戊二烯經(jīng)DielsAlder反應(yīng)得到。截至2025年1月，全球90%以上的單體降冰片烯產(chǎn)能與COC/COP產(chǎn)能配套，主要生產(chǎn)商依然是日本四家COC/COP生產(chǎn)企業(yè)，中國僅有山東魯晶化工科技有限公司500噸/年降冰片烯合成裝置投產(chǎn)。該技術(shù)由魯晶化工與北京石油化工學(xué)院靳海波教授團隊合作開發(fā)，產(chǎn)品各項性能指標(biāo)均達到要求，其中環(huán)戊二烯的轉(zhuǎn)化率達到96%，降冰片烯的選擇性達到95%以上。

COP生產(chǎn)工藝為開環(huán)易位聚合工藝（ROMP），環(huán)烯烴單體在催化劑的作用下，環(huán)內(nèi)雙鍵經(jīng)過碳碳雙鍵切斷并重組的聚合反應(yīng)。瑞翁是全球最早建設(shè)COP裝置的企業(yè)，1991年推出ZEONEX?產(chǎn)品，1998年推出ZEONOR?產(chǎn)品。ZEONEX?是光學(xué)樹脂，可用于照相機與打印機、光學(xué)讀取頭等光學(xué)零部件、高頻連接器和天線基板等。ZEONOR?是通用透明工程材料，可用于導(dǎo)光板、汽車零部件、容器、光盤等各個領(lǐng)域。為減少碳排放及降低化石原料的消耗，瑞翁獨自研發(fā)出COP再生技術(shù)，并于2024年3月建成全球首套COP再生裝置。該技術(shù)能使再生樹脂保持原始透明度和純度，達到與原生樹脂相同的質(zhì)量水平。與原生樹脂相比，再生樹脂在制造過程中能夠減少約1.2萬噸的二氧化碳排放量。JSR于1997年在千葉工廠采用ROMP工藝量產(chǎn)COP產(chǎn)品，與瑞翁COP的區(qū)別是采用酯代四環(huán)十二碳烯衍生物為單體，催化劑體系采用WCl6/Et2AlCl，聚合反應(yīng)產(chǎn)率能達到99%。典型產(chǎn)品為ARTON?，分為成型樹脂和薄膜樹脂，用于生產(chǎn)手機鏡頭、光導(dǎo)向板以及光學(xué)薄膜。目前上市的ZEONEX?T62R產(chǎn)品折射率最高，為1.536。而下游應(yīng)用市場對光學(xué)元件的折射率提出了更高要求，因此瑞翁新開發(fā)一種以1-萘基降冰片烯和2-萘基降冰片烯混合物聚合得到的COP樹脂，折射率達1.609，高于目前市場上的所有產(chǎn)品。與瑞翁的COP產(chǎn)品相比，JSR的折射率較低而吸水率較高，作為光學(xué)材料整體性能欠佳。

COC生產(chǎn)工藝為加成聚合工藝（COC工藝），在催化劑（茂金屬化合物和齊格勒納塔催化劑）作用下直接打開降冰片烯環(huán)上π鍵，與乙烯發(fā)生共聚反應(yīng)，產(chǎn)物是兩種結(jié)構(gòu)單元的無規(guī)共聚物。

TOPAS業(yè)務(wù)進入COC領(lǐng)域。三井化學(xué)于1995年建成COC生產(chǎn)裝置，典型產(chǎn)品為APELTM非晶態(tài)透明樹脂，主要應(yīng)用于光學(xué)領(lǐng)域（手機鏡頭、車載攝像頭、AR/VR等光學(xué)部件）和醫(yī)療包裝領(lǐng)域（用于預(yù)灌封注射器、藥瓶、化妝品容器、分析皿、收縮管、食品包裝用易撕膜等）。

我國COC/COP產(chǎn)業(yè)亟需進一步突破核心技術(shù)

截至2025年1月，我國COC產(chǎn)能0.4萬噸/年，規(guī)劃產(chǎn)能5.808萬噸/年，其中，建設(shè)1萬噸/年以上COC工業(yè)化裝置的企業(yè)有阿科力、拓烯科技和魯華泓錦，產(chǎn)能分別為3萬噸/年、1.8萬噸/年、1萬噸/年。無COP生產(chǎn)裝置及投資計劃。

我國COC/COP需求穩(wěn)定增長，預(yù)計將從2021年的2.1萬噸增長至2025年的2.9萬噸，其中光學(xué)領(lǐng)域需求占比超過一半。2021年我國COC/COP需求中，光學(xué)領(lǐng)域占53.2%，包裝和醫(yī)療領(lǐng)域分別占25.3%、15.1%，其他領(lǐng)域占6.3%；預(yù)計2025年消費需求中光學(xué)領(lǐng)域占比將上升至55.4%，包裝領(lǐng)域及醫(yī)療領(lǐng)域占比小幅度下降，約為23.6%及14.7%。

光學(xué)領(lǐng)域是COC/COP最重要的消費領(lǐng)域，國產(chǎn)替代需求不斷提升。據(jù)中國光學(xué)光電子行業(yè)協(xié)會光學(xué)元件儀器分會統(tǒng)計，我國光學(xué)元件市場規(guī)模由2016年的300億元增長至2021年的1500億元，復(fù)合年均增長率高達37.97%；此外，隨著光學(xué)元件下游應(yīng)用領(lǐng)域，如手機鏡頭及模組、車載光學(xué)、照相和攝像以及安防領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展，將為我國光學(xué)元件市場帶來持續(xù)增長的空間，預(yù)計到2027年我國光學(xué)元件市場規(guī)模將增長至3095億元。

目前包裝領(lǐng)域用量較大的是藥品包裝、預(yù)灌封注射針、藥用容器等。2021年，我國醫(yī)藥包裝行業(yè)市場總規(guī)模約1359億元，2023年達1537億元。2022年起在國家藥品監(jiān)督管理局登記的COC/COP藥包材公司數(shù)量迅速增加，截至2025年1月已達到27家。隨著我國醫(yī)藥包裝行業(yè)的快速發(fā)展以及COC/COP國產(chǎn)化加速，該領(lǐng)域?qū)⒂瓉砜焖侔l(fā)展。

我國參與COC/COP產(chǎn)業(yè)建設(shè)的企業(yè)主要包括拓烯科技、魯華泓錦、阿科力、金發(fā)科技和魯晶化工等。近兩年，COC/COP國內(nèi)產(chǎn)業(yè)化進程加速，一方面，國內(nèi)部分企業(yè)經(jīng)過多年研發(fā)積累已具備一定的產(chǎn)業(yè)化能力；另一方面，手機鏡頭、車載攝像頭等下游供應(yīng)鏈安全擔(dān)憂使下游廠商的國產(chǎn)替代意愿加強，從而促使上下游產(chǎn)業(yè)化開發(fā)進程加快。

COC/COP及其原料降冰片烯生產(chǎn)技術(shù)一直被日本少數(shù)企業(yè)掌握。經(jīng)過攻關(guān)突破，自2023年始，我國拓烯科技和魯華泓錦兩家企業(yè)實現(xiàn)千噸級COC生產(chǎn)裝置投產(chǎn)，產(chǎn)能共計0.4萬噸/年。同時我國多套萬噸級裝置正在建設(shè)中。但國產(chǎn)降冰片烯產(chǎn)能與我國COC/COP產(chǎn)能所需原料量相差甚遠，僅有魯晶化工一套500噸/年合成裝置，嚴(yán)重制約COC/COP產(chǎn)業(yè)發(fā)展，亟需突破降冰片烯核心技術(shù)，解決“卡脖子”問題。

第一作者系中國石油天然氣股份有限公司石油化工研究院高級工程師