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1、 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 证券研究报告 | 公司深度 2022 年 06 月 08 日 天宜上佳天宜上佳(688033.SH) 加速碳基材料业务发展加速碳基材料业务发展,构建公司新增长极构建公司新增长极 渗透率提升渗透率提升+新增新增+替换推动碳碳热场下游需求高增,行业持续高景气度替换推动碳碳热场下游需求高增,行业持续高景气度。在硅片快速推动大尺寸化的背景下,石墨热场的成本和性能劣势逐步凸显,碳碳热场材料有望进一步提升渗透率。从需求角度看,当前光伏硅片规划/建设中产能超过 300GW, 对应新增热场部件需求约为 7000 吨; 替换需求方面,按照老产能贡献产量为 20
2、0GW,对应热场的替换需求约为 3500 吨/年。保守估计新增产能于未来三年逐步释放,则预计 2022 年,新增+替换合计对于碳碳热场的需求约为 5800 吨。当前行业扩产主要以金博股份、天宜上佳、美兰德、西安超码等头部厂商为主,产能增速匹配下游需求增速,预计行业仍将维持高景气度。 布局预制体产能布局预制体产能+选用大型沉积炉选用大型沉积炉+能源成本能源成本领先领先+自动化能力强自动化能力强,公司碳,公司碳碳热场碳热场盈利能力已达到行业领先水平盈利能力已达到行业领先水平。 公司 2000 吨热场新建产能已从 2021年 9 月开始逐步释放产能,当年即形成 233 吨产出,毛利率、净利率分别达到
3、 60.18%、37.97%,达到行业领先水平。公司优势主要体现在:一、预制体环节毛利率可达 40%,公司通过配套预制体产能有效提升盈利空间;二、选用最大规模沉积设备,大幅提升能源使用效率,生产效率领先,产线后发优势明显;三、产业布局区位优势突出,一方面电费成本较低(未来有望降至 0.42 元/度),带来能源成本优势,另一方面江油所在区位可以辐射西部主要的拉晶产能; 四、 专注搭建自动化产线, 在保障产品质量稳定性的同时,节约人工成本,提升生产效率。 碳陶为新一代性能优异的刹车材料, 预计需求随新能源车渗透率提升而大幅碳陶为新一代性能优异的刹车材料, 预计需求随新能源车渗透率提升而大幅增加;
4、公司增加; 公司 2016 年即开始布局技术研发, 当前已与多加主机厂签订合作协年即开始布局技术研发, 当前已与多加主机厂签订合作协议,有望加速推动碳陶材料量产化议,有望加速推动碳陶材料量产化。当前汽车电动化转型加速,运动性能和整备质量的提升,均要求电动汽车配备性能更优的刹车系统,此外国产厂商加速推动电动车产品等级的上探和高端配置的下放,在此过程中,主机厂有望联合国内零部件厂商探索空气悬挂、 碳陶刹车等高端配置规模化量产的降本路径。公司 2016 年即开始相关技术研发,布局多项发明专利,且已与福田汽车在内的多家主机厂签订战略协议,2023 年有望开启量产供应,实现行业领先。 盈利预测:盈利预测
5、:预计 2022-2024 年公司实现归母净利润 3.16/5.12/5.95 亿元,对应 PE 估值 27.7/17.0/14.7 倍,考虑到公司碳碳业务拓展顺利,有望为公司带来显著业绩增量,对应当前估值水平相对较低,调高评级至“买入”。 风险提示风险提示:碳碳热场行业竞争加剧;疫情复苏不及预期;碳陶材料降本不及预期。 财务财务指标指标 2020A 2021A 2022E 2023E 2024E 营业收入(百万元) 415 671 1,122 1,867 2,345 增长率 yoy(%) -28.6 61.7 67.2 66.4 25.6 归母净利润(百万元) 114 175 316 512
6、 595 增长率 yoy(%) -57.8 53.1 80.4 62.3 16.2 EPS 最新摊薄(元/股) 0.25 0.39 0.70 1.14 1.33 净资产收益率(%) 4.6 6.8 10.7 14.9 14.8 P/E(倍) 76.3 49.9 27.7 17.0 14.7 P/B(倍) 3.6 3.4 3.0 2.6 2.2 资料来源:Wind,国盛证券研究所 注:股价为 2022 年 6 月 2 日收盘价 买入买入(调高调高) 股票信息股票信息 行业 轨交设备 前次评级 增持 6 月 2 日收盘价(元) 19.45 总市值(百万元) 8,727.94 总股本(百万股) 44
7、8.74 其中自由流通股(%) 68.13 30 日日均成交量(百万股) 7.61 股价走势股价走势 作者作者 分析师分析师 王磊王磊 执业证书编号:S0680518030001 邮箱: 分析师分析师 杨润思杨润思 执业证书编号:S0680520030005 邮箱: 研究助理研究助理 张一鸣张一鸣 执业证书编号:S0680122020010 邮箱: 相关研究相关研究 1、 天宜上佳(688033.SH) :光伏热场实现合同签订,助推公司收入迈向新台阶2021-10-29 2、 天宜上佳(688033.SH) :闸片主业修复,新产品放量在即2021-08-07 3、 天宜上佳(688033.SH
8、) :Q4 收入快速增长,外延并购推动企业长足发展2021-04-16 -69%-34%0%34%69%103%137%171%206%-092022-01天宜上佳沪深300 2022 年 06 月 08 日 P.2 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 财务报表和主要财务比率财务报表和主要财务比率 资产负债表(资产负债表(百万元) 利润表利润表(百万元) 会计会计年度年度 2020A 2021A 2022E 2023E 2024E 会计年度会计年度 2020A 2021A 2022E 2023E 2024E 流动资产流动资产 1726 1577 2023 3
9、566 3848 营业收入营业收入 415 671 1122 1867 2345 现金 1170 628 972 1617 2030 营业成本 107 256 441 735 975 应收票据及应收账款 354 599 648 1219 1126 营业税金及附加 8 7 16 26 34 其他应收款 8 9 19 28 31 营业费用 29 33 45 75 94 预付账款 16 74 76 173 140 管理费用 90 106 157 243 281 存货 52 175 217 436 430 研发费用 70 69 90 131 164 其他流动资产 126 92 92 92 92 财务费
10、用 -33 -19 2 54 96 非流动资产非流动资产 867 1760 2209 3054 3589 资产减值损失 -2 -2 0 0 0 长期投资 21 17 13 9 5 其他收益 3 9 0 0 0 固定资产 522 909 1258 1916 2401 公允价值变动收益 0 0 0 0 0 无形资产 131 161 185 194 206 投资净收益 0 -1 1 0 0 其他非流动资产 193 673 752 935 976 资产处置收益 0 0 0 0 0 资产资产总计总计 2592 3337 4232 6619 7437 营业利润营业利润 143 218 373 604 70
11、1 流动负债流动负债 133 332 960 2879 3159 营业外收入 0 0 0 0 0 短期借款 30 54 611 2284 2560 营业外支出 6 0 3 4 3 应付票据及应付账款 53 193 231 475 461 利润总额利润总额 137 218 370 601 698 其他流动负债 50 86 119 120 138 所得税 27 38 56 90 105 非流动非流动负债负债 47 360 330 308 277 净利润净利润 110 180 315 511 593 长期借款 0 190 160 138 107 少数股东损益 -4 5 -1 -1 -2 其他非流动负
12、债 47 170 170 170 170 归属母公司净利润归属母公司净利润 114 175 316 512 595 负债合计负债合计 180 693 1291 3187 3437 EBITDA 139 276 438 751 927 少数股东权益 -5 57 57 55 53 EPS(元) 0.25 0.39 0.70 1.14 1.33 股本 449 449 449 449 449 资本公积 1260 1272 1272 1272 1272 主要主要财务比率财务比率 留存收益 707 865 1147 1591 2110 会计会计年度年度 2020A 2021A 2022E 2023E 20
13、24E 归属母公司股东权益 2417 2587 2884 3377 3947 成长能力成长能力 负债负债和股东权益和股东权益 2592 3337 4232 6619 7437 营业收入(%) -28.6 61.7 67.2 66.4 25.6 营业利润(%) -55.6 52.5 71.2 61.9 16.0 归属于母公司净利润(%) -57.8 53.1 80.4 62.3 16.2 获利能力获利能力 毛利率(%) 74.3 61.9 60.7 60.6 58.4 现金现金流量流量表表(百万元) 净利率(%) 27.5 26.1 28.1 27.4 25.4 会计年度会计年度 2020A 2
14、021A 2022E 2023E 2024E ROE(%) 4.6 6.8 10.7 14.9 14.8 经营活动现金流经营活动现金流 190 15 334 5 953 ROIC(%) 3.3 5.9 8.2 9.3 9.9 净利润 110 180 315 511 593 偿债能力偿债能力 折旧摊销 35 61 66 97 133 资产负债率(%) 7.0 20.8 30.5 48.2 46.2 财务费用 -33 -19 2 54 96 净负债比率(%) -45.3 -7.3 0.2 29.6 21.3 投资损失 0 1 -1 0 0 流动比率 12.9 4.7 2.1 1.2 1.2 营运资
15、金变动 38 -243 -47 -656 131 速动比率 11.5 3.7 1.7 1.0 1.0 其他经营现金流 39 34 0 0 0 营运能力营运能力 投资活动投资活动现金流现金流 -176 -749 -514 -942 -668 总资产周转率 0.2 0.2 0.3 0.3 0.3 资本支出 163 611 453 849 539 应收账款周转率 1.1 1.4 1.8 2.0 2.0 长期投资 -9 -50 4 4 4 应付账款周转率 1.2 2.1 2.1 2.1 2.1 其他投资现金流 -23 -188 -57 -89 -125 每股指标(元)每股指标(元) 筹资筹资活动现金流
16、活动现金流 -13 184 -33 -91 -148 每股收益(最新摊薄) 0.25 0.39 0.70 1.14 1.33 短期借款 30 24 0 0 0 每股经营现金流(最新摊薄) 0.42 0.03 0.74 0.01 2.12 长期借款 0 190 -30 -22 -31 每股净资产(最新摊薄) 5.39 5.76 6.43 7.53 8.80 普通股增加 0 0 0 0 0 估值比率估值比率 资本公积增加 2 12 0 0 0 P/E 76.3 49.9 27.7 17.0 14.7 其他筹资现金流 -44 -42 -3 -69 -117 P/B 3.6 3.4 3.0 2.6 2
17、.2 现金净增加额现金净增加额 2 -550 -213 -1028 137 EV/EBITDA 54.8 31.2 20.1 13.0 10.4 资料来源:Wind,国盛证券研究所 注:股价为 2022 年 6 月 2 日收盘价 nMqPnMnOxPtOpNnOyRmOpOaQcM8OpNpPpNmOeRoOqOfQoOwO7NpPwPuOmQtQxNrMyQ 2022 年 06 月 08 日 P.3 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 内容目录内容目录 一、国内高铁闸片领航人,积极布局碳基复合材料 . 5 二、碳碳热场:加速替代石墨材料,发展空间广阔 . 7 2.1 热场包含四
18、大核心部件,新增+替换构成需求主体 . 7 2.2 大型化+加速降本,碳碳材料逐步替代等静压石墨 . 8 2.3 硅片扩产需求快速提升,行业供需相对平衡 . 10 三、碳陶刹车:产业化前夕,国产化有望加速降本 . 12 3.1 碳陶为性能优良制动材料,尚未实现产业化 . 12 3.2 国内电动车弯道超车,有望加速推动国产化进程 . 13 四、积极布局碳基复合材料,打造新增长极 . 17 4.1 碳碳热场:布局预制体产能+能源成本领先,盈利能力优异. 17 4.2 碳陶刹车:制动材料起家,加速推动碳陶刹车产业化 . 19 五、盈利预测与估值 . 21 风险提示 . 22 图表目录图表目录 图表
19、1:2016-2021 年公司营收和归母净利情况 . 5 图表 2:公司 2016-2021 年盈利情况 . 5 图表 3:公司 2021 年各业务板块营收构成 . 6 图表 4:公司股权结构图 . 6 图表 5:单晶炉热场系统 . 8 图表 6:等静压石墨坩埚产品工艺路线 . 8 图表 7:近年单晶硅制造热场系统尺寸变化 . 9 图表 8:碳碳复材和石墨材料的对比 . 9 图表 9:不同气相沉积炉生产效率对比 . 9 图表 10:碳碳热场材料成本下降路径(以金博股份为例) . 10 图表 11:碳碳材料在热场领域的渗透率情况 . 10 图表 12:全球新增光伏装机需求预测 单位:GW . 1
20、1 图表 13:现有规划/建设中的单晶硅棒项目产能梳理 . 11 图表 14:典型制动系统产品示意图 . 12 图表 15:制动系统结构图 . 12 图表 16:主流制动材料体系发展情况 . 13 图表 17:主流制动材料体系性能参数(设定铸铁材料性能全部为基准值 1) . 13 图表 18:飞机碳陶刹车组示意图 . 14 图表 19:动车用碳陶刹车材料研发情况 . 14 图表 20:主流 B/C 级车整备质量对比 . 14 图表 21:极氪 001 配置情况 . 15 图表 22:岚图 free 配置情况 . 15 图表 23:海外主要碳陶刹车供应商 . 16 图表 24:碳陶与碳碳材料工艺
21、路线对比 . 16 图表 25:碳陶材料陶瓷化主要工艺 . 16 图表 26:新能源车碳陶刹车盘市场空间测算,单位:亿元 . 17 图表 27:预制体成型工艺流程 . 18 2022 年 06 月 08 日 P.4 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 图表 28:纯化工序带来的产品价值量提升 . 18 图表 29:碳碳热场业务盈利能力对比 . 19 图表 30:公司在碳陶材料领域的专利储备 . 20 图表 31:碳陶制动盘产品的客户、订单情况 . 20 图表 32:分业务盈利预测 . 21 图表 33:费用率预测 . 22 图表 34:光伏辅材板块估值情况 . 22 2022 年
22、 06 月 08 日 P.5 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 一、国内高铁闸片领航人,积极布局碳基复合材料一、国内高铁闸片领航人,积极布局碳基复合材料 国内领先国内领先粉末冶金闸片供应商粉末冶金闸片供应商,新业务板块取得良好进展。,新业务板块取得良好进展。天宜上佳成立于 2009 年,是国内领先的高铁动车组用粉末冶金闸片供应商, 多年来高铁闸片业务稳定增长。 同时,公司积极开拓碳基复合材料业务板块,已实现相关产品的技术突破和产业化生产,成为公司第二增长曲线。此外,公司还布局树脂基碳纤维复合材料制品板块与航空大型结构件精密制造板块,实现多领域全面发展。 疫情影响疫情影响逐渐逐渐
23、消除,消除, 主业有望主业有望重回稳定重回稳定发展发展。 2016-2019 年, 公司营收稳定增长, 从 4.68亿元增至 5.82 亿元,CAGR 为 7.54%;归母净利从 1.95 亿元增至 2.71 亿元,CAGR 达到 11.60%。2020 年,在新冠疫情的影响下,公司闸片业务也受到一定影响,营收近年来首次下跌, 降至4.15亿元, 同比下降28.65%; 归母净利为1.14亿元, 同比下降57.77%。随着疫情缓解和公司业务拓展,2021 年,公司业绩明显改善,实现营收 6.71 亿元,同比增加 61.68%;归母净利 1.75 亿元,同比增加 53.05%。 图表 1:201
24、6-2021 年公司营收和归母净利情况 资料来源:wind,国盛证券研究所 业务拓展摊薄费用,近两年盈利水平相对稳定业务拓展摊薄费用,近两年盈利水平相对稳定。公司在 2016-2019 年,毛利率平均在75%左右, 净利率水平一度逼近 50%。 2020 年, 受疫情影响, 净利率水平降至 26.55%。2021 年,由于公司加快业务拓展步伐,同时开拓了三条新增业务线,业务拓展导致毛利率水平波动较大,但考虑到新业务贡献营收后,显著摊薄期间费用,净利率维持上年同等水平。 图表 2:公司 2016-2021 年盈利情况 资料来源:wind,国盛证券研究所 -80%-60%-40%-20%0%20%
25、40%60%80%06年2017年2018年2019年2020年2021年营业收入(亿)归母净利润(亿)营收同比(%)净利润同比(%)0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%2016年2017年2018年2019年2020年2021年毛利率(%)净利率(%) 2022 年 06 月 08 日 P.6 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 闸片业务保持良好盈利,碳基复合材料带动营收增长。闸片业务保持良好盈利,碳基复合材料带动营收增长。公司在传统业务粉末冶金闸片产品领域上保持稳定盈利能力,2021 年,公司闸片业务实现营收 4.22 亿元,占营收
26、总额比例为 62.87%, 毛利率为 69.18%。 同时,公司加大碳基复合材料业务拓展力度, 2021年在碳碳复合材料领域实现出货 233 吨,实现营收 1.42 亿元,占营收比重为 21.18%,毛利率达到 60.18%。此外,2021 年,公司在树脂基碳纤维复合材料制品板块,实现营收入 0.18 亿元,占营收总额比例为 2.67%;在航空大型结构件精密制造板块实现营收0.74 亿元,占营收总额的比例为 10.95%,毛利率为 49.50%。 图表 3:公司 2021 年各业务板块营收构成 资料来源:wind,国盛证券研究所 收购瑞合科技进入军工领域, 实现业务协同贡献业绩增量。收购瑞合科
27、技进入军工领域, 实现业务协同贡献业绩增量。 2021 年公司收购瑞合科技股权并对其进行增资,瑞合主要从事航空大型结构件精密制造,包括机身框类、大梁、翼梁、翼肋、桁条等主要零部件,收购有助于公司快速切入军用/民用航空领域,实现业务突破,同时与公司已有业务形成互补,当前公司对瑞合的持股比例为 64.54%,收购时瑞合科技对应业绩承诺为,2021 年不低于 0.25 亿,2021-2022 年累计不低于 0.6 亿,2021-2023 年累计不低于 1.05 亿。 公司实控人吴佩芳持有股权公司实控人吴佩芳持有股权 27.86%,冯学理持有股份,冯学理持有股份 4.81%,九太方合持有股份,九太方合
28、持有股份3.72%。其余多数为基金投资者。 图表 4:公司股权结构图 资料来源:wind,国盛证券研究所 闸片板块64%碳基复合材料板块22%树脂基碳纤维复合材料板块3%航空大型结构件精密制造板块11% 2022 年 06 月 08 日 P.7 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 实控人深耕实控人深耕行业多年,团队研发能力强。行业多年,团队研发能力强。公司实控人吴佩芳女士在新材料领域从业 40年,有着多次跨行业领域、跨材料领域、跨产品领域从研发至产业化的经验。公司在碳基复合材料领域拥有专业技术研发团队 50 人,团队成员多数来自国内知名院校,有高效的执行力和快速的响应力。2021
29、 年,公司研发投入 0.69 亿元,占营收比重 10.34%,截止年底,公司拥有授权专利 231 项,其中包含发明专利 56 项。 图表 1:2016-2021 年公司研发投入情况 资料来源:Wind、国盛证券研究所 二、碳碳热场:加速替代石墨材料,发展空间广阔二、碳碳热场:加速替代石墨材料,发展空间广阔 2.1 热场包含四大核心部件,新增热场包含四大核心部件,新增+替换构成需求主体替换构成需求主体 四大核心部件四大核心部件(导流筒、坩埚、保温导流筒、坩埚、保温筒筒、加热器、加热器)构成热场系统主体。构成热场系统主体。单晶拉制炉热场系统主要包括导流筒、坩埚、保温筒、加热器等;坩埚能保持液面稳定
30、,最大限度提高装料量; 导流筒能够引导气流, 提高单晶硅生长速率; 保温筒具有构建热场空间的作用,能隔热保温,节能,大幅度提高使用寿命;加热器能提供热源,熔化硅料;电极可以连接发热体与水冷铜电极;板材主要是导流筒的定位与承载;这些碳基复合材料热场部件大幅度提高了系统安全性,对节能减耗起到了很好的促进作用,并且导流筒、坩埚、保温筒、加热器这四大部件的价值量已在单晶炉热场系统中超过 60%。 0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%00.10.20.30.40.50.60.70.82018年2019年2020年2021年研发费用(亿)研发费用率(%) 2022 年 06 月 08 日 P
31、.8 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 图表 5:单晶炉热场系统 资料来源:wind,公司公告,国盛证券研究所 热场耗材属性明显热场耗材属性明显,新增新增+替换替换构成需求主体构成需求主体。单晶拉制炉热场系统零部件的替换十分重要,单晶热场中坩埚和加热器的替换周期约 6-8 个月,相比较石墨坩埚的每年换 10次的频率减少很多,保温筒替换周期是 18 个月,导流筒替换周期约 2 年,在单晶炉不更换的情况下,消耗件因寿命问题也需定期更换,同时这些热场部件的定期消耗替换,会使相关的市场空间持续扩大。 2.2 大型化大型化+加速降本,碳碳材料逐步替代等静压石墨加速降本,碳碳材料逐步替代等
32、静压石墨 工艺角度看,热场尺寸大型化过程中,石墨减材成型带来生产成本的大幅提升,催生碳碳材料的替代。 等静压石墨热场生产环节较多,生产周期较长,而且需要氯气,在大型化过程中,其强度不足以保证产品安全,结构和性能不可调,同时减材成型工艺注定在大型化后生产经济性较差。石墨热场供应企业主要是以西格里和东洋碳素为代表的海外企业。 图表 6:等静压石墨坩埚产品工艺路线 资料来源:wind,国盛证券研究所 2022 年 06 月 08 日 P.9 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 考虑到生产特性,一般热场直径是拉棒直径的三倍,2021 年以来,210 硅片(12 英寸硅棒)渗透率快速提升,
33、为保证单晶炉长期竞争力,新上产能以采用 36 英寸热场为主,行业大型化进程加速,碳碳材料也实现对传统石墨的加速替代。 图表 7:近年单晶硅制造热场系统尺寸变化 时间时间 2010-2015 2016-2019 2020 2021 至今 热场尺寸热场尺寸 22-24 英寸 26-28 英寸 30-32 英寸 36 英寸 资料来源:wind,国盛证券研究所 性能角度看,碳碳材料各理化性能显著优于石墨,产品使用寿命也有显著提升。性能角度看,碳碳材料各理化性能显著优于石墨,产品使用寿命也有显著提升。 碳碳材料由于理化性能优异,产品的使用寿命长,能够提高设备的利用率和减少维修成本,同时相比于石墨材料产品
34、,它的可设计性强,可以做的更薄,并且能利用现有设备生产更大尺寸、 大规模的热场。 此外, 石墨材料主要是由石墨颗粒压制成型的脆性材料,高温下易产生裂纹, 影响拉晶的效率和晶体的质量, 若坩埚烧坏, 硅料还会把炉底烧穿,而碳碳材料的安全性更高,隔热保温效果好,不会发生脆断事故。另外碳碳材料中的碳灰分很低,能够有效控制单晶硅的含碳量,而石墨挥发出的杂质会污染硅熔体从而影响质量。 图表 8:碳碳复材和石墨材料的对比 碳基复合材料 等静压石墨 原材料 碳纤维 石墨 制备方法 预制体成型后沉积纯化 将材料磨粉后用等静压机压成型 抗折强度(MPa) 150 38-60 导热系数(W/(M*K)) 30 8
35、0-140 灰分(ppm) 200 200 密度(g/cm3) 1.64-1.69 1.72-1.90 断裂韧度/MPa 13 1 耐压强度/Pa 11-33 4.2-22 抗弯强度/MPa 16-42 1.3-7 资料来源:wind,国盛证券研究所 成本角度看,碳碳热场处于快速降本通道中。成本角度看,碳碳热场处于快速降本通道中。 目前,光伏热场行业都是依靠进口的等静压石墨,其供货周期长和生产成本高都制约了降本和扩张规模的进程。而碳碳材料热场,受益于产品尺寸及气相沉积炉的大型化,生产效率及能耗显著下降,大型炉台相较微型炉台单位产出功率下降超过 50%,带来能耗的显著下降。 图表 9:不同气相沉
36、积炉生产效率对比 设备型号设备型号 微型微型 小型小型 中型中型 大型大型 设备单位产出标准功率 (kW/千克) 0.55 0.33 0.27 0.25 单位产出功率降低率 - -38.98% -50.08% -53.42% 资料来源:wind,国盛证券研究所 以金博股份为例, 碳碳热场单位耗电量从2017年的255度/kg降至2020年的106度/kg,单位制造费用持续快速下降,同时伴随单炉产出的提升及生产流程的优化,设备员对于炉台的操作数量也得到提升,进而摊薄人力支出。未来最大的降本潜力或源于国内碳纤 2022 年 06 月 08 日 P.10 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页
37、声明 维产能快速提升后带来的原材料成本下降。 图表 10:碳碳热场材料成本下降路径(以金博股份为例) 2017 2018 2019 2020 2021 销量(吨) 104 130 223 448 1553 产量(吨) 119 178 202 486 1706 单价(万元/吨) 131 134 105 93 86 下降幅度 2% -22% -11% -8% 单位成本(万元/吨) 47 41 40 35 37 下降幅度 -13% -3% -13% 6% -单位直接材料(万元/吨) 11 12 13 16 19 -单位直接人工(万元/吨) 11 9 9 7 6 下降幅度 -18% -1% -19%
38、-16% -单位制造费用(万元/吨) 25 20 18 12 11 下降幅度 -19% -12% -35% -2% -采购电量(万 kWh) 3029 3414 3320 5140 - -单位产出耗电量 (kWh/kg) 255 191 164 106 - 下降幅度 -25% -14% -36% - 资料来源:wind,国盛证券研究所 受益行业大型化转型趋势,碳碳材料加速替代石墨材料受益行业大型化转型趋势,碳碳材料加速替代石墨材料。分产品来看:坩埚和导流筒作为受力部件,由于石墨的高温脆性大,碳碳材料已率先实现替代,坩埚渗透率超 95%,导流筒超 60%; 同时, 由于碳碳材料的抗热抗振能力更好
39、, 保温桶也逐渐采用碳碳材料,渗透率超过 55%。 针对加热器部件, 由于制备难度大, 成本高等因素一直无法实现替代,其功能要求较高,价值量大,未来如果能攻克以下两个问题:1)技术难度,电阻率的均匀性控制难度大;2)电学匹配问题,目前还没有理想的功率设备和碳碳加热器匹配;碳基复材的替代率会相较目前的不到 10%的水平大幅提升。 图表 11:碳碳材料在热场领域的渗透率情况 年份年份 2018 2019 2020 产品 碳碳材料 等静压石墨 碳碳材料 等静压石墨 碳碳材料 等静压石墨 坩埚 90% 50% 95% 5% 导流筒 90% 70% 60% 40% 保温筒 90% 70% 55% 45%
40、 加热器 99% 97% 95% 其他 95% 80% 40% 60% 资料来源:wind,国盛证券研究所 2.3 硅片扩产需求快速提升,行业供需相对平衡硅片扩产需求快速提升,行业供需相对平衡 新能源转型大势所趋,全球市场迎来共振。新能源转型大势所趋,全球市场迎来共振。从全球角度去看,中国、欧洲、美国是光伏发展的主要市场,决定了全球的光伏装机需求。未来几年,美国市场有望受益于 ITC 政策延期,在未来 2-3 年实现装机需求的大幅增长,长期来看,为满足 2030、2050 年的排放目标,根据 SEIA 估计,2030 年美国光伏年新增装机量有望达到 125GW。欧洲市场 2022 年 06 月
41、 08 日 P.11 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 一方面受益于越来越严苛的环境目标,同时也受益于传统能源价格提升带动 PPA 价格上行,光伏装机需求快速增长。根据 CPIA 的预测,乐观情形下,2022 年全球新增光伏装机将达到 240GW,到 2025 年将达到 330GW。 图表 12:全球新增光伏装机需求预测 单位:GW 资料来源:CPIA,国盛证券研究所 新增需求:近期规划新增需求:近期规划/建设中硅片产能合计超过建设中硅片产能合计超过 300GW 通过对光伏行业主要上市公司及非上市公司的产能规划梳理, 当前行业规划/建设中产能超过 300GW,其中约有 264G
42、W 产能是光伏上市企业发布的投资公告,考虑到下游装机需求的快速提升,以及上市公司充足的融资渠道,预计这部分产能落地可能性较高。当前单 GW 硅片产能对应单晶炉需求约为 75-80 台,按照 326GW 扩产规划计算,对应单晶炉需求约为 24450-26080 台,按照单台单晶炉对热场部件需求 0.27 吨/台计算,当前硅片扩产对应的新增热场部件需求约为 6602-7042 吨,这部分需求预计将在未来 2-3 年逐步释放。 图表 13:现有规划/建设中的单晶硅棒项目产能梳理 公司名称公司名称 规划规划/建设中的单晶硅棒项目建设中的单晶硅棒项目 设计产能(设计产能(GW) 公告日期公告日期 隆基股
43、份 丽江(三期)年产 10GW 单晶硅棒建设项目 10 2020/9/22 曲靖(二期)年产 20GW 单晶硅棒项目 20 2020/9/23 鄂尔多斯年产 20GW 单晶硅棒和切片项目 20 2022/3/14 中环股份 50GW(G12)太阳能级单晶硅材料智慧工厂项目 50 2021/4/28 晶澳科技 年产 20GW 单晶硅棒和 20GW 单晶硅片项目 20 2021/8/24 双良节能 双良硅材料(包头)有限公司 40GW 单晶硅项目 40 2021/3/15 京运通 乐山市五通桥区建设 24GW 单晶拉棒、切方项目 24 2020/11/5 晶科能源 晶科能源+通威股份:4.5 万吨
44、高纯晶硅项目、年产 15GW 的硅片项目 15 2021/2/9 西宁 30GW 单晶拉棒光伏产业项目 30 2022/3/19 通威股份 15GW 单晶拉棒切方项目 15 2021/4/13 上机数控 包头年产 10GW 单晶硅拉晶及配套生产项目 10 2021/8/27 阿特斯 年产 10GW 拉棒项目、阜宁 10GW 硅片项目 10 2021/6/28 包头美科 新建 12GW 单晶项目 12 2020/12 青海高景 青海高景光伏科技产业园 50GW 直拉单晶硅棒项目 50 2021/3 合计合计 326 资料来源:wind,国盛证券研究所 03300501001
45、50200250300350200022E2023E2024E2025E悲观乐观 2022 年 06 月 08 日 P.12 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 替换替换需求:需求:200GW 既有硅片产能对应约既有硅片产能对应约 3500 吨吨/年热场需求年热场需求 碳基复合材料热场部件为消耗品,坩埚的使用寿命约为 6-8 个月,导流筒的使用寿命约为 2 年左右,保温筒的使用寿命为 1 年半左右。简单测算,每台单晶拉制炉每年对碳基复合材料热场部件的替换性需求约为0.225吨。 考虑到下游装机需求及容配比, 假设2022年对应硅片产量需
46、求或将达到 300GW,假设已有产能贡献产量为 200GW,则对应老产能在产炉台为 15000-16000 台,对应热场的替换需求约为 3375-3600 吨/年。 综上,保守估计新增产能于未来三年逐步释放,则预计 2022 年,新增+替换合计对于碳碳热场的需求约为 5600-6000 吨/年。供给方面,行业头部企业加速推动产能扩张,根据各公司公告,天宜上佳于 2021 年年底已形成约 2000 吨产能;金博股份 2021 年产能为 1600 吨,在建项目建设完成后形成 1950 吨产能,另外拟通过定增募资建设 1500 吨产能,预计 2022 年有效产能将达到 2500 吨左右;美兰德拟新增
47、约 800 吨产能;西安超码拟新增 350 吨产能。总体来看,行业供需相对较为平衡。 三、碳陶刹车:产业化前夕,国产化有望加速降本三、碳陶刹车:产业化前夕,国产化有望加速降本 3.1 碳陶为性能碳陶为性能优良优良制动材料,尚未实现产业化制动材料,尚未实现产业化 盘式制动器主要依赖活塞提供的制动力,以及衬片、制动盘的材料属性。盘式制动器主要依赖活塞提供的制动力,以及衬片、制动盘的材料属性。制动系统主要包括盘式制动和鼓式制动两种,其中盘式制动因有着更优的制动效果而成为主流,系统主要由刹车盘、卡钳和活塞组成。当汽车做出制动动作时,活塞施加压力使卡钳卡住刹车盘,通过衬片和制动盘之间的摩擦力使刹车盘停止
48、转动,进而使与刹车盘相连接的车轮停止转动,其中活塞数量影响施加的制动力,衬片与制动盘的材料属性影响最终的刹车效果,刹车盘除应具有作为构件必须的强度和刚度外,还应有尽可能高而稳定的摩擦系数,以及适当的耐磨性、耐热性、散热性和热容量等。 图表 14:典型制动系统产品示意图 图表 15:制动系统结构图 资料来源:Brembo,国盛证券研究所 资料来源:盘式制动器的原理与应用,国盛证券研究所 汽车和高速列车等现代交通工具的刹车材料经历了从铸铁、合成材料、粉末冶金材料到汽车和高速列车等现代交通工具的刹车材料经历了从铸铁、合成材料、粉末冶金材料到碳碳复合材料和碳陶复合材料的发展。碳碳复合材料和碳陶复合材料
49、的发展。碳陶复合刹车材料是 20 世纪 90 年代发展起来的一种以高强度碳纤维为增强体, 以热解碳、 碳化硅 (SiC) 等为基体的多相复合刹车材料,是在碳碳复合刹车材料的基础上,引入具有优异抗氧化性能的碳化硅陶瓷硬质材料作为基体的一种刹车材料。 2022 年 06 月 08 日 P.13 请仔细阅读本报告末页声明请仔细阅读本报告末页声明 20 世纪 90 年代,德国宇航院与 SGL(西格里集团)率先在这一领域展开研究,并成功用于少量高档汽车。随后,美国、法国、日本、韩国等也相继在碳陶刹车材料领域展开研究,并最终实现应用。而我国直到 21 世纪初才开始关注碳陶复合材料在制动摩擦领域的应用,目前
50、国内只有少数企业具备产业化制备碳陶汽车制动盘的相关技术和工艺。 图表 16:主流制动材料体系发展情况 材料体系材料体系 主要应用场景主要应用场景 发展阶段发展阶段 优点优点 缺点缺点 铸铁 汽车、低速列车 成熟 成本低 性能较差 粉末冶金材料 高速动车 成熟 综合性能最佳 材料性能已达上限 碳碳材料 飞机、高速动车、汽车等 初步商业化 重量轻,耐热性好 摩擦系数低,湿态衰减大 碳陶材料 飞机、高速动车、汽车等 推广 克服了碳碳的缺点 成本高 资料来源:wind,国盛证券研究所 当前碳基复合材料成为关注度极高的下一代制动材料体系,其中碳陶复合材料是一种碳纤维增强碳基和陶瓷基双基体先进复合材料,不