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新材料行业2022年年度策略:稳增长中寻找真成长-220218(73页).pdf

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新材料行业2022年年度策略:稳增长中寻找真成长-220218(73页).pdf

1、2022年02月18日中航证券研究所发布证券研究报告请务必阅读正文后的免责条款部分行业评级:增持2022年年度策略-稳增长中寻找真成长目录稳增长中发掘真成长材料赛道航空新材料-行稳致远新能源材料-寻找相对估值洼地01.02.03.轻量化材料-替代前景可期04.8YbWzWlYlXfUNAoPmNqQ6MdN7NnPpPtRoMfQqQoMlOtRmNaQmMyRuOnOpRvPrNyR资料来源:Wind,新华社,中航证券研究所大寒已过,即迎新春:新年伊始,随着新一轮“宽松周期”开启确认,稳增长预期逐步升温,市场风格急速切换,阶段性价值股占优背景下,成长股受到不同程度压制,叠加海外美联储加快退出

2、货币宽松等负面因素影响,2022年年初以来成长风格股票大幅下挫超10%。疫情阴云尚未消散背景下,地产为代表的宏观经济下行压力不减,中央经济工作会议提出2022年经济工作要稳字当头、稳中求进。而现阶段“稳”字为主之下,短期宏观政策“挤牙膏式”释放,难以有效缓解市场忧虑,观察政策力度,等待政策成效,成为当下潜在共识,因此同期金融、周期等价值股更多表现为防御属性而非进攻属性。随着后续宏观政策“进”一步发力可期,稳增长的逻辑得到印证之后,我们认为真成长赛道在市场风格的洗礼过后有望再次绽放。图表1:2022年年初以来风格股票涨跌幅1.1 稳增长中发掘真成长材料赛道3图表2:风格股票走势资料来源:中航证券

3、研究所应用场景定义下的新材料投资时代来临:长期以来,我国高端新材料发展滞后、创新能力弱,导致下游高端应用领域长久以来得不到国产材料充分自主保证。近年来在国家层面强调内循环经济为主体的背景下,有望加快较为依赖进口的关键新材料国产替代化进程。尽管同类产品相比海外发达国家在质量、技术、稳定性和成材率等方面仍有较大差距,但受益于政策环境的倾斜以及终端下游像军工、先进制造、新能源等行业景气度的持续抬升,将有助于国内相关新材料企业技术发展和业务拓展,正向循环已然开启。考虑到某类材料对应不同下游需求,以及当下赛道型产业链投资风格,在应用场景下重新定义新材料将更具投研价值;发掘真成长:在经历了2021年自上而

4、下政策环境干扰后,市场愈发倾向于布局长期业绩增长确定性强及未来政策方向风险较小的板块,今年在大的成长性策略主线缺失的背景下(贯穿2021年的“双碳”带来新能源产业链强势表现),我们认为板块间分化、板块内个股分化可能会成为今年市场的主要风格,因此甄选真成长赛道以及优秀的企业会显得尤为重要。展望2022年以下几个投资方向值得关注:航空新材料:国家战略安全顶层支持下,军民融合的公司将在未来国内航空产业的崛起过程中最大程度收益,这一过程中淡化传统的军工单一属性,强化航空产业链长期战略配置价值;新能源材料:能源结构升级转型背景下,优选产业政策和基本面尚有预期差的细分领域,如稀土及高性能稀土磁性材料、氢能

5、新材料等,产业体系自主可控有望带来价值重估;轻量化材料:国内汽车等场景轻量化进程相比发达国家差距明显,未来汽车、航空航天等领域的消费增长将有效拉动镁合金等材料需求。1.1 稳增长中发掘真成长材料赛道4目录稳增长中发掘真成长材料赛道航空新材料-行稳致远新能源材料-寻找相对估值洼地01.02.03.轻量化材料-替代前景可期04.富国强军方能国泰民安:当今世界正经历百年未有之大变局,我国面临的不稳定性和不确定性尤为突出:反分裂斗争、国土安全和海外利益仍然形势严峻。因此,提升我国国防实力刻不容缓。“十四五”规划提出了加快国防和军队现代化,实现富国和强军相统一的新时代军事战略方针。规划中重点强调了提高国

6、防和军队现代化质量效益、促进国防实力和经济实力同步提升两个要点,侧面说明国防和军队的现代化建设需要从“质量”和“体量”两方面入手,因此装备力量的提升将成为提升国防实力的重要切入点,深度契合我国国防战略愿景;新时代中国国防和军队建设的战略目标:同国家现代化进程相一致,全面推进军事理论现代化、军队组织形态现代化、军事人员现代化、武器装备现代化,力争到2035年基本实现国防和军队现代化,到本世纪中叶把人民军队全面建成世界一流军队;国防支出逐年提升,装备费占国防费用比例一路攀升:据新时代的中国国防数据表明,2012年至2017年,我国国防费占同期GDP平均比重为1.3%,大幅落后美俄两国。国防现代化建

7、设需要现代化的装备,目前我国军队机械化建设尚未完成,信息化水平亟待提高,现代化水平与国家安全需求相差较大,因此急需提高装备投入。我国国防支出在2015-2020年间CAGR达7.41%,而装备费用在国防费用中的占比自2010年的33.2%增长至2017年的41.1%;空军在国家安全和军事战略全局中具有举足轻重的地位和作用,航空装备的质量和体量均是衡量我国装备力量的关键指标。2.1 航空新材料-富国强军,国泰民安6图表4:我国2015-2021年国防支出图表5:我国年度国防费构成图表3:2012-2017年各国国防支出占同期GDP平均比重资料来源: “十四五”规划纲要,新时代的中国国防白皮书,财

8、政部,中航证券研究所资料来源:中国制造2025,前瞻产业研究院,中航证券研究所航空装备是国家综合实力的体现:科索沃战争是第一次仅以空中力量打赢的战争,向世人展示了利用现代航空装备具备的远程投送、精准制导、隐蔽突防等手段摧毁一个国家的政治、经济、军事目标的能力。航空装备的质量展现了国家科技力量的强弱,而国防实力的强弱则直接与航空装备的体量挂钩。航空装备由航空器整机、航空发动机、机载设备与系统以及航空零部件四个部分组成。据前瞻产业研究院2019年数据显示,我国航空器整机在航空装备中占比高达56.1%,产业规模约为524亿元;其次是航空零部件,占比28.7%,产业规模为268亿元;航空装备发展受战略

9、规划支持:自国家将航空装备列入战略新兴产业重点方向以来,中国制造2025明确指出了我国航空装备未来的发展重点:1)在飞机产业,推进干支线飞机、通用飞机、直升机和无人机的产业化;2)在航空发动机产业,突破高推重比、先进涡轮(轴)发动机及大涵道比涡扇发动机技术,且安全性、可靠性和维修性不低于国外同级别飞机的最先进动力装置的水平;3)在机载设备与系统产业,开发先进的机载设备及航电、飞控、机电系统,突破航空新材料关键技术,形成自主完整的航空产业链;先军后民,航空领域景气度抬升:随着我国国防军队现代化建设提速,航空领域对于装备的新增和替代需求均不断增加。我国航空全产业链在政策红利的驱动下不断完善:军用飞

10、机在“十四五”期间升级换代需求井喷、新增型号列装提速,商用飞机有望在通过适航认证后于“十五五”期间逐步释放产能,我国航空全产业链在国产化替代的大背景下将自下而上全面受益。图表7:航空产业未来重点发展项2.1 航空新材料-航空产业化大势所趋,相关产业链将全面受益7图表6:航空装备细分市场占比航空产业航空产业未来发展重点未来发展重点飞机产业飞机产业重点发展干线飞机(150座级、单通道干线飞机)、支线客机、通用飞机(大中型喷气公务机和水陆两栖飞机)、直升机(重型直升机、先进轻型双发直升机)。航空发动机产业航空发动机产业重点发展大涵道比涡扇发动机、中等涵道比中小型涡扇发动机、大功率涡浆发动机、航空活塞

11、发动机,全力推进中等功率涡轴发动机国际合作。航空机载设备与航空机载设备与系统产业系统产业重点发展航电系统、飞控系统、机电系统,在航空材料和元器件领域中推动各类新材料的关键技术突破。我国空军建设目标:在现代战役中,拥有制空权如同稳操胜券,空军力量的整体提升对国防力量的建设有着不言而喻的重要性。根据新时代的中国国防的规划,我国空军需按照空天一体、攻防兼备的战略要求,加快实现国土防空型向攻防兼备型转变,提高战略预警、空中打击、防空反导、信息对抗、空降作战、战略投送和综合保障能力,努力建设一支强大的现代化空军;机型迭代,步入“20”时代:随着歼-20、运-20、直-20等军机的列装,叠加国产化替代需求

12、,我国航空产业链逐渐由前期研发投入迈入批量列装阶段;国内军用航空进入快速增长阶段:根据World Air Forces 2021数据,2020年我国战斗机总量为1571架,虽排名世界第三,但仍然远低于美国的2717架,同时美国现役战斗机已经实现了全三代以上,并开始加速列装F-22、F-35等四代战机,相比之下我国升级换装需求迫切;我国武装直升机仅为美国的六分之一,训练机仅为美国的七分之一,特种飞机、加油机和运输机数量也远少于美国。因此,总量补偿式增长叠加结构换代升级,我国军用航空未来市场空间广阔。2.1 航空新材料-军用航空市场持续发力8图表8:歼-20、运-20、直-20图表9:2020年中

13、美两国军机数量对比(架)资料来源:新时代的中国国防白皮书,World Air Forces 2021,百度百科,中航证券研究所资料来源:中国商飞,中国商飞公司市场预测年报(2021-2040),“十四五”现代综合交通运输体系发展规划,搜狐,中航证券研究所未来20年我国客机预计新增九千余架:单架客机的形体较军机更大,未来民航市场规模较军机市场也更为庞大。根据中国商飞发布的中国商飞公司市场预测年报(2021-2040) ,预计 20212040 年间,中国航空市场将接收50座级以上客机九千余架,价值约1.4万亿美元(以2020年目录价格为基础)。其中,50座级以上涡扇支线客机953架,120座级以

14、上单通道喷气客机6,295架,250座级以上双通道喷气客机1,836架;目前,我国飞机从设计制造、客服、运营、维护管理全过程的智能化已初步实现,国产大飞机克服重重困难,交付在即;先进适用运输装备加速推广,单通道飞机将继续占据主导地位: 2022年1月18日,国务院发布的“十四五”现代综合交通运输体系发展规划提出,我国需加强适航审定能力建设,推动C919客机示范运营和ARJ21支线客机系列化发展,推广应用新舟700支线客机、AG600水陆两栖飞机等。根据中国商飞预测,未来20年我国新增飞机需求量中单通道飞机约占69%。我国单通道飞机方面,C919大飞机在2017年实现首飞,在2020年3月拿到全

15、球首个正式购机合同,目前C919大飞机正处在适航取证阶段,有望在2022年完成交付。虽然相比老牌航空巨头仍有差距,但至少为了后续国产民航客机大批量生产销售奠定了基础。同时,CR929远程宽体客机的设计工作进展顺利,我国负责的机身部分及俄罗斯负责的机翼部分均已进入首架原型机的制造阶段。2.1 航空新材料-民用航空市场起飞在即9图表10:2021-2040年中国民航新增客机预测图表11:C919大飞机“十四五”原材料工业发展规划,碳纤维生产技术, Boeing 787 Dreamliner,百度,中航证券研究所航空材料主要包括金属材料和复合材料两大类:航空用金属材料主要包括高温合金、钛合金、镁合金

16、、铝合金及各类钢材;航空用复合材料主要包括树脂基复合材料(碳纤维复合材料)、金属基复合材料和陶瓷基复合材料。由于各材料的物理和化学性质均不相同,因此在机身的应用部位也各不相同;短板材料攻关刻不容缓:“十四五”原材料工业发展规划指出,我国需聚焦大飞机、航空发动机等重点领域,着重推进高温合金、航空轻合金材料等材料创新发展,以补齐国内关键短板材料。目前我国军用高温合金及钛合金材料仍有很大比例来自于进口,为避免遇到原材料“卡脖子”的问题,材料生产端需早日实现自主可控;中长期民用航空崛起有望大幅拉动新材料需求:目前我国国产大飞机的碳纤维复材用量和美国同机型相比还有较大差距,跟据产业信息,C919大飞机碳

17、纤维复合材料用量为12%,与发达国家的大飞机复材用量仍有较大差距;目前在研的CR929远程宽体客机的碳纤维复合材料用量则达到了51%,赶超波音787的复材用量占比。新材料用量比例提升叠加国产化替代大势所趋,未来大飞机的订单放量将带动航空新材料需求再上新台阶;航空新材料尽享装备放量红利:伴随军用航空崛起于“十四五” ,有望在“十五五”伴随民用航空迎来新一轮爆发,因此航空新材料中短期看军用,长期看军民两用。图表12:主要航空新材料用途及应用占比2.1 航空新材料-渗透加速,未来增量空间宽广10图表13:航空发动机构造材料类型材料类型性能性能在飞机上的使用部位在飞机上的使用部位国内用量占比国内用量占

18、比高温合金高温合金优异的高温强度、较好的抗氧化性、抗热腐蚀性能、良好的热疲劳性能、良好的塑性和断裂韧性燃烧室、涡轮叶片、涡轮盘、等热端承压部件占飞机发动机重量的40%-60%钛合金钛合金密度小、比强度高、导热系数低、耐高温低温性能好、耐腐蚀能力强风扇增压级及压气机转子盘和叶片、起落架部件、框、梁、机身蒙皮、隔热罩等约占民机总重的10%;可占到军机总重的20%-30%碳纤维复材碳纤维复材低密度、耐腐蚀、耐高温、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热导性高、热及湿膨胀系数低、X光穿透性高、非磁体但有电磁屏蔽效应风扇叶片、中机身段、中央翼盒、主翼、尾翼等约占飞机总重的10%-50%资料来源:中国特钢企

19、业协会,中航证券研究所2.2 高温合金-航空发动机核心材料11图表14:高温合金分类别高温合金一般以铁、镍、钴等为基,是能在600以上的高温及一定应力条件下长期工作的金属材料,具有优异的高温强度、较好的抗氧化性、抗热腐蚀性能、良好的热疲劳性能、良好的塑性和断裂韧性等综合性能。按照基体元素,镍基高温合金应用范围最广,占比达80%,其次为镍-铁基,占比14.3%,钴基占比最少,占比5.7%。按照制备工艺,可以分为变形高温合金、铸造高温合金和新型高温合金,其中变形高温合金应用范围最广,占比达70%,其次是铸造高温合金占比为20%。我国高温合金主要为“GH”系列的变形高温合金和“K”系列的铸造高温合金

20、,两者牌号数量分别多达50+和40+,虽然型号较多,但规模化应用的较少,其中GH4169合金用量最大,使用范围最广,被称为高温合金中的“万金油”,广泛应用于航空航天、舰船、能源电力、汽轮机等领域。产品系列产品系列定义及特性定义及特性细分品种细分品种国内主要牌号国内主要牌号对应主要下游对应主要下游高温合金盘锻件GH4169GH4169、GH4698、GH4708、GH4742、GH4720Li、GH4065涡轮盘锻件、叶片等转动部件及机匣、环形件、拉杆等热端承力件,应用于航空发动机、航天动力、地面及舰用燃气轮机、石油、化工、勘探及核工业等领域高温合金棒材GH4169GH4169、GH2132、G

21、H600、GH901、GH3030、GH3039高性能轴类、垫片、紧固件等承力部件,应用于航空、航天、能源、石油、化工、勘探及核工业等领域高温合金板带材GH4169GH4169、GH3230、GH4648、GH4099、GH4098、GH4199、GH4170、GH4282、GH625发动机燃烧室、安装边、燃气导管等零件和各种用途波纹管等高温抗氧化、承力部件,以及板簧、燃气导管、密封件等具有较高要求的结构件。应用于能源、石油、化工、勘探、核工业等领域高温合金管材GH747、GH214、GH455、GH3128、GH3044、GH4169GH4169、GH188、Co50、GH652应用于航空、

22、航天、石化、冶金、机械、能源、电力、核工业高温合金丝材HGH367、HGH533、HGH4202、HGH3128、HGH5188、HGH4169、GH4169GH4169、GH625、GH2132弹簧丝、焊丝用于制作弹簧、阻尼元件及各种规格的焊丝,应用于航空、航天发动机、石油、电力、核电等领域。高温合金母合金K130、K242、K403、K414、K418、K423、K424、K438、K477、K480、K488、K640、K825、K4169、K4202航空、航天、燃机以及其他领域用高温合金批量母合金等轴晶铸造高温合金K4648、K418、K423A、K438G、K424、K417(K41

23、7G)、K4002、K403、K465、K447A、K419航空发动机扩压器和机匣、航天火箭发动机涡轮泵、坦克用燃气轮子转子叶片和导向叶片定向凝固柱晶高温合金DZ4、DZ5、DZ17G、DZ22、DZ22B、DZ38G、DZ125、DZ125L、DZ40M、IC6、IC6A燃气轮机叶片、导向器叶片、航空发动机涡轮叶片单晶高温合金DZ6、DD9、DD6、DZ125、DZ22、DZ4、DZ125、IC10高温度、高载荷、高转速、复杂应力、燃气腐蚀环境下的涡轮热端部件粉末高温合金FGH4095ODS高温合金FGH4096金属间化合物高温合金FGH4097航空发动机的涡轮盘、压气机盘、导流盘、涡轮工作

24、叶片前后挡板、弹性环、鼓筒轴和承力环等部件变形高温合金变形高温合金可以进行冷、热变形加工,具有良好的力学性能和综合的强韧性指标,具有较高的抗氧化和抗腐蚀性能。变形高温合金塑性较低,高温变形抗力大,使用普通的热加工手段变形有一定困难,因而需要采用开坯锻造、径向锻造以及轧制等工艺来加工。变形高温合金是高温合金中应用最广的一类,是航空发动机中主要用材。主要为航空、航天、核能、石化等行业提供结构锻件、饼材、环件、棒材、板材、管材、带材和丝材。铸造高温合金铸造高温合金通过真空重熔直接浇铸成型的高温合金。其具有更宽的成分范围,由于可不必兼顾其变形加工性能,合金的设计可以集中考虑优化其使用性能。其特点可以通

25、过铸造工艺直接成型,主要用于制造形状比较复杂的产品。新型高温合金新型高温合金资料来源:航空材料技术,中航证券研究所变形高温合金:应用范围最广的变形高温合金,其适用于大批量、通用性强、结构较为简单的产品,如航空发动机当中的燃烧室、涡轮盘等。产业链为:经过真空冶炼等工艺浇铸成合金铸锭,通过锻造、轧制等热变形制成饼坯、棒、板、管等材料,最后模锻成涡轮盘和叶片等毛坯,经热处理后加工成涡轮盘、叶片等零件。结合产业链各个环节相关参与方来看,目前我国变形高温合金供应体系当中冶炼和锻造环节,参与者包括抚顺特钢、钢研高纳、图南股份、西部超导等上市企业,宝武特冶、攀长钢等非上市企业,以及北京航材院、中科院金属所等

26、科研单位(主要以研究为主,生产规模较小);铸造高温合金:其特点可以通过铸造工艺直接成型,主要用于制造形状比较复杂的产品,如航空发动机当中的导向器、涡轮叶片等。产品环节主要包括前端的母合金和后端的精密铸件,母合金冶炼环节竞争对手主要有图南股份、钢研高纳、北京航材院、中科院金属所等,铸件生产环节主要是图南股份和安吉铸造。2.2 高温合金-供给端良好竞争环境有望维持12图表15:变形高温合金产业链梳理资料来源:各公司公告,中航证券研究所公司间产品价格和盈利性差异较大:通过选取有单独披露高温合金经营数据的上市公司来进行比较(西部超导产线尚处于小批量生产阶段,数据不具备参考性),不同企业产品售价和盈利性

27、差异较大。变形高温合金方面,抚顺特钢不论是在产品售价还是盈利性方面都明显领先竞争对手,其中2020年单吨销售价格为19.9万元(不含税),相比图南股份高出39%;盈利性角度,2020年抚钢变形高温合金产品毛利率为40.4%,虽然相比2016年高点55.6%有一定差距,但仍显著领先同类竞争对手钢研高纳(28.5%)和图南股份(25.7%)。铸造高温合金方面,图南股份和钢研高纳近两年产品毛利率分别处于50%和30%左右水平。图表16:变形高温合金销售价格(万元/吨)2.2 高温合金-供给端良好竞争环境有望维持13图表17:变形高温合金毛利率图表18:铸造高温合金毛利率资料来源:相关公司网站及公告,

28、中航证券研究所经营数据差异的背后,反映的是公司规模优势和产品结构的差异:根据以下我们统计的国内主要高温合金公司产能情况及产品特点来看,抚顺特钢作为业内龙头,5000吨产能全部为变形高温合金,批量大,结构简单,如果仅考虑变形高温合金细分方向,市占率高达约40%,相比产品批量小、结构复杂的竞争对手来讲,规模效应可有效降低产品成本。同时公司产品多数供给军工客户,相比民品,军工产品性能要求更高,定价及盈利性也更为领先。而在铸造高温合金方面,图南股份产品主要应用于军用航空发动机零部件生产,下游客户为航空发动机制造企业,毛利率相对较高,铸造高温合金产品中精密铸件贡献较大,产品主要为大型高温合金复杂薄壁精密

29、铸件,生产工艺、技术指标要求及产品附加值较高,产品定价高,带动公司整体毛利率水平提高。图表19:我国高温合金产能分布2.2 高温合金-供给端良好竞争环境有望维持14公司公司高温合金产能高温合金产能(吨)(吨)产品特点产品特点在建产能在建产能抚顺特钢5000变形高温合金,军品占比高,批量大,结构简单军品占比高,批量大,结构简单“特冶二期”预计在2021年下半年投产,届时公司高温合金产能有望达到1万吨西部超导2000高性能高温合金铸锭产能2600吨,镍基高温合金棒材产能2000吨,尚处于小批量生产阶段尚处于小批量生产阶段1、2019年IPO募投建设年产镍基高温合金棒材1900吨和粉末高温合金母合金

30、600吨项目,建设期2年,达产期计划4年;2、2021年募投建设1500吨高温合金产能,建设期3年。钢研高纳3000铸造、变形、新型高温合金,以高温合金棒材及粉末高温合金母合金为主,批量小,结构复杂批量小,结构复杂宝武特冶1500大型高温合金盘锻件,民品占比高民品占比高攀钢长城特钢1200变形高温合金,民品占比高民品占比高图南股份1445铸造高温合金、变形高温合金,批量小,结构复杂批量小,结构复杂2020年IPO募投建设年产1000吨超纯净高性能高温合金材料和年产3300件复杂薄壁高温合金结构件项目中科院金属所1000铸造、变形、定向凝固以及单晶高温合金,研究为主研究为主北京航材院800铸造、

31、粉末、金属间化合物高温合金,研究为主研究为主中科三耐400航空发动机及汽车增压器用铸造高温合金母合金、燃气轮机叶片、玻璃棉喷催离心器合计16345资料来源:各公司公告,中航证券研究所综合以上分析,我们认为以下几点有助于高温合金行业保持较好的竞争环境,利好市场先入者:技术研发壁垒:高温合金产品技术含量较高,铸造加工工艺较为复杂,需要技术积淀和不断创新。材料开发和生产工艺技术研发是本行业企业发展的根本,新产品从开始研发至最终实现销售需要经过论证、研制、定型等系列过程。因此,高温合金领域存在着较高的技术壁垒,需要时间和资金的不断投入。新进入者要面临产品成材率低的问题,需要经历较长的时间探索经验,进行

32、技术工艺改良,以提升产品成材率。因此在研发投入方面,相关公司均保持持续高投入;市场先入壁垒:高温合金较多应用于航空航天发动机、核电装备、燃气轮机等领域,对产品性能要求较高。终端用户对供应商选择有着极为严苛的评定程序,因此也决定了用户在选定合格供应商后通常不会轻易更换。同时,类似航空航天发动机产品,从研制到实现销售的研发周期长、投入高、风险大,根据现行军用武器装备采购体制,通过定型批准的产品才可实现批量销售。尤其是对于抚顺特钢、西部超导这样的老牌军工企业,在军工领域先发优势尤其明显;行业准入壁垒:国家对武器装备科研生产活动实行许可管理,从事军品相关生产活动必须通过严格审查并取得军工资质。另外,在

33、民用航空发动机、核电装备等领域,也各自存在相应的资质认证管理体系,生产厂家需要通过获得相关行业准入资质和认证,方能进入这些市场。这些准入资质要求严格,且考察周期较长,需要企业具备较强的研发、管理和质量控制能力。小结:技术研发、市场先入和行业准入三大因素所构筑的综合性壁垒将有效维系行业整体竞争环境。近年来虽然有西部超导等新玩家入场,且通过上市平台募集资金方式进行产能扩张,但除了硬件设施2-3年的建设期之外,还要经历技术研发-认证-批量销售流程,需要相当长一段时间才会在成本端对成熟企业构成直接竞争威胁。同时,业内众多公司更多为竞合关系,而不单纯是竞争关系。因此整体来看,行业供给端格局未来2-3年内

34、不会有明显变化,而抚顺特钢和图南股份通过产能扩张,将有效维系并增强自身竞争优势。2.2 高温合金-供给端良好竞争环境有望维持15资料来源:Roskill,西部超导招股说明书,中航证券研究所航空航天为下游核心消费领域:高温合金在材料工业中主要是为航空航天产业服务,但由于其优良的性能,已经应用到核能发电、船舶燃气轮机、石油石化等工业领域,从而大幅扩展了对高温合金的需求。根据我们的假设测算,高温合金在航空航天领域的消费占比达34%,主要应用在航空航天发动机的叶片、涡轮盘、燃烧室等零部件。作为制造航空航天发动机热端部件的关键材料,在先进的航空发动机中,高温合金用量占发动机总重量的40%60%以上,发动

35、机的性能水平在很大程度上取决于高温合金材料的性能水平。图表20:高温合金下游细分行业消费占比2.2 高温合金-航空航天为下游核心消费领域16图表21:高温合金在航空发动机中使用图示(标红部分)资料来源:World Air Forces 2021,波音,中航证券研究所2.2 高温合金-航空用高温合金成长空间广阔17军用航空稳健增长:受益于我国十四五计划我国新一代航空装备整体列装需求,高温合金的用量在单机用量和整体规模上相较于之前有了较大提升,军用航空高温合金的需求有望保持稳健增长。假设军机高温合金在发动机重量占比为 60%,部件成材率 30%,按照不同机型配备的发动机类型和数量,我们预计军用航空

36、高温合金年化需求近5000吨;民用航空未来可期:根据波音2020年发布的中国民用航空市场展望,预计未来20年间我国将购买8600架飞机,其中单通道飞机需求将继续占主导地位,为新飞机需求量的75%。未来国内民用航空方面对高温合金材料的需求主要还是看单通道飞机的新增及替代需求进展,基于各种假设,我们预计未来民用航空领域高温合金年化需求约2743吨;供给端良好竞争环境有望维持,随着军用航空列装进度加速以及民用航空适航认证落地后需求逐步释放,未来航空用高温合金发展前景可期。推荐标的:西部超导、抚顺特钢、钢研高纳、图南股份、隆达股份。现有数量现有数量(架)(架)配备发动机配备发动机发动机重发动机重量量(

37、吨)(吨)发动机数量发动机数量(台/架)(台/架)高温合金占比高温合金占比部件成材率部件成材率每年交付数每年交付数量量(架)(架)高温合金需高温合金需求求(吨)(吨)单发单发A1.7*60%30%*204双发双发B1.7*60%30%*1224115C3*60%30%*960264D4*60%30%*960902E0.6*60%30%*288405F1*60%30%*574757教练机教练机军机维护军机维护军机研发实验军机研发实验合计合计直升机直升机军机分类军机分类战斗机战斗机1571特种飞机特种飞机运输机运输机配备发动配备发动机机国产替代国产替代发动机发动机发动机重发动

38、机重量(吨)量(吨)发动机数量发动机数量(台/架)(台/架)高温合金高温合金占比占比部件成部件成材率材率每年交每年交付数量付数量(架)(架)国产替国产替代比例代比例高温合高温合金需求金需求(吨)(吨)LEAP-1C长江-10004250%30%10040%1067CF34 - 10A2.5245%30%3040%2743合计合计飞机类型飞机类型单通道飞机(C919)单通道飞机(C919)支线飞机(ARJ21支线飞机(ARJ21、新舟600等)、新舟600等)飞机研发实验飞机研发实验图表22:国内军用航空领域高温合金需求测算图表23:国内民用航空领域高温合金需求预测资料来源

39、:中国钛工业发展报告,西部超导招股说明书,中航证券研究所钛具有密度小、比强度高、导热系数低、耐高温低温性能好、耐腐蚀能力强等特点,其中最为突出的两大优点是比强度高和耐腐蚀性强,这决定了钛在海陆空和外层空间都有广泛的用途,具体包括航空航天、常规兵器、舰艇及海洋工程、核电及火力发电、化工与石化、冶金、建筑、交通、体育与生活用品等。根据形态大致可分为板材、棒材、管材、锻件、丝材、铸件及其他种类,其中,板材、棒材、管材三者产量共占我国钛材产量约85%。钛及钛合金从熔炼到最终产品一般需要海绵钛制备、钛材制备和钛材应用三步,其中前两步技术复杂、制备难度大,是钛应用的难点和关键环节,海绵钛和钛材的质量直接决

40、定钛制品的质量。2.3 钛合金-战略性新材料18图表24:我国各类钛材产量所占比例图表25:钛工业产业链资料来源:中国钛工业发展报告,西部超导公司公告,中航证券研究所行业集中度高,陕西省钛材生产领先全国:2020年国内32家钛材生产企业共生产钛加工材9.7万吨,同比增长28.9%,2016年以来钛材产量呈现持续增长态势。2020年行业CR3/5/10分别为46%/59%/79%,区域分布来看,钛及钛合金棒材、板材等生产企业主要集中在陕西,其中陕西主要7家钛及钛合金棒材生产企业产量占全国74.6%,四家主要钛板材生产企业产量占全国22.7%;管材生产主要集中在长三角区域,主要四家生产企业产量占全

41、国34.4%;华中地区则有湖南湘投金天钛金属有限公司。近年来,随着钛材产品下游使用领域的拓展,钛材生产企业的地域分布有逐渐分散的迹象。2.3 钛合金-高端供给竞争环境良好19图表26:我国钛材产量图表27:我国钛加工材企业分布资料来源:Wind,中航证券研究所西部超导综合钛产品价格和盈利性领先业内:目前上市企业中主营钛合金业务的主要有西部超导、宝钛股份和西部材料。钛材价格方面,近几年来西部超导钛材价格持续抬升,宝钛股份钛产品销售价格小幅低于西部材料,大幅落后西部超导,2020年单吨售价为19.7万元,仅为西部超导近一半的水平;产品盈利性方面,西部超导毛利率大幅领先竞争对手,主要原因是由于西部超

42、导的军用钛合金产品占比高于同行,虽然2016-2019年西部超导毛利率有所下滑,但仍高达近40%,2020年盈利水平再次抬升,宝钛股份毛利率近几年较为稳定(20%-25%),基本略高于西部材料。2.3 钛合金-高端供给竞争环境良好20图表28:钛产品销售价格(万元/吨)图表29:钛产品毛利率资料来源:各公司官网及公告,中航证券研究所经营数据差异的背后,主要反映的是公司产品结构的差异:产品形态与下游应用:西部超导钛合金产品主要为棒丝材,90%偏军工领域尤其是航空产品,因此产品售价和毛利率都显著高于其他企业;西部材料钛产品主要为板材和管材,出于避免同业竞争问题,和西部超导错位竞争,军品占比约30%

43、;宝钛股份基本涵盖全系列钛合金产品,产品下游应用广泛,除了航空航天等高端领域外,下游还覆盖了大量民用领域,同时公司钛产品口径当中包含了价格和毛利率偏低的原材料海绵钛,因此相较之下综合指标表现偏弱;产能规模:宝钛股份目前钛材产能为2万吨,位居全国第一;西部超导目前产能近5000吨,2024年可达10000吨;西部材料目前钛及钛合金板带材产能为1万吨,但实际钛合金熔铸能力只有5000吨左右,正通过定增弥补熔炼能力短板,届时钛材产能也将真正达到1万吨;总体来看,行业头部公司都在通过募投方式进一步提高生产能力,中长期具备公司成长属性。2.3 钛合金-高端供给竞争环境良好21公司名称公司名称专注领域专注

44、领域主要产品及应用领域主要产品及应用领域主打材料形态主打材料形态主打工艺主打工艺钛合金产能钛合金产能在建产能在建产能西部超导西部超导新一代战机、运输机、航空发动机TC4-DT、TC21、TA11:先进战斗机结构件、新型发动机结构件Ti45Nb:先进战斗机紧固件棒材、丝材真空自耗电弧、快锻机、精锻机、黑色及有色金属线棒材精整装备4950吨高端钛合金航空航天用高性能金属材料产业化项目预计于2024年竣工,届时将新增5050吨钛合金产能宝钛股份宝钛股份军用航空航天及民用航空Tc4:飞机机身TC4、TC6、TC11、TA11:航空发动机全谱系二十辊冷轧机、真空自耗路、快锻机、自由锻22714吨(1)

45、高品质钛锭、管材、型材生产线建设项目预计于2022年年底竣工,届时将新增钛及钛合金锭总产能10000吨、钛合金管材产能290吨、钛合金型材产能100吨;(2) 宇航级宽幅钛合金板材、带材、箔材建设项目预计于2022年年底竣工,届时将新增板材产能1500吨/年、带材产能5000吨/年、箔材产能500吨/年。金天钛业金天钛业船舶、运输机、化工TA5:船舰TA15、TC4、TC11:运输机起落架钛及钛合金薄板、中厚板“钛-钢联合”生产模式,依托钢厂设备15000吨/西部材料西部材料民用航空、军用航空TA-15改进型:兵器TA6、TC4:新一代高性能新型战斗机、导弹TA5-A:舰船钛薄板、钛厚板真空自

46、耗炉、板材轧机、轧管机5000吨高性能低成本钛合金生产线技术改造项目预计于2021年年底投产,届时将具备3000吨军品钛材、7000吨民品钛材年产能图表30:国内主要钛材加工企业产能、产量及产品特点情况资料来源:中航证券研究所综合以上分析,我们认为以下几点有助于钛合金行业保持较好的竞争环境,利好市场先入者:技术研发壁垒:材料开发和生产工艺技术研发是本行业企业发展的根本,新产品从开始研发至最终实现销售需要经过论证、研制、定型等系列过程。因此,存在着较高的技术壁垒,需要时间和资金的不断投入。新进入者要面临产品成材率低的问题,需要经历较长的时间探索经验,进行技术工艺改良,以提升产品成材率。因此在研发

47、投入方面,相关公司均维持持续性高投入;市场先入壁垒:军工航空新材料的开发都是通过参与军工配套项目的形式进行,只有预先进行大量的研发投入,才有可能通过项目招标进入项目研制阶段,再先后通过工艺评审、材料评审等一系列程序后方能成为相关材料的合格供应商。一旦通过最终评审,双方就会形成长期稳定的合作关系,行业内公司通过与国内主要发动机生产企业和锻造厂建立长期合作关系,在市场拓展方面占据独特的先发优势,为产品销售奠定了坚实基础;行业准入壁垒:国家对武器装备科研生产活动实行许可管理,从事军品相关生产活动必须通过严格审查并取得军工资质。另外,在民用航空发动机、舰船等领域,也各自存在相应的资质认证管理体系,生产

48、厂家需要通过获得相关行业准入资质和认证,方能进入这些市场。这些准入资质要求严格,且考察周期较长,需要企业具备较强的研发、管理和质量控制能力。小结:在高端领域例如航空航天等,我们认为技术研发壁垒、市场先入壁垒、行业准入壁垒等,将有助于钛合金行业供给端保持较好的竞争环境,利好如西部超导这样成熟的军品占比较高企业。后续即便有新的竞争对手试图进入,除了3年左右的硬件设施建设期外,还要经历技术研发-认证-批量销售,需要相当长时间才能在成本端对成熟企业构成直接竞争威胁。因此整体来看,行业供给端格局未来2-3年内不会有明显变化,未来行业内头部企业通过募投项目的建设落地,将进一步扩大航空航天领域的领先优势。2

49、.3 钛合金-高端供给竞争环境良好22资料来源:中国钛工业发展报告,中国有色金属工业协会,中航证券研究所我国钛材消费逐步高端化:据2020年中国钛工业发展报告 数据显示,2020年中国钛加工材销售量为9.36万吨,同比增长36%,其中净出口量为9107万吨,同比减少28.9%,外贸受疫情影响较大,国内销售量为8.45万吨,同比增长50.7%。2020年化工、航空航天、海洋工程、体育休闲和船舶五大领域钛材需求量同比分别增长34.6%、36.7%、129.0%、64.2%、和56.3%,近几年航空航天、高端化工、海洋工程等领域钛材需求增长趋势较为明显。我国钛材消费已由中低端的化工、冶金等领域,逐步

50、向航空航天、高端化工(PTA装备)、医疗、海洋工程等行业发展,但化工行业依然贡献了近半数需求,航空航天为18.4%,海洋工程为7.7%;国内航空钛材成长空间广阔:据2020年中国钛工业发展报告 ,全球范围内航空用钛材占据钛材总需求比例接近50%,美俄两大军事强国航空钛材在整个钛合金应用市场占比超过了70%,而我国这一比例尚不足20%。国内航空用钛材市场存在较大的成长潜力,我国航空航天行业钛材消耗量自2017年开始呈现逐年快速上升趋势,2020年消耗量达1.73万吨(+36.7%)。2.3 钛合金-航空钛材市场空间宽广23图表31:钛材国内消费和净出口量(吨)图表32:2020年中国钛加工材下游

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