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金博股份-碳热场龙头新材料平台加速成型-220716(38页).pdf

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金博股份-碳热场龙头新材料平台加速成型-220716(38页).pdf

1、 请务必阅读正文后的重要声明部分 2022 年年 07 月月 16 日日 证券研究报告证券研究报告公司研究报告公司研究报告 买入买入(维持)(维持)当前价:329.50 元 金博股份(金博股份(688598)目标价:400.00 元(6 个月)碳碳/碳热场龙头,新材料平台碳热场龙头,新材料平台加速加速成型成型 投资要点投资要点 西南证券研究发展中心西南证券研究发展中心 分析师:韩晨 执业证号:S02 电话: 邮箱: 分析师:敖颖晨 执业证号:S01 电话: 邮箱: 相对指数表现相对指数表现 数据来源:W

2、ind 基础数据基础数据 总股本(亿股)0.80 流通 A 股(亿股)0.65 52 周内股价区间(元)180.08-424.00 总市值(亿元)264.26 总资产(亿元)29.41 每股净资产(元)23.11 相关相关研究研究 1.金博股份(688598):盈利维持高水平,股份回购显信心 (2022-04-26)2.金博股份(688598):热场产销大幅增长,新材料平台初具雏形 (2022-03-03)3.金博股份(688598):热场出货持续高增,扩产巩固龙头地位 (2021-10-26)4.金博股份(688598):上半年业绩超预期,光伏热场出货大幅增长 (2021-08-25)推荐逻

3、辑:推荐逻辑:1)金博股份是光伏碳/碳热场龙头,目前市占率在 40%左右。公司凭借自制预制体,快速化学气相沉积技术优势,与竞争对手保持 100元/Kg以上成本差距,净利润将维持在 150 元/Kg 以上。2)碳陶刹车盘预计将率先从中高端电动车型开始渗透,预计 2025 年市场空间 58 亿元。公司已取得广汽、比亚迪定点,2023年有望贡献超亿元收入,进入爆发式增长期。3)公司基于在碳/碳复合材料领域的技术、成本优势,不断推出高性价比产品,从而推动碳基复合材料在半导体、氢能、汽车等产业更广泛的应用,打造碳基材料产业平台,中长期成长逻辑清晰。光伏光伏热场市占率领先,打造新材料平台。热场市占率领先,

4、打造新材料平台。金博股份 2007年完成碳纤维预制体与快速气相技术的研发与产业布局。公司独有的快速化学气相沉积工艺,将沉积时间缩短到 300h以内,大幅降低生产成本。2020年上市以来公司经过多轮扩产,目前光伏碳/碳热场产品市占率约 40%。公司迭代多代的技术、工艺及装备对各类碳基复合材料的制备具有通用性,通过底层原料、设备、工艺交叉组合,制备出不同类型碳基复合材料产品,广泛应用于光伏、半导体、氢能、汽车等产业。成本成本优势明显优势明显+降本降本路径清晰,路径清晰,市占率市占率有望进一步提升。有望进一步提升。光伏碳/碳热场经历了2020 年以来的供应紧缺,下游厂商加速扩产。根据现有产能扩张计划

5、,预计2022、2023年,行业将分别新增 3480吨、4300吨产能,行业供需转向宽松。金博股份凭借自制预制体带来 5060元/Kg成本优势。快速化学气相沉积技术可降低初始投资,节约树脂等原材料消耗,折旧成本与原材料成本优势分别为 25元/Kg、30 元/Kg。未来通过改进预制体制备技术,副产氢、碳粉回收,可持续降低生产成本,预计可与竞争对手保持 100元/Kg以上成本优势,进一步扩大市场份额。第二第二曲线腾飞在即,曲线腾飞在即,打开打开中长期发展空间中长期发展空间。轻量化已成为电动车行业趋势,加上国产电动车向高端领域渗透,碳陶刹车盘渗透率有望快速提升。预计 2025年,国内碳陶刹车盘市场空

6、间约 58亿。公司已获得广汽埃安、比亚迪定点,并具备年产 10 万套产能,预计 2023 年开始批量供应。制氢、碳纸、储氢瓶等业务将于明年起陆续贡献收入,为公司打开中长期成长空间。盈利预测与投资建议。盈利预测与投资建议。预计 2022-2024 年公司归母净利润分别为 6.18、8.02、10.23 亿元,未来三年保持 26.87%的复合增长率。凭借成本与技术优势,光伏碳/碳热场市占率有望进一步提升,碳陶刹车盘将于明年放量,碳纸等新业务也有望贡献出货。基于碳陶、氢能等赛道中长期巨大发展空间,给予公司 2023年40 倍估值,对应目标价400 元,维持“买入”评级。风险提示:风险提示:热场产品降

7、价,降本低于预期,碳纤维降价不及预期,新业务拓展缓慢,新产能投放进度低于预期,燃料电池汽车保有量低于预期。指标指标/年度年度 2021A 2022E 2023E 2024E 营业收入(百万元)1337.90 1575.00 2300.28 3213.25 增长率 213.72%17.72%46.05%39.69%归属母公司净利润(百万元)501.10 617.88 802.09 1023.30 增长率 197.25%23.31%29.81%27.58%每股收益EPS(元)6.25 7.70 10.00 12.76 净资产收益率 ROE 26.50%26.06%26.30%26.16%PE 53

8、 43 33 26 PB 13.97 11.15 8.67 6.75 数据来源:Wind,西南证券 -60%-40%-20%0%20%40%60%21-0721-0821-0921-1021-1121-1222-0122-0222-0322-0422-0522-06金博股份 沪深300 公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 目目 录录 1 从光伏碳从光伏碳/碳热场龙头到新材料平台公司碳热场龙头到新材料平台公司.1 1.1 光伏碳/碳热场龙头,市占率、盈利能力遥遥领先.1 1.2 技术研发能力领先,管理团队激励到位.2 1.3 完善产业布局,

9、打造新材料平台公司.4 2 行业供需转向宽松,成本为核心竞争力行业供需转向宽松,成本为核心竞争力.6 2.1 大尺寸硅片渗透率提升,碳/碳复合材料加速替代石墨.6 2.2 碳/碳产能加速投放,行业转向成本、产品差异化竞争.8 3 成本优势显著,降本路径清晰成本优势显著,降本路径清晰.11 3.1 独创快速化学气相沉积技术,有效降低生产成本.11 3.2 自制预制体,工艺优势明显.13 3.3 技术储备丰富,降本路径清晰.16 4 新材料平台成型,第二新材料平台成型,第二曲线腾飞在即曲线腾飞在即.18 4.1 电动车轻量化、高端化趋势下,碳陶刹车盘有望批量导入.18 4.2 硅基半导体加速替代,

10、碳化硅协助降本.20 4.3 前瞻性布局氢能领域,打开中长期发展空间.25 5 盈利预测与估值盈利预测与估值.30 5.1 盈利预测.30 5.2 相对估值.31 6 风险提示风险提示.31 oXbWpZ9YlVkUjWoYfWrQ8O9R6MnPqQoMpNlOoOrOfQpNqRbRrQsNwMqRpMNZqRoQ 公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 图图 目目 录录 图 1:金博股份发展历程.1 图 2:金博股份收入规模大幅领先同行(单位:亿元).1 图 3:金博股份销量大幅领先竞争对手(单位:吨).1 图 4:金博股份毛利率保持在

11、 60%左右.2 图 5:金博股份净利率持续提升并保持较高水平.2 图 6:公司股权结构及子公司业务布局.3 图 7:金博股份保持高比例研发投入.3 图 8:碳基复合材料底层技术互通,可进行相关多元化发展.4 图 9:碳基复合材料下游应用领域广泛.5 图 10:单晶炉单炉投料量持续增长.7 图 11:大尺寸硅片占比迅速提升.7 图 12:硅片产能 2020年开始加速投放.7 图 13:2022年热场供给将转向宽松.11 图 14:2023年底不同技术路线产能分布.11 图 15:化学气相沉积技术可缩短制备工艺流程.12 图 16:化学气相沉积工艺电耗较高.15 图 17:电力成本快速降低,成本

12、差距缩小(元/Kg).15 图 18:金博股份通过技术进步、规模效应持续降低生产成本.17 图 19:碳/陶刹车制动系统结构.18 图 20:碳/陶工艺流程与碳/碳类似,共线生产可降低成本.19 图 21:B、C 级车销量占比提升,有望率先应用碳/陶刹车盘.19 图 22:2021年全球半导体硅片出货面积 141.65平方英寸.21 图 23:2021年全球半导体硅片销售额 126亿美元.21 图 24:半导体领域产品销售收入实现爆发式增长.22 图 25:SiC 衬底制造工艺流程.23 图 26:SiC 长晶 PVT 生产工艺.23 图 27:SiC 长晶及衬底加工良率较低.24 图 28:

13、SiC 衬底成本构成.24 图 29:燃料电池汽车产量.26 图 30:燃料电池汽车销量.26 图 31:质子交换膜燃料电池工作原理.26 图 32:碳纸制备工艺流程.26 图 33:IV 型储氢瓶的内部结构.29 图 34:70MP 储氢 IV 型瓶成本价格$3486.29 公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 表表 目目 录录 表 1:金博股份 ROE(摊薄)水平较高.2 表 2:金博股份股权激励覆盖范围广,解锁条件锚定高增长.4 表 3:金博股份新业务领域市场拓展取得积极进展.5 表 4:碳/碳复合材料与石墨材料物理特性对比.6 表

14、5:碳基复合材料对等静压石墨材料在热场产品中的替代率逐渐提高.7 表 6:单晶硅制造热场向更大尺寸升级.8 表 7:热场系统主要部件更换周期.8 表 8:热场系统主要部件替换价值量测算.8 表 9:光伏碳/碳热场新增、替换需求测算.9 表 10:主要热场厂商扩产项目及技术路线选择.9 表 11:快速化学气相沉积可大幅缩短沉积时间.12 表 12:金博股份自制预制体有较大成本优势.13 表 13:化学气相沉积工艺可节约浸渍固化、碳化设备投资.13 表 14:设备投资节约带来的单位产能折旧成本优势约 34.48 元/Kg.13 表 15:碳/碳复合材料产能投资具有规模效应.14 表 16:天然气作

15、为单一碳源原材料成本可节约 30 元/Kg 以上.14 表 17:金博股份产品销售均价高于竞争对手.15 表 18:新产能单台价格更高.16 表 19:新产能单位投资额下降近 1/3.16 表 20:大型沉积炉电耗大幅下降.16 表 21:三大高性能刹车材料对比.19 表 22:预计 2025年国内碳/陶刹车盘市场空间约 58亿元.20 表 23:半导体硅单晶对热场材料纯度要求更高.21 表 24:全球硅基半导体市场空间在 25亿元以上.21 表 25:不同半导体材料性能对比.23 表 26:SiC 原材料采购中石墨热场类产品占比较高.24 表 27:全球 SiC 热场远期市场空间可达 20亿

16、元.25 表 28:碳纸市场仍处培育初期,预计十五五期间迎来爆发.27 表 29:碳纸技术壁垒较高主要为海外企业垄断.27 表 30:国内外碳纸基本性能对比.27 表 31:储氢容器性能对比.28 表 32:储氢瓶市场已初具规模.29 表 33:分业务收入及毛利率.30 表 34:可比公司估值.31 附表:财务预测与估值.32 公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 1 1 从从光伏碳光伏碳/碳碳热场热场龙头到新材料平台公司龙头到新材料平台公司 1.1 光伏碳光伏碳/碳热场碳热场龙头,市占率、盈利能力遥遥领先龙头,市占率、盈利能力遥遥领先 深

17、耕碳基复合材料领域,全面布局光伏、半导体、氢能、汽车等产业中的核心碳部件,深耕碳基复合材料领域,全面布局光伏、半导体、氢能、汽车等产业中的核心碳部件,打造碳基材料产业平台。打造碳基材料产业平台。金博股份成立于 2005 年,2007 年完成碳纤维预制体与快速化学气相沉积的技术研发与产业布局,2008 年产品在硅基半导体领域成功应用并获得国家重点新产品称号,2010 年推出多款光伏、半导体用高性能碳基热场产品,2012 年突破了大尺寸碳/碳复合材料高效制备关键技术,2013 年推出光伏行业碳/碳热场整套解决方案。公司于 2020年 5 月登陆科创板,目前碳/碳复合材料产品主要应用于光伏行业单晶硅

18、制造热场系统,并大力拓展碳基复合材料在半导体、氢能、汽车等领域的应用。图图 1:金博股份发展金博股份发展历程历程 数据来源:公司官网,西南证券整理 碳碳/碳热场市占率碳热场市占率约约 40%,大幅领先,大幅领先竞争对手。竞争对手。早期单晶炉热场系统主要使用进口高纯、高密度、高强等静压石墨材料。2005 至 2010 年,金博股份、西安超码等厂商开始尝试使用碳/碳复合材料对等静压石墨进行替代。碳/碳复合材料为光伏行业单晶炉增大投料量、提高拉速、降低能耗等工艺提供了新型热场设计与材料保障,推动了光伏行业降本增效,并逐步替代等静压石墨。金博股份自上市以来,经过多次扩产,目前市占率在 40%左右,大幅

19、领先竞争对手。图图 2:金博:金博股份股份收入规模收入规模大幅领先同行大幅领先同行(单位(单位:亿元:亿元)图图 3:金博股份销量金博股份销量大幅领先竞争对手大幅领先竞争对手(单位(单位:吨:吨)数据来源:Wind,西南证券整理 数据来源:公司公告,西南证券整理 公司成立,开启碳基复合材料民用探索完成碳纤维预制体与快速化学气相沉积的技术研发与产业化布局产品在硅基半导体领域成功应用并获得国家重点新产品称号推出多款光伏、半导体用高性能碳基热场产品突破了大尺寸碳/碳复合材料高效制备关键技术推出光伏行业碳/碳热场整套解决方案成功登陆科创板全面布局光伏、半导体、氢能、汽车等产业中的核心碳部件,打造碳基材

20、料产业平台2005200720082002020211.38 1.76 2.37 4.23 13.38 1.09 1.51 1.62 2.44 3.92 036912152017A2018A2019A2020A2021A金博股份 西安超码 天宜上佳 烟台凯泊 宇晶股份 104 130 223 448 1,553 111 155 172 265 479 233 41 04008001,2001,6002017A2018A2019A2020A2021A金博股份 西安超码 天宜上佳 宇晶股份 公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明

21、部分 2 盈利盈利能力出众,规模效应明显。能力出众,规模效应明显。金博股份拥有稳定的毛利率水平及较强的盈利能力,毛利率、净利率和 ROE 等各项指标均大幅领先同行。公司毛利率一直稳定在 60%左右,2021年主要原材料碳纤维采购价格同比上升 18.72%,毛利率同比下降 5.66pp。受益于营业收入及产销规模大幅增长带来的规模效应,净利率下降幅度低于毛利率降幅,近两年净利率维持35%以上。ROE 方面,除 2020 年上市后净资产规模大幅增长有所摊薄外,近年来一直保持25%以上高水平。图图 4:金博股份毛利率:金博股份毛利率保持在保持在 60%左右左右 图图 5:金博股份金博股份净利率持续提升

22、并保持较高水平净利率持续提升并保持较高水平 数据来源:Wind,西南证券整理 数据来源:Wind,西南证券整理 表表 1:金博股份金博股份 ROE(摊薄)水平较高(摊薄)水平较高 2017A 2018A 2019A 2020A 2021A 金博股份 17.76%25.45%28.77%13.04%26.50%西安超码 10.52%13.95%14.92%15.56%18.39%天宜上佳 46.56%烟台凯泊 6.30%15.95%2.40%宇晶股份 29.48%数据来源:Wind,西南证券整理 1.2 技术技术研发能力研发能力领先领先,管理团队激励到位,管理团队激励到位 实际控制人技术出身,深

23、耕高性能复合材料领域。实际控制人技术出身,深耕高性能复合材料领域。公司创始人、董事长、首席科学家廖寄乔师承黄伯云院士,中南大学材料学博士、博士生导师、二级研究员,曾任职于中南大学粉末冶金研究院,是“十二五”国家科技重点专项(高性能纤维及复合材料专项)专家组专家、“十二五”863 计划新材料技术领域“高性能纤维及复合材料制备关键技术”重大项目总体专家组专家。廖寄乔在目前主要负责公司碳基复合材料及产品制备技术的研发与公司战略发展规划。64.95%69.32%62.30%62.94%57.27%20%40%60%80%2017A2018A2019A2020A2021A金博股份 西安超码 天宜上佳 宇

24、晶股份 20.42%30.03%32.43%39.53%37.45%10%20%30%40%2017A2018A2019A2020A2021A金博股份 西安超码 天宜上佳 宇晶股份 公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 3 图图 6:公司股权结构及子公司业务公司股权结构及子公司业务布局布局 数据来源:公司公告,西南证券整理 坚持技术产品创新升级,研发投入持续增长。坚持技术产品创新升级,研发投入持续增长。金博股份以先进碳基复合材料低成本制备关键技术为目标,组织了一支涵盖材料、纺织、无纺、机械、电气等多学科的核心研发团队。经过持续的原始创新与产

25、业化开发,公司突破了碳纤维准三维编织技术、快速化学气相沉积技术、大型化学气相沉积工艺装备技术、高性能低成本先进碳基复合材料产品设计与制备技术、高温热场系统设计与优化技术等核心关键技术。2015 年“碳/碳复合材料坩埚制备关键技术及应用”获得湖南省科学技术进步奖一等奖。公司坚持技术和产品的持续升级创新,始终保持大额的研发投入并逐年增长。图图 7:金博金博股份保持高比例研发投入股份保持高比例研发投入 数据来源:Wind,西南证券整理 湖南金博碳素股份有限公司益阳荣晟廖寄乔13.25%5.57%金博投资金博研究院金博氢能金博碳陶100%100%100%100%一致行动人金硅科技5%资本运作与产业投资

26、锂电池负极关键材料硅负极/硅碳负极材料一氧化硅、纳米硅等高纯碳化合/复合材料技术研发与产业孵化氢能产业关键材料制氢、储氢、用氢高压氢气瓶与碳纸碳纤维树脂基材料碳纤维化合物材料汽车、高铁、风电等领域摩擦制动材料新型高效轻质制动盘低成本碳/陶复合材料高性能摩擦制动材料0.08 0.15 0.28 0.29 0.35 0.65 9.16%10.90%15.67%12.09%8.12%4.86%0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%0.000.100.200.300.400.500.600.702016A2017A2018A2019A2020A2021A研发费用(亿元)研发费用率 公司研究

27、报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 4 员工持股覆盖面广,业绩员工持股覆盖面广,业绩考核目标考核目标锚定高增长。锚定高增长。金博股份于 2020、2021 连续两年推出限制性股票激励计划。2020 年股权激励业绩考核目标为:以 2019 年营业收入为基础,20202022 年营业收入增长率分别不低于 40%、100%、160%。2021 年股权激励则进一步增加了利润考核目标,最高考核目标要求 2021 年净利润较 2020 年增长 80%,2021 年及 2022 年净利润合计较 2020 年增长 300%。表表 2:金博股份股权金博股份股权激励

28、激励覆盖覆盖范围广,解锁条件锚定高增长范围广,解锁条件锚定高增长 授予日期授予日期 激励对象人数激励对象人数 授予股票数量(万股)授予股票数量(万股)授予股票价格(元)授予股票价格(元)解锁条件解锁条件 2020 年 8 月 27 日 49 50 40 以 2019年营业收入为基数,20202022年营业收入增长率分别不低于 40%、100%、160%2021 年 6 月 10 日 88 100 80 2021 年净利润较2020 年增长 80%/60%,2021年及 2022年净利润较2020 年增长 300%/280%数据来源:公司公告,西南证券整理 管理、研发管理、研发团队稳定团队稳定,

29、高额研发投入保证高额研发投入保证龙头龙头地位稳固。地位稳固。公司研发团队通过自主创新、工艺改进,在先进碳基复合材料的科学研究、工程化设计与制造方面形成了持续的研发能力,实现了高性能先进碳基复合材料生产制备低成本化、产品品种多样化和装备设计自主化的战略目标。凭借技术、产品、成本领先性,公司先进碳基复合材料坩埚、导流筒、保温筒等产品在晶硅制造热场系统得到推广和应用,逐步对高纯等静压石墨产品进行进口替代及升级换代,市场份额快速提升。公司对管理层、核心技术人员激励到位,保障经营管理与研发团队稳定,每年高额的研发投入也有助于公司保持技术领先地位。1.3 完善产业完善产业布局,打造新材料平台公司布局,打造

30、新材料平台公司 基于碳基基于碳基复合材料底层技术,打造新材料平台型公司。复合材料底层技术,打造新材料平台型公司。公司迭代多代的技术、工艺及装备对各类碳基复合材料的制备具有通用性。其中使用的主要原材料包括预制体制备类(碳纤维等)、沉积物料类(气体、树脂、粉体等)。预制体制备技术主要包括碳纤维织布、缠绕、针刺等通用型技术。主要沉积工艺包括气相沉积、浸渍、高温烧结等,并通过石墨化、纯化等后处理达到使用要求。公司将底层原料、设备、工艺交叉组合,制备出不同类型碳基复合材料广泛应用于光伏、半导体、氢能、汽车等产业,并不断拓展材料应用领域,打造碳基材料产业平台。图图 8:碳基碳基复合材料底层技术互通复合材料

31、底层技术互通,可进行相关多元化发展可进行相关多元化发展 数据来源:公司公告,西南证券整理 碳纤维反应气体配方试剂树脂粉体主要原料主要原料碳纤维成型装备开发功能结构一体化设计高温热处理热场设计高温热工装备开发碳纤维织布技术碳纤维成网技术碳纤维缠绕技术碳纤维针刺技术化学气相沉积技术固化/石墨化技术纯化/涂层技术高温烧结化合技术碳/碳复合材料碳/陶复合材料碳纤维树脂基复合材料碳基化合物材料其他碳基复合材料关键能力关键能力工艺技术工艺技术核心材料核心材料 公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 5 布局半导体布局半导体、氢能、氢能、高温高温热处理、摩

32、擦制动热处理、摩擦制动新领域,扩大新领域,扩大碳基复合材料应用碳基复合材料应用范围范围。碳基复合材料性能优异,可广泛应用于高温热处理领域、耐磨领域、耐腐蚀等领域。随着性能优势不断凸显、制备成本逐步降低,碳基复合材料对传统材料及产品的替代将逐渐提高,其需求将会保持稳定增长。公司先后成立金博氢能、金博碳陶,分别从事氢能、碳/陶刹车盘业务。公司成立金博研究院,通过提高研发创新能力,保障在光伏、半导体、燃料电池、高温热处理、摩擦制动等领域的市场拓展能力,进一步扩大碳基复合材料的应用领域。图图 9:碳基复合碳基复合材料下游应用领域广泛材料下游应用领域广泛 数据来源:公司公告,西南证券整理 产业链产业链布

33、局布局已具已具雏形,雏形,新领域新领域拓展拓展初现成效初现成效。目前公司各业务领域布局已基本完成,战略聚焦光伏、半导体、燃料电池、高温热处理、摩擦制动等高成长赛道,新业务拓展取得积极进展。碳陶刹车盘已取得 IATF 16949 认证,并成为广汽埃安、比亚迪的定点供应商。完成了片状碳纸中试,卷状碳纸配方和技术研发并进入小试阶段,并与神力科技签署战略合作协议。第三代半导体方面,已成功开发出高纯碳粉、高纯碳化硅粉、高纯保温材料的制备技术,形成了小规模试制能力,与天科合达达成战略合作。表表 3:金博股份新业务金博股份新业务领域市场拓展取得积极进展领域市场拓展取得积极进展 应用领域应用领域 材料类型材料

34、类型 产品类型产品类型 产业化进展产业化进展 市场拓展情况市场拓展情况 摩擦制动 碳/陶复合材料等 碳/陶刹车盘 成立金博碳陶,进行碳/陶刹车盘产能建设 取得 IATF 16949认证,成为广汽埃安定点供应商 半导体 碳/碳复合材料等 单晶炉热场 已开发出可满足半导体要求的高纯坩埚、保温桶、板材、紧固件等产品 多项产品通过有研半导体、神功股份、海纳半导体、中欣晶圆、志橙半导体等认证,收入高速增长 碳基化合物材料、碳/碳复合材料 碳粉、碳化硅粉、热场材料等 已掌握高纯碳粉、高纯碳化硅粉、高纯保温材料的制备技术,并已进行试制 与天科合达达成战略合作协议 氢能 还原其他、燃料气体 高纯氢气 正在进行

35、氢气的提纯与制备项目建设 与广东联悦合作进行氢气的市场销售 碳纤维树脂基复合材料 储氢瓶 已开发出III型瓶,正在进行IV 型瓶开发 碳纤维复合材料 碳纸 片状碳纸完成中试,卷状碳纸完成配方和技术研发,进入小试阶段 与神力科技在碳纸、柔性石墨极板材料方面进行技术、商务合作 碳纤维织物等甲烷、树脂等先进碳基复合材料太阳能光伏泛半导体高温热处理航空航天新能源车氢能相关化工耐腐上游上游下下游游碳/碳、碳/陶复合材料碳纤维树脂基复合材料先进碳基化合物材料其他先进碳基复合材料尾氢利用富碳利用 公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 6 应用领域应用领域

36、 材料类型材料类型 产品类型产品类型 产业化进展产业化进展 市场拓展情况市场拓展情况 高温 热处理 碳/碳复合材料、碳/陶复合材料等 模套、管棒材、非标准异形件等 已形成模套、料盘、棒/管材等产品,拟开发料架、隔板、加热器等产品 光伏、半导体领域拓展高温高纯、高温超纯保温材料市场,已形成千万级别销售收入 数据来源:公司公告,西南证券整理 平台平台公司公司协同协同效应明显,步入效应明显,步入良性发展轨道。良性发展轨道。金博股份围绕“碳纤维-预制体-碳/碳材料-碳陶材料”的产业脉络进行布局,有望充分发挥产业协同效应。一方面新产品与碳/碳热场都以碳纤维为原材料,新老产品共享采购渠道,公司可加强碳纤维

37、成型机理研究,提高国产碳纤维采购比例,并充分发挥规模采购优势。另一方面,新产品与老产品部分产线共用,老产品的副产物可得到回收利用。例如,碳/陶刹车盘前端工艺可与碳/碳热场共线生产,碳/碳热场天然气沉积过程中副产氢气可提纯利用,碳粉提纯后可用作碳化硅长晶的原材料。作为作为平台平台型型公司公司多领域多领域布局,布局,公司公司通过技术进步、通过技术进步、产业产业协同降本,碳基复合材料协同降本,碳基复合材料将将在更多领域在更多领域对对石墨石墨等传统材料进行替代,等传统材料进行替代,又打开了又打开了新的市场空间,新的市场空间,进入进入良性循环良性循环。2 行业供需转向行业供需转向宽松,宽松,成本成本为核

38、心为核心竞争力竞争力 2.1 大尺寸硅片大尺寸硅片渗透率提升,碳渗透率提升,碳/碳碳复合复合材料加速替代材料加速替代石墨石墨 碳碳/碳碳复合材料凭借性价比优势,复合材料凭借性价比优势,在在光伏热场领域光伏热场领域逐渐逐渐替代等静压石墨替代等静压石墨。光伏行业发展早期,单晶拉制炉、多晶铸锭热场系统部件材料主要采用国外进口的高纯、高强等静压石墨。但是石墨也存在脆性较大、杂质含量高、使用寿命短等缺点。碳/碳复合材料断裂韧性较高,同时具备良好的耐腐蚀性、耐摩擦性、耐热冲击性,与石墨相比,性能更优异,寿命更长。随着生产成本下降,碳/碳复合材料综合性价比凸显,在光伏晶体生长设备中逐渐替代等静压石墨。表表

39、4:碳碳/碳复合材料与石墨材料物理特性对比碳复合材料与石墨材料物理特性对比 物理特性物理特性 碳碳/碳复合材料碳复合材料 石墨材料石墨材料 密度(g*cm-3)1.75-1.83 1.70-1.85 孔隙度/%20%-1%5%-1%热导率/W(m*K)-1 54(/)22()90130 耐压强度/Pa 74 3540 抗弯强度/Mpa 291()5586 数据来源:中天火箭招股说明书,西南证券整理 2005 年至 2010 年,以金博股份和西安超码为代表的厂商率先开始尝试用碳/碳复合材料对等静压石墨进行替代,产品开始得到验证。2011 年至 2015 年,碳/碳复合材料为光伏行业单晶拉制炉增大

40、投料量、提高拉速、降低能耗等工艺提供了新型热场设计与材料保障,在坩埚产品率先开始大规模替代等静压石墨。2016 年至 2020 年,碳/碳复合材料的高安全性、高纯度和可设计等方面的优势越来越明显,在导流筒领域实现替代。2021 年大尺寸硅片占比由 2020 年的 4.5%迅速增长至 45%,并且预计 2022 年进一步提升至接近 80%。由于大型石墨材料成型困难,而碳/碳复合材料可以实现近净成形,在大直径单晶炉热场系统领域具有明显的优势,渗透率进一步提升。公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 7 图图 10:单晶炉单炉:单晶炉单炉投料量持续

41、增长投料量持续增长 图图 11:大尺寸大尺寸硅片占比迅速提升硅片占比迅速提升 数据来源:CPIA,西南证券整理 数据来源:CPIA,西南证券整理 表表 5:碳基复合材料对等静压石墨材料在热场产品中的替代率逐渐提高:碳基复合材料对等静压石墨材料在热场产品中的替代率逐渐提高 年份年份 2010 年年 2016 年年 2019 年年 2020 年年 产品产品 碳基复合材料碳基复合材料 等静压石墨等静压石墨 碳基复合材料碳基复合材料 等静压石墨等静压石墨 碳基复合材料碳基复合材料 等静压石墨等静压石墨 碳基复合材料碳基复合材料 等静压石墨等静压石墨 坩埚 90%50%85%95%5%导流筒 90%30

42、%55%60%40%保温筒 90%30%45%55%45%加热器 99%3%3%95%95%其他 95%20%20%65%40%60%数据来源:公司公告,西南证券整理 光伏需求光伏需求增长增长叠加叠加渗透率提升,渗透率提升,碳碳/碳热场碳热场一度供不应求一度供不应求。2020 年下半年开始,光伏下游需求爆发。硅片新老玩家在高额利润驱使下加速扩产。碳/碳热场作为硅片拉晶的关键耐用耗材,不同部件更换周期从半年到两年不等,新投产硅片产能需要预先购置全套热场。为了匹配硅片大尺寸化需求,热场尺寸也迅速向 32/36 寸升级,碳/碳复合材料对等静压石墨的替代呈现加速趋势,导致碳/碳热场需求爆发。2020

43、年至 2021 年,碳/碳热场供应持续紧张,一件难求,甚至出现部分单晶硅片企业因买不到碳/碳热场而无法满产的情况。图图 12:硅片产能硅片产能 2020 年年开始加速开始加速投放投放 数据来源:CPIA,西南证券整理 05001,0001,5002,0002,5003,0003,5004,0004,5005,000单晶炉单炉投料量(Kg)0%20%40%60%80%100%2020A 2021A 2022E 2023E 2025E 2027E 2030E156.75mm158.75mm160-166mm182mm210mm23 36 40 41 50 64 82 105 146 174 240

44、 415 05003003504004502010A 2011A 2012A 2013A 2014A 2015A 2016A 2017A 2018A 2019A 2020A 2021A硅片产能(GW)硅片产量(GW)公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 8 表表 6:单晶硅制造热场向更大尺寸升级:单晶硅制造热场向更大尺寸升级 项目项目 2010 年年-2015 年年 2016 年年-2019 年年 2020 年至今年至今 主要单晶硅制造热场系统尺寸 22-24 英寸 26-28 英寸 30-36 英寸 数据来源:公司公

45、告,西南证券整理 2.2 碳碳/碳产能碳产能加速投放加速投放,行业,行业转向转向成本、产品成本、产品差异化竞争差异化竞争 热场产品是单晶拉棒关键耗材,下游需求分为新增、替换、改造需求。热场产品是单晶拉棒关键耗材,下游需求分为新增、替换、改造需求。坩埚、保温筒、导流筒、加热器等碳基复合材料热场产品均为单晶硅棒拉制过程中的消耗品部件,下游需求主要分为新增需求、替换需求和改造需求。新增需求是指新增单晶炉装机带来的需求,例如客户向设备商采购单晶炉,同时采购热场产品。替换需求是指在单晶炉不更换的情况下,消耗件因寿命到期带来的定期更换需求。改造需求是指通过热场改造,以提升原有设备生产效率或适应硅片发展趋势

46、。表表 7:热场系统主要部件更换周期:热场系统主要部件更换周期 产品产品 主要作用主要作用 使用寿命使用寿命 详细说明详细说明 坩埚 承载石英坩埚(石英坩埚里面盛装硅料)68 个月 高温下石英坩埚表面与坩埚表面会产生化学反应,进而腐蚀坩埚,此外,热场中挥发的硅蒸汽也会腐蚀坩埚,且出料时取石英坩埚需要敲击,这三个过程对坩埚损伤较大,使得坩埚使用寿命较短 保温筒 构建热场空间,隔热保温 18 个月 易受硅蒸气腐蚀,因此其使用寿命中等 导流筒 主要悬挂于液面之上,其内部通氩气 24 个月 整体上受硅蒸气腐蚀较小,因此其使用寿命相对较长 数据来源:公司公告,西南证券整理 以目前行业主流的 36 寸热场

47、来测算一台单晶炉对应的热场新增、更新需求。36 寸坩埚重量在 84Kg 左右,使用寿命约 68 个月;导流筒重量约 36Kg,使用寿命约 24 个月;保温筒分为上、中、下三个保温筒,总重量约 83Kg,使用寿命约 18 个月。此外,光伏热场还包括主电极、螺栓、保温盖、支撑环等部件。测算结果显示,新投产一台单晶炉,需采购全测算结果显示,新投产一台单晶炉,需采购全套碳套碳/碳热场碳热场 270Kg;单晶炉投产;单晶炉投产后,每年碳后,每年碳/碳碳热场热场的更新、替换需求约的更新、替换需求约 225Kg。表表 8:热场系统主要部件替换价值量测算:热场系统主要部件替换价值量测算 产品产品 规格规格 产

48、品重量(产品重量(Kg/件)件)使用寿命(月)使用寿命(月)年需求量(年需求量(kg)坩埚 36 寸 84.0 8 126.0 外导流筒 36 寸 36.0 24 18.0 中保温筒 36 寸 26.0 18 17.3 上保温筒 36 寸 32.0 18 21.3 下保温筒 36 寸 25.0 18 16.7 碳/碳主电极/6.0 25.7 加热器螺栓/0.5 碳/碳下保温盖/23.0 碳/碳支撑环/9.0 其他/28.5 合计合计/270.0 225.0 数据来源:公司公告,西南证券整理 公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 9 光伏碳光

49、伏碳/碳热场碳热场需求将持续增长,预计需求将持续增长,预计 2025 年年可达可达 10877 吨。吨。CPIA 预测今年 182、210大尺寸硅片占比将接近 80%。目前 36 寸热场可以满足 182、210 硅棒拉制需求。因此主要考虑光伏碳/碳热场的新增及替换需求。假设:1)20222025 年硅片产量分别为 320GW、432GW、562GW、674GW;新投产硅片产能分别为 212GW、203GW、190GW、204GW;2)考虑硅棒出片率提升及电池转换效率提升,20222025 年单台单晶炉产能分别为 13.4MW、14.1MW、14.6MW、15.1MW。以 36 寸热场测算,预计

50、 2025 年光伏用碳/碳热场总需求 10877吨,其中新增需求 3658 吨,替换需求 7219 吨。表表 9:光伏:光伏碳碳/碳碳热场热场新增、替换需求测算新增、替换需求测算 2021A 2022E 2023E 2024E 2025E 1、产能产量假设 产能(GW)415 627 831 1,021 1,225 产量(GW)227 320 432 562 674 产能利用率(%)54.7%51.0%52.0%55.0%55.0%2、单晶炉产能假设 每公斤方棒出片数(166硅片)64 67 69 70 71 转换效率(片)23.00%23.50%24.00%24.50%25.00%单台单晶炉

51、产能(MW)12.5 13.4 14.1 14.6 15.1 3、新增需求测算 新增产能(GW)175 212 203 190 204 新增单晶炉数量(台)14,000 15,890 14,458 13,068 13,549 单台热场新增需求(Kg)270 270 270 270 270 热场新增需求(吨)热场新增需求(吨)3,780 4,290 3,904 3,528 3,658 4、替换需求测算 剔除上年新增产能的硅片产量(GW)161 145 220 358 484 对应单晶炉数量(台)12,856 10,845 15,612 24,601 32,084 单台热场替换需求(Kg)225.

52、0 225.0 225.0 225.0 225.0 热场替换需求(吨)热场替换需求(吨)2,893 2,440 3,513 5,535 7,219 5、热场市场空间测算 热场需求合计(吨)热场需求合计(吨)6,673 6,730 7,416 9,064 10,877 数据来源:公司公告,CPIA,西南证券整理 碳碳/碳热场碳热场供应紧张叠加高利润率,新老厂商加速供应紧张叠加高利润率,新老厂商加速扩产扩产。2020 年以来碳/碳热场持续紧缺,金博股份、西安超码相继上市,大幅扩充产能。碳/碳复合材料的高额利润和光伏行业长期巨大的增长空间,也吸引了天宜上佳、天鸟高新、宇晶股份等新进入者。此外,专业硅

53、片厂商中环股份(内蒙中晶、宁夏中晶),以及一体化厂商晶科能源(青海中昱)、晶澳科技(包头晶旭)出于供应链保障及降本考虑,也有扩产计划。表表 10:主要热场:主要热场厂商厂商扩产项目扩产项目及技术路线选择及技术路线选择 公司公司 项目项目 工艺工艺 产能产能 预制体预制体 备注备注 金博股份 本部项目 化学气相沉积 250 自制 碳纤维复合材料产业化扩建项目 化学气相沉积 250 先进碳基复合材料产能扩建项目 化学气相沉积 200 先进碳基复合材料产能扩建项目二期 化学气相沉积 350 热场复合材料产能建设项目 化学气相沉积 600 高纯大尺寸先进碳基复合材料产能扩建项目 化学气相沉积 1,50

54、0 22 年下半年开始投产 西安超码 炭/炭热场材料生产线建设 化学气相沉积+液相浸渍 235 外购 公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 10 公司公司 项目项目 工艺工艺 产能产能 预制体预制体 备注备注 军民两用高温特种材料生产线建设项目 化学气相沉积 220 预计 22年投产 大尺寸热场材料生产线产能提升建设项目(一期)化学气相沉积 220 预计 23年初投产 大尺寸热场材料生产线产能提升建设项目(二期)化学气相沉积 350 预计 23年底投产 美兰德 新型炭纤维增强材料研制技改项目 化学气相沉积 800 自制 先进炭材料扩建项目

55、化学气相沉积+液相浸渍 150 新型炭材料扩建项目 化学气相沉积+液相浸渍 200 新型炭材料扩建项目(二)化学气相沉积+液相浸渍 50 尚未投产 天鸟高新 高性能碳纤维复合材料研发和生产项目(一期)化学气相沉积+液相浸渍 400 自制 预计 22年下半年投产 天宜上佳 碳碳-碳陶生产线 化学气相沉积+液相浸渍 1,000 自制 碳碳-碳陶生产线技改扩产项目 化学气相沉积+液相浸渍 1,000 上海康碳 光伏热场用碳碳复合材料制品建设项目 化学气相沉积+液相浸渍、液相浸渍 200 自制 外购 光伏热场用碳/碳复合材料制品建设项目 化学气相沉积(埚帮等)、液相浸渍(碳/碳板材)200 湖南晶碳

56、高性能碳纤维复合材料产业化技术研究、生产制备项目 化学气相沉积+液相浸渍(沥青)675 外购 尚未投产 保山隆基 20GW 碳碳及 10GW 石墨加工建设项目 化学气相沉积 656.64 外购 内蒙中晶 新型碳纤维复合材料产业化项目 化学气相沉积 74.52 自制 配套中环 新型碳纤维复合材料产业化项目二期 化学气相沉积、化学气相沉积+液相浸渍(仅坩埚)450 新型碳纤维复合材料产业化项目三期 600 宁夏中晶 宁夏中晶新型碳纤维复合材料产业化项目 化学气相沉积、化学气相沉积+液相浸渍(仅坩埚)2,570 自制 配套中环,尚未投产 乐山尚领 单晶硅拉棒配套热场复合材料生产项目(一期配套 20G

57、W)200 配套晶科 包头晶旭 年加工 100吨碳/碳复合材料及制品项目 化学气相沉积 100 外购 配套晶澳 数据来源:各项目环评报告,西南证券整理 2022 年碳年碳/碳碳热场供需热场供需逐渐逐渐宽松,宽松,将将转向成本、产品转向成本、产品差异化差异化竞争。竞争。2021 年底,行业主流厂商碳/碳热场产能约 6206 吨,尚不足以满足 2022 年行业需求。2022、2023 年,预计碳/碳热场产能将分别增加 3480 吨、4300 吨。即便考虑 2023 年底大尺寸热场产能,亦足以满足全行业需求。预计 2022 年起碳/碳热场供需将逐渐宽松,进入总量过剩的时代。CPIA 预计 2022

58、年起,TOPCon、HJT、IBC 等 N 型电池市占率将快速提升。N 型硅片对于热场的纯度要求更高,需增加纯化工序,进一步提高了竞争门槛。金博股份碳/碳复合材料制备采用化学气相沉积工艺并自制预制体,成本全行业最低。定增募投项目配套纯化设备,产品纯度等级30ppm,可满足高纯度 N 型单晶生产要求,具备产品差异化竞争优势。公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 11 图图 13:2022年热场供给将转向宽松年热场供给将转向宽松 图图 14:2023年底不同技术路线产能分布年底不同技术路线产能分布 数据来源:西南证券 数据来源:西南证券 3 成

59、本成本优势优势显著显著,降本,降本路径路径清晰清晰 3.1 独创快速独创快速化学气化学气相相沉积沉积技术技术,有效有效降低生产降低生产成本成本 独创快速独创快速化学气化学气相相沉积技术,沉积技术,区别区别行业主流工艺。行业主流工艺。目前市场上绝大部分给光伏单晶硅片企业提供碳/碳热场的企业其工艺技术路线大同小异,都是采用预制体沉积碳的工艺,即在碳纤维预制体的基础上,通过致密化工艺引入基体碳,再经高温高压等工艺制作而成。根据致密化工艺的不同,可以分为化学气相沉积法和液相浸渍法。化学气相沉积:化学气相沉积:利用甲烷、丙烯等碳氢化合物在高温下热解产生的碳沉积在碳纤维预制体空隙内,实现碳纤维预制体的致密

60、化,从而得到碳基复合材料。液相浸渍:液相浸渍:将碳纤维预制体浸入液态浸渍剂中,通过真空、加压等措施使浸渍剂渗入预制体的孔隙,再经固化、碳化、石墨化等一系列处理过程,最终得到碳基复合材料。化学气相沉积工艺在坯料初期低密度阶段致密效率高,当本体密度达到一定值时气相沉积的致密效率就变低,控制难度变大。液相浸渍工艺在低密度阶段增密效率低,但在坯料高密度阶段致密效率高。为了达到碳/碳复合材料的密度要求,行业内大多生产企业采用化学气相沉积+液相浸渍工艺。金博股份自主研发了快速化学气相沉积技术,解决了大尺寸、异形碳基复合材料产品的快速增密技术难题。金博股份自主金博股份自主研发研发、设计沉积炉等关键设备,、设

61、计沉积炉等关键设备,在在设设备备、工艺及成本工艺及成本方面方面领先竞争对手领先竞争对手。6,673 6,730 7,416 6,206 9,686 13,986 3,600 7,120 11,420 02,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00016,0002021A2022E2023E热场需求(吨)热场总供给(吨)大尺寸热场供给(吨)6,820 3,000 740 875 化学气相沉积+自制预制体 化学气相沉积+液相浸渍+自制预制体 化学气相沉积+外购预制体 化学气相沉积+液相浸渍+外购预制体 公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必

62、阅读正文后的重要声明部分 12 图图 15:化学气相化学气相沉积沉积技术可技术可缩短制备工艺流程缩短制备工艺流程 数据来源:公司公告,西南证券整理 致密化周期缩短至致密化周期缩短至 300小时以内,不到传统工艺的小时以内,不到传统工艺的 1/2,有效降低,有效降低生产成生产成本。本。致密化周期是决定先进碳基复合材料制备成本的最重要因素。目前国内外大尺寸批量制备碳基复合材料工艺的主流水平为约 8001000 小时,部分优秀企业可以做到约 600 小时。公司采用定向流动快速化学气相沉积技术,批量制备大尺寸先进碳基复合材料产品的沉积周期在传统沉积周期 1/2 以内,极大地减少了电力消耗,降低了生产制

63、备成本。表表 11:快速化学气快速化学气相相沉积可大幅缩短沉积时间沉积可大幅缩短沉积时间 主要指标或标准主要指标或标准 主流水平主流水平 行业优秀水平行业优秀水平 公司水平公司水平 致密化周期(h)约 800-1000 约 600 300 数据来源:公司公告,西南证券整理 自主设计、定制化生产沉积炉,掌握核心自主设计、定制化生产沉积炉,掌握核心 Know-How。化学气相沉积炉是制备碳/碳复合材料及产品的关键装备。目前,我国先进碳基复合材料及产品生产企业使用的设备大多属于高耗能、低产出的设备。由于先进碳基复合材料的生产技术含量较高,没有现成的设备可用,也很难从国外引进,大部分是企业根据自身的生

64、产需求设计。围绕制造节能、高效的化学气相沉积装备的目标,公司组织研发人员进行技术攻关,先后设计了多种型式的化学气相沉积设备,解决了批量工业化制备大尺寸、异形碳基复合材料部件的关键装备问题。金博股份的化学气相沉积炉采用自主设计、定制化生产(委托)的模式,掌握了炉体设计的核心Know-How。化学气相沉积化学气相沉积炉浸渍固化浸渍炉碳化处理炭化炉石墨化石墨化炉机加工磨床、车床、钻床、水线切割机、超声波清洗碳纤维预制体碳基复合材料化学气相沉积化学气相沉积炉碳纤维预制体石墨化石墨化炉机加工磨床、车床、钻床、水线切割机、超声波清洗碳基复合材料化学气相沉积化学气相沉积化学气相沉积化学气相沉积+液相浸渍液相

65、浸渍 公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 13 3.2 自制自制预制体预制体,工艺优势明显,工艺优势明显 自制自制预制体,预制体,带来带来 5060 元元/Kg成本成本优势。优势。金博股份以预制体起家,突破了碳纤维预制体准三维编织技术,通过自制碳纤维预制体的方式有效降低了生产成本。相比之下,竞争对手西安超码预制体采购价在 350 元/Kg 左右,金博股份自制预制体的直接材料成本大幅低于西安超码外采价格。若以西安超码预制体采购价作为销售价,金博股份碳纤维预制体外售模拟毛利率在 50%左右,与江苏天鸟(西安超码预制体供应商)碳纤维复合材料业务

66、毛利率相当。预制体用量约为成品碳/碳复合材料的 30%40%,据此估算自制预制体带来的成本优势在 5060 元/Kg。表表 12:金博股份自制预制体有较大成本优势金博股份自制预制体有较大成本优势 项目项目 2017A 2018A 2019A 2020A 2021A 西安超码预制体采购价(A)347.11 347.43 350.68 金博股份预制体直接材料成本(B)149.38 190.51 191.02 价差(价差(C=A-B)197.73 156.92 159.66 金博股份碳纤维预制体外销模拟毛利率(C/A)56.96%45.17%45.53%江苏天鸟碳纤维复合材料毛利率 35.75%48

67、.09%52.41%45.54%数据来源:公司公告,西南证券整理 化学化学气气相相沉积减少设备投入,带来沉积减少设备投入,带来 2535 元元/Kg 设备设备折旧优势。折旧优势。化学气相沉积+液相浸渍工艺流程包括化学气相沉积、液相致密、石墨化处理及机加工等多个工序,从碳纤维预制体到碳/碳热场材料的阶段,包括浸渍、固化、碳化、石墨化、机加工等环节。金博股份采用化学气相沉积工艺,在预制体上完成碳沉积后,直接进行石墨化、机加工处理,在致密化环节少了浸渍、固化、碳化三道工序,可节约浸渍炉、固化炉和碳化炉等设备投资,由此带来2535 元/Kg 成本优势:金博股份与西安超码老产能均使用小炉型,单位产能设备

68、折旧差异约 34.48元/Kg。以 2019 年两家公司主要设备原值及产能计算,在 10 年折旧期、5%残值假设下,因工艺不同带来的单位产能设备折旧差异约 34.48 元/Kg。表表 13:化学:化学气气相相沉积工艺可节约浸渍固化、碳化设备投资沉积工艺可节约浸渍固化、碳化设备投资 公司公司/工序工序 化学气相沉积化学气相沉积 浸渍浸渍 固化固化 碳化碳化 高温热处理高温热处理 机加工机加工 金博股份 化学气相沉积炉/高温炉 数控车床 西安超码 化学气相沉积炉 浸渍炉 固化炉 碳化炉 高温炉 数控车床 数据来源:公司公告,西南证券整理 表表 14:设备:设备投资节约带来的单位产能折旧成本优势约投

69、资节约带来的单位产能折旧成本优势约 34.48 元元/Kg 类别类别 设备设备名称名称 金博金博股份股份 西安西安超码超码 数量数量 原值原值(万元万元)数量数量 原值(万元)原值(万元)共性设备 气相沉积炉、高温炉、机加工设备(车床)41 5,064.86 53 9,094.22 差异设备 固化炉及配套、碳(炭)化炉-40 3,178.81 小计 41 5,064.86 93 12,273.03 产能(吨)202.05 200.00 产量(吨)201.88 175.38 单位折旧(元/Kg)23.81 58.30 数据来源:公司公告,西南证券整理 公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份

70、(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 14 沉积炉向大炉型升级后,折旧成本优势缩小,但仍有 25.07 元/Kg。西安超码新投资的光伏热场项目已全部改用天然气化学气相沉积工艺,并采用大型沉积炉。其大尺寸热场材料生产线产能提升建设项目(二期),单吨产能设备投资额 43.77 万元。金博股份的高纯大尺寸先进碳基复合材料产能扩建项目,单吨产能设备投资额37.98 万元,若剔除预制体及纯化设备投入,对应单吨产能设备投资额仅 33.27 万元。参考西安超码老产能,浸渍固化炉、碳化炉等设备投入约 15.89 万元/吨。与化学气相沉积+液相浸渍工艺相比,金博股份在单吨产能投资方面的可节约 26.3

71、9 万元/吨,对应 25.07 元/Kg 成本优势。表表 15:碳:碳/碳复合碳复合材料产能投资具有规模效应材料产能投资具有规模效应 公司公司 项目项目 设备投资设备投资(万元万元)产能产能(吨)(吨)单位产能单位产能设备投资设备投资(万元万元/吨吨)备注备注 金博股份 先进碳基复合材料产能扩建项目 10,376.00 200 51.88 先进碳基复合材料产能扩建项目二期 19,767.10 350 56.48 热场复合材料产能建设项目 23,567.80 600 39.28 高纯大尺寸先进碳基复合材料产能扩建项目 56,972.35 1500 37.98 包括预制体设备投入2,699.50

72、万元及纯化设备投入 4,370.00 万元 西安超码 大尺寸热场材料生产线产能提升建设项目(二期)15,320.00 350 43.77 数据来源:公司公告,西南证券整理 以以天然气作为单一碳源,原材料成本可节约天然气作为单一碳源,原材料成本可节约 30 元元/Kg 以上以上。金博股份以天然气为单一碳源,西安超码以丙烯为碳源、氮气为稀释气体的等温化学气相沉积工艺结合树脂低压浸渍炭化工艺。虽然西安超码的产量低于金博股份,但致密化工艺用到丙烯、树脂、液氮等原材料的采购额却远高于金博股份。以天然气为碳源的化学气相沉积,主要原材料为天然气,其成本约 18 元/Kg。相较于以天然气为碳源的化学气相沉积+

73、液相浸渍工艺有 30 元/Kg 成本优势。表表 16:天然气作为:天然气作为单一碳源原材料成本可节约单一碳源原材料成本可节约 30 元元/Kg 以上以上 项目项目 天然气化学气相沉积天然气化学气相沉积 丙烯化学气相沉积丙烯化学气相沉积+液相浸渍液相浸渍 天然气化学气相沉积天然气化学气相沉积+液相浸渍液相浸渍 天然气成本(元/Kg)18.00 18.00 天然气单耗(m3/Kg)6.00 6.00 天然气价格(元/m3)3.00 3.00 丙烯成本(元/Kg)22.95 丙烯单耗(Kg/Kg)2.70 丙烯价格(元/Kg)8.50 树脂成本(元/Kg)41.25 30.00 树脂单耗(Kg/Kg

74、)1.65 1.20 树脂单价(元/m3)25.00 25.00 主要辅材成本(元主要辅材成本(元/Kg)18.00 64.20 48.00 数据来源:公司公告,西南证券整理 公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 15 电力电力成本不具备优势,但是差距快速缩小。成本不具备优势,但是差距快速缩小。化学气相沉积工艺更耗电,金博股份相较于西安超码在电力成本方面并不具备优势。随着公司的气相沉积炉逐步由小到大升级换代,单位产出耗电量累计下降 58%以上,结合较低的电价,金博股份的电力成本已经接近西安超码的水平。20172020 年,金博股份生产成本下

75、降约 113 元/Kg,其中电力成本下降约 90 元/Kg,电耗的快速下降也是金博股份成本下降最主要的原因。图图 16:化学气相化学气相沉积工艺电耗较高沉积工艺电耗较高 图图 17:电力成本电力成本快速降低,成本差距缩小快速降低,成本差距缩小(元(元/Kg)数据来源:公司公告,西南证券整理 数据来源:公司公告,西南证券整理 产品溢价产品溢价+成本成本优势优势,盈利盈利能力大幅超越能力大幅超越同行。同行。与化学气相沉积+液相浸渍工艺相比,化学气相沉积工艺使得在同样满足客户品质要求的情况下,金博股份的同型号产品重量相对较轻,单位重量销售均价高于竞争对手 20 元/Kg 以上。成本方面,预制体自制带

76、来 5060 元/Kg 成本优势;快速化学气相沉积工艺带来的折旧及原材料成本优势分别为 25 元/Kg、30 元/Kg,扣除 20 元/Kg 左右电力成本增加,预计金博股份比竞争对手盈利高出 100 元/Kg。假设竞争对手单位盈利 50 元/Kg(对应 ROA 4%5%),则极端情况下,金博股份热场仍可维持 150 元/Kg 盈利水平。表表 17:金博股份产品:金博股份产品销售均价高于竞争对手销售均价高于竞争对手 项目项目 公司公司 2017A 2018A 2019A 2020A 2021A 销售均价(元/Kg)金博股份 1,319.93 1,353.13 1,063.37 944.42 86

77、1.37 西安超码 977.11 977.55 943.03 922.61 818.95 天宜上佳 611.20 宇星碳素 733.15 单位成本(元/Kg)金博股份 462.66 415.15 400.92 350.04 368.04 西安超码 673.41 665.98 631.42 629.27 614.54 天宜上佳 243.40 宇星碳素 483.07 毛利率(%)金博股份 64.95%69.32%62.30%62.94%57.27%西安超码 31.08%31.87%33.04%31.79%24.96%天宜上佳 60.18%宇星碳素 34.11%数据来源:公司公告,西南证券整理 25

78、5 191 164 106 87 80 72 0.60 0.59 0.60 0.60 0.71 0.71 0.73 0.000.200.400.600.80002017A2018A2019A2020A元/KWh KWh/Kg 金博股份电耗 西安超码电耗 金博股份电价 西安超码电价 153 113 99 63 62 57 52 045901351802017A2018A2019A2020A金博股份 西安超码 公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 16 3.3 技术技术储备丰富,降本储备丰富,降本路径清晰路径清晰 大型沉积

79、大型沉积炉炉效率大幅效率大幅提升,降低提升,降低能耗能耗及单位投资。及单位投资。2020 年至 2021 年 3 月期间,公司新购置的 24 台沉积炉,平均价格较老产能上涨 166%,单台产出增长 3 倍,单吨投资额下降近 1/3。金博股份使用的大型气相沉积炉相较于微型沉积炉,单位产出功率下降 53.42%。通过沉积炉逐步由小到大升级换代,单位产出耗电量由 2017 年的 255KWh/Kg 下降至 2020 年的 106KWh/Kg,降幅达 58%。表表 18:新产能单台:新产能单台价格更高价格更高 2019 年年 12 月月 31 日日 2021 年年 3 月月 31 日日 新增新增 数量

80、数量(台台)原值原值(万元万元)均价均价(万元万元/台台)数量数量(台台)原值原值(万元万元)均价均价(万元万元/台台)数量数量(台台)原值原值(万元万元)均价均价(万元万元/台台)26 4,821.13 185.43 50 16,664.04 333.28 24 11,842.91 493.45 数据来源:公司公告,西南证券整理 表表 19:新产能:新产能单位投资额单位投资额下降下降近近 1/3 单台价格(万元)单台价格(万元)单台产能(吨)单台产能(吨)单吨投资额(万元单吨投资额(万元/吨)吨)金博股份老产能 185.43 7.77 23.86 金博股份新产能 493.45 30.55 1

81、6.15 西安超码 133.44 6.25 21.35 数据来源:公司公告,西南证券整理 表表 20:大型:大型沉积炉电耗大幅下降沉积炉电耗大幅下降 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-39%-50%-53%数据来源:公司公告,西南证券整理 能耗能耗优化、规模效应降本,让利客户优化、规模效应降本,让利客户扩大扩大市场份额。市场份额。20172020 年,通过持续技术进步,金博股份实现有效降本,生产成本由 463 元/Kg 大幅下降至 350 元/Kg。其中,制造费用由 247 元

82、/Kg 下降至 118 元/Kg。制造费用降本主要来自电耗下降,我们测算单位电力成本由 153 元/Kg 下降至 63 元/Kg,新产能单位投资额下降、规模效应带来固定成本的摊薄亦有贡献。受益于规模效应及生产自动化程度提高,单位人工成本由 111元/Kg下降至 75元/Kg。公司产品也主动降价,持续让利客户以扩大市场份额,不断扩大碳/碳复合材料应用范围。2021 年以来碳纤维价格大幅上涨,成本由 350 元/Kg 上升至 368 元/Kg。成本构成中,制造费用占比大幅下降,直接材料占比在 50%以上。公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 1

83、7 图图 18:金博股份金博股份通过技术进步、规模效应通过技术进步、规模效应持续持续降低生产成本降低生产成本 数据来源:公司公告,西南证券整理 副产副产氢气、碳粉回收利用,氢气、碳粉回收利用,进一步进一步降低降低生产生产成本。成本。氢气和碳粉为公司碳/碳复合材料生产过程中的副产品。由于前期公司规模较小,氢气、碳粉回收的经济效益低。随着公司产能规模的不断扩大,氢气、碳粉等副产物的产生量亦逐步增大,对其进行回收、提纯、利用逐渐具有经济效益和可行性。对生产过程中的氢气进行回收、提纯,可作为工业还原气体或者燃料电池燃料。气相沉积工艺的副产品碳粉具有纯度高、成本低等天然优势,可为高纯碳化硅粉的合成提供高

84、纯度的碳粉原料。根据物料平衡关系,每生产每生产 1Kg 碳碳/碳碳复合材料,复合材料,副产副产 10.66m3氢气氢气,0.041Kg 碳粉碳粉。假设假设氢气价格氢气价格 3元元/m3,高纯碳粉价格高纯碳粉价格 300元元/Kg,则,则副产品可带来额外副产品可带来额外 44.28元元额外收入,额外收入,预计成本可下降预计成本可下降 20 元元/Kg 左右左右。直接直接材料材料成本成本占比占比 50%以上以上,未来降本将转向,未来降本将转向材料材料端。端。目前,公司制造费用的下降已经趋于平缓。虽然能耗仍有下降空间,但由于电力成本占比已不到 20%,对总成本影响相对较小。随着碳纤维价格上涨,目前直

85、接材料成本占比在 50%以上,因此公司未来降本的重点将放在材料端。使用使用国产纤维国产纤维替代替代进口进口纤维纤维。碳纤维预制体是碳/碳复合材料的骨架,碳/碳复合材料的高成本很大一部分原因是由于预制体的高成本,预制体的成本则取决于成型技术及碳纤维价格。目前进口碳纤维相较于国产碳纤维仍存在溢价。公司率先导入国产碳纤维,目前国产采购比例在 80%左右,未来有望实现碳纤维的全面国产化。随着产品种类丰富、出货量增长,在碳纤维采购价格方面亦能获得一定优势。改进改进预制体制备技术,预制体制备技术,提高致密化提高致密化效率。效率。由于碳纤维价格远高于天然气,采用低密度预制体,天然气进行致密化,成为降本的选择

86、之一。公司正在进行均匀结构碳纤维预制体制备技术研究,开发出体积密度 0.45g/cm3左右,具有高致密化效率的碳纤维预制体及其制造技术。目前已完成关键技术开发、小批量生产。提高碳纤维收得率。提高碳纤维收得率。碳纤维经过织布、成网、准三维成型、复合针刺等技术,制成碳纤维预制体的过程中,收得率仅有 35%40%。1Kg 碳/碳复合材料通常需求消耗0.8Kg 左右碳纤维。通过改进预制体的编制成型工艺,提高碳纤维收得率,可实现有效降本。104.40 118.36 129.61 157.46 191.35 111.43 93.27 92.16 75.07 62.66 246.83 203.51 179.

87、15 117.51 114.03 005002017A2018A2019A2020A2021A直接材料 直接人工 制造费用 公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 18 4 新材料新材料平台成型,平台成型,第二第二曲线曲线腾飞腾飞在即在即 4.1 电动车电动车轻量化轻量化、高端化趋势下,碳陶刹车盘高端化趋势下,碳陶刹车盘有望批量有望批量导入导入 碳碳/陶复合陶复合材料材料性能性能优异,优异,刹车刹车制动领域制动领域应用应用前景广阔。前景广阔。飞机、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

88、到碳/碳复合材料和碳/陶复合材料的发展。碳/陶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(SiC)陶瓷硬质材料作为基体的一种刹车材料,既保持了碳/碳复合刹车材料密度低、耐高温的优点,又克服了碳/碳刹车材料静摩擦系数低、湿态衰减大、摩擦寿命不足及环境适应性差等缺点。相较于铸铁、粉末冶金等传统材料,碳/陶复合材料作为具有更好制动性能、更轻量化的摩擦制动材料,预计在新一轮的新能源汽车升级换代中拥有广阔的市场应用前景。图图 19:碳碳/陶刹车制动系统陶刹车制动系统结构结构 数据来源:勒迈科技,西南证券整理 更轻更轻的的簧簧下质量下质量,提高续航里程。提高续航里程。簧下质

89、量减轻 1Kg 相当于车身上减少 5Kg 的效果。以 380mm 一对碳陶刹车盘重量为 12kg,而一对 380mm 灰铸铁制动盘为 32kg为例,悬挂以下减少 20kg,相当于悬挂系统以上减少 100kg 重量效果。新能源电动车可以大幅提高续航里程。无无高温衰减,高温衰减,更稳定的制动性能。更稳定的制动性能。一般来说,在行驶中反复踩刹车,将导致制动能力因为受热而明显损失。碳/陶刹车盘能够承受至少 1650的高温,在高温环境中具有非常优秀的制动稳定性,能有效的防止制动能力因为高热而衰减情况的发生。更短更短的制动距离,更长的寿命。的制动距离,更长的寿命。碳/陶制动产品具有稳定的摩擦系数,制动过程

90、柔和,制动曲线平稳,刹车距离缩短 30%。常规铸铁刹车盘使用寿命为 10 万公里,碳/陶刹车盘有非凡耐用性,正常使用终生免更换。公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 19 表表 21:三大:三大高性能刹车材料对比高性能刹车材料对比 刹车材料刹车材料 优点优点 缺点缺点 粉末冶金材料 制作周期短,成本低 密度大,高温性能衰减 碳/碳复合材料 质轻,磨损率低 高温易氧化,湿态下系数衰减明显 碳/陶复合材料 抗高温氧化,湿态摩擦系数稳定,摩擦曲线好 导热性能稍差 数据来源:中坚科技,西南证券整理 2001 年保时捷首次将碳/陶制动系统应用于汽车,

91、装配在 911 GT2 型跑车上,911 C4S从 2002 年 11 月提供选配。其他知名品牌汽车也陆续开始通过采用这一创新型刹车技术来提高车辆安全性并改善踏板舒适度。但是受限于碳/陶成本高,价格及其昂贵,例如全球知名的制动系统制造商 Brembo 提供的碳/陶刹车盘价格在 1216 万元不等,此前应用仅限于部分高端跑车或改装车领域。新能源新能源汽车汽车高速高速发展,碳发展,碳/陶陶有望迎来新有望迎来新机遇。机遇。轻量化可以有效提升整车的操控性和动力性,提高车辆的加速度性能,缩短刹车制动距离。电动车虽然没有传统的发动机和变速箱,但其携带的动力电池组在整车质量中占了很大比重。电动车想要提高性能

92、,并超过燃油车,就必须发展轻量化结构。当纯电乘用车每减重 10%,电耗将会下降 5.5%,续航里程也增加5.5%。碳/陶刹车盘可以有效降低簧下质量,提供更好的控制感和刹车体验。特斯拉将于 2022 年中为 Model S Plaid 车型推出碳/陶刹车套件选装,售价高达 2 万美元。随着自主品牌密集推出高端电动车型,碳/陶刹车盘有望成为差异化卖点。并且国产碳/陶刹车盘目前单车售价在 1 万元左右,可以低廉的价格提供高性价比产品,对标国外豪华车型配置。目前广汽、比亚迪、小鹏均有进行碳/陶刹车盘在新车型上的开发工作。预计 2023年国内将有数款搭载碳/陶刹车产品的车型推出。随着制备成本的下降以及性

93、能的提升,碳/陶刹车盘有望率先在 C 级豪华车上得到应用,并逐步在 B 级中高端车型中替代铸铁盘。图图 20:碳:碳/陶工艺陶工艺流程与碳流程与碳/碳碳类似类似,共线生产,共线生产可可降低成本降低成本 图图 21:B、C级级车销量占比提升,车销量占比提升,有望有望率先应用碳率先应用碳/陶陶刹车盘刹车盘 数据来源:中坚科技,西南证券整理 数据来源:乘联会,西南证券整理 碳碳/陶刹车盘陶刹车盘预计预计 2023 年年装车量产,装车量产,2025 年年市场空间约市场空间约 58亿元亿元。预计 2023 年搭载碳/陶刹车盘的车型开始量产。假设 2025 年国内新能源乘用车销量 1100 万辆,其中 B

94、 级、C级车占比分别为 30%、5%。碳/陶刹车盘在 B 级、C 级车中的渗透率由 2023 年的 1%、5%,提升至 2025 年的 10%、25%。假设 2025 年国内商用车销量 500 万辆,碳/陶刹车盘凭借更短的刹车距离、更长的使用寿命在商用车中达到 10%的渗透率。同时,碳/陶刹车盘的单车0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2014A2015A2016A2017A2018A2019A2020A2021AA00A0ABC 公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 20 价值量由 1 万元(2500 元/盘

95、)下降至 0.6 万元(1500 元/盘)。由此测算 2025 年国内碳/陶刹车盘市场空间约 58 亿元。表表 22:预计:预计 2025年年国内碳国内碳/陶陶刹车盘刹车盘市场空间约市场空间约 58 亿元亿元 2021A 2022E 2023E 2024E 2025E 新能源乘用车销量(万辆)328.48 500.00 650.00 850.00 1,100.00 B 级车销量(万辆)95.83 150.00 195.00 255.00 330.00 B 级车销量占比 29.17%30.00%30.00%30.00%30.00%B 级车中碳/陶渗透率 1.00%5.00%10.00%B 级车中

96、碳/陶搭载量(万辆)1.95 12.75 33.00 C级车销量(万辆)7.69 12.50 19.50 34.00 55.00 C级车销量占比 2.34%2.50%3.00%4.00%5.00%C级车中碳/陶渗透率 5.00%10.00%25.00%C级车中碳/陶搭载量(万辆)0.98 3.40 13.75 商用车销量(万辆)477.99 500.00 500.00 500.00 500.00 商用车中碳/陶渗透率 1.00%5.00%10.00%商用车中碳/陶搭载量(万辆)5.00 25.00 50.00 碳/陶搭载量合计(万辆)7.93 41.15 96.75 碳/陶单车价值量(万元)1

97、.00 0.80 0.60 碳/陶市场空间(亿元)7.93 32.92 58.05 数据来源:乘联会,中汽协,西南证券整理 碳陶碳陶刹车盘市场拓展顺利,刹车盘市场拓展顺利,有望有望成为公司第二成长曲线成为公司第二成长曲线。金博股份于 2021 年 10 月成立金博碳陶,着手进行碳/陶复合材料刹车盘产能建设,目前已建成年产 10 万套碳陶刹车盘的产能。2021 年 12 月,金博碳陶与湖大艾盛签署了战略合作协议,双方将聚焦新能源电动车智能底盘系统集成开发、线控制动和新型碳/陶复合刹车材料的推广应用等领域开展技术研发与产品合作。公司已取得 IATF 16949:2016 质量管理体系认证,并相继成

98、为广汽埃安、比亚迪定点供应商,为其开发和供应碳陶制动盘。公司的碳陶刹车盘已获得客户认可,碳陶生产线与原有碳碳生产线共线,具有成本优势。预计 2023 年碳陶刹车盘将形成规模化销售,有望成为公司第二成长曲线。4.2 硅基硅基半导体加速替代,碳化硅协助降本半导体加速替代,碳化硅协助降本 4.2.1 硅基半导体:硅基半导体:存量市场,加速渗透存量市场,加速渗透 半导体半导体热场产品与光伏类似,但纯度要求更高。热场产品与光伏类似,但纯度要求更高。与光伏领域相似,公司的碳/碳复合材料坩埚、导流筒、保温筒等产品应用于半导体“拉晶”阶段的单晶硅拉制炉热场系统。半导体对热场材料灰分要求更高,对于器件级单晶,要

99、求灰分30ppm;对于芯片级单晶,则要求在部分热场部件(导流筒)表面制备灰分小于 5ppm 的高纯涂层。太阳能光伏单晶满足 P型单晶灰分200ppm,N 型单晶灰分100ppm 即可。公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 21 表表 23:半导体硅单晶对热场材料纯度要求更高半导体硅单晶对热场材料纯度要求更高 项目项目 光伏光伏硅单晶硅单晶 半导体半导体硅单晶硅单晶 设备 单晶炉 单晶炉 主流工艺 直拉法 直拉法 产品特点 P型单晶、N型单晶 以单晶 N型为主 产品要求 单晶硅纯度需达到 99.9999999%以上 单晶硅纯度需达到 99.9

100、99999999%以上 热场材料灰分要求 P型单晶:200ppm;N型单晶:100ppm 30ppm 数据来源:公司公告,西南证券整理 大尺寸硅片大尺寸硅片对热场强度要求更高,将由石墨切换到碳基复合材料。对热场强度要求更高,将由石墨切换到碳基复合材料。根据 SEMI数据,2021年全球半导体硅片出货面积创下新高,达到 141.65 平方英寸,同比增长 14.17%;销售额126 亿美元,同比增长 12.50%。12 英寸已成为半导体硅片主流尺寸,目前全球约七成的半导体硅片产能可生产 12 英寸硅片。大尺寸硅片需要更大投料量的单晶炉,而随着单炉投料量从 120kg 增至 650kg 以上,传统石

101、墨热场承重能力难以支撑。碳/碳复合材料具有强度更高、性价比更高的特点,及“近净成形工艺”制备优势,在更大尺寸热场部件的应用中相较于石墨件具有竞争优势,预计后续行业将切换到抗折强度高的碳/碳热场。图图 22:2021年年全球全球半导体半导体硅片出货面积硅片出货面积 141.65 平方英寸平方英寸 图图 23:2021年全球年全球半导体硅片销售额半导体硅片销售额 126 亿亿美元美元 数据来源:SEMI,西南证券整理 数据来源:SEMI,西南证券整理 硅基硅基半导体热场半导体热场市场超市场超 25亿元,存量亿元,存量替代空间替代空间较大较大。Omdia 预计全球半导体硅片出货量将保持强劲增长,预计

102、 2025 年需求将达 1600 万片/月。假设 12 英寸单晶炉年产 3.75 万片半导体硅片,8 英寸单晶炉、6 英寸及以下单晶炉均年产 4 万片半导体硅片,2025 年半导体硅片总需求对应 4965 台单晶炉。目前单台光伏单晶炉热场替换需求约 0.225 吨,按照 50万元/吨测算,单台光伏单晶炉替换需求约 11.25 万元。半导体热场单套价值量可对应 5-6 台光伏单晶炉,价值量可达 56.25 万元,潜在市场空间在 25 亿元以上。表表 24:全球硅基:全球硅基半导体半导体市场市场空间在空间在 25亿元亿元以上以上 2021A 2022E 2023E 2024E 2025E 1、出货

103、量 6 英寸及以下(百万片/月)2.55 2.66 2.55 2.64 2.55 8 英寸及以下(百万片/月)4.91 5.01 5.04 5.07 5.21 12 英寸及以下(百万片/月)6.80 6.99 7.35 7.76 8.24-10%-5%0%5%10%15%20%02,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00016,000全球半导体硅片出货量(百万平方英寸)增速-20%-10%0%10%20%30%40%020406080100120140全球半导体硅片销售额(亿美元)公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要

104、声明部分 22 2021A 2022E 2023E 2024E 2025E 2、单台单晶炉产能 6 英寸及以下(万片/年)4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 8 英寸及以下(万片/年)4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 12 英寸及以下(万片/年)3.75 3.75 3.75 3.75 3.75 3、单晶炉台数 6 英寸及以下(台)765 798 765 792 765 8 英寸及以下(台)1,473 1,503 1,512 1,521 1,563 12 英寸及以下(台)2,176 2,237 2,352 2,483 2,637 合计 4,414 4,538 4,6

105、29 4,796 4,965 4、市场空间、市场空间 单台热场用量(万元)56.25 56.25 56.25 56.25 56.25 半导体热场市场空间(亿元)半导体热场市场空间(亿元)24.83 25.53 26.04 26.98 27.93 数据来源:Omdia,立昂微,西南证券整理 半导体半导体市场拓展成效显著,销售市场拓展成效显著,销售实现实现快速放量。快速放量。金博股份已开发出可满足半导体领域要求的高纯度坩埚、保温筒、板材、紧固件等碳/碳复合材料部件,多项产品(坩埚、保温筒、板材、紧固件等)已经通过山东有研半导体材料有限公司、神工股份、浙江海纳半导体有限公司、宁夏中欣晶圆半导体科技有

106、限公司、中环领先等国内半导体厂家的认证,并取得销售收入。公司在半导体领域的市场拓展情况成效显著,20192021 年分别实现收入 203.08 万元、698.54 万元、2436.16 万元。相较于其他应用领域,公司在半导体领域的应用拓展取得了更快的增长速度。图图 24:半导体领域半导体领域产品销售收入实现爆发式增长产品销售收入实现爆发式增长 数据来源:公司公告,西南证券整理 4.2.2 碳化硅:共同碳化硅:共同降本,加速成长降本,加速成长 碳化硅碳化硅适用于高频、高压、大功率适用于高频、高压、大功率器件器件,将受益光伏风电、,将受益光伏风电、新能源新能源汽车汽车需求需求增长。增长。碳化硅(S

107、iC)作为第三代半导体的核心,拥有较宽的禁带宽度、较高的饱和电子漂移速率、较强的抗辐射导热能力等优点,是制作高温、高频、大功率、高压器件的理想材料之一。SiC功率器件将极大提高现有使用硅基功率器件的能源转换效率,主要应用领域包括 5G 通讯、国防应用、航空航天、电动汽车/充电桩、光伏新能源、轨道交通、智能电网等。随着国内外新能源车和光伏发电等下游需求不断增长,对功率器件和衬底材料的功率及频率适用性要求也不断提高,SiC 衬底的市场规模有望快速增长 89.97 140.89 203.08 698.54 2,436.16 1,076.23 05001,0001,5002,0002,5003,000

108、2017A2018A2019A2020A2021A2022Q1半导体行业产品收入(万元)公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 23 表表 25:不同:不同半导体材料性能对比半导体材料性能对比 第一代第一代 第二代第二代 第三代第三代 Si GaAs InP SiC GaN 禁带宽度(eV)1.12 1.4 1.3 3.2 3.39 相对介电常数 11.7 13.1 12.5 9.7 9.8 绝缘击穿场强(MV/cm)0.3 0.4 0.5 2.2 3.3 电子迁移饱和速度(107cm/s)1 2 1 2 2.5 热导率(W/cm K)1.5

109、 0.5 0.7 4.5 23 数据来源:Continuously Evolving Tech,西南证券整理 SiC 衬底衬底占器件成本的占器件成本的 50%,一般采用一般采用 PVT 法法制备。制备。SiC 衬底的制造是产业链技术壁垒最高、价值量最大环节,约占 SiC 器件制造成本的 50%。SiC 单晶制备又是衬底的基础,目前国内主流商用 SiC 单晶生长均采用 PVT法(物理气相传输法):将 SiC 高纯粉末放置在圆柱形致密的石墨坩埚底部,SiC 籽晶放置在坩埚锅盖附近,坩埚通过射频感应加热至23002400,并有石墨毡或多孔石墨绝热,通过选择合适的频率避免对该绝热层直接加热。籽晶温度设

110、定在比源温度低约 100,这样使得升华的 SiC 物质可以在籽晶上凝结并结晶。图图 25:SiC衬底制造工艺流程衬底制造工艺流程 图图 26:SiC长晶长晶 PVT 生产生产工艺工艺 数据来源:公司公告,西南证券整理 数据来源:ROHM,西南证券整理 PVT 工艺工艺难度较高,未来仍需进一步降本。难度较高,未来仍需进一步降本。PVT法制备碳化硅单晶的难度在于:1)温度场控制困难:长晶需要在 2500高温下进行,对材料和温度控制要求高。2)生长速度缓慢:晶棒厚度每小时生长速度视尺寸大小约为 0.21mm/小时。3)良率难以控制:SiC 存在200 多种晶体结构类型,其中仅六方结构的 4H 型(4

111、H-SiC)等少数几种晶体结构的单晶型碳化硅才是所需的半导体材料,在晶体生长过程中需要精确控制硅碳比、生长温度梯度、晶体生长速率以及气流气压等参数。4)晶体扩径难度大:PVT 法随着晶体尺寸的扩大,难度工艺呈几何级增长。目前碳化硅功率器件的价格仍数倍于硅基器件,高成本一定程度限制了其应用场景及市场渗透。SiC 生产速率慢、产品良率低,对生产速率慢、产品良率低,对热场控制、材料匹配要求较高热场控制、材料匹配要求较高。天岳先进为国内领先的 SiC 衬底厂商,其衬底长晶良率在 50%左右,衬底加工良率在 75%左右。成本方面,直接材料、制造费用占比较高。原材料中热场及保温材料(石墨件、石墨毡)采购占

112、比在 80%以上。制造费用中设备折旧、燃料动力占比分别在 50%、20%以上。在高温密闭真空环境中生长出大尺寸、高品质、单一晶型的碳化硅晶体,需要精确的热场控制热场控制、材料匹配材料匹配及经验积经验积 公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 24 累累。因此,行业参与者需要长期和大量的投入,才有可能在技术上取得突破,这也是目前碳化硅衬底良率与长晶速率、长度受限的主要原因。图图 27:SiC长晶及长晶及衬底加工良率较低衬底加工良率较低 图图 28:SiC衬底衬底成本构成成本构成 数据来源:天岳先进招股说明书,西南证券整理 数据来源:天岳先进招股

113、说明书,西南证券整理 表表 26:SiC原材料原材料采购中石墨热场类产品占比较高采购中石墨热场类产品占比较高 类别类别 2018A 2019A 2020A 2021H1 金额金额(万元)(万元)比例比例 金额金额(万元)(万元)比例比例 金额金额(万元)(万元)比例比例 金额金额(万元)(万元)比例比例 碳粉 185.74 5.71%294.34 4.59%413.01 2.30%193.99 0.97%硅粉 177.93 5.47%472.73 7.38%296.32 1.65%397.41 1.99%石墨件 1,073.21 32.98%1,822.64 28.45%6,233.93 34

114、.74%9,008.07 45.21%石墨毡 1,206.17 37.06%3,205.34 50.04%8,769.96 48.87%8,234.04 41.32%切割钢丝 9.71 0.30%18.86 0.29%48.74 0.27%43.76 0.22%金刚石粉 192.37 5.91%183.82 2.87%711.16 3.96%466.48 2.34%抛光液 47.4 1.46%28.09 0.44%281.69 1.57%400.99 2.01%抛光垫 77.13 2.37%103.94 1.62%379.15 2.11%348.97 1.75%其他 284.69 8.75%2

115、76.42 4.31%810.11 4.51%832.89 4.18%总计总计 3,254.34 100.00%6,406.18 100.00%17,944.06 100.00%19,926.60 100.00%数据来源:天岳先进招股说明书,西南证券整理 热场热场可可实现实现 SiC 衬底衬底有效降本,碳有效降本,碳/碳碳复合复合材料材料有望有望加速替代。加速替代。PVT 生产工艺主要采用细结构等静压石墨作为热场材料,坩埚主要采用高纯度石墨,纯度要求5ppm,保温材料主要采用石墨软毡、硬毡,纯度要求5ppm。目前国内的碳化硅衬底制造中碳粉已基本实现国产化,但热场材料仍主要依赖进口。随着技术进步

116、和单晶 SiC 尺寸的增加,碳/碳复合材料有望替代细结构等静压石墨用作 PVT热场的坩埚和导流筒等。国内 SiC 衬底厂商也正在推进热场材料国产化。针对 SiC 生产上的难题,碳/碳复合材料具有以下优势:导热系数更低,满足碳化硅长晶条件,改善良率所需的温度梯度:碳/碳复合材料更容易保持较高的生产温度,满足 2500长晶环境;同时能最大程度提高生长温度梯度,增加所需晶体结构产生概率,提升 SiC 晶体良率;耐热抗折,在长制备周期中更稳定可靠:碳/碳复合材料材抗折程度大于 150MPa,耐高温 3000 以上,拥有更优质的热场条件,减少长周期带来的制备风险。41.00%38.57%50.73%49

117、.90%72.61%75.15%70.44%75.47%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2018A2019A2020A2021H1晶棒良率 衬底良率 1,593 2,651 6,638 9,218 545 1,086 1,628 1,932 5,647 9,939 14,454 14,849 05,00010,00015,00020,00025,00030,0002018A2019A2020A2021A直接材料(万元)直接人工(万元)制造费用(万元)公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 25 碳/碳热场制备

118、成本线性增加,在未来的大尺寸制备上存在经济优势:目前导电型碳化硅向 8 英寸发展、半绝缘型向 6 英寸发展。大尺寸受技术影响还未到来,但从经济性上看是未来发展趋势,碳基复材成本随尺寸仅线性增加,经济性更优。可见,通过合适的热场设计、材料选择,可实现节能降耗、提高通过合适的热场设计、材料选择,可实现节能降耗、提高 SiC长晶良率、支持晶棒长晶良率、支持晶棒向大尺寸发展,有效降低向大尺寸发展,有效降低 SiC 衬底制造成本衬底制造成本。8英寸晶棒较 6 英寸可多切近 90%数量芯片,边缘浪费降低 7%,进一步降低芯片的成本。根据碳化硅芯观察公众号相关测算,8 英寸较 6英寸碳化硅器件成本将降低 2

119、0%35%。预计预计 2026 年年 SiC 热场热场市场空间市场空间约约 20亿元。亿元。根据 Yole 及 Wolfspeed 数据,2018-2020年,全球碳化硅衬底市场规模从 1.79 亿美元增长至 2.8 亿美元。Wolfspeed 预测,2026 年SiC 衬底市场规模有望达到 17 亿美元,2022-2026 年复合增速达到 25%。假设 SiC 衬底毛利率 35%,成本中直接材料占比 35%,热场成本占直接材料成本比重 80%,据此估算全球碳化硅热场市场空间约 20 亿元。表表 27:全球:全球 SiC热场远期热场远期市场空间可达市场空间可达 20 亿元亿元 2021A 20

120、22E 2023E 2024E 2025E 2026E 碳化硅衬底市场规模(亿美元)4.43 7.00 9.35 12.50 14.58 17.00 碳化硅衬底市场规模(亿元)29.66 46.90 62.67 83.75 97.67 113.90 碳化硅衬底毛利率 35%35%35%35%35%35%碳化硅生产成本(亿元)19.28 30.49 40.74 54.44 63.48 74.04 热场材料占比 28%28%28%28%28%28%碳化硅热场市场空间(亿元)5.40 8.54 11.41 15.24 17.78 20.73 数据来源:Yole,Wolfspeed,西南证券整理 与与

121、天科合达战略合作,抢占天科合达战略合作,抢占 SiC 市场市场先机。先机。金博股份已与天科合达签署战略合作协议,就高纯热场材料、高纯保温材料、高纯粉体材料在第三代半导体领域的开发和应用,达成深度的战略合作伙伴关系。天科合达给予公司第三代半导体用高纯热场、保温、粉体材料及产品开发方向、技术要求方面的指导并配合公司进行产品测试与评估,通过应用效果反馈加快公司产品开发与品质改善进度。天科合达在同等性价比条件下,将优先采购公司高性能热场、保温与粉体材料及产品。与头部衬底厂商合作研发,帮助其降本增效,有助于公司抢占市场先机,提供性价比更高的碳/碳复合材料产品。4.3 前瞻性前瞻性布局氢能领域,打开中长期

122、发展空间布局氢能领域,打开中长期发展空间 燃料电池产业仍处商业燃料电池产业仍处商业化发展初期,化发展初期,未来将由政策驱动转向市场驱动未来将由政策驱动转向市场驱动。近年来,随着国家多项鼓励新能源、燃料电池产业发展的政策出台,燃料电池产业进入高速发展通道,产业支持政策不断完善。中汽协数据显示,2020 年全国燃料电池汽车产销数量分别为 1204 辆和1182 辆;2021 年产销分别为 1790 辆和 1596 辆,同比增加 48.67%和 35.03%。2022 年 3月,国家发改委、国家能源局联合印发的氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年),提出到 2025 年,基本掌握核心技术和

123、制造工艺,燃料电池车辆保有量约 5 万辆的目标。2025 年现行补贴政策过后,燃料电池汽车产销量有望进一步扩张,产业降本驱动力由“国产化”为主导逐渐转变为“国产化+规模化”双重驱动,燃料电池核心部件以及氢气成本将明显下降。预计至 2025 年前后,以国内氢气资源优势地区为例,燃料电池整车有望全 公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 26 生命周期成本持平或低于燃油车,届时成本下降将成为燃料电池产业发展的首要推动力,推动燃料电池产业趋于市场化。图图 29:燃料电池:燃料电池汽车产量汽车产量 图图 30:燃料燃料电池汽车销量电池汽车销量 数据来

124、源:中汽协,西南证券整理 数据来源:中汽协,西南证券整理 4.3.1 碳纸:碳纸:气体扩散层关键气体扩散层关键材料,已材料,已完成完成产品送样测试产品送样测试 碳纸碳纸是气体扩散层的理想材料是气体扩散层的理想材料,长期拥有较大发展空间。长期拥有较大发展空间。质子交换膜燃料电池(PEMFC)是当前技术成熟度最高、装机量占比最高的燃料电池技术路线。PEMFC 的核心部件是膜电极组件,由两个催化层(CL)、两个气体扩散层(GDL)和一个质子交换膜(PEM)组成。气体扩散层是膜电极中的关键部分,起到支撑催化层、收集电流、传导气体和排出反应产物水的作用。常用的气体扩散层(GDL)基材主要有:碳纸、碳布、

125、炭黑纸、金属材料等,其中碳纸因具有高导电性、耐腐蚀性以及出色的尺寸稳定性,是 GDL 基材的最理想材料。根据中国氢能源及燃料电池产业白皮书,20302035 年我国将实现氢能及燃料电池汽车的规模应用,燃料电池汽车保有量有望达 100 万辆左右。按照制造每个电堆需要 20 平方米的碳纸估算,碳纸需求量在 2000 万平方米左右;按照 500 元/平方米价格测算,对应市场空间 100 亿元,长期市场空间巨大。图图 31:质子:质子交换膜燃料电池工作原理交换膜燃料电池工作原理 图图 32:碳纸制备碳纸制备工艺流程工艺流程 数据来源:岛津中国,西南证券整理 数据来源:公司公告,西南证券整理 1,527

126、 2,833 1,204 1,790 1,277 05001,0001,5002,0002,5003,000燃料电池汽车产量(辆)1,527 2,737 1,182 1,596 935 05001,0001,5002,0002,5003,000燃料电池汽车销量(辆)公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 27 表表 28:碳纸:碳纸市场仍处市场仍处培育培育初期,预计十五五初期,预计十五五期间期间迎来爆发迎来爆发 2021A 2022E 2023E 2024E 2025E 20262030 年均年均 燃料电池汽车销量(万辆)0.16 0.50

127、1.00 2.00 5.00 20.00 单车碳纸用量(平方米)20 20 20 20 20 20 碳纸需求量(万平方米)3 10 20 40 100 400 碳纸价格(元/平方米)800 800 800 700 600 500 碳纸市场空间(亿元)0.26 0.80 1.60 2.80 6.00 20.00 数据来源:西南证券 碳纸碳纸技术壁垒高,技术壁垒高,亟需亟需国产替代。国产替代。常见的碳纸制备方法为将粘合剂和短纤维混合抄纸造纸、再进行浸渍、模压、碳化、石墨化。碳纸的导电性能和导热性能对燃料的转换效率、电池整体的温度以及发电过程均匀性都有重要影响,碳纸的碳化和石墨化工艺是影响这些关键技

128、术指标的关键工序。目前燃料电池生产厂商多采用日本东丽、加拿大 Ballard、德国西格里等厂商的碳纸产品,东丽占据较大的市场份额。我国对碳纸的研发主要集中于中南大学、武汉理工大学等高校。国内部分碳素材料相关企业已开始进行氢燃料电池用碳纸的研究开发、技术积累,但因起步较晚等因素,技术、产业化能力等方面与国外主要碳纸企业的差距较为明显。表表 29:碳纸技术:碳纸技术壁垒较高主要为海外企业垄断壁垒较高主要为海外企业垄断 公司公司名称名称 简介简介 相关产品相关产品 德国西格里 德国西格里为全球最大的碳(石墨)材料生产厂商之一,历史悠久,产品范围覆盖石墨材料、石墨粉粒、纤维材料、复合材料等 西格里可提

129、供燃料电池组件气体扩散层等产品 美国 Avcarb 美国 Avcarb 有超过 70 年的悠久历史,一直致力于研发和生产创新型的碳材料产品。负责包括碳材料制造、热处理以及产品涂层在内的环节 美国 Avcarb 可提供高性能的气体扩散层等产品 日本东丽(TORAY)株式会社 东丽公司是世界著名的以有机合成、高分子化学、生物化学为核心技术的高科技跨国企业,是世界上最早从事反渗透膜技术开发的企业之一 东丽公司可提供预浸材料、中间材料、复合材料及碳纤维等系列产品 以金博股份为代表的少数国内企业 目前国内市场的碳纸需求主要依靠进口,国内企业普遍处于产品开发、送样测试的阶段 数据来源:公司公告,西格里,东

130、丽,西南证券整理 表表 30:国内外:国内外碳纸基本性能对比碳纸基本性能对比 生产生产厂家厂家 产品型号产品型号 厚度厚度 mm 密度密度 g/cm3 孔隙率孔隙率%透气率透气率 mlmm/(cm2hrmmAq)电阻率电阻率 mcm 抗拉强度抗拉强度 MPa 抗抗弯强度弯强度 MPa 日本东丽 TGP-H-060 0.19 0.44 78 1900 5.8 50-TGP-H-090 0.28 0.45 78 1700 5.6 70 39 TGP-H-120 0.36 0.45 78 1500 4.7 90-中南大学-0.19-78 1883 5.9 50-数据来源:燃料电池发动机工程技术研究中

131、心,西南证券整理 公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 28 公司公司技术储备深厚,技术储备深厚,已已完成完成相关产品相关产品送样。送样。碳纸制备中的原料碳纤维预处理、短切等工艺,与公司碳纤维预制体生产过程中的织布、成网、准三维成型、复合针刺等工艺及使用的设备具有一定的相似性;其碳化、石墨化等工艺,与公司碳/碳复合材料产品高温纯化、石墨化等工艺及使用的设备具有一定的相似性。公司可利用现有的技术积累为相关产品提供技术支持。目前,公司已经完成第一代片状碳纸中试,碳纸透气性、电导率、强度等性能尚优,整体性能与进口碳纸相当,部分性能优于进口产品;第

132、二代连续式成卷碳纸研发也已完成配方和技术研发,现进入小试阶段。市场拓展方面,公司已与神力科技达成战略合作协议,共同研发满足氢燃料电池领域应用的碳纸、柔性石墨极板材料及产品,相关产品已处于送样测试阶段。4.3.2 储氢瓶:单车储氢瓶:单车价值量高,长期空间巨大价值量高,长期空间巨大 用于存储高压氢气的储氢气瓶是燃料电池汽车必不可少的关键零部件之一。高压储氢瓶主要分为四个类型:全金属气瓶(I型)、金属内胆纤维环向缠绕气瓶(II型)、金属内胆纤维全缠绕气瓶(III型)、非金属内胆纤维全缠绕气瓶(IV 型)。部分国家已经开始研发无内胆纤维缠绕的 V 型储氢瓶。其中,I 型、II 型瓶重容比大,难以满足

133、氢燃料电池汽车的储氢密度要求,主要用在加氢站等固定储氢上面。III型、IV 型瓶因采用了纤维全缠绕结构,具有重容比小、单位质量储氢密度高等优点,目前已广泛应用于氢燃料电池汽车。表表 31:储氢:储氢容器性能对比容器性能对比 分类分类 材料材料 优劣势优劣势 压强压强(MPa)成本成本 重量重量体积比体积比(Kg/L)储氢密度储氢密度(g/L)使用使用 寿命寿命 应用应用 I型 全金属(钢制)氢密度低、安全性能差、质量重 17.520 低 0.91.3 1417 15 年 CNG 气体 II型 金属内胆(钢制)纤维缠绕(碳纤维、玻璃纤维)氢密度低、安全性能差、质量重 26.329.9 中等 0.

134、60.95 1417 15 年 CNG 车用气瓶 III型 金属内胆(钢/铝制)纤维缠绕(碳纤维、玻璃纤维)氢密度高、高安全性、质量轻 3070 最高 0.351 40 1520 年 CNG 车用气瓶、燃料电池供氢系统 IV 型 金属(塑料内胆)纤维缠绕(碳纤维、玻璃纤维)氢密度高、高安全性、质量轻 66 以上 高 0.30.8 49 1520 年 国外主要应用于氢燃料电池汽车,国内处于研发阶段 数据来源:车研咨询,西南证券整理 国内国内 III 型型瓶技术成熟,瓶技术成熟,IV 型型瓶尚处瓶尚处研发研发阶段。阶段。目前,中国燃料电池车用氢瓶比较成熟的是 III 型瓶,生产厂家包括国富氢能、中

135、材科技、科泰克等;而 IV 型瓶技术尚不成熟无法量产,基本被国外厂商垄断,如全球最大的 IV 型瓶生产商 Hexagon 海克斯康,以及 Toyoda Gosei 丰田合成和韩国 Iljin 的 IV 型瓶,已经分别用于丰田 Mirai 系列燃料电池汽车和现代Nexo 系列燃料电池汽车。未来储氢瓶技术将向着轻量化、高压力、大容量、低成本的方向发展。IV 型储氢瓶的制造成本在 30003500 美元,主要包括:复合材料、阀门、调节器、组装检查、氢气等,其中复合材料的成本占总成本的 75%以上,而氢气本身的成本只占约0.5%。公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正

136、文后的重要声明部分 29 图图 33:IV 型储氢瓶的内部结构型储氢瓶的内部结构 图图 34:70MP 储氢储氢 IV 型瓶成本价格型瓶成本价格$3486 数据来源:全球氢能,西南证券整理 数据来源:DOE,西南证券整理 储氢瓶储氢瓶市场已初具规模,市场已初具规模,预计预计 2025年年市场空间约市场空间约 48亿元亿元。据高工产研氢电研究所(GGII)调研统计,2021 年中国市场氢燃料电池车载储氢系统出货 4129 套,同比上年增长 67.85%;车载储氢瓶出货量为 30284 支,同比上年增长 122.43%。预计 2022 年国内氢燃料电池汽车销量在 1.1 万辆,对应车载储氢系统配套

137、数量将达到 1.1 万套。假设 2025 年氢燃料电池汽车销量达 5 万辆,每辆车平均配备 8 个储氢瓶,储氢瓶价格由目前的 1.6 万元下降至 1.2 万元,则预计 2025 年国内储氢瓶市场空间约 48 亿元。表表 32:储氢瓶市场储氢瓶市场已初具规模已初具规模 2022E 2023E 2024E 2025E 20262030 年均年均 燃料电池汽车销量(万辆)0.50 1.00 2.00 5.00 20.00 单车储氢瓶用量(个)8 8 8 8 8 储氢瓶需求量(万个)4.00 8.00 16.00 40.00 160.00 储氢瓶价格(万元/个)1.50 1.40 1.30 1.20

138、1.00 储氢瓶市场空间(亿元)6.00 11.20 20.80 48.00 160.00 数据来源:西南证券 III 型型瓶瓶达到达到国内同行业水平,着手国内同行业水平,着手 IV 型型瓶研发。瓶研发。高压碳纤维储氢瓶制备涉及的关键技术主要包括内胆设计技术、碳纤维/树脂基体界面连接技术、碳纤维缠绕成型技术、碳纤维缠绕成型张力控制技术、高强韧、耐疲劳的高性能树脂基体制备技术等。公司以 III型瓶(35 MPa)技术入局,以 IV 型(70MPa)核心关键技术为研发创新方向。从内胆开始,全产线自主研制,掌握内胆设计、内胆自紧、复材设计、缠绕成型、张力控制等核心技术。目前,公司已开发出与国内企业同

139、等性能的 III型碳纤维全缠绕氢气瓶,并进行相关生产线建设;此外,公司正在进行 IV 型碳纤维全缠绕氢气瓶的开发,以满足行业的发展趋势。碳纤维复合材料,$2,721.00平衡储罐,$101.00氢气,$18.00组装检查,$36.00调节器,$200.00阀门,$282.00其他BOP系统,$130.00 公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 30 5 盈利预测与估值盈利预测与估值 5.1 盈利预测盈利预测 关键假设:关键假设:假设 1:随着公司新增产能释放,20222024 年热场系统系列产品(包括光伏及半导体产品)出货量分别为 2500

140、 吨、3500 吨、5000 吨。碳纤维供应紧张的情况在今年下半年得到缓解,原材料碳纤维采购价格有所下降。公司通过预制体制备技术改进,有效降低原材料耗用量,直接材料成本保持 12%、5%、11%降幅。直接人工及制造费用随着规模效应及电耗下降每年保持稳定降幅,对应 20222024 年毛利率分别为 48.52%、46.97%、46.30%。假设 2:氢气回收系统今年下半年建成,明年开始贡献收入,假设 1Kg 碳/碳复合材料副产 10.66m3氢气,氢气价格假设为 2 元/m3,由于氢气是副产物,成本较低,假设毛利率稳定在 60%左右。假设 3:碳/陶刹车盘 2023 年开始放量,2023、202

141、4 年销量分别为 2 万套、5 万套,单套价格分别为 1 万元、0.9 万元。碳/陶刹车盘作为标准化产品,毛利率低于热场,假设稳定在 30%水平。假设 4:碳纸业务 2023 年开始小批量供应,2024 年快速增长,假设销量分别为 2.0 万平、5.00 万平,价格稳定在 600 元/平。由于碳纸技术壁垒较高,假设毛利率稳定在 60%左右。基于以上假设,我们预测公司 2022-2024 年分业务收入成本如下表:表表 33:分业务收入及毛利率:分业务收入及毛利率 单位:百万元单位:百万元 2021A 2022E 2023E 2024E 热场系统系列产品 收入 1,337.70 1,575.00

142、1,995.00 2,600.00 增速 215.91%17.74%26.67%30.33%毛利率 57.27%48.52%46.97%46.30%氢气回收 收入 93.28 133.25 增速 42.86%毛利率 60.00%60.00%碳/陶刹车盘 收入 200.00 450.00 增速 125.00%毛利率 30.00%30.00%碳纸 收入 12.00 30.00 增速 150.00%毛利率 60.00%60.00%合计 收入 1,337.70 1,575.00 2,300.28 3,213.25 增速 215.91%17.74%46.05%39.69%毛利率 57.27%48.52%

143、46.09%44.71%数据来源:Wind,西南证券 公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 31 5.2 相对估值相对估值 我们选取光伏行业中的三家主流公司,2022 年三家公司平均 PE 为 60.50 倍,2023 年平均 PE 为 38.48 倍。我们预计未来三年公司归母净利润复合增长率为 26.87%。作为新材料平台公司,金博股份技术储备深厚,成本优势明显。基于底层技术、工艺的共通性,布局半导体、摩擦制动、氢能等领域,充分发挥产业协同效应。凭借产品性能优势及成本不断下降,碳/碳复合材料将在更多领域替代等静压石墨。碳陶、氢能等赛道具备

144、中长期巨大发展空间。公司碳/陶刹车盘已取得定点,将于明年放量,碳纸等新业务也有望贡献出货。作为新材料平台公司,随着碳基复合材料成本下降,未来将打开更大市场空间。因此,我们给予公司适当估值溢价,给予 2023 年 40 倍 PE,对应目标价 400 元,维持“买入”评级。表表 34:可比公司估值:可比公司估值 证券代码证券代码 可比公司可比公司 股价(元)股价(元)EPS(元)(元)PE(倍)(倍)21A 22E 23E 24E 21A 22E 23E 24E 300274.SZ 阳光电源 125.15 1.07 2.12 2.93 3.72 116.96 59.03 42.71 33.64 6

145、03688.SH 石英股份 144.51 0.80 1.82 3.34 4.50 180.64 79.40 43.27 32.11 688556.SH 高测股份 88.70 1.07 2.06 3.01 3.94 82.90 43.06 29.47 22.51 平均值 126.83 60.50 38.48 29.42 数据来源:Wind,西南证券整理 6 风险提示风险提示 1)公司产品降价、成本下降低于预期的风险;2)碳纤维降价不及预期的风险;3)碳/陶、碳纸、储氢瓶等新业务拓展进度低于预期的风险;4)新产能投放进度不及预期的风险;5)燃料电池汽车保有量不及预期的风险。公司研究报告公司研究报告

146、/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 32 附表:财务预测与估值附表:财务预测与估值 利润表(百万元)利润表(百万元)2021A 2022E 2023E 2024E 现金流量表(百万元)现金流量表(百万元)2021A 2022E 2023E 2024E 营业收入 1337.90 1575.00 2300.28 3213.25 净利润 501.10 617.88 802.09 1023.30 营业成本 571.62 810.75 1240.07 1776.55 折旧与摊销 55.99 82.13 113.31 144.88 营业税金及附加 7.36 9.45 13.

147、80 19.28 财务费用 7.89 28.54 26.40 24.93 销售费用 61.36 63.00 80.51 96.40 资产减值损失-1.15 0.00 0.00 0.00 管理费用 136.30 181.13 230.03 305.26 经营营运资本变动-446.95 -69.40 -320.76 -417.39 财务费用 7.89 28.54 26.40 24.93 其他-50.06 -14.74 -14.41 -15.34 资产减值损失-1.15 0.00 0.00 0.00 经营活动现金流净额经营活动现金流净额 66.81 644.41 606.63 760.37 投资收益

148、 7.75 10.00 10.00 10.00 资本支出-576.04 -500.00 -500.00 -500.00 公允价值变动损益 3.27 5.00 5.00 5.00 其他-61.67 109.55 -29.48 21.48 其他经营损益 0.00 200.00 180.00 150.00 投资活动现金流净额投资活动现金流净额-637.71 -390.45 -529.48 -478.52 营业利润营业利润 571.30 697.14 904.47 1155.84 短期借款 78.92 -78.92 472.16 -55.21 其他非经营损益 3.30 5.00 7.00 7.00 长

149、期借款 48.00 50.00 50.00 50.00 利润总额利润总额 574.59 702.14 911.47 1162.84 股权融资 99.42 0.00 0.00 0.00 所得税 73.50 84.26 109.38 139.54 支付股利-40.10 -100.22 -123.58 -160.42 净利润 501.10 617.88 802.09 1023.30 其他 529.53 -68.59 -593.80 -24.93 少数股东损益 0.00 0.00 0.00 0.00 筹资活动现金流净额筹资活动现金流净额 715.78 -197.74 -195.22 -190.56 归

150、属母 公 司 股 东 净 利 润 501.10 617.88 802.09 1023.30 现金流量净额现金流量净额 144.56 56.22 -118.08 91.30 资产负债表(百万元)资产负债表(百万元)2021A 2022E 2023E 2024E 财务分析指标财务分析指标 2021A 2022E 2023E 2024E 货币资金 291.88 348.11 230.03 321.33 成长能力成长能力 应收和预付款项 434.20 514.48 738.36 1033.54 销售收入增长率 213.72%17.72%46.05%39.69%存货 269.95 322.89 494.

151、03 708.96 营业利润增长率 193.67%22.03%29.74%27.79%其他流动资产 861.77 811.22 1000.76 1176.87 净利润增长率 197.25%23.31%29.81%27.58%长期股权投资 9.97 9.97 9.97 9.97 EBITDA 增长率 203.33%27.18%29.26%26.96%投资性房地产 0.00 0.00 0.00 0.00 获利能力获利能力 固定资产和在建工程 863.32 1292.45 1690.40 2056.79 毛利率 57.27%48.52%46.09%44.71%无形资产和开发支出 115.81 104

152、.55 93.29 82.03 三费率 15.36%17.31%14.65%13.28%其他非流动资产 93.95 93.95 93.95 93.95 净利率 37.45%39.23%34.87%31.85%资产总计资产总计 2940.86 3497.62 4350.79 5483.43 ROE 26.50%26.06%26.30%26.16%短期借款 78.92 0.00 472.16 416.94 ROA 17.04%17.67%18.44%18.66%应付和预收款项 202.62 298.82 454.33 648.83 ROIC 43.70%32.09%31.09%30.06%长期借款

153、 48.00 98.00 148.00 198.00 EBITDA/销售收入 47.48%51.29%45.39%41.26%其他负债 720.23 730.05 227.04 307.52 营运能力营运能力 负债合计负债合计 1049.77 1126.87 1301.53 1571.29 总资产周转率 0.60 0.49 0.59 0.65 股本 80.20 80.20 80.20 80.20 固定资产周转率 2.67 1.64 1.68 1.84 资本公积 1038.30 1038.30 1038.30 1038.30 应收账款周转率 5.18 3.53 3.96 3.89 留存收益 73

154、4.59 1252.25 1930.76 2793.64 存货周转率 3.56 2.72 3.02 2.94 归属母公司股东权益 1891.09 2370.75 3049.26 3912.14 销售商品提供劳务收到现金/营业收入 67.76%少数股东权益 0.00 0.00 0.00 0.00 资本结构资本结构 股东权益合计股东权益合计 1891.09 2370.75 3049.26 3912.14 资产负债率 35.70%32.22%29.91%28.66%负债和股东权益合计 2940.86 3497.62 4350.79 5483.43 带息债务/总负债 66.14%59.05%47.65

155、%39.14%流动比率 4.72 4.75 2.21 2.43 业绩和估值指标业绩和估值指标 2021A 2022E 2023E 2024E 速动比率 4.04 3.98 1.77 1.90 EBITDA 635.17 807.80 1044.17 1325.64 股利支付率 8.00%16.22%15.41%15.68%PE 52.74 42.77 32.95 25.82 每股指标每股指标 PB 13.97 11.15 8.67 6.75 每股收益 6.25 7.70 10.00 12.76 PS 19.75 16.78 11.49 8.22 每股净资产 23.58 29.56 38.02

156、48.78 EV/EBITDA 41.16 32.38 25.07 19.68 每股经营现金 0.83 8.03 7.56 9.48 股息率 0.15%0.38%0.47%0.61%每股股利 0.50 1.25 1.54 2.00 数据来源:Wind,西南证券 公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(688598)请务必阅读正文后的重要声明部分 分析师承诺分析师承诺 本报告署名分析师具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并注册为证券分析师,报告所采用的数据均来自合法合规渠道,分析逻辑基于分析师的职业理解,通过合理判断得出结论,独立、客观地出具本报告。分析师承诺不曾因,不因,也将不会

157、因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接获取任何形式的补偿。投资评级说明投资评级说明 公司评级公司评级 买入:未来 6 个月内,个股相对沪深 300 指数涨幅在 20%以上 持有:未来 6 个月内,个股相对沪深 300 指数涨幅介于 10%与 20%之间 中性:未来 6 个月内,个股相对沪深 300 指数涨幅介于-10%与 10%之间 回避:未来 6 个月内,个股相对沪深 300 指数涨幅介于-20%与-10%之间 卖出:未来 6 个月内,个股相对沪深 300 指数涨幅在-20%以下 行业评级行业评级 强于大市:未来 6 个月内,行业整体回报高于沪深 300 指数 5%以上 跟随大市:未来

158、6 个月内,行业整体回报介于沪深 300 指数-5%与 5%之间 弱于大市:未来 6 个月内,行业整体回报低于沪深 300 指数-5%以下 重要声明重要声明 西南证券股份有限公司(以下简称“本公司”)具有中国证券监督管理委员会核准的证券投资咨询业务资格。本公司与作者在自身所知情范围内,与本报告中所评价或推荐的证券不存在法律法规要求披露或采取限制、静默措施的利益冲突。证券期货投资者适当性管理办法于 2017 年 7 月 1 日起正式实施,本报告仅供本公司客户中的专业投资者使用,若您并非本公司客户中的专业投资者,为控制投资风险,请取消接收、订阅或使用本报告中的任何信息。本公司也不会因接收人收到、阅

159、读或关注自媒体推送本报告中的内容而视其为客户。本公司或关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券并进行交易,还可能为这些公司提供或争取提供投资银行或财务顾问服务。本报告中的信息均来源于公开资料,本公司对这些信息的准确性、完整性或可靠性不作任何保证。本报告所载的资料、意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断,本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可升可跌,过往表现不应作为日后的表现依据。在不同时期,本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告,本公司不保证本报告所含信息保持在最新状态。同时,本公司对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改,投资者应当自行关注相应的更

160、新或修改。本报告仅供参考之用,不构成出售或购买证券或其他投资标的要约或邀请。在任何情况下,本报告中的信息和意见均不构成对任何个人的投资建议。投资者应结合自己的投资目标和财务状况自行判断是否采用本报告所载内容和信息并自行承担风险,本公司及雇员对投资者使用本报告及其内容而造成的一切后果不承担任何法律责任。本报告及附录版权为西南证券所有,未经书面许可,任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制和发布。如引用须注明出处为“西南证券”,且不得对本报告及附录进行有悖原意的引用、删节和修改。未经授权刊载或者转发本报告及附录的,本公司将保留向其追究法律责任的权利。公司研究报告公司研究报告/金博股份(金博股份(68

161、8598)请务必阅读正文后的重要声明部分 西南证券研究发展中心西南证券研究发展中心 上海上海 地址:上海市浦东新区陆家嘴东路 166 号中国保险大厦 20 楼 邮编:200120 北京北京 地址:北京市西城区金融大街 35 号国际企业大厦 A 座 8 楼 邮编:100033 深圳深圳 地址:深圳市福田区深南大道 6023 号创建大厦 4 楼 邮编:518040 重庆重庆 地址:重庆市江北区金沙门路 32 号西南证券总部大楼 邮编:400025 西南证券机构销售团队西南证券机构销售团队 区域区域 姓名姓名 职务职务 座机座机 手机手机 邮箱邮箱 上海上海 蒋诗烽 总经理助理 销售总监 021-6

162、8415309 崔露文 高级销售经理 王昕宇 高级销售经理 陈慧琳 销售经理 薛世宇 销售经理 北京北京 李杨 销售总监 张岚 销售副总监 杜小双 高级销售经理 王兴 销售经理 来趣儿 销售经理 王宇飞 销售经理 广深广深 郑龑 广州销售负责人 销售经理 陈慧玲 销售经理 杨新意 销售经理 张文锋 销售经理

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