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新材料碳碳复材行业:碳陶、碳碳刹车材料:多因共驱产业从0到1汽车吹响成长号角-220727(28页).pdf

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新材料碳碳复材行业:碳陶、碳碳刹车材料:多因共驱产业从0到1汽车吹响成长号角-220727(28页).pdf

1、 请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 、碳陶碳陶、碳碳、碳碳刹车材料:多因共驱产业从刹车材料:多因共驱产业从 0 0 到到 1 1,汽车吹响成长号角,汽车吹响成长号角 新材料/碳碳复材行业 证券研究报告证券研究报告/行业深度行业深度报告报告 2 2022022 年年 7 7 月月 2 27 7 日日 评级:评级:增持(维持)增持(维持)分析师:孙颖分析师:孙颖 执业证书编号:执业证书编号:S0740519070002 Email: 分析师:冯胜分析师:冯胜 执业证书编号:执业证书编号:S0740519050004 Email: 分析师:韩宇分析师:韩宇 执业证书编

2、号:执业证书编号:S0740522040003 Email: Table_Profit 基本状况基本状况 上市公司数 12 行业总市值(亿元)2408.4 行业流通市值(亿元)1684.5 Table_QuotePic 行业行业-市场走势对比市场走势对比 公司持有该股票比例 Table_Report 相关报告相关报告 1.吉林碳谷深度:崛起的原丝龙头,精准卡位进入成长快车道20220627 2.中复神鹰深度:高性能碳纤维龙头,“神鹰”开启“1N”发展新篇章20220405 3.碳纤维行业深度:龙头扩张提速,迎行业高增+国产替代历史机遇20211214 重点公司基本状况重点公司基本状况 简称 股

3、价(元)EPS PE PB 评级 2021A 2022E 2023E 2024E 2021A 2022E 2023E 2024E 金博股份*330.18 6.25 8.38 10.85 14.20 56.82 39.41 30.44 23.25 12.82-中复神鹰 42.86 0.31 0.70 1.11 1.49 146.32 64.80 40.86 30.44 9.34 买入 天宜上佳*24.31 0.39 0.78 1.15 1.43 84.76 31.11 21.11 17.05 4.16-光威复材 68.88 1.46 2.05 2.58 3.11 40.5 28.9 23.0 1

4、9.0 8.20 买入 北摩高科*59.78 1.65 1.84 2.48 3.22 72.81 32.51 24.10 18.58 6.99-楚江新材*9.82 0.42 0.54 0.70 0.84 31.20 18.05 14.11 11.62 2.15-中航高科*25.96 0.42 0.57 0.75 0.98 84.23 45.45 34.47 26.60 7.05-博云新材*8.55 0.03-307.13-2.37-中天火箭*46.86 0.79-78.45-5.25-备注:股价取自 2022 年 7 月 26 日收盘价,带*公司盈利预测为 wind 一致预期。中复神鹰、光威复

5、材为中泰建材&新材料组与化工或军工组联合覆盖,中航高科为中泰军工组覆盖。投资要点投资要点 碳碳复材基于其低密度、高强度、高导热性、摩擦性能好、热衰退程度轻等优异的综合优势性能,是高速制动场景中的理想刹车材料,碳陶复材解决了碳碳复材湿态摩擦因数衰减大的缺点,综合性能再进一步,是最新一代刹车材料。本篇我们聚焦于碳陶、碳碳复材在汽车、飞机和高铁领域的市场前景,判断在汽车应用市场快速增长之下,碳陶刹车行业有望迎来从 0 到 1 式的发展。碳碳刹车行业在国内企业的性价比优势之下,有望率先在民机更新替换市场上实现国产替代。军事强国建设及新型武器列装也将推动推动碳碳刹车在军机市场上渗透率稳步提升。汽车汽车碳

6、陶碳陶刹车:刹车:电动智能化、轻量化和高端化共驱百亿蓝海市场电动智能化、轻量化和高端化共驱百亿蓝海市场。相较于目前主流汽车刹车材料灰铸铁,碳陶刹车的核心优势在于:1)轻量化,同等工况下,碳陶刹车相比铸铁刹车可实现悬挂系统以上减重 100kg 的效果,事半功倍;2)热衰退现象更轻、制动距离更短、湿摩擦系数高,可确保更高的驾驶安全、更高的可靠性、更优的操控和刹车体验。政策与市场共驱新能源车销量和渗透率持续快速提升,汽车轻量化、电动智能化需求日益凸显,而碳陶刹车是理想的轻量化材料,也是自动驾驶线控制系统理想的刹车执行材料,渗透率提升是大势所趋。我们我们测算测算 2025 年碳陶刹车材料市场总年碳陶刹

7、车材料市场总规模可达百亿级:规模可达百亿级:测算 2025 年 C 级新车、新能源商用车以及汽车改装市场分别将为碳陶刹车材料市场贡献 37.04 亿、21.61 亿和 57.2 亿市场规模。目前碳陶刹车的生产厂商以海外企业为主,包括布雷博(Brembo)、英国 ALCON、英国 AP、美国fusionbrakes 等,其中布雷博是全球碳陶刹车制动系统的领军企业,海外企业进入行业较早但产品售价高昂,难以实现大规模商用,我们以国内企业的碳碳复材成本结构以及降本经验为参考,认为碳陶复材降本有空间,且目前已有优化陶瓷化制备工艺、开发近尺寸预制体成型工艺、智能化生产制造等明确降本路径,短纤和长纤盘也能分

8、别满足不同档次客户需求。国内企业如金博股份和天宜上佳已有低成本制备技术储备,相较海外企业可实现大幅成本下降,且已开始与下游车厂建立定点合作关系,具备碳陶刹车盘量产能力。我们认为,我国电动车市场以国内企业为主,国内碳陶刹车盘企业与主机厂在联合研发、主机厂认证、产品性价比等方面有全面的先发竞争优势。我我们看好们看好汽车碳陶刹车盘市场汽车碳陶刹车盘市场在在汽车汽车电动智能化、轻量化、高端化以及成本下降的共同电动智能化、轻量化、高端化以及成本下降的共同推动之下迎来产业从推动之下迎来产业从 0 到到 1 的拐点的拐点,看好国内企业在百亿蓝海市场上,看好国内企业在百亿蓝海市场上的的先发领先。先发领先。飞机

9、飞机碳碳碳碳刹车:刹车:国产替代机会在国产替代机会在民机民机维修更新市场,维修更新市场,军机渗透率稳步提升军机渗透率稳步提升。碳碳刹车材料是飞机主流刹车材料,相较于汽车,飞机刹车这一场景对湿摩擦系数衰减问题痛点不强,且碳陶刹车成本高于碳碳,目前没有明显向碳陶刹车升级的趋势。军机领域我国已有北摩高科、西安制动等企业具备大规模供应能力。随着军事强国建设继续推进,军费支出占 GDP 比例有望提升,航母舰载机等新型武器列装以及碳碳复材成本下降也将推动碳碳刹车材料渗透率提升。测算测算 2025 年军用飞机碳碳刹车盘市场规模达年军用飞机碳碳刹车盘市场规模达8.84 亿。亿。民航飞机方面,民航制动的原始设备

10、供应商市场(OEM)长期由海外巨头垄断,短期内国内企业难以突破,性价比优势之下,国产替代机会主要在更新替换市场,目前北摩高科、西安制动等国内企业已取得碳刹车 PMA 证书,获得进入维修更新市场的资质。测算测算维修更新市场的国产替代空间接近维修更新市场的国产替代空间接近 30 亿。亿。高铁刹车:高铁刹车:高铁提速倒逼高铁提速倒逼向碳陶刹车盘升级向碳陶刹车盘升级。目前高铁刹车盘以铸钢和金属基复合材料为主,随着我国高铁提速进程重启,将倒逼刹车盘材料向碳陶升级。风险提示:风险提示:新能源车销量和渗透率提升不及预期、数据测算偏差、参考信息滞后。请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明

11、部分 -2-行业深度报告行业深度报告 内容目录内容目录 一、高速制动场景催生碳碳一、高速制动场景催生碳碳/碳陶刹车材料需求碳陶刹车材料需求.-5-二、汽车碳陶刹车:电动智能化、轻量化和高端化共驱百亿蓝海市场二、汽车碳陶刹车:电动智能化、轻量化和高端化共驱百亿蓝海市场.-6-2.12.1 碳陶刹车为汽车刹车材料升级方向碳陶刹车为汽车刹车材料升级方向.-6-2.22.2 汽车电汽车电动化、智能化、高端化和成本下降共驱碳陶刹车渗透率提升动化、智能化、高端化和成本下降共驱碳陶刹车渗透率提升.-8-2.32.3 测算汽车碳陶刹车市场规模可达百亿级测算汽车碳陶刹车市场规模可达百亿级.-13-2.42.4

12、性价比和产业链优势下,内资企业大有可为性价比和产业链优势下,内资企业大有可为.-14-三、三、飞机和高铁:国产替代聚焦民机维修更新市场,高铁提速倒逼向碳陶升级飞机和高铁:国产替代聚焦民机维修更新市场,高铁提速倒逼向碳陶升级-19-3.13.1 飞机碳碳刹车:国产替代在民机维修更新市场,军机渗透率稳步提升飞机碳碳刹车:国产替代在民机维修更新市场,军机渗透率稳步提升-19-3.23.2 高铁刹车:高铁提速倒逼产品升级,碳陶刹车盘替代空间大高铁刹车:高铁提速倒逼产品升级,碳陶刹车盘替代空间大.-24-风险提示风险提示.-27-图表目录图表目录 图表图表1:制动刹车材料分类:制动刹车材料分类.-5-图

13、表图表2:不同刹车材料的性能比较:不同刹车材料的性能比较.-6-图表图表3:汽车制动系统组成部分:汽车制动系统组成部分.-6-图表图表4:汽车刹车盘构造:汽车刹车盘构造.-6-图表图表5:碳陶刹车盘与传统刹车盘性能比较:碳陶刹车盘与传统刹车盘性能比较.-7-图表图表6:特斯拉为:特斯拉为Model S Plaid 推出的碳陶刹车套件及所包含的内容推出的碳陶刹车套件及所包含的内容.-7-图表图表7:Brembo制造的碳陶刹车盘以及为法拉利提供的碳陶刹车套件制造的碳陶刹车盘以及为法拉利提供的碳陶刹车套件.-8-图表图表8:2021年我国新能源汽车销量达年我国新能源汽车销量达352.05万辆万辆.-

14、8-图表图表9:新能源汽车销量占比逐年上升:新能源汽车销量占比逐年上升.-8-图表图表10:电动车普遍较燃油车自重大:电动车普遍较燃油车自重大.-9-图表图表11:电动车自重和续航里程的关系:电动车自重和续航里程的关系.-9-图表图表12:不同自动驾驶级别的内容对比:不同自动驾驶级别的内容对比.-10-图表图表13:线控刹车系统示意图:线控刹车系统示意图.-10-图表图表14:2021年我国年我国C级车销量达级车销量达72.86万辆万辆.-11-图表图表15:C级车占基本型乘用车的比例逐年上升级车占基本型乘用车的比例逐年上升.-11-图表图表16:2021年我国民用汽车拥有量达年我国民用汽车拥

15、有量达2.94亿辆亿辆.-11-图表图表17:中国汽车改装行业市场规模:中国汽车改装行业市场规模.-11-图表图表18:金博热场材料直接材料成本占比逐渐升高:金博热场材料直接材料成本占比逐渐升高.-12-图表图表19:金博股份碳碳热场单位成本不断降低:金博股份碳碳热场单位成本不断降低.-12-图表图表20:短纤维模压:短纤维模压C/SiC刹车材料的工艺流程刹车材料的工艺流程.-12-图表图表21:长纤维针刺法刹车材料的工艺流程:长纤维针刺法刹车材料的工艺流程.-13-图表图表22:C级车新车装配碳陶刹车盘市场规模测算级车新车装配碳陶刹车盘市场规模测算.-14-图表图表23:新能源商用车新车装配

16、碳陶刹车盘市场规模测算:新能源商用车新车装配碳陶刹车盘市场规模测算.-14-zXnW9UmU6VqQnNrO6McM9PnPrRnPnPkPoOtMkPoMuMbRrRzRNZnQpPxNpPmO 请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -3-行业深度报告行业深度报告 图表图表24:布雷博各细分市场收入占比(:布雷博各细分市场收入占比(2021年报)年报).-15-图表图表25:布雷博分产品收入占比(布雷博分产品收入占比(2021年报)年报).-15-图表图表26:布雷博碳陶刹车业务发展历程:布雷博碳陶刹车业务发展历程.-15-图表图表27:BSCCB碳陶刹车产品应用

17、车型碳陶刹车产品应用车型.-16-图表图表28:BSCCB主营业务收入主营业务收入.-16-图表图表29:BSCCB归母净利润占集团净利润的比例逐渐上升归母净利润占集团净利润的比例逐渐上升.-16-图表图表30:国内企业碳陶刹车盘专利申请量:国内企业碳陶刹车盘专利申请量.-17-图表图表31:国内企业碳陶制动专利申请量国内企业碳陶制动专利申请量.-17-图表图表32:2021年年1-12月纯电动市场销量构成月纯电动市场销量构成.-17-图表图表33:2021年年1-12月插电混动市场销量构成月插电混动市场销量构成.-17-图表图表34:金博股份收入:金博股份收入/归母净利润快速增长归母净利润快

18、速增长.-18-图表图表35:2021年实现毛利率年实现毛利率/净利率净利率57%/37%.-18-图表图表36:金博股份依托自研制备技术开发新业务:金博股份依托自研制备技术开发新业务.-18-图表图表37:天宜上佳:天宜上佳2021年公司收入拆分年公司收入拆分.-19-图表图表38:2021年公司收入年公司收入/归母净利润快速增长归母净利润快速增长.-19-图表图表39:天宜上佳组织架构及业务布局:天宜上佳组织架构及业务布局.-19-图表图表40:民航飞机使用:民航飞机使用C/C刹车材料后的减重效果刹车材料后的减重效果.-20-图表图表41:LS114机轮钢机轮钢/碳刹车盘承载能力比较碳刹车

19、盘承载能力比较.-20-图表图表42:我国军用飞机使用:我国军用飞机使用C/C复合刹车材料后的减重效果复合刹车材料后的减重效果.-20-图表图表43:碳刹车盘与钢刹车盘使用寿命比较:碳刹车盘与钢刹车盘使用寿命比较.-20-图表图表44:我国国防支出及其占:我国国防支出及其占GDP的比例的比例.-21-图表图表45:2021年世界军费支出前五大国家军费支出占年世界军费支出前五大国家军费支出占GDP的比例的比例.-21-图表图表46:2019年以来民用运输飞机数量增速明显下降年以来民用运输飞机数量增速明显下降.-22-图表图表47:2020年中国民航运输总周转量明显下滑年中国民航运输总周转量明显下

20、滑.-22-图表图表48:中国民航飞机数量位列世界第二:中国民航飞机数量位列世界第二.-22-图表图表49:2013-2017年碳刹车在我国民航飞机中的渗透率维持在年碳刹车在我国民航飞机中的渗透率维持在54%左右左右.-22-图表图表50:中国民航飞机平均起飞架次:中国民航飞机平均起飞架次.-23-图表图表51:民:民航飞机碳碳刹车更新市场规模测算航飞机碳碳刹车更新市场规模测算.-23-图表图表52:国外主要飞机刹车厂商市占率:国外主要飞机刹车厂商市占率.-23-图表图表53:国内外飞机刹车市场主要参与者情况:国内外飞机刹车市场主要参与者情况.-24-图表图表54:闸片与制动盘组成一对摩擦副:

21、闸片与制动盘组成一对摩擦副.-25-图表图表55:天:天宜上佳生产的宜上佳生产的TS399粉末冶金闸片粉末冶金闸片.-25-图表图表56:不同速度条件下使用的制动盘材料:不同速度条件下使用的制动盘材料.-25-图表图表57:我国动车组拥有量逐年增加:我国动车组拥有量逐年增加.-25-请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -4-行业深度报告行业深度报告 请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -5-行业深度报告行业深度报告 一、一、高速制动场景高速制动场景催生催生碳碳碳碳/碳陶碳陶刹车材料需求刹车材料需求 制动器是使运动中的机构改变速度或迅速

22、减速进而停止并保持停止状态的机械装臵,其原理为通过摩擦将动能转换为热量吸收或者散发掉,制动器中所使用的摩擦材料被称为刹车材料,根据所使用的机构,刹车材料可以分为汽车刹车材料、火车刹车材料和航空刹车材料等,根据材料类型,则可以被分为树脂基刹车材料、粉末冶金刹车材料、碳/碳复合刹车材料以及陶瓷基刹车材料。图表图表1:制动刹车材料分类制动刹车材料分类 刹车材料刹车材料 细分细分 特点及应用领域特点及应用领域 树脂基刹车材料 石棉刹车材料 20 世纪 20-80 年代,石棉在刹车材料领域占据主导地位,目前已经被淘汰 无石棉刹车材料 20 世纪 70 年代研制发展,相比石棉更绿色环保且在制动耐温性,稳定

23、性方面有较大提高 纸基刹车材料 成本较低,基体柔软,不伤对偶,主要应用于重型机械的制动器中,在摩托车等运动机械中也逐步获得应用 粉末冶金刹车材料 铁基刹车材料 采用高温烧结,促进了刹车材料组元的冶金结合,使刹车材料的使用温度得到大大提高,解决了树脂基刹车材料的高温摩擦因数低和磨损不稳定的问题;己广泛应用在航空、船舶、高速列车、重载卡车、坦克以及其他高速高载荷运动部件制动器中,并获得了较大市场份额;但材料价格高,制造工艺复杂,制动噪声大和对对偶材料磨损大等缺点又制约了它不能在汽车尤其是轿车制动器上获得广泛应用 铜基刹车材料 C/C 复合刹车材料 短切纤维毡 纤维毡的短切纤维未能形成完整的纤维增强

24、,所具备的材料力学性能较低,仅用于早期飞机机型 最早是在 20 世纪 70年代研制的,主要用于飞机刹车片;高温条件下由于其质量轻,能载高,耐高温能力强,使用寿命长等特点,一经推出,便得到广泛应用 针刺连续毡 适合采用气相法增密,所制材料力学、热学摩擦磨损性能良好,目前成为 C/C 复合材料增强体最主要的选择 碳布层合板 层间剪切强度低,垂直导热率较低,仅用于早期飞机机型 陶瓷基刹车材料 C/C-SiC 复合刹车材料 密度低,摩擦系数高,抗氧化,耐磨损,寿命长,逐渐在高速列车,重载汽车,坦克等极端条件下得到应用 氧化铝基刹车材料 价格低廉,较好的耐磨性,化学稳定性,高温稳定,力学稳定,是目前应用

25、最广的结构陶瓷及功能陶瓷材料 资料来源:曲选辉等-现代轨道交通刹车材料的发展和应用,中泰证券研究所;高速制动场景催生高速制动场景催生碳基刹车材料需求,碳基刹车材料需求,碳陶为终极升级方向碳陶为终极升级方向。要满足制动需求,刹车材料需具备足够而稳定的摩擦系数、抗氧化磨损性能优异,环境适应性强等,除此之外,刹车材料还要兼顾舒适度和性价比,需要具备摩擦噪音小、工作中不粘结和咬合以及原料来源充裕,性价比高等特点。最开始的刹车材料为棉线增强的树脂基材料,后续发展了石棉材料、熔铸金属材料、粉末冶金材料、碳碳复合材料以及纤维增强陶瓷基复合材料,石棉材料因为致癌性,熔铸金属材料因为摩擦系数不稳定、磨损大和易粘

26、结等缺点不能满足飞机、高铁以及高性能汽车等高速制动场景的制动要求,粉末冶金材料、碳碳复合材料以及纤维增强陶瓷基复合材料目前已成为高速制动场景的主流刹车材料。其中碳陶复合材料基于其在干湿态摩擦因数、磨损损失、火花、质量等方面的全面领先,是未来刹车材料的终极升级方向。请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -6-行业深度报告行业深度报告 图表图表2:不同刹车材料的性能比较不同刹车材料的性能比较 材料种类材料种类 摩擦因数摩擦因数 湿态摩擦因数湿态摩擦因数 磨损损失磨损损失 对偶磨损对偶磨损 火花火花 质量质量 成本成本 一般铸铁 1 1 1.00 0 1 1 1.0 合成

27、材料 23 12 0.10 1.0 1 1/3 5.0 粉末冶金材料 23 12 0.10 0.5 0 1/2 6.0 C/C 复合材料 23 12 0.01 0 0 1/4 30.0 C/C-SiC 复合材料 34 34 0.01 0 0 1/4 8.0 资料来源:黄飞虎等-高性能刹车材料的研究现状与发展趋势,中泰证券研究所 二、二、汽车汽车碳陶碳陶刹车刹车:电动智能化电动智能化、轻量化轻量化和高端化和高端化共驱百亿蓝海共驱百亿蓝海市场市场 2 2.1.1 碳陶刹车为汽车刹车材料升级方向碳陶刹车为汽车刹车材料升级方向 刹车刹车材料材料是汽车制动是汽车制动执行执行系统的重要组成部分,对行车安全

28、和操控体系统的重要组成部分,对行车安全和操控体验至关重要验至关重要。传统汽车制动系统包含用来对汽车车轮施加外力以对其进行一定程度强制制动的操控系统、液压系统、助力系统、电子控制系统和执行系统。其中执行系统包含刹车钳、刹车片和刹车盘,刹车片与刹车盘组成一对摩擦副,在汽车制动时通过相互之间的摩擦来将汽车动能通过摩擦转化为热能,从而达到降低速度的效果。刹车材料作为汽车制定执行系统的重要组成,需要具备高强度和耐久性、制动能量吸热能力强、高减振,最小化 NVH(噪音、振动、刺耳)、耐腐蚀程度高等性能要求,刹车材料性能的优劣对驾驶员的安全系数以及操控体验有至关重要的影响。图表图表3:汽车制动系统组成部分汽

29、车制动系统组成部分 图表图表4:汽车刹车汽车刹车盘盘构造构造 来源:汽车维修技术网、中泰证券研究所 来源:车享公众号、中泰证券研究所 汽车主流刹车汽车主流刹车盘盘材料为灰铸铁,材料为灰铸铁,碳陶碳陶刹车刹车性能更优但成本更高性能更优但成本更高。灰铸铁是第一种用于制造汽车刹车盘的材料,能够实现摩擦稳定、噪音低、磨损率低等优秀性能和低制造成本的平衡,因此 19 世纪末以来一直是汽车刹车材料的主流,但灰铸铁材料热衰退较为严重,也就是当摩擦加剧导致更高温度时,制动距离缩短,性能下降。相较于灰铸铁,碳陶刹车热衰退现象更轻,且具备更轻的重量、更短的制动距离、更小的制动 请务必阅读正文之后的重要声明部分请务

30、必阅读正文之后的重要声明部分 -7-行业深度报告行业深度报告 噪音、更长的使用寿命以及更加耐腐蚀。可以说,碳陶刹车在性能方面完全碾压灰铸铁刹车,是汽车刹车材料的升级方向。碳陶刹车的缺点在于制造周期长,成本高,从而售价也远高于灰铸铁刹车。特斯拉 model s plaid 可以选配的官方碳陶刹车套件售价高达两万美元,但普通灰铸铁刹车售价一套不到 1000 元。图表图表5:碳陶刹车盘与传统刹车盘性能比较碳陶刹车盘与传统刹车盘性能比较 实验条件实验条件 传统刹车盘传统刹车盘 碳陶刹车盘碳陶刹车盘 重量 一对刹车盘重量 32kg 12kg 制动距离 由 100km/h 减速至0km/h 42m 30m

31、 热衰退 由 100km/h 减速至0km/h,连续刹车10 次,第 10 次制动距离 70m 30m 制动噪音 分别测量钢纤维和碳纤维对声波振动衰减的损耗因子 0.00270.0010 0.0240.008 耐高温性能 灰铸铁刹车盘在 900高温下,会发生熔融粘结、变形、龟裂等现象 碳陶材料耐高温稳定性好,2000以下不会产生任何热胀冷缩 使用寿命 正常使用条件下 10 万公里 30 万公里 耐环境能力 易腐蚀,在酸碱性或潮湿环境易生锈 在潮湿、有酸性气体的环境中不存在腐蚀生锈的问题,也不存在力学强度衰减 资料来源:勒迈公众号,李建利等碳纤维复合材料刹车片的发展及应用前景,中泰证券研究所;注

32、:汽车实验数据取自勒迈380mm 碳陶刹车盘与相同尺寸的传统刹车盘,在同车同条件下比较 图表图表6:特斯拉为特斯拉为Model S Plaid 推出的碳陶刹车套件及所包含的内容推出的碳陶刹车套件及所包含的内容 资料来源:和讯汽车,中泰证券研究所 请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -8-行业深度报告行业深度报告 图表图表7:Brembo制造的碳陶刹车盘以及为法拉利提供的碳陶刹车套件制造的碳陶刹车盘以及为法拉利提供的碳陶刹车套件 资料来源:和讯汽车,中泰证券研究所 2 2.2.2 汽车电动汽车电动化化、智能化智能化、高端化高端化和成本下降和成本下降共驱共驱碳陶刹车渗

33、透率提升碳陶刹车渗透率提升 政策与市场共驱政策与市场共驱新能源车新能源车销量和销量和渗透率持续快速提升渗透率持续快速提升。双碳背景下,政府持续加大对新能源汽车产业的支持力度,2011-2021 年新能源汽车销量 CAGR 达 83.44%,2021 年新能源车销量 352.05 万辆,占汽车销量的比例由 0.04%提高到 13.4%,新能源车渗透率在 2021 年首次超过10%,意味着市场需求的真正打开,叠加规模效应带来的成本下降以及燃油价格的大幅上涨,将进入政策与市场共驱销量快速增长的阶段,预计渗透率还将快速提升。图表图表8:2021年我国新能源汽车销量达年我国新能源汽车销量达352.05万

34、辆万辆 图表图表9:新能源汽车销量占比逐年上升新能源汽车销量占比逐年上升 来源:wind、中泰证券研究所 来源:wind、中泰证券研究所 汽车电动化带来轻量化需求提升,碳陶刹车汽车电动化带来轻量化需求提升,碳陶刹车减重事半功倍减重事半功倍。相较于燃油车,电动车没有了内燃机和变速箱等传统结构,但所携带的电池导致同级别的电动车普遍要比燃油车重。电动车较高的自重带来两方面问题,一是安全问题,自重越大的车行驶惯性会越大,也就意味着需要配备更强的刹车。二是续航里程问题,自重大会减少续航里程,对电动车而言会加重“里程焦虑”。结合以上两方面来看,不论是在行车安全方面还是减重以增加续航里程方面,碳陶刹车制动距

35、离短、使用寿命长以及重量轻的优势在汽车电动化趋势之下都将愈发凸显。-50%0%50%100%150%200%250%300%350%400%0500300350400新能源汽车销量(万辆)同比 0%2%4%6%8%10%12%14%16%20000202021 请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -9-行业深度报告行业深度报告 举例来讲,以勒迈 380mm 的碳陶刹车盘为例,一对碳陶刹车盘比同尺寸灰铸铁刹车盘可使汽车悬挂系统以下减重 20kg,等同于悬挂系统以上减少 100kg

36、 重量效果,在减重上起到事半功倍的效果;碳陶刹车盘良好的摩擦性能及无热衰退现象也带来更好的制动效果。提升续航里程方面,数据显示汽车的车身每减重 10%,燃油的消耗可降低 6%-8%,换言之,汽车减重 100kg,百公里油耗大约降低 0.3-0.6L,电动汽车重量每降低 10kg,续航里程可增加 2.5km,一辆汽车如果安装两对碳陶刹车盘,可减少百公里油耗 0.6-1.2L,对于电动汽车,可增加续航里程50km。图表图表10:电动车普遍较燃油车自重大电动车普遍较燃油车自重大 图表图表11:电动车自重和续航里程的关系电动车自重和续航里程的关系 来源:有驾网、中泰证券研究所 注:以 B 级车为例 来

37、源:董学锋等电动轿车续驶里程的影响因素及仿真研究、中泰证券研究所 汽车汽车电动化和电动化和智能化智能化趋势带动线控制系统趋势带动线控制系统装配率提升,装配率提升,碳陶刹车碳陶刹车是理是理想想的的线控刹车系统线控刹车系统刹车材料。刹车材料。电动车渗透率的不断提升将在两方面带来线控刹车系统需求量的提升:一方面,电动车本身对延长续航里程的诉求很强,由于线控刹车系统的各部件只是通过电信号来交流,这样就能通过刹车控制单元在动能回收与机械制动之间进行选择,将二者完美融合从而最大限度回收能量,增加电动车续航里程。另一方面,电驱动为实现自动驾驶打下基础,根据 Strategy Analytics 预测,202

38、0-2035 年全球 L2 及以上的智能车渗透率将由 7%大幅提升至 79%。根据华为发布的智能世界 2030,中国自动驾驶新车渗透率将超过 20%,自动驾驶渗透率和自动驾驶级别的不断提升意味着驾驶员会逐渐将更多的控制权限下放给车载计算系统,线控制系统的装配率随之将不断提升。相较传统的机械控制,线控系统的最大优势是响应精准迅速,可以为智能驾驶提供更高的制动响应速度。从以上两方面来看,线控刹车系统是未来刹车系统发展的大势所趋。而碳陶刹车系统基于自身制动距离短的优势,与线控制系统配合,不仅能为自动驾驶提供更高级别的刹车安全保护,也有助于更好回收能量、减轻车重,从而延长续航里程。0500100015

39、0020002500新能源电动车 燃油车 平均整备质量(kg)200250300350400450-120-80-4004080120续驶里程/km 整备质量变化/kg A级车 C级车 请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -10-行业深度报告行业深度报告 图表图表12:不同自动驾驶级别的内容对比不同自动驾驶级别的内容对比 美国国家公路交通安全管理局(美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)、美国汽车工程师学会()、美国汽车工程师学会(SAE)自动驾驶分级标准)自动驾驶分级标准 分级 NHTSA L0 L1 L2 L3 L4 SAE L0 L1 L2 L3 L4 L

40、5 称呼(SAE)无自动化 驾驶支持 部分自动化 有条件自动化 高度自动化 完全自动化 SAE 定义 由人类驾驶者全权驾驶汽车,在行驶过程中可以得到警告 通过驾驶环境对方向盘和加速减速中的一项操作提供支持,其余由人类操作 通过驾驶环境对方向盘和加速减速中的多项操作提供支持,其余由人类操作 由无人驾驶系统完成所有的驾驶操作,根据系统要求,人类提供适当的应答 由无人驾驶系统完成所有的驾驶操作,根据系统要求,人类不一定提供所有的应答。限定道路和环境条件 由无人驾驶系统完成所有的驾驶操作,可能的情况下,人类接管,不限定道路和环境条件 主体 驾驶操作 人类驾驶者 人类驾驶者/系统 系统 系统 系统 系统

41、 周边监控 人类驾驶者 人类驾驶者 人类驾驶者 系统 系统 系统 支援 人类驾驶者 人类驾驶者 人类驾驶者 人类驾驶者 系统 系统 系统作用域 无 限定域 全域 资料来源:车云,中泰证券研究所 图表图表13:线控刹车系统示意图线控刹车系统示意图 资料来源:萝卜报告公众号、中泰证券研究所 人均可支配收入增长人均可支配收入增长推动推动我国高端车我国高端车和汽车改装和汽车改装市场规模不断扩大市场规模不断扩大。2013-2021 年间我国人均居民可支配收入 CAGR 为 8.48%,居民收入水平提升促消费升级,2013-2021 我国 C 级车销量占比由 3%上升到7.29%,2021 年销量达 72

42、.86 万辆,我国人均 GDP 即将迈入高收入门槛,C 级车为中大型车,定价更高,更追求性能和驾驶体验,随着居民可支配收入不断提升带来消费水平提高,预计 C 级车销量仍将保持快速增长。C 级车之外,汽车改装既能彰显个性化需求,又可提升车辆性能,产业信息网数据显示,在欧美日等发达国家有着发达的汽车改装市场,汽车改装率高达 80%以上,相比之前我国汽车改装率只有 3%左右,我国汽车改装市场尚处于起步阶段,存在一些诸如改装配套政策法规和技术标准不完善、政府管理模式和机制不健全、改装专业化技术及人才 请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -11-行业深度报告行业深度报告 储

43、备不足等问题,但随着我国汽车市场由增量市场向存量市场过渡,以及更偏好个性化的 90 后、00 后年轻购车群体的增加,车主为追求个性化和提升性能而进行改装的意愿越来越强,许广健、王海洋在欧美日汽车改装制度研究及对我国的借鉴中提出,据不完全统计,65%的私家车消费者具有汽车改装的意愿。总之,我国 C 级车消费及汽车改装市场规模在人均可支配收入不断提升、相关改装政策法规不断明确和专业人员队伍不断扩大的大背景下持续增长的方向是明确的。碳陶刹车具备刹车距离短、轻量化、制动噪音小等优势,安装碳陶刹车相当于在悬挂系统以下减重,这样会使方向盘操控更为灵巧,车身振动减小,舒适度更高,碳陶刹车卓越的性能表现可匹配

44、 C 级车以及汽车改装市场对车辆性能的较高追求。图表图表14:2021年我国年我国C级车销量达级车销量达72.86万辆万辆 图表图表15:C级车占基本型乘用车的比例逐年上升级车占基本型乘用车的比例逐年上升 来源:wind、中泰证券研究所 来源:wind、中泰证券研究所 图表图表16:2021年我国民用汽车拥有量达年我国民用汽车拥有量达2.94亿辆亿辆 图表图表17:中国汽车改装行业市场规模中国汽车改装行业市场规模 来源:Wind,国家统计局,中泰证券研究所 来源:中商情报网,中泰证券研究所 直接材料成本占比低,降本直接材料成本占比低,降本有有空间空间。碳陶复合材料是在碳碳复材的基础上多了一道硅

45、化处理的工序,我们可以用碳碳复材的成本构成来表征碳陶复材,以金博股份热场材料为例,公司优化工艺步骤,用快速化学气相沉积大幅缩短沉积时间以降低制造费用,并自制预制体向产业链上游延伸,2019 年直接材料在碳碳热场生产成本中的占比为 31.18%,2021 年上升到 51.95%,背后主要来自于制备技术的进步和生产效率的提升所带来的制造费用下降。虽然目前由于生产工艺不成熟和生产周0%10%20%30%40%50%60%70%2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021A00级占比 A0级占比 A级占比 B级占比 C级占比 0%5%10%15%20%25%

46、050000000250003000035000民用汽车拥有量(万辆)同比 0.0%2.0%4.0%6.0%8.0%10.0%12.0%14.0%005006007008002001920202021市场规模(亿元)同比 请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -12-行业深度报告行业深度报告 期长等方面的问题而生产成本较高,但从碳碳复材的成本结构和降本经验来看,碳陶复材有着不小的降本空间。图表图表18:金博热场材料直接材料成本占比逐渐升高金博热场材料直接材料成本占比逐渐升高 图表图表19:金博股份碳碳

47、热场单位成本不断降低金博股份碳碳热场单位成本不断降低 来源:Wind,中泰证券研究所 来源:wind,中泰证券研究所 碳陶刹车盘分为长纤盘和短纤盘,碳陶刹车盘分为长纤盘和短纤盘,可匹配不同档次的客户需求。可匹配不同档次的客户需求。碳陶刹车盘根据纤维状态可以分为短纤盘和长纤盘,短纤盘的制备工艺主要是分为混料、模压成型、碳化、陶瓷化、去重装配,优点在于仅需要一个月制备周期,且模压成型下原材料利用率很高,因此制造综合成本低。短纤盘的缺点是强度较低、韧性较差,使用过程中容易出现掉块、断裂等风险。长纤盘的制备首先将连续碳纤维用针刺法做成预制件,然后通过化学气相渗透增碳形成碳碳多孔体,再通过硅化做成碳陶复

48、合材料,最后经机加工成碳陶制动盘。与短纤盘相比,长纤盘具有更高的强度、更好的导热性、耐磨性和抗疲劳性,但是由于制备周期长且对原料利用不充分,所以成本较高。短纤盘性能一般但成本低,长纤盘性能出众成本高昂,对碳陶刹车盘市场开发来讲,可分别匹配不同客户档次的客户需求进而推动渗透率提升,短纤盘针对性价比客户,长纤盘针对追求性能的客户。图表图表20:短纤维模压短纤维模压C/SiC刹车材料的工艺流程刹车材料的工艺流程 资料来源:徐兴亚、张立同等碳陶刹车材料的研究进展,中泰证券研究所;22.56%28.50%32.32%44.98%51.99%0%20%40%60%80%100%120%2017201820

49、1920202021直接材料 直接人工 制造费用 请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -13-行业深度报告行业深度报告 图表图表21:长纤维针刺法长纤维针刺法刹车材料的工艺流程刹车材料的工艺流程 资料来源:徐兴亚、张立同等碳陶刹车材料的研究进展,中泰证券研究所;产业链探索产业链探索降本路径,五维降本路径清晰降本路径,五维降本路径清晰。根据世鑫新材在“2021 中国汽车供应链大会”上的发言,碳陶复材刹车盘的降本路径有 5 个方面:1)降低原材料价格:)降低原材料价格:通过优化碳纤维的牌号和含量来实现原材料成本的降低;2)优化制备工艺:)优化制备工艺:长纤盘制备周期长

50、主要受限于热工艺,热工艺包含 CVI 增碳工艺和反应熔渗陶瓷化工艺,可以通过开发多料柱限域 CVI 工艺和快速熔融工艺来实现生产周期的大幅度降低,预计可降低至一个月以内;3)生产智能化:生产智能化:碳陶刹车盘的加工不同于传统金属盘,陶瓷组分的存在使其加工难度大和加工效率低。目前国内碳陶盘的机械加工多为非智能化生产,通过智能化在线检测和生产可以大幅度提高生产效率,进一步降低成本;4)开发近尺寸预制体成型工艺:)开发近尺寸预制体成型工艺:目前长纤盘预制体是从方板上面切割而来,这样会形成中间和四个角五块余料,导致原材料的利用率非常低。如果能开发出近尺寸预制体成型工艺,可以直接制备出环形坯体和通风散热

51、结构,从而大大提高原材料的利用率,同时还可以减少制动盘的机械加工量,大幅度降低制备成本;5)能源价格:)能源价格:制备碳陶刹车盘热工艺所需的温度高且时间长,用电量非常大,所以如果能够争取到优惠的能源专项价格,可有效降低碳陶刹车盘制备成本。2 2.3 3 测算汽车碳陶刹车市场规模可达百亿级测算汽车碳陶刹车市场规模可达百亿级 2025 年,新车市场中碳陶刹车的市场规模预计达到年,新车市场中碳陶刹车的市场规模预计达到 58.65 亿元。亿元。1)乘用车:乘用车:由于碳陶刹车盘短期内尚难以平价,因此只考虑在售价较高的C 级车中应用。目前碳陶刹车仅在法拉利、兰博基尼等少数跑车中应用,C 级车中基本没有新

52、装,因此我们假设 2021 年碳陶刹车在 C 级车中的渗透率设为 0%,金博股份等国内企业已与广汽等下游客户开展试点合作,碳陶刹车盘商业化应用加速可期,我们认为 2022 年或是碳陶刹车放量元年,渗透率达到 0.5%,后续在新能源汽车占比逐渐提升之下,汽车轻量化和智能化需求叠加成本下降将推动碳陶刹车在 C 级车中的渗透率加速提升,预计 2023-2025 年间分别提升 2 个、4 个和 6 个百分点。2013-2021 年间,我国 C 级车销量 CAGR 为 9.24%,我们假设2025 年保持这一增速。碳陶刹车盘目前以国外品牌为主,价格在 10-13 万元/套左右,我们假设目前主流市场价格为

53、 12 万元/套,随着国产产品市场份额逐渐提高和碳陶制造工艺优化,假设之后碳陶刹车盘均价 请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -14-行业深度报告行业深度报告 每年下降 30%。我们预测,我们预测,2025 年年 C 级车新车装配碳陶刹车盘的市场级车新车装配碳陶刹车盘的市场规模为规模为 37.04 亿元。亿元。2)商用车:)商用车:新能源商用车的减重需求更为突出,预测碳陶刹车可能首先在新能源商用车中推广应用。据中国商用汽车产业发展报告(2021)预测,新能源商用车销量达 30 万辆,倒算2021-2025 年新能源商用车销量年均复合增速为 13.11%。2021

54、年,碳陶刹车在新能源商用车中的渗透率设为 0%,假设之后每年加速提升。我们预测,我们预测,2025 年新能源商用车新车装配碳陶刹车盘的市场规模为年新能源商用车新车装配碳陶刹车盘的市场规模为21.61 亿元。亿元。图表图表22:C级车新车装配碳陶刹车盘市场规模测算级车新车装配碳陶刹车盘市场规模测算 2021 2022E 2023E 2024E 2025E C 级车新增量 728573 794145 865618 943523 1028440 C 级车新增量同比 9%9%9%9%碳陶刹车盘在 C 级车市场的渗透率 0.0%0.5%2.5%6.5%12.5%碳陶刹车盘平均价格(万元/套)12 8 6

55、 4 3 碳陶刹车盘平均价格同比 -30%-30%-30%-30%单车需要碳陶刹车盘数量(套)1 1 1 1 1 C 级车新车碳陶刹车盘市场规模(亿元)0.00 3.34 12.72 25.24 37.04 资料来源:中泰证券研究所 图表图表23:新能源商用车新车装配碳陶刹车盘市场规模测算新能源商用车新车装配碳陶刹车盘市场规模测算 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 新能源商用车产量(辆)183253 207285 234469 265218 300000 同比 13.11%13.11%13.11%13.11%碳陶刹车盘在新能商用车中的渗透率 0%0.5%2.5%6.5%

56、12.5%碳陶刹车盘平均价格(万元/套)12 8 6 4 3 碳陶刹车盘平均价格同比 -30%-30%-30%-30%单车需要碳陶刹车盘数量(套)2 2 2 2 2 新能源商用车新车碳陶刹车盘市场规模(亿元)0.00 1.74 6.89 14.19 21.61 资料来源:中泰证券研究所 汽车改装市场中,汽车产业中长期发展规划预计 2025 年我国汽车销量为 3500 万辆,由此计算 2021-2025 年汽车销量 CAGR 为 7.43%,则 2022-2024 年汽车销量为 2822.76/3032.53/3257.89 万辆。中国汽车流通协会数据显示,我国汽车报废率约 3%,则 2025

57、年汽车拥有量为 38133.79 万辆。我国目前汽车改装率仅有 3%左右,对比海外 80%左右的改装率有较大提升空间,随着人均可支配收入提升带来消费者个性化需求提升和追求更为极致的驾驶体验,以及汽车改装相关法规和专业服务团队的不断完善,我们假设未来我国汽车改装率将稳步提升,2025 年达到 5%。碳陶刹车能带来更好的操控和刹车体验,以及降低油耗和增加续航里程,是汽车改装的首选改装部件之一,我们假设2025 年改装车辆中更换碳陶刹车的比例为 1%。与 C 级和新能源商用车测算相同,我们假设成本下降下 2025 年碳陶刹车单车价值量为 3 万元,综上,我们测算综上,我们测算 2025 年汽车改装市

58、场中碳陶刹车盘需求达年汽车改装市场中碳陶刹车盘需求达 57.2亿元。亿元。2 2.4 4 性价比性价比和产业链和产业链优势下,内资企业大有可为优势下,内资企业大有可为 请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -15-行业深度报告行业深度报告 布雷博(布雷博(Brembo)是)是全球全球碳陶刹车盘的领军企业。碳陶刹车盘的领军企业。目前碳陶刹车的生产厂商以海外企业为主,包括布雷博(Brembo)、英国 ALCON、英国AP、美国 fusionbrakes 等,其中布雷博是全球碳陶刹车制动系统的领军企业,公司成立于 1961 年,为世界知名的汽车、商用车和摩托车生产商提供高

59、性能制动系统、离合器以及赛车零部件。1997 年,布雷博开始研发碳陶制动盘。2009 年,布雷博与 SGL Carbon 成立合资公司Brembo SGL Carbon Ceramic Brakes(以下简称“BSCCB”),专门负责碳陶制动系统的开发、生产以及销售,供轿车和商用车 OEM 市场使用。BSCCB 旗下有 CCB 和 CCM 两个系列的碳陶制动产品,主要应用于保时捷、法拉利等高端车型及赛车中。2020 年受新冠疫情影响,BSCCB 业绩下滑,2021 年快速回升,收入为 1.96 亿欧元,同比+22.56%;BSCCB 归母净利润占布雷博集团净利润的比例大体上保持上升态势,202

60、1 年归母净利润为 0.15 亿欧元,占布雷博集团净利润的7.11%。图表图表24:布雷博布雷博各细分市场收入占比(各细分市场收入占比(2021年报)年报)图表图表25:布雷博布雷博分产品收入占比(分产品收入占比(2021年报)年报)资料来源:布雷博年报,中泰证券研究所 资料来源:布雷博年报,中泰证券研究所 图表图表26:布雷博碳陶刹车业务发展历程布雷博碳陶刹车业务发展历程 时间时间 事件事件 1997.01 布雷博开始开发碳陶制动盘-CCM 1997.02 SGL 开始开发碳陶制动盘-CCB 1999.03 SGL 和保时捷推出了碳陶刹车盘 2001.01 保时捷 GT2 成为第一款配备 C

61、CB 碳陶刹车碟的汽车 2002.01 SGL Brakes 成立 2002.03 法拉利 Enzo 成为第一款配备 CCM 碳陶刹车盘的汽车 2004.06 布雷博和戴姆勒成立 Brembo Carbon Ceramic Brake System(BSCB),旨在开发和制造碳陶瓷材料制动盘 2008.02 布雷博收购合资企业 BCBS 100%的股份 2009 布雷博与 SGL 成立合资公司 Brembo SGL Carbon Ceramic Brakes(BSCCB),旨在开发碳陶瓷制动系统以及生产和销售碳陶瓷制动盘,专供轿车和商用车 OEM 市场使用 资料来源:BSCCB 官网,中泰证券

62、研究所 72.81%11.90%10.58%4.71%汽车 摩托车 商用车 赛车 98.16%1.08%0.73%0.03%制动器系统 设备 研究设计 版税 请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -16-行业深度报告行业深度报告 图表图表27:BSCCB碳陶刹车产品应用车型碳陶刹车产品应用车型 应用的碳应用的碳陶制动盘陶制动盘 品牌品牌 型号型号 应用的碳陶制动盘应用的碳陶制动盘 品牌品牌 型号型号 CCB 保时捷 Carrera 4S CCB 布加迪威龙 Carrera GT 宾利 部分欧陆车型 996 阿斯顿 马丁 DBS Boxster CCM 法拉利 Enz

63、o Cayman 987 挑战者 Stradale GT3 Supercup 612 Scaglietti 997 C2 F430 997 GT3 599 GTB Fiorano 卡宴 599 GTO 918 Spyder FF 911 turbo LaFerrari GT3 帕加尼 Zonda F 兰博基尼 Murcielago Zonda R Gallardo 阿尔法 罗密欧 8c Aventador 雷克萨斯 LFA 奥迪 S8 玛莎拉蒂 M145-GT A8 W12 迈凯伦 MP4-V12 RS4 阿斯顿 马丁 DB9 R8coup 捷豹 XKR-S GT RS6 未知 阿斯顿 马丁

64、Vanquish RS5 法拉利 F12 Berlinetta AMG SLS 奥迪 Rse E63 AMG SL63/65 A8 AMG CLS63 BMW M5 M6 资料来源:BSCCB 官网,中泰证券研究所 图表图表28:BSCCB主营业务收入主营业务收入 图表图表29:BSCCB归母净利润占集团净利润的比例逐归母净利润占集团净利润的比例逐渐上升渐上升 资料来源:布雷博年报,中泰证券研究所 资料来源:布雷博年报,中泰证券研究所 国内企业布局碳陶刹车市场,渗透率提升下,价格国内企业布局碳陶刹车市场,渗透率提升下,价格产业链产业链优势带来巨优势带来巨-15%-10%-5%0%5%10%15

65、%20%25%00.511.522.52001920202021主营业务收入(亿欧元)同比 0.00%1.00%2.00%3.00%4.00%5.00%6.00%7.00%8.00%2001920202021 请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -17-行业深度报告行业深度报告 大的国产替代空间。大的国产替代空间。生产工艺复杂、成本高是制约碳陶刹车放量的重要原因。未来随着生产技术不断突破和渗透率提升带来规模效益显现,碳陶刹车的生产成本有望下降。若碳陶刹车造价出现明显下降,则其应用可由高端车向中端进一步渗透,需求量得到巨大

66、增长。近年,国内企业积极布局该领域。国产碳陶刹车盘与进口产品相比有明显的价格优势,Brembo 碳陶刹车盘方案 8-12 万元/套,如果国内公司在技术上实现突破,达到批量生产,将具有巨大的国产替代潜力。成本之外,我们在上述分析中提到电动化是驱动碳陶刹车渗透率快速提升的重要推动力,目前我国电动汽车产业正处于渗透率快速提升时期,且供给端经济以内资车厂为主,国内碳陶企业在联合研发、性价比以及主机厂认证方面有先发优势,或将跟随国内电动汽车产业快速发展。目前国内汽车碳陶刹车正处于起步阶段,已有金博股份、天宜上佳、勒迈科技等企业在专利、车企合作以及产能方面前瞻布局。图表图表30:国内企业碳陶刹车盘专利申请

67、量国内企业碳陶刹车盘专利申请量 图表图表31:国内企业国内企业碳陶制动专利申请量碳陶制动专利申请量 资料来源:国家知识产权局,中泰证券研究所 资料来源:国家知识产权局,中泰证券研究所 图表图表32:2021年年1-12月纯电动市场销量构成月纯电动市场销量构成 图表图表33:2021年年1-12月插电混动市场销量构成月插电混动市场销量构成 资料来源:乘联会,中泰证券研究所 资料来源:乘联会,中泰证券研究所 05101520SHENZHEN LEMYTH BRAKE TECH山东国晶新材料有限公司 湖南博望碳陶有限公司 西安鑫垚陶瓷复合材料有限公司 贵阳天龙摩擦材料有限公司 西北工业大学 西安航空

68、制动科技有限公司 烟台奥森制动材料有限公司 贵州省紫安新材料科技有限公司 山东道普安制动材料有限公司 碳陶刹车盘专利申请量 024681012北京天力九陶新材料有限公司 北京天宜上佳高新材料股份有限公司 上海威曼汽车零部件有限公司 中南大学 北京天宜上佳新材料股份有限公司 浙江亚太机电股份有限公司 贵州省紫安新材料科技有限公司 西安航空制动科技有限公司 宁波天伟汽车部件有限公司 湖南世鑫新材料有限公司 碳陶制动专利申请量 17.80%13.50%12.50%5.60%5.20%4.20%4.10%3.80%3.60%3.60%26.10%上汽通用五菱 特斯拉(中国)比亚迪 长城汽车 广汽埃安

69、长安汽车 小鹏汽车 蔚来汽车 奇瑞新能源 上汽乘用车 其他 41.80%16.60%5.40%4.50%4.50%4.40%3.30%2.40%2.00%1.70%13.40%比亚迪 理想 上汽乘用车 华晨宝马 一汽-大众 上汽大众 吉利汽车 上汽通用 东风本田 保时捷(进口)其他 请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -18-行业深度报告行业深度报告 金博股份金博股份:公司是国内碳碳复材的龙头企业,产品主要应用于光伏行业的晶硅制造热场系统,依靠其在碳基复合材料方面的技术储备和优势地位,于 2021 年 10 月设立全资子公司湖南金博碳陶科技有限公司,从事碳/陶复合

70、材料的技术研发、产品制备和市场应用。公司自主开发了碳/陶复合材料制备技术,通过针刺过程将陶瓷浆料注入碳/碳预制体的碳/陶复合材料,实现在室温下通过物理方式将陶瓷粉体引入到碳纤维预制体中,经气相沉积后制备得碳/陶复合材料,实现了低成本的碳/陶复合材料的制备。2022 年 3 月 23 日,金博股份取得 IATF16949:2016 质量管理体系认证证书,标志着碳陶刹车盘产品取得进入汽车供应链的通行证;今年 6 月以来,公司公告相继成为广汽埃安、比亚迪碳陶制动盘的定点供应商。公司目前已具备年产 10 万套碳陶刹车盘的产能,且可根据市场需求快速扩大生产能力。图表图表34:金博股份金博股份收入收入/归

71、母净利润快速增长归母净利润快速增长 图表图表35:2021年实现毛利率年实现毛利率/净利率净利率57%/37%资料来源:wind,中泰证券研究所 资料来源:wind,中泰证券研究所 图表图表36:金博股份金博股份依托自研制备技术开发新业务依托自研制备技术开发新业务 资料来源:公开资料,中泰证券研究所 0.841.421.82.44.2613.384.50.210.290.540.781.695.012.0302468620020202122Q1营业收入(亿元)归母净利(亿元)56%63%68%62%63%57%53%24%20%30%32%40%37

72、%45%0%10%20%30%40%50%60%70%80%2002Q1销售毛利率销售净利率 请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -19-行业深度报告行业深度报告 天宜上佳天宜上佳:公司为国内动车组用粉末冶金闸片龙头,目前碳基复合材料业务已成为公司第二成长曲线,碳碳热场业务占 2021 年营收比例已达到 21.18%。碳陶复材方面,公司已具备新能源车、商用车及特种车辆碳陶制动盘预制体编织、气相沉积、陶瓷溶渗等制备技术能力。在碳陶制动盘加工技术上有效缩短了加工周期,降低了生产成本;公司已完成与国外顶尖竞品 1:1 台架对比

73、测试,产品性能与竞品相当。2022 年 3月,公司与北汽福田汽车签订战略合作协议,双方将共同设计开发商用车及特种车辆核心零部件,就制动材料轻量化、高性能、低成本作为重要发展方向。公司正定增募投 15 亿在江油建设年产 15 万台套高性能碳陶制动盘产业化项目,目前建设工作已启动。图表图表37:天宜上佳天宜上佳2021年公司收入拆分年公司收入拆分 图表图表38:2021年公司收入年公司收入/归母净利润快速增长归母净利润快速增长 资料来源:wind,中泰证券研究所 资料来源:公司官网,中泰证券研究所 图表图表39:天宜上佳组织架构及业务布局天宜上佳组织架构及业务布局 资料来源:公司官网,中泰证券研究

74、所 三、三、飞机飞机和高铁和高铁:国产:国产替代替代聚焦聚焦民机民机维修更新市场,维修更新市场,高铁提速高铁提速倒倒逼向碳陶升级逼向碳陶升级 3 3.1.1 飞机飞机碳碳碳碳刹车刹车:国产国产替代替代在在民机民机维修更新市场,维修更新市场,军机渗透率稳步提升军机渗透率稳步提升 C/C 复材作为新型刹车材料,与传统的钢刹车材料相比,能带来复材作为新型刹车材料,与传统的钢刹车材料相比,能带来66%22%12%粉末冶金闸片/有机合成闸片、闸瓦 碳基复合材料制品 航空大型结构件精密制造 请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -20-行业深度报告行业深度报告 更高的制动保障和

75、经济效益。更高的制动保障和经济效益。与钢刹车部件相比,碳刹车具有许多优良性能:1)重量轻:)重量轻:飞机用碳刹车装臵与钢刹车装臵相比,重量可减轻 40左右。以 A 型军机为例,减重 32kg,则平均每个起落可少耗航空煤油 14kg,约合 17 美元;2)使用寿命长:)使用寿命长:在同等使用条件下,C/C 复合刹车材料的磨损量约为钢刹车材料的 1/31/7,这大幅度延长了碳刹车的使用寿命;3)承载和过载能力强:)承载和过载能力强:碳/碳复合刹车材料在2000的高温下也不会熔化,不会发生粘结现象,而钢刹车盘的最高使用温度不超过 900,在飞机中断起飞的极其恶劣的使用条件下,由于碳刹车盘的过载能力大

76、,可以保证刹车装臵不损坏,而且能保持刹车过程平稳,刹车响应灵敏,因其可靠性更高;4)比强度高、维修方便、)比强度高、维修方便、摩擦系数稳定、随着温度升高机械性能稳定、耐腐蚀等摩擦系数稳定、随着温度升高机械性能稳定、耐腐蚀等。因此,从上世纪六七十年代开始,全球主要的刹车机轮公司开始使用碳碳复材作为新型刹车材料,80 年代初,碳刹车技术趋于成熟,近十余年,美、英、法、俄等国应用碳刹车的机种己超过 100 个,其中美国应用的机种最多。图表图表40:民航飞机使用民航飞机使用C/C刹车材料后的减重效果刹车材料后的减重效果 图表图表41:LS114机轮钢机轮钢/碳刹车盘承载能力比较碳刹车盘承载能力比较 机

77、型机型 每架飞机刹车机轮数每架飞机刹车机轮数 减轻重量(减轻重量(kg)A300-600 8 590 A-310 8 499 A-330 8 998 A-340 8 998 B-747 16 635 B-757 8 270 B-767 8 408 刹车盘材料刹车盘材料 正常刹车能载正常刹车能载 过载能力过载能力 钢刹车盘 0.26MJ/kg 0.44MJ/kg 碳刹车盘 0.7-1.0MJ/kg 2.0-2.5MJ/kg 资料来源:姬永兴、田泽祥-碳刹车盘在我国军用飞机上的应用前景,中泰证券研究所 资料来源:姬永兴、田泽祥-碳刹车盘在我国军用飞机上的应用前景,中泰证券研究所 图表图表42:我国

78、军用飞机使用我国军用飞机使用C/C复合刹车材料后的减重效果复合刹车材料后的减重效果 机型机型 刹车机轮数刹车机轮数 节省重量(节省重量(kg)减重百分比减重百分比 A 型 2 32 B 型 4 140 37%资料来源:姬永兴、田泽祥-碳刹车盘在我国军用飞机上的应用前景,中泰证券研究所 图表图表43:碳刹车盘与钢刹车盘使用寿命比较碳刹车盘与钢刹车盘使用寿命比较 机型机型 钢刹车盘寿命钢刹车盘寿命 (起落次数)(起落次数)碳刹车盘寿命碳刹车盘寿命 (起落次数)(起落次数)A 型 250 1000 B 型 300 1000 资料来源:姬永兴、田泽祥-碳刹车盘在我国军用飞机上的应用前景,中泰证券研究所

79、 军费支出增长空间大,带动军用飞机碳碳刹车盘需求不断增长。军费支出增长空间大,带动军用飞机碳碳刹车盘需求不断增长。近十年来,我国军费支出占 GDP 的比重在 1.20%-1.35%之间,显著低于2.2%的全球平均水平。根据瑞典斯德哥尔摩国际和平研究所(SIPRI)公布的2021 年世界军费开支报告,中国军费支出虽然位列世界第二位,但在军费支出前五名的国家里,中国军费占 GDP 的比例最低。按 请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -21-行业深度报告行业深度报告 照国防经济学术界观点,军费在 GDP 中占比 2%-4%,是国家军事安全区间,因此我国军费支出还有很大的

80、增长空间。并且,我国将“适当增加高新武器装备及其配套设施的建设投入”排在新增国防费主要用途的第一位,随着我国由军事大国向军事强国转变,武器装备采购经费投入在较长时期内将维持较高水平,从而将带动军用航空产业的发展,飞机碳碳刹车盘的需求也将随之增长。近年来,我国军费预算持续稳定增长,为军工产业的发展提供了稳定的动力。2022 年 3 月 5 日,十三届全国人大五次会议提出,2022 年我国国防支出预算为 14504.5 亿元人民币,同比增长 7.1%。图表图表44:我国国防支出及其占我国国防支出及其占GDP的比例的比例 图表图表45:2021年世界军费支出前五大国家军费支出年世界军费支出前五大国家

81、军费支出占占GDP的比例的比例 资料来源:国家统计局,中泰证券研究所 来源:瑞典斯德哥尔摩国际和平研究所2021 年世界军费开支报告,IMF,中泰证券研究所 军机总量增加军机总量增加+渗透率提升渗透率提升+更换频率增加多因素发力,共助形成军机更换频率增加多因素发力,共助形成军机碳碳刹车亿级市场。碳碳刹车亿级市场。随着军事强国建设的不断推进,以及全球地缘局势紧张程度加剧,我们认为我国军机数量将维持稳步增长态势。据智研咨询统计,2015 年我国使用碳碳刹车盘的军用飞机的数量为 660 架,碳碳刹车的渗透率为 22.45%。碳碳刹车与传统的钢刹车相比,具有明显的性能优势,再加上我国航母列装增多,对飞

82、机刹车装备的性能要求更高,军机装备碳碳刹车的比例有望进一步上升。刹车盘属于耗材类产品,随着军队实战化训练强度加大,刹车盘的更换频率将会提高,这将进一步增加碳碳刹车盘的需求。我们我们预计预计,2025 年年军机军机碳碳刹车盘市场规碳碳刹车盘市场规模达模达 8.84 亿元。亿元。2021 年,我国民用运输飞机达年,我国民用运输飞机达 4054 架,未来有望进一步增加。架,未来有望进一步增加。我国民航飞机经历了两个发展阶段:2018 年及以前,民航飞机数量以每年10%以上的速度高速增长。2019 年以后,增速明显放缓,尤其 2020年,受新冠疫情影响,民航运输总周转量同比下降 38.3%,民用运输飞

83、机数量增速也明显下降。截止 2019 年 9 月 29 日,中国民航飞机数量位列世界第二,但与排名第一的美国相比,数量不到美国的 1/2。尽管由于日常出行方式的差异,中国民航飞机数量预计在短期内可能无法达到美国的水平,但仍有较大的增长空间。未来随着疫情的缓解,民航业有望迎来一个快速回升的时期,相应地,民航飞机数量也将大幅增长。0.00%0.20%0.40%0.60%0.80%1.00%1.20%1.40%02000400060008000400016000国家财政国防支出(亿元)国防支出占GDP的比例 0.00%0.50%1.00%1.50%2.00%2.50%3.00%

84、3.50%4.00%美国 中国 印度 英国 俄罗斯 请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -22-行业深度报告行业深度报告 图表图表46:2019年以来民用运输飞机数量增速明显下年以来民用运输飞机数量增速明显下降降 图表图表47:2020年中国民航运输总周转量明显下滑年中国民航运输总周转量明显下滑 资料来源:国家统计局,中泰证券研究所 资料来源:民航总局,中泰证券研究所 民用飞机碳碳刹车聚焦维修更新市场,国产替代空间接近民用飞机碳碳刹车聚焦维修更新市场,国产替代空间接近 30 亿。亿。民航制动市场长期由海外巨头垄断,由于整机制造由国外企业垄断且进入门槛很高,短期内国

85、内企业很难进入 OEM(原始设备制造商)供应链,所以一般先取得零部件制造人批准书(PMA 证书)进入维修更新市场。根据民航总局适航审定司统计,2013-2017 年我国民航飞机中碳刹车渗透率维持在 54%左右,假设 2021 年渗透率提高至 55%,且由于国产普及,之后渗透率每年提高 1pct。民航飞机主机轮数量因型号而异,在我国民航运输飞机中占比较大的 A320 及 B737-300/300F/400/400F/700/800/900/MAX 主机轮数量均为 4 个/架,另单架 A330-200/300、B787-8/9 有 8 个主机轮,单架 B777-300ER/F 有 12 个主机轮,

86、保守估算平均每架飞机 4 个主机轮,则每架飞机需要 4 套碳碳刹车。根据民航总局发布的民航行业发展统计公报计算,2018-2021 年民航飞机平均起飞架次在 1000 架次上下,2020-2021 年受新冠疫情影响有所下降,预计未来民航飞机每年平均起落架次为 1000 次,按照前文提到的一套碳碳刹车的使用寿命为 1000 架次左右计算,则其使用时间大约为 1 年,年更换频率为 1。由此由此我们测算我们测算 2025 年民航飞机碳碳刹车年民航飞机碳碳刹车更新市场规模达更新市场规模达 29.07 亿元。亿元。图表图表48:中国民航飞机数量位列世界第二中国民航飞机数量位列世界第二 图表图表49:20

87、13-2017年碳刹车在我国民航飞机中的渗年碳刹车在我国民航飞机中的渗透率维持在透率维持在54%左右左右 资料来源:航空知识公众号,中泰证券研究所;注:数据截止到 2019 年 9月 29 日 资料来源:民航总局适航审定司,中泰证券研究所 0.00%2.00%4.00%6.00%8.00%10.00%12.00%14.00%0500025003000350040004500民用运输飞机数量(架)同比-50.0%-40.0%-30.0%-20.0%-10.0%0.0%10.0%20.0%0200400600800020020202

88、1运输总周转量(亿吨公里)同比 0040005000600070008000900010000美国 中国 俄罗斯 德国 加拿大 50%51%52%53%54%55%05000200162017使用碳刹车的飞机数量(架)占我国民航飞机总数的比例 请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -23-行业深度报告行业深度报告 图表图表50:中国民航飞机平均起飞架次中国民航飞机平均起飞架次 资料来源:民航总局,中泰证券研究所 图表图表51:民航飞机碳碳刹车更新市场规模测算民航飞机碳碳刹车更新市场规模测算 2021

89、2022E 2023E 2024E 2025E 民用运输飞机数量 4054 4257 4470 4693 4928 同比 5%5%5%5%碳碳刹车在民航飞机中的渗透率 55%56%57%58%59%机轮数量(个/架)4 4 4 4 4 碳碳刹车每年更换频率 1 1 1 1 1 碳碳刹车更新市场需求(套)8919 9535 10191 10888 11629 碳碳刹车盘单价(万元/套)25 25 25 25 25 碳碳刹车更新市场规模(亿元)22.30 23.84 25.48 27.22 29.07 资料来源:中泰证券研究所 我国碳陶飞机刹车材料研制技术领先全球,在飞机刹车应用领域前景我国碳陶飞

90、机刹车材料研制技术领先全球,在飞机刹车应用领域前景广阔。广阔。中国是世界上第一个率先使用碳陶飞机刹车盘的国家,由中国西北工业大学与中航工业西安航空制动科技有限公司联合研制的碳陶刹车盘产品已成功应用在 7 个军用机型上,并在新舟 60、ARJ21 和 C919等民航飞机中推广应用。碳陶刹车盘有效地解决了碳碳刹车盘湿态摩擦性能衰减的问题,能够适应更多更复杂的环境,未来有望替代碳碳刹车盘。飞机刹车飞机刹车市场以海外企业为主导市场以海外企业为主导,国内厂商积极拓展民航国内厂商积极拓展民航 PMA 市场。市场。1)海外公司:)海外公司:美国 Honeywell、Collins Aerospace、法国

91、SAFRAN LANDING SYSTEMS、英国 Meggitt 四家公司是全球飞机刹车部件的主要供应商。2)国内公司国内公司:我国在飞机用碳碳/碳陶刹车盘的制备技术上处于全球领先水平,产品主要用于军机市场。民航飞机 OEM 准入壁垒较高,目前有多家国内企业,包括北摩高科(包含子公司蓝太航空)、西安制动、西安超码、中航高科(包含子公司优才百慕)、博云新材等已取得碳刹车 PMA 证书,获得进入维修更新市场的资质。图表图表52:国外主要飞机刹车厂商市占率国外主要飞机刹车厂商市占率 公司名称公司名称 市占率市占率 美国 Honeywell 25%法国 SAFRAN 17%19%英国 Meggitt

92、 24%26%美国 Collins Aerospace 25%0200400600800020021 请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -24-行业深度报告行业深度报告 资料来源:杨尊社等国外飞机机轮刹车系统的发展、中泰证券研究所 图表图表53:国内外飞机刹车市场国内外飞机刹车市场主要参与者主要参与者情况情况 类型类型 公司名称公司名称 公司简介公司简介 刹车业务基本情况刹车业务基本情况 海外 美国Honeywell 霍尼韦尔拥有航空运输、智能建筑科技、特性材料和技术、安全与生产力四大业务集团。在航空航天方面,霍尼韦尔

93、是全球领先的飞机部件、软件和服务供应商。霍尼韦尔的飞机机轮及制动系统承继自 Vincent Bendix。全球每 5 秒钟,就有一架装配 Honeywell 机轮及刹车系统的飞机降落。法国SAFRAN 赛峰是世界第二大飞机设备制造商,产品包括起落架、机轮和刹车、布线等。早在 20 世纪 80 年代,赛峰就率先在飞机上使用碳刹车作为传统钢刹车的更高性能替代品。SAFRAN 是全球最大的是全球最大的 100 座以上民用飞机座以上民用飞机机轮和碳刹车的供应商。机轮和碳刹车的供应商。英国Meggitt 成立于 1850 年,是英国一家专业从事航空航天设备的工程公司。旗下有 Aircraft Braki

94、ng Systems Corporation(ABSC)和 Dunlop Aerospace Braking Systems 和(DABS,前身为 Dunlop Aviation)两个品牌。1968 年,Dunlop 公司开始研制 C/C 刹车装臵,成为世界上第一家生产 C/C 刹车盘的公司。Meggitt 生产的飞机制动系统碳刹生产的飞机制动系统碳刹车产品应用在超过车产品应用在超过 45 个飞机平台上。个飞机平台上。美国Collins Aerospace 柯林斯航空航天公司是雷神科技公司的子公司,是全球航空航天和国防工业技术先进和智能解决方案的领导者。前身是 B.F.Goodrich 机轮制

95、动系统,产品广泛应用于商业、民用和军用飞机。20 世纪世纪 60 年代末期,年代末期,B.F.Goodrich 公司在其超高温公公司在其超高温公司成功地进行了司成功地进行了 C/C 复合材料的研制。复合材料的研制。国内 北摩高科 公司主要从事军、民两用航空航天飞行器起落架着陆系统及坦克装甲车辆、高速列车等高端装备刹车制动产品的研发、生产和销售。北摩高科具有 C/C 复合材料从预制体编织到快速沉积工艺全部自主知识产权,在军用飞机刹车领域具有深厚积淀。2021 年 1 月,通过收购蓝天航空,提升公司在民用航空制动领域的竞争优势,收购后北摩高收购后北摩高科成为我国取得民航飞机炭刹车盘科成为我国取得民

96、航飞机炭刹车盘 PMA许可证最多最全的企业许可证最多最全的企业。博云新材 前身为中南工业大学粉末冶金研究所,主要产品包括航空机轮刹车系统及刹车材料、航天用碳/碳复合材料、高性能硬质合金和稀有金属粉体材料等。截止 2021 年末,公司的 C/C 刹车产品已取得波音 757、空客 320 系列、ERJ190 系列、MA60 等机型 PMA 证书,与霍尼韦尔成立的合资公司为 C919 大型飞机提供碳刹车产品。中航高科 中航高科是中国航空工业集团有限公司旗下的上市公司,主要从事航空新材料研发生产和高端智能装备研发制造。2015 年收购优材百慕,优材百慕目前是国内最大的民航进口飞机用刹车盘副的制造商和供

97、应商之一,2021 年其民航刹车业务实现营收0.68 亿元。西安制动 是中航飞机旗下公司,主要经营飞机零部件、碳基复合材料、轨道交通刹车副等产品。西安制动与西北工业大学联合研制的飞机碳陶刹车盘已成功装备西安制动与西北工业大学联合研制的飞机碳陶刹车盘已成功装备 7 个个军用机型以及新舟军用机型以及新舟 60、ARJ21、C919 三个民航机型,让我国成为世三个民航机型,让我国成为世界上第一个使用飞机碳陶刹车盘的国家。界上第一个使用飞机碳陶刹车盘的国家。楚江新材 公司以铜材加工为主业,致力于高精度铜合金板带材、精密铜合金线材和铜导体材料的研发、制造和销售。收购天鸟高新和顶立科技拓展碳纤维材料、热加

98、工装备业务。子公司天鸟高新是子公司天鸟高新是 C919C919 碳刹车预制体的唯一供应商,碳刹车预制体的唯一供应商,霍尼韦尔博云航空系统(湖南)有限公司采用天鸟高新生产的碳刹车预制件制备国产大飞机 C919 的碳刹车。资料来源:公开资料整理、公司官网、中泰证券研究所 3 3.2.2 高铁高铁刹车刹车:高铁提速倒逼产品升级,:高铁提速倒逼产品升级,碳陶刹车盘替代空间大碳陶刹车盘替代空间大 高铁高铁刹车刹车闸片闸片以粉末冶金材料为主,以粉末冶金材料为主,目前不存在被目前不存在被碳陶闸片碳陶闸片替代的趋替代的趋势势。高速列车一般采用盘形制动,闸片与制动盘组成一对摩擦副。闸片和制动盘材料对制动性能和列

99、车的安全运行有至关重要的影响。闸片主要有铸铁闸片、树脂基闸片和粉末冶金闸片三种,分别适用于时速100km/h 左右、时速 160-200km/h 以及时速 200km/h 以上的列车。我国高铁运行速度在 200km/h 以上,刹车闸片以粉末冶金材料为主。就闸片本身来讲,根据天宜上佳招股书,国内外的研究进展表明,动车组碳陶摩擦副最优的匹配形式为:“碳陶复合材料制动盘+粉末冶金闸片”,这种匹配形式在制动速度提升、减重、延长摩擦副寿命方面具有较好效果,且目前碳陶复合材料闸片大批量生产工艺复杂、难度大、周期长。综合判断粉末冶金闸片目前不存在被碳陶闸片替代的趋势。请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅

100、读正文之后的重要声明部分 -25-行业深度报告行业深度报告 图表图表54:闸片与制动盘组成一对摩擦副闸片与制动盘组成一对摩擦副 图表图表55:天宜上佳生产的天宜上佳生产的TS399粉末冶金闸片粉末冶金闸片 资料来源:天宜上佳招股说明书,中泰证券研究所;资料来源:天宜上佳招股说明书,中泰证券研究所 高铁运行速度高铁运行速度提升提升倒逼刹车倒逼刹车盘盘材料材料升级升级,碳陶刹车盘发展空间大碳陶刹车盘发展空间大。自2017 年以来,包括京沪高铁、京津城际、京张高铁、成渝高铁及京广高铁京武段在内的 5 条线路实现以 350 公里时速常态化运营。时速400 公里高铁列车研发全面展开,2022 年 4 月

101、 21 日,试验列车在郑济高铁濮阳至郑州段成功实现明线上单列时速 435 公里。速度越高,对刹车装臵的要求更高。我国高铁目前主要使用钢刹车盘和粉末冶金闸片,摩擦系数在高温条件下存在一定衰减,未来随着高铁速度的进一步提高,将要求使用摩擦性能更为稳定可靠的碳陶刹车材料。国际上,法国的 TGV-A、日本新干线高速列车上已经试用碳陶摩擦材料,但没有大规模普及。未来随着碳陶刹车盘制造工艺进一步优化,生产周期及成本得到有效控制,碳陶有望替代现有刹车材料。中国高铁运营里程稳居世界第一,2021 年,动车组数量达 4153 标准组,碳陶刹车若能在高铁领域普及使用,将形成巨大的市场。图表图表56:不同速度条件下

102、使用的制动盘材料不同速度条件下使用的制动盘材料 图表图表57:我国动车组拥有量逐年增加我国动车组拥有量逐年增加 资料来源:曲选辉、章林等现代轨道交通刹车材料的发展与应用,中泰证券研究所 资料来源:国家铁路局,中泰证券研究所 0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%20%05000250030003500400045002001920202021动车组拥有量(标准组)同比增速 请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -26-行业深度报告行业深度报告 世鑫新材研制的 400km/h 高速列车碳陶制动盘已于 2019 年

103、 5 月通过考核,交付中车青岛四方装车试用。西安制动承研的“400km/h 及以上高速动车组用高温碳基复合材料制动盘”项目进入工程应用阶段,并计划投资建设两期合计产能 2000 套碳陶制动盘生产线。楚江新材子公司江苏天鸟已向部分下游客户提供高铁用的碳刹车预制件。请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -27-行业深度报告行业深度报告 风险提示风险提示 碳陶制动材料降本进度不及预期。碳陶制动材料降本进度不及预期。推动碳陶刹车材料渗透率快速提升的核心驱动力之一为材料耗用优化及工艺改进带来的成本下降,如国内企业降本方案遇到瓶颈导致降本进度不及预期,那么碳陶刹车盘市场增速存在

104、不及预期的风险。新能源车新能源车渗透率提升不及预期。渗透率提升不及预期。以电动车为代表的新能源车在政策与市场的双重催化下渗透率快速提升,是推动碳陶刹车渗透率快速提升的核心驱动因素,若其渗透率提升出现不及预期的情况,则碳陶刹车市场规模增速可能会不及预期。统计方法和过程产生误差风险统计方法和过程产生误差风险:在本报告进行定量测算过程中,由于数据可获得性及测算方法的局限性,可能导致统计方法和过程出现误差。数据测算偏差数据测算偏差风险风险:本文测算结果均基于上市公司历史数据,且基于一定前提假设,未来实际情况存在不确定性,存在实际达不到、不及预期造成测算结果出现偏差的风险。参考信息滞后风险:参考信息滞后

105、风险:研究报告使用的公开资料可能存在信息滞后或更新不及时的风险。请务必阅读正文之后的重要声明部分请务必阅读正文之后的重要声明部分 -28-行业深度报告行业深度报告 投资评级说明:投资评级说明:评级评级 说明说明 股票评级股票评级 买入 预期未来 612 个月内相对同期基准指数涨幅在 15%以上 增持 预期未来 612 个月内相对同期基准指数涨幅在 5%15%之间 持有 预期未来 612 个月内相对同期基准指数涨幅在-10%+5%之间 减持 预期未来 612 个月内相对同期基准指数跌幅在 10%以上 行业评级行业评级 增持 预期未来 612 个月内对同期基准指数涨幅在 10%以上 中性 预期未来

106、 612 个月内对同期基准指数涨幅在-10%+10%之间 减持 预期未来 612 个月内对同期基准指数跌幅在 10%以上 备注:评级标准为报告发布日后的 612 个月内公司股价(或行业指数)相对同期基准指数的相对市场表现。其中 A 股市场以沪深 300 指数为基准;新三板市场以三板成指(针对协议转让标的)或三板做市指数(针对做市转让标的)为基准;香港市场以摩根士丹利中国指数为基准,美股市场以标普 500 指数或纳斯达克综合指数为基准(另有说明的除外)。重要声明:重要声明:中泰证券股份有限公司(以下简称“本公司”)具有中国证券监督管理委员会许可的证券投资咨询业务资中泰证券股份有限公司(以下简称“

107、本公司”)具有中国证券监督管理委员会许可的证券投资咨询业务资格。本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。格。本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。本报告基于本公司及其研究人员认为可信的公开资料或实地调研资料,反映了作者的研究观点,力求独立、客观和公正,结论不受任何第三方的授意或影响。但本公司及其研究人员对这些信息的准确性和完整性不作任何保证,且本报告中的资料、意见、预测均反映报告初次公开发布时的判断,可能会随时调整。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新或修改。本报告所载的资料、工具、意见、信息及推测只提供给客户作参考之用,不构成任何投资、法律

108、、会计或税务的最终操作建议,本公司不就报告中的内容对最终操作建议做出任何担保。本报告中所指的投资及服务可能不适合个别客户,不构成客户私人咨询建议。市场有风险,投资需谨慎。在任何情况下,本公司不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。投资者应注意,在法律允许的情况下,本公司及其本公司的关联机构可能会持有报告中涉及的公司所发行的证券并进行交易,并可能为这些公司正在提供或争取提供投资银行、财务顾问和金融产品等各种金融服务。本公司及其本公司的关联机构或个人可能在本报告公开发布之前已经使用或了解其中的信息。本报告版权归“中泰证券股份有限公司”所有。未经事先本公司书面授权,任何人不得对本报告进行任何形式的发布、复制。如引用、刊发,需注明出处为“中泰证券研究所”,且不得对本报告进行有悖原意的删节或修改。

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