國內最好的剎車盤廠家,中國剎車盤十大知名品牌
(報告出品方/分析師:國海證券 姚健)
1.1、 深耕軌道交通領域,拓展新材料平臺化布局
公司2009年正式成立,2019年在上交所科創板上市。
成立之初,公司主營產品為高鐵動車組用粉末冶金閘片及機車、城軌車輛閘片、閘瓦系列產品,2013年取得動車組9個車型5種型號閘片CRCC鐵路產品認證證書,其中TS399閘片正式批量裝車,成功實現國產替代。
截至2022年6月底,公司已擁有11張CRCC鐵路產品認證證書和8張CRCC鐵路產品試用證書,產品覆蓋國內時速160-350公里動車組33個車型及交流傳動機車車型。
公司通過新設和收購子公司,向新材料領域平臺化布局。
公司2016年設立子公司天仁道和,2020年正式決定將其剝離,生產碳纖維制品;2019年成立子公司天佑新轡,主要從事EMB電機械制動系統的研發與銷售;2021年成立天力新陶、天啟光峰,布局軌道交通、汽車、光伏等領域碳基復合材料制品;同年收購瑞合科技,正式進軍民用航空領域;2022年通過收購晶熠陽進入石英坩堝領域。公司由軌交閘片領域不斷向碳基復材、航空大型結構件等新材料領域進行平臺化布局,為公司提供新的增長動能。
1.2、 保持傳統業務領先優勢,新業務不斷突破
傳統業務方面,領先優勢明顯。公司是持有CRCC證書最多、覆蓋車型最廣的廠商,具備領先優勢。公司研發出的三代升級產品TS399B在保證摩擦性能的同時,通過提高摩擦塊集熱散熱性能及制動盤溫度分布均勻性,將閘片平均壽命提高近一倍,已取得CRCC鐵路產品認證證書。
新業務方面,公司產能與客戶認可度逐步提升。
碳基復合材料方面,光伏熱場產品已向高景太陽能、晶科能源等11家光伏硅片廠商供貨,碳陶制動盤已完成4家汽車廠商樣件交付;樹脂基碳纖維復合材料方面,天仁道和將主營業務逐步向航空航天等領域的上游材料應用拓展,航空無人機用碳纖維環氧高性能預浸料已進入型號應用;航空大型結構件精密制造方面,瑞合科技在成都航空產業園新設航空結構件柔性生產線,產能有望于2022年底全部落地。
1.3、 公司實控人技術出身,股權結構穩定
2022年10月25日,公司完成定向增發登記事項,本次發行后公司控股股東、實際控制人吳佩芳直接持有公司 22.31%的股份,與其一致行動人久太方合、楊鎧璘、釋加才讓、白瑪永措合計控制公司24.74%的股份,公司控制權無變化。吳佩芳任公司董事長,兼任北京科技大學、北京交通大學深圳研究院兼職教授,同時作為公司核心技術人員,參與多項粉末冶金閘片、合成閘片/閘瓦的產品技術研發。公司股權結構、研發人員結構穩定,有助于降低經營風險和技術風險。
1.4、 新材料業務帶動公司業績增長,整體盈利能力保持較高水平
粉末冶金閘片業務受疫情較大影響。2016-2019年,公司粉末冶金閘片業務保持穩定增長,2019年實現營收5.8億元,實現歸母凈利潤2.7億元。新冠疫情影響下,全國鐵路客運服務受到較大沖擊,2020年公司營收和歸母凈利潤分別同比下降28.7%和57.8%。
2021年,國內鐵路運輸有所恢復,公司粉末冶金閘片業務營收4.2億元,同比增長4.4%。受北京、上海等多個主要城市疫情影響,列車運行率下降,2022H1公司粉末冶金閘片業務營收銳減至0.8億元,同比下降61.3%。
新材料領域橫向拓展打開公司業績天花板。得益于收購瑞合科技和碳基復合材料業務的較大進展,2021年公司整體營收實現6.7億元,同比增長61.7%。2022H1,受益光伏行業高景氣度,公司碳基復合材料業務實現營收2.6億元,占比65.6%。
新材料業務強勢帶動下,公司業績克服疫情影響,2022年前三季度,公司實現營收6.6億元,同比增長74.8%;實現歸母凈利潤1.2億元,同比增長23.6%。
收入端:公司毛利率小幅降低,盈利能力保持較高水平。
2017-2020年,公司整體毛利率保持70%以上。2021年由于公司新業務板塊毛利較傳統業務板塊略低,疊加瑞合科技存貨銷售結轉成本增加,公司毛利率下滑至61.9%。2022年前三季度,公司實現毛利率54.6%,凈利率20.1%,盈利能力較強。
費用端:控費效果顯著,研發投入持續增加。
2020年公司開始布局新材料領域,投入研發費用0.7億元,疊加子公司計提折舊費用影響下公司管理費用增加,2020年公司期間費用率達到37.4%。
2021年,公司期間費用率下降至28.3%,同比-9.1pct;2022年前三季度,公司銷售、管理、財務費用率分別為3.3%、14.3%和1.4%,基本保持穩定。
公司持續加大研發投入力度,保持傳統業務領先優勢的同時,積極拓展新材料領域,2022年前三季度,公司研發投入0.6億元,同比增長23.3%。截至2022年6月底,公司擁有已授權專利255項,其中發明專利61項。
2.1、 高鐵制動閘片性能要求高,銅基粉末冶金閘片仍不可替代
列車制動系統按剎車方式可分為摩擦制動、動力制動和電磁制動,其中,摩擦制動仍然是最穩定最可靠的傳統制動方式。
摩擦制動大多采用盤型制動,即通過車軸或車輪輻板側面的制動盤與兩側閘片構成的摩擦副將列車動能轉化為熱能,實現列車減速或停車。因此,制動閘片性能直接關系到制動系統的穩定性,在保障列車運行安全和乘客體驗方面發揮重要作用。
當速度為300km/h的高速列車在實施緊急制動時,摩擦速度相當于45m/s,摩擦系數大于0.35,制動盤面最高溫度超過800℃。
由于列車速度與制動系統負荷呈立方關系,列車速度的不斷提升,對閘片提出了更高的性能要求,需要具備制動平穩、高抗粘著性、高強韌性、高耐磨性、熱物理性能優異、結構可靠、噪音小等特性。
目前,國內外正在使用的制動閘片材料主要有鑄鐵材料、合成材料和粉末冶金材料、更高性能的碳基復合材料尚處于研究階段。其中,銅基粉末冶金閘片在高速列車制動方面具備明顯優勢,仍具有不可替代性。
鑄鐵閘片:使用歷史最長,但磨耗大,導熱性能差,進入高速制動后溫度急劇上升、摩擦系數下降嚴重,僅適用于車速為100km/h的低速列車。
有機合成閘片:密度小,具備良好的耐磨性和物理機械性能;但濕潤環境下摩擦系數顯著下降,環境適應性較差;導熱性較差,高溫下易產生熱裂紋,一般耐熱溫度僅為400℃,通常在時速160-200km/h的列車上使用。
粉末冶金閘片:以金屬及其合金為基體,添加潤滑組元和摩擦組元,采用粉末冶金技術制成粉末冶金材料,經混和、壓制、燒結而成。根據基體材料不同可分為鐵基閘片和銅基閘片,前者具有較高的耐熱性、強度、硬度和抗氧化性,但與制動盤具有親和性,易產生粘著,低速時摩擦系數波動大,摩擦表面損傷較嚴重,目前主要應用于鐵路貨車;后者具有穩定的摩擦系數、良好的耐熱性和耐磨性等特征,使用時速已提高到350km或更高。
碳基復合閘片:具備低密度、高強度、高耐磨性等優勢,高溫下仍然具有很好的穩定性;但目前技術水平下制造成本較高,制動性能受外界環境影響大,對潮濕和鹽霧環境敏感,難以滿足列車長距離、全天候等復雜服役條件的要求。目前仍處于研究和小范圍應用階段。
公司主營銅基粉末冶金閘片,2020年公司參與的國家“十三五”重點研發計劃“高鐵制動系統銅合金閘片的制備和應用”項目順利結題,公司研發的閘片產品綜合性能優于國外同類產品。
2.2、 我國高鐵高速發展,列車運行率有望回升
截至2021年底,全國鐵路營業里程已經突破15萬公里、其中高鐵超過4萬公里,占比持續增加。根據2022年1月發布的《“十四五”現代綜合交通運輸體系發展規劃》方案,預計2025年底全國鐵路營業里程將達16.5萬公里左右,其中高速鐵路(含部分城際鐵路)5萬公里左右、覆蓋95%以上的50萬人口以上城市,到2035年基本形成“全國123高鐵出行圈”(都市區1小時通勤、城市群2小時通達、主要城市3小時覆蓋)。
疫情影響下,2020年我國鐵路旅客周轉量同比下降43.8%,2021年恢復到9567.8億人公里。2022年上半年,受北京、上海等主要城市疫情影響,列車運行率不高,2022年全年鐵路旅客周轉量僅6577.5億人公里,同比下降31.3%。
預計隨著疫情好轉,列車運行率有望逐步恢復。
制動閘片屬于耗材,市場需求主要來源于動車組保有量增長帶來的增量需求,以及與列車運行率高度相關的更替需求。
測算假設:
據公司招股書,按照每輛車配置2個轉向架4根軸8個制動盤進行計算,每輛車需配置的制動閘片數量為16片,每個動車標準組由8輛車組成,故假設每標準組裝配128片閘片。
2020年疫情爆發后,全國鐵路客運服務受到較大影響。假設隨著疫情好轉,2023-2024年鐵路旅客周轉量YOY分別為60%/15%。
新增需求方面,據國家鐵路2021年統計公報,全國鐵路動車組保有量4153標準組、33221輛。假設2022-2024年動車組保有量YOY保持5%。
更替需求方面,據公司招股書,假設動車組通常一年需更換制動閘片2.5次。據旅客周轉量與動車組保有量常規比例,假設2022-2024年列車運行率約為38%/57%/63%,故閘片更換次數相應減少為每年更換0.9/1.4/1.6次。
隨著閘片生產技術水平提高,成本和單價逐步降低,假設2022-2024年粉末冶金閘片單價分別為1800/1750/1700元/片。
2.3、 公司領先優勢明顯,毛利率較高
行業準入門檻和集中度較高,公司領先優勢明顯。動車組閘片性能與動車組安全運行直接相關,供應商需取得CRCC《鐵路產品認證證書》方可供貨,證書有效期內至少每年進行一次監督檢查,準入門檻較高。
公司作為持有 CRCC 證書最多、覆蓋車型最廣的廠商,具備較強的先發優勢。同時,下游客戶為保證閘片可靠性和異質性,一般不會輕易轉變供應商,形成集中度較高的行業競爭環境,有利于龍頭企業發展。
公司閘片業務收入受疫情較大影響下,毛利率仍保持較高水平。
粉末冶金閘片產品需求與列車運行率直接相關,2022H1受到北京、上海等主要城市疫情影響,大量列車停運,公司閘片業務收入0.77億元,同比下降61.3%;據公司2022年前三季度業績預告,2022Q3公司粉末冶金閘片業務較上半年實現較大幅度回暖,預計下半年業務收入有所回升。
盈利能力方面,2017-2020年公司粉末冶金閘片業務毛利率保持70%以上,市場競爭加劇下,2022H1實現毛利率65.6%,仍保持較高水平。
3.1、 碳碳熱場先進產能緊缺,成本優勢助力業績高速增長
3.1.1、 硅片大尺寸化及P轉N趨勢加速光伏熱場迭代
光伏熱場部件是用于光伏硅片拉晶過程中的耗材,其性能對生產的硅片品質具有關鍵作用。單晶拉制爐熱場系統主要包括位于單晶爐內的坩堝、導流筒、保溫筒、加熱器等部件。
其中,坩堝主要用于承載內部石英坩堝,其抗折強度發揮重要作用;導流筒通過引導氣流,形成熱場內的溫度梯度,提高硅棒生長速率;保溫筒起隔熱保溫作用;加熱器為熱場提供熱源,用于硅料熔化。
碳碳復合材料優勢明顯,正逐步替代石墨成為熱場主要材料。
熱場材料最初主要使用進口石墨,但石墨材料在高溫熱震下易產生裂紋,其揮發雜質和降解顆粒也會影響晶體品質。
相對于石墨顆粒壓制成型的脆性材料,碳基復合材料熱場產品使用壽命更長,性價比高;可以做得更薄,從而可以利用現有設備生產直徑更大的單晶產品,節約設備投資成本;耐熱性強,在高溫熱震環境下更穩定,不易產生裂紋;成型簡單,可設計性強。
因此無論在經濟性還是安全性方面,先進碳基復合材料熱場系統都具有明顯優勢,成為未來降低硅晶體制備成本、提高硅晶體質量的最優選擇,正逐步形成對石墨材料部件的替代。
光伏硅片大尺寸化成為主旋律,P轉N為大勢所趨,熱場系統迎來更新。
182/210mm硅片分別對應32/36英寸單晶拉制爐。據CPIA數據,2021年,182/210mm硅片的合計占比為45%;PVInfoLink預測,至2025年,該比重將提升至98%。傳統石墨材料在高溫熱震下易產生安全隱患,不適用于大型化熱場需求。
同時,N型硅片相比于P型硅片具有更高的轉換效率等優勢,正在實現對P型硅片的逐步替代,對熱場部件提出了高純度要求。
因此,碳基復合材料熱場系統對石墨材料的替代進程有望進一步加速。
3.1.2、 光伏高景氣持續,碳碳熱場市場空間廣闊
據CPIA發布的統計數據,2021年全球光伏新增裝機容量達170GW,創歷史新高,我國新增光伏裝機容量達54.88GW,連續9年居世界首位。
2022年,在光伏發電成本持續下降和全球綠色復蘇等有利因素的推動下,預測全球光伏市場會繼續快速增長。7月,CPIA將2022年全球和我國光伏新增裝機量預測值均調高10GW,體現光伏行業持續高景氣。
依托當前光伏行業高景氣度,疊加碳達峰、碳中和政策背景,隨著硅片持續擴產、碳碳熱場滲透率提升、現有熱場部件定期消耗替換,預計相關市場空間將繼續擴大。
基本假設:
基于CPIA對2022年全球新增裝機量預測調整,假設2022-2024年分別為228/270/320GW。
根據歷史數據和市場判斷,假設容配比(硅片產量/新增裝機量)保持1.2。
近年來硅片企業新增擴產速度較快,預計產能利用率有所下降,2022-2024年分別為56%/50%/46%。
根據金博股份2022年4月相關公告,平均1GW硅片對應的單晶拉制爐約75-80臺。隨著單晶拉制爐尺寸增大,假設1GW對應的單晶拉制爐的數量下降至2024年的75臺。
基于大尺寸化趨勢,坩堝、加熱器、導流筒、保溫筒質量隨之增加。
大尺寸化與P轉N趨勢下,碳/碳復合材料制造商優化工藝降低成本,碳碳熱場滲透率有望提升。假設2024年坩堝、加熱器、導流筒、保溫筒的碳碳復材滲透率分別可達99%/17%/87%/80%。
2022年熱場產品價格處于下行通道,預計2022-2024年全年均價分別為50/45/45萬元/噸。
3.1.3、 公司運用快速化學氣相沉積法自制預制體,具備效率與成本優勢
碳碳熱場材料的密度決定其各項性能,高密度材料的強度和抗侵蝕性等性能越好。我國碳碳復材廠商采用的致密工藝主要有化學氣相沉積工藝和樹脂浸漬炭化工藝兩種。
前者較后者省去了浸漬、碳化、固化等步驟,也相應省去浸漬爐、固化爐、碳化爐等設備成本和折舊成本。中天火箭旗下西安超碼將兩種方法相結合,公司和行業龍頭金博股份采用化學氣相沉積法。
公司運用快速化學氣相沉積法自制預制體,直接材料主要為碳纖維,平均總成本約24萬元/噸,低于行業龍頭金博股份;相比外購預制體的西安超碼,成本降低一半以上。
2021年,公司碳碳熱場產品毛利率實現60.18%,處于行業領先水平。
P轉N趨勢或加劇先進產能緊缺狀況,公司后發優勢有望快速提升市占率。
N型硅片熱場與P 型硅片熱場的技術路線、基本設備配置基本相同,差別在于N 型硅片對熱場純度要求更高,純度要求達“灰分<100ppm”(P 型硅片用熱場純度要求灰分<200ppm)。行業中僅金博等龍頭廠商具備先進產能大規模供給能力,P轉N趨勢加速下,先進產能或緊缺。
公司充分發揮后發優勢,直接采用目前光伏熱場碳碳領域中批量化生產最大規格尺寸的沉積設備,可滿足36 寸甚至更大的產品批量化生產,在先進產能緊缺情形下,有望迅速提升市場占有率。
公司產能建設發展迅速,市場開拓成果顯著。
公司2000噸級碳碳復合材料制品生產線已于2021年9月建成,主要為板材預制體產能。
2022年,公司擬募集3.5億元建設碳碳材料制品預制體自動化智能編織產線建設項目,以全面提高坩堝、導流筒及保溫筒相關預制體自制能力,計劃產能為熱場預制體5.2萬件/年,折合約1411噸/年。
目前,公司已與多家國內優質硅片廠商建立合作關系,下游光伏廠商產品認證工也已取得明顯進展。預計隨著公司市場開拓成果的不斷擴大,碳碳熱場產品業務將成為公司短期業績增長的主要驅動因素。
3.2、 前瞻性布局石英坩堝,有望充分發揮協同作用
3.2.1、 產業鏈景氣持續,石英坩堝市場空間廣闊
石英坩堝是拉制大直徑單晶硅棒的消耗性器皿,用于盛裝熔融硅并制成后續工序所需晶棒。傳統直拉法中,石英坩堝只能使用一次,每次僅產出一根硅棒;為提高產量,連續直拉法被廣泛應用。后者可以在拉晶過程中持續向石英坩堝內加料,產出多根硅棒,對石英坩堝性能提出更高要求。
石英坩堝質量直接影響其使用壽命和硅棒品質。
石英坩堝用于1430℃-1500℃的拉晶過程,高溫下坩堝內外表面SiO2分子振動加速,雜質離子(如K、Na、Li、Ca、Mg等)局部集聚形成析晶層,析晶層達到一定厚度時將導致石英坩堝破裂。
石英坩堝原材料為天然石英砂,石英砂中含有大量氣液包裹體,導致坩堝透明層微氣泡不可能完全去除。
坩堝透明層0.5mm深度內微氣泡逐漸膨脹破裂,導致石英顆粒和氣泡進入硅液,直接影響單晶生長及品質。
3.2.2、 高純石英砂供不應求,下游產業迭代助推石英坩堝需求增長
從產業鏈來看,石英坩堝主要原料是高純石英砂;主要應用于高溫下連續拉晶過程,是熱場的關鍵部件之一,下游應用領域為光伏產業和半導體產業。
上游高純石英砂供給緊缺,國產替代道阻且長。
石英坩堝直接材料主要有高純石英砂、石墨電極和石英板,2019-2021年,高純石英砂在直接材料中占比超九成在總成本中過半。
近年來,下游硅片廠商加速擴產推動石英坩堝需求上升,但高純石英砂礦儲量有限且品質分布不均,市場供不應求,價格持續上漲。目前,全球具備批量供應能力的高純石英砂企業較少,美國西比科公司占據大部分市場份額。
國內石英礦流體雜質多、礦體規模小、礦石品質不穩定等缺點對國產石英砂提純技術提出更高要求,僅少數企業具備供應能力。
未來隨著國內提純技術的進步,原料緊張形勢有望緩解。
硅片大尺寸化、P轉N加速石英坩堝需求增長。
拉制大直徑單晶硅棒需要更大尺寸的石英坩堝,2019年下半年開始,32英寸及以上大尺寸石英坩堝持續上量,2021年,28英寸以上石英坩堝占比超四成。此外,N型電池要求熱場環節灰分度小于100ppm,而石英坩堝使用過程中,隨著與硅液接觸的內表面不斷向硅液中熔解,灰分度逐漸升高,故N型熱場中石英坩堝使用壽命更短。硅片大尺寸化疊加P轉N趨勢下,石英坩堝需求有望加速增長。
光伏高景氣背景下,石英坩堝消耗加快,疊加高純石英砂短期內仍保持價格上行趨勢,我們測算2024年石英坩堝需求量約121萬只,對應市場空間約169億元。
基本假設:
P轉N趨勢下,石英坩堝使用壽命受限,考慮到國外P型電池仍為主流,疊加石英坩堝制備技術提升,假設石英坩堝使用壽命非線性增長,2022-2024年使用壽命分別為330/350/360小時。
假設硅片產能存量改造比例保持20%, 2022-2024年對應當年存量改造產能分別為60.24/93.81/125.71GW。
預計高純石英砂價格繼續保持上漲態勢,同時,國產砂提純技術發展有助于加強原料成本控制,石英坩堝單價上漲速度有望減緩,假設2022-2024年石英坩堝單價分別為8000/12000/14000元/只。
3.2.3、 收購晶熠陽切入石英坩堝領域,克服三重壁壘
石英坩堝行業主要存在技術、原料、客戶三重壁壘。
技術方面,下游行業對于石英坩堝的純度、潔凈度、精度具有嚴格標準,疊加硅片大尺寸化和P轉N趨勢,“高純度、大尺寸、低成本、長壽命”成為石英坩堝發展方向,對石英坩堝廠商技術積累提出較高要求。
原料方面,短期來看,高純石英砂供給偏緊格局下,能否與供應商建立長期穩定的合作關系,確保原料供應,將直接影響坩堝廠商的產品生產和交付;長期來看,坩堝廠商有望通過國產砂提純技術研發,提高國產砂使用比例,逐漸擺脫進口砂依賴,控制原料成本。
客戶方面,客戶認證過程需要經過送樣測試等多重程序,并要求坩堝廠商提供相關產品的測試報告、認證證書等。高口碑供應商往往得到更多青睞,能夠與單晶硅企業建立長期穩定的合作關系。
2022年11月,公司收購晶熠陽90%股權正式布局光伏石英坩堝業務。技術研發方面,晶熠陽擁有從事石英坩堝研制、生產十余年的專業技術團隊,已成功優化石英砂原料配比并形成了獨特且穩定的制造工藝,能夠實現國產石英砂對于進口砂的部分代替。
原料供應方面,截至2022年7月,公司目前現有產線月度設計產能為3600個,年化設計產能為43200個。按照產能100%利用率測算,需要高純石英砂4320噸,每月用料360噸;公司目前高純石英砂月供貨量可穩定在450噸左右,可完全覆蓋公司產能。
客戶開拓方面,晶熠陽與青海高景太陽能、晶澳太陽能(母公司為晶澳科技)、弘元新材料(母公司為上機數控)、四川永祥(母公司為通威股份)、四川晶科(母公司為晶科能源)等多家單晶硅廠商達成合作,在手訂單充足。
晶熠陽石英坩堝產品與公司碳碳熱場產品部同屬于單晶拉制過程中的耗材,目標客戶高度一致,公司有望充分發揮二者協同作用,為客戶提供更全面的解決方案。
4.1、 碳陶制動盤優勢明顯,已在頭部車企開始使用
碳陶復合材料以陶瓷材料為基體、碳纖維為增強體,抗氧化溫度由陶瓷材料本身的熔點決定,既保持了碳/碳材料密度低、高強度、高模量、耐磨損等優勢,又克服了陶瓷材料脆性大和碳/碳材料靜摩擦系數低、濕態衰減大、摩擦壽命不足及環境適應性差等缺點,是世界上公認的理想的高溫結構材料、摩擦材料以及深冷材料。公司碳陶產品采用碳化硅為基體,熔點高、密度低,具備良好的制動性能。
碳陶制動盤密度小、耐磨損、耐高溫、噪音小、環境適應性強,相比密度大、使用溫度低的傳統鑄鐵制動盤,前者具備明顯優勢:
1)輕量化,四片380mm碳陶盤相比同型號鑄鐵盤減重20kg,相當于減輕車身重量100kg,從而提高新能源車25km續航里程;
2)耐高溫,能夠承受1750℃以上高溫;
3)抗熱衰退,連續剎車1000次以上,制動距離仍為30m以內,甚至摩擦系數隨著溫度升高不降反升;
4)環境適應性強,酸堿性環境不會被腐蝕,“永不生銹”,且2000℃以下不發生熱脹冷縮;
5)磨損率低,使用壽命為傳統鑄鐵盤5倍以上,且剎車時落下的極少粉塵對環境無污染。
作為公認的新一代理想剎車材料,碳陶制動盤已成為汽車高端制動產品的主要發展方向。
汽車電動化、輕量化、智能化的趨勢下,碳陶制動盤憑借優異剎車性能,已開始運用于高性能跑車以及后市場改裝車等領域。
特斯拉最早在新能源汽車上配置碳陶剎車系統。
特斯拉為旗下Model S Plaid車型提供全新碳陶剎車系統,每套售價高達2萬美元,預計于2022年秋上市。目前,比亞迪、廣汽等車企也開始推進碳陶制動盤應用進程。
4.2、 受益輕量化趨勢,成本下降帶動滲透率提升
碳陶制動盤主要應用于新裝車市場(包括新能源汽車、中高端乘用車、商用車及特種車)及汽車后市場(汽車改裝)。
新裝車市場方面,2021年以來,我國新能源汽車市場進入高速發展階段,月度CAGR幾乎均超過100%。國務院2020年底頒布的《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)》預計到2025年,新能源汽車滲透率達到20%,該目標已于2022年4月提前實現。2022年前7個月,汽車總銷量為1447.7萬輛,新能源汽車銷量為319.4萬輛,滲透率達22.1%。同時,國產新能源汽車不斷向中高端品牌定位發起沖擊,市場需求升級有望助推碳陶制動盤滲透率提升,市場空間廣闊。
汽車改裝市場方面,相比歐美國家高達 80%的汽車改裝比例,我國汽車改裝比例僅為 5%,占汽車后市場的3%左右,尚處于萌芽狀態。2022年6月,我國汽車保有量3.1億輛,同比增長6.2%。汽車改裝未來潛在市場規模繼續擴大。同時,消費升級趨勢下,消費者個性化需求提升進一步激發汽車改裝行業發展潛力,我國汽車改裝市場有望迎來快速發展。
基本假設:
預計隨著技術水平的提升,碳陶制動盤生產成本和價格有所下降,假設2023-2025年平均售價分別為1.0/0.9/0.8萬元/套。
新車市場方面,多家車企開始推動碳陶制動盤商業化進程,附加生產成本下降預期,預計碳陶制動盤滲透率將逐步提升,假設2024年新能源乘用車、新能源商用車、燃油車裝配率分別達到3.5%/1.5%/1.2%。
汽車改裝市場方面,假設2022-2024年我國汽車保有量YOY保持3%,汽車改裝市場占比擴大,假設至2025年占比達8%。
4.2.1、 公司發揮協同優勢,產能逐步放量
相比碳碳復合材料制備工藝,碳陶復合材料制備工藝在其基礎上增加了陶瓷化處理步驟,制備預制體、致密化、高溫熱處理等環節基本一致,相應設備高度重合。
同時,陶瓷化處理步驟主要方法有先驅體轉化法、化學氣相沉積法、反應溶體浸滲法等,與碳碳復材制備工藝具有共通性。同時進行兩種復合材料的研發生產,降低研發成本和設備成本。
受制于工藝復雜、生產難度大、生產周期長等多個壁壘,國內能夠量產碳陶盤的企業較少,國內需求依賴進口。
碳/陶復合材料剎車盤供應商主要包括意大利 Brembo、英國 Surface Transforms Plc、美國 Fusionbrakes 等,單價較高,如Brembo單套碳陶盤的產品價格超過10萬元人民幣。
隨著新材料、新工藝的使用疊加國內產業鏈完善配套帶來的各要素成本下降,國內碳陶制動盤產品價格預計在1-1.2萬元/套,價格優勢明顯,未來國產替代空間較大。
公司在制動材料領域擁有多年技術研發積累,已掌握碳陶制動盤產品的核心技術。
目前,公司已與兩家車企簽署戰略合作協議,開展商用車、特種車輛高性能碳陶制動材料核心部件的研制開發工作;已與五家車企簽訂保密/合作協議,為客戶提供碳陶制動盤產品。
公司是國內唯一一家同時具備碳陶制動盤和制動襯片生產能力的廠商,規模化碳陶制動盤及配套襯片生產的高度自動化、智能化,極大降低了制造成本。
2022年公司擬向特定對象發行A股股票募集資金總額不超過23.2億元,其中高性能碳陶制動盤產業化建設項目總投資額為15.4億元,計劃產能15萬套/年。
項目所在地四川江油能源費用和人力成本較低,疊加公司原材料預制體(占成本60%以上)自產自用優勢,項目整體盈利能力較高。
公司碳陶復合材料領域擁有23人研發團隊,其中碩士以上學歷12人,博士2人。業務負責人為中國航天科技集團材料專家組成員,從事該領域研究與生產管理26年;團隊成員來自北京理工大學、北京科技大學和西北工業大學等國內外知名院校,具備多年研發經驗。優秀的技術研發團隊為公司碳陶業務發展提供技術支撐,保障募投項目順利實施。
5.1、 拓展碳碳材料固體火箭發動機喉襯領域應用,市場前景廣闊
固體火箭發動機在火箭、導彈等系統中使用廣泛,其燃料燃燒過程發生在存放固體推進劑的殼體中,推進劑燃燒過程中產生極高的壓力和溫度。
噴管位于燃燒室的尾部,通過控制噴管喉部面積的大小來保持燃燒室工作壓強,使藥柱正常燃燒。
固體火箭發動機工作過程中,噴管要承受高達3500℃的燃氣溫度,5~15MPa的壓力,以及液、固體粒子沖刷和高溫燃氣的化學腐蝕,工作環境嚴酷,要求喉襯尺寸不能因燒蝕沖刷而變化,其燒蝕性和熱結構完整性決定了發動機推力性能。
喉襯是固體火箭發動機噴管的關鍵部件之一。
第一代噴管喉襯多采用高強石墨材料,后發展為鎢滲銅、滲銀材料,目前主要采用碳碳復合材料。碳碳復合材料具有低密度、低熱膨脹系數、耐燒蝕、耐腐蝕、摩擦系數穩定,以及抗熱震性好,結構可靠等特點,成為未來高性能固體發動機喉料材料的最佳選擇。
絕大部分導彈使用的都是固體火箭發動機。
“十四五”期間,我國部隊整體換裝節奏加快,我國火箭軍按照“以作戰的方式訓練、以訓練的方式作戰”的要求,近年來常態開展部隊戰備拉動和作戰流程檢驗演練,發射導彈數百發。
高強度的訓練消耗和新裝備批量列裝部隊為航天防務裝備產業帶來了更多發展空間。
公司通過自主研發積累,掌握了包括預制體多維編織成型技術、快速定向流可控熱梯度化學氣相沉積技術、多元基體共浸漬致密化技術及浸漬高壓碳化技術等多項喉襯生產關鍵技術。
公司計劃建設耐燒蝕碳基復合材料制品生產線項目,計劃產能3000件,其中300以上內徑喉襯預制體計劃產能300件,預計在2024年左右實現投產。2022年6月,公司公告正在與某公司商談簽訂火箭喉襯產品合作協議。
5.2、 天仁道和:航空航天碳纖維應用進入業務開拓階段
樹脂基碳纖維復合材料(CFRP)由有機纖維經過熱處理轉化而成的含碳量高于90%的無機高性能纖維,既具有碳材料的低密度、高比強度、高比模量等固有特性,又具有紡織纖維的柔軟可加工性,目前廣泛應用于航空航天領域。碳纖維具備產品大絲束化的特點,可提高復合材料生產效率,降低生產成本。
根據《2021全球碳纖維復合材料市場報告》(林剛,2022),2021年全球CFRP需求總量達18.2萬噸,預計2025年全球CFRP需求將達28.5萬噸,CAGR達12.0%。2021 年全球CFRP需求總金額約200.5億美元,其中,航空航天領域收入為91.4億美元,占比高達45.6%。2020 年我國CFRP產值約699.2億元,需求總量達9.6萬噸。其中航空航天應用的產值以215.4 億元占比30.8%,較國際水平仍有一定的提升空間。
2021 年我國碳纖維的總需求6.24萬噸,同比增長27.7%,其中進口量3.31萬噸,占比53.1%,同比增長9.2%;國產量2.93萬噸,占比46.9%,同比增長58.1%。國產體量迅速增長,但仍供不應求,表明國產市場仍具備強勁發展潛力。
應用方面來看,在航空航天、風電葉片、壓力容器、混配模成型等應用市場,相比全球碳纖維應用規模,我國還存在一定的發展差距,仍存在廣闊的開拓與發展空間。
研究表明,飛行器每減重1kg可顯著提高經濟效益,且飛行器飛行速度越高,經濟效益增長越顯著。碳纖維復合材料密度僅為鋁合金的60%,在飛機結構設計中大量使用可以使結構質量減少20~25%,已從最初運用于飛機雷達罩、艙門、整流罩等非承力部件,逐步過渡到飛機尾翼、方向舵等非主要承力部位,目前已開始應用于飛機的主要承力部件。
軍機重量減輕有助于提高作戰能力,目前我國殲-11B的機翼外翼段、水平尾翼和垂直尾翼及殲-20的機身、機翼、垂直尾翼、進氣口及鴨翼上均使用了碳纖維復合材料。
民機領域,美國波音公司、歐洲空中客車公司等企業已大量使用CFRP,其中,波音公司B787客機碳纖維和玻璃纖維復合材料已占全機結構重量的50%,可節省燃油20%。我國民機中復合材料使用情況仍有明顯差距。
公司該領域業務以子公司天仁道和為主體開展,其建有千萬級仿真平臺,具備結構強度、振動噪聲、環境應力、工藝過程等有限元分析技術的正向設計開發能力,并擁有熱壓罐、模壓、纏繞、RTM等多種成型設備及技術,企業影響力在行業穩步提升。
2021年,天仁道和完成無人機零部件、飛行器結構件、驅散系統結構件、空間探測器結構件等產品研制,大部分產品已交付樣品;并與北京凌空天行科技有限責任公司簽署戰略合作,正式進入商業航天領域。
2022H1,天仁道和相繼開發了無人機尾段項目、商業航天全碳纖維支架結構、艦載非金屬舷梯等科研項目,開拓了航空無人機用碳纖維環氧高性能預浸料,并通過多次材料驗證,現已進入型號應用。2022H1該領域實現營收0.13億元,占比3.25%,仍處于業務開拓階段。
5.3、 瑞合科技:布局民用航空領域,實現產能提升
我國國防支出穩步增長,2021年國防支出1.38萬億元,占財政支出比例為5.6%。2022年我國國防支出預算為1.45萬億元,同比增長7.1%。面對當前日益復雜的國際局勢和地區爭端,我國國防支出仍有較大增長空間。
空軍方面,與美國相比,我國戰斗機、轟炸機、直升機等空軍裝備體量仍有較大差距,未來空軍規模有望進一步增長。
航空工業配套產品生產需要較高的技術水平和嚴格的質量控制體系,技術壁壘較高。
我國航空產業已形成“以航空工業集團為主的飛機、以中國商飛集團為主的民用飛機、以中國航發集團為主的飛機發動機”的行業格局,航空零部件制造行業則圍繞該布局,形成了以內部配套企業為主,科研機構、合資企業和民營企業有效補充的市場競爭格局。
為補充公司高精度機加工和復合材料模具工裝設計制造能力,2021 年公司收購瑞合科技并增資,正式切入航空領域。
目前,瑞合科技已完成中航工業旗下兩大主機廠、中電科旗下兩家研究所的供應商準入工作,并與中航工業下屬多家主機廠、凌云集團等客戶完成訂單合同的簽署及產品交付;在成都航空產業園新設的航空結構件柔性生產線,預計2022年底實現全部產能落地。
瑞合科技主營復合材料模具的工裝研發和設計,與天仁道和業務具備協同效應。
2021年,瑞合科技實現營收7353.45萬元,占母公司總體營收10.95%,已達成2021年凈利潤不低于2500萬元的業績承諾。2022H1,該領域實現營收0.41億元,占比10.08%,處于產能提升階段。
公司深耕制動材料研發,致力于平臺化發展。
公司從動車組粉末冶金閘片傳統業務橫向延伸,通過收購和設立子公司,陸續布局樹脂基碳纖維復材、碳基復合材料和航空大型結構件精密制造領域,均取得相應突破:天仁道和業務拓展取得初步成果;碳碳熱場業務已展現出強勁的增長潛力,成為公司2022年業績增長主要推動力量;瑞合科技業績迅速增長,新產能有望于2022年底全部落地;晶熠陽擁有多年石英坩堝研發經驗,公司有望繼續擴產,充分發揮與碳碳熱場業務的協同優勢。
基本假設:
粉末冶金閘片業務方面,公司2022年中報顯示該板塊收入同比-61.31%,主要系上半年北京、上海等一線城市疫情狀況對鐵路營業里程產生較大不利影響,2022年粉末冶金閘片業務增速取-60%。預計防疫政策不斷優化背景下,居民出行需求回暖,2023-2024年增速分別取30%/10%。
光伏熱場方面,截至2022H1,公司已向高景太陽能、晶科能源等11家光伏硅片廠商供貨,另有5家企業正在試驗驗證,產能有望繼續釋放,假設2022-2024年出貨量分別為1300/2200/2800噸。
碳陶制動盤方面,公司高性能碳陶制動盤產業化建設項目投產后產能達15萬套/年,建設第3年投產34%。2023-2024年出貨量分別取5/10萬套。
喉襯業務方面,公司碳碳材料制品預制體自動化智能編織產線建設項目達產后碳碳材料制品預制體年產能5.5萬件,其中喉襯預制體年產能0.3萬件,有望于2023年逐步投產。受益于我國火箭軍高強度的訓練消耗和航天發射任務增多,喉襯業務前景廣闊。預計2023-2024年出貨量分別為0.01/0.03萬件。
石英坩堝業務方面,截至2022年7月,晶熠陽光伏石英坩堝年化設計產能為43200個,公司有望增加十條產線,假設2023-2024年出貨量分別為5/8萬件。
航空大型機構件方面,隨著戰斗機、運輸機和轟炸機等在內的飛機規模擴充,航空零部件需求較大,市場空間廣闊。公司收購瑞合科技并增資,軍工領域協同效應初顯,2022-2024年營收YOY分別取40%/35%/30%。
考慮到晶熠陽2023年全年并表,公司粉末冶金閘片業務穩定性,碳碳熱場、石英坩堝和碳陶制動盤業務高成長性,預計2022-2024年實現營業收入9.50/22.71/32.70億元,同比增速為41.56%/139.03%/43.97%,實現歸母凈利潤2.06/4.69/6.80億元,2023年2月1日收盤價對應PE分別為65.94/28.99/19.99倍。
1)疫情反復風險;2)競爭格局惡化風險;3)項目進度低于預期風險;4)產能不及預期風險;5)商譽減值風險;6)宏觀經濟超預期下行風險;7)新增固定資產折舊風險;8)新市場開拓不及預期風險。
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