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网球拍杆多少钱(中简科技研究报告军用碳纤维龙头)

(报告出品方/作者:中航证券,邓 轲)

一、高端碳纤维龙头

1.1 专业技术团队,自主研发优势

中简科技股份有限公司成立于 2008 年 4 月 28 日,因承接国家 重点项目而成立,是专业从事高性能碳纤维及相关产品研发、生产、销售和技术服务的高新 技术企业,是具有完全自主知识产权的国产高性能碳纤维及相关产品研发制造商,如今市场 上高端碳纤维龙头。2012-2014 年开始为航空航天批量供货,2015、2016 年被分别列入江苏 省科技厅科技成果转化项目和江苏省发改委战略新兴产业项目,2019 年于创业板上市。

公司技术团队核心成员均来自山西煤化所,历经四代人、50 年的传承和积累,先后承担 和圆满完成了多项国家重大课题研发任务,经历了国产高性能碳纤维从实验室、中试到工程 化应用的整个过程,团队先后获得“航空高性能碳纤维创新团队”和“江苏省双创团队”称 号。实际控制人为杨永刚、温月芳,均为国内碳纤维行业领军人物:

• 杨永刚先生担任公司董事长、总经理。长期从事高性能聚丙烯腈基和粘胶基碳 纤维及其复合材料的研究,作为项目负责人曾承担或完成国家“863 项目”5 项、 “973 项目”2 项及中科院、国家发改委和科技部等部委的科研项目十余项。 2013 年 12 月,入选中组部第二批“万人计划”(国家科技创新领军人才);

• 温月芳女士担任公司董事、常务副总经理、总工程师。长期从事聚丙烯腈(PAN) 基碳纤维的科研和生产工作,在推动国产碳纤维高性能化和低成本化进程方面 做出了卓有成效的工作。作为课题负责人或技术负责人曾承担了科技部、中科 院、国家发改委等部委的多项科研项目。

杨永刚和温月芳皆为公司实际控制人,都来自于山西煤炭化学研究所碳材料研究实验室, 深耕碳材料研究多年,具有十分丰富的经验和前瞻眼界。两人分别直接持有公司 3.53%和 0.97%股权,同时两人通过第一大股东华泰投资持有公司 15.17%股权,通过中简投资持有公 司 7.64%股权,二人合计持有公司 27.31%股权。

研发费用 5 年增长 140%,专利总数创新高。2021 年年度报告指出,截至 2021 年年末, 公司在职成员为 263 人,其中研发人员为 38 人,占总员工人数的 14.5%,较 2020 年占比略 微下降。研发费用呈现上涨趋势,截至 2021 年末,研发费用达到了 44.5 亿元,较 2017 年 17.2 亿元,增加了 158.9%。(报告来源:未来智库)

中简科技研究报告:军用碳纤维龙头,产能扩张业绩高增

产品线多样,产能建设稳步推进。产品种类分别有高强型 ZT7 系列(高于 T700 级)、ZT8 系列(T800 级)、ZT9 系列(T1000/T1100 级)和高模型 ZM40J(M40J 级)石墨纤维。其中, ZT7 系列于 2012 年 5 月纳入航空型号管理,并于 2014 年 4 月开始进入稳定供货阶段,应用 于中国自主研发的航空航天装备上,打破了国外对高端碳纤维的封锁和限制。此外,中简科 技是一家技术创新的高新技术企业,在批量供应 ZT7 的同时,也已经完成对于 ZT8、ZT9、 ZM40J 的验收工作,具备工程产业化的能力,为之后航空航天批量提供更为高端的碳纤维产 品打下了坚实的基础。产能建设方面,公司上市前拥有一条自主研发的 50 吨 3K(可换算为 150 吨 12K)高性能碳纤维柔性生产线。据公司投资者问答和机构调研信息披露,该产线改 进后,目前产量能达到 120 吨/年(3K),IPO 募投项目(“千吨线”)主要用于建设千吨级碳纤 维生产线,产能 300 吨/年(3K),2022 年已处于正常生产状态。此外,公司于 2022 年定增 募投建设 1500 吨/年(12K)高性能碳纤维生产线,建设期四年,建成后第一年达产 50%,第 二年达产 100%。

1.2 规模效应初显,调价影响短期业绩

产销量逐年递增,产销比维持高位,规模效应凸显。公司产销量逐年增长,2016 年至 2021 年,碳纤维产量增加 222%,销售量增加 218%,表明了生产线产能逐渐释放,下游客户 订单需求量充足。产销比多年维持在高位,且多次出现产销比大于100%,说明订单需求量时 有溢出,产量仍需增加以满足饱满的碳纤维需求量。随着 2021 年千吨级产线等同性认证通 过后投产,产能扩张后,公司能够签订更多大额订单,继续降低单位成本,提高规模效应。

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大额订单合同需求确定,定价调整影响盈利。自 2016 至 2021 年,公司营业收入由 1.5 亿元上涨至 4.1 亿元,CAGR 为 21.2%;归母净利润由 5684 万元上涨至 2.0 亿元,CAGR 达到 7.6%。2021 年完成营业收入 4.1 亿元(+5.7%),归母净利润 2.0 亿元(-13.4%),营收和归 母净利润增速较低的主要原因与下游客户重新定价等因素有关。公司于 2022 年与主要客户 签订了重大销售合同,合同金额高达 21.7 亿元,约定于 2022、2023 年完全履行。该合同金 额占 2021 年全年营业收入的 526.8%,彰显了下游需求的确定性。

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高端碳纤维为公司业务主要贡献点。从产品业务分类来看,公司销售产品分为高端碳纤 维以及织物,其中碳纤维营业收入和毛利占比皆维持在 80%左右,为公司主要销售产品。从 产品盈利性角度,自 2016 年至 2021 年,碳纤维织物的毛利率从 62.8%增长至 78.8%,而碳 纤维毛利率从 69.2%增长至 76.5%,可以看出近年来两者盈利性逐步趋近。

期间费用率逐步下降,盈利能力受调价影响较大。公司三项费用率总体呈现下降趋势— —其中 2021 年销售费用率提高较多主要系报告期内销售部门资产折旧费用较高所致;而上 市以来公司财务状况明显改善,财务费用率逐年降低;管理费用在 2021 年有明显下降,主 要系公司报告期内的折旧、管理费用减少所致。盈利能力方面,2021年下游客户与公司的协 商调节价格,导致毛利率与净利率较 2020 年有明显下降。(报告来源:未来智库)

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1.3 小结

综上所述,中简科技管理层架构稳定,且实际控制人为专业技术人才,对公司产品研发 把控具有丰富的经验和专业性,持续研发更为丰富的高端碳纤维产品应用于航空航天领域。 产销率维持高位,规模效应降低生产成本。产品结构优化,高附加值产品占比提升。2021年 受到下游客户调价影响,盈利能力一定程度下滑。报告期内,期间费用率进一步下降,公司管理效率持续提升。第二章节将对碳纤维产品应用前景及市场竞争格局展开进一步的剖析。

二、格局良好,行业高速成长

2.1 碳纤维介绍及其分类

碳纤维是一种含碳量高于 90%的无机纤维,由有机纤维(聚丙烯腈基、沥青基、粘胶基纤 维等)在高温环境下裂解碳化形成碳主链机构而制得。作为新一代增强纤维,碳纤维具有出 色的力学性能和化学性能,既具有碳材料固有的本性特征,又兼备纺织纤维的柔软可加工性, 因此被广泛应用于航空航天、能源装备、交通运输、体育休闲等领域。

碳纤维拥有以下特点,十分适用于航空航天领域:

• 质量轻:碳纤维密度和镁、钹相当,为钢材的1/4,若使用碳纤维复合材料制造结构 件,可使得结构质量减重 30~40%;

• 高强度、高模量:碳纤维的比强度较钢高 5 倍,较铝合金高 4 倍,比模量则是其它结构材料的 1.3-12.3 倍(比模量:模量除以密度,代表了质量轻、刚度高的特点);

• 膨胀系数低:大多数的碳纤维在室温下的热膨胀系数为负数,在 200-400 摄氏度时 为 0,在 1000 摄氏度以下也仅为 1.5×(10^-6)/K,代表了碳纤维不易因高温而产生 膨胀变形;

• 耐化学腐蚀性好:碳纤维中纯碳含量较高,而碳在化学元素中又属于高稳定化学元 素之一,其在酸、碱环境中都具有良好的稳定性;

• 抗疲劳能力强:碳纤维结构稳定,据试验统计,碳纤维复合材料经应力疲劳数百万次 循环试验后,强度保留率仍有 60%,而钢材为 40%,铝材为 30%,玻璃钢则只有 20%- 25%。

碳纤维可以按照不同维度进行分类,包括原丝种类、形态、制造条件、力学性能、用途 等,以下为具体分类:

• 碳纤维按原丝种类可分为聚丙烯腈(PAN)原丝、沥青纤维和粘胶丝,由这三大类原 丝生产出的碳纤维分别称为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤 维。其中,聚丙烯腈(PAN)基碳纤维占据主流地位,产量占碳纤维总量的 90%以上, 粘胶基碳纤维还不足 1%。目前公司所生产的高端碳纤维皆为聚丙烯腈(PAN)基碳 纤维;

• 碳纤维按形态可分为长丝、短纤维和短切纤维。长丝应用在工业结构件和宇航结构 件中,短纤维主要应用在建筑行业,如短碳纤维石墨低频电磁屏蔽混凝土、工业用 碳纤维毡等。公司所生产的碳纤维主要应用于航空航天领域,为长丝碳纤维;

按照制造条件和方法分类:碳纤维(800~1600°C)、石墨纤维(2000~3000°C)、 氧化纤维(预氧丝 200~300°C)、活性碳纤维、气相生长碳纤维。公司生产的各类 产品按照该方法分类,可分为 ZT7、ZT8、ZT9 碳纤维以及 ZM40J 石墨纤维;

• 碳纤维按力学性能分为通用型和高性能型。通用型碳纤维强度为 1000MPa、模量为 100GPa 左右。高性能型碳纤维又分为高强型(强度 2000MPa、模量 250GPa)和高模 型(模量 300GPa 以上)。强度大于 4000MPa 的又称为超高强型;模量大于 450GPa 的 称为超高模型。公司生产的 ZT7(高于 T700 级)、ZT8(T800 级)、ZT9(T1000、T1100) 皆为高强型,ZM40J(M40J 级)为高模型,其中 ZT7 系列已经规模化生产;

碳纤维按用途可分为宇航级和工业级两类,亦称为小丝束和大丝束。工业级碳纤维 以 48K 及以上的大丝束碳纤维为主,还包括 60K、120K、360K 和 480K,主要应用于 不同民用工业,包括:纺织、医药卫生、机电、土木建筑、交通运输和能源等。宇 航级碳纤维初期以 1K、3K、6K 为主,逐渐发展为 12K 和 24K,主要应用于国防工业 和高技术(飞机、导弹、火箭、卫星)以及体育休闲用品(如:钓鱼杆、高尔夫球 杆、网球拍等)。公司设立的生产线为 3K 或 12K,因此目前生产的碳纤维产品皆为高 性能小丝束碳纤维。(1K 代表一束碳纤维里包含了 1000 根丝,2K 代表 2000 根丝, 以此类推)

完整的碳纤维产业链包含从一次能源到终端应用的完整制造过程。从石油、煤炭、天然 气均可以得到丙烯,丙烯经氨氧化后得到丙烯腈,丙烯腈聚合和纺丝之后得到聚丙烯腈 (PAN)原丝,再经过预氧化、低温和高温碳化后得到碳纤维,并可制成碳纤维织物和碳纤 维预浸料,作为生产碳纤维复合材料的原材料;碳纤维经与树脂、陶瓷等材料结合,形成碳 纤维复合材料,最后由各种成型工艺得到下游应用需要的最终产品;

目前,我国碳纤维企业以生产聚丙烯腈(PAN)基碳纤维为主,因此大部分工艺流程和 分类建立在聚丙烯腈(PAN)基碳纤维之上。聚丙烯腈(PAN)基碳纤维的生产主要分为两步, 第一步是聚丙烯腈通过聚合、纺丝形成碳纤维原丝,第二步是原丝经过整理后,送入氧化炉 进行一次和二次氧化,制得预氧化纤维(俗称预氧丝),预氧丝进入碳化炉制得碳纤维,碳 纤维经表面处理、上浆即可得到碳纤维产品。浆料是碳纤维企业的独特标签,上浆剂与树脂 的贴合度直接决定了复合材料的强度,因此至关重要。中简科技处于产业链中上游,主要负 责碳纤维原丝及碳丝的工艺,原材料为丙烯腈,而产成品为碳纤维,卡位较为精准,拥有良 好的竞争格局。(报告来源:未来智库)

2.2 全球碳纤维市场持续增长

2021 年,全球碳纤维需求量保持增长。据《2021 年全球碳纤维复合材料市场报告》分 析,近年来碳纤维需求量维持了稳定的增长趋势,相比于 2008 年的 3.6 万吨,2021 年的碳 纤维需求量达到 11.8 万吨,增长了 227.8%,CAGR 为 9.6%。2020 年疫情影响下需求增速放 缓,而 2021 年全球经济复苏背景下,碳纤维需求同比增长 10%,恢复到平均增速。总消费需求增长的背后实则隐含了碳纤维产业市场格局的较大变化;

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多领域崛起,弥补航空航天需求下滑影响。受疫情影响,2021 年全球航空航天需求延续 2020年下滑趋势,但碳纤维总需求量仍然维持了上涨态势,主要是由于其它市场提供了增量 补充。从数据上来看,碳纤维最大下游消费领域为风电,2021 年风电销售量同比增速 7.8%, 相较于往年 20%以上的增速有所放缓,主要是由于下游主机终端价格下降,出于成本考虑放 缓了碳纤维应用。2021 年受冬奥会等体育赛事刺激,体育休闲领域需求同比增长 23%;得益 于光伏下游需求旺盛,碳碳复材销售量和销售额都有较大幅度的增长。氢能作为压力容器用 碳纤维的重要应用领域,近年来表现亮眼。此外,碳纤维在船舶、混配成型、电子电气等领 域的增长同样弥补了航空航天、汽车等领域的下滑带来的影响。

2.3 国内航空航天碳纤维需求有待开发

国内碳纤维市场需求增长迅速,超过全球碳纤维需求量增速。截至2021年,中国碳纤维 的总需求为 6.2 万吨(+27.7%),相较于 2008 年中国碳纤维需求量 0.8 万吨,复合增长率超 17%,平均增速超过全球增速,说明中国碳纤维市场发展在全球范围内具备领先性。同时, 2021 年中国碳纤维需求延续 2020 年的较快增速(+29%),显示出近年来国内碳纤维行业的火 热;

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国内碳纤维市场风电叶片、体育休闲占比高,碳碳复材增速较快,航空航天占比低,有 待开发。中国碳纤维需求量具有如此快的上升速度,主要源于风电领域的贡献。2021年风电 叶片碳纤维需求量为 2.25 万吨(+12.5%),占中国碳纤维需求量的 36.1%;2021 年中国体育 休闲碳纤维总需求量达 1.75 万吨(+19.9%),占总需求的 28.1%,维持近几年的增长速度, 需求贡献仅次于风电叶片。碳碳复材增速较快,2021 年需求量 7000 吨(+133%),下游光伏热场部件需求提升是主要原因。基于全球的统计结果,2021年航空航天在全球碳纤维需求量 市场占比为 14%,但是中国的航空航天领域的碳纤维需求量仅占中国碳纤维总需求量的 3.2%, 较 2016~2021 年世界 21%的平均占比有明显差距。从增速角度分析,因 2020 年受到疫情影 响出现异常偏差,所以仅对 2016 年至 2019 年末进行测算,中国航空航天碳纤维需求量的 CAGR 为 51.8%,全球航空航天碳纤维需求量的 CAGR 仅为 10.1%,中国的航空航天增速十分显 著。因此,综上可知,中国航空航天领域碳纤维需求具有极大的成长空间,并且增速明显, 向全球平均水平靠拢。热场部件需求提升是主要原因。基于全球的统计结果,2021年航空航天在全球碳纤维需求量 市场占比为 14%,但是中国的航空航天领域的碳纤维需求量仅占中国碳纤维总需求量的 3.2%, 较 2016~2021 年世界 21%的平均占比有明显差距。从增速角度分析,因 2020 年受到疫情影 响出现异常偏差,所以仅对 2016 年至 2019 年末进行测算,中国航空航天碳纤维需求量的 CAGR 为 51.8%,全球航空航天碳纤维需求量的 CAGR 仅为 10.1%,中国的航空航天增速十分显 著。因此,综上可知,中国航空航天领域碳纤维需求具有极大的成长空间,并且增速明显, 向全球平均水平靠拢。(报告来源:未来智库)

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2.4 军机迭代打开碳纤维市场缺口

碳纤维及复合材料有望成为航空航天必备材料。目前,随着碳纤维复合材料技术的不断 突破和发展,碳纤维复合材料逐渐开始取代金属合金被广泛使用于航天航空领域。高端碳纤 维复合材料具有高强度、高模量、伸长性、耐热性、吸收冲击、抗腐蚀的特性、良好的各向 异性,可以很好的成为飞机结构件的材料,并且碳纤维复合材料还具有可整体成型的特性, 能够节省连接和装配成本;

世界范围内军用飞机广泛使用碳纤维复合材料。如今主流的先进战斗机中碳纤维复合材 料的占比逐渐上升,从第三代的美国 F-14A 战斗机的复合材料仅有 1%,到欧洲三雄之一,由 英国、德国、意大利和西班牙四国合作设计生产的台风战斗机(EF-2000)时,碳纤维复合材 料占比已达 40%。碳纤维复合材料可应用于机身、主翼、垂尾翼、平尾翼及蒙皮等部位,能 够起到明显的减重作用,大幅提高抗疲劳、耐腐蚀等性能,达到减少维修成本以及延长使用 寿命的作用。根据物理性质,碳纤维复合材料较铝合金和钛合金都具有密度更小、抗拉强度 更强、比强度更高、比刚度更大的特性,且根据《复合材料工程应用分析》描述,采用复合 材料结构的前机身段,可以比金属结构减轻质量 31.5%,减少零件 61.5%,减少紧固件 61.3%; 复合材料垂直安定面可减轻质量 32.24%;

碳纤维复合材料应用于军用直升机能够良好的匹配直升机的任务特性。直升机具有低空 低速飞行器的任务特性,飞行高度一般在 3000m 以下,甚至在一树之高 15~30m 之间,巡航速 度约在 280km/h,舰载直升机甚至常低空掠海飞行,因此其服役环境极其恶劣,主要为湿/热、 干/寒、沙尘/雨淋及海水等自然环境条件,具有较优耐候性、抗腐蚀性的碳纤维复合材料是 优质的材料。直升机结构通常划分为旋翼系统、机体结构和起落架三大类。其中,旋翼系统和机体结构非常适合应用碳纤维复合材料:

旋翼系统:旋翼系统是直升机的独有技术,包括主旋翼和尾桨,是直升机特有的 关键动部件。旋翼系统动部件以调频和疲劳强度设计为主,复合材料因其刚度可 剪裁特性和优异的疲劳性能被率先选用。并且旋翼旋翼桨毂受力复杂,其结构、 重量、可靠性和维修性一直是被重点关注,采用碳纤维复合材料将带来明显的减 重效应,更重要的是可以简化桨毂构造、减少零件数目;

机体结构:机体结构是整个直升机的基础,用于支撑和固定直升机的其他部件, 也用于安置机组人员和乘客,因此其稳定性和安全性时主要考虑目的,且考虑 到机体结构是减重的重要部分,选用碳纤维复合材料,可以很好的利用其吸收 冲撞、高刚度以及轻质量的特性来达到提高直升机安全性和轻量化的目的。

参考欧美发达国家,美国的 V-22 鱼鹰直升机,碳纤维复合材料占比达到了 50%,德国 MBB 公司的 BK117 直升机,碳纤维复合材料占比达到了 75%。此外,虎式(Tiger)武装直升机 及 NH90、CH53K 中大型军用运输直升机的复合材料用量占结构的重量比均在 90%以上。然而, 目前国内,哈尔滨飞机制造公司生产的直-9 型直升机复合材料用量超过了 60%,仅超过了 V22 鱼鹰直升机,距离其它类型的先进直升机具有显著的差距。

中国军机迭代将在未来助力碳纤维市场需求量迎来突破。根据我国的代际战斗机划分, 据《World Air Force》测算,2021 年中国仍然是以歼-7、歼轰-7、歼-8 等二代战斗机为主 要机型,第三代战机数量近年来逐步增多,而第四代战斗机仍占比不大。美国已经淘汰所有的二代战斗机,所有战斗机皆为三代机和四代机,F-15、F-16 和 F-18 为代表的三代机为主, 约占 67%,以 F-22 和 F-35 的四代机,约占 12%。并且中国各类型军机数量都少于美国军机 数量。因此军用航空领域新机型的大规模放量将有效刺激高端航空碳纤维市场景气度。(报告来源:未来智库)

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2.5 民用客机需求爬坡助力碳纤维市场

碳纤维复合材料应用于民用航空,可以为民用航空各方面带来不同的改变,提高了民用 飞机的经济性、舒适性和环保性:

经济性:民用飞机的主要成本由购买成本、油耗、维修成本、寿命等因素构成。 虽然应用于民用客机的碳纤维复合材料较金属合金如铝合金、高温合金的成本 更高,但是碳纤维复合材料特性带来的经济效益远超高成本带来的负面效应。 例如,碳纤维复合材料占比高达 50%的波音 787 整体机身减少了 1500 块铝合金 板和约 4 万个连接件,使机体结构更加轻盈坚固,节省了油耗和维修成本。相较于 波音 767,波音波音 787 的场外维修间隔时间从 500 小时提高到 1000 小时。同 时,维修费用比波音 B777 降低了 32%;

舒适性:利用碳纤维复合材料的强抗疲劳性,可以使飞机客舱具有更大的舷窗, 让乘客在乘坐过程中有更大的视野。波音 787 使用了复合材料设计的舷窗面积达 到了 280mm×480mm,较空客 330 和 340 面积增加了 78%。同时碳纤维的耐腐蚀性 可以使得客舱湿度提升至人体较为舒适的程度,减少了干燥感;

环保性:全球“碳中和”背景下,排放标准越来越严格,飞机的节能减排越发 重要。使用密度低、质量轻的碳纤维复合材料制造的飞机,可以提高飞行效率,降低油耗。波音 787 飞机较同类型的飞机,节省了 20%的燃油,其中 8%的减少源 自于使用碳纤维复合材料从而实现的。

碳纤维复合材料在如今的民用航空中应用的越发广泛。在 20 世纪 80 年代前半段,波音 B757 和波音 B767 的碳纤维复合材料占比仅为 4%左右,到 80 年代后半段往后出现的波音 B777 和空客 A340 中碳纤维复合材料的占比上升到了 12%和 14%。2000 年后首飞的空客 A380 的碳 纤维复合材料占比升至 25%;而代表当今世界民用飞机制造技术最高水平的波音 B787 和空客 A350,复合材料的质量分数高达 50%和 52%。随着碳纤维复合材料技术的继续突破,民用航空 使用碳纤维复合材料代替金属合金的比例会越来越高;

目前我国民用航空国产化开始加速。自主研发的 ARJ 和 C919 以及与俄方合作的 CR929 都 使用了碳纤维复合材料,占比分别为 2%、12%和 51%。C919 的研发,代表了中国在民航客机 领域逐步追上世界一流的脚步,碳纤维复合材料占比与目前主流机型波音 777、空客 A320 相 当。并且 C919 正在加快改良的脚步,在当前碳纤维复合材料应用部位以外,提升应用于机 翼、中央翼,并且使用国产复合材料取代进口,将碳纤维复合材料占比提升至 23%。此外, 与俄方共同研发的 CR929,碳纤维复合材料占比达 51%,与目前最前沿民用客机技术结晶波 音 787、空客 A350XWB 相当。虽然目前碳纤维主要材料 T800 依靠进口,以及俄方使用的主要 材料受到西方限制,但是 T800 已经国产化成功,且已具备工程产业化的程度,随着 T800 通 过航空航天认证以及生产能力逐步释放,国产替代进口的进度加快,新型民用客机的研发会 提供广阔的碳纤维需求空间;

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国产 C919 和 ARJ21 订单出现明显增加,中国未来市场民用客机需求量大。根据前瞻产业 研究院和制造界网的统计数据,截至到 2022 年 5 月,C919 客机包含确认订单和意向订单在 内的总订单数量超过 800 架,ARJ21-700 订单数量接近 600 架。2022 年中国东航发布定增预 案,拟采购 4 架总价值 24 亿元的 C919 客机,同时首架交付给东航的 C919 首飞成功,意味 着该机型从前期的研发以及测试阶段开始转向交付运营阶段,随着民用航空市场的复苏,订 单量有望出现进一步增长。根据中国商飞发布的《中国民用飞机市场预测(2021-2040)》统 计,我国航空市场将接收 50 座级以上客机 9084 架,价值约 1.4 万亿美元。其中,50 座级以 上涡扇支线客机 953 架,120 座级以上单通道喷气客机 6295 架,250 座级以上双通道喷气客 机 1836 架;随着国产飞机制造技术的上升和碳纤维技术的进一步突破,民用航空的碳纤维 需求量也将成为下游市场发展的主力空间;

从长周期来看,我国航空客运周转量仍将保持较快增长。据《中国商飞公司市场预 测年报(2021-2040)》测算,我国航空市场将接收 50 座级以上客机 9084 架,价值约 1.4 万 亿美元。其中,50 座级以上涡扇支线客机 953 架,120 座级以上单通道喷气客机 6295 架, 250 座级以上双通道喷气客机 1836 架,为计算国内航空用碳纤维未来 20 年的总体需求,做 出以下核心假设:

参照 ARJ21、C919 以及 CR929 的参数,假设对于涡扇支线客机、单通道喷气客机以 及双通道喷气客机,结构重量分别占空重的比例为 31%,50%,50%;

随着碳纤维材料技术的成熟,对经济性和轻量化有极高要求的民用航空将逐渐提升 碳纤维含量,目前国产 ARJ21、C919 和 CR929 的碳纤维复合材料含量占比分别为 2%, 12%和 51%,对标海外的 ejr145、B737 以及 A350 的发展历程,预测未来二十年国内 涡扇支线客机、单通道喷气客机以及双通道喷气客机平均碳纤维复合材料占比将分 别达到 8%,20%和 55%;

根据《全球复合材料报告 2021》,目前碳纤维占树脂基复合材料重量的 65%,由于目 前产业链大多以“碳纤维-复合材料-复合材料部件”的形式交付产品,假设成材率 影响下,从碳纤维到复合材料成材率为 0.55,从复合材料到部件的成材率为 0.9, 则碳纤维需求量为总部件重量的 2 倍,即传递系数为 2;

假设碳纤维未来二十年的平均价格保持平稳,大致为 100 万元/吨。 根据上述假设进行测算,我国民航领域在未来 20 年将产生约 10.7 万吨的碳纤维需求,市场规模达到 1073 亿元。(报告来源:未来智库)

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2.6 无人机领域助力国产碳纤维走向世界

无人机是不携载操作人员,由动力驱动、可重复使用、携带有效载荷完成特定任务的航空器。总体上来看,无人机分为军用无人机和民用无人机,其中民用无人机又分为消费级和 工业级无人机。2021 年,无人机领域全球需求量达到 3450 吨,同比增长 360%,占航空航天 总需求的比例进一步提升。无人机以其机动灵活、性价比高、用途多样等特点逐渐在军用和 民用领域发挥越来越重要的作用,下面以中无人机招股书提供的数据测算无人机的市场规模:

20 世纪 90 年代以来,军用无人机在现代战争中得到了全面应用,无人机迅速崛起 并蓬勃发展,经过多年研究,我国的无人机制造技术已经达到世界先进水平。军用 无人机具有人员零伤亡、作战性能优越、成本低廉等多种优点,成为了现代战争重 要的武器平台,是我国未来武器装备发展的重点方向。根据蒂尔集团预测,2028 年 全球军用无人机年产值将达到 147.98 亿美元,CAGR 约 5.36%。海外市场看,目前全 球无人机系统军贸出口国家包括以色列、中国、美国等,根据斯德哥尔摩和平研究 所(SIPRI)统计,2010 年至 2020 年,无人机军贸市场中,中国市场份额约 17%。 国内市场观察,无人作战将深刻改变战争面貌,因此要加强无人机作战研究,目前 无人机已经成为我国国防重点发展的战略领域。根据蒂尔集团报告预测,2018 年至 2027 年,全球军用无人机产值主要集中于无人战斗机系统、中高空长航时无人机系 统,约占全球军用无人机市场的 48%,十年累计产值 430.5 亿美元;

民用无人机方面,根据 Frost&Sullivan 统计,全球民用无人机市场规模从 2015 年 的 214.5 亿元人民币增长至 2019 年 657.4 亿人民币,国内民用无人机市场规模从 155.5 亿元增长至 435.1 亿元。虽然过去消费类无人机一直占据较大的市场空间, 但随着无人机在工业领域的拓展,工业无人机市场规模将快速增长,超越消费级无 人机成为民用无人机市场的重要组成部分。根据 Frost&Sullivan 预测,到 2024 年 全球民用无人机市场规模将达到 4157.3 亿元,十年间 CAGR 为 43.03%,其中工业无 人机市场规模将达到 3208.2 亿元,占比提升至 77%,十年间 CAGR 为 57.6%;国内民 用无人机市场规模将达到 2075.6 亿元,其中工业无人机市场规模将增长至 1507.9 亿元,占比提升至 73%,十年间 CAGR 为 54.5%;

按照上述增速合理推测,到 2025 年全球军用无人机市场规模将达到 825 亿元,民用 无人机市场规模将达到 5404 亿元。

中简科技研究报告:军用碳纤维龙头,产能扩张业绩高增

根据《2021 年全球碳纤维复合材料报告》描述,2021 年碳纤维在全球无人机领域的需求 量约为 3450 吨,较 2020 年的 750 吨有较大幅度增长(+360%),主要原因可能包括基数较少, 下游军用、测绘、气象、应急等领域需求提高所致。考虑到 2021 年单位无人机规模对应的 碳纤维用量较往年有较大幅度提升,我们推测是由于碳纤维用量更大的军用无人机的交付以 及技术进步碳纤维用量提升等因素。根据上述数据,并结合中无人机招股说明书中的预测, 我们保守给出每千亿市场规模使用大约 1000 吨碳纤维的假设,由此推测到 2025 年全球无人 机用碳纤维需求量达到 6312 吨,2022-2025 年 CAGR 约 29.5%。

中简科技研究报告:军用碳纤维龙头,产能扩张业绩高增

2.7 秣马厉兵,碳纤维助力航天事业发展

碳纤维复合材料作为在结构、性能及重量方面较其他材料有明显优势的先进材料,在导 弹、运载火箭以及卫星等航天飞行器中发挥着不可替代的作用,其应用水平直接关系到武器的迭代及型号研制的成败。根据中简科技招股说明书介绍,航天飞行器重量每减少一公斤, 可使得运载火箭减轻 500 公斤,因此在航天工业中大量采用先进的碳纤维复合材料。由于航 天器大部分为一次性使用的耗材,因此随着未来世界范围内对于深空事业的探索热情不断提 高,碳纤维将在航天领域发挥更加重要的作用。

目前碳纤维复合材料主要应用于导弹弹头、 火箭箭体、发动机结构件以及卫星结构承力件等重要部件上; 目前欧美国家已经将碳纤维用于众多航天器中,部分航天器的结构重量甚至不到总重量 的 10%。例如美国的侏儒、民兵、三叉戟等导弹已经成熟运用碳纤维在保证强度的情况下减 轻重量,以达到更好的机动性;发射筒方面,美国的战略导弹 MX 洲际导弹,俄罗斯战略导 弹白杨 M 导弹均采用先进复合材料发射筒;此外,在发动机壳体中,碳纤维复合材料的应用 也非常普遍。例如美国的三叉戟-2 导弹、战斧级巡航导弹、大力神-4 火箭、法国的阿里安2 火箭、日本的 M-5 火箭等等,均使用了碳纤维制作火箭发动机的壳体。

我国在运载火箭领域也应用了较多的碳纤维复合材料,例如长征系列火箭,就在卫星结 构支架、加筋壳、梁、K 形梁、环向加强梁、碳纤维筒、整流罩、有效载荷支架、井字架等 多处承力结构件上使用了碳纤维蒙皮或加强框,在保证性能的同时减轻了结构重量,较大的 提高了运载火箭的有效载荷。

此外,在近两年地缘政治波动的外部环境下,我国也加强了导弹储备库的建设,同样加 大了碳纤维在导弹领域的使用量,随着实战演习的频率提高以及新型导弹武器的列装,碳纤 维在导弹领域的使用量将进一步提升。(报告来源:未来智库)

2.8 小结

军用航空航天碳纤维属于严格认证的小丝束,主要用于卫星、导弹、飞机、火箭等领域。 相关生产企业位于产业链中上游,主要负责原丝和碳丝的工艺,卡位精准,具有良好的竞争 格局。近年来国内碳纤维产业呈现高端产品不足的情况,航空航天领域需求空间有待开发。 总量补偿式增长叠加结构换代升级,带动军机整体碳纤维需求和单机用量持续提升;民用航 空领域随着国产大飞机订单逐步交付,民航用碳纤维将有望逐步提高国产替代率,实现弯道 超车;无人机以其机动灵活、性价比突出等优点在军用、民用领域发挥重要作用,我国军贸 出口的主力就是军用察打一体无人机,而民用领域消费级无人机同样在全球市场中处于领先 地位,随着无人机在全球范围内的市占率不断提升,将助力国产碳纤维走向世界。航天是高 强高模碳纤维的传统优势领域,在导弹、火箭、卫星等领域发挥重要作用,近年来在地缘政 治愈发复杂的国际环境下,导弹储备的建设逐步加速,随着实弹演习频次的提高和新型导弹的列装,航天用碳纤维的需求将进一步提高。

三、公司产品由强军逐步切入民用,未来可期

3.1 碳纤维政策持续助力

中国碳纤维发展时间较短,起步较晚,并未达到国际发达水平,因此对于中简科技的竞 争格局并不能单一以下游市场需求以及自由市场经济来评判,还需考虑国家政策扶持碳纤维 的大环境。因此国家政策的支持将有助于公司在碳纤维领域加速发展,加快国产代替进程。 参考国外的碳纤维企业发展路径,都需要国家政府和军工的资源和政策助力。近年来,国务 院、政府主管部门出台了一系列支持高性能碳纤维研发生产的产业政策。中简科技主要生产 高性能碳纤维,因此公司将显著受益于政策红利。

3.2 公司产品具有竞争力

对标全球碳纤维行业具有绝对领先优势的日本东丽产品,公司自主研发的碳纤维产品具 有与其相当的性能,甚至在部分指标上有所超出,并且在日本东丽具有绝对领先地位的M55J 和 M60J 级别的碳纤维产品上,公司也取得了突破性的进展——M55J 系列产品通过了科技部 组织的课题验收,意味着公司在国产高端碳纤维领域又向前迈进了一大步;

公司拥有相对稳定的定价机制以及宽厚的资质护城河。公司建立了合格供方评价及再评 价制度,形成了《合格供方名录》,相关原辅料采购有固定的供应方,因此长期协议下原材 料价格能够保持相对稳定;同时生产的碳纤维产品销售给国内航空航天领域所属企业,销售 价格根据国家计委、财政部、总参谋部、国防科工委联合制定的《军品价格管理办法》采取 审价方式确定,价格审定后,除因国家政策性调价,军品所需外购件、原材料价格大幅上涨 以及军品订货量变化较大等因素影响外,一定期限内产品价格将保持稳定。上下游的特殊定 价方式保证了公司在除了特殊情况外的盈利能力相对稳定。此外,根据国务院和中央军委联 合发布的《武器装备科研生产许可管理条例》,未取得武器装备科研生产许可,不得从事许 可目录所列的武器装备科研生产活动,而公司已获得所需资质证书。公司具有自主研发生产 高端碳纤维核心技术,同时航空航天订单量稳定且有增长,良好的资质和证书,使其拥有十 分强大的护城河和技术壁垒,成为高端碳纤维以及航空航天材料行业中的龙头企业;

公司高端产品单价高,盈利能力突出。观察近年来行业内各公司的主要产品销售价格可 以发现,以军品销售为主的中简科技(300 万元/吨)、军民品融合的光威复材(100 万元/吨) 销售价格维持在较高水平,较中复神鹰(15 万元/吨)、吉林化纤(2 万元/吨)以及吉林碳 谷价格(3万元/吨)有较大优势。同时,同行业内中简科技、光威复材、中复神鹰毛利率相对较高,而恒神股份、吉林碳谷近年来随着碳纤维行业景气度提高之后产能利用率爬坡,毛 利率逐步改善,但较中简科技仍有较大差距。

中简科技研究报告:军用碳纤维龙头,产能扩张业绩高增

3.3 坐拥军航,放眼民航

民用碳纤维和军用碳纤维内在逻辑不尽相同。民用碳纤维的价格主要受供需关系影响, 价格随市场波动较大,因此在下游需求增加较多而海外供应波动、国内产能提升有限的背景 下,产品销售价格前期提升较为明显,而军品碳纤维由于终端客户集中度较高,对下游议价 能力相对不强,价格较为刚性,但需求增速较为确定,竞争格局较好,因此中长期看业绩将 维持稳定增长;

中简科技产品结构军品占比高,短期受定价波动影响。公司产品主要应用于军品,对于 前五大客户的军品销售收入占总营业收入的 99%以上,军品业务中现有主要客户为国内大型 航空航天企业集团——尤其是客户 A,2021 年公司对其销售占比超过 79%。ZT7 碳纤维产品 也已经多年批量应用于我国航空航天八大型号。公司公告和年度报告中都说明了公司的碳纤 维及碳纤维织物主要客户都是军方,只有非常少量的产品提供给民用领域。根据《军品价格 管理办法》的规定,军品的价格波动非常低,虽然 2021 年受到下游客户重新定价等因素影 响,销售价格和毛利率一定程度下滑,但价格议定后,除特殊情况外价格将维持稳定,因此 军品占比高有助于稳步经营,并且随着航空航天领域持续高速发展,订单量有望持续上升, 保证业绩持续增长;

中简科技研究报告:军用碳纤维龙头,产能扩张业绩高增

民用航空领域前景广阔,关注企业在该领域的布局情况。中简科技近期在机构调研中明 确表示近期公司开始积极推动商用大飞机的认证工作,目前已经有两款新产品全面达到国外 预浸料要求,随着公司在相关领域认证工作的布局工作推进,未来公司将在国产大飞机领域 占据重要位置。(报告来源:未来智库)

3.4 千吨产线投产在即,新产线预案出炉,产能即将突破

“千吨”级产线达到可使用状态,产能即将释放。中简科技的主要高端碳纤维产品为 ZT7 系列(高于 T700 级),上市前产能 50 吨(3K),后通过技术改造升级为 120 吨(3K)。公 司为满足下游需求,于 2016 年 6 月投资 6.83 亿元,建设 300 吨/年(3K)碳纤维扩建项目, 即在以前产能上扩建,对原本产能无影响,并已于 2020 年转固,于 2021 年完成等同性测试, 正式投产。根据公司互动问答回复,此条柔性生产线可生产不同种类碳纤维,包括 ZT7 系列、 ZT8 系列和 ZT9 系列产品。投产后,公司理论产能达到 370-420 吨(3K)。随着千吨线的产能 爬坡,公司将更有效的满足下游市场对高性能碳纤维的持续需求;

此外,公司定增项目(“三期项目”)发行成功,计划投入 18.7 亿建设聚丙烯腈原丝生 产线、氧化碳化线、碳纤维织物车间及相关配套实施,建成后具有年产 1,500 吨(12K)或换 算为 400 吨(3K)高性能碳纤维及织物产品的生产能力,进一步提高公司的高端碳纤维产能, 扩充中高端产品产能及供应能力,增强综合竞争力,巩固公司在国内航空航天等中高端市场 的地位。本次募集资金投资项目所建生产线为柔性化、智能化生产线,产品根据客户的具体需要对碳纤维进行定制化生产,不局限于某一具体型号的碳纤维。该募投项目说明,中简科 技对未来的发展十分看好,对高端碳纤维需求增长抱有信心;

中简科技研究报告:军用碳纤维龙头,产能扩张业绩高增

与业内其它碳纤维企业的扩产计划,包括中复神鹰、光威复材、恒神股份,进行横向比 较,发现中简科技的扩张产能远不及中复神鹰和光威复材的万吨级产线,即使完成现有扩产 项目后,达到近 3000 吨 12K 或换算为 1000 吨(3K)高端碳纤维产量,产能依然不如恒神股份 现有产能 4500 吨,但是从产品角度来看,中简科技的产线生产的产品性质更好,大部分为 3K 级别的高端的碳纤维及织物产品,而其他企业的产线所生产的主营产品为 12K 及以上的高 端碳纤维产品,较中简科技在产品性质上有明显差别,因此扩产难度相对较大。此外,从业 务角度来看,中简科技的业务皆为军品,而光威复材、中复神鹰、恒神股份中,只有光威复 材的军品业务占比相对较高,其余两个企业还是以工业级碳纤维为主,因此不构成竞争。

3.5 小结

随着国家扶持碳纤维发展的政策进一步加快,中简科技加速发展,高端碳纤维产品与国 际顶尖产品相比,具有较为突出的竞争力。此外,对标国内同行业公司,公司业务集中于高 端航空航天领域,与下游核心客户深度绑定,因此拥有更高的产品盈利性和更稳定的订单, 从而保持其业绩稳步增长。同时公司开始积极拓展大飞机业务,打开中长期成长天花板。随 着“千吨”级产线释放产能以及新募投项目的建设推进,公司打破产能瓶颈,规模效应将进 一步显现,将最大程度受益于我国先进制造发展红利。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:【未来智库】。未来智库 - 官方网站

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