西部超导研究报告航空钛合金核心供应商,高

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(报告出品方/作者:中泰证券,陈鼎如、张帆、杜先康)

1背靠西北院,国产高端合金领军者

1.1深耕高端合金近廿载,布局钛合金、超导材料和高温合金三大市场

背靠西北有色金属研究院,国内高端钛合金龙头企业。公司前身超导有限成立于年,是由西北有色金属研究院与超导国际共同出资设立。超导有限于年整体变更为股份有限公司,年登陆科创板。公司是我国航空用钛合金棒丝材的主要研发生产基地,是目前国内唯一低温超导线材制造商,是目前全球唯一的铌钛锭棒、超导线材、超导磁体的全流程生产企业。

主营高端钛合金、超导产品及高性能高温合金三类产品。公司主要产品有三类:第一类是高端钛合金材料,包括棒材、丝材和锻坯等,主要用于航空(含飞机结构件、紧固件和发动机部件等)、舰船、兵器等;第二类是超导产品,包括铌钛锭棒、铌钛超导线材、铌三锡超导线材和超导磁体等,主要用于先进装备制造、大型科学工程等领域,包括磁共振成像仪、磁控直拉单晶硅、核聚变实验堆、核磁共振谱仪、质子/重粒子加速器、磁悬浮列车、智能电网装备等;第三类是高性能高温合金材料,包括变形高温合金、铸造和粉末高温合金母合金等,主要用于航空发动机和燃气轮机、核电设备等领域。

股权集中度较高,实控人是陕西财政厅。截止年1月13日,公司前三大股东分别为西北有色金属研究院、中信金属股份有限公司和永春天汇科技投资股份有限公司,持股比例分别为21.56%、12.74%、6.17%,合计持股40.47%,实控人为陕西省财政厅。截止H1,公司拥有1家全资子公司西燕超导和4家控股子公司聚能磁体、聚能装备、聚能高合、九洲生物。

1.2下游需求旺盛,公司业绩持续稳健增长

近年高端钛合金市场需求旺盛,公司业绩持续稳健增长。营收方面,-Q3公司实现收入9.78亿元、9.67亿元、10.88亿元、14.46亿元、21.13亿元、20.91亿元,同比增长10.24%、-1.07%、12.51%、32.87%、46.10%、37.70%,-年营收CAGR为21.24%。净利润方面,-Q3公司实现归母净利润1.59亿元、1.42亿元、1.35亿元、1.58亿元、3.71亿元、5.38亿元,同比增长15.22%、-10.60%、-4.95%、17.26%、.31%、97.86%,-年归母净利润CAGR为23.61%。钛合金业务是公司收入主要来源,近年营收占比均超80%。目前高端钛合金市场需求旺盛,叠加公司产品结构持续优化和规模效应逐步显现,业绩呈现持续稳健增长态势。

盈利能力显著提升,费用管控能力持续向好。-Q3年综合毛利率分别为41.32%、38.63%、36.77%、33.69%、37.91%、43.29%,钛合金业务是公司毛利主要来源,公司综合毛利率基本与钛合金业务毛利率变化一致。-年,受海绵钛等原材料成本上升影响,钛合金业务毛利率呈现下滑趋势;年起,受益于产品结构升级、原材料降价及规模效应等因素,钛合金业务毛利率显著攀升。近年公司费用管控能力持续向好,期间费用率持续降低,Q3期间费用率为13.69%,同比下降3.84pct。

2国内高端钛材+超导龙头,高温合金潜力巨大

2.1国内航空钛材供应主力,优先受益军机放量+民机国产化

国内钛材需求加速放量,航空航天市场前景广阔。目前中国钛工业产业结构调整已基本完成,钛材需求已由传统化工(氯碱、纯碱和制盐等)转向航空航天、船舶、医疗和石化PTA等高端领域。受益于航空航天、石化PTA等高端需求释放,年国内钛工业发展迅速,其中钛加工材产量/销量分别达9.70/8.45万吨,同比增长28.9%/50.7%。年中国钛材下游应用中,化工/航空航天/海洋工程/电力/体育休闲需求占比分别为50.8%/18.4%/7.7%/5.0%/3.5%,其中国内航空航天钛材需求占比远低于50%的国际水平。

国内外先进军机钛用量持续提升。钛合金是飞机和发动机的主要结构材料之一,主要用于飞机起落架、机身的梁、框和紧固件等,发动机风扇、压气机、叶片、鼓筒、机匣、轴等,以及直升机桨毂、连接件,能够减轻结构重量、提高结构效率,同时满足先进飞机、发动机高耐蚀和长寿命等要求。20世纪60年代以来,军用飞机钛用量逐年增长。国际方面,目前欧美主要战斗机和轰炸机中钛用量已稳定在20%以上;国内方面,军用歼击机初始钛用量仅2%(J-8),目前已增至25%(J-31)。

我国空军飞机数量不及美国四分之一,且代际差距显著。据《WorldAirForces》统计,截至年底,美国拥有军用飞机架,占比25%,数量居全球第一;其次是俄罗斯,数量达架,占比8%;我国拥有军机数量为架,占比约为6%,其中战斗机架、特殊用途飞机架、运输机架、直升机架、教练机架,同美国存在较大差距。从代际结构来看,我国四代机只有19架,对比美国的近架四代机机队规模,仍有很大的提升空间。我国空军军用飞机与美国等发达国家比起来起步晚、底子薄、代际差异大,运输机、轰炸机、直升机等短板明显,但近十年来,中国空军现代化建设进入快车道,战斗机等军用飞机研发成果尤为突出。自年,我军首次将空军定位为战略军种,空军建设发生战略转变。在新时期战略空军建设目标下,将以信息化作为发展方向和战略要点,加大先进战机的列装是下一阶段我国国防建设的重点。

国内先进军机加速列装,-年我国军机钛材需求有望超过12万吨。以年实现我国国防实力与现阶段经济实力相匹配的目标,我们首先保守假设美军除四代机之外其余机型保有量不变,四代机每年按照FY财年85架的采购规模持续列装(10年新增架,远小于《WorldAirForce》中F35系列战机的计划采购总数)。再保守假设到年我国各类飞机总量达到美军的80%,则中国新增三代机、四代机分别为架和架左右,各类直升机架,大型运输机架,特种飞机架左右。假设钛材耗损率为80%,综合各类军机空重及钛含量数据,我们测算,-年我国军机钛材需求量有望达12.8万吨。

国内外新型民机钛用量持续攀升。减轻飞机重量、增加运载能力、降低油耗是航空公司选择飞机的重要依据,提高钛材用量已成为全球主要飞机制造商的共同选择。国际方面,波音和空客主要机型的钛用量持续攀升,A/B钛用量占比分别达14%/15%;国内方面,作为中国商飞的两款主力机型,ARJ-21/C钛用量占比分别达4.8%/9.3%,CR钛用量预计将达15%左右。

-年中国民机交付总量预计将达架,民机钛材需求有望超16万吨。根据中航工业集团最新发布的《民用飞机中国市场预测(-)》,预计从~年将进入恢复期的快速增长阶段,以后将保持稳定增长。到年客运周转量预计将达到3.3万亿人公里。预计到年末,中国航空公司客机机队规模预计将达到架,其中宽体干线飞机架,窄体干线飞机架,支线飞机架,预计-年间,中国需要补充民用客机架。假设钛材耗损率为80%,综合各类民机空重及钛含量数据,我们测算,-年我国民机钛材需求量预计将达16.74万吨。

军用航空钛材供应主力,技术水平业内领先。公司是国内高端钛合金棒材、丝材、锻坯的主要供应商,产品主要用于飞机结构件和紧固件、航空发动机零部件,主要客户是中航工业下属公司及其锻件配套商。公司现已掌握大规格铸锭纯净化、均匀化控制、棒丝材和锻坯均匀化控制、棒丝材批次稳定性控制等多项关键技术,三种新型钛合金(TC4-DT/TC21/Ti45Nb)现已成为我国航空结构件、紧固件用钛合金主干型号,是国内新型战机、运输机的钛材供应主力。在航空结构件整体化背景下,钛合金棒材、锻坯的规格范围不断增大。公司成功解决大规格钛合金棒材、锻坯的组织均匀性难题,率先制备出最大规格的TC4-DT、TA15、TC17、TC18、TC4、Ti6A14V、Ti80等钛合金棒材、锻坯,钛合金棒材最大规格达Φmm。受益于高端定位和技术优势,公司钛合金毛利率业内领先,年达43.03%。

布局上游原材料,综合实力有望进一步提升。海绵钛是钛合金的重要原材料,据公司招股说明书,年公司高端钛合金成本结构中,原材料占61.12%,其中海绵钛占35.97%。海绵钛由高到低可分为0A级、0级、1级、2级、3级、4级、5级,其中高等级海绵钛杂质含量少、组织均匀性较好。公司高端钛合金所需海绵钛以0级为主,多为3mm-12.7mm的小颗粒海绵钛。近年小颗粒海绵钛供应紧张,已成为高端钛合金产量和价格的重要影响因素。年10月,公司以万元认购朝阳金达万股,持股比例达8%。朝阳金达是国内高品质海绵钛的重要供应商,通过布局上游原材料,公司高端钛合金的竞争力和市占率有望进一步提升。

产能瓶颈有望突破,钛合金业绩有望进一步增厚。年,“高端装备用特种钛合金产业化项目”建成转固,公司高端钛合金产能从吨/年增至吨/年。国内航空用钛合金持续高景气,近年公司产能利用率和产销率均维持高位,年分别达98.52%、99.05%。年1月公司定增募资20.13亿元,其中9.7亿元拟用于航空航天用高性能金属材料产业化项目,新增钛合金产能吨/年。新增产能建成后,公司产能瓶颈有望突破,钛合金业绩将进一步增厚。(报告来源:未来智库)

2.2低温超导技术全球领先,MRI市场持续高景气

MRI是当前超导材料最大下游应用。根据临界温度不同,可将超导材料分为低温超导材料和高温超导材料,其中以NbTi和Nb3Sn为代表的低温超导材料机械性能优良、成本优势显著,目前在商业化超导市场中处于主导地位。目前低温超导材料主要用于MRI、MCZ、NMR、ITER、加速器、科研用特种磁体等领域,其中MRI是当前超导材料的最主要应用领域。

我国MRI普及率较低,市场需求有望加速释放。年中国MRI市场规模达89.2亿元,-年CAGR达8.0%,增速全球第一。然而,中国MRI普及率与发达国家存在显著差距。年,日本/美国每百万人MRI保有量分别为55.2/40.4台,同期中国每百万人MRI保有量仅9.7台。“十四五”规划提出建设“多模态跨尺度生物医学成像设施”、“国家医学中心”、“区域医疗中心”医院设施条件和能力服务的“医院”,我们认为,随着国民生活水平提升、人口老龄化加速,我国临床检查需求旺盛,在国家政策的大力支持下,MRI市场需求有望加速释放。据灼识咨询预测,-年,中国MRI市场规模CAGR预计将达10.6%,年有望达.2亿元。

年国内MRI用超导线材需求量有望超吨。我国MRI存量产品主要分为1.5T和3.0T两种型号,其中1.5TMRI仅能满足基本临床需求、单台设备消耗0.5吨导线材,3.0TMRI检查更加精细、单台设备消耗1.5吨导线材。据健康界研究院《中国医用MRI市场研究报告》,年我国1.5T/3.0TMRI保有量占比分别为75.3%/24.7%,我国医疗诊断技术持续进步,叠加国民临床检查需求逐渐多样化,3.0TMRI有望成为市场主要增长点。年国内MRI销量为台,-年CAGR为15.78%。假设-年国内MRI销量增速维持15.5%,3.0TMRI占比逐年增长2%,经测算,年国内MRI用超导线材需求量有望达吨。

硅片大尺寸趋势下,MCZ用超导磁体需求有望加速放量。受益于光伏、集成电路等行业发展,中国现已成为全球最大的单晶硅生产国。据中国有色金属工业协会统计,年我国单晶硅片产能/产量/销量分别为//GW,同比增长.61%/62.22%/62.22%。在生产成本、可利用效率等因素促进下,大尺寸已成为硅片发展趋势,其中mm现已成为行业主流尺寸,据ICInsights预测,年全球mm硅片产能占比有望达71.2%。MCZ技术通过磁场对导电硅流体的热对流形成抑制作用,进而减少单晶硅生长中的杂质和缺陷,极大改善了晶体的完整性和均匀性,可实现高质量大尺寸单晶硅的快速生长。国际方面,采用超导磁体提供0Gs稳定磁场的MCZ技术,现已成为mm单晶硅的主要生产方法。国内方面,目前主要采用常导磁体提供相应磁场。常导磁体功耗大(大于kW)、需要复杂的冷却系统,且无法高效控制杂质和缺陷的产生。相对而言,超导磁体体积和运行成本大幅降低,可使mm单晶硅制造能耗减少20%、成品率提升30%。据SEMI统计,年中国大陆半导体设备销售额达.2亿美元,同比增长39%,居全球首位。随着国内半导体设备市场规模和技术水平的持续提升,MCZ用超导磁体需求有望加速放量。

国内唯一低温超导线材制造商,技术水平及产业布局全球领先。公司于年开启ITER计划用NbTi、Nb3Sn超导线材的产业化,年开始批量供货,目前已完成全部交付。MRI方面,基于ITER计划的技术积累,年公司成功开发MRI专用NbTi超导线材,现已批量应用于GE医疗、Philips医疗、SIEMENS医疗、联影医疗、东软医疗、健信核磁等国内外主流MRI设备。公司是目前国内唯一低温超导线材制造商,竞争对手均来自国外。NbTi锭棒是MRI用超导线材的原材料,目前全球仅西部超导与ATI两家公司具备批产能力。ATI仅生产NbTi锭棒,并未生产下游低温超导产品,公司则是全球唯一的NbTi锭棒、超导线材、超导磁体全流程制造商,在MRI用超导线材原料供应、产品成本、交货周期及售后服务等方面优势显著。公司现有MRI用超导线材产能吨/年,年募资建设“高性能超导线材产业化项目”,新增MRI用超导线材产能吨/年。MCZ方面,公司自主研发MCZ磁体,是国内首台专用于磁控直拉单晶硅的高磁场强度超导磁体,传导冷却类型MCZ,已实现批量出口。我们认为,公司超导技术及产业布局全球领先,近年加大MRI用超导线材产能建设,MCZ磁体已实现稳定交付,随着国内下游市场加速放量,超导线材业绩有望持续高增长。

2.3布局高温合金产品,开辟第二增长曲线

近年国内高温合金需求快速增长,航空发动机是重要增长点。据新材料在线统计,年国内高温合金下游应用主要涉及航空航天/电力/机械/冶金等领域,需求占比分比为55%/20%/10%/7%。在现代航空发动机中,高温合金用量占发动机总重量的40%-60%,主要用于燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘等四大热端部件,此外还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。受益于先进航空发动机、燃气轮机等领域的发展,近年国内高温合金市场需求快速增长,据前瞻产业研究院预测,年国内高温合金市场规模为亿元,年预计将达亿元,CAGR达31%。

未来十年我国军用航发市场高温合金年均需求(采购+维护)有望达亿元。按军用飞机发动机价值占比25%,军用飞机%的备发率(《军用航空发动机全寿命费用分析研究》:按规定备用发动机约占已装用的发动机的25%-50%)估算,未来十年国内军用航空发动机采购规模有望达.41亿元,年均.14亿元。根据中国产业信息网的研究数据,航空发动机中原材料成本占比为50%,高温合金约占原材料成本的36%。据此预测,未来十年我国军用航发市场高温合金需求有望达.25亿元,年均市场规模约.63亿元。此外,航空发动机全寿命周期要经历研发/采购/使用维护三个阶段,费用占比约为10%/40%/50%,其中使用维护阶段涉及零部件更换、维修与服务两大环节,费用占比大体一致。我们假设,维修与服务环节不消耗高温合金,零部件更换环节高温合金费用占比与航发采购阶段一致,经测算,未来十年我国军用航发市场高温合金需求(采购+维护)有望达.91亿元,年均市场规模约.89亿元。

未来二十年我国民用航发市场高温合金年均需求(采购+维护)有望达亿元。按发动机价值占比20%(数据来源:《民用航空发动机市场预测方法概述》)和备发率%估算,未来二十年国内民用航空发动机采购规模有望达.44亿元,年均市场规模约.72亿元。假设民用航空发动机中高温合金成本占比、采购/维护费用等参数与军机一致,经测算,未来二十年我国民用航发市场高温合金需求(采购+维护)有望达.57亿元,年均市场规模约.18亿元。

燃气轮机助推国内高温合金市场进一步增长。我国燃气轮机主要应用于分布式发电、热电联供、天然气管道运输、船舶推进和机械驱动等领域,“西气东输”、“西电东送”、“南水北调”等大型工程均需要大量30兆瓦级工业型燃气轮机。随着“两机”重大专项的逐步实施,国内燃气轮机市场有望加速发展,高温合金需求有望进一步增长。

国内高温合金新锐,现已取得军、民用高温合金供应资质。公司是国内高性能高温合金的新进供应商,产品包括变形高温合金、铸造和粉末高温合金母合金等,主要应用于航空发动机、燃气轮机及核电设备等国家重点发展领域。国产高温合金存在冶金缺陷多、组织均匀性及纯净性差等问题,航空航天用高端高温合金严重依赖进口。变形高温合金方面,公司GH等多个牌号高温合金已满足国内军民用航空发动机的技术标准,合金纯净度、组织细化及均匀性良好。粉末高温合金母合金方面,公司突破了母合金熔炼全流程技术,产品已应用于合金粉末和盘件,产品夹杂物含量、纯净度等指标均达国内先进水平。公司现已取得从事军用高温合金所需的相关资质、质量体系认证和NADCAP热处理、无损探伤认证、CNAD认证,并已通过民用高温合金客户的供应资格认证。公司多个重点型号航发高温合金已通过某型号发动机的长试考核,现已具备供货资格并开始供货。

客户基础牢固,高温合金业绩有望持续高增长。年1月公司定增募资20.13亿元,其中9.7亿元拟用于航空航天用高性能金属材料产业化项目,新增高温合金产能1吨/年。高温合金和钛合金是军用航空制造两大主干材料,下游客户分布广泛。公司已与中航工业等客户建立了长期合作关系,高温合金应用基础牢固。国内高温合金市场需求旺盛,随着公司产能建设顺利达产,高温合金业绩有望持续高增长。(报告来源:未来智库)

3盈利预测与投资分析

钛合金:根据公司年3月31日投资者调研纪要,-22年钛合金产能预计达-吨。同时,根据公司年半年报,在建工程中3台8吨真空自耗电弧炉建设进度达92.77%,公司近年持续扩充产能,我们预计-23年钛合金产能分别为6//吨,产能利用率为94.49%/94%/95.2%,产销率为94.6%/93%/97%。公司军品占比持续提升、航空航天应用范围逐步加大,叠加近年海绵钛价格持续攀升,公司钛合金吨价短期或将上涨。随着新增产能逐步释放,海绵钛供应紧张局面长期或将缓解,公司钛合金吨价或将随之下调。公司积极布局上游原材料,成本控制能力有望加强,叠加产品结构持续改善和规模效应逐步显现,毛利率有望进一步提升。我们假设-23年公司钛合金吨价分别+8%/+6%/-4%。综上,我们预计-23年该业务营收增速分别为34.89%/26.70%/17.39%,毛利率分别46.83%/49.43%/50.03%。

超导线材:公司超导技术及产业布局全球领先,近年加大MRI用超导线材产能建设,MCZ磁体已实现稳定交付,随着国内下游需求加速放量,超导线材业绩有望持续稳健增长。根据公司年9月27日发布的定增募集说明书,新建MRI用超导线材产能计划于年后建成,-23年超导线材产能有望维持在吨,我们假设-23年产能利用率为91%/93%/97%,产销率为91%/92%/96.5%。根据公司年3月31日投资者调研纪要,CFETR预研项目将在年实现部分线材交付,相比MRI业务,该类产品的单价和毛利率均较高,我们假设-23年公司超导线材吨价分别为43.58/49.79/57.03万元。综上,我们预计-23年该业务营收增速分别为39.15%/18.04%/25.31%,毛利率分别为14.99%/22.38%/25.83%。

高温合金:国内高温合金市场需求旺盛,公司产品性能优异、客户基础牢固,随着新建产品顺利达产,高温合金业务有望成为公司新的业绩增长点。根据公司年9月27日发布的定增问询函回复,“发动机用高性能高温合金材料及粉末盘项目”(高温合金产能2吨)建成时间计划延迟至年1月22日,“航空航天用高性能金属材料产业化项目”(高温合金产能1吨)计划于年后建成,我们预计-年公司高温合金产能分别为//4吨。公司是国内高温合金新进供应商,随着下游需求快速放量,公司产能利用率持续攀升,我们假设-23年现有吨高温合金的产能利用率分别为43%/98%/98%,年新增2吨高温合金的产能利用率为60%,-23年高温合金产销率为82%/98.2%/96.6%。参考钢研高纳的高温合金产品价格及盈利水平,我们预计-23年公司高温合金吨价分别为17.26/22.72/27.81万元,营收增速分别为.48%/.27%/.56%,毛利率分别为24.19%/37.99%/41.93%。

(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。)

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