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2022航空钛材行业研究报告
www.c-nin.com 2022-4-24 西北有色金属研究院
  1、西部超导:高端钛合金行业龙头,培育新利润成长极  
  背靠西北有色金属研究院,产品谱系全面  
  西部超导材料科技股份有限公司成立于 2003 年,2012 年进行股份制改革,2014 年在新三 板上市,2019 年成功登陆科创板。公司主要从事超导材料、高端钛合金材料、高性能高温合金材料的研发、生产和销售,是我国航空用钛合金棒丝材的主要研发生产基地,是目前国内唯一实现超导线材商业化生产的企业,也是国际上唯一的铌钛铸锭、棒材、超导线材 生产及超导磁体制造全流程企业  
  公司第一大股东为西北有色金属研究院,持有公司股份 21.56%,公司实控人为陕西省财政厅。西北有色金属研究院是我国重要的稀有金属材料研究基地和行业技术开发中心、是超导材料制备国家工程实验室等的依托单位。陕西省财政厅持有西北有色金属研究院 100%的股份,为公司实际控制人。公司下设 1 家全资子公司和 3 家控股子公司。  
  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;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;第三类是高性能高温合金材料,包括变形高温合金等。其中,钛材主要用于生产航空锻件(包括飞机结构件、紧固件和发动机部件等)、生物植入物及医疗器械制造;高温合金用于制造新型航空发动机及燃气轮机;超导线材主要用作高场磁体制造,最终用于大型科学工程、先进装备制造领域,包括新能源(国际热核聚变实验堆 ITER、中国聚变反应堆 CFETR)、磁共振成像仪(MRI)、核磁共振谱仪(NMR)、磁控直拉单晶硅(MCZ)、质子、重粒子加速器等。公司产品以“国际先进、国内空白、解决急需”为定位,始终服务国家战略,补上了我国新型战机、舰船制造所需关键材料的“短板”。  
  高附加值军品助力,公司发展步入快车道  
  公司业绩增长显著。收入端,受益于公司产品,特别是高端钛合金材料的下游需求旺盛, 近年公司营收规模不断增长,营业收入由 2016 年的 9.78 亿元增长至 2021 年的 29.35 亿元 (数据来自于公司业绩快报),2017-2021 年公司营收 CAGR 为 24.58%;利润端,得益于 公司高附加值产品占比提升以及降本增效的优秀管理能力,归母净利润由 2016 年的 1.59 亿元增长至 2021 年的 7.43 亿元(数据来自于公司业绩快报),2017-2021 年公司归母净利 润 CAGR 为 36.12%,利润增速高于营收增速。根据公司 2021 年度业绩快报,2021 年公司实现营业收入 29.35 亿元、同比+38.91%;实现归母净利润 7.43 亿元、同比+100.39%。公司紧抓市场机遇,全年订单饱满、产能整体利用率较高,高端钛合金材料、超导产品以 及高温合金材料等主要产品销售收入快速增长,规模效益显著。  
  钛合金业务为业绩基石,超导产品具备重要战略地位,高温合金开辟公司第二增长曲线。 2018-2020 年公司钛合金业务收入分别为 9.13、12.00、17.83 亿元,营收占比均超过 80%,为公司的业绩基石;高温合金业务方面,根据公司 2021 年半年报,2021H1 高性能高温合金材料实现收入 5165.01 万,同比增长 515.15%,随着产品后续下游验证通过,公司大批 量供货及持续扩产,毛利率有望提升至行业正常水平,高温合金业务有望进入高增长轨道,开辟公司第二成长曲线。此外公司自主开发了全套低温超导产品的生产技术,代表我国完成了 ITER 项目的超导线材交付任务,受益于核磁共振设备/半导体设备/核聚变项目下游市场需求拉动,超导业务有望实现稳健增长。  
  规模效应显著,公司盈利能力稳步提升。公司主要营业收入来自高端钛合金材料,2016-2019 年,由于原材料海绵钛价格上涨,平均单价分别为 46.45、59.11、60.47、72.20 元/kg,原材料上涨致使公司毛利率与净利率不断下降。2020 年海绵钛价格进入下降区间,并且公司产品销量提升带来规模效应增加,公司盈利能力提升显著,2020 年公司整体毛利率、净利率分别为 37.91%、17.50%,分别同比增长 4.22pcts、6.89pcts。2021 年尽管上游原材料海绵钛呈现价格上涨的趋势,但产销数量提高带来的规模效应驱动公司整体盈利水平不断抬升,2021Q1-Q3 毛利率为 43.29%,同比提升 6.77pcts,净利率为 25.79%,同比提升 8.14pcts。  
  公司费用控制能力不断增强。公司注重在保障研发力度的同时通过对采购、管理等成本项目的控制改善公司费用开支情况,公司期间费用率由 2016 年的 23.78%降低至 2020 年的 17.53%。公司高度重视研发力度,研发支出不断提高,从 2016 年的 0.64 亿元提高为 2020 年的 1.19 亿元。公司研发技术人员数量从 2017 年的 166 名增长至 2020 年的 227 名,研 发人员数量占比为 23.57%。  
  由于公司主要从事军工行业上游产品供应业务,而军工材料通常被要求短期迅速交付且企业通常需要提前备货,因此公司存货周转天数较长。2017 年后通过对加强经营效率管理,公司的存货周转率和应收账款周转率都处于稳步提升的态势,使得公司的盈利能力得到了 进一步提升。  
  2019 年 7 月上市以来,2019~2022(截至 2022.3.17)公司股价年度涨跌幅分别为-38.77%、 138.18%、22.69%、-13.60%,上市后由于估值过高,股价持续走低;2020 年 7 月在军工 板块整体关注度抬升的过程中,公司股价出现快速抬升,且由于公司为军工新材料核心标 的,业绩较下游更先释放,因此除了 21Q1 受板块情绪因素出现超跌回调以外,2020Q3 至 今公司股价基本跑赢大盘及板块。  
  定增注入新动力,打开远期成长空间  
  定增募资超 20 亿元,打开远期成长空间。根据公司 2021 年 11 月发布的非公开发行募集 说明书,公司通过定增募集资金 20.13 亿元。其中 9.71 亿元投入航空航天用高性能金属材 料产业化项目;1.01 亿元投入高性能超导线材产业化项目;2.3 亿元投入超导创新研究院项 目;3.73 亿元投入超导产业创新中心。  
  本次募投带来公司主营业务产能增加,促进产业化基地建设。航空航天用高性能金属材料 产业化项目建成后将新增钛合金材料 5,050 吨/年、高温合金 1,500 吨/年的生产能力;高性 能超导线材产业化项目建成后 MRI 用超导线材将增至 2,000 吨/年;超导产业创新中心的建 成将提升公司高端金属材料工程技术的自主创新能力;超导创新研究院项目将促进超导线 材-超导磁体-电力应用装备全链条产业化基地的建设。  
  原材料海绵钛涨价影响有限  
  2021 年起由于钛合金上游原材料海绵钛涨价幅度较大,市场普遍担心西部超导盈利能力承 压,我们认为原材料涨价现象客观存在,但对公司毛利率的影响有限。  
  从上游海绵钛企业来看,军用海绵钛价格弹性低于普通海绵钛。一方面,军用海绵钛为 0 级小颗粒海绵钛,考虑到其下游客户较为固定,主要为西部超导、西部材料、宝钛股份等 军用钛合金生产企业。军用钛合金企业一般会积极提前备货以应对季度波动较大的军工订 单,从中间环节平滑下游订单的波动性,因此对应的上游军用海绵钛企业无需担忧突然爆 发的订单需求而导致供需错配,0 级海绵钛的涨价幅度相较平缓,过去一年 0 级海绵钛涨价 幅度(28.36%)低于大颗粒 4 级海绵钛涨幅(33.33%)。  
  另一方面,镁锭与四氯化钛是构成海绵钛的主要成本。根据化学式 TiCl4+2Mg=Ti+2MgCl2, 按照生产 1 吨海绵钛大致需 1 吨镁锭 4 吨四氯化钛的理论数据,采用百川盈孚 2022.3.2 精 四氯化钛市场价格 8000 元/吨,镁碇市场价格 43000 元/吨计算,仅海绵钛的材料成本就接 近 7.5 万元/吨。而在镁价上涨的情况下,全流程海绵钛企业成本明显优于半流程企业。对 于全流程生产企业而言,四氯化钛与镁在还原蒸馏炉反应后得到氯化镁与钛,镁和氯可以回收利用,还原蒸馏再生产海绵钛时只需要适当的补充镁与补充氯,因此镁涨价对海绵钛生产成本影响相对较小。但对于半流程生产来说,因为半流程产生的氯化镁没有电解、氯 化,只能贱卖,镁价上涨对海绵钛生产成本影响较大。  
  根据西部超导年报,公司 2020 年前五大供应商中,朝阳金达、宝钛华神、洛阳双瑞均为海 绵钛生产企业。其中宝钛华神为行业内首先实现海绵钛“氯化+精制+还原+电解”的全流程 生产模式的企业,西部超导 2020 年年报披露其通过投资参股朝阳金达保障公司取得稳定的 原材料供货渠道,朝阳金达已经在扩充全流程海绵钛产线,洛阳双瑞也在积极采购破碎机 扩充军品小颗粒海绵钛产能。我们认为上游海绵钛企业通过生产加工技术的提升,有望从 源头降低海绵钛材料成本进而平滑海绵钛出厂价格。  
  另一方面,西部超导也可以通过原材料价格向下游传导,一定程度缓解毛利率压力。根据 西部超导 2020 年年报,钛合金业务成本中直接原材料占比约 65.50%,根据西部超导招股 说明书,海绵钛占原材料比重约为 60%(2016-2018 年占比分别为 61%/65%/59%)。  
  钛合金产业链中游包括中航重机、三角防务、派克新材、航宇科技等航空航天锻造企业。原材料仍是产业链中游企业成本的最大组成部分,如三角防务模锻件业务直接材料成本占 比为 70.45%,航宇科技航空锻件业务原材料成本占比为 83.28%。由于未披露分业务中钛 合金成本的占比情况,我们采用钛合金占公司当期原材料的总采购额比重作为钛合金成本 占比的近似值,由于三角防务的模锻件主要为机身锻件,采用钛合金的比重更高,而航宇 科技主做航发环锻件,因此其高温合金的成本占比或高于钛合金。  
  尽管西部超导的军品钛合金原材料价格上涨带来的成本压力一定程度可以转嫁给下游企业,但仍存在无法充分传递的情况。因此海绵钛价格大幅上涨将对公司提升盈利能力带来一定压力。根据对钛合金产业链成本构成的总结,我们假设进行产业链毛利率对海绵钛价格的敏感度分析,并假设上游企业可将成本涨幅的一部分向中游传递,分别测算西部超导和中游锻造企业中模锻(三角防务)、环锻(航宇科技)的情况。  
  从西部超导单季度毛利率水平可以看出,上游原材料涨价的影响暂未体现在公司利润表层面,或是由于公司对原材料成本的计价采用了移动加权平均法,我们判断 22 年一季度和二季度可能会受到海绵钛成本上升带来的短期毛利率承压,全年来看随着上游军品海绵钛企业产能扩充及全流程海绵钛产线的完善,军用海绵钛价格有望见顶回落,公司全年毛利率或成先低后高的形态。  
  2、 钛合金:性质优良的“万能金属”,军民需求快速增长  
  高性能航空耗材,形成“一超多强”格局  
  钛金属具有低比重和高比强度的特性,其合金在航空航天领域对于提升飞行器推重比有重 要意义,近年来受到广泛使用。除军工、航空航天领域之外,钛合金还较多应用于化工、 冶金、医疗、体育休闲等领域。  
  钛产业链主要分为有色金属和化工涂料两条,有色金属链为:钛精矿→四氯化钛→海绵钛 →钛锭/钛合金→钛材,化工涂料链为:钛精矿→四氯化钛→钛白粉。两个领域上游共用钛 铁矿、金红石等资源。  
  全球钛材消费量与航空航天业的发展息息相关。自 2000 年以来,我国钛材需求主要集中在 中低端的石油化工领域,随着 2016 年中国“十三五”规划的制定以及国防军队现代化的“三 步走”战略的更新,航空航天领域用钛量不断提升。对于军用钛材而言,由于军工行业的 特殊性,需接受国防科工局监管,采用严格的行政许可制度,对产品质量的要求更苛刻, 在钛材“高均匀性、高纯净性、高稳定性”方面提出更高的要求。2020 年中国钛材总消费量达 9.4 万吨,其中航空航天用钛量约为 1.7 万吨,占总消费量的 18.4%,根据公司年报/ 钛工业发展报告,公司 2020 年钛材产量为 4877/4139 吨,市占率约为 26.5%(取两种披 露口径平均值)。我们认为,虽然近年来中国航空航天、船舶制造、海洋工程等高端用钛占 比持续优化,但是与全球钛材需求结构相比,高端用钛占比依旧偏低,未来增量空间广阔。  
  2021 年起中国“十四五”规划和军队现代化建设正式进入加速期,航空航天、军工装备等高端领域用钛大幅提升,2020 年中国钛材总产量为 9.7 万吨,同比增长 28.9%。从产品组 成上来看,板材为主要产品,产量达 5.7 万吨,同比增加 47.5%,占据钛材产量的 59.4%。从供给结构来看,中国钛材制造企业呈现一超多强的局面。“一超”为中国钛企龙头宝钛股 份(600456 CH),“多强”包括西部超导(688122 CH)、西部材料(002149 CH)等公司。虽然中国高端钛材制造能力近年来高速发展,但仍无法完全满足下游军品钛材的旺盛需求,部分钛材仍需从乌克兰、哈萨克斯坦等国进口。2020 年中国钛材总进口量达 6139 吨,其中技术要求较高的薄钛板、片、带常年处于净进口状态,2020 年净进口 1997 吨,较 2019 年增长 9.5%。  
  军用市场:新机置换进行时,高端钛材市场广阔  
  目前中国军品钛材主要应用在军事战机,军用战机中钛合金主要应用于两个部位:  
  1)航空发动机:作为飞机的心脏,发动机不仅要承受极大的应力和高温,同时还要保证高 推重比(推力/质量)。发动机压气机盘、叶片、高压压气机转子、压气机机匣等部件均采用 钛合金材料。  
  2)飞机机体及紧固件:钛在中等温度下高强度、耐腐蚀、质量轻等特性完美满足机身用料的要求,起落架部件、大型锻造机翼结构件、机身蒙皮、隔热罩等均采用钛合金制造。同时飞机上采用许多碳纤维复合材料,钛合金与碳纤维增强的复合材料弹性模量匹配、热膨胀系数相近;并具有很好的化学相容性,不易发生电位腐蚀。  
  我国军机在数量上与美国存在较大差距,具有显著的总量提升需求。军用飞机是直接参加战斗、保障战斗行动和军事训练的飞机的总称,是航空兵的主要技术装备。据《World Air Forces 2021》统计,截至 2020 年美国现役军机总数为 13232 架,在全球现役军机中占比 为 25%,而我国现役军机总数为 3260 架,在全球现役军机中占比仅为 6%。按各个细分机 型来看,战斗机是我国军机中的主力军,总数为 1571 架,但数量不到美国同期的 60%,且其他机型的数量都远落后于美国,具有显著的总量提升需求。  
  我国空军目前正在向战略空军转型,预计未来 10 年带来军机需求较大。根据华泰军工组此前发表报告《航天军工:大国复苏,军工崛起》(2021 年 3 月 5 日),我国 2021-2030 年新增军机合计约 4940 架。  
  新战机用钛含量更高。根据《航空用钛合金研究进展》(金和喜等,2014 年 12 月,航空用 钛合金研究进展),相比三代机 J-10、J-11 系列含钛量为 4%,四代机 J-20 钛合金用量达 20%。随着新机置换的逐步推进,单机高端钛合金使用占比将显著提升。  
  由于高端军品钛合金在材料后端损耗率高、成材率低,钛原材料需求量比实际飞机上用量 更高。这主要来源于:(1)原材料在后期锻压或热处理过程中出现力学性能不达标,造成 报废(成材率);(2)后期材料加工过程中因切割、深冲等工艺形成边角料,边角料可能出 现应力集中或形状和尺寸不合适,无法继续使用(损耗率)。双重因素导致单位重量的军品 钛材相较民用钛材有着更高的钛坯材需求。根据智研咨询,歼-10、歼-11、歼-15、歼-16 等三代机单重为 10 吨,钛合金质量占比分别为 4%、4%、15%、15%。同时,歼 20 为代 表的四代机钛合金占比提升明显,约为 20%,飞机单重约为 18 吨。作战支援飞机、大型运 输机、武装直升机、通用直升机的钛合金占比也分别达到了 5%、10%、5%、10%。结合 智研咨询对 2021-2030 年军机增量的预测,以及考虑到高性能钛合金 10%左右的成材率和 70%左右的损耗率,我们预计 2021-2030 年中国军用战机更新换代将释放 216857 吨左右的机体钛材需求。  
  航空钛合金的主要需求还来自于航空发动机的定期维修换新。目前发动机中钛合金主要用 在中温区(低温区部分使用陶瓷基复合材料,高温区使用镍基或钴基高温合金),质量占比大约为 30%。此外我们假设发动机的装配比 1:1.5,即需要 50%的备用发动机。根据《World Air Forces 2021》中对我国 2020 年存量军用飞机的统计,叠加智研咨询对我国 2021-2030 年新增军机数量预测,我们预计到 2030 年我国战斗机保有量约为 8305 架。  
  根据前瞻产业研究院对钛合金占发动机 30%左右比重的统计,假设发动机维修换新两年进行一次,年均维修次数 0.5 次,我们预计 2030 年我国军机数量稳定后,每年军用航空发动 机的钛合金总需求量大约在 55049 吨。除军机机身、航空发动机外,还有导弹等军用装备使用钛合金,其用钛量不易预测,但我们认为在军机数量增加的前提下,其携带导弹需求 很可能也相应提高,预计其他领域装备用钛总需求量也将出现增长。  
  根据中国有色金属工业协会钛锆铪分会公开数据,2020 年航空钛材需求量约为 1.7 万吨。同时结合上文上测算,2020-2030 年我国军用飞机机体钛材需求总量约为 216857 吨,我们 假设新增军机数量每年一致,那么 2030 年机体钛材需求为 21686 吨。2030 年我国军机数 量稳定后,航空钛合金市场主要来自发动机维修需求,按照发动机两年一维修估算,2030 年发动机维修所需钛合金 55049 吨,2030 年我国航空钛合金总需求量约为 7.7 万吨。2021-2030 年我国航空高端钛材需求量 CAGR 约为 16.3%。  
  民用市场:亚太地区需求强劲,C919 放量在即  
  全球客机市场空间广阔,中国及亚太地区交付预计快速增长。根据中国商飞公司市场预测 年报(2020-2039),2019 年全球喷气式机队共有客机共 23856 架。从全球历史交付量而言,以空客为主的欧洲市场和以波音为主的北美市场占总市场的份额较大,分别占比全球 总份额的 20.27%和 27.99%。中国和亚太地区(除中国)分别占比 16.62%和 16.02%,中 国已成为亚太地区接近半数以上的客机交付国家。预计 2020-2039 年中国及亚太地区将在 民航领域快速发展,占据全球约 41.6%的客机交付量。  
  据中国商飞预测,2020-2039 年全球将有 40664 架新机交付,价值约 5.96 万亿美元,用于替代和支持机队的发展。其中,涡扇支线客机交付量为 4318 架,价值约为 0.23 万亿美元;单通道喷气客机交付量为 29127 架,其占交付总量三分之二以上,价值约为 3.44 万亿美元;双通道喷气客机交付量将达 7219 架,总价值约为 2.30 万亿美元。到 2039 年,预计全球客 机机队规模将达 44400 架,是现有机队的 1.86 倍。  
  面对波音、空客公司高度占据市场的既有格局,受益于本土较大的需求空间,预计未来 C919、ARJ21 等机型将保持一定的追赶态势。根据中国商飞公司市场预测年报(2020-2039),预 计 2020-2039 年中国将累计交付 8725 架新机,其中双通道客机占 21.41%,共计 1868 架;单通道客机占比高达 68.05%,共计 5937 架;余下 10.54%为 920 架支线客机。2020-2039 年,C919 和 ARJ21 机型市场总规模达到 7320 亿美元,约合人民币超 4 万亿。 (搜钛网)
发表时间:2022-4-24      | 打印 | 关闭