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1、技術/資本高壁壘行業,航空實踐是檢驗碳纖維企業第一標準

1.1. 碳纖維百年發展史:美日歐技術從 0 到 1,長期迭代打造高壁壘

碳纖維(Carbon Fiber)是由有機纖維在高溫環境下裂解碳化形成碳主鏈結構的無機纖維,含碳量高於 90%,具有目前其他任何材料無可比擬的高比強度和高比剛度,還具有低比重、耐腐蝕、耐疲勞、耐高溫、膨脹係數小等特性,被譽爲“新材料之王”,廣泛應用於國防工業以及高性能民用領域,主要包括——航空航天、海洋工程、新能源裝備、工程機械、交通設施等,是一種國家亟需、應用前景廣闊的戰略性新材料。

碳纖維材料已有百年發展史,工藝流程複雜,材料研發和量產需要數十年的長期迭代,具備強技術壁壘。碳纖維最早萌芽於 19 世紀 80 年代白熾燈的發明,經過約半個世紀的停滯,隨着 20 世紀中期基礎研究的發展、化學纖維的出現,高性能碳纖維在美國問世。20 世紀70 年代以後,碳纖維憑藉其優異的特性在下游產業中迅速商業化,更多的企業嘗試將碳纖維應用於自身產品中,自此碳纖維邁入了高速發展期,逐漸應用到體育休閒、航空航天、汽車、風電葉片等多個領域。截至 2018 年,全球碳纖維理論產能達 15.48 萬噸。

1.2. 美日碳纖維”一十百千”發展史:工藝1-10,軍用10-100,民航100-1000

1.2.1. 赫氏:74 年打造美利堅碳纖維標杆,航空實踐是檢驗企業的第一標準

回顧全球第五大碳纖維公司美國赫氏(Hexcel)的成長史,公司的發展也並非一帆風順,也是伴隨着美國軍用飛機與民用飛機公司的不斷發展而擴張起來的——回溯 2001-2019年的業績可以發現,碳纖維企業從前期大規模投入(可能伴隨虧損)到批量生產,是能夠長期成長和盈利的必經之路:美國赫氏是全球領先的碳纖維材料公司,成立至今已走過了74 年。產品覆蓋碳纖維、特種增強材料、預浸料和其他碳纖維增強複合材料、蜂窩材料、吸附材料、射頻/電磁干擾/微波吸波材料、介質材料、複合結構等各類高性能輕型材料,能夠廣泛用於民航、航天、國防、工業等多領域,包括民航飛機、軍用飛機、火箭與衛星、風電葉片、汽車、休閒產品和其他工業應用。

長期的航空實踐是檢驗碳纖維企業的第一標準。赫氏公司最早成立於 1946 年,產品在 1953年用於複合材料製造的第一架轟炸機和戰鬥機,1961 年因軍費削減造成銷售下滑,1965年美國與越南戰爭推動複合材料在美國國防計劃中的地位重新回升,2005 年空客推出首架使用了複合材料的 A380,2007 年德國工廠、中國工廠投入運營,2011 年公司隨着波音飛機的交付而實現擴張。從其財務數據可以看出,公司在 2002 年才進入真正的穩定盈利期,也同樣經歷過虧損,在參與洛馬、波音、空客等軍民機項目後才實現長期持續增長。

美國赫氏的 20 年黃金成長期與其大額資本開支有密不可分的關係:

(1)2011 年是赫氏進行無形資產研發的大年,在這一年裏,雖然公司的營收規模較高(10億美元),但其虧損額度也較大(-4.3 億美元的虧損),其中一個原因便是其無形資產在當年的水平達到了 10 年內的最高點(2001-2011),我們認爲 2011 年是赫氏進行大規模研發的一年:公司從此實現了連續 5 年的營收增長(02-06 年),並且從 04 年起告別了虧損。

(2)2011-2015 年是赫氏的規模擴張期:是其進行固定資產大額投入的五年,也是收入規模快速增長的五年。2015 年公司的固定資產規模達 14.26 億美元,是 2010 年底(5.98億美元)的 2.38 倍,在此期間公司收入規模也實現了大額增長:2015 年的收入規模達 18.62億美元,是 2010 年(11.74 億美元)的 1.58 倍。

大額資本投入不僅使赫氏的業務規模快速擴張,還顯著提升了赫氏公司資產的盈利水平:2010-2015 年,赫氏公司的 ROA 從 9.86%上升至 15.83%,同比增長了 5.97 個百分點,ROE從 11.74%上升至 20.11%,同比增長了 8.37 個百分點。

爲什麼赫氏公司選擇在 2011 年進行大規模的資本投入?據公司官網,2011 年是公司開始爲波音公司的飛機交貨批量提供碳纖維材料的一年,我們認爲,下游飛機的需求呈現大規模的增長,是公司的碳纖維及製品能夠迎來重要資本開支機遇、實現大規模營收與淨利潤貢獻的最關鍵因素,對於碳纖維相關領域的公司而言,能爲批量化航空飛機進行供貨是其營收規模能夠與資本開支成正相關增長的重要原因。

1.2.2. 東麗碳纖維 30 年產業化之路:從長期虧損到波音驅動的穩定盈利

東麗株式會社(Toray)的碳纖維之路最初起步於民用,後逐漸在航空等高端領域實現應用,下游大規模需求推動了從 10 噸到萬噸需求的質變(此處引用自《關於國產碳纖維產業化之路的思考》沈真)。1970 年 10 噸級的碳纖維量產應用於釣魚竿、高爾夫球杆的批量生產;1975 年東麗實現了碳纖維在波音 737 承力結構的應用,推動了東麗 1000 噸級的量產;20 世紀 90 年代起,波音 787 機體結構質量的 50%使用碳纖維,推動了東麗 10000噸級的量產,真正實現了東麗從長期虧損到穩定盈利的轉變。

東麗碳纖維:深度參與波音複合材料研發與批產,航空材料背景深厚。從東麗幾十年的發展過程可以看出,東麗碳纖維業務的產業化之路與波音公司緊密相關,離不開波音飛機複合材料結構的批量化發展:

從東麗碳纖維的產業化之路,我們再次印證——批量化飛機生產是企業可以大規模擴張的核心因素。(以下引用自《關於國產碳纖維產業化之路的思考》)

20 世紀 70 年代東麗的 T300 性能不如目前的國產碳纖維,但即使如此用它製造的飛機部件照樣安全使用了幾十年,而目前東麗 T300 優於目前國產同類碳纖維的原因是通過長期的使用和生產中,不斷改進性能和不斷降低成本的結果。

東麗能實現碳纖維產業化,不僅是根據下游客戶波音的需求開發出所需性能的碳纖維,同時還提供性能與之匹配的(包括成本和工藝性)樹脂及其預浸料,並在波音長期駐有幾百名技術人員協同波音攻關,開發出用其部件適用的工藝,實現滿足適用要求的複合材料製件的批量生產,從而通過大批量供應預浸料獲得豐厚的利潤。

東麗從開始碳纖維生產到實現穩定的盈利歷經 30 多年,也就意味着東麗公司有足夠承受長期虧損的財力(碳纖維只是東麗集團的一小部分)和承受外界壓力(包括董事會成員)的能力。

東麗碳纖維的產業化之路(或穩定的盈利)是伴隨波音民機複合材料結構(機體結構重量的 50%)的批量生產同時實現的。

2. 全球碳纖維市場:20-25 年將迎需求翻倍,航空業爲主要需求

碳纖維產品是一種對碳纖維及其製品的籠統說法,實際上從最初的原絲到最終的複合材料產品,需要經過多個加工步驟,可以作爲中間品出售給下游的主要有三種產品:碳纖維及織物、預浸料、複合材料。其中:

碳纖維及織物:①碳纖維:可由聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經碳化製得,目前聚丙烯腈(PAN)基碳纖維爲主流,佔市場份額 90%以上。②碳纖維織物:通過連續碳纖維的相互交叉、繞結等構成的片狀材料,包括機織物、經編織物兩種。

預浸料:是原材料和最終複合材料製品之間的一種中間產品,製造方法主要是講連續整齊平行的增強纖維牽引,通過與樹脂基體充分浸潤收捲成卷材。

2.1. 全球碳纖維及復材:需求約 200 億美元,20-25 年望迎質量翻倍空間

2.1.1. 質量需求:未來 10 年全球碳纖維需求 4 倍空間,2030 需求量超 42 萬噸

2019 年的全球碳纖維總需求量爲 10.37 萬噸,同比+12%,其中我國碳纖維需求數據爲3.784 萬噸,佔比 36.4%。2019 年,全球碳纖維經歷了 60 年的努力,把碳纖維的需求第一次做到 10 萬噸以上,這是碳纖維複合材料的複雜性決定的。據《碳纖維產業釋放良機-2019全球碳纖維複合材料市場報告》(作者:林剛),當絕大部分核心技術被掌握之後,下一個10 萬噸的增長時間會急劇縮短,預計到 2025 年需求量將達 21.65 萬噸,2030 年需求量將達 42.22 萬噸。

2019 年的碳纖維市場細分領域增速不一:①航空航天、體育器材、汽車、建築補強、模塑混配等經典分市場穩步發展;②風電、壓力容器市場增長迅速,是驅動整個市場的重要引擎;③此外,各大碳纖維公司均看好單通道飛機平臺大量採用碳纖維的前景。總體來講,絕大部分細分市場均是基於 2018 年基礎,增速爲 12%左右。

航空航天(包含軍工):2019 年需求量爲 23.5 千噸,同比增長 12%,主要是波音 787及空客 350 的產能增加。

風電葉片:風電市場的碳纖維需求強勁,2019 年需求量達 25.5 千噸,同比增長 16%,主要依賴於風電巨頭維斯塔斯強勢驅動,其他風電廠家對需求的牽引還不明顯。

體育休閒:2019 年需求量爲 15 千噸,每年按照 4%~5%的增速穩定增長。

2.1.2. 價值量需求:2019 年需求量達 28.7 億美元,航空航天爲第一需求大戶

據《碳纖維產業釋放良機-2019 全球碳纖維複合材料市場報告》(作者林剛),2019 年全球碳纖維的銷售金額爲 28.7 億美元,相比 2018 年的 25.71 億美元增長了 11.6%。銷售金額的增長並未與銷售量的增長完全對應,主要原因是風電市場的碳纖維應用數量雖然大,但由於單價較低,對總體金額貢獻不顯著。目前各個子領域對碳纖維需求價值量:

航空航天:價值量最大的領域,2019 年銷售金額爲 14.1 億美元,佔比爲 49.1%;

風電葉片:排名第二,2019 年銷售金額爲 3.57 億元,佔比爲 12.4%;

體育休閒/汽車:排名第三/四,19 年銷售金額爲 3.45/2.12 億元,佔比 12%/7.4%。

2.2. 全球碳纖維復材市場:19 年收入爲 173.7 億美元,2025 年需求量翻倍

2.2.1. 碳纖維復材質量需求:19 年需求爲 15.95 萬噸,25 年將達 33.31 萬噸

質量需求:根據纖維在復材中質量佔 65%的比例計算,《碳纖維產業釋放良機——2019 全球碳纖維複合材料市場報告》得出了未來幾年全球樹脂基碳纖維複合材料的需求量:2019年全球樹脂基碳纖維複合材料需求量爲 15.95 萬噸,到 2025 年需求量將達到 33.31 萬噸。風電葉片、航空航天、體育休閒、汽車爲前四大需求量來源,分別對應 39.2/36.2/23.1/18.2萬噸的需求,佔比分別爲 26%/23%/14%/11%。

2.2.2. 碳纖維復材價值量需求:19 年收入 173.7 億美元,航空航天佔比 63%

價值量:2019 年全球的復材收入高達 173.7 億美元,格局與之前保持一致:①航空航天:依然一支獨大,2019 年需求價值量爲 108.5 億美元,佔比高達 63%,這其中包含了價格適中、用量較大的商用飛機復材,也包含價格高企、用量中等的軍用飛機及航天相關的復材。②體育休閒:2019 年價值量爲 26.5 億美元,佔比約爲 15%;③風電葉片:2019 年價值量爲 6.9 億美元,儘管其消耗的碳纖維復材的噸數大於航空航天,但風電需要的是低成本碳纖維,工藝也極盡簡潔(採用拉擠工藝,成本低廉),價值量佔比僅 4%(此處引用自《碳纖維產業釋放良機-2019 全球碳纖維複合材料市場報告》,作者林剛)。

全球碳纖維市場集中度較高,我國碳纖維需求將有望引領未來碳纖維產業增長。據 MordorIntelligence,目前全球碳纖維市場集中度較高,前 8 家碳纖維供應商佔據了全球 83%的供給能力,前五大供應商包括:日本東麗(Toray)、德國 SGL 碳纖維、三菱化學(Mitsubishi)、日本帝人(Teijin)、美國赫氏(Hexcel)。

我國碳纖維市場需求將有望迎來較高增長:①航空領域:國內飛機零部件與組裝製造領域正在快速增長,飛機零部件製造商數量超過 200 家,且相關政策正在推動國內飛機的總裝製造。據Mordor Intelligence,未來19年國內將成爲全球最大的單一國家民用飛機採購方,國產商業飛機供應量也將達到 10%。②風電領域:我國是全球最大的海上風力發電、陸上風力發電裝機國家,2019 年風電裝機量達到 50GW,相比 2018 年同期增加了 39GW,這雖然與國內的新能源補貼取消的搶裝有關,但北方城市的排放標準提高也是重要的驅動力。

2.3. 未來全球航空碳纖維及復材:以民航爲代表的需求將提供增長動能

航空航天應用市場是碳纖維及其複合材料領域不可忽視的重要構成。據《碳纖維產業釋放良機——2019 全球碳纖維複合材料市場報告》:

碳纖維:2019 年全球航空航天領域碳纖維需求爲 2.35 萬噸,對應的價值量爲 14.1 億美元;預計到 2025 年,全球航空航天領域碳纖維需求將達到 4.6385 萬噸,若價格保持不變,則對應的價值量爲 27.83 億美元。

碳纖維複合材料:2019年全球航空航天領域樹脂基碳纖維複合材料需求爲3.62萬噸,對應的價值量爲 108.5 億美元;按照報告中“根據纖維在復材中質量佔 65%的比例”計算,預計 2025 年全球航空航天樹脂基碳纖維複合材料需求將達 4.6385/65%=7.1362萬噸,若價格不變(300 美元/公斤)則對應的價值量爲 214.08 億美元。

未來 19 年依舊是民航飛機的持續增長年——據波音公司《2019-2038 民用航空市場展望》報告,截至 2018 年全球民航機隊飛機保有量爲 25,830 架,預計到 2038 年保有量將增長至 50,660 架,2019-2038 年期間累計交付量爲 44,040 架,價值量 6.81 萬億美元。分析2038 年全球民航機隊結構:新增需求 24830 架(佔交付量的 56.4%),老舊機型替代需求爲 19,210 架(佔交付量的 43.6%),原有飛機仍在使用的數量爲 6,620 架。

未來 19 年全球將採購數量 44,040 架,對應 6.81 萬億美元市場。如前文,全球 2019-2038年新增民航飛機共 44,040 架,其中:(1)單通道飛機:需求量最高,約 32,420 架,預計交付價值量爲 3.78 萬億美元,單價約 1.16 億美元。(2)寬體客機:需求量位居第二,約8,340 架,預計交付價值量爲 2.63 萬億美元,單價約 3.15 億美元。(3)運輸飛機:需求量1,040 架,預計交付價值量爲 0.3 萬億美元,單價約 2.88 億美元。(4)支線飛機:需求量2,240 架,預計交付價值量爲 0.105 萬億美元,單價約 0.47 億美元。

碳纖維複合材料的空間不僅在於飛機需求量的增長,還在於複合材料在整機質量的佔比提升以及伴隨而來的價值量提高——長期來看,複合材料在航空飛機平臺上的質量佔比隨着飛機代次不斷提升:

早在 1980 年,波音 737 的複合材料使用比例只有 4%-6%,且材料爲玻璃纖維預浸料,單機復材價值約爲 30 萬美元;

隨着民航飛機不斷升級換代,複合材料逐漸過渡到高強、中模碳纖維預浸料等碳纖維主流產品,質量佔飛機的比重逐漸提升至 20%以上,單機復材價值爲 150-300 萬美元;

最新一代民航寬體客機的複合材料以中模量碳纖維預浸料爲主,佔單機質量的比例可達 50%以上,單機復材價值高達 140-480 萬美元。

波音目前正在研發新一代中型飛機(NMA)和未來小型客機(FSA),採用的複合材料除了中模量碳纖維預浸料以外,還有可能配合使用熱塑塑料等下一代複合材料,且複合材料佔比有望達到 60%以上。

3. 我國碳纖維產業:10-100 量變階段,下一目標爲民航藍海

3.1. 我國 20 年探索:工藝 1-10 迭代基本完成,打造自主碳纖維技術體系

我國碳纖維研究製造最早始於 20 世紀 60-70 年代,但在“十一五”之前,產業化關鍵技術一直未能突破,基本侷限在實驗室,發達國家對我國碳纖維實行技術和產品雙重封鎖,使我國碳纖維一直處於受制於人的狀態。2003 年之後,在政府、企業、科研院所、行業協會的共同努力下,我國碳纖維迎來了快速發展期。經過 20 年的有序發展,我國已建立起國產聚丙烯腈基(PAN)碳纖維技術體系,主體技術方向明確,初步形成了從實驗室研製到產業化的國產碳纖維研發生產平臺,形成了仿形編制、變徑變厚變密度等複雜形狀編制、溼法針刺工藝,建立了國產高強碳纖維應用評價、複合材料製備與應用體系等,培育了一批碳纖維骨幹企業。目前,我國碳纖維產業鏈核心公司如下:

碳纖維及織物:光威、中簡、中復神鷹。

預浸料、2D/3D 編制製品、蜂窩結構等:中航高科、江蘇恆神、楚江新材天鳥。

結構件:主機廠復材車間、中航復材中心、航天 703 所。

3.2. 我國碳纖維需求:19 年價值量 8.22 億美元,25 年需求量將翻 3 倍

3.2.1. 碳纖維質量需求:19 年需求量 3.784 萬噸,25 年將翻三倍達 11.86 萬噸

19 年我國碳纖維質量總需求爲 3.784 萬噸,其中國產質量爲 1.2 萬噸,同比+22%,國產碳纖維上升空間較大。根據《碳纖維產業釋放良機——2019 年全球碳纖維複合材料市場報告》,2019 年中國碳纖維的總需求爲 3.784 萬噸,同比增長了 22%。其中:進口量爲 2.584萬噸(佔總需求的 68%,同比+17.5%),國產纖維供應量爲 1.2 萬噸(佔總需求的 31.7%,同比+33%)。2019 年中國市場的總體情況是:供不應求,無論是進口還是國產纖維(此處援引自《碳纖維產業釋放良機——2019 全球碳纖維複合材料市場報告》作者林剛)。

2019 年主要驅動爲風電葉片市場增長,2025 年國產碳纖維有望超過進口。2019 年國產碳纖維銷量爲 1.2 萬噸,而 2018 年爲 0.9 萬噸,同比增長 33%,連續兩年超過 30%的高速增長,體現了國產碳纖維的較大進步,預計在 2025 年前後國產碳纖維有望超過進口。從結構上來看,我國需求超高增長的主要驅動者是風電葉片市場:2019 年風電消耗 1.38 萬噸碳纖維,對比 2018 年的 0.8 萬噸,增長率爲 72.5%;2019 年用於風電的國產碳纖維大約有1000 噸,而 2018 年是全部進口。顯然,這幾年跳躍式增長的風電葉片用量(2017 年 0.306萬噸,2018 年 0.8 萬噸,2019 年 1.38 萬噸)給國內碳纖維帶來了難得的發展機遇。

我國碳纖維應用目前以體育休閒爲主,航空航天、風電葉片等全球碳纖維主流應用領域仍有較大發展空間。從我國/全球碳纖維應用對比圖中,可以清晰看到我國碳纖維應用的優劣勢:1.38 萬噸的風電應用絕大部分是爲維斯塔斯服務的;體育休閒產品的製造一直是中國大陸與臺灣地區的強項;我們的航空航天軍工產業依然弱小,對碳纖維產業規模的推動效應較低。這些今天的劣勢也可能轉化爲發展的較大空間。

3.2.2. 碳纖維及中間製品需求價值量:19 年爲 8.22 億美元,單價爲$17.5/kg

2019 年我國碳纖維需求價值量共 8.22 億美元,其中國產部分價值量約 2.1 億美元,佔比約 25.5%;從日本進口部分價值量約 2.29 億美元,佔比約 27.8%;從中國臺灣採購部分價值量約 0.88 億美元,佔比約 10.7%,從美國進口部分價值量約 0.99 億美元,佔比約 12%(此處援引自《碳纖維產業釋放良機——2019 全球碳纖維複合材料市場報告》作者林剛)。

我國碳纖維及中間製品(預浸料+織物)的價格在 2019 年略有下降,從去年的 18 美元/公斤調低到 17.5 美元/公斤。從我國進口的各國金額和價格水平可以看出,日資及其韓國工廠的價格依然是較高的,美國的價格是由於出口高性能預浸料與織物而拉高,其主流的出口產品是卓爾泰克的大絲束,與墨西哥、匈牙利是類似的。

3.3. 我國碳纖維複合材料:19 年需求價值量 427.6 億元,航空航天佔 35%

3.3.1. 碳纖維復材需求量:19 年總量 5.8 萬噸,體育復材佔比最高,風電覆材增長迅速

2019 年我國樹脂基碳纖維複合材料的總量爲 5.8215 萬噸,其中體育復材依然保持着領導地位,當年需求量爲 2.15 萬噸,佔比 37%;風電覆材增長迅速,增長率達 72.5%,佔比達36.5%,超越體育器材僅僅是時間問題(此處援引自《碳纖維產業釋放良機——2019 全球碳纖維複合材料市場報告》作者林剛)。

3.3.2. 碳纖維復材價值量:19 年 427.6 億元,航空航天佔 40.5%,單價$7000/kg

2019 年,全國碳纖維複合材料的產值爲 427.6 億元。其中:①體育休閒產品:碳纖維複合材料需求價值量爲 173.38 億元,佔比達 40.6%;②航空航天:碳纖維複合材料需求價值量爲 150.77 億元(按結構件來估算),佔比達 35.3%;③碳碳復材:需求價值量爲 31.64億元,佔比達 7.4%;④風電葉片:需求價值量爲 29.72 億元(根據拉擠板和織物來估算),佔比達 7.0%。

3.4. A 股碳纖維領先企業:高科/光威/中簡獲資本壁壘與工藝先行優勢

中航高科、光威復材、中簡科技均爲我國碳纖維行業優質上市標的,在碳纖維領域最長具備近 30 年的研發生產經驗——中航高科、中簡科技兩者原爲科研院所/科研項目而來,均具備較爲深厚的技術底蘊,產業化均經歷了 10 年以上的時間;光威復材爲獨立研發生產的民營企業,歷經 30 年的研發與工藝積累,最終實現了碳纖維的批量產業化。

中航高科-旗下中航復材:航空工業 2 家複合材料院所聯手重組,10 年產業化投入,專注航空複合材料用樹脂、預浸料、蜂窩等產品批量生產能力。中航復材是由中航工業和北京市共同出資,戰略整合中航工業北京航空材料研究院和北京航空製造工程研究所複合材料專業後組建,於 2010 年 6 月註冊,公司擁有先進複合材料國防科技重點實驗室、結構性碳纖維國家工程實驗室。

光威復材:1992 年成立,近 30 年碳纖維研發與產業化經驗,致力於高性能碳纖維及複合材料研發生產。公司聘請國內碳纖維及複合材料領域的多位權威專家擔任技術顧問,堅持“產學研用”相結合,與國內 10 餘所高校和科研院所建立了戰略合作關係,主持制定了《聚丙烯腈基(PAN)碳纖維》和《碳纖維預浸料》兩項國家標準,擁有碳纖維製備及工程化國家工程實驗室,以高端裝備設計製造技術爲支撐,形成了從原絲開始的全產業鏈佈局。

中簡科技:2008 公司爲承擔科技部“863 聚丙烯腈基碳纖維工程化”重點項目而成立,12 年碳纖維研發生產經驗,專業從事各類高端、高性能碳纖維產品的研發/生產/銷售。公司 ZT7(高於 T700 級)碳纖維已於 2014 年進入穩定供貨階段,多個產品型號正處於研發和產業化階段。

光威復材是我國在碳纖維領域較領先的民營企業,通過近 30 年的迭代,現已實現從原絲開始的碳纖維、織物、樹脂、高性能預浸材料、複合材料製品的完整產業鏈佈局,在國防軍工、民用領域均有廣泛的應用前景。目前其碳纖維性能指標已基本與東麗達同樣水平:

從營收與盈利規模來看,中航高科(複合材料板塊)、光威復材已進入較爲穩定的成長期,中簡科技規模尚小但也開始進入前期成長階段,2019 年三者營收分別爲 20.07/17.15/2.34億元,但和已經進入成熟的日本東麗相比,整體還有很大的成長空間。

從資本開支規模來看,在形成穩定的軍航與民航疊加需求驅動、進而形成較大規模的碳纖維產值和盈利規模之前,我國碳纖維及復材行業仍將處於持續投入成長的階段。此外,我們認爲我國碳纖維行業正處在由軍航複合材料需求驅動的“從十到百”階段,先進入的企業具備更強的資本壁壘與跟隨下游而獲得的研發工藝優勢,因此,現有複合材料企業具備更強的資本壁壘與技術先行優勢。

3.5. 軍航需求加速推動 10-100 量變,高科/光威/中簡獲成長性與資本壁壘

以光威的碳纖維產品爲例,我們可以看出我國基本完成了由 1 到 10 的工藝研發過程:目前我國 T300、T700、T800 已研發成功,部分更高拉伸模量的產品也已問世。此外,從中簡科技、中航高科產品的應用領域也可看出,我國碳纖維產品在軍用航空航天領域也已基本實現國產化,從 10 到 100 的軍用化應用階段也已基本完成,這主要是由我國軍用裝備持續迭代所帶來的碳纖維第一波產業化機遇。

近 10 年來我國軍費支出持續增長,2020 年預算已達 1.27 萬億,裝備換裝需求爬坡的大週期或已到來。5 月 22 日兩會確定 2020 年我國軍費開支增長 6.6%,增長至 1.27 萬億元。我們認爲此軍費增長符合預期,符合經濟承壓階段的歷史規律。2019 年國防白皮書《新時代的中國國防》再次強調我國國防與軍隊建設的戰略目標:到 2020 年基本實現機械化、信息化建設取得重大進展;力爭到 2035 年基本實現國防和軍隊現代化。

此外,《新時代的中國國防》同時指出,空軍在國家安全和軍事戰略全局中具有舉足輕重的地位和作用,要構建現代化武器裝備體系,加大淘汰老舊裝備力度,逐步形成以高新技術裝備爲骨幹的武器裝備體系。航空工業是國家的戰略性產業,是國家綜合國力的重要組成部分,是維護國家安全的戰略性產業。我國國防戰略目標的持續推進,將深度帶動裝備換裝週期,裝備升級市場空間廣闊,航空產業將充分受益裝備換裝機遇,業務規模有望持續穩健增長。目前,我國 J-20 已於 2019 年參加珠海航展,第四代“鶻鷹”隱身戰機也於2019 年中航沈飛公告中正式披露,我們預計,我國裝備換裝的大週期或將加速到來。

基於碳纖維的輕質性、優異的物理化學特性,在航空領域得到廣泛應用與,且用量與使用部位逐漸增加,單機用量有望進入 “量價齊升”階段。目前美國的主戰戰機 F-22/35 碳纖維複合材料用量達 30%;我國 J-7、J-8、J-10 等二代/三代老機型主要碳纖維用量佔比不超過 10%,但 Z-9 直升機復材用量達 25%、四代戰鬥機 J-20 復材用量達 27%;從 J-10 到 J-20的裝備換代使複合材料用量具備了 3.5 倍的質量佔比提升空間,該數據表明我軍航空裝備碳纖維使用比例的提升空間很大。隨着未來航空裝備的持續換代,國產碳纖維需求量將會出現飛機產量、單機復材採購金額“量價齊升”的高景氣增長。

3.6. 從百到千:民航長坡賽道值得等待,碳纖維全球明星企業可期

3.6.1. 我國民機碳纖維需求每年超 1000 億元,國產碳纖維行業具備獨特魅力

國內民航飛機 2019-2038 年新增交付量爲 8,090 架,預計交付價值量 1.3 萬億美元,摺合人民幣約 9 萬億元,超大規模市場價值不容小覷。根據波音報告,2019-2038 年我國支線飛機/單通道飛機/寬體客機/運輸飛機的採購價值量分別爲 50/6,800/5,500/650 億美元,二十年累計市場空間爲 13,000 億美元,按 6.95 人民幣/1 美元的匯率進行估算,預計未來 19年我國民航客機採購價值量約爲 9.04 萬億元,平均每年 0.45 萬億,而 2019 年我國 GDP總值(現價)爲 99.09 萬億元,預計每年民航飛機採購價值量約佔我國 GDP 的 0.46%。

我國民用航空複合材料市場需求約每年 904-1356 億元,千億年需求市場值得期待。我們按照航空複合材料佔質量比、佔價值量比均與全球最主流飛機的碳纖維複合材料佔比(20%)進行保守估算,預計未來19年我國民航客機所需的碳纖維複合材料價值量爲 1.81萬億元,平均每年 904 億元,預計每年民航飛機的碳纖維複合材料價值量約佔我國 GDP 的 0.092%。假設按照 30%的比例進行交樂觀的估算,則碳纖維未來 19 年的需求量爲 2.71 萬億元,平均每年 1356 億元,佔 19 年 GDP 的比例爲 0.137%。

3.6.2. 軍民企業共同增長對標國際巨頭,關注自主化碳纖維明星成長機遇

因此我們認爲,碳纖維及複合材料企業是值得長期期待的產業,短期將由持續放量的軍用需求推動深厚的資本壁壘與工藝積澱,長期將由民航碳纖維每年約 1000 億元的剛性需求持續推動成長,國產碳纖維行業具備其獨特的魅力。

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(報告觀點屬於原作者,僅供參考。報告來源:天風證券)

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