2022年天宜上佳研究报告.docx
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1、2022年天宜上佳研究报告1、粉末冶金闸片龙头,2021年多元化布局1.1、深耕轨交领域十三载,转型雏形已现公司 2009 年成立,深耕轨交领域十三载,现逐步转型成为绿能新材料创新产业化应 用平台型公司。公司成立至今一直坚持“科技兴邦,实业报国”创业初心,围绕“一四四 一”企业发展战略,专注于新材料研发及产业化应用,在深耕轨道交通领域的同时,积极 拓展新能源、航空航天、国防军工、汽车等多品类产品,是国家高新技术企业、中关村高 新技术企业。公司已形成粉末冶金制动闸片、碳基复合材料制品、树脂基碳纤维复合材料制品、航 空大型结构件精密制造四大业务板块。 粉末冶金闸片业务板块主营产品主要应用于高速列
2、车、机车车辆、城市轨道交通车辆等,板块以天宜上佳母公司为主体开展相关业务;碳碳 复合材料业务以天力新陶、天启光峰为主体,主要从事光伏热场、航空航天、高端装备用 碳碳复合材料制品研发、生产和销售;碳陶复合材料业务以天宜上佳母公司为主体,主要 从事高性能碳陶制动盘的研发、生产和销售;树脂基碳纤维复材制品业务以天仁道和为主 体,主要从事航空航天、海洋船舶、国防装备、轨道交通等领域纤维复合材料制品研发与 生产;航空大型结构件精密制造业务板块以瑞合科技为主体,主要产品包括机身框类、大 梁、翼梁、翼肋、桁条等主要零部件,产品的主要应用领域为航空飞行器机身、机翼、尾 翼等。1.2、股权结构稳定,实控人深耕材
3、料领域四十余年公司实控人为吴佩芳女士,深耕材料领域四十余年。公司股权结构稳定,截至 2022 年 7 月 22 日,实控人吴佩芳女士直接持有公司 27.79%的股份,通过一致行动人久太方合、 释加才让合计持有公司 31.8%的股份,公司目前不存在持股超过 5%的其他股东。吴佩芳 师从北京科技大学吴成义教授,从事粉末冶金材料研究与应用。吴佩芳女士于 2009 年至 2021 年,担任公司董事长兼总经理;2021 年至今,任本公司董事长;同时担任北京科技 大学兼职教授、北京交通大学深圳研究院兼职教授、轨道交通运维技术与装备四川省重点 实验室客座研究员,兼任中国轨道交通安全网理事会副理事长、北京新能
4、源汽车产业协会 副会长、粉末冶金产业技术创新战略联盟理事会副理事长、中国材料与试验团体标准委员 会粉末冶金领域委员会副主任委员等职务。1.3、影响公司传统业务,新业务带动公司重回高增速影响公司传统业务增长乏力,2021 年公司转型绿能新材料平台型公司,碳基材料 业务助力公司重回高增速。传统粉末冶金闸片业务增速逐年放缓,2020 年受影响,拖 累公司整体业绩,2021 年开始公司以新材料为主线,围绕碳基复合材料应用领域打造业务 的第二增长曲线,带动公司营业收入及净利润较大幅度增长。20162019 年公司营收稳步 增长,三年 CAGR 为 7.5%,2020 年营收同比下降 28.65%,202
5、1 年碳基复材业务落地,业绩大幅改善,营收同比增长 61.68%,扣非归母净利润同比增长 44%;2022H1 实现营 收 4.03 亿元,同比增长 80.6%,扣非归母净利润为 6963.63 万元,同比增加 28.85%。新业务仍在开拓,公司整体毛利率与净利率水平下降,费用管控水平尚未达到最优。 20162020 年公司毛利率基本稳定,始终在 73%以上,2021 年公司毛利率开始下滑,毛 利率为 61.9%,主要原因在于新业务碳基复材制品与航空大型结构件精密制造业务毛利率 低于公司传统业务,以及公司传统粉末冶金闸片业务市场竞争加剧导致的。2020 年与 2022H1 公司净利率大幅下降,
6、主要原因在于传统粉末冶金闸片业务受影响导致。2、高铁闸片国产化开拓者,市场空间稳步增长2.1、闸片技术持续迭代,铜基粉末冶金闸片为当下主流制动系统是高速列车动车组九大关键技术之一,制动性能的好坏将直接影响列车的行 车安全及运行品质。制动系统按照操纵控制方式,主要分为电制动和空气制动。通常情况 下,电制动和空气制动联合作用,但是在紧急制动情况下,只有空气制动作用。作为空气 制动系统中的重要组成部分,基础制动装置通常采用盘形制动,利用制动闸片与制动盘产 生的摩擦力实现列车减速或停车。闸片与制动盘组成一对摩擦副,其中制动闸片是保证高速列车运行安全的关键部件,其性能直接影响到制动性能、制动盘和闸片本身
7、的使用寿命 及列车的安全运行。动车组提速对于闸片的技术要求提升,增加技术壁垒。高速列车闸片在高速摩擦产生 的高温下工作,高速列车在制动时,其制动元件的温度将达到 500C 以上,瞬时温度甚至 可达 1000C 左右。以一辆轴重为 17t 的 8 车编组高速列车为例,在 300km/h 速度下紧急 制动要消耗约1889MJ的能量,而当速度提高到350 kmh时,消耗的能量达到2571MJ, 闸片制动材料表面经历快速的能量积聚,表面温度将达到 500以上,瞬时温度甚至超过 900。因此,要求高速列车制动材料具有合适且稳定的摩擦因数、优良的耐磨性、高的耐 热性与抗热疲劳性、足够的机械强度、与制动盘匹
8、配良好、良好的环境适应性及环境友好 性等性能。随着列车速度的提升,制动闸片持续技术迭代,铜基粉末冶金闸片仍是当前高铁主流 选项。铸铁材料的瞬时摩擦因数受制动初速度及制动压力的影响较大,仅在低速列车上得 到使用;合成材料的常用最高耐热温度仅为 400C,无法满足高速列车高速高温制动要求; 碳基复合材料制造成本高,摩擦性能受外界环境影响大,目前仍难以应用于高速列车;粉 末冶金制动材料具有良好的综合性能及经济性,是高速列车目前最理想的制动闸片材料, 当前时速 300 km 及以上的高速列车均采用粉末冶金制动材料。2.2、三大优势造就公司护城河行业准入门槛高,市场集中度高。由于动车组闸片是轨道交通车辆
9、的核心关键零部件, 其状态直接关系到制动系统的正常运转和动车组的安全运营,因此,拟进入该行业的企业 需要经过较长时间的审核、验证,供应商生产的动车维闸片需要取得 CRCC 核发的铁路 产品认证书后,方有资格向整车制造企业、系统集成商和各铁路局供货。认证通过后, 供应商获证后,在证书有效期内每年至少进行一次监督检查,并根据产品特性增加监督检 查频次,准入条件较为严格。公司 CRCC 证书最多,覆盖车型最广,先发优势显著。作为高速列车的关键部件,铁 路标准要求高速列车粉末冶金制动材料必须进行装车运行考核,进行紧急制动试验并符合 要求,至少考核一个全寿命周期和一年。公司自设立以来,依靠自主研发,于
10、2013 年成为 行业内首家获得 CRCC 认证证书的企业,成功实现进口替代,有力推动了我国高铁动车组 核心零部件的国产化进程。截至 2022 年 6 月 30 日,公司共拥有 11 张 CRCC 核发的铁 路产品认证证书(其中动车组闸片 CRCC 证书数量 10 张)及 8 张 CRCC 核发的铁路 产品试用证书,产品覆盖国内时速 160-350 公里动车组 33 个车型及交流传动机车车型, 相较行业内其他生产企业,公司是持有 CRCC 证书最多、覆盖车型最广的厂商,具有较强 的先发优势。在材料配方、工艺路线以及工艺装备三方面具有技术优势。在材料配方方面,公司打 破行业传统材料配方构建思维模
11、式,产品具有高性能;在工艺路线方面,公司工艺独具特 色,保证产品性能的实现;工艺装备方面,公司机械化、自动化高端装备,保证产品的一 致性、稳定性及生产效率。2.3、我国动车闸片市场规模约23亿元,增长平稳高速铁路营业里程稳步增长,过去十年 CAGR 近 20%。据2021 年铁道统计公报, 截至 2021 年年底,全国铁路营业里程达到 15 万公里,其中高速铁路营业里程达到 4 万公 里,根据“十四五”规划和 2035 年远景目标纲要,到 2025 年,全国铁路运营里程将达到 17 万公里左右,其中高铁 5 万公里,未来我国铁路行业发展市场仍然广阔。铁路投资方面, 2021 年全国铁路完成固定
12、资产投资 7489 亿元,投产新线 4208 公里,高铁 2168 公里, 近两年呈下降趋势。存量动车替换需求为闸片主要需求,2022 年市场空间约 23.4 亿元,基本维持平稳, 增速缓慢。动车组闸片具有耗材属性,故而总体需求可分为新造车新增需求以及存量动车 替换需求,单年更换次数与动车组新增量为两大影响闸片需求的关键因素。关键假设如下: 1)单年更换次数:根据公司招股说明书数据,平均每年闸片更换量为 2.5 次,考虑到 影 响以 及电制 动技 术的 发展,我们 假设 2020 年闸片单 年更 换次 数为 1.8 次, 20212025 年闸片单年更换次数分别为 2、1.8、2、2、2 次。
13、2)我国动车组新增量:我国动车组保有量数据参考铁道统计公报,20172021 年我国动车组保有量增速整体呈下降趋势,从 2017 年的 13.5%下降至 6%,我们假设 20222025 年动车组保有量增速分别为 5%、4%、3%、3%,据此测算得到动车组新增量 为 208、174、136、140 标准组。3)闸片产品均价:根据天宜上佳粉末冶金闸片产品均价情况,闸片产品均价呈下降趋 势,我们假设 20222025 年粉末冶金闸片均价分别为 1900、1850、1800、1750 元/片。3、碳基材料业务落地,助力公司转型公司积极打造第二、第三增长曲线,中长期规划清晰。在传统轨道交通粉末冶金闸片
14、 业务受影响,增长受阻的背景下,公司开拓碳基复合材料业务,具体包括光伏碳碳热 场业务、火箭喉衬业务、碳陶刹车盘业务,其中碳碳热场产线已于 2021 年底投产,产能扩 张迅猛,快速成为公司短期第二增长曲线;碳碳材料制品产线自动化及装备升级项目提高 了自动化水平与纯化能力,匹配 N 型片对于高纯度的需求,碳碳材料制品预制体自动化智 能编织产线建设项目增强了上游预制体的配套供应能力,进一步降低碳碳复材成本,火箭 喉衬业务公司已与兵器集团下属某单位签订合作开发协议,生产线预计在 2024 年左右实现 投产;碳陶刹车盘目前仍处推广阶段,但长期市场空间大,将会成为公司未来潜在增长点。3.1、碳碳热场打造公
15、司第二增长曲线碳碳热场系统产品位于晶硅制造产业链前端。公司主要产品单晶拉制炉、多晶铸锭炉 热场系统用于晶硅制造产业链的前端,是单晶硅棒、多晶硅锭制造的核心部件,对单晶硅、 多晶硅的纯度、均匀性等品质具有关键性的影响。光伏电池组件、半导体芯片、电子元件 为硅片的下游应用,光伏行业的快速发展直接带动了上游晶硅制造产业的快速发展。3.1.1、硅片大尺寸化趋势加速碳碳复材对石墨产品替代国内先进碳基复合材料产品在光伏行业晶硅制造热场系统领域对国外等静压石墨等特 种石墨产品逐步进口替代。回顾碳碳复材的替代历程,2005 年之前,晶硅制造热场系统部 件主要是以等静压石墨等特种石墨为主,生产企业主要是西格里和
16、东洋碳素等碳素巨头; 20052010 年,金博和西安超码等先进碳基复合材料厂商开始了对等静压石墨产品的进口 替代。2011 年,受日本福岛大地震影响,进口特种石墨供应紧张,碳碳热场得到批量应用 机会;20122015 年,欧美双反政策促进国内企业降本需求紧迫,开始大胆尝试新材料、 新工艺,石墨热场系统产品具有成本高、供货周期长、依赖进口等特点,阻碍了光伏行业 降成本、扩规模的发展进程,碳碳热场迎来机遇;2016 年后,国内光伏行业快速发展,碳 碳热场迎来广阔发展空间,渗透率不断提升。光伏硅片大尺寸化趋势加速热场系统中碳基复材对石墨材料的替代。单晶硅拉制炉的 容量快速扩大,其已经从 2011
17、年左右的 16 英寸20 英寸(1 英寸=25.4mm)热场快 速发展到现在的 3036 英寸热场,目前 182mm 尺寸硅片对应 32 英寸热场,210mm 尺 寸硅片对应 36 英寸热场,据 CIPA 统计,2021 年 182mm 和 210mm 尺寸合计占比由 2020 年的 4.5%迅速增长至 45%,未来其占比仍将快速扩大。等静压石墨作为由石墨颗粒压制 成型的脆性材料,已经在安全性方面不能适应大热场的使用要求,在经济性方面也已经落 后于碳基复合材,另一方面在制备大直径的产品时,传统石墨热场材料成型困难,故而光 伏硅片大尺寸化趋势进一步加快了碳/碳复材热场材料对石墨材料的替代。3.1
18、.2、预制体+致密化为生产过程关键点碳/碳复合材料的制备可以分为五步,主要工艺包括预制体的制备、化学气相增密、石 墨化、机加工和高温纯化处理。先进碳基复合材料是指以碳纤维为增强体,以碳或碳化硅 等为基体,以化学气相沉积或液相浸渍等工艺形成的复合材料,主要包括碳/碳复合材料产 品(碳纤维增强基体碳)、碳/陶复合材料产品(碳纤维增强碳化硅)等。以公司碳/碳复合 材料的生产为例,整个过程分为五步:1)先将碳纤维通过织布、成网、复合、烘干等工艺 制备成预制体;2)在 CVD 炉中进行化学气相沉积,在氮气的保护下,通入天然气,加热 温度为 300500 摄氏度,气体热解并在碳纤维上沉积碳,填充多孔预制体
19、的空隙,从而得 到高密度的先进碳基复合材料;3)经过石墨化处理,使得产品性能达到使用要求;4)对 半成品进行机加工;5)对机加工后的半成品在重复高温纯化,该过程与石墨化工艺类似, 多次重复高温纯化即可得到最终产品。预制体构成 C/C 复合材料的骨架和基础,其结构型式对复合材料的最终性能具有较大 影响。预制体的结构决定了复合材料中纤维的体积含量和排列方向、孔隙的几何形状和分 布以及纤维的弯扭程度,影响后续化学气相渗透过程中气体的传质,进而影响材料的复合 致密化进程。碳/碳复合材料制备方法的差异主要体现在后续致密化工艺的不同。目前,碳/碳复合 材料的制备方法因致密化工艺的不同可主要分为化学气相沉积
20、法、液相浸渍法以及这两种 方法的综合使用。化学气相沉积法中,基体碳与纤维结合紧密、结构可调,该法成为制备 高性能碳/碳复合材料的首选方法。金博股份与天宜上佳采用的是化学气相沉积法,利用化 学气相沉积技术,大幅缩短了致密化周期,沉积周期是传统沉积周期的 1/2,极大地降低了 电力消耗,降低了生产制备成本;西安超码利用等温化学气相沉积工艺结合树脂低压浸渍 炭化工艺,充分发挥两种工艺的特点,利用热解炭结合树脂炭的双元炭组分保证炭/炭复合 材料具有优异的综合性能。3.1.3、供需维持紧平衡,新增扩产优质产能消化无需担心三重需求驱动热场需求持续增长,2025 年需求有望超万吨。光伏领域碳碳热场材料需 求
21、可分为三类:1)新增需求:新增硅片产能带来单晶炉配套热场材料的需求;2)替换需 求:热场材料的耗材属性使得存量单晶炉热场材料在一定周期需要更换;3)改造需求:在 大尺寸硅片渗透率不断提升的趋势下,存量小尺寸单晶炉需要改造成大尺寸单晶炉。据我 们测算,2022/2023/2024/2025 年碳碳复材热场总需求将达7631/9621/9912/10305 吨, 同比增速为 81%/26%/3%/4%,20202022 年为需求爆发期,年均复合增速超过 100%, 2023 年后增速将会放缓,2022 年新增产能带来的需求占据主导,后续存量市场的替换需 求占据主导。2021 年行业供不应求,202
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