1.钢研集团高温合金资产上市平台,技术雄厚积累完善
1.1.依托钢研集团具备雄厚科研实力,牌号储备齐全且不断强化生产
公司自成立以来积极拓展业务布局。公司前身为1958年成立的钢铁研究总院高温材料研究所,2002年由科研院所转型成立有限责任公司,2004年改制为股份有限公司,经过数年的发展,于2009年在创业板上市。
自成立以来公司积极拓展业务布局:
2012年成立天津广亨,负责阀门、阀门毛坯及阀门密封材料的制造与生产;
2014年,成立河北德凯、天津海德,分别负责航空航天高端铝镁合金精铸件以及新材料业务;
2018年,公司收购青岛新力通,主要生产石化领域用管材和各类合金炉管;
2020年成立常州钢研,负责高端金属材料复杂形状零部件制造;2021年设立全资子公司涿州高纳,布局制造高温、纳米材料;
2022年,拟与航发动力合资设立西安钢研拓展以下游机加工,拟设立德阳钢研拓展锻造业务。
牌号储备齐全,不断强化生产。
自1958年以来,公司共研制各类高温合金120余种,其中变形高温合金90余种、粉末高温合金10余种,均占全国该类型合金80%以上。最新出版《中国高温合金手册》收录201个牌号中,公司及其前身牵头研发114种,占总牌号数量的56%。
在现有技术基础之上,公司利用IPO募集资金在2012年完成粉末及变形高温金属材料、钛铝金属材料项目建设,2013年完成新型高温固体自润滑复合材料项目建设;2014年投资2.24亿元的真空水平连铸高温合金母合金项目及投资1.37亿元的铸造高温合金高品质精铸件项目建设落地,预计分别将为公司创造每年2.41、1.16亿元收入。
此外公司在2016年投入5000万元进行设备能力投资建设,于2019年投资2.66亿元进行高温合金精铸件扩产。持续的能力建设投资有望不断提升公司生产经营效率,给公司带来长久的业绩增长。
依托钢研集团,具备雄厚科研实力。
第一大股东钢研集团持有公司45.83%股份,钢研集团拥有19个国家级中心和实验室,是国家首批103家创新型企业试点单位之一,是我国金属新材料研发基地、冶金行业重大关键与共性技术的创新基地、国家冶金分析测试技术的权威机构,拥有5000余项科研成果。
公司由原集团下属高温材料研究所和粉末冶金研究室主要业务合并组建而成,依托钢研集团在新材料研发以及冶金领域的强大实力,以及集团内众多科研院所积累的研究基础,公司技术储备充分,具备雄厚研发实力。
剥离低效资产,减轻经营负担。
公司旗下子公司天津广亨和天津海德经营效益相对较低,分别在2016、2017年出现亏损,且之后经营并未出现明显好转。考虑到广亨及海德处于持续亏损状态,自2016年起,公司通过引入他方增资扩股方式不断降低对天津广亨及天津海德的持股比例,并分别于2017-2018年相继剥离合并报表范围,截止2020H1,公司分别持股天津海德28.53%、天津广亨31.38%。
我们认为,公司持续降低低效资产持股比例将有效地减轻公司经营负担,并不断提升报表质量。
1.2.行业准备壁垒较高,公司业务布局全面且市占率较高
高温合金产品多样性及工艺复杂性造就行业壁垒。高温合金具有牌号众多、成分复杂的特点,目前国内已收录200多个牌号,部分牌号合金元素多达二三十种,复杂的产品种类与成分设计为高温合金产业带来了先天的进入壁垒。
在生产工艺方面,高温合金生产流程较为复杂,以单晶叶片生产为例,其中包括了40~60道工序。同时,不同类型产品工序差异较大,铸造高温合金生产工艺中包括模壳制备、重熔、浇注等工艺过程,而粉末高温合金则需要经过氩气雾化/旋转电极制粉、筛分、包套、热等静压、等温锻造等一系列工序。
工艺流程长、工序差异显著使得高温合金行业初期的投入成本较大,且难以通过覆盖全品类产品形成范围经济效应来降低成本。因此高温合金行业在研发、生产上存在较高行业壁垒,新进入者需要在初期完成大量的投入,方可在某个细分领域占有一定的市场份额。
产品种类齐全,细分市场市占率高,客户资源优质稳定。公司业务全面覆盖铸造高温合金、变形高温合金和新型高温合金三大方向,其中:
1)铸造高温合金,产品包括高温合金母合金、精密铸造合金制品、精密铸造叶片、轻质合金精铸件等,其航空航天发动机用高温母合金市场占有率>30%,航天发动机精铸件市场占有率>90%;
2)变形高温合金,产品包括高温合金盘锻件,高温合金棒材、板材、管材、丝材,燃烧室用高温合金环件等,其中特种变形高温合金板材、棒材和涡轮盘锻件的市场占有率>30%;
3)新型高温合金,产品包括粉末高温合金锻件、ODS合金、Ti-Al金属间化合物制品等,其中粉末高温合金市场占有率60%,ODS合金市场占有率100%。
公司高温合金产品客户认可度较高,2019年定增项目获得航发认购,与下游客户完成深度绑定,同时公司与多家大型央企、国企长期维持合作关系,主要客户包括沈阳黎明、航发动力、南方动力、贵航集团、上海电气等;此外,航发动力于2022年发布公告拟以204台/套设备资产及9项无形资产作价3,523.31万元出资与公司设立合资子公司,再次彰显公司技术能力充分受到下游客户的充分肯定。
我们认为,公司不仅已实现全品类覆盖,且在细分市场具备较强竞争力,而优质的客户资源也为公司长期稳定发展提供了保障。
公司组织架构与产品结构不断优化,带来业绩持续增长。
公司通过减持海德、广亨,并购新力通,投资德凯,建设青岛基地项目等一系列运作,逐步剥离低效资产优化组织架构。
2016-2021年,公司营业收入从6.81亿元增长至20.03亿元,复合增速24.06%;归母净利润从0.96亿元增长至3.05亿元,复合增速25.99%,其中,2016-2017年归母净利同比分别下滑22.79%、39.36%,主要因细分产品市场被竞争对手挤压,钢研海德产销量大幅下降所致,而2018年归母净利大幅增长,主要原因是产品结构中高毛利率铸造制品占比提升,2019年归母净利增长主要来源于新力通并表和德凯净利增长,2021年归母净利同比增长49.56%,主要来源于政府补助、联营企业收益以及新型高温合金净利润的增长。
1)铸造高温合金:并表新力通实现规模提升,成立青岛基地扩大产能。
2016-2021年铸造高温合金业务收入复合增速39.46%,在2019年完成青岛新力通并表后铸造业务占收入比例实现持续提升,且扩大了公司铸造高温合金在石化、冶金、建材等民用领域的应用,2021公司铸造高温合金实现收入12.01亿元,同比增长20.75%。
此外,为加速实现从科研型企业向专业化批产企业转变,公司积极布局建设青岛基地以求提升自身铸造业务产能,预计未来随着青岛产业基地扩产落地,铸造业务有望迎来新的增长点。
2)变形高温合金:收入总体稳定增长,技术积淀支撑发展潜能。
2016-2021年变形高温合金业务收入复合增速8.09%,相较另外两大业务方向变形高温合金毛利率相对较低,主要因生产过程中熔炼及锻造环节需委外完成,而其毛利率也受上游原材料价格波动影响。
公司在变形高温合金领域研发及生产方面具有数十年技术积淀,并承担75%以上国家层面变形高温合金研发项目,拳头产品GH4169通过合金技术提升不断推动产品质量攀升,提高市场占有率且2021年再创交付新高。同时,公司新产品成果转化效益显著,某多型号合金涡轮盘锻件实现小批量生产。
预计伴随变形高温合金新产品逐步上量及新业务的不断开拓,变形高温合金业务毛利率有望持续提高。
3)新型高温合金:国产化项目竞标第一,后续发展势头强劲。
2016-2021年新型高温合金业务收入复合增速20.64%,据2021年报,公司FGH97高压涡轮盘产品在某盘件国产化招标中竞标第一,且实现收入2.85亿元,同比增长54.42%,毛利率增长7.64pcts至54.94%。
我们认为,收入及毛利率的大幅提升或预示公司高压涡轮盘产品已进入批量生产阶段,而随着新型军机加速列装,预计粉末高温合金将持续放量,维持高增长态势。
公司自1960年代末即开始ODS高温合金领域的研究,在产品投产及应用方面实现重大突破,并已批量应用到某系列重点武器装备。Ti2AlNb金属间化合物依托多年的技术储备,成功拓展Ti2AlNb锻件在涡轴发动机领域的应用。
公司在新型高温合金领域有着明显的技术优势,在新型高温合金尤其粉末高温合金市场需求不断扩大背景下,后续增长势能有望进一步放大。
1.3.股权激励持续推出锁定核心骨干,多次携手航发彰显产业地位
股权激励不断增加覆盖面,深度绑定员工利益。
公司分别于2012年及2019年实施两次股权激励计划,首次股权激励计划面向48名中高层及核心骨干人员(占2012年末公司总人数10.79%),以14.80元/股的价格授予共487.87万份股票期权(占总股本2.30%),至2017年底,已全部行权并解锁完毕。
第二期股权激励计划面向对象共计138人(占2018年末公司总人数12.15%),拟以6.23元/股的价格授予1346.83万股(占总股本3%),据公告,实际授予共1037.62万股,目前已解锁398.63万股。
两期股权激励主要激励对象皆为公司核心科研技术骨干,且第二期股权激励计划在覆盖人数及授予额度上均有所增加,我们认为,股权激励有助充分绑定核心科研骨干与公司利益,有望极大提升公司管理运营能力。
资本运作加快发展步伐,航发及大股东认购定增体现信心。
公司2009年IPO募资5.5亿元,开发建设粉末及变形高温金属材料、钛铝金属材料以及新型高温固体自润滑复合材料制品项目,大幅提升生产经营规模;2012-2019年间,先后设立子公司天津广亨、河北德凯、天津海德,收购青岛新力通65%股份,出资设立钢研青岛,并通过向子公司增资及建设投资等方式,不断拓展产业布局。
近年来公司加快发展步伐,规划设立常州钢研项目及涿州高纳,进一步拓宽业务范围及产能上限;以自有资金出资设立德阳钢研,积极寻求产业链拓展。
此外,公司2019年及2021年两次定向增发,2019年定增募资1.2亿元,其中航发资产认购6000万元,成功绑定下游客户;2021年定增募资3亿元,由钢研集团全额现金认购,体现了大股东对公司未来发展的信心。
再度携手航发彰显产业地位,长远布局助力持续发展。
据公告,公司拟以现金7476.69万元(持股67.97%)与航发动力设立合资公司西安钢研高纳,主要业务包括铝镁轻质合金、不锈钢、双合金等高端金属材料铸件的制造。
合作方航发动力作为我国军用航发总装唯一上市平台,具备涡喷、涡扇、涡轴、涡桨等全种类军用航发生产能力,此次以204台/套设备资产及9项无形资产出资,有望持续加强公司相关业务生产能力,有效促进公司产业化能力的提升。我们认为,公司此次再度携手航发不仅充分彰显了自身产业地位,长远的战略布局将有望进一步提升公司综合实力,助力公司持续发展。
2.需求端:航发赛道长坡厚雪,高温合金空间广袤
2.1.不可或缺且用量提升,叠加战机代际升级持续牵引增量需求
【逻辑一:不可或缺】
发动机材料高温性能要求不断提升,高温合金成为首选材料。根据相关论文,涡扇发动机涡轮前温度每提升100℃,发动机最大推力可以提升近20%,因此通过增大涡轮前温度提升推重比是提高先进航空发动机性能的重要手段,也是航空发动机完成迭代升级的必然路径。
《世界航空动力技术的现状及发展动向》指出,第一代航空发动机涡轮前温度为1200K,而第四代航空发动机F119涡轮前温度已达到1950K,考虑到先进航空发动机苛刻的高温工作环境对发动机热端材料的选择形成较高限制,而高温合金拥有同时在600℃以上高温和较大应力作用下长期工作能力,且能保持良好的材料强度、抗疲劳、抗蠕变性能,凭借优异的高温可靠性已经使其成为当下先进航空发动机热端部件的首选材料。
【逻辑二:单机用量提升】
高温合金在先进发动机中应用广泛,新型发动机用量不断提升。国内外先进航空发动机的燃烧室、导向叶片、涡轮叶片和涡轮盘四大热端部件,以及机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等在内的热端部件都由高温合金制成,且随着航空发动机发展,高温合金在发动机上占比会越来越高。
《高温合金材料学》指出,新型航空发动机中高温合金用量可占发动机总重量40%-60%,如美军J79发动机高温合金使用量占10%,钢用量占到85%,而第三代发动机F110高温合金使用量已经达到了55%。
两机动力控制指出,第二代J79-GE-17型号发动机重量约1800kg,按10%高温合金用量测算,单发动机高温合金用量为180kg;将其与第三代F110-GE-100航空发动机进行对比,据《第三代战斗机用大推力涡扇发动机巡礼》,F110-GE-100型号发动机重1778kg,以55%高温合金占比计算,单发高温合金用量达到978kg,是第二代航空发动机J79-GE-17用量的5.4倍。若考虑备发及维修则需求量或将成倍增长,由此可知新型发动机将牵引高温合金用量不断提升。
【逻辑三:战机代际升级继续牵引高温合金需求增长】
从代际结构看,我国三代半及四代战机占总量比例极低,我国空军和美国相比还存在结构劣势,结构性升级换装的需求强烈。
据World Air Force 2022数据,目前我国以歼-7、歼-8为代表的二代战斗机占比达到46.75%,以歼-10、歼-11/16、及歼-15为主的三代战机占比51.67%,四代机占比仅为1.58%;而美军现役已无二代战斗机,其三、四代机型占比分别为82.62%和17.38%。
我国迫切需要通过代际结构升级缩小与国外先进空军力量之间的差距,而战机代际升级亦有望带来发动机的更新迭代,第三、四代新型先进航空发动机需求有望大幅提高,新型发动机高温合金用量不断增加,同时考虑备发及维修环节将进一步提升高温合金需求预期。
2.2.航发热端部件易损耗且价值量高,维修更换需求稳定且持续周期更长
【方向一:从全生命周期来看】
据中国行业研究网数据,航空发动机全寿命周期中,研发、制造、维护的比例分别为10%~20%、40%、50%左右,而在和平时期,由于武器系统服役的时间更长,发动机寿命将达到15~25年,所以维护费用在发动机整个生命周期内的总费用占比逐渐提升,其中:
1)研发阶段:
据《航空发动机-飞机的心脏》报告所述,以罗罗公司的RB211为例对航空发动机研发阶段费用按成本构成拆分,设计费用占10%、试验费用占50%、研发阶段制造费用占40%,其中原材料费用则占到制造成本的15%。对应约占到航发研制阶段总成本的6%(40%*15%)。
2)制造阶段:
航空发动机制造成本(不含控制系统)主要由原材料成本和劳动力成本两部分组成,分别占比在40%-60%,25%-35%。
高温合金涉及的主要材料是镍、钴金属,钛合金主要是钛,此外,发动机应用的其他材料还包括铝合金、钢等。
高温合金作为航空发动机热端零部件的主要材料,价值量占比达到原材料成本的40%,对应发动机整体制造成本的20%(50%*40%)。
3)维护阶段:
据《发动机制造商另辟商机谈航空发动机售后服务和热端部件的典型修理技术》,航空发动机维护费用约51%用于购买航材,发动机大修和零部件修理费用占比22%,航线维修费用占比10%,租赁备发费用占比5%,外场更换周转件费用占比9%,发动机管理费用占比3%。
在修理发动机零部件中,热端部件由于长期在高温高应力环境下工作,损耗速度较快,是后期维修更换的重点部位,占整台发动机大修费用70%以上。
根据以上数据,零备件航材及零部件修理共占航发维护总成本的73%,则对应热端部件占维修总成本的51%(70%*73%)。
综合以上环节的成本费用拆分,假设研发与制造环节中各原材料费用比例与生产环节一致,我们测算高温合金在航空发动机全生命周期中的价值量占比约为33.79%,占原材料总费用的55.85%,计算步骤如下:
1)高温合金各环节占比=环节费用/全周期费用*原材料费用/环节费用*高温合金费用/原材料费用;
2)全生命周期高温合金占比=研发环节占比+制造环节占比+维护环节占比:
=(10%*6%*40%)+(40%*50%*40%)+(50%*73%*70%)
= 0.24%+8%+25.55%
= 33.79%
3)高温合金占原材料比重=全生命周期高温合金占比/全生命周期原材料占比:
= 33.79%/60.5%
= 55.85%
【方向二:从部件价值来看】
航空发动机制造商根据部件分配任务,因此有必要对部件价值进行拆分。
一般而言,无论战斗机、或运输机用发动机,高、低压涡轮的价值占比都最高,而其相关部件均为热端部件。
对于战斗机发动机,其外涵道很小,有加力燃烧室,因此,风扇、外机匣的价值占比较低,但加力燃烧室、控制系统占比高;对于运输机发动机(客运、货运、军用),外涵道大,无加力燃烧室,因此,风扇、外机匣的价值占比高,控制系统占比较低;直升机发动机中,控制系统、减速机构的占比较高。
根据Rand公司统计的三代战斗机发动机F110全寿命周期部件维护费用分析,涡轮工作叶片、涡轮导向叶片、核心机以及部分机匣、盘件等热端部件占发动机整机维护费用的48%。
2.3.军用航空发动机价值拆分和高温合金市场空间测算
全球市场规模总量达251亿美元,对应高温合金需求约为76亿美元。
据《The Global Military Aircraft Engines Market 2018-2028》测算,全球军用航空发动机市场年复合增长率为4.47%,市场规模将从2018年的108亿美元增加到2028年的167亿美元,若包含维修费用,全球军用航空发动机市场从2018年的162亿美元增加到251亿美元。
结合上文,高温合金分别占制造环节费用的约20%以及维修环节的约51%,其对应全球市场空间约为76亿美元(167*20%+84*51%)。
空军装备与美俄差距显著,军机新型号列装带动航发需求放量。
当前我国军机装备体系与美国相比,在绝对数量和代际结构上均存在较大劣势,距离战略空军目标尚远。
2018年,我国空军公布现代化空军建设路线图,指出到2020年基本跨入战略空军门槛,初步搭建起“空天一体、攻防兼备”战略空军架构,构建以四代装备为骨干、三代装备为主体的武器装备体系,不断增强基于信息系统的体系作战能力;到2035年初步建成现代化战略空军,具备更高层次的战略能力。
军用航空发动机作为军机心脏直接决定其性能表现,在新机型列装及发动机国产化背景下,预计航发领域将迎来持续景气局面。
我国军机发动机市场未来十年预计年均383亿,对应高温合金需求约116亿。
结合以上分析,考虑目前中美军机数量和结构差距及更新换代和新增需求,参考已外发报告《航空发动机:飞机心脏,国之重器》,我们认为战斗机、运输机、直升机、特种飞机、教练机未来十年的增量分别为961架、236架、897架、89架和334架。
我们按照存量和增量两部分,对未来十年我国军用航空发动机市场进行测算,为了简化计算,我们将存量飞机分为换发1次和2次两部分,增量飞机分为不换发和换发1次两部分,发动机单价取可参考型号价格。
经测算,未来十年,我国军用发动机购置经费共2551亿,维修经费1275亿,合计3826亿;平均每年购置经费255亿,维修费128亿,合计383亿。
结合上文内容,高温合金分别占到制造环节费用的约20%以及维修环节的约51%,其对应国内军机市场空间约为年均116亿元。
3.供给端:高温合金零部件平台型配套,新增长曲线有望不断涌现
3.1.变形高温合金:传统龙头,市占率高
高温合金盘锻件传统龙头,下游型号丰富稳固市占率。公司在变形高温合金锻件研制及生产领域长期处于国内领先地位,承担国家多项重大课题,尤其在盘锻件和汽轮机叶片防护片等方面优势突出,据招股说明书,国内市场综合占有率超过30%,其中采用国产料生产的盘轴类产品约占市场90%。
作为国内难变形涡轮盘主要供应商,公司难变形合金热加工技术国内领先,其代表性产品包括某发动机用GH4169合金压气机盘及涡轮盘锻件、高性能难变形GH4720Li合金涡轮盘锻件、某新型涡桨发动机用优质GH4738合金涡轮盘锻件、舰用燃气轮机特大型高温合金涡轮盘等。
公司在变形高温合金盘锻件领域优势显著,下游应用型号广泛,伴随新机型列装及后期维护换发需求攀升,公司变形高温合金盘锻件业务有望保持有序增长。
研发投入成果转化显著,全流程能力奠定行业地位。
公司对变形高温合金相关新产品、新业务持续重点投入开发,技术成果转化效益显著,强大的技术储备及产业化布局为公司变形合金产品多样化打下良好基础。航空发动机对板、棒、丝、带、管等精细制品的需求具有“多品种、小批量”的特点,为实时响应主机厂客户需求,公司成立专门事业部进行精细制品研发生产,建立精细品种的货架供应模式。
此外,考虑到公司具备从熔炼、锻造、热处理以及后续机加工的全流程技术know-how,我们认为,依托前期技术积淀,公司变形高温合金业务有望在维持现有市场地位的同时向产业链下游进行进一步拓展,不断提升产品附加值。
3.2.铸造高温合金:厚积薄发,逐个突破
3.2.1.母合金:航空航天发动机全牌号覆盖,技术实力夯实竞争优势
供应能力强大,全产业链能力树立行业优势。
公司拥有年产超千吨航空航天用高温合金母合金及航天发动机用精铸件能力,可承担我国几乎所有品种高温合金母合金的生产,涵盖等轴晶、定向凝固、单晶合金在内的几十种牌号,可供应的航空航天发动机基本涵盖了我国所有在研及批产型号。除供应各航空航天发动机、船用发动机精铸件生产的军品母合金外,公司民品母合金亦能供应发动机厂、其它精密铸造厂生产民用航空发动机、燃气轮机。
此外,公司生产的母合金可直接用于自产精密铸件,使公司具备了铸造高温合金全产业链生产交付能力。
立足产品基础,拓展技术突破。
2011年,公司利用募集专项资金及自有资金共计2.24亿元开展真空水平连铸高温合金母合金项目,项目在提升产能的同时成功突破高温合金真空水平连铸技术,攻克了高温移动表面的真空密封综合技术及高精度连铸拖坯技术,成功开发了高温合金真空水平连铸集成技术及成套装备。公司现已充分具备完全真空环境下高温合金冶炼及连铸能力,而成套集成技术可实现整个高温合金家族的高质量连铸成型。
技术积累带来牌号优势,未来需求稳定且成长性强。
在高温合金母合金领域主要以牌号为牵引,下游客户运用母合金产品时会对供应商进行评估,因为相同的材料在生产过程中也会有不同的know-how,所以多数情况下客户会选择开发该合金牌号的企业作为供应商,钢研依托长期研发带来的技术积累,几乎掌握国内所有牌号的母合金生产技术,涵盖了我国主要量产航空发动机型号,因此未来市场具备较强的稳定性及成长性。
3.2.2.精铸件:核心技术长期保持行业领先,下属单位各司其职满足军民多领域需求
持续攻关积累雄厚技术资本,厚积薄发突破行业技术高点。
公司自上市至今已掌握4项精铸件领域核心技术,多年发展过程中公司坚持以研发为本,在多个型号航空发动机用高温合金精铸件的研制过程中成功解决大尺寸薄壁类铸件、复杂异型结构铸件等一系列高难度精铸件的生产工艺技术难题,突破了一系列关键技术。
以精铸件领域技术难度最高的产品单晶叶片为例,公司在该领域研制方面处国内领先水平,具有单晶涡轮叶片研制全过程技术积累,公司研制的DD402单晶合金及涡轮叶片获得国家发明专利、DD407单晶合金空心涡轮叶片已通过试飞考核并形成了批量生产能力,是目前我国少数可实现单晶叶片批量生产的厂商之一。
精铸件产品下游应用广袤,航天领域保有较高市占率。
公司拥有技术领先的高温合金精密铸件产线,为各型航空、航天发动机成功研制多种关键精铸件,是我国重要的高温合金精密铸件研制和生产基地。
公司精铸件产品包括等轴晶精密铸造制品、特殊合金精铸件,被广泛应用于航空、航天发动机、燃气轮机、车用发动机、合金阀门等众多领域,涵盖了所有航天运载火箭发动机、涡喷、涡扇发动机用高温合金精铸件,航天发动机精铸件市场占有率超90%。
积极扩充产能实现研发向批产过渡,助力盈利能力进一步提升。
公司2011年铸造高温合金高品质精铸件项目利用超募资金1.37亿元,扩展航空航天发动机、重中型燃机、人工关节及民用复杂结构精铸件等领域研发生产能力;2019年高温合金精铸件扩产项目利用自有及债务资金共2.66亿元,面向国内航发市场外及国际宇航业务。
两度加码精铸件业务将极大扩充公司精铸件产能,实现从研发向批产过渡将助力公司盈利能力进一步提升。
合理权衡选择高附加价值产品,受益战机代际升级带来业绩持续增长。
以航空发动机内的关键部件涡轮叶片为例,根据铸造工艺可分为等轴、定向、单晶三种主要类型,其中等轴晶叶片主要生产力集中于航空工业体系内(包括航发黎阳、航发西航、航发南方等厂商),因等轴晶叶片生产需要单独生产线,在当前没有多余产能的情况下,公司选择生产具备更高附加值的单晶叶片,同时公司也是目前国内少数几家掌握单晶叶片核心技术的单位之一。
我们认为,随着战机迭代升级背景下对零部件性能需求提升,四代机、五代机以及未来新型号中或将更加广泛地采用单晶叶片,精铸件业务有望享受更多成长红利。
河北德凯:整合优质资源助力长远发展,扩产布局广阔民机市场
以轻质合金起家,整合铸造优质资源。河北德凯于2014年以总部轻质有色合金制品事业部为基础创建而成,作为公司轻质合金熔模铸件研发生产基地,布局近乎全部在研及批产航空发动机型号。
德凯主要生产铝镁钛等轻质合金,产品主要应用于航空航天发动机机座、箱体、壳体、本体、支架、承重梁等冷端部件。2021年,公司将铸造高温合金制品事业部注入德凯,使其成为承载公司精铸件业务核心子公司。
我们认为,内部优质资源的整合将显著提升公司整体经营管理效率,同时优化资产结构,助力传统优势领域铸造业务长远发展。
扩产项目提早布局全球民机市场。
高端铝镁钛合金熔模成型构件广泛应用于国际通用航空领域,据中国航空工业集团公司发布的《2017-2036年民用飞机中国市场预测年报》预测,未来20年中国需要补充民用客机6103架,其中大型喷气客机5120架,支线客机983架,其中各类部件上大量采用钛合金、铝合金、镁合金等材料。目前国际通用航空市场每年的轻质合金铸件采购量为200亿美元。
2019年,公司投入3.62亿元在德凯开展铝镁钛轻质合金精铸件项目,项目建成后,预计新增产能187.5吨,每年为公司创造4.71亿元营收。我们认为,扩产项目将进一步提升德凯轻质合金铸件产能,助力公司打民航领域广阔市场空间。
西安钢研:强强联合,未来可期
联合主机赋能打造高端平台,未来或将大有作为。西安钢研是钢研高纳(持股67.97%)联合航发动力(持股32.03%)共同出资设立的合资公司,主要业务包括铝镁轻质合金、不锈钢、双合金等高端金属材料铸件的制造。
此次合作航发动力以设备及无形资产出资或可使钢研获得主机厂部分生产能力,叠加公司自身在精铸件领域的强大技术与供应实力,将进一步提升公司满足下游客户需求能力。
我们认为,携手航发动力成立西安钢研或可使公司更快切入更多发动机生产工艺流程,快速提升自身产业地位,为后续更多合作奠定良好基础。
布局航发重镇未来发展可期。
西安作为我国航空发动机产业的重镇,也是航发集团旗下另一重要单位航发西航(430厂)所在地,其是我国大中型军民用航空发动机研制生产重要基地,主要生产发动机型号包括涡扇-9、涡扇-20等,分别装配于歼轰-7系列战机、运-20运输机,主要面向的下游主机厂为同处西安的中航西飞。
目前同属航发集团的航发西航与航发动力联系深厚:作为整合我国核心航空发动机资产的企业,航发动力2008年凭借西航集团(航发西航前身)的资产注入借壳上市,又在2014年通过公开增发收购了西航集团相关资产,在2021年股权划转前,航发西航为持有航发动力22.38%股份的控股股东。
我们认为,航发动力与航发西航的深厚关系以及两者间主营型号的互补性,将使钢研与航发西航的进一步合作成为可能,公司也将受益于运-20换装涡扇-20发动机带来的需求提升。
新力通:民用高温合金龙头,扩产助力业绩加速释放
多年积累奠定技术领先,技术实力稳固龙头地位。新力通在石化、冶金、玻璃建材高温炉管行业有着深厚技术积累,公司各级管理者、技术人员均具有从事耐热合金离心铸造和静态铸造生产15年以上的经历,积累了丰富生产经验及宝贵工艺参数,并形成独有专利技术,在石化领域的百万吨乙烯裂解炉管、万标立级的制氢转化管技术处于前列,并参与了煤化工领域的辐射热管材料的开发。
新力通技术工艺及产品质量精湛,主要生产裂解炉炉管和转化炉炉管、连续退火线炉辊和辐射管、玻璃输送辊、耐高温耐磨铸件等产品,其中乙烯裂解炉管领域的市占率达到40%,国内排名第一。新力通多年积累奠定行业领先的深厚技术,强大供应实力或使公司成为石化领域民品高温合金的龙头公司。
资质认证齐全,客户遍布国内外龙头。
新力通目前已通过GB/T29490-2013知识产权管理体系认证以及德国TUV质量体系等认证,并具备自主知识产权的生产装备与工艺,可实现批量流程化规模生产的生产制造及质量保证体系,实现了较高生产制造效率及合格率,且雄厚的技术优势为新力通开拓了遍布国内外的龙头客户:
1)国内市场,已取得中国石油、中国石化、中国海油的供应商资格,与SEI、寰球工程、惠生工程等均形成战略合作;
2)国际市场,公司是日本JFE、新日铁及神户制钢等冶金领域技术领先公司的国内供应商,此外公司还通过了沙特化学品巨头沙比克、法国赫锑、法国德西尼布、德国伍德、意大利ITT等国际著名的石化生产、工程、咨询等领域公司认证。
未来随着客户需求增加及与用户粘性的提升,公司的国际地位及市场认可度有望持续提升。
扩产助力业绩释放。
新力通目前具有年产离心铸管9000吨及静态铸件3500吨(精密铸件500吨)生产能力,产品已广泛用于国内石油化工和冶金诸多大型企业。2016-2021年,新力通收入从1.58亿元增长至5.67亿元,复合增速29.13%,净利润从1072万元增长至0.33亿元,复合增速25.00%。
同时,为满足国际石化订单要求的自动化较高的石化炉管的规模化生产,以及乙烯裂解炉抗结焦炉管的规模生产,公司投资2.35亿元开展新力通新厂(北区)扩建项目,建成后预计增加7000吨年产能。新增产能的落地将伴随冶金、石化领域的需求增长,助力公司业绩加速释放。
3.3.新型高温合金:技术积淀,渐露锋芒
3.3.1.粉末高温合金
募资转产终结果,高压盘件竞夺魁。公司IPO募投9995万元用于“航空航天用粉末及变形高温金属材料制品项目”,建设年生产能力100吨高温合金粉末材料及制品新型高温合金生产线,用于生产发动机用热等静压涡轮盘、鼔筒轴、封严盘等。
据公司公告,公司研制的FGH4095/4096/4097合金已批量用于国内多个型号航空发动机,其中FGH4097高压涡轮盘在某盘件国产化招标中竞标第一,FGH4095挡板获得某发动机批产订货。
技术储备奠定行业地位,需求放量打开市场空间。
公司是国内最早开展粉末高温合金研究与生产的单位,在粉末高温合金制粉、热等静压、探伤检测等方面积累了大量专有技术。
氩气雾化(AA)制粉和旋转电极(PREP)制粉是制备高温合金粉末的两种主要技术路线,公司在国内俄系粉末高温合金领域起步较早,最早掌握了PREP制粉技术,公司的真空/惰性气氛快速电渣熔炼技术可用来生产高质量PREP制粉用电极棒,且升级了PREP制粉设备,较大提高了细粉收得率,降低原材料成本。
公司已具备生产粉末涡轮盘和挡板的能力并占据市场主导地位,可满足热等静压成形、金属注射成形、3D打印和钎焊等对高品质粉末的需求。随着航空、航天发动机市场的快速增长,粉末高温合金型号需求开始放量,同时伴随维修更换需求,粉末高温合金产品将进一步打开成长空间。
3.3.2.ODS合金
研发数十载打破技术封锁,主导地位助力拓展民品市场。
公司自1960年代末开始ODS高温合金的研究,已拥有自行设计的机械合金化装备与工艺、热机械处理技术以及超高温再结晶处理技术等,成功研制出国内第一台大容量机械合金化设备。
ODS合金具有优异的高温强度、高温蠕变、高温抗氧化、高温抗腐蚀性能,公司研制的MGH4754棒材,已成功应用于我国某先进航空发动机的篦齿环。
ODS高温合金可用于制造航空航天发动机关键部件,也可用于制造火力发电系统、工业燃气轮机、玻璃制造、汽车柴油发动机、核反应堆等方面的关键材料。目前公司生产的ODS高温合金全部应用在航空航天发动机领域,凭借产品在国内的主导地位,未来有望拓展民品市场。
生产技术门槛高,独家供应享主导地位。
ODS合金目前属于国外封锁技术,生产技术难度大,进入门槛很高。据招股说明书,公司是我国目前唯一具备ODS合金生产技术的企业,且唯一实现了量产,生产的该类产品全部应用在航空航天发动机关键部件,处于独家供应状态。公司目前已拥有自行设计的机械合金化装备与特种工艺技术,在ODS合金领域处于事实上的主导地位。
3.3.3.金属间化合物
重大专项支持攻坚轻质合金,募投扩产布局下游产品。
公司金属间化合物研发工作获得国家自然科学基金和“863”高技术计划支持,是目前国内唯一能实现钛铝系金属间化合物规模化生产的企业。首次IPO募投6588万元用于“航空航天用钛铝金属材料制品项目”,主要面向航空航天领域新制装备需求,产品涵盖航天发动机承力构件、涡轮泵壳用Ti3Al合金棒材,航空发动机压气机盘、叶片用Ti3Al合金锻坯等。
钛铝合金成果丰硕,先入优势抢占未来增量市场。
公司成功开发出包括JG1201在内的多个牌号Ti2AlNb合金,广泛应用于高推比发动机压气机机匣、隔热套、静叶、整体叶盘等部件,Ti2AlNb盘锻件试制压气机整体叶盘通过了室温和高温超转试验及低周疲劳试验,成功拓展Ti2AlNb锻件在涡轴发动机领域的应用。随着对飞机性能要求的逐步提高,钛铝系金属间化合物在飞机发动机中的比重将会扩大,公司凭借先入优势,或将大比例抢占增量市场。
4.报告总结
4.1.钢研集团高温合金资产上市平台,技术雄厚布局全面
公司由原钢研集团下属高温材料研究所及粉末冶金研究室主要业务合并组建而成,技术储备充足且研发实力雄厚,自1958年以来公司共研制高温合金120余种,其中变形高温合金90余种,粉末高温合金10余种,均占全国该类型合金80%以上,在《中国高温合金手册》收录的201个牌号中,公司牵头研发114种,占总牌号数量56%。
公司成立以来不断拓展业务布局,形成以铸造、变形及新型高温合金为主的三大业务线条,在实现全品类覆盖的同时在细分市场市占率较高,并与重要下游客户如航发关系紧密,其在2019年6000万参与公司定增,且在2022年携手公司设立合资子公司,相关合作正逐步落地。
此外,公司在出表低效资产的同时积极设立钢研青岛、常州钢研、涿州高纳以及德阳钢研锻造等子公司,旨在进一步提升自身生产能力,努力从研发型向批产进行转变,为业绩可持续增长夯实坚定基础。
股权激励深度绑定核心骨干,携手航发助力长远发展。
公司分别于2012、2019年实施两次股权激励计划,两期主要激励对象皆为核心科研技术骨干,我们认为,股权激励有助充分绑定核心科研骨干与公司利益,有望继续提升公司运营管理效率。
此外,公司拟与航发动力设立合资公司,合作方航发动力作为我国军用航发总装唯一上市平台,此次以204台/套设备资产及9项无形资产出资,有望持续加强公司相关业务生产能力,有效促进公司产业化能力提升。
我们认为,公司此次再度携手航发不仅充分彰显了自身产业地位,长远战略布局将有望进一步提升公司综合实力,助力公司持续发展。
4.2.需求端:航发赛道长坡厚雪,高温合金空间广袤
我们认为,高温合金在航发产业赛道中具备不可或缺、用量提升及战机代际升级牵引增量需求三大主要逻辑,其中:
1)逻辑一:不可或缺。
增大涡轮前温度提升推重比是提高先进航空发动机性能的重要手段,也是航空发动机完成迭代升级的必然路径。第一代航空发动机涡轮前温度为1200K,而第四代航空发动机F119涡轮前温度已达到1950K,考虑到航空发动机苛刻的高温工作环境对发动机热端材料的选择形成较高限制,而高温合金拥有在600℃以上高温和较大应力作用下长期工作能力,已成为当下先进航空发动机热端部件首选材料;
2)逻辑二:单机用量提升。
参考美军J79发动机高温合金使用量10%,而第三代发动机F110高温合金使用量已达到55%,第二代J79-GE-17发动机重量约1800kg,按10%高温合金用量测算,单发动机高温合金用量为180kg,而第三代F110-GE-100发动机高温合金用量是J79-GE的5.4倍。
3)逻辑三:战机代际升级继续牵引高温合金需求增长。
从代际结构看,我国三代半及四代战机占总量比例较低,结构性升级需求紧迫,而战机代际升级则有望带来发动机更新迭代,第三/四代先进航空发动机需求或大幅提高,带动高温合金用量不断增加,同时若考虑备发及维修则将继续提升需求预期。
高温合金占发动机全生命周期价值量高,年均市场空间预计约116亿元。
1)全生命周期角度,从研发、制造以及维护三个阶段测算,高温合金在航空发动机全生命周期中的价值量占比约为33.79%;
2)部件价值角度,三代发动机F110全寿命周期部件维护费用中,涡轮叶片、核心机、部分机匣、盘件等热端部件占发动机整机维护费用48%。
经我们测算,未来十年我国军用发动机平均每年购置经费255亿,维修费128亿,合计383亿,按照高温合金分别占到制造环节20%及维修环节51%,对应国内军机市场空间约为年均116亿元。
4.3.供给端:高温合金零部件平台型配套,新增长曲线有望不断涌现
1)变形高温合金,公司国内市场综合占有率超过30%,采用国产料生产盘轴类产品约占市场90%,且公司通过成立德阳钢研锻造有望进一步向生产链条下游延展,提升自身产品附加值;
2)铸造高温合金,公司具备从母合金至精铸件的全链程生产能力,并在多型号航空发动机用高温合金精铸件研制过程中解决大尺寸薄壁、复杂异型结构铸件等高难度精铸件工艺技术难题,同时是目前我国少数可实现单晶叶片批量生产的厂商之一,且在航天发动机精铸件市场占有率超90%;
3)粉末高温合金,公司FGH4095/4096/4097合金已批量用于国内多型号航空发动机,其中4097高压涡轮盘在某盘件国产化招标中竞标第一,随着航空、航天发动机国产化进程推进,粉末高温合金型号需求开始放量,同时伴随维修更换需求,粉末高温合金产品将进一步打开成长空间。
我们认为,依托雄厚的技术储备、完整业务的布局以及持续的产能扩充,公司有望成长为高温合金零部件平台型配套企业,长期成长空间充足。
4.4.总结
公司依托钢研集团拥有完善高温合金领域技术储备,在铸造、变形以及粉末高温合金领域均有所布局,逐步打造高温合金零部件平台化配套能力,而伴随我国航空航天新型号发动机的逐步批产以及原有发动机部件的国产替代以及更新维护,有望进一步拉动公司业绩进入快速增长通道,长期成长性充足。预计公司2022-2024年归母净利润分别为3.6、5.2、7.4亿元,对应估值分别为60、41、29倍。
5.风险提示
5.1.扩产速度不及预期。公司积极扩产,但若产能扩充不及预期或一定程度导致公司整体业绩不及预期。
5.2.下游需求不及预期。公司产品主要面向航发领域,包含零部件等配套,但若新型号研制、定型及量产的进度不及市场预期,或对公司整体业绩产生影响。
5.3.原材料价格波动。
镍等金属是公司产品重要的原材料,相关金属价格波动将对成本产生影响,造成业绩波动。
5.4.行业竞争加剧。行业内其他企业与公司的竞争加剧或侵蚀公司部分市场空间,影响公司整体业绩。
5.5.测算不及预期。