西部超导研究报告：航空钛合金核心供应商，高温合金业务蓄势待发

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2003 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 2012 年整体变更为股份有限公司，2019 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 2022 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 2021H1，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， 2016-2021Q3 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%，2016-2020 年营收 CAGR 为 21.24%。净 利润方面，2016-2021Q3 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%、134.31%、97.86%，2016-2020 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。2016-2021Q3 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。 2016-2019 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；2020 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，2021Q3 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，2020 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%。2020 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《World Air Forces》统计，截至 2020 年底，美国拥有军用飞机 13232 架，占比 25%， 数量居全球第一；其次是俄罗斯，数量达 4143 架，占比 8%；我国拥有 军机数量为 3260 架，占比约为 6%，其中战斗机 1571 架、特殊用途飞 机 115 架、运输机 264 架、直升机 902 架、教练机 405 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 500 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 2015 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，2021-2030 年我国军机钛材需求有望超过 12 万吨。以 2030 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 FY2022 财年 85 架的采购规模持续列装（10 年新增 850 架，远小于《World Air Force 2021》中 F35 系列战机 2071 的计划采购总数）。 再保守假设到 2030 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 1090 架和 1055 架左右，各类直升机 3550 架，大 型运输机 490 架，特种飞机 1000 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，2021-2030 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，A350/B787 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/C919 钛用量占比分别达 4.8%/9.3%， CR929 钛用量预计将达 15%左右。

2021-2040 年中国民机交付总量预计将达 7646 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 （2021-2040）》，预计从 2021~2025 年将进入恢复期的快速增长阶段， 以后将保持稳定增长。到 2040 年客运周转量预计将达到 3.3 万亿人公 里。预计到 2040 年末，中国航空公司客机机队规模预计将达到 9004 架， 其中宽体干线飞机 1767 架，窄体干线飞机 6253 架，支线飞机 984 架， 预计 2021-2040 年间，中国需要补充民用客机 7646 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，2021-2040 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Φ650mm。受益于高端定位和技术优势， 公司钛合金毛利率业内领先，2020 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，2018 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。2020 年 10 月，公司以 4752 万 元认购朝阳金达 1200 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。2018 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 2550 吨/ 年增至 4950 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，2020 年分别达 98.52%、99.05%。2022 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 5050 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。2020 年中国 MRI 市场 规模达 89.2 亿元，2015-2020 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。2018 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”以及达到三级医院设施条件和能 力服务的“县级医院”，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，2020-2030 年，中国 MRI 市场规 模 CAGR 预计将达 10.6%，2030 年有望达 244.2 亿元。

2025 年国内 MRI 用超导线材需求量有望超 4000 吨。我国 MRI 存量产 品主要分为 1.5T 和 3.0T 两种型号，其中 1.5T MRI 仅能满足基本临床 需求、单台设备消耗 0.5 吨导线材，3.0T MRI 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《2021 中国医用 MRI 市场研究报 告》， 2020 年我国 1.5T/3.0T MRI 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，3.0T MRI 有望成为市场主要增长点。2020 年国内 MRI 销量为 2346 台， 2018-2020 年 CAGR 为 15.78%。假设 2021-2025 年国内 MRI 销量增 速维持 15.5%，3.0T MRI 占比逐年增长 2%，经测算，2025 年国内 MRI 用超导线材需求量有望达 4084 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，2020 年我国单晶硅片产能/产量/销量分别为 235/146/144GW，同比增长 104.61%/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 300mm 现已成为行业主流尺寸，据 IC Insights 预测，2021 年全球 300mm 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 5000Gs 稳定磁场的 MCZ 技术，现已成为 300mm 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 100kW）、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 300mm 单晶硅制造能耗减少 20%、成品率提升 30%。据 SEMI 统 计，2020 年中国大陆半导体设备销售额达 187.2 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 2003 年开启 ITER 计划用 NbTi、Nb3Sn 超导线材的产业化，2012 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，2013 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 750 吨/年，2022 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 1250 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，2019 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，2019 年国内高温合金市场规模为 170 亿元，2025 年预计将达 856 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 240 亿元。按军用飞机发动机价值占比 25%，军用飞机 125%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 8201.41 亿元，年均 820.14 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 1476.25 亿元，年均市场规模约 147.63 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 2398.91 亿元，年均市场规 模约 239.89 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 208 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 110%估算，未来二十年国内民用航空发动 机采购规模有望达 14234.44 亿元，年均市场规模约 711.72 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 4163.57 亿元，年均市场规模约 208.18 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 GH4169 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。2022 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 1500 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 2021 年 3 月 31 日投资者调研纪要，2021-22 年钛合 金产能预计达 6000-7000 吨。同时，根据公司 2021 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 2021-23 年钛合金产能分别为 6750/8250/9550 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 2021-23 年公司 钛合金吨价分别+8%/+6%/-4%。综上，我们预计 2021-23 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 2021 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 2024 年后建成， 2021-23 年超导线材产能有望维持在 750 吨，我们假设 2021-23 年产能 利用率为 91%/93%/97%，产销率为 91%/92%/96.5%。根据公司 2021 年 3 月 31 日投资者调研纪要，CFETR 预研项目将在 2021 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 2021-23 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 2021-23 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 2021 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 2500 吨）建成时间计划延迟至 2023 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 1500 吨）计划于 2025 年后建成，我们预计 2021-2023 年公司高温合金产能分别为 2000/2000/4500 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 2021-23 年现有 2000 吨高温合金的产能利用率分别为 43%/98%/98%，2023 年新增 2500 吨高温合金的产能利用率为 60%， 2021-23 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 2021-23 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 255.48%/259.27%/112.56%，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。）