2022年中简科技研究 高性能碳纤维龙头供应商,下游需求饱满成长迅速

  • 来源:安信证券
  • 发布时间:2022/10/15
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中简科技(300777)研究报告:高性能碳纤维领军企业,产能扩张助力未来成长。高性能碳纤维龙头供应商,下游需求饱满成长迅速。公司成立于2008年4月,主要为承担科技部“863聚丙烯腈基碳纤维工程化”重点项目。自成立以来,公司始终坚持高性能碳纤维的研发、生产,先后开发成功ZT7、ZT8、ZT9及M40J等多系列碳纤维产品,2020年11月入选工信部第二批专精特新“小巨人”名单。受益于下游航空航天领域需求快速增长及不断提质增效,公司营收和归母净利润呈增长趋势。2017-2021年营收复合增速为24.95%,归母净利润复合增速为16.27%。其中,20...

1. 高性能碳纤维龙头供应商,下游需求饱满成长迅速

1.1. 高端碳纤维核心供应商,实控人为行业领军人物

公司是国内高性能碳纤维及相关产品龙头供应商。中简科技成立于 2008 年 4 月 28 日,主要 为承担科技部“863 聚丙烯腈基碳纤维工程化”重点项目。2015 年 9 月,公司经股份制改 造变更为中简科技股份有限公司。自成立以来,公司始终坚持高性能碳纤维的研发、生产, 2011-2019 年,公司先后开发成功 ZT7、ZT8、ZT9 及 M40J 等多系列碳纤维产品,多项课 题被列入江苏省发改委战略新兴产业项目。2019 年 5 月 16 日,公司成功登陆深交所创业板, 并于 2020 年 11 月入选工信部第二批专精特新“小巨人”名单。

公司所生产碳纤维主要为高端、高性能型碳纤维产品。公司自成立以来始终围绕高性能碳纤 维产业化开展研发制备工作,目前具备高强型 ZT7 系列(高于 T700 级)、ZT8 系列(T800 级)、ZT9 系列(T1000/T1100 级)和高模型 ZM40J(M40J 级)石墨纤维工程产业化能力, 并陆续突破 T1100、M55J 和 M60J 高强高模碳纤维制备技术。其中,ZT7 系列碳纤维产品 打破了发达国家对宇航级碳纤维的技术装备封锁,各项技术指标达到国际同类型产品先进水 平,已被批量稳定应用于我国航空航天八大型号,公司已成为国内航空航天领域 ZT7 系列碳 纤维产品的批量稳定供应商。

公司实际控制人为杨永岗和温月芳,二者为一致行动关系。根据 2022 年半年报,杨永岗直 接持有公司 3.09%的股份,持有常州华泰投资管理有限公司 30.08%、常州市中简投资合伙 企业(有限合伙)63.34%的股份;温月芳直接持有公司 1.77%的股份,持有常州华泰投资 管理有限公司 30.08%、持有常州市中简投资合伙企业(有限合伙)30.91%的股份。

杨永岗、温月芳均为国内碳纤维行业领军人物,技术背景深厚。杨永岗先生曾任山西煤化所 研究员、博士生导师、炭材料重点实验室副主任、碳纤维制备技术国家工程实验室副主任等 职务,作为项目负责人曾数十次承担或完成国家“863 项目”、“973 项目”及中科院、国家 发改委和科技部等部委的科研项目,并于 2013 年 12 月入选中组部第二批“万人计划”(国 家科技创新领军人才)。温月芳女士曾在山西煤化所从事研究工作及学习,后在浙江大学化 学工程与生物工程学院担任教授职务,作为课题负责人或技术负责人曾承担了科技部、中科 院、国家发改委等部委的多项科研项目。杨永岗现任公司董事长,温月芳现任公司董事、总 经理及总工程师,技术背景深厚,主导公司多项核心专利技术。

1.2. 下游订单饱满,业绩快速增长

受益于下游航空航天领域需求快速增长及公司不断提质增效,公司营收和归母净利润呈增长 趋势。2017-2021 年公司营收自 1.69 亿元增长至 4.12 亿元,年均复合增速为 24.95%;归 母净利润从 1.10 亿元增长至 2.01 亿元,年均复合增速为 16.27%。其中,2021 年公司营业 收入 4.12 亿元,同比增速减缓至 5.72%,系主要客户对相关产品降价所致;归母净利润 2.01 亿元,同比下降 13.38%,主要系退税延后其他收益减少所致。2022H1 公司以生产保供和项 目建设为抓手,不断挖潜提效,降低因价格变化带来的影响,随着产能的进一步提升,上半 年公司实现营业收入 3.15 亿元,同比增长 56.63%,归母净利润 1.85 亿元,同比增长96.7%。

公司毛利率水平较高,盈利能力强。2017~2020 年公司毛利率分别为 77.73%、79.61%、 82.35%、83.89%,呈稳步增长趋势,主要系公司营业收入增加,产品规模效应显现;2021 年公司毛利率下滑至 77.08%,主要系公司与主要客户 A 经协商对产品价格下调所致。 2017~2020 年公司期间费用率虽有所波动,但净利率仍维持在较高水平,净利率分别为 65.30%、56.68%、58.26%及 59.65%。2021 年由于降价影响毛利率承压及增值税退税延后 影响其他收益,公司净利率下降至 48.88%。2022H1 随着千吨线稳定生产,期间费用率下降, 净利率回升至 58.61%。

细分产品中,高性能碳纤维是公司主要收入来源。公司产品可进一步细分为碳纤维及碳纤维 织物,其中碳纤维织物是碳纤维进一步加工后的另一应用形式。高性能碳纤维一直是公司主 营产品,2017~2021 年营收占比达 75%以上,碳纤维织物营收占比则随下游客户需求变化 在 10-25%区间波动。毛利率方面,2017 年碳纤维织物毛利率略低于碳纤维,主要系公司碳 纤维织物有部分外协,成本较高,2018 年开始公司碳纤维织物均为自行生产,成本进一步 降低,碳纤维织物与碳纤维毛利率基本相近,均维持在 70%以上的较高水平。

2.碳纤维需求高速增长,航空航天领域市场前景广阔

2.1. 碳纤维力学性能优异,下游应用领域广泛

碳纤维力学性能优异。碳纤维是含碳量在 90%以上的无机高分子特种纤维,由有机母体纤维 在 1000℃-3000℃的高温下及惰性气体氛围中分解、碳化而成。碳纤维力学性能优异,具备 高强度、高模量的特点。碳纤维兼具碳材料固有的强抗拉力及纤维的柔软、可加工性,由于 其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向,因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量,较小的密度也 赋予其出色的比强度和比模量,能够满足减重、耐变形的需求。

由于性能优异,碳纤维已广泛应用于国防军工以及民用工业多个领域。碳纤维按力学性能可 分为高强型、高强中模型、高模型、高强高模型四类。东丽公司在行业中具有龙头地位,常 将其产品编号作为行业标准,如 T300、T800、M40、M55J 等对应不同性能的碳纤维,将 其与我国标准与牌号体系进行对应。按丝束大小碳纤维可分为大丝束(每束碳纤维根数大于 48K)和小丝束(每束碳纤维根数小于 24K)两类。小丝束碳纤维性能及成本均较高,又被 称为宇航级碳纤维,主要应用于国防军工、高技术领域及部分体育休闲用品,如飞机、导弹、 火箭、卫星、钓鱼杆、高尔夫球杆及网球拍等。大丝束碳纤维性能及成本均较低,被称为工 业级碳纤维,主要应用于多种民用工业领域,如风电、轨道交通、机电、土木建筑和能源等。

2.2. 碳纤维需求快速提升,聚焦航空航天高端产业

我国碳纤维需求增速超全球,各应用领域市场空间广阔。碳纤维市场增长迅猛,据赛奥碳纤 维,全球来看,2021年全球碳纤维需求总量为11.8万吨,较2020年10.69万吨,增长10.4%, 到 2025 年全球碳纤维消费量有望达到 20 万吨,5 年复合增速为 14.1%,到 2030 年全球碳 纤维消费量预计为 40 万吨,2025-2030 年复合增速约为 14.9%。我国来看,2021 年我国碳 纤维总需求量为 6.24 万吨,较 2020 年的 4.89 万吨,同比增长 27.7%,且预计在 2025 年我 国碳纤维总需求有望达到 15.9 万吨,对应 5 年复合增速为 26.3%。我国碳纤维需求增速超 全球增速,随着技术进步,各应用领域市场空间广阔。

从应用端来看,航空航天等高端应用领域与全球仍有差距但发展潜力巨大。2021 年全球碳 纤维应用领域集中于风电叶片、体育休闲、航空航天等领域,应用量占比分别为 28%、15.7% 和 14%。2021 年我国碳纤维应用领域则主要集中于风电叶片、体育休闲及碳碳复材,占比 分别为 36.1%、28.1 及 11.2%。我国碳纤维应用以民用工业领域为主,而在高端应用如航空 航天领域,我国应用占比仅为 3.2%,与全球 14%的占比差距较大。随着技术的不断进步及 国产大飞机项目顺利落地,我国高性能碳纤维应用潜力巨大。

2.2.1. 军机迭代民机需求爬坡,航空领域碳纤维市场空间广阔

由于性能优异,碳纤维复合材料已发展成为目前最重要的航空结构材料。与其他航空航天金 属合金相比,碳纤维复合材料有比强度/模量更高,重量更轻,耐腐蚀性和抗疲劳寿命性更好 及有效载荷更大等优点,在过去 40 年中被广泛应用于航空领域。碳纤维复合材料起初主要 应用于飞机的非承力部件如飞机雷达罩、舱门、整流罩等,后来逐渐过渡到飞机尾翼的垂直 尾翼、水平尾翼及方向舵等一些非主要承力部件,例如法国幻影 2000 战斗机尾翼的设计就 采用了复合材料。随着制备工艺及结构设计水平的进步,碳纤维复合材料开始应用于飞机的主 要承力部件。目前碳纤维复合材料已发展成为最重要的航空结构材料,其用量成为衡量航空 飞行器先进性的重要指标之一。

我国三代机及四代机换装需求紧迫,新机型有望加速放量。根据 WorldAirForce2022 数据, 2021 年我国歼-7、歼-8 为主的二代战机数量 561 架,占比 46.75%;以歼-10、歼-11/16、 及歼-15 为主的三代战机数量 620 架,占比 51.67%;而新型四代机战机歼-20 仅有 19 架, 占比 1.58%。横向比较来看,美军当前已全部切换至三代(F-15、F-16、F/A-18)及以上战 机,其中三代机占比 82.62%,四代机占比 17.38%。由此可见,我国存量战机中二代机占比 仍处高位,换装需求较为紧迫,“十九大”报告中明确指出,到本世纪中叶把人民军队全面 建成世界一流军队,根据 WorldAirForce2022,2021 年我军二、三、四代战斗机合计 1200 架,仅为美军的 55.76%,我们认为,我军新型号战机有望迎来加速放量阶段。

新机型复材占比不断增加,有望带动碳纤维需求量进一步提升。伴随新一代战机对隐身及减 重要求进一步增加,复合材料用量占比不断增加,根据《航空复合材料技术》,1969 年时, 美军 F-14A 战机碳纤维复材用量仅有 1%,到当前美军主战战机 F-22 与 F-35 碳纤维复合材 料用量已经达到24%与36%,以隐身特性见长的B-2隐形轰炸机复材用量更是超过了50%, 可见国外战机中复材用量占比呈增长趋势。根据产业信息网及智研咨询,我国二代战机中, 歼-7 复材占比 3%;三代机中,歼-10 复材占比 6%,歼-11 复材占比约为 10%;四代机中, 歼-20 复材占比 20%。虽我军新机型中复材用量已逐步增加,但与美军横向比较看,仍有较 大提升空间。从下游主机厂看,以 J-20、Z-20、Y-20 等为代表的新机型逐步量产,其复合 材料占比较原有机型均有较大程度的提高,势必带动碳纤维需求量的进一步提升。

军机方面,受益于新机型加速放量及复材占比提升,碳纤维需求进一步增加,假设:1)数量方面,美国三代机保有量不变,四代机每年增加数量与 2021 年保持一致(85 架); 考虑到当前我国与美国军机数量及代次差距以及自身的代际更新需求,假定五年后我国三代 机及四代机数量分别为美国的 45%及 40%; 2)碳纤维复合材料中碳纤维占比为 60%。 基于以上假设,预计未来五年我国战斗机碳纤维需求量合计为 441 吨。

国产民机的发展有望为我国航空复材市场带来重大发展机遇。一方面,C919、CR929 等型 号重量更大、复材用量占比更多,根据中国商飞官网,C919 已于 9 月完成全部适航审定工 作,预计将于 2022 年底交付首架飞机,国产民机领域复材需求或将大幅提升;另一方面, 国产民机的发展,也将为产业链带来国产化的历史机遇,国产复合材料将借此进入民用航空 领域。根据中国商飞规划,C919 采取分步走策略,安全稳妥的提高复合材料使用比例,碳 纤维复合材料从 10%-15%到 23%-25%,与俄合作 CR929 预计复材占比将达到 50%。

C919 用复合材料实现了此领域国产材料零的突破,未来批产后国产替代空间充足。C919 大 型客机在雷达罩、机翼前后缘、活动翼面、翼梢小翼、翼身整流罩、后机身、尾翼等主承力 和次承力结构上使用了复合材料,根据中国商飞,当前 C919 机身复材结构占全机身总重的 比例达到 11.5%,这是我国民用航空制造领域第一次在主承力结构、高温区、增压区使用复 合材料,并且实现了 T800 级高强碳纤维增韧复合材料的应用。横向对比看,当前国际最新 客机如波音 787 和空客 A350 的复材用量占比皆已达到 50%(根据中国知网),民机复材用 量提升空间仍较为充足。

民机方面,C919 首架交付在即,复合材料民用航空市场发展空间广阔,根据中国商飞数据 C919 订单数量 815 架进行测算,预计 C919 碳纤维需求量合计为 2670 吨,单机价值量达 165 万元。

2.2.2. 高模碳纤维优势领域,航天应用市场潜力大

凭借优异的性能,碳纤维复合材料目前在导弹、火箭、卫星等领域均得到广泛应用。高模碳 纤维由于具备轻质、高强、高模、高导热、高导电、尺寸稳定性好、耐疲劳性能好、抗振性 好、耐受环境交变能力突出、环境适应性强等优势,作为增强体被广泛应用于临近空间及外 层空间用的结构和功能复合材料中。

1)在导弹方面,碳纤维的大量使用可减轻导弹质量,增加导弹射程,提高落点精度,常用 于导弹壳体、发射筒等结构中。美国的 PAC-3 发动机壳体使用 IM-7 碳纤维、战斗部壳体使 用 T300 碳纤维;俄罗斯圆锤潜艇发射导弹、白杨-M 型导弹的发动机喷管及大面积防热层均 使用粘胶基碳纤维增强的酚醛复合材料;我国陆基洲际导弹东风-31 弹头使用了碳纤维增强 复合材料,潜射洲际弹道导弹巨浪-II 的发动机喷管采用的是碳-碳复合材料。

2)在火箭上,碳纤维复合材料的使用可以使运载火箭在保证强度、刚度的前提下进一步降 低自身结构重量,提高有效载荷。美国大力神-4 火箭的整流罩、级间段舱体、锥形尾舱承载 结构、级间段蒙皮和锥形尾舱壳体均采用的是 IM7/8552 碳纤维复合材料;英国 OrbexPrime 采用了碳纤维增强铝基复合材料,每枚火箭的重量仅为相同尺寸火箭的 70%,并且能在 60s 内从 0 加速到 1330km/h;我国长征-11 运载火箭全整流罩采用碳纤维增强复合材料,在降低 装配难度的同时,还进一步提高了火箭的运载能力。

3)在卫星上,若使用碳纤维复合材料取代铝材料,卫星质量可减少约 30%,从而进一步节 约发射所耗燃料以及运行所需费用。我国“风云二号气象卫星”和“神州”系列飞船均采用 碳纤维复合材料作为主承力构件,很大程度减少了卫星自身结构质量,有利于节约发射成本。

凭借高模量、高强度、抗疲劳性良好等特性,碳纤维复合材料在我国航天领域的应用正在不 断扩大。尽管目前与发达国家相比仍具有一定差距,但随着相关制造及设计技术的不断改进, 碳纤维复合材料在航天领域的应用有望得到进一步拓展。此外,在“十四五”期间积极备战 的大背景下,伴随着战略储备需求及实战化演练消耗的增加,航天领域碳纤维需求或将持续 提升。

3. 技术优势显著,产能扩张助力未来成长

3.1. 技术积淀深厚,客户黏性高

公司重视研发,技术积淀深厚。在人才方面,2021 年公司研发团队共 38 人,占员工总数比 例为 14.45%,其中核心成员均来自山西煤化所,先后承担和圆满完成了多项国家重大课题 研发任务,曾获得“航空高性能碳纤维创新团队”和“江苏省双创团队”称号。在研发投入 方面,2017-2021 年公司研发费用从 0.17 亿元增长至 0.44 亿元,年均复合增速 26.84%。 截止 2019 年 4 月 30 日,公司共拥有 10 项发明专利、21 项实用新型专利,正在向国家知识 产权局提交 10 项专利申请,在设计、工艺、控制综合等环节积累深厚,为公司后续发展提 供有力技术保障。

坚持自主研发,产品性能优越稳定性佳。依靠自身强大的技术研发实力,公司已成功研制出 性能稳定的高品质碳纤维,产品质量、性能已达到国外同类产品先进水平。根据公司招股说 明书,ZT7 系列碳纤维力学性能介于日本东丽 T700 级与美国 IM7 之间,拉伸模量高于东丽 T700 级碳纤维,综合性能优于日本东丽 T700S 级碳纤维,具备替代进口满足国内中高端市 场需求的能力。此外,ZT7 系列碳纤维具有优异的 CV 值。CV 值是衡量碳纤维质量稳定性 的关键指标,据招股说明书,ZT7 系列碳纤维质量稳定性优于国内能够进口的 T700S 级碳 纤维,也优于同期研制的其他同类型国产碳纤维。目前,公司生产的 ZT7 系列碳纤维已在航 空航天八大型号定型应用,为在其他型号推广应用奠定了良好基础。

下游客户多为军工企业,客户黏性高。公司生产的碳纤维及碳纤维织物主要客户为国内大型 航空航天企业集团,产品最终用户为军方。以公司主要产品高强型 ZT7 系列为例,该产品目 前稳定应用于航空航天主要型号产品,公司已成为国内大型航空航天企业集团的批量稳定供应商。航空航天型号产品的研制均需经过立项、方案论证、工程研制、定型等阶段,从研制 到实现销售的周期漫长,只有通过设计定型批准的产品才可实现批量销售,且一旦型号确定, 所用原材料不会轻易更改。行业准入壁垒高,客户黏性高,公司高性能碳纤维产品在航空航 天领域的竞争优势明显。

3.2. 积极扩产优化产品结构,推动未来业绩增长

积极募投项目,产能扩张助力业绩持续增长。公司原仅有一条 150 吨/年(12K)或 50 吨/ 年(3K)高性能碳纤维生产线,由于公司产品重点应用领域航空航天需求急迫,公司销售订 单快速增长,生产能力趋于饱和。2019 年 5 月,公司通过 IPO 募资 2.42 亿元,在现有碳纤 维生产线的基础上,对公司一条原丝纺丝线进行扩建,同时新建一条产能 1000 吨/年(12K) 的 T700 级碳纤维产线,2021 年 9 月该产线已完成等同性验证。2021 年 10 月,公司发布定 向增发预案,拟募集不超过 20 亿元,用于建设两条合计年产 1500 吨氧化碳化生产线,形成 年产 1500 吨高性能碳纤维及织物产品产能。据公司 2022 年半年报,此项目土建工程施工 完成 90%,设备订货合同签订率达 70%,公司有望在 2022 年底完成一条氧化碳化线、一条 原丝线的总装,为 2023Q1 转入调试及小批试运行阶段提供先决条件。随着募投项目建成及 产能逐步释放,公司的供货能力将进一步增强,有望助力业绩不断增长。

优化产品结构,夯实航空航天领域竞争优势。IPO 募投项目的产品为 ZT7H-3K 型号的高强 度碳纤维,下游主要运用于航空领域。目前,该项目已经通过主要客户 A 的等同性验证,投 产后将主要用于保障客户 A 某型号产品的生产需求。定增项目产品则更加多样,以 12K、24K 产品为主,同时,高强中模型(ZT9)、高模型(M40J、M40X、M55J)等产品已研发成功 并完成性能测试,通过本次定增可对该部分产品进行产业化。定增项目产品应用场景也更为 丰富,其中 12K 碳纤维适用于航空航天飞行器的壳体与大型结构件的制造,ZT9、M40J 及 M40X 能够满足新一代航天和航空装备对高强度、高刚度、低结构重量系数应用场景的需求, M55J 则可以应用于对材料刚度要求极高的航天领域。随着公司不断丰富产品结构,持续拓 展下游应用场景,公司在航空航天领域的竞争优势有望得到进一步强化。

大额订单落地,未来业绩增长确定性强。公司上市以来先后签订三份大额合同,其中 2020 年 5 月签订的 2.65 亿元订单已完成;2021 年 7 月签订的 6.36 亿元订单完成 3.56 亿元,剩 余 2.81 亿元将在 2022 年交付;2022 年 3 月新签订 21.69 亿元订单,将于 2022-2023 年交付。2022 年订单的合同金额是 2021 年订单的 3.4 倍,是 2021 年营业收入的 5.26 倍。大额 订单的落地,消除了产品进一步降价的不利因素,同时随着公司募投项目有序建成投产,公 司可实现以量补价,业绩增长确定性高。


(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。)

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