2023年钛行业研究报告:不止于碧海蓝天,开启手机用钛新纪元
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- 发布时间:2023/10/25
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钛行业研究报告:不止于碧海蓝天,开启手机用钛新纪元。我国钛资源对外依存度较高,盈利较高。2022年我国钛精矿进口量约150万吨(TiO2含量),约占总供应的33%。国内钛精矿约8成用于生产钛白粉,海绵钛占比约8%,精矿价格主要由钛白粉主导,海绵钛价格受自身供需影响偶有独立行情。钛精矿单吨生产成本约500元,毛利率约70%-80%。海绵钛半流程产能逐渐出清,龙头企业产能持续扩张,供需相对宽松。目前全国有10余家海绵钛生产企业,因成本劣势大部分半流程产能退出市场,产能集中度持续提升,2021年CR5约74%。2022年国内海绵钛产能24万吨,产能利用率72.5%,龙头企业产能持续扩张,现有及规划产...
一、钛:出类拔萃的“全能金属”
1、性能优异,应用前景广阔
钛(Ti)是一种银白色过渡金属,熔点为 1660℃,密度为 4.54g/cm3。因具有密 度小、比强度高、导热系数低、耐高温低温性能好,耐腐蚀能力强、生物相容性 好等突出特点,被广泛应用于航空、航天、舰船、兵器、生物医疗、化工冶金、 海洋工程、体育休闲等领域,被誉为“太空金属”、“海洋金属”、“现代金属”和 “战略金属”。 比强度高:钛合金兼具质轻高强的特点,比强度远高于常用的工业合金,在 –253-600℃规定的温度范围内,钛合金的比强度(抗拉强度/密度)最高。根据 所掺杂的元素不同,钛合金可分为高温钛合金、高强钛合金、耐蚀钛合金等,其 中多种材料强度优于钢材,但密度仅为钢的 60%。目前飞机的发动机构件、骨架、 蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金制造。
抗腐蚀性好:钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作,其抗蚀性远优于不锈钢; 对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强;对碱、氯化物、氯的有机物品、硝酸、 硫酸等都有优良的抗腐蚀能力。这是因为钛在常温下表面极易形成由氧化物和氮 化物组成的钝化膜,且这层钝化膜即使遇机械磨损也会很快自愈或重新再生。 耐高低温:铝合金在 150℃时比强度明显下降,而钛合金使用温度比铝合金高几 百度,可在 450~500℃的温度下长期工作,新型钛合金还可在 600℃或更高的 温度下长期使用。钛合金在低温和超低温下,仍能保持其力学性能,是低温容器、 贮箱等设备的理想材料。以 TA7(Ti-5Al-2.5Sn)等为代表的低温钛合金,强度 随温度的降低而提高,但塑性变化却不大,在-196℃低温下保持较好的延性及韧 性,避免了金属冷脆性。 生物相容性:钛无毒、质轻、强度高且具有优良的生物相容性,是非常理想的医 用金属,可用作人体植入材料。 记忆性:Ni-Ti、Ti-Ni-Cu、Ti-Ni-Nb 合金存在形状记忆效应,在一定相变温度下 存在可逆转变的晶体结构。记忆合金是一种智能材料,未来可广泛应用于宇航、 自控、医疗和生活等领域。
2、海绵钛位于产业链中游,是高端钛材关键原料
钛产业链有两条分支,分别为钛材工业和钛白粉工业。两条产业链均以钛铁矿或 金红石为基础,经过多道工序生产出高纯度的四氯化钛,四氯化钛按不同的处理 方法可以制备钛白粉或海绵钛。海绵钛是指用金属热还原法生产出的海绵状金属 钛,纯度一般在 99.1-99.7 之间,外表呈疏松多孔海绵状,性质活泼,极易氧化, 是制备钛材的主要原材料。根据钛含量、杂质含量和硬度,海绵钛等级从高到低 分为 0A 至 5 七个等级,各级别间价差约在 1000 元/吨左右,其中仅高品质 0 级 及 0A 级可用于航空航天和军工领域,1-5 级海绵钛品质相对较低,主要应用于 化工领域。 钛工业发展水平是一个国家综合实力的重要标志。由于钛熔炼技术复杂、加工难 度大,目前世界上仅有美国、俄罗斯、日本、中国四个国家掌握完整的钛工业生 产技术。

二、钛矿:储量丰富,对外依存度较高
1、储量丰富,集中度较高
全球钛矿资源丰富。钛在地壳中的含量为 0.61%,在结构金属中居第 4 位,仅次 于铝、铁、镁,但自然界中其存在分散并难于提取,被认为是一种稀有金属。据 USGS 数据,全球锐钛矿、钛铁矿和金红石的资源总量超过 20 亿吨(TiO2含量, 下同),钛铁矿约占世界钛矿物消费量的 90%。2022 年全球钛铁矿和金红石总 储量约 7.0 亿吨,其中钛铁矿总储量 6.5 亿吨,金红石总储量 0.49 亿吨,2022 年全球钛铁矿和金红石总产量 950 万吨,其中钛铁矿产量 890 万吨,金红石产 量 59 万吨。
全球分布集中度较高,国内以钛铁矿为主,储产量全球第一。据 USGS 数据, 钛铁矿资源主要分布于中国和澳大利亚,2022 年分别达 1.9 亿吨(TiO2 含量, 下同)和 1.6 亿吨,占比 29%和 25%,金红石资源主要分布于澳大利亚,占比 63%,约 0.3 亿吨。中国钛矿资源以钛铁矿为主,2022 年钛铁矿产量约 340 万 吨,全球占比约 38%。
2、进口依赖度较高,海绵钛应用占比 8%
国内钛矿对外依存度较高,进口钛矿约占国内总供应的 33%,国内钛矿整体品 位偏低,90%以上的钛矿为岩矿型钒钛磁铁矿,脉石含量高,结构致密,选矿分 离困难,叠加国内选矿技术尚不成熟,导致中国高端钛精矿产量不足,对外依存 度较高。据中国有色金属工业协会钛锆铪分会数据,2022 年国产钛矿约 314.4 万吨(TiO2 含量,下同),进口钛矿及中矿 155.3 万吨。 从下游应用上看,绝大部分钛矿被用来生产钛白粉,约占 81%,2022 年国内钛 白粉产量 386 万吨,海绵钛产量 17.5 万吨,占钛矿应用的 8%左右。
3、价格主要受钛白粉影响,矿端盈利较高
2021 年以来国内钛精矿价格波动较小,基本维持在 2000-2500 元/吨价格区间。 对比钛白粉、海绵钛分别与钛精矿价格的走势,可以发现钛精矿与钛白粉价格走 势拟合度非常高,海绵钛价格总体趋势一致,但存在较多时段走势较为独立,与 精矿价格走势出现劈叉。主要原因在于前文提到的钛白粉是钛矿的主要下游,超 过 8 成的钛矿都被用来生产钛白粉,海绵钛仅占 8%。因此钛白粉的供需主导了 钛矿的价格走势。
钛精矿单吨成本约 500 元,当前价格水平毛利率可观。拥有钛精矿的上市公司 主要有龙佰集团、钒钛股份、安宁股份、鼎龙文化等,其中龙佰集团和钒钛股份 为全产业链布局,钛精矿自用,安宁股份和鼎龙文化对外销售钛精矿。参考后二 者的经营数据,钛精矿的单吨成本一般在 500 元左右,在 2000 元/吨的价格下, 毛利率可高达 70-80%(鼎龙文化 2022 年单吨成本有较大幅度上升,约 1100 元, 主要原因在于公司新建了一条钛矿生产线,受交通物流受限、当地进行电力改造 等多个因素影响,断续出现阶段性停产的情况,未能形成较大的产销规模)。
三、海绵钛:半流程产能出清,龙头企业持续扩产能
1、中国贡献全球主要增量
十年筚路蓝缕,海绵钛大国地位确立。我国海绵钛行业经过近 10 年结构调整, 2020 年迎来爆发式增长时期。在航空航天、船舶、海洋工程等中高端行业需求 的拉动下,我国海绵钛产量在 2022 年达到 17.5 万吨,同比+25%,全球占比 60%。

全球海绵钛产能增长以国内为主。据 USGS 数据,2004 年起国内海绵钛产能快 速增长,自 0.7 万吨增至 2011 年的 11.4 万吨,随后进入平台期,2018-2019 年 受国内钛白粉和金属钛的需求增长双轮驱动,海绵钛产品量价齐升,国内主要海 绵钛生产企业经历了一轮大规模的新建、扩建和复产,2020 年起国内海绵钛产 能开启新一轮扩张期,2022 年总产能达到 18.1 万吨。同期全球海绵钛产能自 2004 年的 10 万吨增至 35 万吨,海外海绵钛供应国家主要有 5 个,分别是日本、 俄罗斯、美国、哈萨克斯坦和乌克兰,2020 年 8 月 Timet 关闭了美国最后一家 海绵钛工厂后,美国目前仅 500 吨产能,2010 年后上述五国产能几无增长。
2、进出口
进口海绵钛供应占比较低。我国进口海绵钛主要来自俄罗斯和乌克兰,供应占比 约 6%,出口量很低。2021 年后进口量有所增加,连续两年进口量超 1 万吨,主 要因疫情冲击全球航空需求,海外厂将部分出货转移给中国。2022 年国产海绵钛 17.5 万吨,进出口量分别约 1.14 和 0.19 万吨。从进出口海绵钛价格来看, 一般来说进口海绵钛的价格高于出口的价格,表明高品质海绵钛还依赖进口。
3、供应集中度较高,龙头企业产能持续扩张
国内海绵钛供给集中度较高,CR5 约为 74%。根据中国有色金属工业协会钛锆 铪分会数据,当前国内海绵钛主要有 9 家生产企业,以新疆湘润、攀钢集团、洛 阳双瑞万基、朝阳金达、贵州遵钛等为代表,2021 年国内海绵钛产量 13.99 万 吨,上述五家企业产量分别 2.6、2.43、2.0、1.78、1.57 万吨,行业集中度较高。
龙头企业产能持续扩张,现有及规划产能达 40 万吨。据百川盈孚数据,截至 2022 年底,国内海绵钛企业设计产能约 24.14 万吨,以 2022 年产量 17.5 万吨计算,2022 年产能利用率约 72.5%。2023 年部分企业如宝钛华神、朝阳金达、双瑞万 基、攀钢钛业、新立钛业等产能继续扩张,截至 2023 年 9 月国内海绵钛总产能 达 25.7 万吨。根据龙佰集团公告,其计划在云南、甘肃等地增至 8 万吨产能, 新疆湘晟规划新增 3 万吨产能,攀钢规划增至 5.5 万吨,行业供给上升态势明显, 现有及规划产能预计达 40 万吨。
4、半流程因成本劣势逐渐退出市场
镁热还原法是全世界批量生产海绵钛的主流方法,分为全流程和半流程两种方式, 全流程生产流程主要包括富钛料制备、氯化、四氯化钛精制、镁热还原蒸馏、氯 化镁电解几个环节,而半流程工艺仅包含镁热还原蒸馏。目前全国有 10 余家海 绵钛生产企业,随着供给侧结构性改革的深入实施以及环保要求的升级,叠加镁 价上涨后的成本劣势,海绵钛行业大部分半流程或落后产能被迫退出市场,产能 集中度持续提升。
对于半流程工艺,直接原材料为镁锭与四氯化钛,构成海绵钛的主要成本。根据 化学式 TiCl4+2Mg=Ti+2MgCl2 以及对应元素的相对原子质量,可以计算得到: 单吨海绵钛理论上需 1 吨镁和 4 吨四氯化钛。实际生产中,单耗约为 1.2 吨镁和 4.42 吨四氯化钛,电耗约 7500kWh。根据当前价格计算得到半流程海绵钛的原 材料和电费成本约 6.1 万元/吨,在当前价格下难以盈利。
对于全流程工艺,直接原材料为高钛渣、液氯和镁。由于镁和氯可以回收利用, 只需要适当的补充镁与补充氯,以攀钢海绵钛厂数据为例,单吨海绵钛约需 2.62 吨高钛渣、1.08 吨液氯、70kg 镁,电耗为 28000kWh。根据当前价格计算得到 全流程海绵钛的原材料和电费成本约 3.2 万元/吨。
海绵钛销售毛利率 30%左右。上市公司中,海绵钛生产企业主要有龙佰集团和 宝钛股份,龙佰集团 2021 年至今海绵钛的生产成本较为稳定,约 4 万元/吨,23H1 海绵钛毛利率为 32%。宝钛股份控股子公司宝钛华神未公告详细经营数据,近两 年子公司整体毛利率也稳定在 30%左右。

5、价格复盘
近二十年以来国内海绵钛价格经历了四轮周期。
第一轮周期(2004-2008):
2004-2006 年产能低位叠加航空业复苏导致价格快速上涨:“9.11”事 件以后,世界经济陷入低谷,国际航空业遭到重创,直接导致 2002-2003 年全球钛产业萎靡,各大生产企业纷纷缩减产能。2004 年后受美欧经 济复苏和中国经济持续高速增长影响,国际航空业走出低谷,钛材需求 大增,由于前期海绵钛产能缩减,供需不平衡,海绵钛价格迅速上扬, 在 2005-2006 年达到历史高位,超 20 万元/吨。
2006-2008 年产能过快扩张叠加金融危机令价格承压:海绵钛价格高 位刺激国内海绵钛产能迅速扩张,供求关系逆转,2007 年降至 10 万/ 吨一线,2008 年金融危机爆发,价格继续跌至 5 万元/吨左右。
第二轮周期(2009-2016):
2009-2011 年:四万亿经济刺激政策拉动国内钛需求助推海绵钛价格爬 升至 2011 年的 10 万元/吨一线。
2011-2016 年再次因产能过快扩张价格迅速回落:全球海绵钛年产能自 2010年的 24 万吨增至 2015 年的 32 万吨,价格回落至 5 万元/吨水平。
第三轮周期(2016-2020):
2016-2017 年成本推动型上涨:2016 年海绵钛去产能进入实质性阶段, 多家小型生产企业停产,国内产能由 2015 年的 14 万吨/年降至 2016 年的 11 万吨/年,2016 年下半年,各地环保压力使原材料价格上涨, 叠加钛精矿供应紧缺,海绵钛价格出现成本推动型上涨。
2018-2020 年行业结构性调整,高端钛需求助推价格上涨:经过前几 年的市场消化和吸收,2018 年底我国钛工业已逐渐摆脱去库存的压力。 在船舶、海洋工程、体育休闲、高端化工(石化、环保等)、军工等行 业需求拉动下,行业结构性调整初见成效,产业结构开始由低端走向高 端,价格从5 万元/吨上涨至 8 万元/吨。
2020 年:疫情导致民品需求低迷,价格回落至 5 万元/吨。
第四轮周期(2021 至今): 在煤、硅铁等原材料价格上涨和“能耗双控”驱动下,镁价快速上行,镁锭价 格由 1.5 万元/吨最高上涨至 8 万元/吨,使得半流程海绵钛成本攀升,推动 海绵钛价格在 2021 年由 5 万元/吨上涨至 8 万元/吨,国内半流程海绵钛产 能逐渐出清,海绵钛价格在 2022 年维持高位。今年以来受需求疲弱以及龙 头企业持续扩产能影响,海绵钛价格回落至 5 万元/吨一线。
四、钛材:航空和消费电子拉动钛材需求
1、资质、技术构筑高壁垒
钛材加工的壁垒主要集中体现在资质、技术、资金等方面。高端钛材产品供货通 常需要申请认证,包括国内军品质量体系、国外如 GE 和空客质量体系、特种工 艺等,认证难度大且时间长,客户黏性强。航空航天用高端钛合金技术门槛更高, 受航空航天等军工领域对装备服役安全性寿命的高要求,其所用高端钛合金对质 量要求十分苛刻,相比于普通民用领域用钛合金,其工艺技术以及过程控制技术 的要求十分高,技术门槛主要包括钛合金原材料的技术标准内控体系、工艺与工 艺装备的匹配性、高纯净钛合金熔炼控制技术、高熔点元素均匀化熔炼控制技术、 高密度元素均匀化熔炼控制技术、超大规格铸锭成分均匀化熔炼技术、均匀性控 制熔炼技术、高灵敏度探伤水平棒材的锻造技术、超大规格棒材的锻造技术、航 空紧固件叶片用小规格棒丝材的组织均匀化、细化制备控制技术及钛合金产品的 质量批次稳定性控制技术等。以上技术不仅研发周期长,且需要长期的生产数据 统计分析持续改进,技术体系复杂。
钛材生产主要包括熔铸、锻造、轧制等环节,一般需要反复多次进行。1)将符 合要求的海绵钛进行真空熔铸得到合格的钛及钛合金铸锭;2)利用压力加工技 术将铸锭锻造加工成钛及钛合金坯料。3)依据客户需求和应用领域的不同要求, 经过锻造、轧制、挤压、拉拔等工艺的变形处理、热处理和机械加工等生产出锻 件、棒材、板材、管材、丝材等不同的产品品种,经过进一步的深加工制造成钛 零件和装备。
2、高端钛材市场集中度高,部分依赖进口
2022 年国内钛材产量 15.1 万吨,同比+11.1%,以板材、棒材、管材为主,占 比分别为 56%、22%、12%。

航空航天用钛材的市场集中度高。我国现有钛材加工生产企业 160 余家,自主研 发能力好、产品技术含量高、品牌特色较优的企业数量较少,大部分企业集中在 民用中低端领域,同质化竞争严重,低端市场产能过剩,高端钛产品需求难以自 足,部分依靠进口。根据中国有色金属工业协会钛锆铪分会数据,2021 年国内 钛材整体 CR3 和 CR5 分别为 47%和 58%,而在航空航天领域则分别高达 69% 和 82%。国内军用高端钛材生产商主要为宝钛股份、西部超导和西部材料,宝 钛股份可生产全系列钛材,以板材和棒材为主,西部材料以板带材和管材为主, 西部超导以棒材和锻件为主。
低端钛材出口,高端钛材部分依赖进口。我国钛材出口量呈上升趋势,反映我国 低端产能过剩,每年进口钛材量较为稳定,约 7000 吨。对比进出口单价,整体 钛材平均进口价为 49.8 万元/吨,出口价仅 19.4 万元/吨,差距明显,分产品看, 仅钛管和厚度≤0.8mm 的钛板片带箔的出偶单价略高于进口价,其他产品进出 口单价有较大差距。
3、消费结构加速向高端迈进
国内钛工业发展在近些年取得长足进步,消费量快速增长。2022 年我国钛材消 费总量达 14.5 万吨,较上年同比+17%,2017-2022 复合增速 21%。最大消费 领域依旧为化工领域,用钛量约 7.3 万吨,同比+24%,占比 50%;其次为航空 航天领域,用钛量约 3.3 万吨,同比+47%,占比 23%;医药、船舶领域用钛量 的绝对数值相对较低,但增速均在 30%以上,冶金、电力、制盐、体育休闲、 海洋工程领域的用钛量均出现不同程度的下滑。
国内航空航天钛材用量占比有较大提升空间。2022 年国内航空航天用钛材占比 仅 23%,相较之下,全球航空工业领域钛材消费占比近 50%,美俄分别为 55% 和 65%。随着大量军工装备、大飞机研制及批量化生产加快,我国钛合金下游应 用有望完成从中低端市场到中高端市场的结构性转变。
航空用和消费电子用钛材预计将成为需求增长最为显著的细分领域。近年来航空 航天用钛量步入发展快车道,已由2011年的0.4万吨增长至2022年的3.3万吨, 在总消费量中占比由 8%提升至 23%。随着我国进入军机列装上量阶段,叠加全 球商用飞机交付量在疫情过后触底复苏,此外 2023 年成为钛合金在消费电子行 业应用元年,我们预测 2023 年需求量为 1 万吨,2025 年增至 6.1 万吨。预计 2025 年国内钛材年需求量超 25 万吨,年复合增速约 20%。
4、军品需求:军机和舰船用钛潜力较大
军强才能国安,预计军费支出持续增长。2022 年我国国防支出预算 14760 亿元, 同比+7.0%,较上年增加 0.2pct。虽然我国军费预算总额排名全球第二,但仅为 美国国防预算的 28%,人均国防开支更是不足美国的 1/15,军费占 GDP 比重也 不足美国的 1/4。当前国际经济政治格局复杂多变,中国国防军队现代化建设进 入关键时期,预计军费支出将持续增长。
装备支出占比逐年提升,军用航空装备是重点增长领域。据《新时代的中国国防》 白皮书,中国国防支出主要由人员生活费、训练维持费和装备费三部分组成,其 中装备费占比逐年提升,已由 2010 年的 33%提升至 41%。2010-2017 年装备 费用复合增速 13.44%,显著超过国防总支出 10.06%的复合增速。”
(1)军机用钛
钛合金在军机上的应用主要为飞机结构用钛合金和航空发动机用钛合金,飞机结 构用钛合金主要应用在飞机骨架、舱门、液压管路及接头、起落架、蒙皮、铆钉、 舱门、翼梁等,航空发动机用钛合金主要应用在压气机叶片、盘和机匣等零件上。 据 Flightglobal 数据,2022 年全球现役军用飞机总计 53265 架,其中美国拥有 13300 架,占比 25%,我国拥有 3284 架,占比 6%,差距明显。从细分机型来 看,我国在战斗机、军用运输机、直升机以及特种飞机上,均与美欧俄等大国有 较大差距。十四五是我国军队现代化建设的关键时期,预计军机服役数量将呈现 快速增长态势。

机型相对落后,升级换装需求迫切。美国现役战斗机全部为三代及以上战机,并 已加速列装 F-22、F-35 等四代战机,三代机、四代机占比分别为 78%和 22%。 我国目前仍以二代机和三代机为主,占比分别 53%和 45%,升级换装需求迫切。 目前我国已自主研发出适配歼-20 和运-20 的发动机,军用战机量产的最大障碍 被消除。随着我国新式战机以及配套导弹的加速列装,未来有望成为航空装备建 设的收获期和井喷期。
新型军机用钛量显著上升,航空钛合金的应用主要集中在飞机机体和发动机两个 部位,其用量一定程度上反映了飞机的先进程度。当前欧美设计的各种先进战斗 机和轰炸机中钛合金用量已经稳定在 20%以上,美国第四代战斗机 F-35 用钛量 达到 20%,F-22 战机用钛量则高达 41%,其机身主承力梁和框架采用钛合金整 体锻造而成。我国的航空钛合金用量也在不断提升,二代战机歼 8 的用钛量仅为 2%,歼 20 用钛量提升至 20%,歼 31 用钛量进一步增至 25%。
国内军机钛需求测算:根据以下四个假设,我们测算未来 10 年国内军机钛合金 需求量为 8 万吨,海绵钛需求量 9.9 万吨,年均需求量分别约 0.8 和 1.0 万吨。 假设 1:参考招商证券军工团队《军工行业 2023 年中期投资策略:赛道分 化,否极泰来》中对未来十年军机增长情况预测,假设未来十年四代机、三 代机、军用大飞机、直升机、其他军用飞机交付量分别为 1000、1000、500、2000、1400 架。 假设 2:参考中为咨询数据,假设四代机重量 18 吨,钛含量 20%,三代机 重量 15 吨,钛含量 10%,军用大飞机重量 50 吨,钛含量 10%,直升机重 量 5 吨,钛含量 5%,其他军用飞机重量 10 吨,钛含量 5%。 假设 3:钛合金原料损耗率为 80%。 假设 4:单吨钛合金消耗 1.25 吨海绵钛。
(2)舰船用钛
钛以其轻质、高比强、高比刚、高耐蚀、无磁性等优异性能被称为“海洋金属”, 使用钛材可使海军舰船及装备大大提高战斗力、降低维护成本、延长使用寿命、 提高隐蔽性。俄、美、中国海军已将钛材广泛应用于深潜器、水下潜艇、水面舰 艇、舰船等装备的耐压壳体、冷却器、海水管路系统、船舰螺旋桨等。
我国舰船用钛量提升空间较大。钛合金在舰船及水下装备的应用方面,我国与俄 罗斯、美国等军事强国相比仍存在一定的差距,从单艘舰船用钛量上看,我国舰 船用钛量占总重量比例不足 1%,远低于俄罗斯的 18%。从 20 世纪 60 年代开 始,俄罗斯(前苏联)制造了一系列的钛合金潜艇。最初制造了 661 号钛合金巡 航导弹核潜艇,这是一个试验艇,随后相继制造了 7 艘“阿尔法”级钛合金潜艇, 1 艘“麦克”级潜艇,4 艘“塞拉”级潜艇,“阿尔法”级钛合金潜艇钛合金使用 量达 3000t。而“台风”级核潜艇作为世界上最大体积和吨位的潜艇,其用钛量 达 9000t。当前,俄罗斯最新一代的“北风之神”级核潜艇也使用的是钛合金耐 压壳体。
5、民品需求:民航和消费电子用钛值得期待
(1)国产大飞机走向成熟
未来 20 年,全球商用飞机交付量有望达到 42000 架,带动高端钛材快速增长。 据波音公司《COMMERCIAL MARKET OUTLOOK 2023–2042》,预计 2042 年 全球商用飞机机队规模有望由 2022 年的 26000 架增长至 48575 架,复合增速 3.5%,其中替换需求和新增需求各约 21000 架。
单架飞机用钛量呈上涨趋势。飞机每减轻重 10%,可节省燃料 4%,目前主要商 用客机的用钛量均在 6%以上。尤其在当前较为先进的商用飞机中,空客 A350 用钛量 14%,波音 787 用钛量 15%,俄罗斯新型客机 MS21 用钛量 25%。国产 大飞机 C919 也广泛采用钛合金,用钛量已达 9.3%,高于波音 777 的 7%用钛 量。据公开信息,正在研制的宽体客机 CR929 预计钛合金使用量将达到 15%左 右。
中国民航机队规模增速有望快于全球。据中国商飞预测,未来 20 年中国航空市 场将接收 9284 架新机,市场价值约 1.5 万亿美元。中国的机队规模将由 2021 年的 3695 架增长至 2040 年的 10007 架,复合增速 5.1%,快于全球增速,占 全球客机机队的比例将由 16%增长到 21%。
国产大飞机走向成熟。中国商飞作为实施国家大飞机重大专项的主体,主要推出 三个级别的涡扇喷气式客机,分别是 ARJ21、C919、CR929,未来将与波音、 空客等同台竞争。ARJ21 已正式投入航线运营,累计交付量 112 架,目前订单 775 架;C919 已于 2022 年 9 月取得适航证,并于当年 12 月交付了首架,目前 已交付两架,订单量达 1061 架。
国内民航客机钛需求测算:根据以下四个假设,我们测算未来 20 年国内民航客机钛合金需求量为 30.5 万吨,海绵钛需求量 38.1 万吨,年均需求量分别约 1.5 和 1.9 万吨。假设 1:根据《中国商飞公司市场预测年报 2022-2041》,预计未来 20 年国 内新增客机数量 9284 架,其中单通道喷气客机/双通道喷气客机/涡扇支线 客机分别新增 6288/2038/958 架。 假设 2:单通道客机、双通道客机、支线客机分别选取 C919、B787、ARJ21 为参考机型,重量分别为 42/150/191 吨,假设钛合金含量分别为 9.3%/15%/4.8%。 假设 3:钛合金原料损耗率为 80%。 假设 4:单吨钛合金消耗 1.25 吨海绵钛。
(2)苹果推动材质迭代,手机用钛渗透率有望快速提升
苹果公司于 2023 年 9 月发布 iPhone15 系列手机,其中 iPhone15Pro、 iPhone15ProMax 首次搭载钛合金边框,在钛金属的加持下,iPhone15Pro 整机 重量为 187 克,成为苹果迄今为止最轻巧的 Pro 机型,iPhone15ProMax 整机重 221 克。当下高端旗舰手机普遍较为沉重,影响使用体验,钛合金材质边框轻量 化作用显著,或能成为智能手机领域的重要创新,在业内获得广泛共鸣,因而消 费电子用钛合金需求有较大的增长潜力。 钛的密度是 4.51g/cm3,介于铝(2.80g/cm3)和钢(7.85g/cm3)之间,钛的 抗拉强度为 265~353MPa,是铝的 3 倍以上,而其密度仅为铝的 1.6 倍。钛合 金的比强度(强度/密度之比值)是常用工业合金中最大的,达到不锈钢的 3.5 倍,镁合金的 1.7 倍,铝合金的 1.3 倍,应用于消费电子领域,可为手机等产品 的轻量化做出显著贡献。 苹果在 iPhone15Pro 系列手机首次使用钛合金边框,减重效果显著。得益于钛 合金边框的轻质优势,虽然 iPhone15ProMax 在上一代产品的基础上引入了重量 较大的潜望式长焦摄像头以及容量更大的电池,其重量仍然从 240 克下降至 221 克,减重达 8.64%,较未使用钛合金的三星 GalaxyS23Ultra 轻 12 克。
根据 Mysteel数据,2023年苹果公司国内钛合金总需求量 10000吨。根据 Omida 预测,2023 年 iPhone15 全球销量将达到 7500 万台,其中 iPhone15Pro 机型约 2050 万台,iPhone15ProMax 约 2850 万台,即目前使用钛合金的机型在 iPhone总产量中占比约 65%。苹果未来若扩大钛合金的使用,如在更多机型使用钛合 金边框、使用全钛合金边框(iPhone15Pro 系列使用钛合金-铝复合材质边框, 全钛合金边框单机钛合金用量预计为钛合金-铝复合材质的 2 倍),钛合金需求将 进一步提升。继苹果之后其他品牌手机也有望使用钛合金,这将成为钛合金需求 增长的又一亮点,据 Mysteel 消息,华为也计划在手机上使用。三星、OPPO 等 公司开始加速与供应链沟通、测试,试图在下一代产品中使用钛合金技术。
6、成本与盈利
钛合金的成本构成中,海绵钛占比约 39.7%,合金元素约 6.7%,原材料成本合 计约 46.4%;制造成本中,变形加工和铸锭熔炼分别占比 26.6%和 20%,热处 理占比约 2%,合计约 48.6%;另外还有约 5%的检验费用。

军品钛材毛利率可达 40%,消费电子用钛材毛利率达 30%。对比宝钛股份、西 部超导、西部材料钛制品经营数据,西部超导毛利率最高,近年维持在 40%以上, 宝钛股份和西部材料约 20%,应与产品结构有关,西部超导高端钛合金产品主要 用于军用航空领域,而宝钛股份和西部材料有较大比例面向低端民用市场。而天 工国际在 22Q4 正式进军消费电子市场后,钛合金毛利率大幅提升,2021、2022、 23H1 毛利率分别为 16%、29%、31%。
(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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