2024年云路股份研究报告:云路招邀回彩凤,今世非晶比钻瑛

  • 来源:招商证券
  • 发布时间:2024/02/01
  • 浏览次数:904
  • 举报
相关深度报告REPORTS

云路股份研究报告:云路招邀回彩凤,今世非晶比钻瑛.pdf

云路股份研究报告:云路招邀回彩凤,今世非晶比钻瑛。全球非晶合金行业龙头,营收利润持续高增长。公司是由军工央企中国航空发动机集团有限公司控股的混合所有制企业,主营非晶合金、纳米晶合金、磁合金粉末三大材料及其制品系列,广泛应用于电力配送、新能源汽车、无线充电、新基建、核能电力、医疗以及航天航空等领域,现已成为年产能10万吨的全球最大非晶带材生产基地。近年来公司营收利润保持稳定高增长,2023前三季度,公司营业收入13.03亿元,同比增长26.51%;实现归母净利润2.27亿元,同比增长89.32%,其中非晶合金薄带及其制品为公司主要营收与利润来源。政策推动非晶变压器渗透,非晶带材与平面铁芯为公司业...

一、公司概况

1、公司发展历程与股权结构

青岛云路先进材料技术股份有限公司(云路股份)是由军工央企中国航空发动机 集团有限公司控股的混合所有制企业,成立于 2015 年 12 月,是由云路新能源 公司以非晶事业部为框架存续设立的。公司专注于先进磁性金属材料领域,现已 形成非晶合金、纳米晶合金、磁合金粉末三大材料及其制品系列,包括非晶合金 薄带及铁芯、纳米晶超薄带、雾化和破碎粉末及磁粉芯等产品,广泛应用于电力 配送、新能源汽车、无线充电、新基建、核能电力、医疗以及航空航天等领域。 公司非晶合金薄带的市场份额为全球第一,是非晶合金行业的龙头企业。

截至 2024 年 1 月 17 日,公司实际控股人为中国航发资产管理有限公司,持股 28.50%。中国航发资产管理有限公司为中国航空发动机集团有限公司 100%持股 子公司,航发集团是是国资委控股的军工央企,主要从事航空发动机、辅助动力、 燃气轮机、飞机和直升机传动系统,以及航空材料及其它先进材料的研发与制造。 公司董事长、总经理李晓雨先生,毕业于清华大学电力系统及其自动化专业,博 士生导师,曾荣获国家创新人才推进计划-科技创新创业人才、泰山产业领军人 才等称号,持股 20.82%。以董事长为领袖的核心技术团队拥有深厚的技术实力 及产业背景,为公司多项科研成果和工艺累积作出重要贡献。

2、三大主营业务

公司形成非晶合金、纳米晶合金、磁合金粉末三大业务板块。非晶合金板块主要 产品包括非晶合金薄带及其制品,非晶铁芯应用于配电、轨道交通、数据中心、 新能源发电、用户工程等行业领域。纳米晶合金与传统材料相比,具有高的导磁 率、低的损耗,是优良的软磁材料,目前已在智能手机无线充电模块、新能源汽 车电机等产品端实现应用。磁性粉末属于软磁材料的一种,主要是通过粉末冶金 方法制作的粉末状磁性材料,通常用于制作不同类型的磁芯,主要应用于新能源 发电、新能源汽车、消费电子、家电等领域。

3、公司收入稳定增长,非晶合金利润贡献高

2022年公司营业收入稳定增长,公司实现营业收入14.47亿元,同比增长54.68%。 2023 年前三季度,公司营业收入 13.03 亿元,同比增长 26.51%。2022 年,非 晶合金薄带及其制品、纳米晶产品、磁性粉末及其制品分别占营业收入的 76.05%、 14.85%、8.81%,其中非晶合金薄带及其制品为公司主要营收来源。得益于软磁 下游市场需求的旺盛,应用领域持续拓展,公司新增产能的逐步释放,市场供应 能力增强,近年来营业收入大幅增长。

非晶合金产品为公司贡献主要利润。2022 年公司实现归母净利润 2.27 亿元,同 比增长 89.32%,实现毛利润 3.38 亿元,同比增长 77.41%,其中非晶合金薄带 及其制品的毛利为 3.36 亿元,为公司贡献主要利润。2023 年前三季度,公司归 母净利润为 2.38 亿元,同比增长 57.48%。公司非晶合金薄带及其制品的毛利率 由 2018 年的 24.59%增长至 2022 年的 30.52%;纳米晶产品的毛利率由 2018 年的 4.24%快速增长至 2022 年的 23.01%,增长幅度大。

近年来公司费用率得到逐步改善。公司的总体费用率从 2018 年的 11.56%下降 至 2023 年三季度的 8.98%,降本成效显著。同时公司保持着较高的研发投入, 研发费率用从 2018 年的 3.67%上升至 2023 年三季度的 4.60%。

二、新型软磁材料需求空间大

1、新型软磁材料性能优良

软磁材料是指具有低矫顽力和高导磁率的磁性材料,易于磁化,也易于退磁,广 泛应用于电工设备和电子设备中。软磁材料根据材料电阻率的不同通常分成铁氧 体软磁材料、金属软磁材料及其他软磁材料。不同类型软磁材料的性能、适用范 围不同。金属软磁材料又可分为传统金属软磁材料和新型软磁材料(非晶合金、 纳米晶合金和合金软磁粉芯)。

软磁材料的发展朝着高电阻率、高饱和磁密、高磁导率趋势发展。目前,随着对 软磁材料小型化、低损耗等要求的不断提升,软磁材料的高电阻率、高饱和磁密 度、高磁导率将成为未来发展的重点方向。低损耗的关键是提升电阻率,小型化 的关键是高饱和磁密度、高导磁率。硅、铝、镍等元素的加入可以提高材料的电 阻率、磁导率等,但也会降低饱和磁感应强度,因此优化材料配方、工艺成为软 磁材料的一大竞争优势。

三大主流新兴软磁材料非晶合金、纳米晶合金和磁粉芯具备优良性能。

(1)非晶合金

非晶合金兼具一般金属和玻璃的优异性能。非晶合金又被称为金属玻璃或液态金 属,其组成的内部原子排列为短程有序、长程无序、宏观均匀,各项同性,短程 不均匀的玻璃态结构,其结构和成分比晶态合金更均匀。非晶合金采用现代快速 凝固冶金技术进行冶炼,兼有一般金属和玻璃优异的力学、物理和化学性能,如 低矫顽力、高导磁率、高电阻率、耐高温腐蚀和高韧性等优异性能。目前,非晶 合金一共有非晶薄带、非晶粉末、块体非晶这几种形式。

非晶合金具有良好的力学性能。①非晶合金具有很高的强度和硬度,且很好地综 合了强度和弹性极限两种性能。②非晶合金具有稳定的过冷液态,使其拥有出色 的超塑性变形能力与铸造能力成型能力。非晶合金可被一次加工成复杂形状的结 构器件,还可以吹塑成型,其表面光滑度可达到原子级别。 非晶合金具有良好的低温物理特性。①非晶合金内部原子的排列处于无序状态, 不存在晶界和磁晶各向异性,组织均匀,没有对磁畴运动具有钉扎作用的杂质存 在,具有良好的磁性能。铁基等非晶合金具有优异的磁导率、电阻率、高饱和磁 感应强度和低高频耗损性能。目前非晶合金大批量应用于制作变压器。②非晶合 金的大磁熵变的温度区间较宽,比热峰比较圆滑且较宽,并且根据其加工特性可 形成蓄冷材料颗粒,可提高其蓄冷效果。

(2)纳米晶合金

纳米晶具备高饱和磁密度、高初始磁导和低损耗的特性。纳米晶合金是将含铁、 硅、硼、铌、铜等元素的合金熔液,通过急速、高精度冷却技术,在非晶基础上 形成弥散、均匀纳米岛屿结构的材料,具有较高的饱和磁密度、高初始磁导率和 较低的高频损耗等特性,广泛应用于中、高频领域的能量传输与滤波。 纳米晶在高频率环境内相对磁导率最为稳定。磁导率是反应磁性材料激磁能力的 重要指标,软磁材料的磁导率一般会随着频率发生变化。经测试,硅钢、铁氧体、 非晶、纳米晶 4 种软磁材料的相对磁导率在高频率范围内均存在明显变化,而纳 米晶的相对磁导率波动最小;从损耗率来看,随着频率增高纳米晶的损耗远低于 其他 3 种软磁材料,且频率越高,纳米晶材料的优势越明显。因此,对磁性材料 的厚度、充电效率、散热有较高要求的产品如无线充电的接收端,铁氧体等磁性 材料已经无法满足手机等移动终端所要求的结构厚度,而纳米晶成为此类场景下 的优良替代。

(3)合金软磁粉芯

金属软磁粉芯是由绝缘介质包覆的磁粉压制而成的软磁材料,是当今软磁材料领 域综合性能最佳的软磁材料之一。软磁粉芯的磁性能,结合了金属软磁材料和软 磁铁氧体的优势,由于其粉末采用的是铁磁性颗粒,饱和磁感应强度高,同时因 为有绝缘层的存在,其电阻率也较高。成型工艺方面,其相较非晶软磁成熟,可 塑性强。软磁粉芯可以同时满足高频(KHz~MHz)使用和体积小型化的需求, 并且可以加工成环形、E 型、U 型等,以满足不同的应用场合。

金属软磁粉芯可分为铁粉芯、羰基铁粉芯、铁硅铝磁粉芯、铁硅磁粉芯、高磁通 磁粉芯、铁镍钼磁粉芯。在合金金属软磁粉芯材料中,金属铁镍类粉芯材料性能 优异,但由于价格昂贵难以大规模地被采用。铁基非晶类粉芯材料,虽具有良好 的磁芯损耗与饱和特性,但在技术上仍然存在可靠性、磁芯成型的压制性等结构 性问题短时间难以彻底解决,大批量生产与使用仍然难以实现,在中高频工作条 件下,铁硅类金属磁粉芯软磁材料是能够满足要求的理想材料之一。

2、政策推动变压器升级,非晶变压器市场空间广阔

非晶合金产品主要包括非晶合金薄带及其制成品非晶铁芯,其中,由非晶合金薄 带制成的非晶铁芯主要应用在非晶配电变压器中,以及其他用户端变压器。非晶 合金材料还可应用于 3C 行业。

(1)非晶变压器节能环保性能突出,优于传统硅钢变压器

变压器按照铁芯材质类型可分为非晶变压器和硅钢变压器。铁芯是带材经过剪切、 成型、热处理等工艺而制作的产品,是变压器的核心部件。由于非晶合金易于磁 化和退磁的特性,可显著降低电磁转换损耗,成为中、低频领域电能传输的优选 材料。其中,非晶变压器按照冷却方式分为油浸变压器和干式变压器,油浸式变 压器主要应用在配电领域,干式变压器主要应用在轨道交通、新能源汽车及充电 桩、数据中心等领域;非晶变压器按照卷绕结构分为平面卷铁芯变压器、立体卷 铁芯变压器。

目前,全球范围内的电网配电变压器的应用以硅钢变压器为主,非晶变压器为辅, 非晶变压器和硅钢变压器具有竞争关系。相比传统硅钢材料,非晶合金材料具有 突出的节能环保特性,是“制造节能、使用节能、回收节能”的全生命周期可循 环绿色材料。 ① 在成本侧,硅钢变压器的原料为取向硅钢,2018 年 1 月的 12140 元/吨,2023 年取向硅钢的市场价格最高上涨至 19390 元/吨,硅钢变压器成本端压力上 行。2022 年,非晶合金薄带及其制品的年均单价约为 15913 元/吨,低于取 向硅钢;② 在制造侧,非晶合金的生产工艺流程显著短于硅钢产品,非晶合金薄带制造 流程约为 10 米,硅钢约为 1000 米。硅钢采用传统钢铁冶金制备工艺制成, 而非晶采用的是急速冷却工艺制成,从钢液到非晶合金薄带制品一次成型, 生产 1 公斤非晶合金薄带比生产 1 公斤硅钢约可节省 1 升石油,实现制造节 能;

③ 在应用侧,非晶合金材料具有高磁导率、低矫顽力、高电阻率等材料特性, 电磁能量转换效率显著优于硅钢材料,非晶变压器空载损耗较传统硅钢变压 器降幅可达到 80%左右,以非晶合金变压器 SCBH15-1250 为例,其与相同 容量常规变压器政策使用三十年,可节省 492074KWH,减少 612.5 吨二氧 化碳排放,实现使用节能;

④ 在回收侧,废旧的非晶铁芯可通过中频炉重熔后制成非晶合金薄带,非晶铁 芯中的硅、硼元素基本可以实现回收再利用,实现回收节能。 公司招股说明书显示,40 万台 SH15 型非晶变压器累计运行一年较同规格 S13 型硅钢变压器可节约大约 20 亿度电,节能效果显著。综合来看,硅钢变压器的 原料成本与非晶变压器接近,未来随着变压器需求的增加和能效标准的提高,非 晶变压器的渗透率有望进一步提高,从而拉动非晶合金带材的需求。 根据贝哲斯咨询研究,2022 年全球非晶合金变压器市场规模达到 62.33 亿元, 中国非晶合金变压器市场规模达到了 19.12 亿元。随着非晶合金变压器市场推广 加快,产品应用比例逐步提升。预计全球非晶合金变压器市场容量到 2028 年将 会以 6.41%的增速达到 91.64 亿元。

(2)配电变压器升级推进非晶变压器渗透率

配电变压器转型高效节能,非晶变压器有望达百亿市场规模。“双碳”背景下, 在电力配送领域,全球市场纷纷将目光聚焦于节能型变压器,统筹推进电力变压 器节能降碳更新改造、废旧变压器回收利用等工作,节能型变压器将迎来大规模 推广应用阶段。2020 年 12 月,工信部、市场监管总局和国家能源局联合印发的 《配电变压器能效提升计划(2021-2023)》要求加快高效节能变压器推广应用, 明确要求禁止未达标变压器接入电网,“自 2021 年 6 月起,新采购变压器应为 高效节能变压器。到 2023 年,高效节能变压器在网运行比例提高 10%,当年新 增高效节能变压器占比达到 75%以上;开展非晶合金等高效节能变压器用材料创 新和技术升级,加强立体卷铁芯结构等高效节能变压器结构设计与加工工艺技术 创新”。并且,随着国家对“碳达峰”和“碳中和”的推进,以非晶合金变压器 为代表的高效节能变压器将迎来战略性的发展机遇和更广阔的市场空间。

“新基建”为非晶变压器带来广阔市场空间。“新基建”主要涵盖 5G 基站及其 应用、特高压输电电网、城际轨道交通、新能源充电桩、大数据中心、AI 人工智 能和工业互联网等领域。新基建项目通常具有用电量大、用电频次不均匀、运行 负载率低等特点,而非晶变压器能够大幅降低供电系统能耗、提高电源能量变换 效率的优势可以较好解决这些问题。随着“新基建”的不断开展,非晶变压器的 渗透率将逐步上升。 配电领域非晶变压器渗透率逐步提高。国内配电网非晶合金变压器和硅钢变压器 的市场份额主要由国家电网、南方电网等电网系统的招投标量决定。其中南方电 网主要覆盖广东、广西、贵州、海南、云南等地区,其所覆盖区域用电负荷和集 中度相对偏低,非晶变压器节能降耗的作用更为明显。经华经产业研究院预测, 2021-2025 年,国内非晶变压器的渗透率在逐年提高。国家电网的非晶变压器渗 透率预计将从 2021 年的 25%左右上升至 2025 年的 45%左右,南方电网的非晶 变压器渗透率预计将从 2021 年的 45%左右上升至 2025 年的 65%左右,均有约 为 20%的增长幅度。

海外市场由于城市分布等因素,非晶变压器需求有望高于国内。海外地区大城市 相对较少,分散的小镇相对较多,每家每户都需要一个小型变压器,分布较广, 故对空载损耗要求较高,以及相对地广人稀,对于噪音敏感度较低。目前非晶变 压器在美国、日韩使用较多。

海外非晶合金变压器的采购数量和市场份额整体呈现增长的趋势。根据韩国电力 公司(KEPCO)的数据统计,2019 年至 2020 年,韩国电力公司招标的配电变 压器中,非晶变压器数量由 2.1 万台上升至 4.6 万台,渗透率由 30%上升至接近 40%。目前,韩国电力变压器市场仍以硅钢变压器为主,但非晶变压器的采购数 量和市场份额呈上升趋势。根据 QY Research 研究报告,在印度和东南亚市场, 2016 年至 2019 年非晶变压器市场规模保持持续增长,合计接近 1.80 亿美元。

(3)用户端变压器多点开花拉动非晶变压器需求

①轨道交通

非晶变压器逐步在轨道交通投入应用。在轨道交通领域,变压器是供电系统的重 要设备。根据 QY Research 研究报告,2016 年至 2020 年,中国轨道交通变压 器市场规模从 40.87 亿元增长至 71.11 亿元,装机容量从 0.54 亿千伏安增长至 0.95 亿千伏安,复合增长率分别为 14.85%、15.17%,保持稳定增长;预计未来 几年轨道交通变压器市场规模仍将保持持续增长趋势,2027 年市场规模有望超 过 200 亿元,装机容量有望达到 2.8 亿千伏安。目前,非晶变压器已在北京 6、 7、8、10 号地铁线、上海 17 号地铁线、广州 7、12、18、22 号地铁线、京张 铁路等投入应用,有效降低了停运时段、轻载时段能耗,节省运营成本,实现节 能减排。随着轨道交通建设速度持续增长和非晶合金变压器节能降耗的优势逐步 被认可,应用于轨道交通领域的非晶变压器市场空间有望实现快速增长。

②数据中心

数据中心逐步使用非晶变压器替代硅钢变压器。根据 QY Research 研究报告, 2016 年-2020 年,中国数据中心变压器市场规模从 47.23 亿元增长至 170.77 亿 元,装机容量从 0.63 亿千伏安增长至 2.28 亿千伏安,4 年复合增长率分别为 37.89%、37.93%,呈现高速增长的态势,高速增长的数据中心领域有望为非晶 合金变压器带来增量的市场空间。目前,多家企业已经开始使用非晶合金变压器 来替代原硅钢变压器,如百度在山西阳泉建立的数据中心、京东的第一个自建数 据中心均采用了非晶变压器。世界主要国家均在积极引导数据中心产业发展,数 据中心市场规模不断扩大。据 Synergy Research Group 统计,目前已知有 314 个新建的超大规模数据中心,美国占比近 40%,运营数据中心的安装基数将在三 年内超过 1000 个,并在此后继续快速增长。国内,《中国数据中心产业发展白皮 书(2023 年)》中提到“十四五”期末数据中心机架规模预计近 1400 万架,总 增量投资约 7000 亿元。高速增长的数据中心有望为非晶变压器带来可观的增量 市场空间。

③新能源

新能源发电变压器有望为非晶变压器带来广阔市场空间。光伏和风力发电一般具 有明显的间歇性、季节性、随机性,在发电系统间歇的停止运行期间,配套的升 压变压器成为用电设备,从电网吸收电能满足其空载运行的需要。随着升压变压 器数量增多,变压器空载损耗总量增大,导致的电能损耗问题更为突出,而非晶 变压器空载损耗低、空载电流小、节能特性好的特点能很好地满足新能源发电领 域的节能要求。根据 QY Research 研究报告,2016 年-2020 年,中国新能源发 电变压器市场规模从 40.35 亿元增长至 90.75 亿元,装机容量从 0.54 亿千伏安 增长至 1.21 亿千伏安,4 年复合增长率分别为 22.46%、22.35%,呈现快速增 长的态势。

(4)非晶合金满足 3C 产品屏幕材料的高性能要求,有望成为非晶合 金行业新增长点

非晶合金性能优良,贴合 3C 产品的材料需求。3C 产品是计算机类、通信类和 消费类电子产品三者的统称,如电脑、平板电脑、手机或数字音频播放器等。非 晶合金具有高强度、高硬度、高耐磨性的优势,且产品较为轻薄,贴合 3C 产品 的材料需求,可用作数码产品的屏幕等。 3C 产品的屏幕需求有望拉动非晶合金需求增长。在 3C 产品中,手机是出货量 最大,更新迭代速度最快的产品;以可穿戴设备为代表的新兴消费电子产品出货 量增速较快。2022 年全球智能手机出货量为 12.07 亿部。三星以 2.59 亿部出货 量和 21%的市占率位居全球第一,苹果、小米、OPPO、vivo 等品牌位列其后。 IDC 数据显示,2022 年,VR/AR 头显全球出货量为 970 万台,预计未来几年该 品类还将增长 30%以上,到 2026 年出货量达到 3510 万台。5G 时代和智能化 是 3C 行业的重要变革,其中对 3C 产品的屏幕性能有着更高的要求,满足高性 能要求的非晶合金的需求预计在未来将实现较大增长。

(5)非晶合金带材需求测算

基于以下假设,我们中国非晶带材市场需求进行预测: (1) 非晶带材主要应用于制作用于非晶变压器的非晶铁芯,非晶带材的需求 增长主要来源于新增的非晶变压器。根据招股说明书,制作每台非晶变 压器使用约 0.5 吨的非晶带材。 (2) 非晶变压器主要应用在配电、轨道交通、数据中心、新能源发电这四个 领域。根据华经情报局的数据,基于中国配电变压器的采购数量基本由 中国国家电网和南方电网的采购数量决定的前提,我们得到 2022-2025 年中国配电变压器中非晶变压器每年的新增数量。根据招股说明书,我 们可以得到 2022-2025 年中国在轨道交通、数据中心、新能源发电领域 的市场规模(亿元),再根据对应领域的非晶变压器的市场价格,我们可 以算出每年的非晶变压器既有数量,从而算出每年非晶变压器的新增数 量及对应的非晶合金带材的新增需求。

3、纳米晶合金薄带不断薄化,加速渗透新能源车和无线充 电领域

纳米晶制成的带材应用领域广泛,由纳米晶带材制成的卷绕铁芯、辊剪窄带、复 合宽带、磁粉芯等产品可以进一步制备成互感器、变压器、传感器、电感等多种 产品,继而使用于消费电子、新能源、航空航天等多个领域。

(1)纳米晶薄化趋势明显,逐步替代传统铁氧体等软磁材料

纳米晶带材主要应用于电力电子元器件。纳米晶可用于设计电力电子和驱动器的 磁性元件,例如:CMC(共模扼流圈),PFC(功率因数校正)电感器和直流直流电感器,C.T(电流互感器),RCD(剩余电流检测器)/GFCI(接地故障电 流断续器),磁放大器(Mag Amp),HFT(高频变压器<200 千赫),脉冲变压器, 磁屏蔽和无线充电等。纳米晶带材得益于其高饱和磁密、高磁导率、高居里温度 的材料优点,相比较于铁氧体软磁材料,在追求小型化、轻量化、复杂温度的场 景下,有着显著优势,主要用于生产电感元件、电子变压器、互感器、传感器等 产品,可以应用于新能源汽车、消费电子、新能源发电、家电以及粒子加速器等 领域,特别是近年来纳米晶合金材料在新兴产业领域无线充电模块和新能源汽车 等产品端实现规模化应用,纳米晶合金材料的市场需求持续增加。

纳米晶超薄带材是未来发展趋势。随着电子产品正在向高频、节能、小型、集成 化方向发展,应用频率也在不断提高,带材更新迭代。同种成分的纳米晶合金带 材,在相同 Bm 下,带材越薄,损耗越低;在中高频率下,带材越薄,损耗越低, 进而降低器件的温升,避免烧损;且带材越薄,高频磁导率越高,阻抗越高,可 使器件获得更好的 EMC 效果。

纳米晶超薄带逐步替代传统材料。与铁氧体和铁粉芯等传统软磁材料相比,纳米 晶超薄带因其高饱和磁度、低矫顽力、高初始磁导率等材料特性可以缩小磁性器 件体积、降低磁性器件损耗,属于新型磁性材料,综合磁性性能更为优异。2022 年,全球铁氧体软磁材料产量约为 30 万吨,随着技术进步对磁性材料的要求提 高以及消费电子、新能源汽车等新兴市场领域需求的上升,纳米晶超薄带对传统 铁氧体材料有望逐步形成替代。

(2)纳米晶材料需求持续上升

根据 QY Research 出具的《2020-2026 全球与中国纳米晶软磁材料市场现状及 未来发展趋势》,2015-2019 年全球纳米晶软磁材料市场规模呈现持续增长态势, 产量从 2.15 万吨增长至 3.02 万吨,市场规模从 1.65 亿美元增长至 2.42 亿美元, 年均复合增长率达到 10.05%,中国纳米晶材料市场规模从 4,630 万美元持续增 长至 7,465 万美元,年复合增长率 12.68%。

(3)纳米晶材料逐渐渗透消费电子领域,未来需求有望进一步增长

① 无线充电

纳米晶产品可用作无线充电领域的屏蔽材料,无线充电市场规模的进一步扩大将 拉动纳米晶合金的需求增长。应用于智能手机、智能穿戴(小功率)无线充电的 结构类似于变压器,由发射端和接收端构成,发射端和接收端都是由线圈和磁性 材料构成,磁性材料有不同的选择,有铁氧体、非晶、纳米晶等。纳米晶在无线 充电领域主要应用于屏蔽材料中,可以有效隔磁屏蔽和导磁降阻。隔磁屏蔽可以 减少对周围金属物体的影响,防止产生涡流和信号干扰,导磁降阻则通过提高耦 合系数,提升磁电转换效率。目前我国无线充电技术已经应用在手机、智能手表、 智能家居、餐饮、汽车、家电和工业机械等行业中,其中手机是目前无线充电应用规模最大的领域。

根据观研网数据显示,2015-2021 年期间全国无线充电市场规模由 13.06 亿元逐 年增长至 87.68 亿元。从增速变化情况来看,2015-2018 年是无线充电市场规模 高速扩张阶段,其中在 2017 年增速达到峰值 84.4%。在市场规模扩张到较大体 量后,2019 年至今,无线充电市场规模呈稳定增长态势,行业逐渐转向高质量 发展阶段。而全球的无线充电市场规模也在逐步增长。据观研报告网数据显示, 2020 年全球无线充电市场规模为 125.9 亿美元,预计 2025 年全球无线充电市场 规模达 251.8 亿美元,年复合增长率达 14.9%,随着纳米晶材料渗透率的上升, 纳米晶需求规模提升,预计无线充电纳米晶材料需求量在 2025 年会达到 2.29 万吨。

② 新能源汽车

纳米晶带材主要应用于新能源汽车及充电桩领域的磁性器件。应用纳米晶软磁材 料磁性元件的主要市场包括电动车车载充电器、车载逆变器、电机轴承保护和电动车充电站。由纳米晶带材支撑的纳米晶铁芯对车辆电气系统整体电磁兼容性至 关重要,纳米晶铁芯不仅适用于漏电保护器和电磁兼容功能,而且适用于移动充 电装置和固定壁挂式充电箱的个人防护装置。纳米晶体铁芯和电感还可有用于纯 电动汽车或插电式混合动力汽车驱动装置的电机轴承保护。

新能源汽车销量保持稳定高增长。根据乘联会数据,2023 年新能源乘用车国内 零售销量773.6万辆,同比增长36.2%,全年渗透率35.7%,较2022年提升8.1%。 根据 CleanTechnica 数据,2022 年全球新能源汽车销量达到 1007 万辆,渗透 率为 12%。彭博新能源财经日前发布《新能源汽车市场长期展望》预测,到 2025 年,全球新能源汽车销量将超过 2000 万辆。当前我国新能源汽车的“三电系统” 需大量使用磁性材料及器件,如电机、电控、充电机等环节,磁性材料的性能将 直接影响新能源汽车“三电系统”功能效率。而纳米晶材料由于具有优异的综合 磁性性能,将成为新能源汽车领域的最佳软磁材料之一。未来随着新能源汽车及 充电桩产业规模不断壮大,对我国纳米晶材料的市场需求也将随之增加。

③ 光伏逆变器

纳米晶材料制成的电感元件可应用于光伏发电系统中的光伏逆变器。光伏逆变器 是太阳能光伏发电系统的核心部件,将光伏组件产生的直流电转化为交流电送入 电网。根据国家发改委、国家能源局印发《“十四五”现代能源体系规划》,要求 加快推进大型风电光伏基地项目建设,我们预计 2023 年全球新增光伏装机容量为 402GW,2026 年有望达到 545GW,2023-2026 年 CAGR 约 10.7%。纳米 晶行业或将受益于新能源发电投资的增加不断拓展。

④ 变频空调

纳米晶带材制成的共模电感铁芯可用于变频传动变频器,装载于变频空调中。变 频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动 单元、检测单元、微处理单元等组成,靠内部 IGBT 的开断来调整输出电源的电 压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调 速的目的。低磁导率纳米晶大共模电感铁芯适用于≤1000V 的低压变频器,能有 效抑制变频器产生的共模干扰。国内变频空调的渗透率有望由 22 年的 57%提升 至 26 年的 90%左右,据此测算 2026 年中国变频空调产量为 22711 万台,有望 一定程度拉动纳米晶带材需求。

(4)纳米晶合金带材需求测算

基于以下假设,我们对中国纳米晶带材市场需求进行预测: (1)纳米晶带材主要应用于无线充电领域,目前手机是应用无线充电规模最大 的领域。根据观研报告网数据,2015-2018 年无线充电市场高速扩张后增速逐渐 趋于稳定,按照 2020-2021 年增速 13.4%计算,预计 2026 年中国无线充电市场 规模达 164.42 亿元。根据 IHS 预测,软磁材料占无线充电价值链中的 21%,依 据云路股份 2019-2021 年产品均价 4.5 万元/吨计算,2026 年中国无线充电市场 纳米晶需求量在 0.27 万吨。

(2)纳米晶带材在新能源汽车的应用广泛。中汽协数据显示 2023 年中国新能 源汽车销量预计达到 945 万辆,参照招股说明书纳米晶平均单价为 4.5 万元/吨, 预计 2026 年新能源车产业带来的纳米晶市场需求规模可达 0.81 万吨。

4、合金磁性粉末应用领域广,需求空间广阔

磁性粉末制成的软磁粉芯是当今软磁材料领域综合性能最佳的软磁材料之一,主 要应用于电感类元件的核心部件。软磁粉芯是由绝缘介质包覆的磁性粉末压制而 成的软磁材料。软磁粉芯结合了金属软磁材料和软磁铁氧体的性能优势,饱和磁 感应强度高、电阻率高、可塑性强,可以同时满足高频使用和体积小型化的需求, 主要作为核心部件使用在电感类元件中。软磁粉芯对改进和提高各种电子产品的 性能和质量具有重要的作用,目前主要应用于光伏、储能、新能源汽车、充电桩、 UPS 电源等领域。

金属软磁粉芯是当今软磁材料领域综合性能最佳的软磁材料之一,主要应用于电 感类元件的核心部件,对改进和提高各种电子产品的性能和质量具有重要的作用, 目前主要应用于光伏、储能、新能源汽车、充电桩、UPS 电源等领域。 光伏:主要应用于逆变器中的逆变电感。26 年需求量 8.78 万吨,市场空间 26.35 亿元,复合增速 26%。 储能:主要应用于储能变流器的逆变电感及储能电感。26 年需求量 1.9 万吨,市场空间 5.7 亿元,复合增速 44%。 新能源汽车:主要应用于车载 AC/DC 充电器、DC/DC 变换器中的 OBC 电感与 升压电感。26 年需求量 7.06 万吨,市场空间 35.31 亿元,复合增速 51%。 直流充电桩:主要应用于桩内高频 PFC 电感。26 年需求量 2.21 万吨,市场空 间 11.05 亿元,复合增速 135%。 变频空调:主要应用于变频器上的 PFC 电感。26 年需求量 7.1 万吨,市场空间 18.45 亿元,复合增速 16%。 UPS:主要应用于 UPS 的逆变器、输入端、蓄电池、DC-DC 变换器等多个区域, 包含主变压器、谐振电感、PFC 电感、共模电感、差模电感等。26 年需求量 5.18 万吨,市场空间 20.74 亿元,复合增速 20%。 自新能源产业兴起,全球软磁粉芯总需求量持续高速增长,预计到 2026 年全球 总需求量将达到 32 万吨,对应市场空间 118 亿,2022-2026 年 CAGR 为 32%。 其中增幅较快的三个下游需求板块依次是直流充电桩、新能源汽车、以及储能。

三、公司积极加强软磁材料全布局

1、非晶合金行业龙头,较同行优势逐步扩大

(1)非晶行业龙头,规模优势显著

公司深耕非晶合金领域十五载,市占率全球第一。从 2008 年成立伊始,公司就 确立了非晶技术的研发计划,并于 2012 年完成非晶技术的研发。至今,云路股 份已成为年产能 10 万吨的全球最大的非晶带材生产基地,是非晶合金材料行业 的龙头企业。2019 年,全球非晶带材前三大厂商为云路股份、日立金属和安泰 科技,市占率分别为 41.15%、20.96%和 12.25%。其中,云路股份非晶带材全 球市占率为 41.15%,排名全球第一;国内市占率为 53.17%,是行业内最大的 非晶合金薄带供应商。

非晶业务是公司最主要业务,22 年营收实现高增长。22 年营收达到 11 亿元, 同比增长 73%,主要受到配电变压器新一轮节能改造的影响,非晶变压器占比开 始上升,在双碳政策助力下,21、22 年公司非晶产品销量增速分别达到 67%和 32%。

(2)生产壁垒高,公司工艺领先市场

公司在非晶合金薄带的生产技术上取得突出成果。通过自主研发逐步形成非晶合 金的技术体系,公司于 2012 年完成非晶合金薄带产业化,2013 年研制出厚度达 28µm 的非晶合金薄带,于 2014 年建成万吨级非晶合金薄带生产线,2016 年实 现 213mm 大宽度薄带量产。经过持续技术升级和优化,目前公司非晶合金薄带 在关键指标上与日立金属基本相当、部分指标优于日立金属,体现了公司在非晶 合金领域制备关键技术的先进性。目前,公司所掌握的多项产品技术成果经鉴定 或评价达到国际和国内领先水平。

公司成功研发非晶立体卷铁芯产业化技术,解决行业痛点。为解决原有非晶合金 噪音较大、抗突短能力较差、易碎片化的行业痛点问题,公司于 2019 年成功研 发非晶立体卷铁芯产业化技术。与传统变压器铁芯相比,立体卷铁芯具有三相平 衡、省材、空载损耗低、空载电流低、抗短路能力强、噪声低、电场磁场低等特 点。与传统平面卷铁芯变压器相比,立体卷铁芯变压器空载损耗大幅降低,降幅 达 20-50%,材料利用率高,硅钢用量下降 30%,是一款节能高效的变压器。公 司的非晶立体卷铁芯的生产技术已达到国际先进水平,成为公司一大的核心竞争 力。

(3)不断增效降本,盈利能力稳步增长

公司以废钢代替工业纯铁,实现降本。公司生产所使用的主要原材料包括纯铁、 硼铁、铌铁、废钢和硅铁等。在确保产品质量和性能的基础上,公司采用废钢代 替工业纯铁,有效降低非晶合金产品的生产成本,增强其在市场上的竞争力。截 至 2024 年 1 月 15 日,废钢的平均采购单价约为 2770 元/吨,为工业纯铁的 57% 左右。根据公司招股说明书,2018-2021H1,公司工业纯铁采购金额占比由 36.99% 下降至 22.75%,废钢采购金额占比由 3.20%上升至 12.65%。

成本降低增厚公司利润。得益于单位直接材料成本的降低,公司净利润有明显增 长。2018-2023Q3,公司净利润逐年增长,22 年/23 前三季净利润的同比增长率 分别高达 89.32%/57.48%。非晶业务利润增长迅速,2022 年公司非晶业务的毛 利润增长 137.15%。多年来,非晶利润的平均毛利率为 27%左右,毛利率贡献 大,是公司最主要的盈利来源。

(4)客源优质,积极布局海外

公司不断改进产品,积累大量优质海内外客户。目前,公司已成为行业内最大的 非晶合金薄带供应商。同时,公司持续开拓国际市场,非晶合金产品的境外销量 和规模快速增长,主要客户分布在印度、韩国、越南等国。为助推非晶合金薄带 能有更广阔、更优质的下游应用,公司从非晶合金薄带的材料生产供应商逐渐向 下游制品及全产业链综合方案提供商延伸。公司与国内外知名电力行业制造商建 立了长期稳定的合作关系,成为国家电网、奥克斯、日本东芝、ABB 等企业的合 作伙伴,产品销往东南亚、南亚、北美等全球各地,服务于全球十余个国家和地 区。

公司积极布局海外市场,境外营收逐年增长。公司始终保持着国内市场份额的领 先地位,同时积极布局印度、韩国、越南等电力需求旺盛的海外国家和地区。公 司 23 半年报显示,在海外市场领域,公司除在稳定东南亚市场原有市场份额及 竞争优势的基础上,加大了外销新兴市场的开拓力度,在美洲等国家和地区开始 逐步深化客户合作,非晶产品海外销售收入占比已近 50%,全球化销售体系逐步 完善。近年来,公司的境外营业收入始终保持正增长,占比营收总额的 30%左右。 2022 年,公司境外收入为 4.71 亿元,同比增长率为 46.02%,占比营收总额 32.52%。

2、纳米晶为公司第二成长极,增长曲线陡峭

(1)减薄技术门槛高,公司工艺国际领先

公司纳米晶带材薄度领先市场。行业上纳米晶的制备从最初的传统制带工艺(国 内现有生产水平)厚度 22-30μm,到现在带材发展到三代、四代,用先进制带 工艺(国际领先进生产水平)可做到 14-22μm。目前,公司生产的纳米晶超薄 带宽度可达 142mm,能够满足大功率的中高频磁器件的性能和尺寸要求;厚度 达到 14~18µm,拥有较高的技术门槛和壁垒,自 2019 年量产以来着重在消费电 子、新能源汽车等新兴行业领域进行市场拓展、逐步替代传统磁性材料例如铁氧 体等的市场空间,未来市场应用前景广阔。此外,公司正在深化研发纳米晶和非 晶材料在以新能源汽车为代表的移动载荷下电机的应用,目前尚处于在研阶段。

(2)营收利润保持高增速,仍有较大发展空间

纳米晶业务保持增长趋势,营收与利润占比增加。近年来,随着新材料行业的不 断发展,公司主营产品非晶合金薄带及非晶铁芯面临的市场竞争日趋激烈。公司 利用多年来在软磁材料生产上形成的规模效应积极发展纳米晶产品。公司纳米晶 产品的营业收入占比由 2018 年的 3.16%上升至 2022 年的 14.85%,达到 2.15 亿元。毛利占比由 2018 年的 0.56%上升至 2022 年的 12.75%,毛利率维持较高 水平,20-22 年均维持 20%以上。

纳米晶行业集中度高,公司仍有较大发展空间。纳米晶行业竞争格局良好,全球 主要生产厂家有日立金属、安泰科技、云路股份等。2019 年公司在全球和中国 纳米晶行业市场份额占比分别为 1.61%和 3.75%,未来仍有较大的上升空间。

3、高品质磁性粉末,加速追赶行业龙头

(1)技术持续突破,制备工艺完善

公司在制备磁性粉末的气雾化和水雾化方法上均取得突破。气雾化粉末领域,公 司已实现气雾化铁硅铝粉末由小规模生产到批量连续铸造、由非真空生产到真空 生产的产业化过程,现阶段持续改进气雾化铁硅铝粉末的生产工艺,实现产品的 成本降低和性能提升;水雾化粉末领域,公司基于自身在气雾化制粉领域的技术 积累和研究经验,设计开发水雾化金属粉末的成分配方、生产工艺、生产设备, 提升公司雾化制粉的综合能力。公司的水气联合雾化制粉技术是用高压水和轧制 气体联合作气介质将金属熔体击碎成小液滴,小液滴在表面张力的作用下收缩成 球形并凝固成颗粒,这种方法制备得到的粉末兼具水雾化和气雾化的优点。

(2)营收快速上升,利润有望释放

公司磁性粉末业务位于启动阶段,营收保持增长趋势。2022 年公司磁性粉末业 务营收达到 1.27 亿元,同比增加 52%,毛利率保持平稳,2018-2021 年毛利润 维持在 500 万左右,2022 年毛利有所下降,主要受产品价格下降影响。目前, 公司已取得光伏领域主流厂商之一阳光电源的供方资质,有望实现进一步放量。

4、募投项目增加公司产能

公司 IPO 募资投资建设磁性粉末、纳米晶、立体卷铁芯。云路股份首次公开发 行股票,实际募集资金约 12.92 亿元,主要用于高性能超薄纳米晶带材及其器件 产业化项目、高品质合金粉末制品产业化项目、万吨级新一代高性能高可靠非晶 合金闭口立体卷产业化项目、产品及技术研发投入项目以及补充流动资金。其中: (1)高性能超薄纳米晶带材及其器件产业化项目将新建纳米晶带材及其器件生 产车间,可形成纳米晶带材及其器件约 5000 吨级的年生产规模。该项目将借助 公司前期纳米晶超薄带技术研发和量产中的经验,进一步扩大高性能超薄纳米晶 带材的产能规模,进一步优化公司的产品结构,提升公司的综合竞争实力。 (2)高品质合金粉末制品产业化项目将重点开展高品质合金粉末制品的产业化 建设,投建高品质合金粉末制品生产线,布局气雾化和水雾化的生产线,最终达 成高品质合金粉末制品产业化目标。公司通过技术创新,已拥有从原材料的制备 到最终成品完整的流水线,且自发研究设计的配方使得产品具有优越的磁性能。该项目建成后,磁性金属粉末及制品单条产能可达到千吨级。随着磁性粉末业务 工艺链条的延伸和技术升级,公司产品结构将进一步得到优化。 (3)万吨级新一代高性能高可靠非晶合金闭口立体卷产业化项目主要建设内容 为万吨级非晶立体卷铁芯生产线,建设完成后公司将完成非晶立体卷铁芯研发和 生产的布局,提高企业自主创新能力,进一步提升产品的市场占有率和综合竞争 优势,提高产品附加值及公司盈利能力。

四、非晶电机或将成为公司下一个高速增长点

驱动电机是工业电机的一种,基于电磁感应现象,将电池中的电能转化为机械能。 驱动电机由转子、定子、线束、壳体、端盖、轴承等构成,其中,定子与转子的 质量与性能直接决定了电机的能效及稳定性等关键指标。驱动电机广泛应用于电 动汽车,工业机械设备和家用电器等领域,目前主流的驱动电机类型包括三大类, 即交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机。与其他类型的电机相比较,永 磁同步电机具有较高的功率密度与转矩密度,在相同质量与体积下,能够提供更 大的动力输出与加速度,因此永磁同步电机目前是新能源汽车和机器人领域的主 流选择。

减少铁损使提高电机功率的关键之一。近年来,随着新能源汽车等领域的高速发 展,迎来了电机功率密度的发展瓶颈,进一步增加功率、减少损耗成为电机发展 的两大难题。电机损耗由定子铜耗、转子铜耗、铁损耗、风摩耗和杂散耗组成。 以笼型电机为例,定子铜损耗占比 25-40%,其次是铁损耗占比为 20-25%,转 子铜耗占比 18-23%,风摩耗占比 5-15%,杂散耗占比 5-10%。目前,转子铜损 和定子铜损可以通过电机设计和使用更好的绕线技术减少,而铁损成为电机总剩 余损耗的占比较大的部分,因此减少定子铁损是目前提高电机功率的关键突破之 一。 非晶合金是较为理想的定子铁心材料,可以有效减低铁损。定子铁心是由磁体制 成,是作为电机内线圈轴的铁材料,具有控制电机磁通的重要作用,因为通过定 子铁心的磁通量随着转子的转速和方向周期性变化,所以定子铁损较转子铁损更 为显著。铁损是主磁场在定子铁心内发生变化时产生的能量损耗,主要以热的形 式散失。由于磁滞现象、涡流损耗等因素造成铁心中出现局部高温,导致铁心严 重退磁,引起电机的不可逆损失。目前降低铁损的方式主要是选择低损耗的铁心 材料和将铁芯材料薄板化。为了满足电机的高频化发展,电机需要产生强磁力和 降低损耗,铁心材料需同时具备高磁饱和密度和低损耗的特点,然而同时满足两 者的理想软磁材料并不存在。传统电机定子铁芯材料主要选用无取向硅钢,随着 材料技术的发展,目前较为理想的材料是非晶合金和纳米晶软磁合金。

非晶合金综合电磁性能优异,可应用于新能源汽车和机器人电机领域。与传统的 金属磁性材料相比,由于非晶合金原子排列无序,没有晶体的各向异性,所以具 有高的导磁率、电阻率较大,所以磁滞损耗和涡流损耗较小,整体铁损减少。然 而相比无取向硅钢材料,其饱和磁通密度略小,并且由于硬度较大,加工困难, 但随着技术的发展非晶合金的加工难点得以突破,产量提高使其价格开始下降, 选择非晶合金的性价比开始提升。在新能源汽车和机器人行业,非晶合金可取代 无取向硅钢片应用于定子铁心,以优异的电磁特性,降低电机铁损,提高工作效 率,成为突破电机功率密度的瓶颈的新选择。

新能源汽车领域:广汽埃安推出全球首个“纳米晶-非晶”超效率电机。2023 年 3 月 3 日,埃安发布全新一代高性能集成电驱技术群——夸克电驱,拥有极小体 积和更高功率,电机功率密度高达 12kw/kg,相比行业 6kw/kg 提升 100%,首 次突破“大动力与小体积”不可兼得的矛盾。埃安设计“纳米晶-非晶”合金材 料及批量制备工艺,相较于传统的铁基硅钢材料冶炼工艺,纳米晶-非晶材料冷却速度高达 100 万℃/s,较铁基硅钢材料快 1000 倍,并且具有原子无序排列、 无晶粒、无晶界的微观特性。其铁损系数远低于铁基硅钢等电工钢,埃安创新应 用非晶合金材料制作电机铁芯,降低电机 50%铁芯损耗,从而有效降低电机能量 损耗,电机工况效率提升至 97.5%,电机最高效率达到 98.5%。公司作为广汽埃 安供应商,目前正在积极深化研发非晶材料在以新能源汽车为代表的移动载荷下 电机的应用,目前尚处于在研阶段,随着非晶电机在新能源汽车的持续渗透,其 有望成为公司新的增长点。

机器人领域:非晶合金可应用于伺服电机,提高电机效率、减轻关节负载。电机 主要用于驱动机器人的关节,为机器人的执行单元,是影响机器人工作性能的主 要因素。伺服电机是一种特殊的驱动电机,它可以将电能转换为机械能,并实现 精确的运动控制和位置控制,因有较高的可靠性和较大的短时过载能力,能够配 合机器人末端执行器一起工作,在工业机器人上应用广泛。因为伺服电机通常装 在机器人运动的关节上,为机器人的负载,所以要求重量轻、体积小,对电机的 功率密度要求较高,需具备小体积和大功率的双重特性。目前机器人领域面临速 度和高承载力的双全的难题,机器人身体运动时难以同时保证速度和高承载力, 导致机器人移动速度受限,严重影响产业化的进度。可以采用非晶电机替代传统 电机,通过减少损耗增加功率密度,在降低重量的同时有望提升转动力扭矩。公 司作为非晶材料行业龙头,拥有深厚研发基础和技术能力,将重点布局相关材料 的研发与加工。


(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。)

相关报告
评论
  • 相关文档
  • 相关文章
  • 最新文档
  • 最新精读
分享至