研究报告全文：yrtsudnIelbaT中简科技TableTitle300777深度研究公司研究碳纤维军民航空航天应用需求长期高挖掘价值投资成长增长基础TableRank化增持维持工2023年01月10日证券东方财富证券研究所TableAuthor研究投资要点TableSummary证券分析师曲一平报碳纤维材料行业龙头产能加速扩张2012年公司ZT7系列高于证书编号S1160522060001告T700级碳纤维通过航空领域试验验证填补了国内T700级碳纤维证券分析师朱晋潇工程化应用的空白公司是具有完全自主知识产权的国产高性能碳纤证书编号S1160522070001维及相关产品研发制造商客户集中度高对前五大客户销售占比常联系人陈然年在98以上下游订单饱满业绩确定性强公司前次IPO募投产电话18811464006能逐步释放此外定增募资165亿元用于高性能碳纤维及织物产品相对指数表现TablePicQuote项目预计未来几年产能逐步投放068未来碳纤维在军用飞机航天民用客机应用广泛目前全球军用飞-646机全面进入第五代战机革新浪潮我国四代和五代战机迎来列装新的-1360-20741103105107109101110浪潮航天领域伴随着导弹和火箭轻量化需求也带来持续旺盛的市-2789场应用场景作为国产大飞机支柱的C919等机型全面国产化替代-3503也对于碳纤维领域带来新的需求领域中简科技沪深300投资建议TableBasedata预计公司2022-2024年营业收入分别为81513551681亿元同基本数据比增速分别为9791662724082022-2024年归属于母公司的总市值百万元2153916净利润分别为4818131005亿元EPS分别为110185229元流通市值百万元1994675对应PE分别为454226912176倍52周最高最低元61463900选取光威复材中复神鹰作为可比公司2023年平均PE为29倍公52周最高最低PE95505430司碳纤维技术行业领先掌握多项核心技术可快速相应市场需求52周最高最低PB18091306募投产能加速释放下游订单饱满业绩确定性高因此我们维持52周涨幅-1444中简科技增持评级52周换手率37053盈利预测相关研究TableReport碳纤维广泛应用迎来需求全面爆发TableFinanceInfo项目年度2021A2022E2023E2024E20221107营业收入百万元4117981497135501168126增长率572979166272408EBITDA百万元2967067038102674125354归属母公司净利润百万元201274814881270100515增长率-13381392268792368EPS元股050110185229市盈率PE12376454226912176市净率PB1841579481397EVEBITDA8278295718991494资料来源Choice东方财富证券研究所风险提示碳纤维在军用飞机应用比例不及预期行业竞争加剧带来价格下行风险民用飞机产能释放不及预期Tableyemei中简科技300777深度研究1关键假设图表盈利预测与关键假设资料来源东方财富证券研究所测算风险提示军机或民用客机新增速率不及预期可能使得结果偏离1根据日本国防白皮书统计假设中国使用碳纤维的四代以上战机目前总数接近300架每年新增数量分别为212架236架260架至2025年使用碳纤维的四代以上战机数量达到1000架至2030年装备数量达到接近2500架每架战机碳纤维在机体重量占比目前为28未来逐步提升至32以上最终计算军用飞机碳纤维需求将从目前480吨提升至2025年800吨以上根据公司互动易回复以每吨ZT7碳纤维300万元每吨计算目前军用航空碳纤维需求达到144亿市场规模并会随着军机放量在2025年提升至25亿市场规模至2030年提升至30亿以上2假设航天应用方面主要由军用导弹和卫星火箭需求构成军用导弹单发使用碳纤维08吨占导弹重量4根据美国国防部预测中国军用导弹每年新增装配量从2021年的30发至2025年上升至90发至2030年达到140发以上卫星火箭发射量则从目前60颗每年增加至2025年每年达到70颗以上至2030年达到每年90颗以上卫星火箭发射每枚碳纤维需求量为05吨主要应用在卫星上航天部分碳纤维需求将会从目前27亿到2030年上升至接近5亿3民用客机方面目前主要以C919的已有的1015架订单为主此外还有ARJ21和C929民用机型产量目前每年6架倍数爬坡中根据中国商飞的预计2025年年产量达到36架在2030年年产量达到96架以上以碳纤维在民用客机机体占比12-13计算民用客机碳纤维需求有望在2025年达到260吨2030年达到750吨民用飞机碳纤维T300价格假设为100万每吨则民用碳纤维需求有望从2022年的43亿提升至2025年的26亿以上4叠加军用和民用航空及航天碳纤维需求后我国高端碳纤维市场需求将从2022年的205亿提升至2024年的422亿以上航天航空级碳纤维市场的2022-2024年增长率分别为986624作为国产高端碳纤维参与者中简科技通过航空领域试验验证有着多年军品供货经验有望获得不低于行业增速的营收扩张能力并且和主要客户建立长期合作原材料价格较为稳定未来3年综合毛利率继续保持在84以上2创新之处率先将军用航空和航天细分开来对于战斗机军用导弹卫星火箭发射需求进行了详细的测算同时对于尚未拓展的民用航空领域也进行市场拓展的假设将碳纤维使用需求计入其中3潜在催化目前全球军用飞机全面进入第五代战机革新浪潮我国四代和五代战机迎来列装新的浪潮航天领域伴随着导弹和火箭轻量化需求也带来持续旺盛的市场应用场景作为国产大飞机支柱的C919等机型全面国产化替代也对于碳纤维领域带来新的需求领域敬请阅读本报告正文后各项声明2Tableyemei中简科技300777深度研究正文目录1军用碳纤维龙头业绩进入高增期511军用碳纤维龙头产品定位中高端512实控人为国内碳纤维行业领军人物613营收利润双增高毛利率彰显盈利能力72碳纤维在航空航天领域迎来巨大爆发921碳纤维发展史922碳纤维军用航空发展史1023碳纤维在西方战机领域开始大规模应用1124碳纤维民用航空新增量-C919为例1425碳纤维在导弹领域发展史1626碳纤维卫星航天飞机及载人飞船领域应用1827中国航天和航空碳纤维潜在市场规模评估203碳纤维领军者高客户集中度产能加速释放2331碳纤维生产工艺先进产品行业领先2332客户集中度高粘性强2533募投产能逐步释放业绩确定性强264盈利预测和估值295风险提示29图表目录图表1公司发展历程5图表2公司碳纤维性能与日本东丽及国家标准对应比较情况6图表3公司碳纤维和碳纤维织物产品6图表4公司股权结构图截至2022年9月30日7图表52016-2022Q1-3营业收入情况7图表62016-2022Q1-3归母净利润情况7图表72016-2022H1分产品类别营收情况8图表82016-2022H1分产品类别主营业务收入占比8图表92016-2022Q1-3毛利率净利率8图表102016-2022H1分产品类别毛利率8图表112016-2022Q1-3期间费用率9图表122016-2022Q1-3研发费用情况9图表13碳纤维特性和应用介绍9图表14碳纤维生产工艺10图表15美国日本东丽大丝束和小丝束对比11图表16国产高端碳纤维和日本东丽T700对比并未有明显差距11图表17碳纤维复合材料在军机中用量急速提升11图表18美国军用战斗机中材料比例变化12图表19公司碳纤维生产工艺12图表20美国B-2隐形轰炸机涉及石墨纤维13图表21F22机体涉及的碳纤维为T1000级别13图表22C919民用客机结构构成解析14图表23C919使用的主要材料情况15图表24C919机体各部分结构材料分布简明示意图15图表25C919使用的碳纤维主要部位16图表26世界各国弹道导弹概览17敬请阅读本报告正文后各项声明3Tableyemei中简科技300777深度研究图表27美国和平卫士洲际导弹结构拆分17图表28中国弹道导弹武器库概览18图表29卫星的构造概览18图表30我国火箭发射种类和数量情况19图表31日本国防白皮书对于中国未来战机更新速率的阐述20图表32中国军用飞机碳纤维市场需求预测20图表33中国航天领域碳纤维市场需求预测21图表34中国民用客机碳纤维市场需求预测22图表35中国航天及航空碳纤维市场需求预测23图表36公司碳纤维生产工艺24图表37公司核心技术24图表38ZT7系列牌号与日本东丽T700S级碳纤维生产的复合材料及其他碳纤维产品相关性能指标对比25图表39公司目前研发项目截至2021年12月31日25图表402019-2021年公司前五大客户销售情况26图表412016-2022H1产销情况及销售平均单价27图表42公司募投项目27图表43已收到多家公司产品需求函截至2022年1月5日28图表44可比公司估值29敬请阅读本报告正文后各项声明4Tableyemei中简科技300777深度研究1军用碳纤维龙头业绩进入高增期11军用碳纤维龙头产品定位中高端国内领先的军用碳纤维供应商公司成立于2008年为承担科技部863聚丙烯腈基碳纤维工程化重点项目而成立成立以来始终坚持以技术领先专注应用技术向纵深发展应用向纵横发展为战略目标公司主要从事高性能碳纤维及相关产品研发生产销售和技术服务主要产品为高性能碳纤维及碳纤维织物目前主要应用于航空航天领域公司是具有完全自主知识产权的国产高性能碳纤维及相关产品研发制造商具备高强型ZT7系列高于T700级ZT8系列T800级ZT9系列T1000T1100级和高模型ZM40JM40J级石墨纤维工程产业化能力产品各项技术指标已达到国际同类产品的先进水平目前是国内航空航天领域ZT7系列碳纤维产品的批量稳定供应商公司2008年至2011年完成了T700级碳纤维工程产业化2012年公司ZT7系列高于T700级碳纤维通过航空领域试验验证ZT8系列T800级碳纤维规模化产品率先通过科技部评价填补了国内T700级碳纤维工程化应用的空白2012年至2014年公司ZT7系列高于T700级碳纤维通过航空航天产品定型转入批量稳定供货成功研制高模型ZM40JM40J级石墨纤维2014年4月至今公司ZT7系列高于T700级碳纤维进入稳定供货阶段并进行更高性能碳纤维的研发2019年公司成功登陆创业板图表1公司发展历程资料来源公司公告东方财富证券研究所产品定位中高端应用领域主要有碳纤维和碳纤维织物碳纤维具有目前其他任何材料无可比拟的高比强度强度比密度及高比刚度模量比密度性能还具有耐腐蚀耐疲劳等特性广泛应用于国防工业以及高性能民用领域涉及航空航天海洋工程新能源装备工程机械交通设施等是一种国家亟需应用前景广阔的战略性新材料公司目前主要批量生产的ZT7系列碳纤维拉伸模量均高于日本东丽T700级碳纤维敬请阅读本报告正文后各项声明5Tableyemei中简科技300777深度研究图表2公司碳纤维性能与日本东丽及国家标准对应比较情况牌号拉伸强度MPa拉伸模量Gpa断裂伸长率体密度gcm3ZT7-3K12K49002352651821178002ZT8-6K12K55002901019178002ZT9-6K12K58003301017180002ZM40J-6K12K44003801012178002中简牌号与日本东丽产品比较与国家标准比较整体性能高于T700级拉伸强度与T700属于GQ4522性能范畴但拉伸模量ZT7系列-3K12K相当拉伸模量高于T700接近上限ZT8-6K12K与T800H相当属于QZ5526性能范畴与T1000T1100性能相当拉伸模量高属于QZ5526性能范畴但拉伸强度ZT9-6K12K于T1000T1100和拉伸模量接近上限拉伸强度高于GM3040拉伸模量低ZM40J-6K12K与M40J性能相当于GM3040资料来源招股说明书东方财富证券研究所碳纤维织物是碳纤维四种应用形式碳纤维碳纤维织物碳纤维预浸料和短切纤维中重要的一种又可分为碳纤维机织物碳纤维针织物碳纤维毡和碳纤维异型织造织物目前国内以碳纤维机织物为主中简科技所销售的碳纤维织物亦为碳纤维机织物公司目前主要生产ZT7系列碳纤维对应的碳纤维织物图表3公司碳纤维和碳纤维织物产品资料来源招股说明书东方财富证券研究所公司通过与客户协商定价的方式将碳纤维产品销向国内航空航天领域的部件生产商价格审定后除因国家政策性调价订货量大幅提升等因素影响外产品价格将在一定期限内保持稳定12实控人为国内碳纤维行业领军人物实际控制人为国内碳纤维行业领军人物公司实际控制人是杨永岗和温月芳两人签订了一致行动协议为一致行动人关系两人都来自于山西煤炭化学研究所碳材料研究实验室深耕碳材料多年是国内碳纤维行业领军人物杨永岗直接持有公司271的股份温月芳直接持有公司215的股份二人共同持有常州华泰投资管理有限公司6016的股份可支配其表决权杨永岗为常州市中简企业管理合伙企业有限合伙普通合伙人可支配其表决敬请阅读本报告正文后各项声明6Tableyemei中简科技300777深度研究权图表4公司股权结构图截至2022年9月30日资料来源公司公告东方财富证券研究所杨永刚先生长期从事高性能聚丙烯腈基和粘胶基碳纤维及其复合材料的研究作为项目负责人曾承担或完成国家863项目5项973项目2项及中科院国家发改委和科技部等部委的科研项目十余项温月芳女士长期从事聚丙烯腈PAN基碳纤维的科研和生产工作在推动国产碳纤维高性能化和低成本化进程方面做出了卓有成效的工作13营收利润双增高毛利率彰显盈利能力调价影响结束营收利润回归高增2016-2021年间公司营业收入一直保持正增长2021年与下游客户协商下调产品定价导致该年营收增速放缓归母净利润受影响较2020年有所降低但2022年前三季度公司已恢复高增速实现营业收入519亿元同比增长7280归母净利润320亿元同比增加12084扣非归母净利润296亿元同比增长11847其中第三季度实现营业收入204亿元同比增长10555归母净利润136亿元同比增加16511扣非归母净利润124亿元同比增长14985图表52016-2022Q1-3营业收入情况图表62016-2022Q1-3归母净利润情况68041401205703100603804502603402403020212001101-20000-40营业总收入亿元营业总收入同比归母净利润亿元归母净利润同比资料来源Choice东方财富证券研究所资料来源Choice东方财富证券研究所碳纤维营收占比75以上是公司的核心业绩来源公司主要产品为碳纤敬请阅读本报告正文后各项声明7Tableyemei中简科技300777深度研究维及碳纤维织物2019-2022H1公司碳纤维营业收入分别实现178329320264亿元碳纤维织物营业收入分别实现053060092051亿元2019-2022H1碳纤维收入占比均在75以上是公司的核心支柱业务2018年碳纤维收入占主营业务收入比重曾达到89图表72016-2022H1分产品类别营收情况图表82016-2022H1分产品类别主营业务收入占比35010090300802507020060501504010030200501000002016201720182019202020212022H12016201720182019202020212022H1碳纤维亿元碳纤维织物亿元碳纤维碳纤维织物资料来源Choice东方财富证券研究所资料来源Choice东方财富证券研究所高毛利率彰显盈利能力2019-2022前三季度公司销售毛利率分别为8235838977087427整体高毛利率吻合航空航天用高性能碳纤维行业高技术壁垒的行业特征其中2021年开始出现毛利率下滑主要系主要客户A下调产品价格所致2022年前三季度毛利率有所下滑主要系公司千吨线投产后相关折旧由管理费用转移到生产成本所致分产品来看碳纤维和碳纤维织物的毛利率均呈现先增长后下跌的趋势但仍然维持在较高的水平近三年来碳纤维和碳纤维织物的毛利率相差并不大图表92016-2022Q1-3毛利率净利率图表102016-2022H1分产品类别毛利率销售毛利率销售净利率碳纤维碳纤维织物90908085706080507540703020651060055502016201720182019202020212022H1资料来源Choice东方财富证券研究所资料来源Choice东方财富证券研究所期间费用率呈下降趋势研发投入较高2016年以来公司期间费用率有所波动但整体呈下降趋势其中财务费用率逐年降低管理费用2021年受折旧管理费用减少影响下降显著研发费用率有所波动但整体仍在较高水平近三年研发费用率分别为712788及1080敬请阅读本报告正文后各项声明8Tableyemei中简科技300777深度研究图表112016-2022Q1-3期间费用率图表122016-2022Q1-3研发费用情况4011003080206010040-10200-20销售费用率管理费用率0-40财务费用率研发费用率201620172018201920202021期间费用率研发费用亿元研发费用同比资料来源Choice东方财富证券研究所资料来源Choice东方财富证券研究所2碳纤维在航空航天领域迎来巨大爆发21碳纤维发展史碳纤维是一种主要由90以上碳元素组成的高性能新型纤维材料具有耐高温耐磨擦耐腐蚀导电导热比重小重量轻强度高和柔软可加工等其他材料不可替代的优良性能碳纤维除了应用于风力发电体育休闲交通运输汽车工业能源化工建筑等民用领域外也广泛应用于各个国防工业领域是军用飞机火箭导弹卫星舰船等先进武器装备不可缺少的战略性材料碳纤维的化学性质与碳相似它除能被强氧化剂氧化外对一般碱性是惰性的在空气中温度高于400C时则出现明显的氧化生成CO与CO2碳纤维对一般的有机溶剂酸碱都具有良好的耐腐蚀性不溶不胀耐蚀性出类拔萃完全不存在生锈的问题碳纤维还有耐油抗辐射抗放射吸收有毒气体和减速中子等特性图表13碳纤维特性和应用介绍资料来源中国碳纤维行业市场现状分析东方财富证券研究所敬请阅读本报告正文后各项声明9Tableyemei中简科技300777深度研究PAN基碳纤维在碳纤维中占比90以上聚丙烯腈PAN基碳纤维的生产主要包括原丝生产和原丝碳化两个过程原丝生产过程主要包括聚合脱泡计量喷丝牵引水洗上油烘干收丝等工序碳化过程包括放丝预氧化低温碳化高温碳化表面处理上浆烘干收丝卷绕等工序图表14碳纤维生产工艺资料来源中国碳纤维行业市场现状分析东方财富证券研究所碳纤维的应用其实可以分为两个大的分支即高端军用领域的小丝束碳纤维和低端民用领域的大丝束碳纤维碳纤维的丝束以K表示1K表示一个丝束含1000根碳纤维3K就是3000根一般来讲24K以下为小丝束smalltow24K以上的为大丝束largetow22碳纤维军用航空发展史1950年美国Wright-Patterson空军基地开始研究用人造丝制造碳纤维并得到了力学性能优良的碳纤维1967年美国UninonCarbide公司已经能够供应弹性模量为28-35106公斤平方厘米的石墨纱1969年日本东丽公司研制成功特殊的聚丙烯腈共聚PAN纤维并结合UninonCarbide公司的碳化技术生产出了比强度和比模量都很高的碳纤维此后至今东丽公司一直是首屈一指的高性能碳纤维供应商产量居世界首位其与日本东邦和三菱人造丝三家日本公司生产世界70以上的军用碳纤维代表着当今高性能碳纤维的最高水平而以Akzo和Zoltek为代表的美国公司则把持着中高端碳纤维市场的主要份额沈阳飞机设计研究所与北京航空材料研究院早在十五期间就展开了大丝束碳纤维复合材料在飞机上的应用研究工作尤其是在T700品类上国产高端碳纤维和日本东丽T700对比并未有明显差距通过美国Zoltek的48K大丝束与东丽T300的3K小丝束的对比试验证明了在强度性能上二者差异不大但在模量性能上特别是纵向拉伸和纵向压缩模量上大丝束比小丝束低15左右因此目前大丝束虽然便宜却尚难以用到军机的主承力构件或敬请阅读本报告正文后各项声明10Tableyemei中简科技300777深度研究者次承力构件上但可以在通用航空领域无人机和其他民用领域有广泛使用图表15美国日本东丽大丝束和小丝束对比资料来源ZELTEX东方财富证券研究所图表16国产高端碳纤维和日本东丽T700对比并未有明显差距资料来源国产12KT700级碳纤维在复合芯导线中的替代应用东方财富证券研究所23碳纤维在西方战机领域开始大规模应用碳纤维增强树脂基复合材料是生产武器装备的重要材料在战斗机和直升机上碳纤维复合材料应用于战机主结构次结构件和战机特殊部位的特种功能部件国外将碳纤维环氧和碳纤维双马复合材料应用在战机机身主翼垂尾翼平尾翼及蒙皮等部位起到了明显的减重作用大大提高了抗疲劳耐腐蚀等性能数据显示采用复合材料结构的前机身段可比金属结构减轻质量315减少零件615减少紧固件613复合材料垂直安定面可减轻质量3224国外军用战斗机中碳纤维复合材料用量发展正在不断激增随着战斗机综合性能要求的提升其碳纤维复合材料应用比例也是稳步提升的图表17碳纤维复合材料在军机中用量急速提升军用战机碳纤维用量占比6050403020100资料来源碳纤维及复合材料技术东方财富证券研究所敬请阅读本报告正文后各项声明11Tableyemei中简科技300777深度研究随着国外军用战斗机中碳纤维复合材料CFRP应用比例增加战斗机中的其他材料比例肯定就会下降在1986年首飞的美国F-15E战斗轰炸机中CFRP比例仅为2而铝合金比例高达49到了1992年研制1995年首飞美国FA-18EF超级大黄蜂第三代战斗机上CFRP比例已经提高到19而此时铝合金比例已经降至311997年首飞21世纪初列装的美国F-22猛禽第五代战斗机中铝合金含量已经降至16而CFRP比例也达到24图表18美国军用战斗机中材料比例变化资料来源碳纤维及复合材料技术东方财富证券研究所除了美国军用战斗机以外欧洲战斗机运输机海洋巡逻机无人机等国防机型大量采用的碳纤维复合材料而且碳纤维主要应用于机身系统和推进系统Dassault战斗机中CFRP比例在一直稳定增长从首批Mirage2000战斗机中的7上升至阵风Rafale的26以上欧洲公司制造的其他战斗机例如萨博格里彭SaabGripen和EADS的新开发的轻型战斗机Makouse复合材料碳纤维重量百分比范围在20至25之间图表19公司碳纤维生产工艺资料来源碳纤维及复合材料技术东方财富证券研究所美国B-2隐形战略轰炸机是当今世界上最先进的也是唯一的一种的隐身战略轰炸机对于B-2轰战机而言隐身或最小化雷达横截面是采用CFRP的主要驱动因素由于石墨纤维即高强高模碳纤维含碳量99以上具有更优异信号屏蔽性能等因此B-2隐形轰战机采用碳纤维为高强高模型石墨纤维敬请阅读本报告正文后各项声明12Tableyemei中简科技300777深度研究图表20美国B-2隐形轰炸机涉及石墨纤维资料来源飞行的隐身技术现状和发展趋势东方财富证券研究所由于复合材料的密度低于金属因此复合材料的机身体积分数相当大据估计美国B-2隐形轰战机复合材料用量可能超过60对于B-2轰炸机其独特的隐身性能要求决定了高强高模碳纤维及其复合材料的使用量显着增加B-2轰炸机采用翼身融合无尾翼的飞翼构形机翼前缘交接于机头处机翼后缘呈锯齿形机身机翼大量采用高强高模碳纤维复合材料超轻便结构可使B-2轰炸机作战航程可达12万千米空中加油一次则可达18万千米但其单架造价也高达22-24亿美元图表21F22机体涉及的碳纤维为T1000级别T1000级碳纤维关键技术已经被中国攻克资料来源碳纤维及复合材料技术东方财富证券研究所F-22机身使用的是T-1000级碳纤维合成材料整体机身构成是42钛合金23复合材料15铝合金20其它与之相比中国国产T1000碳纤维理论拉伸强度为6300MPa伸长率为22拉伸模量295GPa目前国产T1000级碳纤维复丝强度断裂伸长率均稍低于进口T1000拉伸模量与进口T1000相当目前我国第5代战机歼-20碳纤维使用比例27相比之下第三代战斗机歼-10和歼-11仅为6和10在技术端中国碳纤维已经逐渐追上了海外先进水平敬请阅读本报告正文后各项声明13Tableyemei中简科技300777深度研究24碳纤维民用航空新增量-C919为例图表22C919民用客机结构构成解析资料来源工程视角第三十九期东方财富证券研究所在民用领域555座的世界最大飞机A380飞机25重量的部件由复合材料制造其中22为碳纤维增强塑料CFRP国产大飞机C919应用上复合材料也成为关键性材料之一其应用达到了12其中绝大部分为碳纤维环氧树脂复合材料应用部位包括水平尾翼垂直尾翼翼梢小翼后机身等多个关键部位现代商用客机每减重一磅可获得的直接经济效益高达800万美元得益于大量先进材料的应用C919飞机整体减重达到了7左右获得了非常可观的经济性C919对标的国外同类机型是737MAX和A320NEO相对而言C919在复合材料钛合金材料的应用比例显著提升优势明显敬请阅读本报告正文后各项声明14Tableyemei中简科技300777深度研究图表23C919使用的主要材料情况资料来源工程视角第三十九期东方财富证券研究所具体到机体各部件的选材上C919的机头大翼缝翼进气道等结构采用了铝合金前机身和中后机身采用了第三代铝锂合金雷达罩短舱舵面尾翼机身后压力隔框机身尾椎小翼翼身整流罩等结构采用了复合材料图表24C919机体各部分结构材料分布简明示意图资料来源工程视角第三十九期东方财富证券研究所先进复合材料具有高比刚度高比强度性能可设计抗疲劳性和耐腐蚀性等优点越来越广泛地应用于各类航空航天飞行器大大地促进了飞行器的轻量化高性能化和结构功能一体化是除铝合金之外最重要的航空和航天材料复合材料用量是判断民用客机先进性的重要指标先进复合材料在C919飞机上的大规模应用在我国民机领域尚属首次其应用的部件包括水平尾翼垂直尾翼翼梢小翼后机身段雷达罩副翼扰流板和翼身整流罩C919复合材料用量占全机结构重量的12而同级别的波音737和空客A320飞机复合材料用量分别为155C919是国内首个使用T800级高强碳纤维复合材料的民机型号T800材料采用增韧环氧树脂基体增强纤维为T800碳纤维拉伸强度和拉伸模量较T300提高50左右同时具备更强的韧性和更好的抗冲击性也是目前国际上民机主承力结构应用最为广泛的复合材料C919上受力较大的部件如后机身和水敬请阅读本报告正文后各项声明15Tableyemei中简科技300777深度研究平尾翼垂直尾翼等部位都使用了T800级碳纤维复合材料相比碳纤维复合材料玻璃纤维复合材料的力学性能稍低但由于碳纤维介电常数较高会影响雷达工作因此C919大型客机的雷达罩使用了玻璃纤维复合材料另外一些受力较小的部件如翼身整流罩也使用了玻璃纤维复合材料C919的舱门和客货舱地板使用了芳纶蜂窝材料芳纶蜂窝材料具有高韧性良好的抗疲劳耐腐蚀和防火性能是一种比较理想的民机复合材料2022年12月9日中国东方航空600115作为C919的全球首发用户正式接收编号为B-919A的全球首架飞机C919国产大型飞机已经获得32家用户的超1000架订单中国航空工业集团有限公司的20222041年民用飞机中国市场预测年报发布了对未来20年民用飞机中国市场的最新预测预计20222041年间中国需要补充各型民用客机7035架其中宽体干线飞机1396架窄体干线飞机5130架支线客机509架按照波音2022年9月发布的预测数据目前我国民航机队规模约3900架到2041年将增长到9600架以上20年间的增长规模达到一倍以上总价值15万亿美元未来碳纤维在国产民用客机应用空间将更加广阔图表25C919使用的碳纤维主要部位资料来源工程视角第三十九期东方财富证券研究所25碳纤维在导弹领域发展史碳纤维复合材料的发展推动了航天整体技术的发展碳纤维复合材料主要应用于导弹弹头弹体箭体和发动机壳体的结构部件和卫星主体结构承力件上碳碳和碳酚醛是弹头端头和发动机喷管喉衬及耐烧蚀部件等重要防热材料航天飞行器的重量每减少1公斤可使运载火箭减轻500公斤因此碳纤维复合材料成为目前航天飞行器结构应用范围最广技术成熟度最高的材料对于运载火箭和导弹而言碳纤维复合材料可以实现结构轻量化而且也是功能化的关键原材料敬请阅读本报告正文后各项声明16Tableyemei中简科技300777深度研究图表26世界各国弹道导弹概览资料来源招股说明书东方财富证券研究所碳纤维复合材料主要在导弹弹头弹体发动机壳体以及卫星的主承力件上应用如美国三叉戟-2导弹战斧式巡航导弹大力神-4火箭法国的阿里安-2火箭改型日本的M-5火箭等发动机壳体其中使用量最大的是美国赫克里斯公司生产的抗拉强度为53GPa的IM-7碳纤维性能最高的是东丽T-800纤维抗拉强度565Gpa杨氏模量300GPa并且碳碳和碳酚醛复合材料还是弹头端头和发动机喷管喉衬及耐烧蚀部件的重要防热材料俄罗斯多功能洲际弹道导弹SS-27型白杨-M射程在10000公里以上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图表27美国和平卫士洲际导弹结构拆分资料来源CIS东方财富证券研究所除了导弹本身碳纤维复合材料在发射筒上也有应用如美国MX和平卫士洲际戓略导弹的发射筒长224米直径25米当采用传统高强钢为材料时重量超过100吨使用碳纤维增强树脂基复合材料后仅2吨其中碳纤维复合材料中使用了美国赫氏的AS-4型碳纤维HBRF-55环氧树脂敬请阅读本报告正文后各项声明17Tableyemei中简科技300777深度研究我国各类战略和战术导弹上也大量采用碳纤维复合材料作为发动机喷管整流罩防热材料碳纤维与芳纶相比刚度和强度可以提高80和30壳体重量再一次下降30另外碳纤维壳体热膨胀系数小发动机工作期间尺寸稳定可以提高发动机工作可靠性碳纤维还具备一定雷达吸波能力可以提高导弹隐身性能有助于增强导弹突防能力图表28中国弹道导弹武器库概览资料来源CSIS东方财富证券研究所斯德哥尔摩国际和平研究所指出2021年全球核弹头的数量对比2020年略有减少全球核弹头的数量下降到12705枚对比2020年减少了375枚主要来自于俄罗斯美国所执行的拆除退役核弹头但印度的核弹头数量却增加了4枚从未来长期来看加强导弹实力将是构建我国国防重要一环26碳纤维卫星航天飞机及载人飞船领域应用图表29卫星的构造概览资料来源鑫材泰克东方财富证券研究所高模量碳纤维质轻刚性尺寸稳定性和导热性好因此很早就应用于人造卫星结构体太阳能电池板和天线中碳纤维蜂窝夹层结构由于具有高强度高刚度的优异性能已在国内外卫星结构上得到了成熟的应用目前卫星上的太阳能电池阵列结构抛物面天线和SAR天线中心承力筒各种载荷舱和仪器安装板等主要结构件均采用碳纤维蜂窝夹层结构从而有效地减轻了结构敬请阅读本报告正文后各项声明18Tableyemei中简科技300777深度研究的质量提高了结构的刚度大幅度地降低卫星发射成本1986年开始研制的东方红3号通信广播卫星1989年开始研制的地球资源卫星1号以及在研的其它应用技术卫星用复合材料制成的结构件占卫星结构的8085应用结果表明卫星结构质量不断减小占卫星总质量的百分数由原来大于15下降到67获得了可观的结构效益和经济效益图表30我国火箭发射种类和数量情况2016至今中国卫星发射总体情况702006015050401003050200100-502016201720182019202020212022E当年卫星发射数YoY资料来源新华网东方财富证券研究所2021年世界航天呈现蓬勃发展态势全年航天发射活动创历史新高各领域不断取得突破进入空间利用空间探索空间能力持续提升2021年全球共实施146次发射任务为1957年以来最高发射次数发射航天器总数量1846个创历史新高总质量77770吨为航天飞机退役以来的最大值2021年我国航天发射活动继续取得重大突破全年共执行55次发射任务发射次数居世界首位发射航天器总质量再创新高达到19119吨同比增长855作为我国航天科技工业的主导力量2021年航天科技集团长征系列运载火箭完成48次发射任务全部取得成功发射次数居世界宇航企业第一发射航天器总数量103个总质量18965吨在2022年至今的所有56次发射中执行发射任务最多的火箭是长征二号丁目前已执行了13次发射占发射总数比重约为23同时执行发射任务最多的固体火箭是快舟一号甲已执行4次发射任务承担发射任务最多的发射场是酒泉发射场已执行23次发射任务超越去年的22次同样创下年度发射数量新高占发射总数比重约为41敬请阅读本报告正文后各项声明19Tableyemei中简科技300777深度研究27中国航天和航空碳纤维潜在市场规模评估图表31日本国防白皮书对于中国未来战机更新速率的阐述资料来源日本国防白皮书东方财富证券研究所根据日本国防白皮书对于中国飞机数量统计目前四代加五代战机总数预计1270架其中苏系SU27SU30Su35占比30其余J10J15J16等四代机占比65J20第五代战机正在快速列装在过去的6年中中国空军接装的先进战斗机数量就已经超过了700架平均每年接装一百架以上战斗机图表32中国军用飞机碳纤维市场需求预测35008300070625005200041500310002500100020212022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030EZT7及以上军用航空碳纤维需求以300万每吨计算亿同比增速敬请阅读本报告正文后各项声明20