公司是国内高铁动车组用粉末冶金闸片龙头，依靠自主研发始终保持行业领先地位，此外公司开拓了碳碳、碳陶等碳基复合材料业务，并切入军工领域，实现跨越式业务协同，通过技术创新+多方式降本打开第二增长曲线。本篇报告聚焦光伏领域碳碳热场行业，阐述了市场增长空间、行业竞争格局以及公司有望在热场领域保持高盈利的原因。
　　碳碳热场需求旺盛，成本控制是第一要义。热场属于光伏设备行业，下游为硅片行业。随着我国及全球光伏新增装机量攀升，硅片厂商加速扩产，预计2022年我国新增装机容量将超85GW，硅片产能预计达到681.4GW，为热场部件需求增长提供较大空间。此外，碳碳热场属于技术密集型行业，客户认证壁垒较高，在碳碳热场头部厂商不断扩产的格局下，需要保持成本与价格同步下行来获取市占率，并保持较好利润水平，天宜上佳拥有五大成本控制优势。
　　海外对标：西格里主营等静压石墨，增长空间受限。作为全球领先的碳素石墨材料以及相关产品的制造商，西格里在热场部件领域主营等静压石墨热场产品，该业务收入占营业收入比例超过50%。但随着高性能热场材料向大尺寸、高纯度发展，等静压石墨热场已经不能适应热场系统向安全、高效、大型化发展的趋势，将逐步被先进碳基复合材料替代。
　　传统业务保持优势，碳陶材料性能稳定，树脂级碳纤维复合材料配方升级，切入军工领域显现协同效应。公司在轨道交通行业主要产品是高铁动车组用粉末冶金闸片及机车、城轨车辆闸片、闸瓦系列产品，公司是持有CRCC核发的动车组闸片认证证书覆盖车型最多的国产厂商，先发优势明显。碳陶刹车材料是轻量化、高制动效能的重要方向，目前国内有少数厂商具有规模化制备工艺，天宜上佳已经启动相关产业化项目建设。公司正在积极开拓树脂基碳纤维复合材料业务，并收购瑞和科技，切入军工领域布局航空大型结构件精密制造业务，协同效应逐步显现。
　　投资建议：考虑公司碳碳热场产能释放，我们预计公司2022-2024年归母净利润为2.48亿、4.59亿、6.20亿。对应PE为51倍、27倍、20倍，维持“增持”评级。
　　风险提示：产能释放不及预期，客户验证不及预期。

研究报告全文：TableInfo1TableDate天宜上佳688033机械设备发布时间2023-01-15TableTitleTableInvest证券研究报告公司深度报告增持技术创新多元降本第二曲线渐行渐近上次评级增持报告摘要股票数据TableMarket20230113公司是国内高铁动车组用粉末冶金闸片龙头依靠自主研发始终保持行TableSummary6个月目标价元业领先地位此外公司开拓了碳碳碳陶等碳基复合材料业务并切入收盘价元223712个月股价区间元13403200军工领域实现跨越式业务协同通过技术创新多方式降本打开第二增总市值百万元1255781长曲线本篇报告聚焦光伏领域碳碳热场行业阐述了市场增长空间总股本百万股561股百万股行业竞争格局以及公司有望在热场领域保持高盈利的原因A561B股H股百万股00碳碳热场需求旺盛成本控制是第一要义热场属于光伏设备行业下日均成交量百万股3游为硅片行业随着我国及全球光伏新增装机量攀升硅片厂商加速扩产预计2022年我国新增装机容量将超85GW硅片产能预计达到TablePicQuote历史收益率曲线6814GW为热场部件需求增长提供较大空间此外碳碳热场属于技天宜上佳沪深300术密集型行业客户认证壁垒较高在碳碳热场头部厂商不断扩产的格局下需要保持成本与价格同步下行来获取市占率并保持较好利润水40平天宜上佳拥有五大成本控制优势20海外对标西格里主营等静压石墨增长空间受限作为全球领先的碳0素石墨材料以及相关产品的制造商西格里在热场部件领域主营等静压-20石墨热场产品该业务收入占营业收入比例超过50但随着高性能热-40场材料向大尺寸高纯度发展等静压石墨热场已经不能适应热场系统-6020221202242022720221020231向安全高效大型化发展的趋势将逐步被先进碳基复合材料替代传统业务保持优势碳陶材料性能稳定树脂级碳纤维复合材料配方升级切入军工领域显现协同效应公司在轨道交通行业主要产品是高铁TableTrend涨跌幅1M3M12M绝对收益-10-8动车组用粉末冶金闸片及机车城轨车辆闸片闸瓦系列产品公司是相对收益-3-77持有CRCC核发的动车组闸片认证证书覆盖车型最多的国产厂商先发优势明显碳陶刹车材料是轻量化高制动效能的重要方向目前国相关报告TableReport内有少数厂商具有规模化制备工艺天宜上佳已经启动相关产业化项目天宜上佳688033收购晶熠阳90股权切建设公司正在积极开拓树脂基碳纤维复合材料业务并收购瑞和科技入石英坩埚强化协同效应切入军工领域布局航空大型结构件精密制造业务协同效应逐步显现--20221107投资建议考虑公司碳碳热场产能释放我们预计公司2022-2024年天宜上佳688033传统主业地位稳固碳归母净利润为248亿459亿620亿对应PE为51倍27倍碳热场打开第二成长曲线20倍维持增持评级--20220425风险提示产能释放不及预期客户验证不及预期TableAuthorTableFinance财务摘要百万元2020A2021A2022E2023E2024E证券分析师刘军营业收入41567193816962271执业证书编号S0550516090002--28656168397980733390021-20361113liujunnesccn归属母公司净利润114175248459620研究助理许光坦--57775305420184723498执业证书编号S0550121050011每股收益元025039044082110021-20361113xugtnesccn市盈率57328474505427362027市净率266573449386324证券分析师安邦净资产收益率00000088914111599执业证书编号S0550522080002021-20363237anbangnesccn股息收益率018018000000000总股本百万股449449561561561请务必阅读正文后的声明及说明天宜上佳公司深度TablePageTop目录1国内领先的高铁动车组闸片供应商411新材料业务为主线从粉末冶金到碳基复材实现跨越式发展412收购瑞和科技贡献业绩增量新冠后恢复增长513核心技术团队行业资深股权激励加强人才团队建设62碳碳热场需求旺盛成本控制是第一要义721热场系统是拉晶环节关键耗材不同部件对材料性能要求存在差异7211碳碳热场安全经济逐渐取代传统石墨热场8212液相浸渍与气相沉积完成致密化细节工艺满足热场部件差异化要求1022市场空间2022全球光伏新增装机预计超200GW硅片产能加速扩张1423热场供给竞争格局行业内厂商扩产技术密集且客户壁垒较高降本为盈利根本1824海外对标西格里主营等静压石墨增长空间受限223碳陶材料摩擦系数稳定在刹车制动领域性能更优2431刹车盘材料结构功能一体化纤维预制体结构是关键要素2532碳陶制动刹车盘配适高端车型海外厂商布局领先274传统业务绝对龙头保持稳定盈利能力与新业务协同成长2941粉末冶金闸片推动国产替代CRCC认证优势明显2942拓树脂基碳纤维业务切入军工领域展现协同效应3043一四四一战略目标明确跨越式发展全面升级31431新材料多方位布局进入光伏热场政策利好31432复合材料应用领域不断拓宽实现跨越式发展315盈利预测与投资评级326风险提示33图表目录图1天宜上佳发展历程4图22022H1公司营收构成5图32022H1公司毛利构成5图4公司2016-2022Q1-Q3营业收入亿元及同比增速5图5公司2016-2022Q1-Q3归母净利润亿元及同比增速5图6公司2016-2022Q1-Q3毛利率及净利率6图7公司2016-2022Q1-Q3期间费用率情况6图8天宜上佳股权结构6图9单晶拉制炉与多晶硅铸锭炉热场系统示意图8图10热场系统在产业链中的应用环节8请务必阅读正文后的声明及说明236天宜上佳公司深度TablePageTop图11碳碳碳陶复合材料形成工艺流程12图12全国太阳能光伏发电装机新增容量GW15图13全国太阳能光伏发电装机累计容量GW15图14全国硅片产量情况GW16图15全国下游硅片产能统计GW18图162022年碳碳热场市场空间吨根据主要厂商扩建情况测算19图17碳碳热场企业毛利率对比21图182021年天宜上佳金博股份热场系列产品的成本构造22图19西格里业务概览23图20近五年西格里营收及毛利率23图212021西格里主营构成24图22等静压石墨坩埚生产流程24图23短纤维模压CSiC刹车材料的工艺流程26图24三维针刺CSiC刹车材料工艺流程27图25三维针刺C纤维预制体的制造方法和结构27图26天宜上佳主要粉末冶金闸片以及合成闸片闸瓦产品29图27公司轨道交通装备业务营收和毛利率水平30表1天宜上佳部分管理人员情况7表2碳基复材与等静压石墨渗透率9表3常用的致密化方法9表4碳碳复合材料与石墨材料物理特性对比10表5碳碳热场与石墨热场性能对比10表6具体热场部件碳碳复合材料板材坩埚制备方式13表7具体热场部件导流筒保温筒制备方式14表82021年以来规划建设中的硅片项目信息17表9国内硅片厂商已有产能及产能预测不完全统计GW18表10主要公司产能及扩建情况19表11天宜上佳在研项目情况20表12碳碳热场产品性能对比22表13不同刹车材料性能对比25表14目前可选装碳陶刹车盘制动系统的部分车型27表15国内外生产碳陶制动盘主要厂商情况28表16公司动车组闸片业务可比公司情况亿元30请务必阅读正文后的声明及说明336天宜上佳公司深度TablePageTop1国内领先的高铁动车组闸片供应商11新材料业务为主线从粉末冶金到碳基复材实现跨越式发展天宜上佳成立于2009年11月2010年成为国家高新技术企业2012年公司通过了IRIS认证审核2013年成为中关村高新技术企业并获颁动车组9个车型5种型号闸片CRCC铁路产品认证证书实现历史性飞跃打破进口产品垄断促进国产化替代2015年公司自主化时速300-350km高速列车动车组制动闸片研制及产业化项目通过科技成果鉴定2017年取得中国标准动车组闸片铁路产品认证证书2019年7月22日天宜上佳登录A股科创板成为首批25家科创板上市企业之一图1天宜上佳发展历程数据来源东北证券公司主营业务有粉末冶金闸片合成闸片闸瓦碳基复合材料树脂基碳纤维复合材料制品以及航空大型结构件精密制造四大板块1粉末冶金闸片应用于速度在160kmh200-250kmh以及300-350kmh的各类高铁动车组制动系统合成闸片闸瓦产品品主要应用于速度在200kmh以下的铁路机车城市轨道含地铁目前产品覆盖国内时速160-350公里动车组33个车型及交流传动机车车型2碳碳复合材料业务板块公司依据碳碳复合材料应用仿真分析优化设计等前沿技术在预制体编织气相沉积反应熔体渗透等方面取得重大突破并得以产业化应用公司配备大规格沉积设备目前2000吨级碳碳复合材料制品产线和预制体一期产线在江油产业园落地达到投产状态3树脂基碳纤维复合材料制品业务目前正处于开拓阶段在技术上开展多轮配方升级和工艺优化通过了各项测试及产品验证在产品上大部分产品已交付样品航天领域某复材结构件完成了产品研制并交付了批量样品配合客户完成了系列验证试验4航空大型结构件精密制造方面公司2021年完成了对瑞和科技的收购及增资正式切入军用航空领域瑞合科技与天宜上佳的业务协同效应初步显现现已完成多项新型号产品样品的设计开发工作并与部分客户完成订单合同的签署及产品交付请务必阅读正文后的声明及说明436天宜上佳公司深度TablePageTop图22022H1公司营收构成图32022H1公司毛利构成数据来源Wind东北证券数据来源Wind东北证券12收购瑞和科技贡献业绩增量新冠后恢复增长公司收购瑞和科技新增航空大型结构件精密制造带来丰厚营业收入公司于2021年完成了对瑞和科技的收购和增资截至目前持股6454实现控股公司正式切入军用航空领域2021年航空大型结构件精密制造贡献销售收入735345万元占营业收入总额的比例为1095毛利率为4950图4公司2016-2022Q1-Q3营业收入亿元及同图5公司2016-2022Q1-Q3归母净利润亿元及比增速同比增速数据来源Wind东北证券数据来源Wind东北证券疫情影响减弱净利率逐步回升2020年业绩有所下滑系新冠疫情影响境内人员流动大幅减少全国铁路客运服务受到较大冲击公司2020年营业收入较去年同期减少2865客户对产品的需求量减少导致营业收入下滑随着全国疫情的有效治理以及全面复工复产2021年营业收入同比增长6168归母净利润同比增长5305我们认为公司主营业务将持续稳健增长研发费用先升后降研发能力持续积累2020年研发投入达695725万元较2019年增长了6836系公司为进一步增强核心竞争力一方面继续完善和发展粉末冶金闸片有机合成闸片闸瓦等主营业务既有领域的产品另一方面不断拓展大交通请务必阅读正文后的声明及说明536天宜上佳公司深度TablePageTop新能源领域新业务2021年研发资金投入达693751万元占营业收入比重1034公司技术开发实力进一步积累图6公司2016-2022Q1-Q3毛利率及净利率图7公司2016-2022Q1-Q3期间费用率情况数据来源Wind东北证券数据来源Wind东北证券13核心技术团队行业资深股权激励加强人才团队建设天宜上佳董事长吴佩芳女士一直是公司的控股股东实际控制人直接及间接持有公司股份合计2786截至2021年报吴佩芳同时也是核心技术人员核心技术团队成员还包括释加才让曹静武胡晨程景琳以及龙波公司技术团队在摩擦材料及轨道交通行业拥有丰富经验和先进技术保持公司的竞争优势图8天宜上佳股权结构数据来源公司公告东北证券专业技术研发团队专利覆盖关键技术领域公司拥有专业技术研发团队团队成员拥有丰富的行业经验通过自主研发已经具备完整自主知识产权体系截至2021年12月31日公司拥有已授权专利231项含9项PCT专利其中包括56项发明专利含8项PCT专利166项实用新型专利含1项PCT专利及9项外观设计专利并拥有软件著作权22项上述专利覆盖了公司关键技术领域各类产品体现了公司技术研发整体优势请务必阅读正文后的声明及说明636天宜上佳公司深度TablePageTop表1天宜上佳部分管理人员情况姓名职务经历2021年至今任本公司董事长同时兼任北京科技大学兼职教授北京交通大学深圳研究院兼职教授轨道交通运维技术与装备四川省重点实验室客座研究员兼任中国轨道交通安全吴佩芳董事长网理事会副理事长北京新能源汽车产业协会副会长粉末冶金产业技术创新战略联盟理事会副理事长中国材料与试验团体标准委员会粉末冶金领域委员会副主任委员2009年至2013年任本公司销售部部长2013年至2016年吴鹏总经理任本公司副总经理2016年至2021年任本公司董事副总经理2021年至今任本公司董事总经理2008年至2009年任北京上佳合金有限公司员工2009年至释加才让副总经理2021年历任本公司技术部部长技术总监副总经理2021年至今任本公司董事副总经理数据来源公司公告东北证券建立长效激励机制加强人才团队建设公司于2021年通过了关于向激励对象授予预留部分限制性股票的议案向48名核心团队人员激励对象授予100万股限制性股票截至2021年底累计向111名核心团队人员授予500万股限制性股票此外公司目前采用三级运营图管理模式持续完善绩效考核体系注重为员工提供清晰的职业发展路径与晋升渠道完善培训体系打造学习型组织为公司战略落地提供保障2碳碳热场需求旺盛成本控制是第一要义21热场系统是拉晶环节关键耗材不同部件对材料性能要求存在差异热场系统是制备单晶硅和多晶硅的关键耗材在单晶拉制炉和多晶铸锭炉中起到支撑引导气流隔热保温提供热源均化温度等作用单晶炉内热场部件有坩埚导流筒保温筒加热器板材和电极多晶铸锭炉热场部件包括顶板发热体改版护板紧固件以及保温条其中坩埚是承载石英坩埚能够最大限度提高装料量导流筒能提高单晶硅生长速率保温筒构建热场空间大幅度提高使用寿命和节能由于硅片拉晶过程中融化硅料要求周围温度达到1600以上热场部件材料的寿命有限需要定期更换耗材划片机对操作精度要求较高请务必阅读正文后的声明及说明736天宜上佳公司深度TablePageTop图9单晶拉制炉与多晶硅铸锭炉热场系统示意图数据来源金博股份招股说明书东北证券热场系统属于光伏设备行业应用领域为拉晶和铸锭碳碳复合材料产品主要应用于单晶拉制炉多晶铸锭炉热场系统即光伏体晶硅制造环节碳碳热场环节具有技术壁垒高客户认证周期长的特点由于碳碳复合材料需要将碳纤维预制体与甲烷高温分解出的碳进行积附并在2200以上的高温下经过多个沉积周期具有较高的技术难度技术研发需要大量的资金以及人员长期投入属于技术密集型行业热场下游客户对供应商有严格的考核流程首先需要通过技术评审产品报价样品检测小批量试用中批量一致性验证后才可以进入量产使用阶段而后合作双方进行询价竞价谈判以确定价格并签订长期订货合同客户认证需要的时间较长图10热场系统在产业链中的应用环节数据来源金博股份招股说明东北证券211碳碳热场安全经济逐渐取代传统石墨热场碳碳热场渗透率逐步上升已在多部件方面占据主导根据原材料不同热场可以分为等静压石墨热场和碳碳热场两种原材料分别为石墨和碳纤维碳基复合材料2010年以前高纯等静压石墨是热场系统部件的主要材料2016年开始碳基复材开始在坩埚领域替代等静压石墨成为主流配置导流筒保温筒以及加热器等其他请务必阅读正文后的声明及说明836天宜上佳公司深度TablePageTop部件仍以石墨材料为主导随着碳基复材低成本生产技术的进步2020年碳基复材已经在坩埚导流筒以及保温筒等部件上逐渐替代等静压石墨渗透率从2010年的不足10提升至55以上表2碳基复材与等静压石墨渗透率2010年2016年2020年项目碳基复合材料等静压石墨碳基复合材料等静压石墨碳基复合材料等静压石墨坩埚10905050955导流筒109030706040保温筒109030705545加热器199397595其他59520804060数据来源湖南金博碳素股份有限公司向不特定对象发行可转换公司债券2021年跟踪评级报告公开新闻整理东北证券碳基复材推广应用的基础之一低成本制备技术的突破制备成本一直是影响碳基复材广泛应用的关键因素目前国内外采用的制备方法均存在成本过高的问题最常用的致密化方法是液相浸渍法化学气相沉积法CVD目前部分先进的快速化学气相沉积技术解决了大尺寸异形碳基复合材料产品的快速增密技术难题使得批量制备大尺寸先进碳基复合材料产品的沉积周期在传统沉积周期12以内极大地减少了电力消耗降低了生产制备成本表3常用的致密化方法增密工艺碳源优点缺点碳基体硬度高耐腐工艺过程繁琐易产生液相浸渍法沥青树脂蚀成本低周期短裂纹混合了气液固三适用于制备大型样件种杂质纯度欠佳纯度高强度高纤维成本高周期长沉积损伤小操作过程易于化学气相沉积法物是柱状结构不易弯烷烯烃类气体控制灵活性强材料CVD曲反应气体具有一定的化学成分可随气相的的毒性和腐蚀性组成不同而改变数据来源公开资料整理东北证券碳基复材推广应用的基础之二超越等静压石墨的性能优势在直拉单晶硅生产的过程中碳碳复合材料相对于传统石墨材料的主要性能优势有1碳碳复合材料的强度远大于石墨材料其尺寸稳定性耐冲击性抗震性和综合机械性能都要好于石墨材料因此碳碳复合材料能够做的更薄并且能够加工成异型工件2碳碳复合材料性价比更高随着单晶尺寸增加热场尺寸也从早期的16-20英寸发展到目前的30-36英寸在热场的加工工艺方面等静压石墨首先需要制备实心棒料或块料再按图纸尺寸加工成配件在加工过程中材料浪费严重而碳碳复合材料可以根据产品需要编织出任意尺寸和形状的预制件再通过增密工艺制造出所需产品因此产品尺寸越大性价比越高即等静压石墨材料尺寸加大所付出的成本代价很大而碳碳复合材料尺寸加大对成本的负荷不重3在同等使用条件下碳碳复合材料的使用寿命比石墨材料延长1倍综合性价比更高请务必阅读正文后的声明及说明936天宜上佳公司深度TablePageTop表4碳碳复合材料与石墨材料物理特性对比物理特性碳碳复合材料石墨材料密度gcm-3164-169172-190孔隙度2-159-12热导率WmK-110070-130断裂韧度MPa131耐压强度Pa11-3342-22抗弯强度Mpa16-4213-7数据来源公开资料整理东北证券碳碳复材在成本增加产品品质能耗安全性以及可设计性上都具有明显的优势随着光伏行业降本提效节奏加快单晶拉制炉的容量快速扩大已从2011年左右的16-20英寸热场发展到目前的30-36英寸热场等静压石墨在安全性上已经不能适应大热场的使用要求且相对于碳基复材的经济性能下降碳碳热场将在已有产能的改造和新增产能两方面都存在持续增加渗透率的趋势将进一步替代传统等静压石墨热场表5碳碳热场与石墨热场性能对比碳碳热场石墨热场说明热场尺寸越大碳碳复材成本仅线性上升石成本增加少多墨材料损耗按照直径的平方增加相同大小的坩埚碳碳复材可以做的更薄单单晶硅品质高低晶硅直径更大碳碳复材导热性更低更好地满足硅制造热场能耗低高系统营造温度梯度节能降耗等要求碳碳复材抗折性更强高温反复加热不易产生安全性高低裂纹破损坩埚产品能够承载更多硅料量碳碳复材可设计性强可以实现近净成形在设计成型性易难大直径单晶炉热场系统领域具有明显的优势大型石墨材料成型困难数据来源公开资料整理东北证券212液相浸渍与气相沉积完成致密化细节工艺满足热场部件差异化要求碳纤维编织成预制体致密化得到碳碳材料碳碳符合材料制备主要分为两个步骤1预制体的编织2材料的致密化预制体的特性主要由纤维的类型以及编制技术决定编织后的预制体可分为单项碳纤维束2D碳布3D或者多向交织编织物等其中3D编制预制体中层与层之间强度无明显差别性能较优越但该预制体对致密化工艺的要求较高预制体的致密化过程是决定碳碳符合材料性能和应用最关键的因素致密化过程是在预制体的孔隙中填充碳基体使材料孔隙率减少密度增加目前预制体的致密化方式有两大类液相浸渍碳化法和化学气相沉积法其中液相浸渍碳化法根据基体碳种类又可以分为两类一种是以树脂作为基体碳的树脂浸渍碳化法另一种是以沥青作为基体碳的沥青浸渍碳化法请务必阅读正文后的声明及说明1036天宜上佳公司深度TablePageTop液相碳源来自沥青树脂气相碳源来自甲烷乙炔等有机气体液相浸渍碳化法是将预制体浸渍在液相碳源中沥青树脂进行浸渍-碳化-石墨化的循环最终获得致密基体液相浸渍碳化法的缺点是在浸渍与碳化的过程中反复的工艺循环会对碳纤维有所损伤并且碳化和石墨化的过程会造成碳基体的体积收缩严重影响符合材料致密化程度限制了碳碳符合材料性能的发挥化学气相沉积法CVD是将预制体放置于沉积炉内随后通入甲烷乙炔等小分子碳氢化合物气态碳源气态碳源以扩散对流等方式进入预制体中在一定温度下发生分节与聚合反应从而在碳纤维表面沉积热解碳随着沉积时间延长碳纤维上的热解碳厚度持续增加使得纤维间的空隙越来越小最终热解碳相互重叠形成连续的碳基体最初的CVD工艺为等温CVD其制备周期长达几百甚至上千小时并且易出现表面结壳的现象使得制备成本高生产率低碳陶材料可通过碳基复合胚体以液相硅浸渍制备目前碳陶复合材料CC-SiC的制备方法主要有熔融硅液相浸渍法化学气相渗透法聚合物先驱体热解法等其中熔融硅液相浸渍法是将硅经过高温熔融后渗入多孔的碳碳复合胚体中然后与多孔体中的反应性碳基体发生原位反应生成陶瓷基体SiC熔融硅液相浸渍法制备碳陶的工艺是碳碳材料制备的延展在制得碳碳复合胚体后放入熔融硅中加压浸渍进一步酸洗精加工得到碳陶复合材料化学气相渗透法的基本工艺过程是将预制体置于气相渗透炉中气态先驱体通过扩散或由压力产生的定向流动输送至预制体周围后向其内部扩散在纤维表面发生化学反应并原位沉积先驱体热解法是在一定温度下以预制体为骨架采用真空加压等方式使有机先驱体转化为无机陶瓷最终经过多轮重复实现致密化请务必阅读正文后的声明及说明1136天宜上佳公司深度TablePageTop图11碳碳碳陶复合材料形成工艺流程数据来源公开资料整理东北证券多次纯气相沉积效率较高气液混合致密方法仍在使用中目前国内头部厂商在碳碳材料的致密工艺路线选择有两种一种是单一多次的化学气象沉积一种是混合使用气相沉积与液相浸渍方法金博股份领先研发出快速化学气相沉积方法将缩短沉积周期缩短至12减少碳碳材料制备环节降低成本天宜上佳和西安超码选择了先气相沉积形成碳碳复合胚体后进行液相浸渍致密的工艺路线该工艺路线相比于纯化学气象沉积多出了浸渍-碳化-石墨化的工艺快速化学气象沉积更具成本潜力是未来研发重要方向快速化学气相沉积方法在解决了致密周期长的问题后相较于气液混合工艺路线有如下优势1成本控制优势从碳纤维预制体到碳碳复合材料的工艺流程少了浸渍-碳化-石墨化环节对应地减少了三个环节所需设备投入及折旧费用在制造费用上形成了成本优势2热场纯度优势纯化学气象沉积制备碳碳复合材料过程中并不涉及液相碳源因此杂质提纯更干净相比混合了气体液体纤维三种杂质的液相浸渍热场纯度更高年报披露天宜上佳正在研发快速化学气相沉积方法目前处于生产工艺及配套工装研发阶段研发目标是将沉积时间缩短20-40公司制造费用有望进一步缩减不同热场部件具有差异化性能要求碳碳复合材料制备方式存在细节不同碳碳复请务必阅读正文后的声明及说明1236天宜上佳公司深度TablePageTop合材料板材负责导流筒定位与承载需要较好的耐热性以及平整度坩埚用于装料需要耐腐蚀性好抗折强度较高导流筒负责引导气流形成温度梯度保温筒构建热场空间保温隔热因此关注导热性能具体部件对碳碳材料的性能要求不同因此在制备工艺上存在细节差异表6具体热场部件碳碳复合材料板材坩埚制备方式热场部件碳碳复合材料板材性能要求耐热性好平整度好用碳纤维编制不同样式的碳布平纹布斜纹布无维布将编制好的碳布用酚醛树脂浸渍后晾干用石墨粉短纤维碳粉碳碳复合材料加工后车削掉的过滤粉和树脂均匀混合制成类似于碳胶泥的填充物将编制好浸渍晾干后的平纹布斜纹布无维布按顺序周期性交替铺平至所需尺寸每层布中间刷上配好的胶泥放入真空袋中将多余的碳胶泥抽出以便重复利用将抽完真空的板材制备方法放入热压机上进行加热加压固化再将固化好的碳碳复合材料板进行碳化处理处理后密度可到达14-15gcm之后根据所需密度可继续浸渍碳化增密若密度满足使用要求可做高温处理后做一次短时间沉积表面强化处理就可得到周期短工艺简单效率高且性能好的碳碳复合材料板材克服碳碳复合材料板材制备过程中周期长效率低成本高等问题中提出的一种周期短工艺简单效率高成本低的碳碳复合材料板材的制备方法采用液相浸渍法化学气相沉积法不适用于碳碳复合材料板材的制备主要原因是化学气相沉积一般都将胚体置于圆筒或圆柱形的气相炉内气相渗透在增密备注的过程中平板会发生弯曲翘起的现象导致制备的平板难以达到要求还有因为沉积工艺每个周期一般都会在200-500小时碳源气体的利用率也非常低所以此工艺不适合制备碳碳复合材料板热场部件坩埚性能要求耐腐蚀性强抗折强度高先选用两种碳纤维进行交织制备成预制件再将预制件通过CVI致密完成材料渗透成型制备成成型件然后将成型件放置入加热炉抽真空加热成型件表面压力为-008mpa后通入氩气至常压开炉取出成型件再将成型件通过机械加工制备成坩埚形状的整体件再将整体件通过抛光机将外表面进行抛光制制备方法备成抛光件最后将抛光件放置入气相沉淀炉中抽真空加热达到温度后通入丙烷和氩气进行沉积沉积结束后继续抽真空静置开炉取出碳碳坩埚解决了现有碳碳坩埚的制备中大尺寸石墨制品的成型存在难度可靠性降低较难适用于26寸以上碳碳坩埚加工的问题采用CVI和CVD相结合的处理方案CVI即ChemicalVaporInfiltration化学气备注相渗透能将反应物气体渗透到预制体内部发生化学反应并进行沉积使预制件成型数据来源公开资料整理东北证券请务必阅读正文后的声明及说明1336天宜上佳公司深度TablePageTop表7具体热场部件导流筒保温筒制备方式热场部件导流筒性能要求导热系数小灰分低抗折强度高裁剪碳毡加工导流筒预制体化学气相浸渍致密树脂浸渍固化碳化致密二次化学气相浸渍致密纯化车床加工和涂层依据本发明提供的碳碳复制备方法合材料导流筒的制备方法制备出的导流筒外壁光滑且导流筒的内部密度较小比重适中备注采用气液混合致密方法热场部件保温筒性能要求导热系数小碳纤维预制体制备将碳纤维所制成的网胎碳布以及碳纤维丝交替叠层针刺为所需尺寸的预制体硬化将第一步骤中针刺好的预制体表面用喷枪喷涂胶液其中胶液为FB酚醛树脂和NL型固化剂且比例为8-12的混合液喷涂完成后放在室温下晾晒8h-20h即可硬化增密将上一步骤中硬化好的碳碳复合材料保温筒预制体放在浸渍炉中用呋喃树制备方法脂浸渍固化固化温度为120-180时间为6h-10h固化后的产品进行低温碳化低温碳化最终温度为600碳化后称取重量计算密度经过2-3周期增密后所得到的碳碳复合材料保温筒密度符合要求高温石墨化将上一步骤中制备的碳碳复合材料保温筒放入高温炉中高温纯化处理石墨化温度为2000-2300石墨化时间为20h-30h机械加工将上一步骤中高温石墨化后所得到的碳碳复合材料保温筒按照成品所要求的形状和尺寸加工出最终尺寸的碳碳复合材料保温筒成品备注采用液相浸渍法数据来源公开资料整理东北证券22市场空间2022全球光伏新增装机预计超200GW硅片产能加速扩张2021年全国新增光伏并网容量5488GW居全球首位2022年预计超85GW根据中国光伏行业协会CPIA的统计我国2021年新增并网装机容量5488GW同比上升139累积并网装机容量达到308GW新增和累积装机容量均全球第一根据CPIA的预测2022年全年全球光伏新增装机有望达到205-250GW国内新增光伏装机预计达到85-100GW由此可以看出2022年全国光伏发电市场增速仍在加剧累积装机容量将持续稳步上升随着硅料价格的下跌2023年全球光伏有望维持高增长光伏设备行业空间广阔请务必阅读正文后的声明及说明1436天宜上佳公司深度TablePageTop图12全国太阳能光伏发电装机新增容量GW国内光伏新增并网装机容量GW同比增速1003009025080702006015050100403050200100-502010201120122013201420152016201720182019202020212022E数据来源CPIA国家能源局东北证券图13全国太阳能光伏发电装机累计容量GW国内光伏累计并网装机容量GW同比增速4502504003502003001502502001001501005050002010201120122013201420152016201720182019202020212022E数据来源CPIA国家能源局东北证券光伏设备下游硅片产量持续扩张CPIA统计的数据显示2021年全国硅片产量约为227GW同比增长406排名前五的厂商产量占总产量的84随着硅片厂商的新增产能建设已有产能技术改造提升的持续进行预计2022年全国硅片产量将超过293GW同比增长将超过2903光伏热场设备直接对应单晶硅拉制和多晶硅铸锭晶硅产量是硅片生产的基础基于硅片产量的快速扩张热场部件的需求也在快速扩大请务必阅读正文后的声明及说明1536天宜上佳公司深度TablePageTop图14全国硅片产量情况GW数据来源CPIA东北证券硅片头部厂商加速扩产2022达产硅片产能预计达到6814GW根据各硅片厂商年报定增报告等公告披露的在建硅片项目建设情况我预测2022年硅片环节产能将达到6814GW相较于2021年增加2308GW其中硅片产能预计增量排名前五的公司扩产情况为隆基股份预计新增70GW中环股份预计新增52GW晶科能源预计新增225GW高测股份预计增加16GW环太集团预计新增15GW高景太阳能预计新增15GW随着光伏行业需求迅速释放头部公司加速进行单晶硅片产能扩建根据公开信息2021年以来规划建设中的硅片项目达到514GW为热场部件需求增长提供了较大的空间请务必阅读正文后的声明及说明1636天宜上佳公司深度TablePageTop表82021年以来规划建设中的硅片项目信息项目名称设计产能开建时间曲靖二期年产30GW硅片建设项目30202234隆基股份年产20GW单晶硅棒和切片项目202022314中环股份50GWG12太阳能级单晶硅材料智能工厂项目652021318包头三期20GW拉晶20GW切片项目20202131曲靖晶澳20GW单晶硅棒和年产20GW单晶硅棒硅片项目202021823晶澳能源越南15GW硅片15202228越南25GW拉晶及切片项目252022212包头年产10GW单晶硅拉晶及配套生产项102021220上机数控年产15万吨高纯工业硅及10万吨高纯晶硅项目2022225晶科能源通威股份45万吨高纯晶硅项目年产15GW的硅片项目晶科科技年产10GW单晶硅片生产线项目102021924年产10GW硅片金刚线切片生产线建设项目10202243年产10GW硅片金刚线切片生产线项目10202171京运通乐山一期12GW单晶拉棒切方项目1220213乐山20GW光伏大硅片及配套项目一期6GW62021721高测股份建湖一期10GW光伏大硅片项目102021721建湖二期12GW光伏大硅片项目122022429包头一期20GW大尺寸单晶硅片业务202021315双良节能包头一期20GW大尺寸单晶硅片业务202022129环太集团35GW大尺寸绿色高效超薄单晶硅片一期15GW152021118高景太阳能珠海金湾高景50GW大尺寸单晶硅片项目502021129四川永祥15GW单晶拉棒切方项目切片项目152021115宝丰集团宝丰多晶硅上下游协同项目502022320阿特斯年产10GW单晶项目阜宁10GW硅片项目1020211213内蒙毫安10GW单晶硅棒项目102021312安徽阜兴10GW太阳能级Nplus型高效硅片项目1020211019清电能源60GW单晶硅拉棒切片6020223合计514数据来源公司年报定增报告公开新闻整理东北证券请务必阅读正文后的声明及说明1736天宜上佳公司深度TablePageTop图15全国下游硅片产能统计GW数据来源主要厂商公司年报公开新闻整理东北证券表9国内硅片厂商已有产能及产能预测不完全统计GW公司201720182019202020212022E预测增量隆基股份1528428510517570中环股份233033558814052晶科能源971832555225上机数控20304010晶澳科技11518432408京运通78520512高测股份52116双良节能82012环太集团1015304515锦州阳光12183625417433高景太阳能153015内蒙弘元523230通威永祥751575楚雄宇泽385保利协鑫3030354050500宁夏矽晶440安徽阜兴1010清电能源1010宝丰集团2525三一重工51510合计69289814482659450668142308数据来源公司年报定增报告公开新闻整理东北证券23热场供给竞争格局行业内厂商扩产技术密集且客户壁垒较高降本为盈利根本碳碳热场头部厂商扩产2022预计总产能超过2950吨目前供给碳碳热场的国内请务必阅读正文后的声明及说明1836天宜上佳公司深度TablePageTop上市公司有金博股份中天火箭以及天宜上佳金博股份2019年具有碳基复合材料产能20205吨2020年产能达到48161吨在IPO和可转债项目全部建成达产后2021金博股份年先进碳基复材年产能可达1550吨中天火箭目前拥有每年200吨民用碳碳制品的生产能力天宜上佳是碳碳热场领域的新进入者2021年生产碳碳板材光伏热场部件共23262吨目前拥有19台气相沉积炉2000吨级碳碳复合材料制品产线和预制体一期产线在江油产业园落地目前达到投产状态2022年将陆续释放1200吨碳基复材产能随着公司大尺寸设备的应用后续还将拥有弹性产能头部厂商进行产能扩建情况如下金博股份2021年建设高纯大尺寸先进碳基复合材料产能扩建项目扩产金额1803亿元热场复合材料产能建设项目600吨在建金额179亿元计划投资701亿元中天火箭军民两用高温特种材料生产线建设项目及大尺寸热场材料生产线产能提升建设项目一期于2022年9月基本投产投资金额110亿元天宜上佳拟建设碳碳材料制品预制体自动化智能编织产线建设项目在建金额034亿元总投资额为403亿元达产后碳碳材料制品预制体年产能55万件该项目目前已经募资完成表10主要公司产能及扩建情况金博股份中天火箭天宜上佳2021年产能1550吨200吨23262吨产量2022预计产能2100吨200吨1200吨高纯大尺寸先进碳基复合材料产军民两用高温特种材料生产线建碳碳材料制品预制体自动化智能扩建情况能扩建项目热场复合材料产能设项目及大尺寸热场材料生产线编织产线建设项目建设项目产能提升建设项目一期数据来源公司年报东北证券图162022年碳碳热场市场空间吨根据主要厂商扩建情况测算数据来源公司年报定增报告东北证券碳基复合材料研发门槛高天宜上佳具有创新优势碳基复合材料属于技术行业产品生产工艺相对复杂技术难度较高尤其是在热场系统大直径复杂形状部件的结构功能一体化设计与高性能低成本的碳基复材产品制造整体技术具有较高的技术门槛公司需要拥有解决大尺寸异形碳基复合材料产品的快速增密技术难题的先进技术目前随着硅片向高纯度大尺寸的方向发展碳基复材向高纯度请务必阅读正文后的声明及说明1936天宜上佳公司深度TablePageTop大尺寸方向发展也成为必然趋势在技术研发方面金博股份的单一碳源气体快速化学沉积技术处于行业领先地位中天火箭采用以丙烯为碳源氮气为稀释气体的等温化学气相沉积工艺结合树低压浸渍炭化工艺天宜上佳依据碳碳复合材料应用仿真分析优化设计等前沿技术在预制体编织气相沉积反应熔体渗透等方面取得重大突破并得以产业化应用并且配备了更大规格沉积设备以顺应未来硅片大尺寸高纯度的行业发展趋势同时对碳碳复合材料制品产线进行自动化及装备升级旨在提高产品纯化能力生产效率及产品的稳定性一致性天宜上佳技术攻坚设备水平行业领先目前公司已拥有19台行业内最大尺寸的气相沉积炉规格为365m42m后续仍可能进一步引入6台更大尺寸5m5m的设备与上游供应商实现设备定制化致力于解决产品一致性问题天宜上佳的针刺设备技术进一步突破目前效率高于行业平均水平此外天宜上佳对标中天火箭布局浸渍工艺作为技术备选为碳基复材生产提供保障表11天宜上佳在研项目情况在研项目进行阶段技术应用前景1提高生产效率2降低成本光伏热场碳碳产已完成自动化方案设计3提高产品应用的一致性稳定性线自动化研发及安全性高纯碳碳复合材适用于光伏半导体等领域高纯度目前处于设备调研阶段料制品研发碳基复合材料制品快速化学气相沉目前处于生产工艺及配套工装研发将沉积时间缩短20-40降低生积生产工艺的开阶段产成本缩短生产周期发数据来源公司年报东北证券下游客户认证存在壁垒天宜上佳产品验证顺利进行热场下游的硅片厂商对供应商的选择具有较为严格的认证程序验证周期长时间成本较高因此已经签订长期合作协议的厂商通常不会轻易更换供应商市场新进入的热场企业具有较高的客户认证壁垒目前热场行业龙头厂商金博股份与中环股份晶科能源晶澳科技上机数控京运通以及晶盛机电等光伏用晶硅制造商建立了长期合作协议具有先发优势中天火箭在民用领域的碳碳复合材料产品也被隆基股份中环股份等厂商所广泛采用天宜上佳充分把握大尺寸设备优势积极与硅片行业知名生产商建立合作目前已经覆盖隆基股份中环股份晶科能源晶澳科技高景太阳能美科系列双良节能以及上机数控等9家企业其中已有3家企业对天宜上佳的碳碳热场产品通过了产品验证其余厂商产品验证顺利进行热场产能迅速扩张低成本打造竞争优势在碳碳热场大幅扩产的环境下控制热场生产成本有利于企业在争夺市场占有率的同时保持盈利水平2021年金博股份毛利率5728中天火箭毛利率2895天宜上佳毛利率达到6191自天宜上佳切入热场业务以来毛利率始终领先于其他头部厂商可以看出天宜上佳作为碳碳热场领域的新进入者在传统闸片业务稳定盈利的同时在热场业务领域也具备了一定的成本优势即便在价格战中仍具有保持高盈利水平的能力请务必阅读正文后的声明及说明2036