国产军用碳纤维龙头，军民品业务协同发展。公司是国内碳纤维首家上市公司，产品涵盖碳纤维及织物、碳梁、预浸料、复材制品等，发展历程大致分为三个阶段：1）突破关键技术，打破国外垄断局面（1992-2005）：2005年公司突破T300级碳纤维工程化关键技术；2）通过航空应用验证，确立国内行业领先地位（2006-2009）：2007年突破T700级碳纤维工程化关键技术、2008年突破T300级碳纤维产业化关键技术；3）完善全产业链布局，培育高附加值应用领域（2010-至今）：2021年M40J/M55J级生产线投产，2022年CCF700G碳纤维通过装机评审。2022年公司预计实现营收25.18亿元，归母净利润9.32亿元，近五年CAGR分别达21.55%和31.50%。
　　全产业链技术壁垒高，公司通过工艺革新、规模生产和链条延伸等路径实现降本增效。1）产业链条：碳纤维具备优异力学性能和化学稳定性，全产业链涉及碳纤维、中间材料和碳纤复材制备三个环节，下游产品具备较高附加值。2）成本构成：①直接成本：原材料54%、能耗11%；②非直接成本：固定资产折旧10%、流动费用18%。3）降本路径：①采用新纤维等低成本材料替代；②对聚合、纺丝等生产工艺革新实现变动成本降低，公司已实现干喷湿纺工艺突破；③规模化生产和产业链纵向延伸实现固定成本摊薄，公司全链条布局及产能提速有望实现高质量发展。
　　下游需求旺盛，将充分受益于碳纤维国产化率提升。1）需求端：①军机：受益于国产先进军机列装加速和复材用量大幅提升，军用碳纤维需求有望大幅释放；②民机：国产大飞机步入运营阶段叠加新型复材应用量提升，打开民机碳纤维国产替代新市场。③风电：海上风电开发潜力大，叶片大型化驱动风电碳纤维迅速放量。④汽车及轨交：汽车轻量化趋势下，2025年全球汽车用碳纤维市场将达1.26万吨。2）供给端：①集中度高：国际巨头先发优势显著，前五大企业运行产能合计占57%。②国产化率有望提升。2021-2022年全球拟新增产能约15.1万吨，由中国企业主导；2013-2021年中国碳纤维国产化率由9.9%提升至46.9%，预计公司将充分受益于碳纤维国产化率持续提升。
　　 “原丝-制品”全产业链布局，核心竞争力持续提升。1）核心技术可控，产品条线具备深度梯次。技术积淀方面，公司装备保障及先发优势明显。产品结构方面，T300级产品稳定供货十余年，T800H级、M40J/M55J级和T700S/T800S级等储备产品进展顺利。2）大单落地产能提速，股权激励彰显信心。订单拓展方面，2021年末公司收获近21亿元大额订单，给予中短期收入保障。产能扩充方面，2021年公司碳纤维在建产能5030吨/年，包含包头项目、多功能碳纤维生产线和技改项目，皆有望于2023年投产，伴随产能落地公司综合配套实力有望增强。提质增效方面，2022年5月公司实施股权激励计划，彰显长期发展信心。3）军民品配套关系稳定，全链条布局。军品领域，公司是国内最大军用碳纤维供应商，年度销售额比例稳定在43%以上；民品领域，公司是风电巨头维斯塔斯的碳梁核心供应商，同时积极拓展气瓶、建筑工程、热场、工业制造等领域，形成“原丝-制品”全产业链布局，具备较强规模弹性及差异化竞争优势。
　　盈利预测及估值：我们预计公司2022-2024年收入分别为25.18/33.41/41.76亿元；归母净利润分别为9.3/12.3/15.3亿元，对应EPS分别为1.80/2.37/2.95元，对应PE分别为36.7/27.8/22.4倍。鉴于军品业务受益于下游需求释放，民品应用领域不断拓展，当前估值处于较低水平，维持“买入”评级
　　风险提示：军机列装进度不及预期；军用碳纤维降价风险；产能建设不及预期；市场空间测算偏差风险；研究报告使用的公开资料可能存在信息滞后或更新不及时的风险

研究报告全文：国产军用碳纤维领军企业全链条布局产能释放在即光威复材300699SZ国防军证券研究报告公司深度报告2023年2月28日工评级TableTitle买入维持公司盈利预测及估值TableFinance1市场价格6602元股指标2020A2021A2022E2023E2024E营业收入百万元分析师孙颖21162607251833414176增长率yoy2323-33325执业证书编号S0740519070002净利润百万元64275893212291528Emailsunyingrqlzqcomcn增长率yoy2318233224每股收益元124146180237295每股现金流量184231224256330分析师陈鼎如净资产收益率1718182020执业证书编号S0740521080001PE533451367278224PB9483695645Emailchendrrqlzqcomcn备注股价为2月27日收盘价分析师聂磊报告摘要国产军用碳纤维龙头军民品业务协同发展公司是国内碳纤维首家上市公司产品执业证书编号S0740521120003涵盖碳纤维及织物碳梁预浸料复材制品等发展历程大致分为三个阶段1突Emailnieleiztscomcn破关键技术打破国外垄断局面1992-20052005年公司突破T300级碳纤维工程化关键技术2通过航空应用验证确立国内行业领先地位2006-20092007年突破T700级碳纤维工程化关键技术2008年突破T300级碳纤维产业化关键技术3联系人马梦泽完善全产业链布局培育高附加值应用领域2010-至今2021年M40JM55J级生Emailmamzlrqlzqcomcn产线投产2022年CCF700G碳纤维通过装机评审2022年公司预计实现营收2518亿元归母净利润932亿元近五年CAGR分别达2155和3150基本状况TableProfit全产业链技术壁垒高公司通过工艺革新规模生产和链条延伸等路径实现降本增效1产业链条碳纤维具备优异力学性能和化学稳定性全产业链涉及碳纤维中总股本百万股518间材料和碳纤复材制备三个环节下游产品具备较高附加值2成本构成直流通股本百万股510接成本原材料54能耗11非直接成本固定资产折旧10流动费用市价元6602183降本路径采用新纤维等低成本材料替代对聚合纺丝等生产工市值百万元34221艺革新实现变动成本降低公司已实现干喷湿纺工艺突破规模化生产和产业链流通市值百万元33652纵向延伸实现固定成本摊薄公司全链条布局及产能提速有望实现高质量发展下游需求旺盛将充分受益于碳纤维国产化率提升1需求端军机受益于国产股价与行业TableQuotePic-市场走势对比先进军机列装加速和复材用量大幅提升军用碳纤维需求有望大幅释放民机国产大飞机步入运营阶段叠加新型复材应用量提升打开民机碳纤维国产替代新市场30光威复材沪深300风电海上风电开发潜力大叶片大型化驱动风电碳纤维迅速放量汽车及轨交20汽车轻量化趋势下2025年全球汽车用碳纤维市场将达126万吨2供给端集10中度高国际巨头先发优势显著前五大企业运行产能合计占57国产化率有望0提升2021-2022年全球拟新增产能约151万吨由中国企业主导2013-2021年中-10国碳纤维国产化率由99提升至469预计公司将充分受益于碳纤维国产化率持续2022-022022-032022-042022-052022-062022-072022-082022-092022-102022-112022-122023-01-20提升-30原丝-制品全产业链布局核心竞争力持续提升1核心技术可控产品条线具-40备深度梯次技术积淀方面公司装备保障及先发优势明显产品结构方面T300级-50产品稳定供货十余年T800H级M40JM55J级和T700ST800S级等储备产品进展公司持有该股票比例顺利2大单落地产能提速股权激励彰显信心订单拓展方面2021年末公司收相关报告获近21亿元大额订单给予中短期收入保障产能扩充方面2021年公司碳纤维在稳健经营盈利能力持续增强产能持建产能5030吨年包含包头项目多功能碳纤维生产线和技改项目皆有望于2023年投产伴随产能落地公司综合配套实力有望增强提质增效方面2022年5月公司续扩张增长望提速实施股权激励计划彰显长期发展信心3军民品配套关系稳定全链条布局军品20230111领域公司是国内最大军用碳纤维供应商年度销售额比例稳定在43以上民品领军民品增长均有望提速看好中长期域公司是风电巨头维斯塔斯的碳梁核心供应商同时积极拓展气瓶建筑工程热场工业制造等领域形成原丝-制品全产业链布局具备较强规模弹性及差异化成长性竞争优势20220815盈利预测及估值我们预计公司2022-2024年收入分别为251833414176亿元归母净利润分别为93123153亿元对应EPS分别为180237295元对应PE分别为367278224倍鉴于军品业务受益于下游需求释放民品应用领域不断拓展当前估值处于较低水平维持买入评级请务必阅读正文之后的重要声明部分公司深度报告风险提示军机列装进度不及预期军用碳纤维降价风险产能建设不及预期市场空间测算偏差风险研究报告使用的公开资料可能存在信息滞后或更新不及时的风险-2-请务必阅读正文之后的重要声明部分公司深度报告投资主题报告亮点公司是国产碳纤维领跑者已打造全产业链布局军品稳定供货多年民品拓展顺利推进本文对国内碳纤维下游市场进行定性和定量分析并阐述行业壁垒国内外竞争格局基于公司军品优势及民品布局分析其未来增长空间投资逻辑公司核心技术可控产品条线具备深度梯次公司装备保障及先发优势明显产品方面T300级产品稳定供货十余年T800H级M40JM55J级和T700ST800S级等储备产品进展顺利大单落地产能提速股权激励彰显信心订单拓展方面2021年末公司收获2098亿元大额订单给予中短期收入保障产能扩充方面2021年公司碳纤维在建产能5030吨年皆有望于2023年投产伴随产能落地公司综合配套实力有望增强提质增效方面2022年5月公司实施股权激励计划彰显长期发展信心原丝-制品全产业链布局核心竞争力持续提升军品领域公司是国内最大军用碳纤维供应商年度销售额比例稳定在43以上民品领域公司是风电巨头维斯塔斯的碳梁核心供应商同时积极拓展气瓶建筑工程热场工业制造等领域公司形成原丝-制品全产业链布局具备较强规模弹性及差异化竞争优势关键假设估值与盈利预测碳纤维及织物公司是国内碳纤维领军企业航空风电等下游市场动力充沛汽车轨交等新兴应用前景广阔根据产能建设进度我们假设2022-2024年释放产能分别为2500吨2000吨2000吨产能利用率9445我们假设2022-2024年销量分别为2032吨3232吨4832吨我们预计2022-2024年公司碳纤维及织物营收增速分别为93050713340毛利率分别为728972316897碳梁公司是风电巨头维斯塔斯碳梁核心供应商价格短期呈现稳中有降趋势受益于政策扶持及维斯塔斯专利到期长期收入规模有望持续提升我们预计2022-2024年公司该业务营收增速分别为-1806-4451000毛利率分别为168712501250预浸料公司是国内碳纤维预浸料最大制造商之一近年持续开拓航空航天高端应用新品开发进展顺利我们假设2022-2024年产能利用率为708090销量分别为700万平米1000万平米1150万平米产品结构优化促使毛利率增长我们预计2022-2024年公司该业务营收增速分别为-16494000952毛利率分别为303328573000我们预计公司2022-2024年收入分别为251833414176亿元归母净利润分别为93123153亿元对应EPS分别为180237295元对应PE分别为367278224倍鉴于军品业务受益于下游需求释放民品应用领域不断拓展当前估值处于较低水平维持买入评级-3-请务必阅读正文之后的重要声明部分公司深度报告内容目录聚焦新材料研制军民品业务协同发展-7-碳纤维行业龙头实现原丝-制品全产业链布局-7-立足军品拓展民品业务结构多样化发展-9-注重研发投入和强化技术优势业绩有望持续稳健增长-11-市场分析长链条高壁垒供需向好国产化率有望提升-13-产业链条各环节存在较高技术壁垒中下游制品具备高附加值-13-成本拆解材料替代工艺革新规模生产是主要降本路径-18-需求空间军民机放量打开空间风电汽车市场提供长期需求动力-21-供给格局国内企业后来居上国产化率有望提升-28-光威复材原丝-制品全产业链布局核心竞争力持续提升-32-技术优势核心技术自主可控产品条线具备深度梯次-32-内驱动能大单落地产能释放提速股权激励彰显长期信心-35-产业布局军民品配套关系稳定全链条布局构筑市场优势-37-盈利预测与投资建议-39-盈利预测-39-投资建议-40-风险提示-41--4-请务必阅读正文之后的重要声明部分公司深度报告图表目录图表1公司发展沿革-7-图表2公司股权结构截至2022Q3-8-图表3公司重要子公司情况-9-图表4公司产品结构2021年-10-图表5公司收入结构-10-图表62016-2022H1公司营业收入及同比增速-11-图表72016-2022H1公司归母净利润及同比增速-11-图表82016-2022H1公司整体毛利率-12-图表92016-2022H1公司归母净利润率-12-图表102015-2022H1公司各项费用率-12-图表112015-2022H1公司研发费用亿元-12-图表12碳纤维及主要结构材料力学性能对比-13-图表13碳纤维按照丝束大小力学性能和原丝类型维度分类-14-图表14PAN基碳纤维中间产品碳纤维增强树脂基复合材料CFRP终端产品产业链-15-图表15原丝制备工艺对比-16-图表16国内外PAN基碳纤维代表企业纺丝工艺对比-16-图表17碳纤维复合材料分类-17-图表18CFRP主要成型工艺特点-17-图表192017年不同工业领域碳纤维预浸料和制品的单价元千克-18-图表202000吨年PAN基碳纤维生产成本中各环节贡献-19-图表21不同丝束大小下碳纤维生产成本美元千克-19-图表22工艺革新材料替代规模生产和纵向布局是降本主要路径-19-图表23木质素基碳纤维制备成本分析方案-20-图表25不同生产规模下原丝和碳纤维成本构成-21-图表26复合材料在国外军机中的应用-22-图表27F-22战机材料分布图-22-图表28复合材料在国内军机中的应用-23-图表292019-2021年航空航天碳纤维需求-分市场-23-图表30民用飞机复合材料结构应用变化-23-图表31C919复合材料应用情况-24-图表322001-2021年全球陆上及海上风电总装机量GW-25-图表332001-2021年全球陆上及海上风电新增装机量GW-25--5-请务必阅读正文之后的重要声明部分公司深度报告图表34中国新增陆上海上风电机组平均容量MW-25-图表35风电叶片呈现大型化趋势-25-图表36典型叶片尺寸与重量的情况-26-图表37不同型号叶片中碳纤维重量占比-26-图表38各类汽车轻量化材料对比-27-图表392015-2024E全球汽车碳纤维市场规模及预测千吨-27-图表40轨道车辆车体结构材料代际更迭历程-28-图表41全球碳纤维发展历史里程碑-29-图表42海外及国内碳纤维行业发展历程对比-29-图表432021全球碳纤维运行产能区域分布千吨-30-图表442021全球碳纤维理论产能及扩产计划-制造商千吨-30-图表452021年中国碳纤维原丝及碳纤维运行产能-制造商吨-30-图表462020年末海外市场主要公司产品技术和运行产能情况-31-图表472008-2025E中国碳纤维需求结构吨-31-图表482008-2021中国国产碳纤维中国碳纤维需求量-31-图表49公司主要产品生产技术情况-32-图表502017-2022Q3可比公司研发投入营业收入-33-图表512018-2022H1可比公司研发人员数量占比-33-图表522021年公司业绩增长来源毛利润口径-34-图表532021年非定型产品结构-34-图表54公司主要碳纤维产品-34-图表55公司历年签订重大合同情况-35-图表56公司碳纤维产能建设情况-35-图表572014-2021年公司碳纤维产能及产能利用率-36-图表582017-2021年公司碳纤维及织物产销率-36-图表592017-2020年公司对最大客户销售额-37-图表60公司销售流程-37-图表61主要碳纤维企业产业链布局情况-38-图表622017-2020年可比公司毛利率及公司业务布局-39-图表63分业务主要假设-40-图表64光威复材盈利预测表股价为2023年2月27日收盘价-40-图表65可比公司估值以2023年2月27日收盘价计算-41--6-请务必阅读正文之后的重要声明部分公司深度报告聚焦新材料研制军民品业务协同发展碳纤维行业龙头实现原丝-制品全产业链布局碳纤维原丝-制品全产业链布局致力打破国外垄断作为国内碳纤维行业龙头企业威海光威复合材料股份有限公司简称光威复材股票代码300699突破关键技术成为国内第一家实现碳纤维工程化企业成功打破国外垄断填补国内该领域空白纵观公司以军品碳纤维为立足点外延发展民品碳纤维预浸料等复合材料实现多元化发展的历程我们认为可将公司发展沿革分为三个阶段1突破关键技术打破国外垄断局面1992-2005光威复材成立于1992年隶属于威海光威集团是一家专业从事碳纤维机器及其复合材料研发生产和销售的企业2002年公司成立全资子公司拓展纤维并同期建设单纺位原丝试验线25吨年3K中试线和10吨年3K碳化生产线2005年公司突破T300级碳纤维工程化关键技术成功填补国内该领域空白打破国外技术装备封锁使得我国成为世界上少数掌握小丝束高性能碳纤维工程化关键技术的国家之一2通过航空应用验证确立国内行业领先地位2006-20092008年初公司实现航空级碳纤维国产化目标成为航空航天领域主要供应商2009年公司通过国家发改委批准立项的T300级碳纤维产业化示范工程项目工艺技术及设备制造技术均达到国际先进水平带动中国碳纤维产业跃上新台阶3完善全产业链布局培育高附加值应用领域2010至今公司逐步形成原丝-碳化-织物-预浸料-碳纤维制品的碳纤维产业链条以及为产业链提供保障的装备制造检测试验平台2017年公司成为国内碳纤维行业第一家A股上市公司2021年公司制定621发展战略未来将沿着6个业务板块完善产业链在国家工程实验室和国家企业技术中心2个科研平台引擎的带动下孵化形成具有全球影响力和领先地位的碳纤维产业基地持续引领国产碳纤维高质量发展图表1公司发展沿革数据来源公司公告中泰证券研究所-7-请务必阅读正文之后的重要声明部分公司深度报告公司控股股东为威海光威集团实际控股人为陈亮截至2022Q3公司第一大股东威海光威集团合计持有公司3733股权陈亮先生为实控人陈洞先生为其一致行动人2006年至今陈亮先生任威海光威集团有限责任公司董事长图表2公司股权结构截至2022Q3数据来源公司公告中泰证券研究所旗下有六家全资子公司协同效应显著公司旗下六家全资子公司分别为拓展纤维光威精机光威香港光威能源新材料北京蓝科及光威复合材料其中威海拓展纤维有限公司简称拓展纤维和威海光威精密机械有限公司简称光威精机作为全资设立的子公司分别为公司提供碳纤维及织物的生产销售和碳纤维产业相关机械设备及配件制造销售等业务-8-请务必阅读正文之后的重要声明部分公司深度报告图表3公司重要子公司情况持股比2021年营收2021年净利公司主要产品例亿元润亿元生产销售碳纤维及织物为发行人上游威海拓展纤维有限公司1001494660业务主要用于军工航空航天领域碳纤维产业相关机械设备及配件制造销威海光威精密机械有限公司100售为发行人及拓展纤维提供生产设备碳纤维及复合材料研发为发行人及拓展山东光威碳纤维产业技术研究院有限公司85纤维提供技术支持碳纤维进口玻璃钢卷出口及一般贸易和光威香港有限公司100货物进出口高性能纤维织物预浸材料各类复合光威能源新材料有限公司100803045材料制品及装备的研发生产销售碳纤维原丝碳纤维复合材料及其制品内蒙古光威碳纤有限公司60研发生产销售新型工艺和技术开发应用数据来源公司公告中泰证券研究所立足军品拓展民品业务结构多样化发展历经十余年发展公司已形成沿着碳纤维及织物通用新材料能源新材料复材科技光晟科技和精密机械六个业务板块实现上下游全产业链布局产品范围覆盖原丝碳纤维织物预浸料到复合材料碳纤维制品产品广泛应用于国防军事航空航天风电船舶医疗交通等领域至今公司已经成为碳纤维生产品种最齐全生产技术最先进产业链最完整唯一经历过全过程航空应用验证且持续稳定大批量供货经验的龙头企业公司拥有原丝-制品全产业链布局产品广泛应用于国防军工和民用两大市场重点发展碳纤维及织物公司主营产品分为1碳纤维公司已规模化生产的主要产品有高强型碳纤维包括GQ3522GQ4522等高强中模型碳纤维包括QZ4526QZ5026QZ5526等高模型碳纤维包括GM3040GM3045等高强度模型碳纤维包括QM4035QM4040等2碳纤维织物主要产品包括平纹缎纹斜纹等各类型碳纤维机织物及经编织物3预浸料主要包括单向碳纤维预浸料单向玻璃纤维预浸料碳纤维机织物预浸料等4碳纤维复合材料制品5机械制造全资子公司光威精机主要为光威复材及拓展纤维提供成套生产设备的设计制造和安装以及生产线建设服务主要产品有氧化炉-9-请务必阅读正文之后的重要声明部分公司深度报告高温碳化炉预浸料设备等图表4公司产品结构2021年营收营收占比产量销量单价主要产品主要应用GQ3522T300GQ4522T700QZ5526碳纤维127520817918321270587元T800QZ6026T10005095航空航天亿元吨吨千克QM4035M40JQM4050M55J碳纤维织物机织物及经编织物808亿84803万89849万9366元碳梁3393风电叶片碳梁风电叶片元米米米体育休闲航359亿80323万75347万4563元预浸料1115单向及织物预浸料空航天船舶元平米平米平米及风电030亿碳纤维产业链设备的销售及维休闲体育航机械制造142---元修空航天数据来源公司公告公司官网中泰证券研究所注单价为2021年下半年均价民品收入贡献起量公司产品条线区域丰富2016至2018年公司主要收入来源于碳纤维及织物占比高达692018年公司以军品为主要产品的碳纤维及织物业务收入占比由6904下降至4421以碳梁和预浸料为主要产品的民品业务成为公司业务的重要支撑其中碳梁业务的销售收入占公司总收入的比重将近4成公司产品条线趋于丰富图表5公司收入结构碳纤维及织物碳梁预浸料机械制造制品和其他其他业务1008060402002016201720182019202020211H2022数据来源公司公告中泰证券研究所-10-请务必阅读正文之后的重要声明部分公司深度报告注重研发投入和强化技术优势业绩有望持续稳健增长下游需求旺盛业绩有望持续稳健增长收入端公司2016-2021年营业收入由633亿元增长至2607亿元2022H1实现营收1314亿元同比增长242利润端2016-2021年归母净利润稳步增加由199亿元增加至758亿元2022H1归母净利润达到506亿元同比增长达到1659图表62016-2022H1公司营业收入及同比增速图表72016-2022H1公司归母净利润及同比增速营业收入亿元同比增长归母净利润亿元同比增长3060108026074992758211684373590764260201715406522506136413143846402573377949233823204102063323716571992299180720219101659130724200002016201720182019202020211H222016201720182019202020211H22数据来源Wind中泰证券研究所数据来源Wind中泰证券研究所受制于低毛利率民品提升及定型产品价格下降公司盈利能力有所下降毛利率方面公司整体毛利率由2016年6098下降至2022H1年4442主要系2021年量产定型碳纤维价格下降及民品业务贡献比例提高所致预计未来伴随碳纤维新产品贡献增加叠加民品业务占比提升带来收入抗风险能力的提升盈利能力有望持续增强净利率方面公司整体净利率由2016年3144增加至2022H1的3851根据公司2022年业绩快报预计2022年公司实现营收252亿YoY-34实现归母净利93亿YoY229实现扣非净利88亿YoY235净利率37同比提升8pct2022年Q4单季度实现营业收入归母净利扣非净利分别为581816亿YoY-103300226环比分别-76-256-3042022年在定型纤维产品降价以及疫情等因素影响下业绩仍实现快速增长且在业务结构优化以及降本增效下盈利能力进一步提高经营稳健性持续彰显未来下游需求持续释放公司龙头地位牢固业绩有望持续稳健增长-11-请务必阅读正文之后的重要声明部分公司深度报告图表82016-2022H1公司整体毛利率图表92016-2022H1公司归母净利润率毛利率归母净利润率704560406098355055103851494249813040467047993144444225304430342764290830202497201510105002016201720182019202020211H20222016201720182019202020211H2022数据来源Wind中泰证券研究所数据来源Wind中泰证券研究所公司期间费用率控制良好注重研发投入2015-2022H1公司不断优化经营管理体制强化内部控制期间费用率由2947下降至076尤其在2018年期间费用率迅速降低至711其中管理费用率由2302降至350销售费用率由129降至053财务费用率由516降至-327作为高新技术企业公司重视研发投入2018-2021年研发投入由194亿元增加至232亿元其中2020-2021年研发投入由274降低至232亿元研发投入短期下降主要系公司采用销定产的生产模式进行定制化的研发而T800H级项目碳纤维研制环节的任务已基本完成及M40J级项目结题碳纤维属于技术密集型产业未来公司将持续增加研发投入保障技术核心优势图表102015-2022H1公司各项费用率图表112015-2022H1公司研发费用亿元研发费用研发营收销售费用率管理费用率研发营收327420财务费用率期间费用率32324029472796194142219030217121295110820212371176465289093610468076101-100020182019202020211H2022数据来源Wind中泰证券研究所数据来源Wind中泰证券研究所-12-请务必阅读正文之后的重要声明部分公司深度报告市场分析长链条高壁垒供需向好国产化率有望提升产业链条各环节存在较高技术壁垒中下游制品具备高附加值碳纤维CarbonFiber简称CF是具备优异力学性能和化学稳定性的战略物资碳纤维是一种丝状碳素材料它是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料直径5-10微米含碳量高于95的无机高分子纤维碳纤维具备优异力学性能和化学稳定性相比传统材料最大的优势是其在具有所需强度的前提下具有最高的比模量弹性模量与密度之比同时具有导电导热耐高温耐腐蚀等性能是铝镁合金等传统金属材料的优良替代品图表12碳纤维及主要结构材料力学性能对比数据来源买得起的复合材料和碳纤维全产业链再论国产碳纤维产业化之路中泰证券研究所碳纤维分类标准紧跟应用场景作为增强材料常以力学性能划分区分下游应用领域常以大小丝束划分PAN基碳纤维应用更广泛1按力学性能碳纤维多是作为增强材料而利用其优良的力学性能故碳纤维可分为通用型碳纤维强度约1000MPa模量约100GPa和高性能型碳纤维高强型和高模型2按丝束大小碳纤维可分为大丝束和小丝束其中小丝束的原丝含量小于2400024K根没有绝对标准初期以1K3K6K为主逐渐发展到12K和24K小丝束碳纤维工艺控制要求严格碳化等设备造价高生产成本较高一般用于航天军工等高科技及高附加值休闲体育领域主要下游产品包括飞机导弹火箭卫星和钓鱼杆高尔夫球杆网球拍等大丝束的原丝含量大于4800048K根包括48K60K80K等大丝束产品性能相对较低制备成本也较低往往应用于基础工业领域3按原丝类型分为聚丙烯腈PAN基碳纤维粘胶基碳纤维和沥青基碳纤维其中聚丙烯腈PAN基碳纤维是目前产量最大的碳纤维品种占碳纤维总量的90-13-请务必阅读正文之后的重要声明部分公司深度报告以上沥青基碳纤维具有优良的传热导电性能和极低的热膨胀系数因此仍在必须要求这些性能的军工及航天领域发挥着独特作用图表13碳纤维按照丝束大小力学性能和原丝类型维度分类数据来源光威复材招股书中国知网中泰证券研究所全产业链生产流程长技术工艺复杂1碳纤维制备以PAN基碳纤维为例制造流程分为原丝制备和高温热处理两大部分原丝制备是从初始原料获取碳纤维原丝的过程主要包括聚合纺丝两大环节根据胡晓梅碳纤维产业化发展及成本分析原丝一般在碳纤维成本中可达到约51的占比较高质量的PAN原丝投入及碳纤维产出比例约为221较低的质量原丝投入及碳纤维产出比例约为251高温热处理是由碳纤维原丝制备碳纤维的过程主要包括预氧化低温碳化和高温碳化等环节受制于原材料价格能源成本和制造成本碳纤维相比其他类似纤维如玻璃纤维玄武岩纤维或塑料纤维等相对昂贵2中间材料制备即把碳纤维编织成布或者针刺成毡将碳纤维布和树脂预先结合在一起做成预浸料3碳纤维复合材料制备以碳纤维为增强材料以树脂等作为基体材料通过成型固化脱模等工序得到结构或功能材料-14-请务必阅读正文之后的重要声明部分公司深度报告图表14PAN基碳纤维中间产品碳纤维增强树脂基复合材料CFRP终端产品产业链数据来源国内外碳纤维产业现状及发展趋势吉林碳谷招股书中泰证券研究所全产业链中上游PAN原丝制备和下游碳纤维复合材料CFRP成型工艺是核心环节技术壁垒较高纺丝工艺是PAN原丝制备的核心关键技术之一代表性工艺中湿法纺丝工艺应用最广干喷湿纺纺丝工艺能有效提高生产效率和降低制造成本目前工业碳纤维原丝基本都是通过湿法和干喷湿纺纺丝工艺制造的其中湿法工艺技术成熟更适合大丝束产品湿法纺丝工艺是聚合物纺丝溶液经喷丝板上的喷丝孔挤出细流直接进入凝固浴形成丝条的纺丝方法PAN基碳纤维原丝的湿法工艺技术较为成熟易于工程化放大所得纤维纤度变化小凝固成型稳定纤维的残留溶剂少容易控制原丝质量制得的纤维表面具有沟槽结构特征对树脂基体的普适性强复合材料的界面性能较好是目前PAN基碳纤维原丝生产中应用最广的纺丝工艺干喷湿纺工艺高效率低成本高难度通常用于小丝束干喷湿纺工艺是聚合物纺丝溶液经喷丝板上的喷丝孔挤出细流先经过空气层后进入凝固浴形成丝条的纺丝方法该工艺兼具干法纺丝的快速纤维表面光滑等特点能够实现高品质原丝的细纤度化和均质化能够有效提高纤维的生产效率和降低制造成本是高性能PAN基碳纤维原丝生产的最好方法之一根据胡晓梅碳纤维产业化发展及成本分析在纺丝装备及能源消耗相同的情况下通过干喷湿纺工艺的使用在降低生产碳纤维原丝成本的同时75左右可显著提高产量2-8倍左右-15-请务必阅读正文之后的重要声明部分公司深度报告图表15原丝制备工艺对比湿纺干喷湿纺工艺流程喷丝板浸入在凝固浴中纺丝原喷丝板不与凝固浴直接接触纺液通过喷丝板直接进入凝固浴丝原液从喷丝板喷出后经过一定距离的空气段再进入凝固浴中凝固喷丝孔直径小005-0075mm大010-030mm纺丝液中低分子量低固含量高分子量高固含量高粘度牵伸率喷丝后为负牵伸一般负率喷丝后为正牵伸一般正率20-50100-400纺速纺丝纺速速度慢约80mmin纺丝纺速速度快约300mmin纤维纤维表面有沟槽体密度一般纤维表面光亮平滑纤维致密纺丝温度一般为50-70度一般为40-45度数据来源公司公告中泰证券研究所目前世界上仅少量企业掌握干喷湿纺工艺并形成成熟碳纤维产品世界范围如日本东丽三菱丽阳赫氏韩国晓星等企业拥有干喷湿纺纺丝技术国内起步较晚现阶段中复神鹰光威复材中简科技等少数企业实现该技术突破但产品性能和质量稳定性仍有待进一步提高图表16国内外PAN基碳纤维代表企业纺丝工艺对比纺丝国外企业国内企业产品型号工艺GQ3522T300级1K3K湿法GQ4522T700级12K24K湿法干湿法QZ5026QZ5526T800级6K12K24K湿法干湿法日本东丽T300T800H光威复材QZ6026T1000级12K湿法湿法三菱丽阳帝人东邦美QM4035M40J级3K6K12K湿法工艺国赫氏土耳其QM4050M55J级3K6K湿法Dow-Aksa2015年采用湿法纺丝技术研制成功T1000级碳纤维湿法纺丝速度超过130中简科技米分钟恒神股份HF10T300级HF30GT700G级HF40HT800H级GQ4522T700级12K24K湿法干湿法光威复材QZ5026QZ5526T800级6K12K24K湿法干湿法干喷日本东丽T700ST800S中复神鹰2013年建成国内首条千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线湿纺T1000等三菱丽阳2008年山西煤化将干喷湿纺高性能CCF-3型聚丙烯腈碳纤维制备技术项中简科技工艺赫氏韩国晓星目专利权转让给公司已建成年产量达2200吨的干喷湿纺原丝生产线HF30ST700S级HF40S恒神股份T800S级M系列产品数据来源PAN基碳纤维原丝纺丝技术及其发展现状光威复材官网中复神鹰中简科技招股说明书恒神股份公开转让说明书中泰证券研究所碳纤维作为脆性材料常在复合材料中作增强材料以实现工业化应用CFRP在航空航天高端应用广节能效益明显作为脆性材料碳纤维-16-请务必阅读正文之后的重要声明部分公司深度报告直接使用场景较少主要场景在复合材料中作增强材料根据使用目的不同选用不同基体材料和复合方式来达到所要求的复合效果碳纤维可用来增强金属基体铝镁铜钛及其合金及非金属基体合成树脂橡胶陶瓷石墨碳等目前使用得最多最广泛的是碳纤维增强树脂基复合材料CFRP其最大的优点是轻质高强航空航天高端应用仍是其主要发展方向根据航空航天复合材料发展现状及前景用CFRP制造飞机的结构件同铝合金相比减重效果可达20-40目前CFRP应用已迅速扩大到能源交通海洋机械等领域图表17碳纤维复合材料分类分类子分类特点应用领域热固性树脂TS强度刚度高酚醛树脂基耐热性好宇宙飞行器外表面防热层及火箭喷嘴酚醛树脂基复合材料树脂基航空航天结构材料环氧树脂基CFRP热塑性树脂TP耐湿热强韧优良的成型加工性钓鱼竿建筑补强等由碳纤维及其制碳碳复合材料低密度耐烧蚀抗热震高导热低膨导弹弹头固体火箭发动机喷管航天飞机品碳布等增CC胀摩擦磨损性能优异飞机刹车盘人工骨骼等强的复合材料金属基复合材料锕铝镍铜高比强度高比模量优异的疲劳强度宇航结构材料汽车铁道机械等CFRM陶瓷基复合材料-改善韧性提高机械冲击热冲击性发动机高温部件等CFRC数据来源光威复材招股说明书中泰证券研究所CFRP成型工艺是将原材料转化成结构件的关键工艺碳纤维复合材料的加工成型工艺有很多种CFRP有多种成型方式包括预浸料热压罐预浸料真空袋压RTM树脂传递模塑模压搓卷手糊等对于航空航天部件而言目前最常用的方法仍为预浸料热压罐工艺和RTM工艺而热压罐成型工艺也最成熟汽车部件的生产主要采用模压成型工艺特别是RTM工艺是公认的低成本复合材料成型技术在汽车工业上已经广泛采用图表18CFRP主要成型工艺特点设备使用生产能源产品纤维孔隙模具人工环境批量化生设备投资大型构件制造费用周期消耗性能含量含量费用费用污染产效率多非常热压罐长高好高高较高小受热压罐限制较低百万级低湿法铺叠少长低一般不高高低高大适合一般VARTM少短低好较高较低低低小适合低非常受压机操作台HP-RTM中很短中较好高高低无高低面限制模压预浸受压机操作台中较短高好较高较低高高小一般料面限制数据来源FRPAPP中泰证券研究所-17-请务必阅读正文之后的重要声明部分公司深度报告伴随产业链向中游加工品及下游制品延伸碳纤维产品附加值可实现倍数提升由于碳纤维加工产品及复合材料生产流程复杂技术难度大所以在产业链中越向中下游碳纤维织物预浸料碳纤维复材等延伸附加值越高在民用如体育休闲风电叶片梁板和工业高端应用领域碳纤维预浸料加工环节增值率约为45然而碳纤维制品增值率可达约15-369倍面对特种航空结构件的碳纤维产业链上游碳纤维产品平均价格为3000元千克中游预浸料平均价为5000-7000元千克增值率约1倍而下游碳纤维制品平均价格约1万元千克-15万元千克增值率与中游相当图表192017年不同工业领域碳纤维预浸料和制品的单价元千克碳纤维预浸料制品领域碳纤维品种单价单价增值率单价增值率T700S-12K体育休闲80140120200约45300500约15倍T300-12K风电叶片梁板T300-24K80-150T700S-12K工业领域高端应用80140120200约455001000约369倍T300-12K武器装备缠绕用T700S-12K250300--T300-1K3K6K12K通用飞机和无人机-800-10002000-3000约178倍T700S-12K军用无人机T300-3K6K12K-1500-25005000-8000约225倍T300-3K6K12K民用航空国内-25003000800010000约227倍T800-6K12KT300-3K6K军用航空结构件300050007000约1倍1000015000约108倍T800-6K12K数据来源从国产碳纤维的处境谈碳纤维全产业链五论国产碳纤维产业化之路中泰证券研究所成本拆解材料替代工艺革新规模生产是主要降本路径原材料前驱体流动费用人工及能耗天然气构成纤维生产成本结构中主要贡献环节丝束大小与生产成本呈反比根据Environmentalpropertyandcostimpactanalysisofcarbonfibreatincreasingratesofproduction基于2000吨年PAN基碳纤维产量的生产成本模型中直接成本原材料前驱体占碳纤维总成本的541天然气等能耗占比113非直接成本固定资产折旧占比96流动费用人工包装占比176根据Developmentofacostmodelfortheproductionofcarbonfibres丝束大小与生产成本呈现反比关系随着丝束尺寸的增加大于6k的丝束的碳纤维成本显著降低在12k和50k之间逐渐降低对于较大的丝束尺寸成本差异几乎可以忽略不计此外随着丝束尺寸从3k增加到100k原材料前驱体的成本贡献率从766降低到496而其他贡献率如劳动力成本折旧成本和能源成本分别从986增加到1778611-1101和249-648-18-请务必阅读正文之后的重要声明部分公司深度报告图表202000吨年PAN基碳纤维生产成本中各环图表21不同丝束大小下碳纤维生产成本美元千克节贡献1521值前驱体值人工天然气113541折旧能源155包装辅材数据来源Environmentalpropertyandcostimpact数据来源Developmentofacostmodelfortheproductionofanalysisofcarbonfibreatincreasingratesofproductioncarbonfibres中泰证券研究所中泰证券研究所工艺革新和材料替代是降低变动成本的可行方案规模化生产和产业链纵向延伸是摊薄固定成本的主要路径1变动成本降低前驱体材料替代前驱体成本占到生产成本50以上减少原材料成本成为低成本碳纤维制造的首要研究方向目前国内碳纤维生产正在尝试采用新纤维如木质素聚乙烯纤维工业腈纶等的低成本方案生产工艺革新在低成本碳纤维规模化发展过程中可针对聚合工序纺丝工序与氧化炭化工序部分环节进行改进以提高效率降低能耗2固定成本摊薄1规模化生产碳纤维生产成本中固定成本占比近30通过规模化生产可使固定费用得以有效降低2产业链纵向延伸整合上下游产业以减少中间周转成本并构建差异化竞争优势图表22工艺革新材料替代规模生产和纵向布局是降本主要路径数据来源碳纤维产业化发展及成本分析中泰证券研究所整理一前驱体材料替代从根本上降低成本-19-请务必阅读正文之后的重要声明部分公司深度报告以木质素基碳纤维为例木质素是一种具有支链多酚网络结构的生物聚合物是造纸原料木质纤维素的三种主要成分之一由于木质素的存在会导致纸张变黄并降低强度因此在造纸过程大量的木质素被提取出来作为副产品长期以来木质素被作为低价值的热能来源但目前许多研究工作都集中在恢复木质素作为低成本碳纤维制造的前驱体熔纺木质素前体纤维的成本估计为34美元千克显著低于传统PAN基碳纤维82美元千克因此与PAN基碳纤维生产工艺相比通过采用木质素作为前体预计生产成本可降低高达41图表23木质素基碳纤维制备成本分析方案数据来源Fabricationoflow-costcarbonfibersusingeconomicalprecursorsandadvancedprocessingtechnologies中泰证券研究所二生产工艺革新提高效率降低能耗1聚合工序纯化处理原材料过程包括溶剂和聚合单体可通过将传统的精馏纯化方式用离子交换树脂方式代替实现在显著节能减排的同时使纯化产品的纯度得以有效提高为确保快速可控的氧化工艺的实现在预氧化碳纤维原丝过程中可通过氧气透过率的提高加快氧化反应速率实现对放热反应范围的宽化处理有效避免皮芯结构爆燃情况的发生促进氧化和环化反应2纺丝工序目前国内该工序的生产工艺以湿法纺丝为主在相同条件下通过采用干喷湿纺对传统纺丝工艺进行改进可提高每分钟的纺丝到300米并使固含量提高到22以上根据胡晓梅碳纤维产业化发展及成本分析在纺丝装备及能源消耗相同的情况下通过新纺丝工艺的使用在降低生产碳纤维原丝成本的同时75左右可显著提高产量2-8倍左右3氧化炭化工序现阶段生产碳纤维大多使用外热式氧化炉完成氧化炭化过程预氧化时间需要120分钟国外则不超过90分钟通过流态化加热技术的使用可在缩短预氧化反应时间的同时使传热及传质效率得以提高采用热辊接触式包括蒸汽热油等干燥方式代替传统热风非接触方式对碳纤维表面进行处理可降低约23的干燥时间及能耗生产效率提高50以上-20-请务必阅读正文之后的重要声明部分