1.1.国机集团上市平台,拥有轴研所和三磨所两大国家级研究所
公司由洛阳轴承研究所于 2001 年以部分资产作为主发起人发起设立,并于 2009 年和 2017 年,将轴研所全部业务、郑州磨具磨料磨削研究所(简称“三磨所”)和中国机械工业国 际合作有限公司(简称“中机合作”)等资产注入上市公司。另外,公司还托管白鸽磨料 磨具有限公司和成都工具研究所有限公司两家企业。公司隶属于中国机械工业集团有限公 司(国机集团),为国机集团精工板块唯一上市公司。 公司轴承板块的运营主体为轴研所和轴研科技,轴研所创建于 1958 年,是我国轴承行业 唯一的综合性研究开发机构。2022 年 6 月,公司将风电、盾构等重型轴承业务从轴研所 单独划出、注入洛阳轴研科技有限公司(简称“轴研科技”)运营,并将轴研科技提级至 公司进行管理。磨料磨具板块的运营主体为三磨所,三磨所创建于 1958 年,是我国磨料 磨具行业唯一的综合性研究开发机构。贸易及工程服务板块的运营主体为 1981 年成立的 中机合作,中机合作一直是我国具有较大影响力的磨料磨具进出口公司。
从营业收入上看,贸易及工程服务收入占比最大,其次为轴承制造和磨料磨具业务,1H22 分别占比 45%,28%,27%;从毛利润上看,磨料磨具和轴承制造为两大核心,贸易及工程 服务的毛利率较低,1H22 公司贸易、轴承制造和磨料磨具三项业务的毛利润占比分别 11%、 43%、46%。

1.2.两大研究所技术领先,内生增长强劲
近几年,公司注重企业高质量发展能力和盈利水平提升,经营业绩持续创造历史新高, 2017-2021 年,公司营收复合增速 22.17%,公司归母净利润复合增速 67.85%。近期,公司 发布 2022 年度业绩预告,预计实现归母净利润 2.00-2.60 亿元,同比预计增长 57.01%- 104.11%;预计实现扣非归母净利润 1.25-1.85 亿元,同比预计增长 257.35%-428.87%; 主因公司核心业务取得较好发展,轴承业务以及超硬材料制品业务均有增长,带动整体业 绩上升。
公司持续投入研发,核心产品毛利率水平高。公司科研创新水平在国内同行业处于领先地 位,较强的技术研发能力构筑了企业核心竞争优势。通过多年来的内部培养和外部引进, 公司现已拥有一支包括研发、管理、生产、市场等各方面优秀人才在内的骨干团队。公司 核心业务竞争力强,公司轴承行业主要是军用特种轴承、毛利率较高;磨料磨具业务近几 件毛利率承呈下降趋势,主因中美关系紧张影响新亚公司海外收入从而导致毛利率下降较 多以及毛利率相对较低的六面顶压机业务占比提升所致。
三磨所和轴研所的核心业务内生增长动力强劲,盈利能力强。轴研所主要利润来源于特种 轴承,近几年,随着我国国防军工事业的发展,公司特种轴承业务增长明显;三磨所在超 硬材料领域技术领先,在半导体耗材领域提供国产替代方案,培育钻产业贡献大幅业绩增 量。从盈利能力看,三磨所一直维持在较高水平,净利率水平均在 20%以上;轴研所剔除 2020 年、2021 年民品轴承存货大额减值影响后(民品业务市场竞争力不足导致大量存货 挤压),净利率水平能达 10%-15%。

历史包袱逐渐出清,公司利润有望顺利释放。过去几年,公司受阜阳轴承破产清算影响, 计提减值和营业外支出较多。2021 年,公司计提轴承业务存货减值准备约 9500 万元。目 前公司深化内部改革,经营质量提升已出成效。我们判断,未来随着公司核心业务的发展, 公司利润有望顺利释放,实现大幅增长。
1.3.实施股权激励,注入长期可持续增长活力剂
2019 年 9 月,公司公布《洛阳轴研科技股份有限公司限制性股票激励计划(草案)》。2022 年 6 月,公司以 8.64 元/股向 162 名激励对象授予 478 万股、占授予前公司股本总额的 0.91%股限制性股票。我们认为,公司实施股权激励计划,有助于强化公司核心凝聚力, 为公司长期体质增效注入动力。
2.1.我国轴承业大而不强,高端轴承依赖进口
轴承是核心机械基础件,主要功能是支撑机械旋转体,降低机械旋转体运行过程中的摩擦 系数,并保证机械旋转体的回转精度,被誉为“工业关节”。轴承的下游应用十分广泛, 目前轴承主要应用于汽车行业,占比达到 39%左右;其次为家用电器轴承、电机轴承,占 比分别为 20.2%、17.5%。

我国轴承体量全球第一,但高端轴承进口依存度高。根据中国轴承工业协会数据,2021 年 我国行业规模达 2278 亿元,预计我国轴承行业 2025 年预计最高能够达到轴承产量 253 亿 套、轴承行业收入规模 2583 亿元的目标,未来依然会呈现稳中有升的趋势。但从结构上 看,高端轴承呈现产能结构性紧,而高速动车组、风力发电机组传动系统、中高档机床、 中高级汽车等领域轴承全部或绝大部分依靠进口。根据海关总署数据,2022 年,我国高端 滚动轴承进口金额为 36.14 亿美元。
重大装备轴承的自主可控是我国轴承产业长久以来的重要发展目标。《全国轴承行业“十 四五”发展规划》明确了“十四五”期间我国轴承行业需着力重点发展或突破的 12 个高 端轴承领域,具体包括:高档数控机床和机器人、航天航空、海洋工程装备及高技术船舶、 新能源汽车、轨交、电力、生物医药及高性能医疗器械、农机、冶金矿山、石油石化及煤 化工成套设备、轻工等领域。目前相关轴承产品主要为国际八大家(SKF、NSK、NTN、Minebea、 NACHI、JTKET、铁姆肯、舍弗勒合计占全球约 70%的市场份额)垄断,轨道交通领域轴承 如高速动车组轴箱轴承、牵引电机绝缘轴承、齿轮箱轴承、新型地铁城轨车辆轴箱轴承、 大轴重铁路货车轴承等产品基本为恩梯恩、斯凯孚、舍弗勒等国际巨头垄断。P4 级以上的 精密数控机床的主轴轴承、大功率风力发电机组轴承等高端轴承领域,市场份额也同样主 要为国际八大家产品所占据。我国重大装备轴承是推进我国重大装备发展的关键环节,重 大装备轴承的自主可控是我国轴承产业长久以来的重要发展目标。
2.2.公司特种轴承领域居垄断地位,受益于我国航空航天发展
公司轴承板块的主要业务包括轴承、电主轴、轴承行业专用生产和检测设备仪器的研发、 生产和销售,以及受托技术开发、轴承试验和检测等业务;主要产品有以航天轴承为代表 的特种轴承、精密机床轴承、重型机械用大型(特大型)轴承、风电轴承、机床用电主轴 等。公司特种轴承主要服务于我国国防军工行业,精密机床轴承和机床用电主轴主要应用 于机床行业和机床维修市场,重型机械用大型(特大型)轴承包括盾构机轴承及附件、风 力发电机偏航和变桨轴承、冶金轴承及工程机械轴承。中浙高铁的轨道交通轴承业务处于培育期,产品尚处于研发阶段。
我们估计公司特种轴承收入约占公司轴承业务的一半以上,且特种航空特种是高技术含量 和高附加值产品,毛利率水平较高,因而是公司稳定的利润来源之一。轴研所的航天特种 轴承主要有超低温自润滑火箭发动机轴承、卫星能源系统轴承、宇宙飞船生命维持系统轴 承、陀螺仪高灵敏轴承、偏置动量轮高可靠性、长寿命轴承及其组件等,具有结构复杂、 性能要求严格以及价格昂贵等特点,而这些产品仍属于国外限制向我国出口的产品。我国 卫星、运载火箭和飞船上的专用轴承,除个别普通轴承和极少数进口轴承以外,主要由轴 研所提供。公司航天特种轴承及其组件已形成一定的产业规模,市场占有率极高,处于垄 断地位。

“十四五”建设航天强国新征程,我国军用航天蓬勃发展。“十四五”及未来一个时期, 中国航天将按照国家对航天强国建设的决策部署,加快推动空间科学、空间技术、空间应 用全面发展,开启建设强国新征程。国家航天局还将陆续公布后续月球与深空探测任务如 嫦娥七号、八号等月球探测任务以及火星采样返回、木星系探测等行星探测任务的国际合 作计划,将秉持“共商、共建、共享”理念与国际同行一起密切协作共同探索宇宙的奥秘。 立足国际航天发展趋势,保持航天运输系统先进水平,同时根据航天发射的需求,新一代 长征系列运载火箭型谱的蓝图正变为现实,一系列新型运载火箭接连亮相,新一代载人运 载火箭、重型运载火箭等正在按计划开展研制。而作为中国航天的有力补充,蓝箭航天、 星河动力、银河航天等民营火箭和卫星研发机构也正在商业航天赛道上加速前进。此外, 在航空领域,天基资源的快速丰富为卫星应用更好地服务国防建设和国民经济发展提供了 基础条件和发展机遇。我国卫星应用产业将进入以政府和商业投资并行推动产业发展的新阶段,用天装备信息化需求为卫星应用业务提供了广阔天地,空间基础设施等国家重大专 项,北斗应用及商业航天等发展热点为产业带来新的机遇。
2.3.民品高端轴承持续大力投入,有望引领国产替代
公司布局优质民用轴承研发,大力发展风电轴承。公司主要民用轴承均为精密、重型、大 型设备用轴承等。根据 2021 年年报,公司计划在大飞机发动机高速轴承、数控机床高速 主轴轴承和电主轴等高端轴承的关键技术上实现突破。民用轴承方向,公司正在进行的研 发项目有:精密机床主轴轴承、电机绝轴承、风电轴承、盾构主轴承。由前文所述,公司 将大力发展风电轴承,引领风电轴承国产化进程。
风电轴承为风电设备的核心零部件,可分为变桨、偏航轴承和传动系统轴承(主轴、增速 器及电机轴承)两大类,通常由外圈、内圈、滚动体和保持架四种零部件组成。一般一台 双馈式或半直驱风电机组由 1 个主轴轴承、3 个变桨轴承、1 个偏航轴承以及变速箱和电 机轴承组合而成。直驱式风机没有齿轮箱结构,不需要齿轮箱轴承。
价值量方面,轴承约占风机成本价值量占比的 5%-7%。根据电气风电招股说明书,叶片、 齿轮箱、发电机、轴承、铸件分别占比 19%、10%、8%、7%、5%。根据三一重能招股说明书, 在双馈的技术路线中,回转支承在风机成本中占比约为 5%。

预计 2025 年主轴轴承、偏航变桨轴承合计新增市场规模有望达到 254.2 亿元,我们做出 如下假设: 1) 分功率新增装机比例:根据 CWEA 数据,2021 年 3.0MW 以下、3.0-4.9MW、5.0-6.9MW、 7.0MW 及以上新增装机量占比分别为 19.94%、56.64%、20.27%和 3.14%。风机新增装 机呈现出明显的大型化趋势,预计未来 3.0MW 以下、3.0-4.9MW 容量的风机将逐渐出 清。未来 7.0MW 及以上容量有望成为主流机型,假设 5.0-6.9MW 作为过渡机型,其占 比先升后降,7.0MW 及以上占比的逐渐上升。 2) 轴承单位价值量假设:根据新强联公告,2020 年 3.0-6.0MW 主轴轴承的单位价值量约 为 13.0 万元/MW,3.0-4.9MW 偏航变桨轴承(一套 4 个)的单位价值量约为 15.4 万元 /MW。考虑到 2020 年抢装潮后风电零部件价格下降,假设 2021 年价格同比下降 30%, 则 2021 年 3.0-4.9MW 主轴轴承单位价值量为 9.1 万元/MW,3.0-4.9MW 偏航变桨轴承 单位价值量为 10.8 万元/MW。在当前风机大型化趋势下轴承具备一定抗通缩能力,同 时小功率轴承市场竞争激烈,价格偏低,大功率轴承的技术壁垒较高,存在一定溢价。 以 3.0-4.9MW 主轴轴承、偏航变桨轴承的单位价值量为基数,假设 3.0MW 以下的单位 价值量比 3.0-4.9MW 低 20%,5.0-6.9MW 的单位价值量比 3.0-4.9MW 高 30%,7.0MW 及 以上的单位价值量比 5.0-6.9MW 高 40%。
当前主轴轴承、齿轮箱轴承以及发电机轴承国产化程度较低。根据中轴协轴承协会数据, 2020 年我国风电轴承销量国产化率较低,仅为 16.3%,其中主轴轴承国产化率 33%,齿轮 箱轴承国产化率 0.6%,发电机轴承 0.22%。分功率来看,在风机大型化趋势下,大功率主 轴轴承工况载荷复杂,工艺要求较高,同时研发、验收周期长,目前市场份额仍集中在舍 弗勒、SKF 等外资厂商手中。

市场份额方面,根据 WoodMackenzie 数据表明,主轴轴承方面高端市场被瑞典 SKF、德国 舍弗勒、日本 NSK、日本 JTEKT、日本 NTN、日本 NMB、日本 NACHI、美国 TIMKEN 这四个国 家八家大型跨国轴承企业所垄断。2020 年舍弗勒、SKF、NTN 等外资厂商三家加总达 65%, 我国本土厂商洛轴、瓦轴市占率仅 4%。
风电轴承行业进入高速发展期,国内主要轴承企业持续推进风电高端轴承国产化进程,各 家均在大功率轴承方面不断进行突破。以新强联为例,2022 年 7 月公司 12MW 海上抗台风 型风力发电机组主轴轴承下线,实现了 3-7MW 风机单列圆锥滚子轴承的小批量生产。
公司看好风电行业长期发展趋势,将推进大功率风电主轴轴承的产业化。公司已将大功率 风电主轴轴承作为未来重点发展的产品,在前几年研发的基础上持续加大产业化投入。目 前,公司依托风电轴承项目,掌握了风电主轴承载荷处理技术、有限元仿真分析计算、风 电主轴承脉冲式深层渗碳淬火技术、风电主轴承试验技术;研制了国内首台 4.5MW 陆上风 电主轴承、国内首台 7MW 海上风电主轴承。根据轴研科技公众号,目前公司具备风电主轴 轴承、偏航变桨轴承、齿轮箱及电机轴承各 1500 台套的年产能,并携手东方电气为大兆 瓦级风电轴承实现国产化贡献轴研力量。2022 年 12 月,公司完成国产首台最大尺寸调心 滚子风电主轴轴承装机应用,可满足 5-8MW 陆地风力发电机组主轴轴承的使用需求。在产 业化方面,公司已实现 5-7MW 双馈机型 SRB 主轴轴承和半直驱机型 TRB 主轴轴承批量供 货。2021 年,公司风电轴承实现收入几千万元,主要受产能制约,随着公司风电轴承产能 投入,公司风电轴承业务收入有望大幅提升。

3.1 三磨所是公司磨料磨具板块的运营主体
三磨所是公司磨料磨具板块的运营主体。三磨所创建于 1958 年,是我国磨料磨具行业唯 一的综合性研究开发机构,也是中国超硬材料行业的开创者、引领者、推动者;自成立以 来,在超硬材料制品行业处于技术领先地位,解决了众多制约行业发展的重大、共性、关 键技术。三磨所持股 50.06%的控股子公司新亚公司的主要产品为金刚石复合片(PDC)及 锥齿、金刚石拉丝模坯料、切削刀具用复合超硬材料,主要应用于石油、天然气、煤田地 质钻探;拥有行业内最齐备、最先进的生产设备和检测仪器,是目前世界最大 PDC 供应商 之一。
三磨所主要产品涵盖:(1)半导体领域,半导体封装用超薄切割砂轮和划片刀等;(2)汽 车领域,内圆磨削用超硬材料砂轮等;(3)LED 领域,金刚石微粉等;(4)光伏领域,光 伏用砂轮等;(5)制冷、工具、行业专用设备等领域,CNC 工具磨床配砂轮等;(6)消费 领域,CVD 法培育钻和六面顶压机等;(7)石油、天然气、煤田地质钻探领域,主要是新 亚公司的业务,金刚石复合片及锥齿、金刚石拉丝坯料、切削刀具用复合超硬材料等。

3.2 半导体国产替代正当时,有望快速放量
晶圆在封测前道工序中,需经过贴膜-研磨-划片切割等工序。一个晶圆要经历三次的变化 过程,才能成为一个真正的半导体芯片:首先,是将块儿状的铸锭切成晶圆;在第二道工 序中,通过前道工序要在晶圆的正面雕刻晶体管;最后,再进行封装,即通过切割过程, 使晶圆成为一个完整的半导体芯片。在封装工序中,会把晶圆切割成若干六面体形状的单 个芯片,而把晶圆板锯切成独立长方体的过程通常用到划片刀,它对于芯片的质量和寿命 有直接的影响。在切片前,晶圆的边缘和表面会进行抛光,这一过程通常会研磨晶圆的两 面,研磨晶圆背面的背面研磨工序,能去除在前端工艺中受化学污染的部分,并减薄芯片 的厚度。此外,为了保护晶圆在切割和研磨过程中免受外部损伤,事先会在晶圆上贴敷胶 膜。
我国半导体封装划片刀和砂轮等耗材市场进口替代大。目前晶圆划片刀市场主要被日本 Disco、美国 K&S 以及韩国等供应商占领,高端划片刀几乎被日本 Disco 所垄断,其在国 内市场的占有率为 80%-85%。2021 年,Disco 耗材收入约 5.21 亿美元,假设其全球市占 率约 70%,则全球市场封装领域划片刀和砂轮等耗材市场规模约 7.44 亿美元。假设 Disco 来自中国大陆地区收入比重约 30%,则其在中国大陆 2021 年耗材营收为 1.56 亿美元;按照 Disco 在中国大陆市占率为 80%,则 2021 年,中国大陆地区晶圆划片刀和砂轮等耗材 市场规模约 1.95 亿美元。因此,晶圆划片刀和砂轮属消耗品,我们估计,2022 年我国大 陆地区晶圆划片刀和砂轮市场规模约 20 亿元。

三磨所半导体封装领域已实现突破,有望进入快速放量期。在半导体领域,三磨所提供的 产品主要有半导体封装切割砂轮、划片刀、硅片减薄砂轮、陶瓷吸盘、UV 膜等。对华天科 技、长电科技、通富微电、日月光、中芯国际下属子公司等企业主要供应的是半导体封装 切割砂轮和划片刀产品。2020 年以来,半导体领域国产替代进程加速,三磨所半导体领域 业务实现了大幅增长,进入快速放量期,远期进口替代空间值得期待。
3.3 公司 CVD 法金刚石持续投入,培育钻石率先放量
金刚石是目前已知硬度最大、导热性能最好、压缩率最低、透光波段最宽、声速传播最快 的材料。除了在机械加工领域外,其在电学、光学、热学、声学等诸多方面也具有十分独 特的优异性能,未来将广泛应用于新一代信息技术、生物技术、新能源、新材料、高端装 备、新能源汽车、绿色环保以及航空航天、海洋装备等战略性新兴产业中。在金刚石功能 化应用最为成熟的培育钻石领域,随着其在珠宝首饰领域逐步得到认可,市场被逐步打开。 培育钻石制备方式主要有高温高压法(HTHP)和化学气相沉积法(CVD)两大类生产方法。 高温高压法中,金刚石和培育钻石合成原理和方法有所差异,但是在工艺流程上基本相同。 目前国内培育钻石主要采用高温高压法(HTHP)生产,主要用到六面顶压机设备。在钻石 合成方面,基于现有技术条件,高温高压法(HTHP)合成培育钻石以塔状为主,生长速度 快、成本低、纯净度稍差,但综合效益具有优势,特别是在 1-5ct 培育钻石合成方面具有 明显优势;化学气相沉积法(CVD)合成培育钻石呈板状,颜色不易控制、培育周期长、 成本较高,但纯净度高,较适宜 5ct 以上培育钻石合成。
金刚石材料是高热流密度器件散热最佳的热管理材料,目前在实现金刚石在上述领域应用 的核心生产技术就是 MPCVD 技术。目前国外金刚石散热材料在半导体器件的应用已突破实 验室阶段,如 2020 年 E6 公司发布了金刚石 ASIC 芯片散热技术的成功应用案例,应用于 ASIC 芯片的多晶金刚石散热效果显著优于传统的 CMC 散热,并于 2021 年向美国和欧洲市 场推出了型号 TM100、TM150、TM180、TM220 系列多晶金刚石和单晶金刚石散热产品。国 内金刚石散热材料在高热流密度器件散热中尚未实现成熟应用,其主要原因在于国内在金 刚石制备及应用中仍存在较大的技术壁垒,金刚石晶体的生长速度低、生长面积小、制备 成本较高、生长缺陷密度高、大尺寸金刚石片加工难度大、表面粗糙度大、难以直接键合 等问题是制约金刚石制备技术发展以及金刚石在半导体器件散热应用中的最大障碍。目前 国外如美、日、德等国家对 MPCVD 设备的研发起步较早,高功率 MPCVD 设备制备技术已相 对成熟,设备性能稳定可靠,同时在 MPCVD 法合成单晶/多晶金刚石的基础研究方面也有 着较为丰富的研究成果,部分产品已实现商业化;国内在 MPCVD 关键装备自主开发、沉积 面积、金刚石尺寸、缺陷密度、热性能等重要性能指标上与国外存在较大的差距。
公司新型高功率 MPCVD 法大单晶金刚石项目持续投入。公司自 1963 年国内第一颗人造金 刚石诞生于公司起,一直引领着国内超硬材料及制品行业的发展。公司于 2016 年 8 月立 项实施新型高功率 MPCVD 法大单晶金刚石项目,在 2018 年在正式开始产线的建设工作, 目前已建成年产 30 万片 MPCVD 法大单晶金刚石生产线。2022 年 12 月,公司发布定增预 案,拟募集资金总额不超过 2.83 亿元(含)投建新型高功率 MPCVD 法大单晶金刚石项目 (二期),项目建成后,将新增大单晶金刚石 60 万片/年的产能、超高导热单晶/多晶金刚 石材料 5 万片/年的产能。三磨所在培育钻石业务领域主要有两类业务:(1)对外销售锻 造六面顶压机。近几年三磨所向市场推出了锻造六面顶压机,与铸造六面顶压机比,锻造 六面顶压机使用寿命更长,效率更高。2022 年底公司六面顶压机的产能实现 400-450 台。 (2)采用 CVD 技术培育原钻。培育钻石市场率先放量,公司计划加快该项目的实施进度, 预计今年年底公司 MPCVD 设备将达 150 台。因此,我们预计公司培育钻石业务有望成为公 司稳定的增长点。
1、轴承业务:主要包含特种轴承、风电轴承、机床轴承等。特种轴承主要受益于我国航 空航天的发展,预计 2022-24 年收入增速 25%、25%、25%;风电轴承领域,公司今年预计产 能翻倍提升,预计公司 22-24 年收入增速分别为 113%、171%、43%。其余机床轴承、盾构 机等轴承总体保持平稳,因此公司轴承业务板块 2022-24 年收入增速分别为 24.34%、 34.49%、23.79%。虽然 2022 年以来钢材价格开始有所回落,考虑到公司风电轴承近几年 属于投入期、毛利率水平较低,因此预计整个轴承板块 2022-24 年毛利率分别为 38.00%、 34.50%、33.50%。
2、磨料磨具业务:主要包含半导体领域、汽车领域、LED 领域、六面顶压机、CVD 培育钻 石、新亚公司等,其中半导体领域、六面顶压机和培育钻石是重要业务。半导体领域公司 主要是国产替代,预计 2022-24 年收入增速为 43%、30%、27%;六面定压机公司受制于产 能,目前总体产能有限制,预计 2022-24 年收入规模保持稳定。其余领域预计保持 15%的收入增速,综上,预计公司 2022-24 年磨具磨料业务板块收入增速为 16.15%、11.98%、 18.97%。毛利率总体平稳,预计 2022-24 年磨具磨料毛利率为 37.00%、37.00%、37.00%。
3、贸易板块:总体毛利率比较低,预计 2022-24 年公司收入总体保持 5%的增长,毛利率 保持 6%。
综上,我们预计公司 2022-24 年收入 37.41、42.77、48.92 亿元,收入增速分别为 12.40%、 14.32%、14.38%。
(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。)