2024年航宇科技研究报告:深耕航发环锻件供应,供需共振提供新动能

1.航空发动机环形锻件核心供应商,业绩快速增长

1.1 深耕环锻领域,管理层及核心人员产业背景丰富

贵州航宇科技发展股份有限公司成立于 2006 年 9 月,是一家主要从事航空难变形金 属材料环形锻件研发、生产和销售的国家高新技术企业。2021 年,公司成功登陆科 创板,成为贵州省首家科创板上市企业。 航宇科技主要从事航空难变形金属材料环形锻件研发、生产和销售的高新技术企业, 主要产品为航空发动机环形锻件。此外,公司产品亦应用于航天火箭发动机、导弹、 舰载燃机、工业燃气轮机、核电装备等高端装备领域。公司采用航空难变形金属材料 组织均匀性控制技术、大型复杂异型环件成形成性一体化轧制关键技术等核心技术, 实现对高温合金、钛合金等航空难变形金属材料的稳定精确轧制成形,获得精确的形 状尺寸(成形)和满足目标要求的组织性能(成性)。

公司控股股东为山东怀谷企业管理有限公司,实控人为张华。截至 2023 年 11 月 15 日,山东怀谷企业管理有限公司(原称“百倍投资”)持有发行人占公司股本总额的 比例为 22.03%,为公司的控股股东。董事长张华直接持有公司 3.21%的股权,同时 持有山东怀谷企业管理有限公司 54.55%的股权,通过直接持有及间接控制的方式, 合计控制发行人 25.28%的股权,为公司的实际控制人。

公司核心技术人员和主要管理团队具有丰富的行业经验。公司核心技术人员张华先 生、卢漫宇先生、吴永安先生、王华东先生均具有长期的技术研发和创新经验,同时 公司又培养了以杨家典先生为代表的一批青年技术人员。公司技术研发团队长期从 事国内外先进航空发动机环形锻件的研制工作,积累了丰富的产品开发和工艺研究 经验。

拥有多项核心技术优势,整体研发实力及核心技术具有较强竞争力。公司专业从事 航空难变形金属材料环形锻件的研发、生产和销售,经过多年自主技术创新和产学研合作,公司在新材料应用研究、近净成形先进制造工艺研究、数字仿真工艺设计制造 一体化应用研究等十项核心技术。

公司被工业和信息化部认定为 2022 年国家技术创新示范企业。截至 2023 年 6 月, 公司已取得 66 项发明专利,其中包括 2 项国际发明专利,公司已 5 次获得中国专利 优秀奖,公司发明专利数量和质量均处于国内同行业前列;公司主持编制了 3 项国 家标准,参与编制了 7 项国家标准;公司为全国锻压标准化技术委员会(SAC/TC74), 参与国家标准编制是公司行业地位和技术工艺水平的重要体现。根据半年报披露,公 司在研项目 9 项,预计总投资规模 2.05 亿元,应用在航空、燃气轮机等方向。

1.2 国内领先的航空航天环形锻件供应商,产品覆盖面广

公司作为国内领先的航空航天环形锻件供应商,现有产品应用于 70 余个航空发动机 型号,涵盖新一代国产军用航空发动机、长江系列国产商用航空发动机、国际主流窄 体、宽体客机新一代航空发动机等国内外先进航空发动机,公司其他锻件产品也可应 用于火箭发动机壳体等航天锻件、燃气轮机锻件、能源装备锻件等。 公司航空锻件以航空发动机锻件为主,也为 APU、飞机短舱等飞机部件提供航空锻 件。公司航空发动机锻件应用于我国预研、在研、现役的多款国产航空发动机,包括长江系列国产商用航空发动机;也用于 GE 航空、普惠(P&W)、赛峰(SAFRAN)、 罗罗(RR)等国际航空发动机制造商研制生产的多款新一代商用航空发动机。公司 航天锻件主要运用于运载火箭发动机及导弹系统,包括用于连接航天装备各部段的 各类筒形壳体。公司燃气轮机锻件产品主要应用于驱逐舰、护卫舰等舰载燃气轮机及 工业燃气轮机,包括国产先进舰载燃机、国产重型燃气轮机、国际先进的工业燃气轮 机。公司能源装备锻件主要为生产锂离子电池的基本材料电解铜箔装备的钛环/阴极 辊、风电装备的各类轴承锻件。

公司主要采购原辅材料包括高温合金、钛合金、结构钢、铝合金、不锈钢等原材料。 高温合金和钛合金作为主要原材料,采购占比合计超出 80%。2022 年公司采购前五大供应商分别为宝钛股份(钛及钛合金的生产、加工和销售)、北京海源通航科技有 限公司(金属产品供应服务商,产品涉及各种有色、黑色及贵重稀有金属)、ATI SPECIALTY MATERIALS(ATI,全球特种材料公司,产品包括高性能材料和组件以 及先进合金)、抚顺特钢(主营业务为特殊钢和合金材料的研发制造)和 Precision Castparts Corp(PCC,全球性的多元化复杂金属部件和产品制造商,产品包括熔模 铸件、翼型铸件、锻造部件、航空结构件等)。其中宝钛股份供应采购占比超出 20%, 其余四家维持在 10%左右水平,前五大供应商占比 58.58%。

1.3 供需共振驱动业绩增长,公司经营稳步向好

2022 年营收、归母净利润双高增速。根据 2022 年年报,公司实现营业收入 14.54 亿元,较上年同期增长 51.49%;归属于上市公司股东的净利润 1.83 亿元,较上年 同期增长 31.99%。公司国内外航空、国内能源装备领域等下游行业市场需求旺盛, 销售订单增加,经营规模扩大,同时,加强内部精益管理,实现了营业收入及净利润 的稳步增长。 2023 年前三季度,公司实现营业收入 17.11 亿元,同比增长 72.75%;归母净利润 1.67 亿元,同比增长 24.47%。剔除股份支付的影响后,前三季度公司实现归母净利 润为 2.29 亿元,较上年同期增长 50.42%。公司积极开拓市场,推进技术创新提升 产品竞争优势,得到客户充分认可,实现销售订单增加;同时,随着子公司德兰航宇 全面投产,产能逐步释放,公司整体生产能力得以稳步提升,实现产品销量增长。 公司下游市场继续呈现良好景气度,为提升公司高质量发展提供动力。国内军品市 场客户的订单需求持续上升、民品市场尤其是新能源领域订单饱满,国内市场处于整 体稳定增长的局面,2023 年上半年境内主营业务收入 8.89 亿元,较上年同期增长 85.20%,占公司报告期主营业务收入比例为 78.32%;国际市场业务持续恢复向上, 境外主营业务收入实现 2.46 亿元,较上年同期增长 90.69%,占公司报告期主营业 务收入比例为 21.68%。

公司营业收入的增长主要来源于航空,能源市场增速超过 200%。2023 年 H1,公司 核心业务板块航空锻件业务继续保持增长态势,航空锻件/航天锻件/燃气轮机/能源锻 件营收 8.34 亿元、0.52 亿元、0.56 亿元、1.82 亿元,同比+80.65%、-4.09%、 +113.44%、+203.52%,公司能源装备锻件增速最快主要受益于下游锂离子电池装备 和风电市场需求旺盛。

毛利率稳步增长,控费能力加强。2018-2022 年,公司毛利率稳步增长,由 22.50% 增长至 32.09%。同时,期间费用率小幅增长至 14.92%。公司于 2022 年实施了两次 股权激励计划,2023 年 H1 计提股份支付费用 5030 万元,公司预计 2023 全年股份 支付费用为 8527 万元。2023 年前三季度,公司实现销售毛利率 27.56%,较同期 减少 6.31 个百分点,实现销售净利率 9.75%,较同期减少 3.80 个百分点;期间费用 率为 12.65%,较同期减少 2.13 个百分点。受近期下游需求节奏变化影响,叠加德 阳工厂投入使用导致公司毛利率、净利率出现下滑,剔除股份支付费用的影响后对应 净利率较同期仅下降 1.98 个百分点至 13.37%,公司盈利能力依然稳定。

环锻件供应订单逐年增长,公司产能极致利用。2020 年、2021 年和 2022 年公司锻 件实际产量分别为4,478.86吨、6,299.70吨和8,240.02吨,年复合增长率约35.64%, 下游需求旺盛。2020-2022年度公司产能利用率分别为86.86%、91.03%和104.81%。

加强市场营销的深度和广度,继续拓展国际航空发动机客户长协业务。公司坚持境 内与境外航空市场“两翼齐飞”的市场策略,聚焦客户需求,一方面扩大境内市场参 与研制工作的机型数量,持续提高批产型号的数量和规模;另一方面在境外市场抓住 机会扩大既有机型的市场份额,并积极推动与下游终端客户签订更多新型号的长期 协议,扩大市场份额,力争公司航空难变形金属材料环锻件研制规模、水平位居全球 业界前列。公司在手订单持续增长,截至 2022 年末、2023 年上半年末、2023 年 9 月末,公司在手订单总额分别为 20.26 亿元、20.68 亿元、23.14 亿元。

1.4 连续两次股权激励彰显公司经营信心,募投项目逐步落地提升产能

2022 年,公司实施了两期股权激励,激励对象包括公司管理层、核心技术人员及各 业务部门的核心骨干员工,2022 年确认股份支付费用 4831 万元,预计 2023、2024 及 2025 年将分别确认股份支付费用 7571 万元、2946 万元及 880 万元。公司进一 步建立、健全公司长效激励机制,吸引和留住优秀人才,增强公司骨干人员稳定性。

管理层对公司经营充满信心,考核业绩预期提升。二期股权激励计划与一期相比,授 予数量从 200 万股提高到 335.67 万股,2023 年和 2024 年度的业绩考核指标触发 值和目标值均有上调,2023 年、2024 年公司扣非净利润目标值从 2.01、2.48 亿元 提升至 2.20、2.70 亿元,公司对业绩增长期望良好。 募投项目逐步落地,产能料将大幅提升。截止 2022 年底,德兰航宇产线基本建成, 设备均已到位,完成了绝大部分生产设备的安装调试,同步开展生产经营所需资质认 证及审核工作。2023 年 1-9 月德兰产线的实际产能利用率达 63%,新产线智能化、 自动化生产有望提高劳动生产效率,提升公司盈利能力。2023 年公司将按计划推动 贵阳沙文项目建设,预计总投资 12 亿元,建设 3 条环锻生产线、2 条热处理生产线 和 2 条机加工生产线,届时公司将进一步提升环锻及下游加工能力,深化贵阳地区 生产配套能力。 2023 年 11 月,公司发布发行可转债募集资金进展,公司拟募集资金 6.9 亿元用于 航空、航天用大型环锻件精密制造产业园建设项目。在前次募投项目的基础上,本次 募投项目可进行复杂异形环类零件的轧环形状在线测量及设备运行自适应控制研究, 建立轧制过程中椭圆纠偏测量与伺服控制系统、抱辊压力及位移的随动控制系统、异 形环件填充状态监测及锥辊位移随动控制系统,实现对环件制造的高精度及高质量轧制。预计将新增特种合金精密环锻件的生产能力 3,000 吨/年。

2021 年公司 IPO 募投项目“航空发动机、燃气轮机用特种合金环锻件精密制造产业 园建设项目”于 2023 年 1 月达到预定可使用状态。本次可转债发行募资完成后,公 司特种合金精密环锻件合计产能 17055.13 吨(假设 IPO 募投项目完全达产计算), 较募投项目实施前产能扩张幅度 33.35%。

2023 年 3 月公司竞拍取得航发动力子公司黎阳动力持有的黎阳国际 5.84%股权,成 为其第六大股东。黎阳国际主要从事国内外航空航发零部件转包生产,其民用航空飞 机产品制造业务包括民用航空发动机核心机零部件、飞机短舱零件等,目前主要客户 有斯奈克玛、GE 航空、柯林斯航空、美国联合技术航空航天系统公司、美国哈里伯 顿、英国罗尔斯-罗伊斯、美国通用电气石油天然气集团旗下意大利新比隆公司、中 国商发、华为等。

2.下游领域全面开花,行业景气稳步向上

环形锻件是航空发动机的关键锻件,采用辗轧技术成形的环件具有组织致密、强度 高、韧性好等优点,是铸造或其他制造技术所不能替代的。环形锻件的性能和质量在 相当大的程度上决定着航空关键构件的使用性能和服役行为,环形锻件的组织性能 往往直接关系到飞机的使用寿命和可靠性。航空发动机的压气机机匣、涡轮机匣、结 合环、安装边、封严环和环状火焰筒等环形锻件主要采用价格昂贵的高温合金和钛合 金制造。

辗环是连续局部塑性成型工艺,是轧制技术和机械制造技术的交叉与结合。与传统的 自由锻工艺、模锻工艺等相比,辗环可大幅度降低设备吨位和投资,具有振动冲击小、 节能节材、生产效率高、生产成本低等显著优点,属于无缝环件的先进加工技术,在 航空、航天、船舶、电力、石化以及其他机械等诸多工业领域日益得到广泛应用。主 要工艺分为马架扩孔、径向制、轴向轧制和胀形工艺四种成形方法。马架扩孔适用于 小型、精度不高的环件轧制也常用于大型环件制坏中,径轴向轧制是在径向轧制上的 改进,是当今大型环锻件轧制最常用的方法,其具有良好的塑性成形优势,胀形工艺 常用于环件轧制完成后的整圆和残余应力均化处理。

2.1 军机列装叠加民机放量,航发升级带动航空锻件需求

航空难变形金属材料环形锻件主要应用于航空发动机的风扇、压气机、涡轮和燃烧室 等四大部件中。按照安装位置和功能可以分为机匣、安装边、封严环、各类支承、承 力环、壳体等部件,主要起包容、连接、支撑、密封等作用,是航空发动机中的重要 零部件。

航空难变形金属材料环形锻件领域的发展主要呈现以下趋势: 1)在航空环锻件材料冶炼环节,不断开发耐高温、变形抗力更强的合金材料以满足下 一代航空发动机的要求; 2)在航空环锻件设计环节,使用更多镍、钴基高温合金,新型钛合金以确保对高温、 高压等极端环境的更强耐受能力; 3)在航空环锻件制造环节,要求航空环锻件产品尺寸范围更大、形状更加复杂,航空 环锻件产品加工难度持续增加。

航空发动机被称为飞机的“心脏”,航空发动机环形锻件工作条件恶劣,具有高温、 高压、高腐蚀等特点。发动机机匣长时间承受 50-60 个大气压而不能变形和损坏,相 当于蓄水 175 米的 2.5 个长江三峡大坝所承受的水压。航空发动机零部件工作时间 通常在 3000 小时以上,因此要求航空发动机环形锻件在整个寿命期内要有足够的强 度、刚度和稳定性。

地缘政治紧张将呈常态,叠加大国之间的政治博弈,刺激我国军费增长。《“十四五” 规划和 2035 远景目标建议》中提出,“十四五”我国要加快武器装备升级换代,同 时加快关键技术的突破,提出三化融合向智能化武器发展,加速战略性、颠覆性装备 和技术的发展同时 2027 年实现建军百年奋斗目标,加快武器装备现代化。根据《新 时代的中国国防》,按照空天一体、攻防兼备的战略要求,加快实现国土防空型向攻 防兼备型转变,提高战略预警、空中打击、防空反导、信息对抗、空降作战、战略投 送和综合保障能力,努力建设一支强大的现代化空军。 随着军机换装列装提速,再叠加发动机国产化比例不断提高,我国军用发动机行业 将迎来快速发展时期。我国军机总量较美国差距较大,且战斗机多以三代、三代半战 机为主,四代机数量较少,未来急需列装大量先进战斗机以实现我国国防和现代化空 军建设的战略目标。根据《World Air Forces 2023》统计,我国目前共有 3,285 架军 机,位列全球第三位,落后于美国(13,247 架)和俄罗斯(4,173 架)。预计“十四 五”期间,我国军费支出重点将继续向武器装备倾斜,武器装备采购投入增速有望持 续高于军费增速。

航空发动机是飞机的“心脏”,长时间在高温、高压、高负载、高运转的极端特殊环境下工作对发动机损耗较大,因此发动机零部件维修和更换需求强烈。一方面,军机 列装总量的提升扩大维修换发市场需求;另一方面,高强度的常态化练兵备战训练, 大大缩短了装备的维修周期。军机列装、常态化实战训练、高价值量占比三重驱动维 修换发市场容量提升,相应配套锻件市场广阔。 在我国 2035 年基本实现国防和军队现代化目标下,我国歼 20、运 20、直 20 等机 型加速列装,军机已经进入“20”时代。随着“十四五”期间军机数量提升与先进型 号迭代需求,航空发动机批产需求将迅速释放,航发产业链配套零部件市场将快速 扩展,航空环形锻造市场或将在此机遇下迎来放量增长的黄金阶段。 民机放量在即,锻件需求快速扩展。国内商用航空发动机环形锻件市场主要源于国产 商用航空发动机研制的锻件产品需求,中长期市场增长主要依托于 C919 等国产商 用客机的规模化交付以及国产商用客机的航空发动机国产化替代,商用航空发动机 市场未来增长潜力巨大。

目前世界民用航空发动机市场主要被 GE 航空、罗罗(RR)、普惠(P&W)三大航空 发动机制造商垄断,其余市场基本由上述三家的合资企业 CFM(GE 航空与赛峰 (SAFRAN)合资)、IAE(普惠(P&W)、MTU 合资)、EA(GE 航空、普惠(P&W) 合资)占据。除三大航空发动机生产商之外,赛峰(SAFRAN)、MTU、霍尼韦尔 (Honeywell)等处于航空发动机领域第二梯队,其中赛峰(SAFRAN)主要通过合 资公司 CFM 参与 LEAP 系列等发动机的研制、生产和销售;MTU 在低压涡轮、高 压压气机方面拥有一定技术优势,通过与 GE 航空、普惠(P&W)合作参与 GEnX、 GE9X、V2500、GTF 等系列航空发动机的研制与生产;霍尼韦尔在公务机发动机及 APU 领域具有一定市场优势。

目前全球商用窄体客机的主流机型为 A320neo 系列(包括 A319neo、A320neo、 A321neo)和 737Max 系列,主要选用 LEAP 发动机以及 PW1100G 发动机,737MAX 和其主要竞争机型 A320neo 系列和国产大飞机 C919 目前均选用 LEAP 发动机,因 此未来 GE 航空、普惠(P&W)、赛峰(SAFRAN)在窄体客机发动机市场仍居于领 先位置。而全球商用宽体客机市场主流机型为 777X(包括 777-8X/9X)、787 和 A350。 其中 777X 将是世界上最大、最先进和效率最高的双发飞机,将搭载目前全球推力最 大的商用航空发动机 GE9X,已在 2020 年实现首飞,未来批量交付将直接带动 GE9X 的订单增长。全球主流宽体客机选用 GE 航空的 GEnX、GE9X 及罗罗的遄达系列发 动机(以 TrentXWB、Trent1000 等),因此未来宽体客机发动机仍主要由 GE 航空、 罗罗(RR)供应。

根据《中国商飞公司市场预测年报(CMF)(2022-2041)》预计,未来二十年,全球航 空旅客转量(RPKs)将以平均每年 3.9%的速度递增(基于全球经济到 2041 年保持年 均 2.6%的增长率),中国航空旅客周转量将以平均每年 5.6%的速度增长。各类型喷 气客机的交付量将达到 42,428 架,总价值约为 6.4 万亿美元,新货机和客改货飞机 交付量为 2,991 架。到 2041 年,全球航空旅客周转量将是 2021 年的 4.4 倍,全球 客机机队规模将达到 47,531 架,是 2021 年机队的 2.3 倍。

根据波音公司发布的《Commercial Market Outlook 2023-2042》,2041 年全球商用 飞机数量为 48600 架,未来 20 年将新增商用飞机约 42595 架(含替代),市场价值 约 8 万亿美元;到 2041 年,大约 42%的新飞机交付给亚太地区的航空公司,其中 中国约占 21%。按照航空发动机占飞机整机价值 20%的比例保守估计,未来 20 年 航空发动机新装市场价值约为 1.6 万亿美元,备用航发市场价值约为 1600 亿美元, 新增航发市场总计约为 1.76 万亿美元。按照航空发动机环形锻件占航空发动机价值 的 6%计算,未来 20 年全球航空发动机环形锻件市场价值约为 1056 亿美元,平均 每年约为 52.8 亿美元。

环形锻件是航空发动机的关键锻件,采用辗轧技术成形的环件具有组织致密、强度 高、韧性好等优点,是铸造或其他制造技术所不能替代的。环形锻件的性能和质量在 相当大的程度上决定着航空关键构件的使用性能和服役行为,环形锻件的组织性能 往往直接关系到飞机的使用寿命和可靠性。环形锻件是否整体、优质、精密化,对飞 机、航空发动机的经济可承受性影响同样十分显著。因此,近似于零件外廓的异形环 件的生产质量和制造技术对于降低发动机研制成本和提高发动机研制生产能力都具 有十分重要的影响。 航宇科技是国内领先的航空发动机用特种合金精密环锻件制造企业。公司主营产品 航空发动机环形锻件作为航空发动机主要部件大量供应国内军用发动机及国外商用 发动机,同时公司也参与长江商用发动机的配套研发工作,助力我国航空发动机产业 的发展。公司部分大型复杂异形环件的整体近净成形技术已达到国际同类先进水平:公司是为新一代窄体客机飞机发动机 LEAP 生产高压涡轮机匣锻件的企业之一,也 是取得授权制造 LEAP 发动机风扇机匣锻件的企业之一。

随着“十四五”期间军机数量提升与先进型号迭代需求,航空发动机批产需求将迅速 释放,航发产业链配套零部件市场将快速扩展,航空环形锻造市场或将在此机遇下 迎来放量增长的黄金阶段。

2.2 国家重大卫星发射任务驱动,航天锻件市场有望受益

航天工业是国家战略性产业,是维护国家主权领土完整和政治安全的重要保障。航 天装备不仅包括了运载火箭、卫星、飞船、空间站、深空探测器等空间飞行器,还包 括弹道导弹以及相关地面设备等众多领域。火箭用锻件产品主要用于运载火箭发动 机机匣、安装边、支座、法兰,运载火箭整流罩、运载火箭外壳、卫星支架等。导弹 用锻件产品主要用于导弹发动机机匣、导弹外壳、环形连接件、装载环等。

国家重大卫星发射任务驱动下,航天锻造市场有望受益。我国商业航天处于发展初 期,国内商业火箭公司尚处于试飞阶段,因此目前国内商业发射主要依靠“国家队”火箭所能提供的“搭车”机会,但这些机会难以满足当前市场需求。国家级重大工程 任务将成为卫星发射的驱动力之一。据《中国航天科技活动蓝皮书(2022)》,2022 年,中国全年完成 64 次发射任务,研制发射 188 个航天器,总质量 197.21 吨居世 界第二位,各项数据均创历史新高。其中,长征系列火箭 53 次发射全部成功,并实 现 128 次连续发射成功。2023 年计划安排 60 余次宇航发射任务,发射 200 余个航 天器,长征系列运载火箭累计发射次数将突破 500 次。 在火箭上,锻件主要用于运载火箭发动机机匣、安装边、支座、法兰,运载火箭整流 罩、运载火箭外壳、卫星支架等。公司航天锻件主要运用于运载火箭发动机及导弹系 统,包括用于连接航天装备各部段的各类筒形壳体。

2.3 船舶动力技术升级,燃气轮机锻件需求旺盛

燃气轮机作为船舶动力装置主要应用于军舰,如护卫舰、驱逐舰、巡洋舰、航空母舰 等。燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转,将燃料的能量转变为有 用功的内燃式动力机械,是一种旋转叶轮式热力发动机。燃气轮机功率密度极大,同 等功率的燃机体积是柴油机的三分之一到五分之一,是蒸汽轮机的五分之一到十分 之一左右,体积小、功率大,同时,燃气轮机还兼具启动速度极快、噪声低频分量很 低等特点,适用于高机动性和反潜作战的要求,因此,燃气轮机是当今军用舰船动力 装置的主流应用与发展方向。由于燃气轮机内部处于高温、高压和高速旋转状态,其 内部众多构件也多采用高强度、耐高温、稳定性强的钛合金和高温合金锻件制造而成。 我国燃气轮机新增装机规模增长迅速。2016 年我国燃气轮机新增装机规模为 4552.61 万千瓦,到 2021 年我国燃气轮机新增装机规模为 10443.49 万千瓦,年复 合增长率达 18.06%。2022 年 11 月,工信部等三部门联合印发《关于巩固回升向好 趋势加力振作工业经济的通知》,巩固装备制造业良好势头。打好关键核心技术攻坚 战,提高大飞机、航空发动机及燃气轮机、船舶与海洋工程设备、高端数控机床等重 大技术装备自主设计和系统集成能力。

燃气轮机工业发电主要有四个用途:一是天然气基荷电站,二是天然气调峰电站,三 是天然气热电联产电站,四是分布式能源。目前世界上具有自主知识产权且能设计制 造重型燃气轮机的仅有美国通用、德国西门子、日本三菱、意大利安萨尔多等公司, 而我国重型燃气轮机行业起步相对较晚,近年来主要依靠技术引进与自主创新相结 合的方式寻求发展与突破。中国动力自研的 25MW 级燃机产品具备国际先进水平, 但公司燃机功率较为单一,难以满足市场的多层次。军用领域,中船动力拥有 6MW、 25MW 燃机成型机组及涡轮增压机组等系列成熟产品,能够满足大中型船舶主动力 需求。 由于燃气轮机内部处于高温、高压和高速旋转状态,其内部众多构件也多采用高强度、 耐高温、稳定性强的钛合金和高温合金锻件制造而成。环形锻件可用于重型燃气轮机 机匣、转动件、密封环、燃烧室、支撑环等部位。

燃气轮机可显著提升舰艇战技指标,伴随海军新型装备需求放量。与船用柴油机相 比,燃气轮机功率密度更高,单位功率重量只有高速柴油机的 1/15 或更小,同时排 放性能及振动噪音控制更佳,低温启动性更好,可显著提高船舶的技术性能和航速, 使其在护卫舰、驱逐舰、巡洋舰、航空母舰等军用舰艇领域中得以广泛应用。我国当前高度重视海军建设,舰载燃气轮机作为新一代大型水面舰艇的主要动力装置有望 伴随我国海军装备扩充需求而进入高速增长期,公司作为配套供应商有望核心受益。 公司燃气轮机锻件产品主要应用于驱逐舰、护卫舰等舰载燃气轮机及工业燃气轮机, 包括国产先进舰载燃机、国产重型燃气轮机、国际先进的工业燃气轮机。未来随着燃 气轮机国产化水平的不断提高以及“两机专项”重大战略的实施,燃气轮机逐步作为 国产军舰的主要动力,特别是未来国产新型驱逐舰的列装叠加护卫舰采用燃气轮机 动力,势必会带动燃气轮机及其零部件市场发展。

2.4 锂电、风电、核电多点开花,能源锻件长坡厚雪

2.4.1 锂电铜箔需求量增加,阴极辊制造技术至关重要

锂电铜箔作为锂离子电池负极集流体,既充当负极活性材料的载体,又充当负极电子 收集与传导体,其作用则是将电池活性物质产生的电流汇集起来,以产生更大的输出 电流。电解铜箔作为电子制造行业的功能性关键基础原材料,主要用于锂离子电池和 印制线路板(PCB)的制作。其中,锂电铜箔由于具有良好的导电性、良好的机械加 工性能,质地较软、制造技术较成熟、成本优势突出等特点,因而成为锂离子电池负 极集流体的首选。2022 年我国电子电路铜箔行业的市场集中度较高,电子电路铜箔 行业前 10 大企业产量占比为 82%。

阴极辊被称为锂离子动力电池用电解铜箔生产的心脏,其质量直接决定电解铜箔的 生产效率、档次和品质。高性能铜箔对于生箔设备中阳极板、阴极辊的材质、设备加 工精度及一致性要求较高。在阴极辊制作中,钛筒体的控制更是重中之重。铜箔是铜 离子在钛筒表面沉积而成,是在阴极辊表面金属晶体结晶形式的延续,铜离子电沉积 在钛晶格上,并由此为形核点,形核生长成铜晶体,长到一定厚度成为宏观上的箔材。 因而,阴极辊表面钛筒宏观上的光洁、均匀、平整等因素以及微观上钛层的晶格大小、 形状排列不同,电化学性质、电极电位和超电压也不同,表现出与电解液中杂质和添 加剂之间的电化学行为也就有所差异。

我国阴极辊长期被外企垄断,铜箔扩产进度缓慢。目前全球 70%以上的阴极辊来自 日本新日铁等日企,订购相关企业阴极辊需提前进行下单排期,下单和产能实现间隔 时间长。目前日资阴极辊企业(主要为新日铁(NSSK)、三船)年产能为 180-200 台 /年(约能满足 6-8 万吨/年的铜箔产能),且未来扩产进度慢,无法满足国内大规模的 铜箔产能扩产需求。国内阴极辊设备企业主要有洪田科技、西安泰金、航天 7414 厂 以及上海昭晟等企业,国内企业近 2 年在铜箔生产设备领域技术进步明显,部分企 业在辊直径、晶粒度以及粗糙度等方面已经获得突破,性能指标直达海外进口设备,且国内设备具有价格低、售后维护方便、供货周期短等优势,目前铜箔企业新建项目 已基本全部采用国产设备。 国产阴极辊制造技术不断推进。2022 年 11 月 19 日上午,西安泰金新能科技股份有 限公司隆重举行了“全球首台 3.6 米直径阴极辊和生箔一体机成功下线”仪式,重磅 发布“高强极薄铜箔制造用大直径高速——3.6 米电解铜箔成套装备”,这是高端电 解铜箔用成套装备上的又一次技术突破,这标志着我国实现掌握了全球最大直径的 阴极辊和生箔一体机成套核心技术,并自主可控。相同条件下直径 3.6m 阴极辊生箔 效率比直径 2.7m 和 3.0m 阴极辊分别提升 36%和 22%左右。航宇科技公司生产的 能源锻件产品主要包括向西安泰金等公司提供的阴极辊锻件产品。

以往受制于阴极辊产能不足等因素,铜箔扩产进度缓慢,目前国内的铜箔生产设备已 打破国外技术垄断,国产设备逐步被应用和验证,加之全球铜箔生产设备供应严重不 足,国产设备替代进口设备空间较大。未来随着新能源汽车渗透率的加速提升,锂电 铜箔需求量急增,电解铜箔制造成套设备也进入高标准、高精度、高效率阶段。阴极 辊作为电解铜箔成套设备的核心部件,也是电解铜箔生产的母体,其品质直接决定 着铜箔品质,预计公司将持续收益。

2.4.2 风电装机规模持续扩大,风电用环锻件需求增加

全球风能产业将保持快速发展态势,中国风电装机容量稳步增长。我国可开发利用的 风能资源十分丰富,在国家政策措施的推动下,经过十几年的发展,我国的风电产业 从粗放式的数量扩张,向提高质量、降低成本的方向转变,风电产业进入稳定持续增 长的新阶段。2022 年全球新增风电装机容量 76.85GW,其中中国新增风电装机规模 居全球第一,为 37.63GW,占全球新增装机规模的 49%。中国风力发电装机规模于 2022 年底达到 365.4GW,同比增长 11.25%。随着清洁能源的不断普及和国家能源 政策的不断加码,中国风电市场的前景将更加广阔,装机容量也将继续稳步增长。

国家能源局印发的《风电发展“十四五”规划》提出:统筹推进陆上风电和光伏发电 基地建设,有序推进海上风电基地建设,加快推动海上风电集群化开发,重点建设山 东半岛、长三角、闽南、粤东和北部湾五大海上风电基地。在国家政策红利的推动下, 我国风电行业发展前景广阔,为上游风电装备及配套锻件行业的发展提供良好的发 展机遇。

风电机组作为风电设备最核心的构成部分,其工作时间长,负荷极重,工作环境恶劣, 所以承力轴承和法兰连接部位需要满足承载大、抗冲击、耐磨耐腐蚀等要求。锻件作 为风电轴承的关键材料之一,承受着极其严苛的工作条件和巨大的负荷,需具备较强 的可靠性。首先,风电锻件需要具备高强度和高韧性,以承受风力机组转子在高速旋 转和不断变化的负荷工况下的振动和冲击载荷。其次,锻件还需要具有良好的耐腐蚀性能和疲劳寿命,以保证其在恶劣环境下的长期使用和安全运行。此外,锻件的尺寸 精度和表面质量也需要符合严格的标准,以保证与其配合的零部件的匹配和运转稳 定性。

2.4.3 核电用环锻件制备难度大,持续受益于市场快速扩容

截至 2022 年底,全球在 33 个国家和地区共运行 422 台核电机组,总装机容量 37831.4 万千瓦。全球在 18 个国家在建 57 台核电机组,总装机容量 5885.8 万千瓦。预计 2022 年全球发电量将达到 2.7 万亿千瓦时,在全球电力结构中的占比约为 9.6%。自 1954 年,全球首台核电机组奥布宁斯克并网以来,全球核电机组总共积累了 19393 堆·年 的运行经验。

三代核电技术已经成为全球主流并网的核电技术,全球首座第四代核电站投入商运。 核电在发电过程中不产生二氧化硫、氮氧化物和烟尘等污染物,二氧化碳的排放量远 低于火电,又兼具高密度能源,单机容量大,电能质量高等特点。2022 年,全球有 6 台核电机组实现首次并网,总装机容量为 788.9 万千瓦,其中 5 台核电机组采用了 第三代核电技术。2022 年,全球有 8 台核电机组实现核岛浇筑第一罐混凝土,正式开工建设,全部采用第三代核电技术,总装机容量 863.7 万千瓦。2023 年 12 月 6 日,国家重大科技专项标志性成果、全球首座第四代核电站——华能石岛湾高温气冷 堆核电站示范工程正式投入商业运行,标志着我国在第四代核电技术研发和应用领 域达到世界领先水平,设备国产化率达到 93.4%。 核电锻件是制造核电设备的重要组成部分,其优异的耐压、耐热性能是保证核电设 备安全稳定运行的基础。核电设备中的压力容器、蒸发器、低压转子等均采用锻件制 造,包括各类阀体、筒体和法兰。航宇科技近年逐步加强核电锻件领域布局,投资研 发核电装备 GH3535 高温合金环轧锻件精密制造技术,提高核电锻件的品质和性能, 与下游客户东方电气、中国科学院上海应用物理研究所开展深度合作。伴随全球清洁 能源市场的不断扩大,核电市场将持续增长,核电锻件业务有望持续受益于市场的快 速扩容。

截至 2023 年 9 月底,我国运行核电机组共 55 台(不含台湾地区),装机容量为 5699 万千瓦,在建核电规模保持全球第一。中国核能行业协会发布《中国核能发展报告 (2023)》显示,预计 2030 年前,我国在运核电装机规模有望成为世界第一,在世 界核电产业格局中占据更加重要的地位。预计到 2035 年,我国核能发电量在总发电 量的占比将达到 10%左右,相比 2022 年翻倍。根据《中国核能发展与展望(2022)》 预计“十四五”期间,我国将保持每年 6-8 台核电机组的核准开工节奏,核电装机规 模将进一步加快扩大,发电量将大幅增加。 航宇科技核电用环件产品主要为各类阀体、筒体和法兰,以耐腐蚀的高温合金锻件为 主,多为高筒薄壁异形环件,轧制过程锥度控制难度大,机械加工精度要求高,下游 客户包括东方电气、中国科学院上海应用物理研究所。

3.核心技术打造公司壁垒,行业竞争格局明晰

3.1 行业集中度高,竞争格局明晰

目前国内航空环锻件的主要竞争者有:安大锻造、派克新材、宏远锻造以及航宇科 技。从境内市场来看,在航空难变形金属材料环形锻件领域,公司的主要竞争对手为 安大锻造、派克新材、陕西宏远航空锻造有限责任公司。安大锻造、陕西宏远航空锻 造有限责任公司作为航空工业体系内的企业,从事航空锻造业务达 50 多年,在境内 军品市场具备更强的先发优势,其中安大锻造是目前国内最大的航空环形锻件生产 企业。

从产品应用领域来看,航宇科技、安大锻造、宏远锻造产品主要应用于航空航天、燃 气轮机等高端市场领域,航空、航天等高端市场领域业务占比相对较高,其中安大锻 造、航宇科技以航空发动机环形锻件为主,宏远锻造以飞机模锻件和航空发动机盘件 为主;派克新材由于进入航空航天等高端市场领域较晚,石化锻件、电力锻件占比较 高。

由于航空航天领域高端客户为保证产品性能、质量和稳定性,通常对供应商采取严 格的资格认证管理,因此获得高端客户的供应商资格是市场地位的重要体现。宏远 锻造主要产品为飞机结构件等模锻件,因此海外市场以国际商用客机客户为主,与安 大锻造、航宇科技、派克新材主要海外客户为航空发动机制造商明显不同。除了空客、 波音两大民用飞机制造商外,宏远锻件还为赛峰起落架公司、霍尼韦尔(Honeywell) 生产飞机起落架、航空发动机盘件。

与境外公司相比,公司等国内航空锻造企业不具备全产业链优势。从境外市场看, CARLTON、DONCASTERS、HWM 等知名锻造企业及所属产业集团,企业发展历 史悠久,资本实力雄厚,工艺水平和技术实力处于国际领先水平。通过多年的产业整 合,这些企业目前基本已形成原材料、熔炼合金、锻造成形、机加、装配等完整的航 空零部件产业链条。航宇科技多年来聚焦于航空发动机等高端装备用高品质环形锻 件领域,已成为世界主流航空发动机制造商在亚太地区的主要环形锻件供应商之一。 同行业公司扩展布局积极,大型环锻件领域产能规模快速释放。近年来,国内航空航 天锻件领域的主要企业纷纷在资金、技术、人才等方面加大投入,并在近几年持续投 建项目以提升竞争力。

作为高端制造工艺,锻造行业处于高端原材料与高端装备制造业的中游,上游的原材 料发展政策、下游国防军工、航空、航天、船舶、电力(风电、核电、火电)、石化、 汽车等制造业均为决定国民经济发展水平的重点高端制造行业。环锻属于高端锻造 工艺,主要应用于航空发动机、航天装备,随着我国军用飞机和发动机的列装、民用 航空发动机国产化以及航天事业的快速发展,未来我国环锻件市场有望提速发展。同 时随着军民结合、寓军于民的武器装备科研生产体系建设进一步推进,锻造行业市场空间将进一步打开。

3.2 行业进入壁垒高,成熟技术经验保驾护航

进入壁垒高,国内仅有少数企业能够进行高性能、高精度环形锻件产品的研制生产。 航空难变形金属材料环形锻件终端应用领域主要为高端装备制造业,如航空航天、燃 气轮机、能源装备、兵器装备等。这些行业对其产品的原材料和零部件均有严格的市 场准入政策和质量认证标准。如生产军用锻件产品必需取得军品相关资质,并进入中 国航发下属主机厂的供应商体系;为境外航空客户提供产品,一般需取得 AS9100D 国际航空航天与国防组织质量管理体系认证及 NADCAP 美国航空航天和国防工业 对航空航天工业的特殊产品和工艺认证,并取得 GE 航空、普惠(P&W)、罗罗(RR) 等航空发动机客户的特种工艺认证,方能向客户供应产品。

在国际商用航空发动机市场,从初期接触到通过终端客户的资格认证,通常需要 3- 5 年。在通过了客户的资格认证后,下游客户还会通过单件首件包审核等方式逐步考 察供应商的持续供货能力和质量保证能力,之后才会与供应商就部分航空发动机型 号签订长期协议,长协签订后一般 1-2 年实现长协项目产品的批量交付,全过程周期 较长。

公司目前已取得从事军品相关资质、AS9100D 国际航空航天与国防组织质量管理体 系认证、NADCAP 美国航空航天和国防工业对航空航天工业的特殊产品和工艺认证 (热处理、锻造),以及 GE 航空、赛峰(SAFRAN)、罗罗(RR)、普惠(P&W)、 MTU、霍尼韦尔(Honeywell)、中国航发商发等知名客户的供应商资格认证,在行 业内具有较为明显的优势。 经过验证的成熟生产工艺是该行业的主要技术壁垒之一。难变形材料锻造难度大, 对锻造工艺和热处理工艺都有非常严格的要求,生产过程必须严格控制各项工艺参 数,形成配套完整的控制体系和控制规范,才能使产品的性能指标达到使用要求。因 此锻造企业取得这些工艺参数和形成有效的控制体系,不但需要具备深厚的材料和 锻造理论知识,而且需要进行大量的反复计算分析、工程试验验证和长期的工程实践。 人才优势是公司在技术创新方面不断取得突破的重要保障。公司核心技术人员和主 要管理团队具有丰富的行业经验,能够基于对行业发展的深刻认识,结合公司技术特 点和技术水平,把握行业技术发展趋势,及时、高效地制定公司的发展战略和技术发 展方向。

新一代的难变形材料、轻质合金、复合材料应用步伐加快,制造工艺从单一学科向多 学科交叉方向发展,环件制造技术向着大型化、精密化、数字化等方向发展,绿色制 造发展趋势下,发展先进材料精密成形制造工艺的重要性日益突出。从具体的环节 而言,在航空环锻件材料冶炼环节,不断开发耐高温、变形抗力更强的合金材料以满 足下一代航空发动机的要求;在航空环锻件设计环节,使用更多镍、钴基高温合金, 新型钛合金以确保对高温、高压等极端环境的更强耐受能力;在航空环锻件制造环节, 要求航空环锻件产品尺寸范围更大、形状更加复杂,航空环锻件产品加工难度持续增 加。

3.3 下游客户资源优质稳定,公司预期业绩重要保障

下游客户的供应商选择具有稳定性、排他性。航空锻件主要应用在航空航天等高温、 高压或耐腐蚀等极端恶劣条件下,产品的性能稳定性和质量可靠性是客户最先考虑 的因素,因此客户选定供应商后,就不会轻易更换;在既定的产品质量标准下,客户 更换零部件供应商的转换成本较高且周期较长,若锻件研制企业提供的产品能持续 符合客户的质量要求标准,下游客户将与其形成长期稳定的合作关系,一旦形成了稳 定的合作关系,一般不会轻易改变,因此客户与锻件研制企业的合作关系能够保持长 期稳定,且具有一定的排他性。

优质的客户资源是实现预期收益的重要保障。目前公司的客户群主要分为两大类:境 内客户和境外先进装备制造商。境内客户以中国航发、中航工业等大型航空军工集团 下属单位为主,境外市场主要终端客户为 GE 航空、普惠(P&W)、罗罗(RR)、赛 峰(SAFRAN)、霍尼韦尔(Honeywell)、MTU 等国际知名航空发动机制造商。优质 的客户资源和产品布局为公司产品生产提供了充分的消化空间,为公司预期收益的 实现提供了重要保障。

航宇科技主要产品为航空发动机用环锻件,向中国航发的销售比例超过总额的 50%。 我国航空发动机制造产业主要由中国航发主导,公司下游客户集中度较高是行业特 点的体现,具有商业合理性,公司的直接客户为中国航发各下属单位,公司不存在向 中国航发单个下属单位的销售额超过总额 50%的情况。同时,公司与西北有色金属 研究院、Pratt & Whitney Group 等保持合作。


(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。)

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