2024年国光电气研究报告:特种微波器件核心供应商,核工业设备打开第二增长曲线

1 特种微波器件领军者,营收业绩持续高增

1.1 六十余载深耕行业,铸就国内微波电真空器件龙头

成都国光电气股份有限公司是国内专业从事真空及微波应用产品研发、生产和销售的 高新技术企业。公司是我国“一五”时期前苏联援建的国家 156 项重点建设项目之一,成 立至今已拥有超过 60 年的微波器件研制生产经验。公司坚持以微波、真空两大技术路径为 主线,研发生产出了行波管、磁控管、充气微波开关管、微波固态器件、核工业设备、压 力容器真空测控组件等产品,并广泛应用于航空、航天、核工业、新能源等领域。 公司经历了微波电真空技术起步与突破、微波和真空业务拓展以及核工业、新能源安 全储运领域快速发展的三大阶段。1)1956-1980 年,公司专注于服务军品装备配套,主要 产品包含行波管、磁控管、速调管等电真空特种器件,在微波电真空器件领域积累了雄厚 的技术基础。2)1980-2000 年,公司利用多年军工技术积累发展了多项民用产品和产业, 形成了以微波和真空为主线的产品架构。3)2000 年至今,公司经历了股份制改革,在军 品方面形成了微波电真空器件和微波固态器件共同发展的局面;在核工业和新能源领域, 承接了多项国家重点项目;在民品行业,真空开关、民航机载产品得到广泛的应用。

公司股权结构稳定,张亚、周文梅为实际控制人。截至 2023 年三季报,公司第一大股 东为新余环亚,持股比例 50.79%,张亚、周文梅分别持有新余环亚 80%和 20% 的股权,两 人系配偶关系,为公司实际控制人。国之光为公司第二大股东,系公司员工持股平台,持 股比例 9.37%,该有限合伙企业的有限合伙人均为公司员工。目前公司持股 50%以上子公 司共 2 家,其中成都迈威为全资子公司,主要负责微波固态器件的研发及生产。

1.2 聚焦微波器件核心主业,产品品类不断扩展

公司产品主要分为微波器件、核工业设备及部件和其他民用产品三大类别: 1)微波器件:微波器件产品包括微波电真空器件和微波固态器件,公司是国内最早同 时从事电真空和固态两种微波器件研制生产的厂家,并拥有三条军用电子元器件生产线 (GJB 生产线)。其中微波电真空器件包括行波管、磁控管和充气微波开关管等产品,微波 固态类产品主要包括开关矩阵、变频组件、射频模块等微波器件/组件和微波分机类产品。 2)核工业设备:公司的核工业设备及部件产品主要包括 ITER 配套设备、核工业领域 专用泵以及阀门等。其中 ITER 配套设备包括偏滤器、ITER 屏蔽模块热氦检漏设备、ITER 包层第一壁板(FW)、ITER 工艺设备等。 3)其他民用产品:在民品领域,公司的核心产品是用于压力容器行业的真空测控组件。 此外,基于先进的真空技术和长期的真空产品研制经验,公司生产的其他民用产品主要包 括真空开关及灭弧室、民航餐车以及真空存储柜、真空工业炉等真空设备。

从营收端看,公司营收以微波组件为主,占比 53%。自设立以来公司产品主要以军品 为主,随着 ITER 配套产品和压力容器真空测控组件等民品的推出,公司民品销售收入逐 渐提高。2022 年,公司微波组件、核工业设备、其他民用产品营收占比分别为 53%、40%、 6%。随着 ITER 项目进入工程化阶段,以及国内新一代核聚变装置项目的不断推进,公司 核工业设备营收占比从 2018 年的 5%快速提升到 2022 年的 40%,持续打开公司成长新空 间。

从利润端看,公司微波组件业务贡献主要毛利,占比 66%。2022 年,公司微波组件、 核工业设备、其他民用产品毛利占比分别为 66%、31%、2%,微波组件仍是公司最重要的 利润来源。从利润率来看,公司微波组件毛利率较高,2022 年达 43.65%,核工业设备、其 他民用产品毛利率分别为 26.84%、11.82%。近年来公司产品毛利率整体稳中有升,2022 年 受行业影响有所下降,随着公司新品类逐渐成熟、规模效应不断显现,未来仍有提升空间。

1.3 营收利润快速增长,盈利水平保持高位

近年来公司营收利润保持快速增长,2018-2022 年公司营收、归母净利复合增速分别为 25%、72%。2022 年公司实现营收 9.11 亿元,同比增长 54%,实现归母净利 1.66 亿元,同 比增长 1%,营收增长高于利润增长主要系产品销售结构变化、研发投入增长及军品税改等 影响所致。2023 年前三季度,公司实现营收 5.78 亿元,同比下滑 19%,实现归母净利 0.54 亿元,同比下滑 58%,主要因为 23 年军工行业中期调整订单推迟及微波器件部分型号阶梯 降价所致。

公司近年来盈利能力有所下滑,期间费用稳中有降。2022 年公司毛利率、净利率分别 为 35.0%、18.2%,分别同比下降 14.76、9.71pct,主要系产品结构变化及部分产品阶梯降 价所致。费用端,2022 年公司销售费用率、管理费用率、研发费用率、财务费用率分别为 1.4%、6.6%、4.9%、-1.9%,整体期间费用率为 11.0%,同比下降 5.8pct,主要系公司持续 推进降本增效、生产效率提升所致。

2 微波器件:受益低轨卫星、雷达、电子对抗等新兴领域需求

2.1 微波器件位于军工电子产业链上游,是国防信息化的基础

军工电子行业是国防科技工业的重要组成部分,是国防军工现代化建设的重要工业基 础和创新力量,直接对我国综合国力及相关尖端科技技术的发展起重要作用,为飞机、卫 星、舰船、车辆等主战装备由机械化向信息化转变提供基础。在此背景下,以雷达、卫星 通信、电子对抗等为代表的电子装备正在飞速的发展。 军工电子行业产业链包括上游原材料、电子元器件,中游功能组件/模块、子/分系统 以及下游军工电子整机装备。产业链上游主要包括军品配套企业和通用材料供应商,原材 料和电子元器件具有较好的兼容性,可针对不同的应用场景,灵活满足下游客户的多种定 制需求。而中游大部分功能组件、子/分系统级产品和军工电子装备配套关系较为固定,以 雷达为例,一般由雷达整机厂所自行研制或者由各自军工集团体系内其他科研单位进行配 套,民企参与较少。

特种微波器件行业的发展与国防支出密切相关,将充分受益于我国军队现代化、信息 化建设的进程。近年来我国军费保持稳步增长,2023年达到 1.58万亿元,较上年增长 7.2%, 彰显了国家对国防建设的重视与决心。微波器件广泛应用于卫星、飞船、火箭、雷达、导 弹等武器装备中,军队现代化建设带来武器装备放量、信息化建设促进电子设备用量提升, 将共同推动我国特种微波器件需求快速增长。

微波通常指波长 1m~1mm、相应频段在 300MHz~300GHz 的电磁波,是分米波、厘米 波和毫米波的统称。微波是重要的信息载体,探测、通信、电子对抗都与微波息息相关, 尤其是在探测、电子对抗领域,微波器件占据相关成本的 60%以上。

微波器件是相控阵雷达、微波通信、电子对抗等军事装备系统的核心。微波器件是指 在微波频段工作、由多个电路元件构成并具备独立封装结构的电路单元的集合,用于实现 对微波信号的接收、处理、控制和发送等功能。根据在微波电路中的应用功能,可将微波 器件分为功率器件、控制器件、接收器件等,还可以分为无源器件和有源器件。无源器件 包括移相器、衰减器、混频器、检波器、开关等,具有微波信号的检测、混频、调制、控 制等功能;有源器件主要包括微波振荡器(微波源)、微波功率放大器等,具有微波功率的 产生和信号放大等功能。

2.2 竞争格局集中且稳定,公司立足真空器件向固态器件扩展

公司在微波电真空器件领域主要开展了行波管、磁控管、充气微波开关管等产品的研 制和生产,已自主研发产品 300 余项,是国内微波电真空器件主要配套厂商,近年来为我 军地面、车载、舰载、机载、弹载等近 200 种武器装备、重点工程,提供了数万只各类微 波管。 我国具备行波管等微波电真空器件生产、科研能力的主要是国家定点单位 “两厂两所”。 其中,“两厂”是指公司(前身国营 776 厂)和某客户下属公司(国营某厂),“两所”是指 某客户下属研究所和中国科学院下属某研究所。客户下属某研究所是行业领先企业,技术 全面,产品种类齐全,综合实力较强;中科院下属某研究所在大功率速调管和空间行波管 方面有较强研发能力;客户下属某公司(国营某厂)的代表产品是脉冲行波管,主要用于 雷达探测;公司在连续波行波管(主要用于电子对抗)、捷变频磁控管(主要用于弹载领 域)、充气微波开关管方面有技术优势,是微波电真空器件“两厂两所”中唯一的民营企 业。

公司立足微波真空器件,向微波固态器件扩展。固态器件具有体积小、噪声低、稳定 性好的优点,缺点是应用频带低、单体输出功率小、效率低,其特性与电真空器件能够与 形成很好的互补。公司依托微波真空器件地位,向微波固态器件扩展,公司微波固态器件 营收从 2018 年的 0.46 亿元快速提升至 2020 年的 0.92 亿元,复合增速达 41%,占微波业务 营收的比例也从 20%提升至 28%。

目前国内微波固态行业市场成熟,参与主体众多,国产化程度较高。主要供应商包括 上市公司天箭科技、亚光科技、雷科防务、国睿科技等。公司微波固态产品广泛应用于微 波通信、雷达、电子对抗等领域,目前已不同程度上为部分重点工程提供长期配套,未来 会承担多个军工配套建设任务。

2.3 真空器件:低轨卫星建设提速,空间行波管市场空间广阔

卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波,从而实现多个地球站、 航天器、空间站之间的单向或双向通信。随着市场对于移动互联网需求的日益突显,以及 卫星技术的不断进步,基于卫星通信的天基互联网发展迅速。其中,低轨通信卫星具有覆 盖广、容量大、延时低等特点,已成为各国通信卫星发展的主力。低轨卫星轨道高度大致 在 1000km,可将时延从 200ms 降低到几十个乃至十几个毫秒,能够与地面网络相提并论; 同时低轨卫星的信号强度更强,相应的地面终端可以更加小型化、轻量化;由数千颗低轨 卫星组成的星座可以实现全球覆盖运营。 当前国际规则中对轨道和频率的主要分配形式为“先申报优先使用”,地球轨道有效轨 位资源已经非常紧张。随着越来越多国家意识到卫星网络的特殊性和重要性,争相提出自 己的低轨通信卫星星座计划,并不断扩大项目规模,未来几年内将有数万颗卫星进入低轨 空间,呈现出日趋激烈和拥挤的竞争格局。

中国星网集团正式揭牌,我国低轨卫星建设有望提速。进入 2020 年以来,中国“星链” 事业进入加速阶段。2021 年 4 月 28 日,中国卫星网络集团有限公司正式揭牌,成为中国第 5 家电信运营商,专注于卫星通信,开启了我国卫星互联网发展新历程。根据国光电气招 股书数据,随着通信数据流量需求的持续提升,我国低轨卫星一次性初始建设市场有望突 破 1,000 亿元,并带动每年超 300 亿元的存量更新市场,卫星产业链上游卫星制造有望迎 来重大发展机遇。 空间行波管作为卫星核心部件市场空间广阔。卫星通信中的高功率放大器主要采用电 真空器件,用于卫星通信领域的空间行波管(STWT)是各类卫星上有效载荷的核心部件, 根据国光电气招股书数据,平均每颗卫星需要配置数只空间行波管,预计未来 5 年我国共 需要数万只空间行波管,市场空间巨大。同时,随着低轨卫星技术的高速发展,对空间行 波管的性能要求也越来越高,目前国内包括国光电气在内有能力研制空间行波管的单位不 超过 4 家,竞争格局优异。

2.4 固态器件:受益有源相控阵雷达及电子对抗需求提升

根据 business wire 和 fortune business insights 数据,全球军用雷达市场规模由 2012 年的 69 亿美元增至 2018 年的 140.7 亿美元,新技术催化下预计 2026 年可达到 195.6 亿美元。根 据中国产业信息研究院数据,在军事信息化建设以及武器装备升级列装等因素的推动下, 我国军用雷达市场规模逐渐增加,预计将从 2022 年的 419 亿元增长至 2025 年的 565 亿元, CAGR=10%。

有源相控阵雷达是微波固态器件的重要应用场景,而以 T/R 组件为代表的微波固态器 件是相控阵雷达的核心。根据铖昌科技招股书数据,有源相控阵雷达约占全球雷达市场采 购金额的 1/4,则我国有源相控阵雷达采购金额有望从 2022 年的 105 亿元增长到 2025 年的 141亿元。作为相控阵天线的核心部件,相控阵 T/R 组件约占整个雷达造价的 60%,因此, 我们预计我国 T/R 组件市场规模有望从 2022 年的 63 亿元增长到 2025 年的 85 亿元, CAGR=10%。

此外,T/R 组件只是众多微波固态产品种类之一,微波固态器件在军用通信及电子对 抗等领域也有着非常广泛的应用。根据 Barnes Reports 在 2019 年发布的《全球制造业市场 报告》以及 Fortune Business Insights 数据显示,2019 年,我国电子战对抗设备(干扰、通 信、雷达)市场规模为 89.31 亿美元,全球电子战市场规模为 265 亿美元,我国电子战市场份额比例为 5.14%。预计到 2025 年,我国电子战市场规模将达到 122 亿美元,未来五年的 复合年增长率(CAGR)约为 5.5%。我们预计,微波固态器件需求也将伴随下游批产产品 增加而迎来快速发展。

3 核工业设备:可控核聚变赛道高景气,公司受益新实验堆建设

3.1 可控核聚变:资本市场融资屡创新高,商业发电有望提速

聚变能源由于资源丰富和几乎无污染,成为人类社会未来的理想能源,是最有希望彻 底解决能源问题的根本出路之一。随着近年来高温超导技术的成熟,大幅提升聚变装置性 能的同时成本持续下降,叠加 AI 超预期发展对聚变装置设计和控制效率的提升,加快了可 控核聚变商业化落地的预期,资本市场融资屡创新高。 根据聚变行业协会(FIA)数据,截至 2022 年底,全球私营核聚变公司已积累获得 48.6 亿美元的投资,相比 2021 年增长 139%,参与核聚变研究的公司总数超过 30 家。而截 至 2023 年上半年,全球私营核聚变公司积累融资额就已达 62.1 亿美元,新参与公司数量达 13 家。

2021 年 12 月,Commonwealth Fusion Systems 宣布完成 B 轮 18 亿美元融资,投资方包 括微软创始人比尔·盖茨、索罗斯、老虎环球基金和谷歌等,这也是迄今为止核聚变领域最 大的一笔私人投资。CFS 计划 2030 年后建成商用核聚变发电厂,并实现并网运行。

国内可控核聚变投融资同样逐渐升温。能量奇点成立于 2021 年,是国内第一家聚变能 源商业公司,2022年能量奇点完成 4亿元人民币的首轮融资,2023年 4月完成近 4亿元 PreA 轮融资,公司累计融资近 8 亿元人民币。2022 年 6 月至今,星环聚能同样也已完成两轮 融资,融资额达数亿元。翌曦科技于 2022 年 9 月完成 5000 万元种子轮融资。此外,2023 年 5 月,蔚泽晶润及其募资方和关联方、皖能股份及皖能资本、合肥产投等共同出资成立 核聚变公司聚变新能,注册资本达 50 亿人民币。

超半数核聚变公司预期 2035 年前实现并网发电,商业落地有望提速。根据聚变行业协 会(FIA)最新报告统计,在全球 40 家核聚变公司中,有 6 家公司认为 2030 年前第一台聚 变机组将实现并网发电,有 20 家公司认为 2031-2035 年第一台聚变机组将实现并网发电, 有 9 家公司认为 2036-2040 年第一台聚变机组将实现并网发电,有 5 家公司认为 2041 年后 第一台聚变机组将实现并网发电。

3.2 我国自上而下推动,持续重视核聚变产业发展

中核集团牵头成立可控核聚变创新联合体,我国聚变能源产业迎来新里程碑。2023 年 12月29日,由25家央企、科研院所、高校等组成的可控核聚变创新联合体正式宣布成立, 中国聚变公司(筹)举行揭牌仪式,第一批未来能源关键技术攻关任务正式发布。国务院 国资委明确可控核聚变为未来能源重要方向,国家牵头发挥举国体制优势,推进设立可控 核聚变专业化公司,为我国可控核聚变产业发展奠定坚实基础。

我国核能发展路线,分为“热堆—快堆—聚变堆”三步走。第一步,发展以压水堆为 代表的热中子反应堆,即利用加压轻水慢化后的热中子产生裂变的能量来发电的反应堆技 术,利用铀资源中 0.7%的 235U,解决“百年”的核能发展问题;第二步,发展以快堆为代表 的增殖与嬗变堆,即由快中子引起裂变反应,可以利用铀资源中 99.3%的 238U,解决“千 年”的核能发展问题;第三步,发展可控聚变堆技术,希望是人类能源终极解决方案,“永 远”的解决能源问题。

在核聚变领域,我国核聚变研究起步于上世纪 50 年代,2006 年加入全球规模最大的 国际热核聚变实验堆(ITER),进一步推动我国聚变能源研究进入国际阵营,在此基础上 逐步独立开展核聚变示范堆的设计和研发,最终设计建造中国聚变示范堆,实现核聚变能 源商业利用。2035-2040 年,我国将建造中国聚变工程试验堆 CFETR,并启动聚变示范堆 DAMO 的设计,为本世纪中叶在我国独立大规模建设聚变电站奠定坚实的科学技术基础。

国际热核聚变实验堆(ITER)计划”是全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项 目之一,我国在承担 ITER 计划采购包任务进展显著。根据 ITER 官方数据,项目预计建设 费用约为 200亿欧元(220亿美元),其中欧盟承担约 45.5%的费用,剩余 54.5%的费用由中 国、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国均摊(每国平均各 9.1%),各国承担费用多会以组 件、系统和建筑部件等形式交付给 ITER。据 ITER计划副总干事罗德隆透露,目前 ITER第 一等离子体建设进度已完成超 78%,七方采购已完成 85%。

我国从事磁约束受控核聚变研究的单位主要包括核工业西南物理研究院、中科院等离 子体物理研究所、中国工程物理研究院等科研院所及一些高校。其中,核工业西南物理研 究院和中科院等离子体物理研究所是中方参与 ITER 计划的主要承担单位;贵州航天新力、 西部超导、成都国光电气、宁夏东方、合肥科烨等企业也参与了 ITER 计划相关部件、材 料、工艺的研发和加工。 根据中国核能行业协会数据,2008 年至今,我国国家磁约束核聚变能发展研究专项共 部署 220 个项目,总计安排经费约 60 亿元,取得多项国际和国内第一的研究成果。根据中 国国际核聚变能源计划执行中心数据,2022 年用于重大科技合作项目的支出达 9.6 亿元, 2023 年预算数为 6.5 亿元,预计未来我国对 ITER 计划的交付仍将持续。

3.3 公司依托 ITER 核心供应商经验,持续受益国内新聚变实验堆建设

公司产品已向 ITER 、HL-2M 等核聚变装置供货,配套经验丰富。公司与中国工程物 理研究院、核工业西南物理研究院均签订了《战略合作协议》,其中核工业西南物理研究院 是我国参与 ITER 计划的主要承担单位。公司依托产学研合作,生产的偏滤器和包层系统 是 ITER 项目的关键部件,完成制造调试的真空高温氦检漏设备是全球首台满足 ITER 要求 的包层部件的大型真空高温氦检漏设备,同时公司偏滤器也已应用于我国 HL-2M 托卡马克 装置,核聚变产业链配套经验丰富。

随着ITER 配套设备等产品的持续交付,近年来公司核工业设备及部件业务保持快速增 长。2018-2022 年,公司核工业设备及部件营收从 1929 万元增长至 3.7 亿元,复合增速达 110%,占公司整体营收的比例也快速从 5%提升至 40%。随着未来我国新聚变实验堆的不 断投建,有望进一步打开公司成长空间。

根据江西省电子集团有限公司官方网站公告,2023 年 11 月 12 日,江西联创光电超导 应用有限公司和中核聚变(成都)设计研究院有限公司签订全面战略合作框架协议。双方 计划各自发挥技术优势,采用全新技术路线,联合建设聚变-裂变混合实验堆项目,技术目 标 Q 值大于 30,实现连续发电功率 100MW,工程总投资预计超过 200 亿元,公司等国内 相关供应商有望持续受益。


(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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