2024年火炬电子研究报告:特种元器件乘风蓬勃发展,航空新材料打造第二曲线

1. 积极调整业务结构,稳坐国内特种电容器产业龙头

1.1. 特种电容器主要供应商,特陶新材料业内领先

火炬电子是国内电容器相关产品研发生产重要代表企业,是国内军用和民用高端电 容器市场知名供应商,已连续 12 年荣登中国电子元件行业骨干企业榜单。旗下立亚系 公司掌握了“高性能特种陶瓷材料”产业化的一系列专有技术,产品系列覆盖全面,是 国内少数具备陶瓷材料规模化生产能力的企业之一,技术及产品水平达到国际一流,奠 定了我国在热端新材料领域的领先地位。

1.2. 合理整合公司业务,不断优化公司战略布局

多次调整公司业务布局,构筑平台型企业,增强企业竞争力。2007 年,火炬电子成 立第一个全资子公司厦门雷度电子,增添贸易业务板块,以扩大产业规模,同时改制为 股份制公司。火炬电子于 2011 年被评选为全国 598 家国家火炬计划重点高新技术企业 之一,奠定未来公司在行业的领军地位。自 2013 年开始,先后成立、收购立亚特陶,立 亚新材、立亚化学等,开拓公司高端特种陶瓷新材料业务板块。2023 年企业收购厦门芯 一代公司 51%股权,实现被动元器件向主动功率器件的跨越,助力公司丰富产业布局, 存量业务与新兴业务并进,巩固并提升规模及核心竞争力。

1.3. 管理层专业基础扎实,集团子公司分工明确

管理层资历丰厚,有专业知识储备。截至 2023 年,蔡明通、蔡劲军作为公司实际 控制人分别持有 36.28%和 5.50%股份。其中,蔡明通有 7 年无线电厂技术员经历,积 累了深厚的无源电子元件研制经验,曾参与起草《含宇航级多层瓷介电容器通用规范》 等多项国家军用标准、国家标准。总工程师张子山系高级工程师,曾任福建省电子产品 监督检验所检测管理中心、检测试验中心、技术管理中心主任。 子公司分工明确,业务覆盖面广。至今为止福建火炬电子科技股份有限公司共有 14 家全资、控股一级子公司。子公司业务主要分为贸易板块、元器件板块及新材料板块, 涉及上游原材料生产、中游元器件研发制造和代理生产。体系完整,分工明确,集团整 体紧密配合,形成合理商业闭环。

1.4. 公司主营业务专业度高,各个板块并驾齐驱

公司主要从事电子元器件、新材料及相关产品的研发、生产、销售、检测及服务业 务,围绕“元器件、新材料、国际贸易”三大战略板块布局。 公司元器件板块包含被动器件和主动器件两类,产品结构呈现出多元化。火炬电子 成熟产品包括片式多层陶瓷电容器、引线式多层陶瓷电容器、多芯组陶瓷电容器、脉冲 功率陶瓷电容器、钽电容器、超级电容器等多系列产品;天极科技从事微波无源元器件 及薄膜集成产品的研发、生产及销售;福建毫米以电阻器为核心产品,开发应用频段较 广的各类电阻及衍生产品;厦门芯一代聚焦于 MOSFET、IGBT、模拟 IC 和第三代功率 器件等半导体芯片的研发、设计和销售。 新材料由立亚系公司实施,立亚新材主营产品为 CASAS-300 高性能特种陶瓷材料 系列产品;立亚化学主要产品包括固态聚碳硅烷、液态聚碳硅烷等系列,一方面能作为 高性能特种陶瓷材料的先驱体,另一方面,亦可作为基体制造陶瓷基复合材料。 国际贸易板块由雷度系公司负责,采取买断式销售模式。业务覆盖产品主要包括大 容量陶瓷电容器、钽电解电容器、金属膜电容器、铝电解电容器、电感器、双工器、滤 波器、精密电阻器等。

1.5. 营收结构持续改善,行业长期景气推动业绩转折向好

自产业务提供主要利润,陶瓷新材料盈利逐渐增长。公司积极开拓自产元器件业务 和新材料业务,除 2022 年外,自产元器件业务营收占整体营收比重稳定在 30%左右, 但贡献的净利润占比整体呈上升态势,2023 年自产元器件业务净利润占总业务净利润 的 70.11%。此外,公司陶瓷新材料提前布局效应初显,2023 年该部分营收与净利润占 比达到近五年最高水平,分别为 4.57%和 8.3%。

外部冲击公司业务暂时承压,军工景气预期不变助力业绩反弹。2023 年受下游需求 放量延后等因素影响,公司业务短暂承压,实现营收 35.04 亿元,同比下降 1.55%,归 母净利润 3.18 亿元,同比下降 60.27%,集团营收和净利润阶段性下滑。随着“十四五” 规划中期调整完成,军工产业逐渐复苏,公司自产元器件业务业绩预计将逐渐恢复。

新业务提升利润率水平,持续加大研发投入。2022 年公司毛利率达到 42.39%,2023 年因外部系统性风险因素使毛利率有所回落,但仍保持在 30%以上,不改变长期向好态 势。公司今年来持续新建产线、厂房、使销售、管理、财务费用率有所提高,但随着公 司产能调整的阶段性完成和新增产能的持续运用,预计三费率将逐渐降低。同时公司研 发投入不断增加,推动公司特陶材料业务不断取得新进展。

2. 元器件军民市场需求持续攀升,产研销多头发力筑牢竞争优势

自产元器件是火炬电子的核心盈利业务,其中陶瓷电容器贡献主要利润,成熟产品 包括各类陶瓷电容器、钽电容器、超级电容器等多系列产品。火炬电子自产 MLCC 产 品以军用为主,民用为辅,是国产特种 MLCC 的三大供应商之一。同时经营国外电子 元器件产品贸易代理业务。

2.1. 电容器千亿市场空间广阔,MLCC 占据主要份额

电容器作为重要被动元件之一,占据被动元件市场主要份额。电子元件可以划分为 主动元件和被动元件。被动元件是指不影响信号基本特征,仅令信号通过而不加以更改 的电路元件。电容器是电子线路中必不可少的一种基础被动电子元件,能起到储能、滤 波、退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等作用,几乎所有电子设备都需要 规模化配置。根据电子元件协会(ECIA)发布的数据,2022 年全球被动元件市场规模 达约 346 亿美元。在所有被动元件产品中,电容的市场份额占比最大,为 65%;其次为 电感和电阻,市场占比分别为 15%和 9%;射频器件及其他产品占比 11%。

MLCC 占据电容器市场近五成份额。根据容值的从小到大,电容器大致可分为陶瓷 电容、薄膜电容、电解电容(铝、钽、铌)和超级电容。其中,陶瓷电容器可以分为单 层陶瓷电容器(SLCC)、多层陶瓷电容器(MLCC)和引线式多层陶瓷电容。根据华经 产业研究院数据显示,2022 年我国电容器行业市场规模约为 1250 亿元,其中陶瓷电容 器市场占比 53.2%,铝电解电容器市场占比 26.4%。其中,SLCC、MLCC 和引线式多 层陶瓷电容器占陶瓷电容器市场的比例分别为 4%,93%,3%。按此比例计算,MLCC 占据陶瓷电容器市场约 49%份额。

中国 MLCC 市场占据全球主要份额,预计 2027 年市场规模将达 676 亿元。MLCC 是世界上用量最大、发展最快的片式元件之一。根据 CECA 公布的数据,2022 年全球 MLCC 市场规模约为 1204 亿元,到 2026 年 MLCC 市场规模将增至 1547 亿元。同时, 2022 年中国 MLCC 市场规模达到 537 亿元,占全球市场份额的 45%,按此比例计算, 2026 年中国 MLCC 市场规模将达到 696 亿元。

2.2. 产业链中上游稳定贯通,下游广阔应用拉动 MLCC 需求增长

MLCC 上游产业链成熟,格局稳定。MLCC 行业上游主要是陶瓷粉体材料和电极 材料,其中陶瓷粉体材料包括高纯纳米钛酸钡基础粉和 MLCC 配方粉,属于纳米材料、 稀土功能与信息功能材料的交叉行业;电极材料包括镍、银、钯、铜、银等。MLCC 行业 下游是终端电子产品行业,MLCC 产品应用领域广泛。MLCC 产业链涉及多个行业和企 业,上游主要原材料供应商有国瓷材料、三环集团、海外华晟、博迁新材等。

MLCC 下游应用广泛,各产业发展推动需求攀升。MLCC 是片式元件中应用最广 泛的一类,主要用于各类军用、民用电子整机中的振荡、耦合、滤波、旁路电路中,应 用领域包括信息技术、消费电子、通信、新能源、工业控制等各行业。从应用领域来看, 移动终端是 MLCC 最大的应用市场,在全球市场规模总额中的比例达到 29%。此外, 汽车、高端装备领域、计算机、通信设备、家用电器等均为 MLCC 的主要应用市场。

2.3. MLCC 国外龙头处于领先地位,特种产品国内格局稳定

国内厂商市场占有不高,发展空间大。全球 MLCC 企业分为 3 个竞争梯队。其中, 第一梯队主要为日韩厂商,比如村田和三星电机,在产能和技术上领先全球;第二梯队 为中国台湾厂商,在技术上略逊于第一日本大厂,比如国巨和华新科技等;第三梯队为 中国大陆厂商,比如风华高科、三环集团和火炬电子等,在全球份额较低,主要以中低 端产品为主。根据中商产业研究院,我国 MLCC 市场由日韩厂商主导。2022 年,村田、 三星电机市场份额占比分别为 30.1%、23.2%。我国厂商在国内市场占有率偏低。

特种 MLCC 行业集中度高,火炬电子为行业领军之一。MLCC 特种应用领域市场 对产品的生产工艺要求高,并且下游客户在选用特种 MLCC 产品时,均会将配套厂家产 品可靠性表现的历史数据纳入参考,竞争格局稳定。目前鸿远电子、火炬电子、宏明电子(未上市)占据军用 MLCC 整体市场份额的 90%以上。

2.4. 装备升级释放特种 MLCC 需求,新兴产业叠加国产化浪潮带来新机遇

军工信息化建设激发行业需求,特种 MLCC 主要供应商获利。随着我国对军工信 息化的大力支持,海、陆、空、地部队装备更新换代和信息化程度将不断提升,军用 MLCC 市场规模有望持续增加,市场前景十分广阔。根据 CECA 数据,预计到 2024 年我国军 用 MLCC 需求量将达到 5.2 亿只。根据华经产业研究院,预计 2021 年中国军用 MLCC 市场规模达到 36 亿元,到 2024 年我国军用 MLCC 市场规模将达到 51 亿元,CAGR 为 12.3%。

汽车电动智能化叠加 5G 普及,推动 MLCC 市场有力扩张。中国产业信息网数据 显示,汽车电子成本占正常成本比重逐年增加,2030 年将有望达到 50%,单车 MLCC 使用量有望从以前的 1000-3000 颗提升至 3000-6000 颗。同时,随着新能源汽车技术持 续改善,全球新能源汽车销量逐渐增加,从 2019 年的 221 万辆增长至 2023 年的 1428 万辆。以 MLCC 为代表的被动元器件的车用需求将随着电动汽车渗透率的提升不断扩 大。在 5G 方面,基站侧与终端侧设备的 MLCC 需求有望增长以满足更高的技术要求。

国产化需求不断提高,供给缺口亟待补足。2022 年我国 MLCC 需求量达到 36900 亿只,进口额达 70.2 亿美元,出口额 36.4 亿美元,贸易逆差 33.8 亿元。当前我国 MLCC 仍需大量进口,国产化进程迫在眉睫,在当下全球科技竞争日趋激烈的形势下,国产 MLCC 厂商迎来关键的国产替代机遇期。自 2016 年起,日、韩企业陆续宣布逐步停产 盈利能力低的中低端 MLCC 产品,并宣布投资附加值更高的高端 MLCC 生产线,中低 端 MLCC 订单加速流向台系及大陆厂商,MLCC 贸易逆差逐步缩小。

2.5. MLCC 制造关键技术自主可控,业务布局完善提高企业实力

核心技术自主掌握,上下游关系稳定公司营收。火炬电子持续开展电子元器件产品 优化及新品研发工作,实现关键技术自主可控,形成从产品设计、材料开发到生产工艺 的一系列陶瓷电容器制造的核心技术。公司特种电子元器件因应用环境特殊,且具备保 密性及高可靠性要求,进入配套市场必须先取得相关资质认证,供应体系验证时间较长, 流程相对复杂,因此,行业集中度较高,竞争格局较为稳定。 产能升级提高竞争优势,业务布局完善提高经营稳健性。2020 年公司公开发行可转 债募投项目“小体积薄介质层陶瓷电容器高技术产业化项目”,用于生产多种规格的小体积、高比容陶瓷电容器产品,为公司 MLCC 生产能力提供补充。根据公告预计于 2024 年 12 月建成投产,建成之后公司将新增 84 亿只不同型号小体积薄介质层陶瓷电容器产 能。2023 年 4 月,子公司上海火炬集团通过股权收购及增资方式取得厦门芯一代 51% 的股权,实现由被动元器件向主动功率器件跨越,助力公司丰富产业布局,存量业务与 新兴业务并进,巩固并提升规模及核心竞争力。

贸易板块积极开展与国内外厂商的深度合作。2022 年新增收购的新加坡公司 maxmega 拥有成熟的产品线、销售点、客户群体和市场渠道,能依托其与贸易类公司协 同,拓展东南亚市场,塑造品牌影响力,提高业务主动权。

3. 国内高性能特陶材料领先企业,高端应用有望驱动业绩攀升

3.1. 陶瓷基复合材料性能优越,公司主营原材料端产品

复合材料是由两种或两种以上异质、异形、异性的材料复合形成的新型材料。按组 成材料分,分为金属基复材(MMC)和非金属基复材,其中非金属基复材分为聚合物基 复材(PMC)和陶瓷基复材(CMC)。

CMC 性能优越,耐高温、高强度和刚度、相对重量较轻、抗腐蚀、韧性强。CMC 是以陶瓷为基体与各种纤维复合的一类复合材料。陶瓷基体可为氮化硅、碳化硅等高温 结构陶瓷,弱点是处于应力状态时,会产生裂纹。而采用高强度、高弹性的纤维与基体 复合,可有效提高陶瓷韧性和可靠性。纤维能阻止裂纹的扩展,从而得到有优良韧性的 纤维增强陶瓷基复合材料。

立亚系公司发挥协同优势,业务覆盖基础原材料和加工产品。火炬电子新材料业务 由立亚系公司实施。其中,立亚新材主要从事高性能陶瓷纤维(碳化硅纤维、氮化硅纤维等)的相关业务,主营产品为 CASAS-300 高性能特种陶瓷材料系列产品,应用于航 天、航空、核工业等领域的热端结构部件;立亚化学主要产品包括固态聚碳硅烷(固态 PCS)、液态聚碳硅烷(液态 PCS)等系列,工艺技术达到国际先进水平,领先国内,一 方面能作为高性能特种陶瓷材料的先驱体,另一方面,亦可作为基体制造陶瓷基复合材 料。

3.2. CMC 国际市场发展迅速,国内 CMC 市场发展潜力大

国际 CMC 市场有望迅速增长,年复合增长率超 10%。2016 年以来,CMC 真正步 入产业化、市场化发展应用阶段。根据 Research And Markets 2022 年发布的统计资料显 示,2021 年全球陶瓷基复合材料市场价值近 57.37 亿美元。预计 2026 年市场规模进一 步提高到 95.20 亿美元,2021-2026 年复合年增长率为 10.66%;随后预计从 2026 年开始 该市场以 11.87%的复合年增长率增长,到 2031 年达到 166.78 亿美元。

需求量方面,据华经产业研究院数据显示,2020 年全球陶瓷基复合材料市场需求为 2400 吨,预计到 2026 年全球市场规模将达到 4900 吨;国内方面,我国“十四五”期间 内对陶瓷基复合材料的需求量将达 100 吨/年,且未来 10 年仅航发市场对 CMC 的需求 将递增 10 倍。

3.3. 公司布局产业链上游业务,CMC 下游高壁垒市场应用众多

CMC 在航天航空、兵器、船舶和核工业等高技术领域具有广泛的应用前景。从产 业链来看,上游原材料主要包括增强纤维、界面层和陶瓷基体,其中陶瓷基体包括非氧 化物基体、氧化物基体材料、玻璃陶瓷基体;增强纤维主要有碳纤维、碳化硅纤维、氧 化物纤维等;界面层主要包括热解碳界面层(PyC)、BN 界面层和复合界面层。从下游 来看,CMC 可应用于大型运载火箭扩张段、各类导弹发动机部件、航天飞机的头部和 机翼前缘、航空发动机的燃烧室-喷管、整体导向器、整体涡轮、导向叶片、涡轮间过渡 机匣,以其优异的吸波性与高温抗氧化性而被用于制造隐身巡航导弹的头锥和火箭发动 机壳体在航空发动机、刹车系统、高温连接件、光学反光镜等高技术要求、高行业壁垒 领域。

立亚 PCS 材料应用广泛,覆盖多类上游原材料。PCS 作为基体制造的陶瓷基复合 材料和由其作为先驱体转化的高性能陶瓷纤维,都具有耐高温、抗氧化、高比强度、高 比模量等优异特性。产品主要用于制备碳化硅、氮化硅连续纤维、制备大块体近尺寸的 碳化硅陶瓷基体、制备金属、玻璃陶瓷表面的碳化硅涂层、微粒弥散的复相陶瓷。由 PCS 制备的纤维和基体广泛应用于航天、航空、核工业等领域的热端结构部件。

航空航天应用占据首要份额。具体从下游应用来看,CMC 材料应用领域包括航空 航天、国防、能源与电力、电路与电子等,其中航空航天领域的应用发展较快,2021 年 占全球份额的 36%以上,其次是国防、能源与电力、电路与电子等领域。

3.4. 国际市场竞争格局分散,火炬电子处于国内领先地位

全球陶瓷基复合材料市场较为分散,并且被少数大型企业所垄断。2021 年市场前十 大竞争对手占总市场的 25.72%。市场集中可归因于与陶瓷基复合材料的研发相关的高 成本和监管部门制定的严格法规方面的高进入壁垒。3M 公司是市场份额最大的竞争对手,占有 8.51%的市场份额,其次是通用电气公司(General Electric Company)(4.90%)、 CeramTec GmbH(3.96%)、Coorstek Inc.(2.61%)等公司。

火炬电子 CMC 产品国内领先、国际一流。立亚新材现已建成了第二代 SiC 纤维、 第三代 SiC 纤维 10 吨级产能产业化生产线,透波氮化硅纤维和宽频吸波纤维 5 吨级产 能产业化生产线。公司掌握了“高性能特种陶瓷材料”产业化的一系列专有技术,产品系 列覆盖全面,是国内少数具备陶瓷材料规模化生产能力的企业之一,公司产品性能、产 能已具备稳定供货能力,从而奠定了我国在热端新材料领域的领先地位。此外,苏州赛 菲、宁波众兴、西安鑫垚等也积极开展校企合作,展开相关业务研究。立亚化学规划产 能为 300 吨,分两期建设,一期规划产能 150 吨,已于 2020 年 3 月实现正式投产,是 目前中国特种高性能化工新材料引领企业之一。

3.5. 航空航天设备热端结构首选替代材料,CMC 迎来较大市场前景

CMC 在高技术领域、航空航天、国防以及国民经济各部门具有广阔的应用前景。 CMC 在有机材料基和金属材料基复合材料不能满足性能要求的工况下可以得到广泛应 用,成为理想的高温结构材料。世界主要发达国家都在积极开展陶瓷基复合材料的研究, 并不断拓宽其应用领域。

3.5.1. 国际厂商航发应用阶段性突破,CMC 性能优越应用替代加速

CMC 成为航空发动机热端部件优选材料。陶瓷基复合材料范围很广,已在发动机 上得到应用的主要有碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(SiCf/SiC)和氧化物纤维增强氧 化物复合材料(Ox/Ox)两种。其中,SiC/SiC 复合材料主要应用于发动机高温热端部 件,如燃烧室、高/低压涡轮等。OX/OX 复合材料是涡轴、燃气轮机核心机高温结构及 涡喷、涡扇发动机尾喷管结构的优选材料。

国际各公司 SiC/SiC 陶瓷基复合材料应用于发动机领域成果显著。例如,GE 航空 集团研制的 SiC/SiC 复合材料低压导向叶片在 F136 发动机上完成验证,且该材料已被 推广至商用发动机、燃气轮机及下一代军用涡扇/涡轴发动机等各类发动机新型号中;法 国赛峰集团研制的 SiC/SiC 复合材料的内调节片在 F-15 和 F-16 飞机上进行了试飞;罗 罗公司在 Advance 及 Ultra-fan 等新型号中开展涡轮外环的验证工作,研发出的氧化铝 纤维增强氧化铝的内锥体,于 2013 年年底在波音 787 客机上进行飞行测试。

OX/OX 陶瓷基复合材料应用集中于发动机喷管。目前,在 OX/OX 复合材料应用/ 考核方面开展工作的主要有 GE 公司、罗罗公司、索拉透平公司(Solar Turbine)以及美 国空军。

3.5.2. 航空航天特种军工设备需求广泛,应用落地有力拉动需求

CMC 的耐高温、抗腐蚀等的优异性能,使其在航空航天等特种高要求环境中得到 广泛应用。在航空领域的应用则主要包括发动机、喷口导流叶片、机翼前缘、涡轮叶片 和涡轮罩环等部位。在航天领域,复合材料大量应用在发动机壳体,导弹弹翼,弹头, 航天飞机舱门,太阳能电池帆板,天线等部件上 多类型导弹:陶瓷材料因具有优良性能而成为导弹天线罩的首选材料。此外,C/SiC 复合材料在战略导弹和多用途导弹的喷管,以及航天飞机热防护系统及固体火箭发动机 导流管等领域具有广阔的应用前景。 航天飞行器:C/SiC 复合材料的发展,使飞行器的承载结构和热防护一体化。尤其 是哥伦比亚号热防护系统失效造成的机毁人亡事件后,使 C/SiC 陶瓷基复合材料更受关 注。在热结构材料的构件中包括航天飞机和导弹的鼻锥、导翼、机翼和盖板等。

卫星反射镜:国内外都正在研究 C/SiC 复合材料反射镜,该复合材料性能优异,可 以得到极好的表面抛光,是一种十分理想的卫星反射镜基座材料。最具代表性的是德国 Donier 卫星系统公司采用 LSI 方法制备的 C/SiC 复合材料反射镜作为空间望远镜主镜, 直 630mm,质量仅为 4kg,最大可制作 3m 的大型反射镜,有望用作美国下一代空间望 远镜(NGST)反射镜。

3.5.3. 民用产品稳步推进,有望开辟更广阔的市场

CMC 刹车盘应用众多,市场空间可观。CMC 刹车盘不仅在耐受高温方面极为出色, 且在同等尺寸的情况下重量上也比传统刹车盘要轻一半以上。其密度低、耐高温、摩擦 性能高且稳定等优点,使其在飞机、高铁动车、高级汽车等交通工具的刹车系统中应用 广泛。目前,碳陶刹车盘已在保时捷 911、奥迪 A8L、法拉利等高档汽车上得以应用。 同时我国两种重点型号战机上所用碳陶刹车盘也已定型,进入批产阶段,在多个型号战 机上进行试飞验证。

生物学上的应用:在人体骨修复与骨替代方面有较好的应用前景。目前 CMC 复合 材料在临床上已有骨盆、骨夹板和骨针的应用。


(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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