1.1 公司发展历程：特种元器件核心供应商，子公司布局持续优化
火炬电子始创于 1989 年，作为我国首批通过宇航级产品认证的企业之一，公司产品广泛应用于航空、航 天、船舶以及通讯、电力、轨道交通、新能源等领域。2015 年 1 月，公司在上海证券交易所上市。 公司系国家高新技术企业，连续 13 年位列中国电子元器件百强企业榜单。拥有 CNAS 实验室认可的火炬 电子实验室、获评国家企业技术中心、省级工程研究中心荣誉称号、设立国家博士后科研工作站，先后通过 ISO9001 质量管理体系、ISO14001 环境管理体系、ISO45001 职业健康安全管理体系、SA8000 社会责任管理体 系认证和 IATF16949 质量管理体系等资质认证。
1.2 公司主营业务：围绕“元器件、新材料、国际贸易”三大战略板块布局
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，构建泉州、广州、成都生产制造基地，上海、北京、深圳运营中心。
公司元器件板块包含被动元器件和主动元器件两类：1）其中被动元器件大类主要采用批量生产及小批量 定制化生产两种模式相结合，通过直销方式进行销售，如火炬电子、天极科技、福建毫米；2）主动元器件板 块的厦门芯一代则采用 Fabless 经营模式，即主要对客户的定制化要求进行研发设计，而晶圆制造、封装和测 试等环节均外包给专业的集成电路制造企业、封装测试企业。 公司元器件产品结构呈现出多元化，子公司各司其职。 （1）火炬电子成熟产品包括陶瓷电容器、钽电容器、超级电容器等多系列产品，广泛应用于航空、航 天、船舶及通讯、电力、轨道交通、新能源等高端领域。 （2）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，并形成微波芯片电容器、薄膜 电路、薄膜无源集成器件、微波介质频率器件四类产品，广泛应用于特种雷达、电子对抗、精确制导、卫星通 信等国防领域以及 5G通信、光通信等民用领域。 （3）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，面向航天、航空、船舶 及高端医疗、电子汽车、物联网等中高端领域。 （4）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，下游应用覆盖消费类电子、工业以及新能源汽车等市场领域。（5）成都火炬致力于实施精准研发和定制化设计，目前主要产品包括 EMI 电源滤波器、SIP 模块、定制 化特种元器件等，广泛应用于射频功率放大器、有源模块、通信设备、信号处理、数据处理、存储设备、电机 控制、终端导航等领域。
特种电子元器件属于技术密集型行业，在竞争格局方面，中高端市场较为集中，头部企业凭借技术优势和 规模效应，占据大部分市场份额。其在高可靠性领域的应用亦存在较高技术壁垒，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，因此行业集中度相对较高。 公司新材料板块由立亚系子公司实施，结合研发、生产、销售和服务为一体，批量生产及小批量定制化两 种模式结合，以直销方式进行销售。其中，立亚新材专注于具有突破性能的新一代材料，主营产品为 CASAS300 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、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。 新一代技术发展中材料扮演着至关重要的角色，其性能提升、创新应用将深刻影响技术进步和产业升级。 作为我国新一代武器装备基础支撑，新材料的发展多依赖于科研院所多年的技术预研攻关，跟随新型号研发后 具有较高的排他性，具有较大的技术壁垒，对提升我国新一代武器装备基础支撑，突破产业发展瓶颈具有重大 的战略意义。 国际贸易板块由雷度系子公司及境外公司负责，采取买断式销售模式。在稳固与全球知名原厂紧密合作关 系的同时，持续引进高品质的品牌资源，拓宽并优化产品线，灵活应对市场多元化需求，覆盖产品主要包括片 式多层瓷介电容器、钽电解电容器、铝电解电容器、显示模块、电感器、双工器、滤波器、精密电阻器等，下 游涉及领域广泛，主要集中于通讯产品、数码产品、汽车电子、安防、工业类电子等领域。
1.3 公司股东结构：管理层技术积累扎实，股权结构稳定
管理层技术积累扎实，股权结构稳定。蔡明通、蔡劲军为公司实际控制人，分别持有 36.32%及 5.51%股 份。蔡明通先生多年就职于泉州江南无线电厂，具有扎实的技术积累与丰富的行业经验。
公司核心技术及研发成果带来较高技术壁垒。作为国家高新技术产业化示范工程，公司持续开展电子元器 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，如“全自动悬浮式瓷胶移膜生产工艺”、“BX 材料配方”、“BP 高频材料配方”、“纳米混 悬分散工艺”、“粉体精细化控制工艺”等，并通过成都科创中心的构建，立足成都，定位精准研发和定制化设 计，持续推动总体研发战略与目标的实现。公司通过发展多元化产品线、稳定产品性能，提供技术标准、自主 创新等一系列差异化竞争策略，公司积累了一大批下游用户，也推动了行业技术标准的提升，形成了较强的技 术研发优势。公司拥有 CNAS 实验室认可的火炬电子实验室、国家企业技术中心、省级工程研究中心，设立国 家博士后科研工作站，截至 2024H1，公司（含下属子公司）已获得专利 635 项，其中发明专利 120 项。
1.4 公司经营业绩：特种元器件底部复苏，陶瓷基复材打造第二增长曲线
多重外部影响短期业绩波动，行业复苏未来增长动力充足。因市场需求整体放缓，尤其是贸易板块业务销 售规模同比下降明显，导致营业收入同比减少。2024 年前三季度公司实现营业收入 21.5 亿元(-20.7%)，实现归 母净利润 2.3 亿元(-22.6%)，扣非归母净利润 2.1 亿元(-23.9%)。2024Q3 公司实现营业收入 7.2 亿元(同比36.2%，环比-6.5%)，实现归母净利润 0.62 亿元(同比+60.8%，环比-31.59%)，扣非归母净利润 0.57 亿元(同比 +59.19%，环比-33.8%)。公司特种元器件业务受短期需求波动影响有所下滑，随着需求逐步恢复，行业有望企 稳复苏。
公司三大业务板块稳健发展，公司利润主要来源于元器件板块，2021 年至今，自产元器件毛利润占总业 务毛利润维持在 70%左右。特种电子元器件因应用环境特殊，对保密性及高可靠性要求较高，需要企业在技 术、资金投入、供应链管理、客户认可等方面具备相应实力和优势，进入配套市场门槛较高，竞争格局较为稳 定。新材料业务板块占比不断提升，从 2021 年的 2.93%上升到 2023 年的 8.3%，汇聚前沿材料技术的研发与创新，推出高性能、高附加值的系列产品，先行优势显著，且具备从原材料到成品较为完整的产业链生产能 力。在政策驱动及下游产业链高效协同的联合推动下，将带动公司盈利能力提升，打造第二增长曲线。贸易板 块供应链管理体系成熟，与国内外众多知名厂商建立了长期稳定的战略合作关系；并依托香港、新加坡等公司 持续引入优质产品线，拓展东南亚市场，提升市场份额及品牌影响力。
从盈利能力来看，2022 年公司毛利率达到峰值 42.39%，2023 年因外部多重因素影响，毛利率有所回落， 但维持在 30%以上。陶瓷基复合材料（CMC）是公司布局的重点领域，目前处于预研到批产的关键时期，随 着工艺的逐步成熟与产品放量，公司第二增长曲线有望开启。从费用率来看，公司仍处于转型扩张期，截至 2024Q3，公司的销售费用率、管理费用率及财务费用率分别为 5.37%、9.70%和 0.69%，研发费用率维持在 3.5%。随着公司产能阶段性布局完成，未来费用率有望逐级降低。
2.1 电容器市场空间广阔，MLCC 为主要品类
电容器，与电阻器、电感器作为三大被动电子元件，是电子线路中必不可少的基础电子元件，其通过静电 的形式储存和释放电能，在两极导电物质间以介质隔离，并将电能储存其间，主要作用为电荷储存、交流滤波 或旁路、切断或阻止直流电压、提供调谐及振荡等。根据中商产业研究院统计，我国电子元器件市场规模由 2019 年的 20,534 亿元增长至 2022 年的 22,954 亿元，复合年均增长率为 3.8%。预测 2024 年我国电子元器件市 场规模将达到 24,696 亿元。 电容器为被动元器件的主要组成部分，下游应用极其广泛。其中，陶瓷电容器因为体积小、电压范围大等 特点，在电容器市场中份额占比约为 50%。陶瓷电容器，也称为瓷介电容器或独石电容器，是指使用陶瓷材 料作为介质，并通过涂敷金属薄膜（通常为银）经高温烧结形成电极的电容器。这种电容器的外形以片式居 多，也有管形、圆形等形状。陶瓷电容器具有耐热性能好、绝缘性能优良、结构简单和价格低廉等优点。
多层陶瓷电容器为电容器品类主力。陶瓷电容器可分为单层陶瓷电容器和多层陶瓷电容器，其中多层陶瓷 电容器的市场规模约占整个陶瓷电容器的 93%。单层陶瓷电容器即在陶瓷基片两面印涂银层，然后经低温烧成 银质薄膜作极板后制作而成，其外形以圆片形居多。多层陶瓷电容器则采用多层堆叠的工艺，将若干对金属电极嵌入陶瓷介质中，然后再经高温共烧而形成，其又可以分为引线式多层陶瓷介电容器和片式多层陶瓷电容 器。公司自产业务中生产的陶瓷电容器主要包括片式多层陶瓷电容器（业界常指 MLCC）、引线式多层陶瓷 电容器、脉冲功率陶瓷电容器以及多芯组陶瓷电容器，广泛应用于航空、航天、船舶，及通讯、电力、轨道交 通、新能源等高端领域。
从产业链来看，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钠米钛酸 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，其下游客户几乎涵盖了所有 需要电子设备的领域，从航天、航空、船舶、兵器等特种装备应用领域，到轨道交通、汽车电子、智能电网、 新能源、消费电子等工业和消费领域，终端电子产品市场的需求直接影响 MLCC 的需求。
2.2 特种 MLCC 国内市场格局稳定，行业集中度高
特种 MLCC 产品稳定性及可靠性要求更高。由于国防应用领域的各类高技术电子系统、设备所处的环境 差异很大，对特种高可靠 MLCC 产品提出了更高的要求，不仅需要电容量大、体积小、重量轻，还要能适用 在高温、低温、淋雨、盐雾等气候环境和在振动、冲击、高速运动等机械环境条件下保持性能的稳定性及可靠 性，所以价格相对更高。为了满足国防信息化建设的需要，特别是装备电子化、信息化进度加快，未来几年国家国防支出预计将保持继续增长。随着我国国防事业的发展，装备现代化进程加快，特种高可靠 MLCC 作为 基础元件，其市场前景也将较为广阔。根据前瞻产业研究院的数据，2019 年我国特种 MLCC 市场规模约为 29 亿元人民币，较 2018 年增长 13.73%；2020 年增至约 32.48 亿元。预计到 2024 年，随着军工信息化建设的推 进，市场规模将达到 51 亿元。 公司为特种 MLCC 行业核心供应商之一，目前鸿远电子、火炬电子、宏明电子等公司占据我国特种 MLCC 主要市场份额。公司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，如“全自动悬浮式瓷胶移膜生产工艺”、 “BX 材料配方”、“BP 高频材料配方”、“纳米混悬分散工艺”、“粉体精细化控制工艺”等。
2.3 特种产品智能化升级，叠加民用领域蓬勃发展
特种产品方面，二十大报告明确指出，打造强大战略威慑力量体系，增加新域新质作战力量比重，加快无 人智能作战力量发展，统筹网络信息体系建设运用。特种产品智能化升级将获益特种 MLCC 市场，具体来看 无人智能作战力量和网络智能信息体系是整个新域新质作战力量中的重要关键作战节点和基础设施。 1）无人系统将深刻改变未来战争的作战模式。无人系统在军事用途上将从非对称作战向对称对抗转变，从 对付弱敌向战胜强敌转变。无人系统又可分为无人机、地面无人系统、无人海上系统等。 2024 年珠海航展展示了我国研制的多款不同作战功能、性能的无人机，从空域上覆盖了低空、中空、高空、 临近空间、起飞重量覆盖小型、中小型、中大型，任务覆盖侦察监视、通信中继、电子对抗、察打一体，体现 了我国无人机正向多功能、全谱系发展。如“九天”无人机系统、无侦 8、彩虹 3D、彩虹 4E、彩虹 7、飞龙 300A 等型号。
地面无人装备适应于城市战的特点，具备广阔的应用空间。目前正在进行的俄乌冲突、巴以冲突均主要以 城市战为主要作战样式。城市战需要高度智能化、精准化的技术装备，如陆军察打一体无人机、特种机器人、 无人车等。这些技术装备可以提高作战效率，减少误伤和误杀的可能性，并且可以加强情报收集和交流，提高 作战效率。
2）新一代智能化信息底座的核心是人工智能技术，人工智能技术能够帮助进行分析战场情报，创建战场模 型，提供决策支持。军事智能化的本质，是利用智能科技为战争建立多样化决策模型与优化算法，这些模型与 算法就是人工智能。人工智能以芯片、算法和软件等形式嵌入战争体系的各个系统、各个层次、各个环节。2023 年 11 月，美国国防部在整合 2018 年《国防部人工智能战略》和 2020 年《国防部数据战略》的基础上，发布 2023 年《数据、分析和人工智能应用战略》，设定了国防部人工智能战略目标金字塔，强调实现五种决策结果， 即卓越的战场空间感知和理解，自适应兵力计划和应用，快速、精准和有弹性的杀伤链，有弹性的持续性支持， 以及高效的业务运营。 战争样式持续由信息化向智能化转型，美军提出到 2050 年实现全面智能化。体现在 2024 年美国国防预算 中，人工智能技术研发经费 18 亿美元，联合全域指挥与控制研发经费 14 亿美元。海湾战争成为战场信息化转 折点，俄乌战争则开启作战智能化时代。俄乌冲突中的无人机、卫星等新技术的应用，显示了智能化战争的初 步形态。各国高度重视发展军事智能化，美军计划 2035 年前初步建成智能化作战体系，与主要对手形成新的军 事“代差”，到 2050 年前美军的作战平台、信息系统、指挥控制全面实现智能化。
我军已经基本完成机械化建设，二十大提出军队向机械化信息化智能化融合发展。2024 年 4 月 19 日中国 人民解放军信息支援部队成立大会后，中国人民解放军总体形成中央军委领导指挥下的陆军、海军、空军、火 箭军等军种，军事航天部队、网络空间部队、信息支援部队、联勤保障部队等兵种的新型军兵种结构布局。体 现了我军队网络信息体系建设、网络安全、太空安全的高度重视。 民品方面，主要包括工业类 MLCC 和消费类 MLCC 市场。近年来国家有关部门陆续出台一系列政策， 加大对电子元器件产业的支持，推动核心技术突破创新，并加快国产替代速度，为电子元器件产业提供了良好 的发展环境。随着智能化时代的到来、5G 和物联网技术的发展，电子设备的技术要求不断提升，相应对电子 元器件的技术水平提出了更高要求，且同步带动了电子元器件需求的增长。 工业类电容器市场主要包括：系统通讯设备（如局用程控设备、微波发射、中继站、系统电源等）、工业 控制设备、医疗电子设备（如核磁共振、CT 机、彩色超声波等）、汽车电子、精密仪表仪器、石油勘探设备 等领域。随着工业设备机电一体化、智能化的发展，应用电子控制、数据分析、界面显示的信息化比例不断提 高，将为工业用高可靠 MLCC 产品提供较为广阔的市场前景。该类产品对可靠性指标有一定要求，价格也相 对较高。 消费类市场包括一般消费类产品和高端消费类产品，前者包括笔记本电脑、电视机、电话机、普通手机、 普通数码相机、DVD 等电子产品；后者包括专业录音设备、专业录像设备，高档智能手机等高档电子产品。 相对于特种、工业类产品而言，消费类产品市场需求最大，价格也较低廉。 尽管电子元器件行业在 2023 年经历了下游需求整体弱化的情况，但随着时间的推移，市场需求已呈现逐 步企稳的趋势。短期内，行业可能面临需求波动和经营效益下滑的挑战，但得益于技术创新、政策支持、新兴 技术及国产化率提升的推动，以及通信、新能源汽车、智能家居等领域的蓬勃发展，电子元器件行业仍将迎来 广阔的市场空间。
3.1 陶瓷基复合材料高温性能优异，在航空航天及核能领域的应用前景广阔
3.1.1 陶瓷基复合材料高温性能优异， SiCf/SiC 是近年研究的热点
陶瓷基复合材料主要由陶瓷基体、纤维以及界面层组成。陶瓷基复合材料（Ceramic Matrix Composites，CMC） 是指在陶瓷基体中引入增强材料，形成以引入的增强材料为分散相，以陶瓷基体为连续相的复合材料。其中分 散相可以为连续纤维、颗粒或者晶须，目前研究较多的是连续纤维增强的陶瓷基复合材料。纤维构成陶瓷基复 合材料的骨架，是主要承载单元。基体的主要作用是填充纤维预制件内部空隙，将纤维束包裹起来，连成一体， 起到传递载荷及保护纤维的双重作用。界面相位于纤维与基体之间的结合处，在二者之间起到传递载荷的“桥 梁”作用；此外，当裂纹扩展至中间层时，可通过裂纹偏转和界面脱粘等能量耗散机制，阻止裂纹向纤维内部 扩展。
相比树脂基复合材料和金属，CMC 具有耐高温、低密度、高比强、高比模、抗氧化和抗烧蚀等优异性能， 使其具有接替金属作为新一代高温结构材料的潜力，CMC 被美国国防部列为重点发展的 20 项关键技术之首。
按照陶瓷基体的不同，CMC 一般为氧化物基及非氧化物基两大类，非氧化物基耐高温能力更强。氧化物CMC 从材料成分上直接避免被高温氧化的问题，但耐温能力相对较弱，常用基体有氧化铝（Al2O3）、钇铝石榴 石（YAG）、氧化锆（ZrO2）等，非氧化物 CMC 中 SiC 的高温抗氧化性强，密度小，并有较低的热胀系数和较 高的热导系数，因此以 SiC 为基体的 CMC-SiC 是研究的重点，此外以氮化硅为增强纤维的 CMC 也在研究应 用中。 CMC-SiC 按照增强纤维的不同，可进一步分为 Cf/SiC（碳陶）和 SiCf/SiC，后者是近年来研究的热点。用 于增强 SiC 基体的纤维主要为碳纤维和碳化硅纤维，对应的 CMC 分别为 Cf/SiC（碳陶）和 SiCf/SiC，与碳纤维 相比，SiC 纤维在耐氧化、抗蠕变等方面具有显著的优势，同时，SiC 纤维与基体 SiC 具有良好的相容性，无 热膨胀失配等问题。所以自 20 世纪 70 年代末 SiC 纤维实现量产以来，连续碳化硅纤维增韧的碳化硅基复合 材料( SiCf /SiC CMC) 一直是研究热点。
3.1.2 CMC 在航发领域已实现批量应用，航天及核能等领域极具应用前景
（1）航发领域：SiCf/SiC 是航空发动机的热端理想材料，已批量应用于热端静止件
提高涡轮前温度是提高航空发动机综合性能的有效方式，涡轮前温度已逐渐接近高温合金的耐温极限。大 推重比、高效率和长寿命一直都是航空发动机研究领域永恒的追求，而提高涡轮进口燃气温度（TIT）可直接提 升航空发动机的综合性能。在过去八十年里航空发动机涡轮进口前燃气温度急剧提高，第四代战机 F22 的发动 机 F119 推重比为 10，其涡轮进口温度达 1900K。面向未来的推重比 12~15 的发动机涡轮进口平均温度超过 2000K，推重比 15~20 以上的发动机涡轮进口温度最高可达 2200K~2450K，远超高温合金材料的耐温极限（单 晶材料：1350K）。
相比高温合金，CMC 具有耐高温、轻量化和寿命长的特点，被各国视为下一代航空发动机战略性热结构材 料。相比于镍基高温合金，CMC 材料有以下显著优势：（1）比高温合金能承受更高的温度（CMC 材料耐温极 限比镍基高温合金提高约 150℃~350℃，潜在使用温度可达 1650℃），可显著减少冷却气消耗量约 15%～25%， 从而提高发动机效率，同时还能减少氮氧化物的排放；（2）CMC 材料密度（2.0～2.5g/cm³）为高温合金的 1/4～ 1/3，可以显著降低发动机重量（发动机减重 30%～70%）从而大幅提高推重比；（3）高温下优异的持久强度， 使用寿命长；（4）可设计性强，纤维纺织技术的引入使 CMC 可设计性和结构适应性大幅提高，可根据不同部 件的性能需求设计可达到最佳的热/力特性匹配。目前，各航空强国普遍认为：CMC 是航空发动机高温结构材 料的关键核心技术之一，直接体现一个国家先进航空发动机和先进武器装备的设计和制造能力。
CMC 是航空发动机的热端理想材料，潜在应用部位为燃烧室/加力燃烧室、涡轮导向叶片、涡轮外环、涡 轮叶片、尾喷管调节片/密封片等，特种航空发动机一般采用 SiCf/SiC 尾喷管以满足隐身性能。对于特种航空发 动机而言，发动机尾喷管是重要红外辐射源之一，因此还需要考虑材料的隐身性能。与 Cf/SiC 以及 Ox/Ox 相比，SiCf/SiC 的吸波性能更好，可实现发动机的隐身，因此特种航空发动机的尾喷一般采用 SiCf/SiC。
对于 CMC 的应用，国外中温中载静止件已进入批产阶段，高温中载件正在进行全寿命验证，高温高载转 动件仍在探索。国外在陶瓷基复合材料构件的研究与应用方面，基于先易后难、先低温后高温、先静子后转子 的层层递进的发展思路，充分利用现有的成熟发动机进行考核验证。首先发展中温（700℃~1000℃）和中等载 荷（低于 120MPa）的静子件，如尾喷口调节片/密封片、内锥体等；再发展高温（1000℃~1300℃）中等载荷静 子件，如火焰筒、火焰稳定器、涡轮导向叶片和涡轮外环等；最后验证高温高载荷（高于 120MPa）的转子件， 如涡轮转子、涡轮叶片。总的来说，喷管调节片／密封片等中温中等载荷静止件已完成全寿命验证并进入实际 应用和批量生产阶段，可以实现减重 50%以上；燃烧室火焰筒和内外衬、导向叶片等高温中等载荷静止件正进 行全寿命验证，有望进入实际应用阶段，涡轮外环已进入批产阶段；而涡轮转子、涡轮叶片等高温高载荷转动 件尚处于探索研究阶段，使用寿命与应用要求相距甚远。
GE 是目前对于 SiCf/SiC 应用最成功的公司，已将其批量应用于 LEAP、GE9X 和 GE3000。2009 年，该 公司研制的 SiCf/SiC 复合材料低压导向叶片在 F136 发动机上完成验证，并于 2010 年完成首飞。2016 年在 L EAP 发动机的涡轮外环率先使用 SiCf/SiC 复合材料并已批产，显著降低冷气的消耗量并显著改善外环的服役特性和 使用寿命，一台 LEAP 发动机有 18 个 CMC 零件，总重量为 1kg。继而在新型 GE9X 商用发动机的燃烧室内衬 和外衬、两级导向叶片和一级涡轮外环共五个部件使用了该材料，耗油率比 GE90-115B 降低 10%，该型号已于 2020 年获得美国 FAA 适航认证，成为目前世界上推力最大的商用喷气发动机。在燃气轮机方面，H 型燃气轮机 使用了 SiCf/SiC 复合材料涡轮外环，其燃烧效率创造了世界纪录。新一代特种涡轴 GE3000 发动机使用了陶瓷 基复合材料，比 T700 型发动机耗油率降低 25%、全生命周期成本降低 35%，寿命延长 20%，功重比提高 65%。
GE完成了首个 CMC 低压涡轮转子叶片的验证，研制的下一代特种变循环发动机 XA1000 是 CMC 应用最 广泛的发动机。2014 年 GE 航空集团以 F414 发动机为验证平台，在 1650℃下经过 500 个严酷的循环考核，完 成了首个低压涡轮转子叶片的验证。GE 在 XA100 发动机的部件使用 CMC 材料和聚合物基复合材料(PMC)等， 是所有商用或特种发动机中 CMC 使用最广泛的发动机，与之前的产品相比，XA100 发动机的燃油效率提高了 25%，推力提升 10%，散热能力也到了很好的改善。目前已经完成了第二台 XA100 变循环发动机的第三轮测试， 该发动机可用于 F-35 和第六代战斗机。
（2）航天领域：SiCf/SiC 可用于飞行器防热，氮化硅纤维有望制备新一代导弹天线罩
SiCf/SiC 可有效解决高超声速飞行器的防热需求和减重需求。随着航空航天领域的不断发展，各国对高超 声速飞行器等技术越来越重视。由于在长时间飞行、大气层再入飞行和跨大气飞行时面对严重的烧蚀、高速气 流的冲击以及大梯度热冲击的影响，急需一种耐高温、耐烧蚀、抗冲击的材料解决这些问题。SiCf/SiC 复合材 料的耐高温性能可使其作为最新一代的烧蚀防热材料，用于航天飞机、高超声速飞行器等的热防护，同时轻量化的特点还可以有效减轻飞行器的重量。 日本将 SiCf/SiC 复合材料应用于空天飞机 HOPE-X 的平面翼板及前沿曲面翼板等热保护系统上。同时，洛 克希德马丁公司在美国哥伦比亚航天飞机上大量使用了基于 SiCf/SiC 复合材料的耐热瓦，应用效果显著，该飞 行器已执行了近 30 多次任务。
导弹天线罩需要具备承载、耐温、透波、耐蚀等多功能于一体，陶瓷基透波复合材料是天线罩透波材料的 发展趋势。天线罩透波材料的发展主要经历了三个阶段：有机透波材料、陶瓷透波材料、陶瓷基透波复合材料。 从上世纪 80 年代至今，飞行器及导弹飞行速度进一步提升，而单相陶瓷透波材料由于自身性能特点，在高温 下韧性和稳定性不足，逐渐达不到高速飞行所面临的更加恶劣的环境对天线罩材料的要求。因此通过结合各种 陶瓷材料的优点，将材料优化设计组合为一体称为新的研究思路，开始研究制备增强增韧的陶瓷基透波复合材 料。美国与前苏联都先后研发了适用于高速导弹天线罩的陶瓷基透波复合材料并成功应用。
连续 Si3N4 纤维有望替代石英纤维，制备新一代高马赫数导弹天线罩。近年来，超高音速导弹的快速发展 对耐高温透波陶瓷纤维提出了迫切需求。目前，国内外高温透波材料的增强体主要为石英纤维。石英纤维具有 高强度、低密度特性，且介电损耗低，可以实现宽频透波。但是，石英纤维在高于 900℃的温度下会因晶粒粗化 而导致强度迅速下降，从而显著降低复合材料性能。随着中远程精确制导导弹的快速发展，新一代导弹的速度 提高，天线罩的工作温度已经提升到 1000℃以上，且工作环境更加恶劣，这对高温透波材料提出了新的需求。 连续 Si3N4 纤维的耐温性能优于石英纤维，且当碳含量控制在 5 wt% 以下时，纤维具有良好的高温透波性能， 因此有望替代石英纤维，用于制备新一代高马赫数导弹天线罩，氮化硅纤维一般用于增强氮化硼和氧化硅，目 前对于氮化硅纤维天线罩的应用仍处于早期阶段。
（3）核工业领域：SiCf/SiC 辐照稳定性好，是核工业的理想候选材料
在核能领域，SiCf/SiC 复合材料以其高熔点、高热导率、高温稳定性、较小的中子吸收截面、优良的中子辐 照稳定性等优异性能，成为反应堆包层第一壁、流道插件、控制杆和分流器等的理想候选材料。 SiCf/SiC 有望取代锆合金作为水堆燃料原件的包壳材料。核燃料元件是核反应堆的核心组件，它对核反应 堆的经济与安全有直接的影响。目前正在使用的核电站多数是以锆合金为燃料元件的轻水反应堆，然而，锆合 金包壳本身存在着的问题包括吸氢、水中的腐蚀和芯－壳反应等，无法解决核燃料元件的长期安全性问题。 SiCf/SiC 复合材料具有高温蒸汽腐蚀动力学低、中子经济性高、辐照稳定性好、以及优异的高温力学性能等特 点，被认为是理想的核燃料元件包壳材料，有希望代替锆合金应用于轻水堆。美国通用原子公司利用 SiCf/SiC 复合材料制备了具有三层结构的新型水堆燃料元件，内层和最外层为 SiC，中间层为 SiCf/SiC。
此外，碳化硅还在高温气冷堆、熔盐堆、气冷快堆、事故容错材料等方向具有应用前景。目前日本和美国 的应用进度世界领先。
3.1.3 航空航天产业蓬勃发展，带动 CMC 市场规模高速增长
我国航发产业对陶瓷基复合材料的需求或已出现拐点。根据中国航发公众号 2024 年 1 月 3 日的文章，“新 年开工第一天，中国航发航材院表面工程研究所组织各专业组召开工作研讨会，梳理总结前期工作、部署新一 年工作安排。2024 年，面对陶瓷基复合材料迅速增长的研制和交付需求，团队集思广益总结问题，制定调整措 施，形成 2024 年初步工作思路，为任务交付做好全面保障”，表明下游产业对 CMC 的需求拐点或已出现。 军民领域共同驱动航发产业增长，带来海量 CMC 需求。我国航发产业是武器装备中尚未完成升级换代并 且供需缺口仍然很大的领域。十四五期间，产业持续解决供给瓶颈，提升其质量水平，新机配发及旧发更换带 来较大需求；下一代航发产品推进研发进程，新材料新工艺逐渐成熟，或将成为“十五五”期间升级换代、存 量更新的主要增量；同时随着列装规模的逐渐扩大及常态化高强度演训，航空发动机维修需求将持续释放，有 效支撑相关产业中上游业务增长；受国产大飞机产业及低空经济拉动，中国航发集团重点发力民用航发产品。 随着 CMC 在航发领域渗透率的持续提高，军民用航发有望打开 CMC 的市场需求空间。 商业航天领域催化剂频出，有望推动卫星和火箭对于 CMC 的需求增长。政策端，2024 年政府工作报告提出，积极打造商业航天等新增长引擎。商业航天作为战略性新兴产业，得到了国家的高度重视和支持。火箭发 射端，海南国际商业航天发射中心一号发射工位已经正式竣工，这标志着中国首个商业航天发射场在形成发射 能力过程中取得了关键进展；位于宁波象山的中国第五座航天发射场建设有序推进。企业端，国央企集团加速 布局商业航天，卫星制造端与火箭发射端加速补齐短板，航天科技集团于今年 9 月分别成立了商业卫星公司与 商业火箭公司。随着我国商业主体性确定，行业整体有望加速发展。同时，随着供应链的变革，由传统军工供 应链体系转向商业与民营市场，成本与效率有望大幅提升。产品端，在刚结束的第十五届珠海航展上，嫦娥六 号探测器、鹊桥二号卫星、重型运载火箭等重磅展出，可重复运载火箭、80 吨级可重复使用液氧甲烷发动机等 与公众见面，展现了航天重大工程任务和可重复使用火箭领域取得的进展和突破。CMC 可用于卫星镜筒、火箭 发动机喷管以及作为飞行器的防热材料，商业航天的蓬勃发展有望带动 CMC 的需求快速增长。 全球 CMC 市场规模高速增长，北美和欧洲占据大部分市场，碳化硅基 CMC 市场占比最高。根据 MARKETSANDMARKETS 统计，2022 年全球 CMC 市场规模为 119 亿美元，统计范围包含 C/C、C/SiC、Ox/ Ox、 SiC/SiC。预计 CMC 市场规模将以 10.5%的 CAGR 增长，2028 年达到 216 亿美元。分区域来看，北美和欧洲将 占据大部分市场，分具体产品来看，SiC 作为基体的 CMC 市场占比最高。
目前用于国防与航空航天领域的 CMC 市场占比最高，其次是汽车，能源领域的需求也将持续增长。CMC 极致的耐温性能使其适用于国防与航空航天的严苛工作环境，但因其成本较高，国防与航空航天领域对成本敏 感度相对较低，因此对 CMC 的应用最为广泛。未来燃气轮机以及核电领域对 CMC 的市场需求也将持续扩大。
3.2 CMC 工艺壁垒高，我国已建成相对完善的 CMC 产业链
3.2.1 CMC 的制备主要分纤维制备和基体制备两步
CMC 组件的制备工艺复杂，壁垒极高。总体来看，陶瓷基复合材料的制备工艺分为纤维制备、预制体编 织、纤维界面层制备、基体制备和增密、机加工成型几步。对于工作环境恶劣的 CMC 组件，如航空发动机热端 部件，还需制备环境障涂层。
3.2.2 SiC 纤维成本占 CMC 成品成本约 50%，主要采用先驱体转化法制备
SiC 纤维的性能对 CMC 部件性能影响极大，先驱体转化法是制备 SiC 纤维的主流工艺，聚碳硅烷（PCS） 是常用的先驱体。根据《Silicon carbide fiber manufacturing: Cost and technology》，SiC 的成本占 CMC 成品 的 50%以上（现 30%左右），根据公开招投标信息，我国的第三代 SiC 纤维单价约为 6.5 万元/kg。SiC 纤维的 生产工艺主要有化学气相沉积法（CVD）、先驱体转化法（PD）和活性炭纤维转化法（CVR）。先驱体转化法 的工艺流程通常是以聚碳硅烷(PCS)为先驱体，经过纺丝、交联固化、高温裂解、纤维烧成等一系列工艺获得碳 化硅纤维。先驱体转化法制备碳化硅纤维具有显著的优势：（1）先驱体可设计性强，可引入 Al、B、Zr 等， 改善纤维性能；（2）制成的纤维直径细小，可直接制成丝束(400 根/束～1600 根/束)使用，多用于编织复杂形状 的预制体。（3）先驱体陶瓷化温度低，通过热解过程中的气氛调控，可控制纤维中的氧、碳等元素组成，该方 法成本相对较低，已经实现工业化生产。
第三代 SiC 纤维性能最优，是研发、应用的重点。日本碳素公司在 1980 年首次采用先驱体转化法制备碳 化硅纤维， 1985 年该公司开始利用该方法进行工业化生产。随着各家公司不断改进碳化硅的制备技术，逐渐形 成了 3 代碳化硅纤维。第一代 SiC 纤维含氧量高，1200 ℃以上纤维性能下降严重，第二代 SiC 纤维含氧量显 著下降，空气氛围下能耐 1400 ℃高温。第一代和第二代 SiC 纤维增强陶瓷基复合材料的高温使用寿命有限， 第三代 SiC 纤维进一步除去多余的 C 和 O，力学性能在一定程度上接近纯碳化硅材料可能达到的极限，拥有更强的抗氧化能力、更高的抗拉强度，高温处理后仍能保留 80%以上强度，最高使用温度极限可达到 1800 ℃， 是提升 CMC 复合材料力学性能最理想的增强材料，也是 CMC 复合材料研发、应用的重点。日本碳素公司主 要采用电子辐照交联法制备第三代 SiC 纤维，性能较好但成本较高，宇部兴产公司主要采用掺杂法制备，成本 相对较低。
美日等发达国家已经形成了多个代际的 SiC 纤维产品体系，并推出了高性能、高纯度、高价值的第三代 SiC 纤维产品。目前，日本碳素公司（Nippon Carbon）和宇部兴产公司（Ube Industries）的 SiC 纤维产品产量最大， 能达到百吨级。美国道康宁( Dow Corning) 公司则引入 B 作为烧结助剂制得性能优异的 Sylramic，在此基础上 再引入 N 元素去除富裕 B 元素得到晶粒更大、晶界更为干净的 Sylramic-iBN 纤维。
3.2.3 我国已建成相对完善的 CMC 产业链，SiC 纤维的产业化趋于成熟
根据西工大成来飞教授，总体来看，我国陶瓷基复合材料与国外几乎处于并跑位置，我国在刹车、飞行器 防热领域领跑，但在航空发动机领域还较为落后。加快发展陶瓷复材这一新材料产业是党中央、国务院着眼建 设制造强国、保障国家安全做出的重要战略部署，“先进结构陶瓷与复合材料”也是“十四五”国家重点研发计 划的 7 个重点专项之一。国内近年来针对先进航空发动机热端部件开展了大量陶瓷基复合材料的研究工作，研 制了各类模拟件和试验件，如尾喷管的密封片/调节片、加力燃烧内锥体、主燃烧室火焰筒、高压涡轮外环、涡 轮导叶等。燃烧室浮壁瓦片模拟件、全尺寸喷管调节片等分别进行了试验台短时考核和发动机短期挂片试车考 核，构件热态性能良好，已进入应用验证阶段，尚未实现规模化工程应用。氮化硅纤维增强陶瓷基复材方面， 尚未有开展应用的公开报道。 我国 CMC 产业链环节相对完善，但与国外相比，我国企业数量较少、单体规模较小，普遍存在产能有限、 产品批次稳定性差、生产成本高等问题。
碳化硅纤维方面，早期 SiC 纤维是我国 CMC 产业的瓶颈环节，我国自主攻克了 CC 批量制造技术，但由 于缺少高性能碳化硅纤维，只能用碳纤维替代。目前我国第二代 SiC 纤维已实现产业化，第三代 SiC 纤维已实 现技术突破，我国实验室研发的产品与日本同类型产品水平相近，但是生产水平还尚未达到工业化生产规模， 有待进一步研究。 我国已形成以国防科大、厦门大学和中南大学为中心的三个碳化硅纤维产业集群，分别孵化了众兴新材、 立亚新材和泽睿新材三家企业，均已突破第三代碳化硅纤维的制备技术，其中立亚新材的第三代碳化硅纤维技 术成熟度最高，众兴新材建成国内首条 10 吨级第二代连续 SiC 纤维产线，泽睿新材专注于低成本路线。
我国第二代碳化硅纤维已发布国家标准，标志着相关产业已经成熟。根据全国标准信息公共服务平台，国 家标准《低氧高碳型连续碳化硅纤维》（第二代碳化硅纤维）于 2024 年 3 月 15 日发布，2024 年 7 月 1 日正式 实施。标准主要起草单位包括立亚新材、众兴新材、立亚化学、泽睿新材、航天材料及工艺研究所、航空工业 沈阳飞机设计研究所、中国航空制造技术研究院、航发黎明等，涵盖产业链上中下游单位，表明碳化硅纤维在 航空、航发及航天领域具有广阔的应用前景。
氮化硅纤维方面，国内研制连续 Si3N4 纤维的主要单位是山东工陶院、厦门大学和国防科技大学，已经实 现批产，我国基本与美、日、德、法并跑。
值得注意的是，碳化硅纤维和氮化硅纤维的常用制备方法都是采用 PCS 先驱体转化，PIP 法制备 CMC-SiC 零部件的工艺也要大量使用 PCS，因此 PCS 需求量较大。
3.3 公司布局 PCS、碳化硅纤维、氮化硅纤维，向下游 CMC 零部件延伸
火炬电子依托立亚系子公司开展 PCS、SiC 纤维、Si3N4 纤维业务。立亚化学主要从事 PCS 业务，立亚新 材主要从事 SiC 纤维、Si3N4 纤维业务。 立亚新材背靠厦门大学，打破国外垄断，实现第二代、第三代 SiC 纤维和氮化硅纤维的量产。立亚新材成 立于 2015 年，总投资约 20 亿元，主要从事连续碳化硅、连续氮化硅等特种陶瓷纤维的研发、生产和技术服务。 厦门大学在张立同院士的带领下建立专门的实验室，与国际合作共同研发碳化硅纤维的制备方法，成功制得第 二代和第三代 SiC 纤维，2015 年后与立亚新材合作进行了氮化硅纤维的工业化开发。2015 年，公司通过技术独 占许可方式掌握了 CASAS-300 特种陶瓷材料产业化的一系列专有技术，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，其产品性能、产 能已具备稳定供货能力。现拥有 Cansas3200 系列低氧高碳型（第二代）碳化硅纤维、Cansas3300 系列近化学计 量型（第三代）碳化硅纤维和 Cansas4100 系列连续碳化硅纤维等产品。公司占地面积 200 亩，总投资约 20 亿 元，规划产能 100 吨，现已建成年产 30 吨各类纤维能力，第二代 SiC 纤维产能为 10 吨/年，第 3 代为 5 吨级 规模，同时生产小批量氮化硅（Si3N4）纤维。 根据《中国纺织科学研究院有限公司三代碳化硅纤维直接采购公示》，立亚新材是我国唯一一家成功产业 化第三代连续 SiC 纤维的单位，同时承担国防科工局有关第三代连续 SiC 纤维工程化研制的唯一单位，其批 产产品及产能通过科工局和航空工业集团验收评审，性能达到国际先进水平。 立亚新材牵头起草 SiC 纤维国标，产品获得客户广泛认可。公司牵头起草的《低氧高碳型连续碳化硅纤维》 国家标准已正式开始实施，同时还参与起草 3 项国标。公司纤维产品主要用于航空、航天等领域的热结构件， 如飞机发动机、高超声速飞行器天线罩等。
立亚化学的陶瓷先驱体产品达到国际领先水平，用于航空航天领域。立亚化学成立于 2017 年 3 月，总投资 8 亿元，主要从事前驱体聚碳硅烷（PCS）的研发、生产及销售。公司突破了聚碳硅烷（PCS）各项工程化制备 关键技术，技术水平及产品性能均达到国际领先水平。产品主要用于制备纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料，制 备碳化硅、氮化硅连续纤维，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，应用于航天器的 翼舵、翼面、盖板等；导弹舱段、头罩等；航空发动机的尾喷管、调节密封片、隔热屏、涡轮外环、燃气舵等。 立亚化学是国内唯一一家年产量在 150 吨以上的聚碳硅烷产业化基地，产销量快速增长。立亚化学是全国 第二家的聚碳硅烷产业化企业，已经成为全国最大的聚碳硅烷生产基地，填补省内产品和技术方面的空白。公 司聚碳硅烷单线产能为 1.5 吨/年，产线全开可以突破 200 吨/年，已成为国内唯一一家年产量在 150 吨以上的聚 碳硅烷产业化基地。2023 年陶瓷先驱体材料产量为 56.88 吨，同比提升 33.99%，销售量为 38.83 吨，同比提升 86.82%。 公司继续向下游陶瓷基复合材料延伸。2023 年公司参与设立的福建泉州华兴新材料产业投资合伙企业（有 限合伙）已完成下游陶瓷基复合材料相关 3 个标的项目的投资，面向航发、航天以及刹车领域布局。立亚新材 已具备多个 PIP 制备陶瓷基复合材料相关专利。
（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。）
