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航空发动机产业链专题报告:水到渠成、禾硕可期

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2022/07/15 03:25发布
获奖论文系列
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获奖论文推荐——航空发动机产业链专题报告:水到渠成、禾硕可期

高景气下,“小核心、大协作”带来航发全产业链投资机会

十四五期间,我国航空装备迎来升级换代及规模上量的战略性机会。航空发动机作为航空装备的唯一动力, 其价值量约占军机平台的 25%。而由于我国航空工业早期“飞发绑定”导致我国航发型号发展短期化及性能代 差级落后,军机长期的“心脏病”成为我国航空装备发展的主要短板,也因此,16 年后中国航发集团成立及两 机专项落地,我国航发产业在国家政策及资金强力支持下,走入发展快车道。

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我国目前已基本停止主力军机配发的进口,航空动力自主可控成为国家安全的必然选择。随着 WS10、WS13 等三代主力航发逐渐定型批产,我国三代主力战机已初步实现自主可控,并在过渡性用于四代主力战机歼 20 和 歼 35,也因此目前相关型号正随着下游军机平台处于核心放量阶段。但三代拖四代的临时性措施不可持续,后 续 WS15、WS19 等四代在研主力航发定型后,预计将迎来持续的航发换装需求。同时,航发的服役状态是军机 部件中最恶劣的,其使用寿命远短于军机平台,属于典型的高值消耗品。且航发在其使用寿命期内也存在多次 翻修,翻修价值量等同于单台新机,翻修业务的展开也有望成为航发产业重要的市场增量,并且随着目前高强 度的备战训练及航发视情维修及进口军机自主修理,其市场空间有望持续增厚。

我国航空发动机板块主要由国家布局产业结构及规模的先进制造产业集群组成。在改革开放前,军用航空 发动机产业配套几乎完全由航空发动机主机厂及相关专业成附件、原材料厂垄断,由科工局及航空工业集团直 接管理,由于军工独特的保密及质控要求,航发产业链呈现高度的封闭性及排他性。改革开放后,随着军民融合的逐渐推广并上升为国家战略,民营企业研发技术及经营效率优势逐渐体现, 航空发动机产业链从上游开始逐渐对民营企业打开,在部分新材料新工艺领域,民营企业呈现差异化垄断优势。航空航发体制内相关主机厂及专业厂受限于编制及规模扩张的制度性约束,在保障总装总试及关重(关键 重要)零部件加工的核心业务产能的前提下,加快将非核心、不具备技术和规模优势的业务外委实施,使产业 链中上游的体制外企业充分受益。航发集团“小核心、大协作”的生产研制模式给航发产业链整体的结构优化 及规模提升带来了巨大的机会。

主机厂:营收拐点已现,盈利拐点仍待型号技术成熟

除商发、燃机及若干小型航发外,我国航空发动机整机集成能力高度垄断于各军机主机厂,单元体及主要 部件装配也由各主机厂间互相配套,航发关重零部件也主要由主机厂制造加工,航发产业链主要产值由主机厂 输出,也因此,航发主机厂作为产业链链长,充分享受军用航发型号升级换代及规模上量的红利。同时,各主 机厂还承接商用航发及燃气轮机的单元体装配及其配套零件试制加工,作为长期业绩的重要增量。航发主机厂 的型号承接能力已相对固定,主机厂的中短期业绩决定于其在役主力型号的承接情况,长期业绩则取决于在研 主力型号的研制进展及放量趋势。主机厂的型号承接往往具有继承关系,主制在役主力型号的主机厂一般也会 得到下一代在研型号的研制任务,具备短中长期的业务可持续增长潜力。

目前国家四大航空发动机主机厂,中国航发黎明(410 厂)、中国航发黎阳(460 厂)、中国航发西航(430 厂)及中国航发南方(331 厂),均已纳入航发动力(600893)上市平台,约占国家主要在研及在役航发型号数 及交付量的 85%以上。另一家航发主机厂中国航发成发(420 厂)主要资产则与航发专业厂中国航发哈轴纳入 航发科技(600391)平台。

航发动力:型号发展压制短期利润释放,中长期业绩拐点势能积累

航发动力是我国唯一能够研制涡喷、涡扇、涡轴、涡桨、活塞等全谱系军用航空发动机的企业及航空动力 整体上市唯一平台。公司核心提供了我国目前在役主要的航发型号,并主制了几乎全部的在研重点任务,同时 为民用航发及燃机提供主要单元体部件配套。公司具备高度的资源稀缺性,及长期积累的航发制造壁垒,公司 在役机型持续放量,在研重点型号换装需求明确,锁定短、中、长期业绩快速增长。公司在研重点型号接近定 型,航发技术成熟度逐渐提高,单机毛利率有望回升,带动公司毛利率水平企稳回升。

营收快速增长验证行业景气,关联交易显示下游放量分化

公司 21 年实现营收 341.02 亿元,同比增长 19.1%,16 年后营收快速增长,体现航发集团成立及两机专项 落地背景下,航空装备整体换代升级及规模上量带来的行业高度景气。营收分拆看,公司按照航发集团“强身 健体”及“核心能力”的战略要求,持续聚焦航发主业,主业占比持续提升至 93.5%,21 年航发及延伸品主业 营收增速达到 21.87%,同时受贸易摩擦及新冠疫情对航空国际转包业务的负面影响,公司转包业务从 20 年后 持续收缩,21 年降幅 14.38%,预计转包业务收缩趋势不可逆,公司持续将航空国际转包产能向军品及民用航发 配套转移,有望进一步巩固整体业绩规模及质量。

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从关联交易情况来观察公司的营收细节,航发及衍生品主业营收中与航发集团内的关联销售(包括商品及 劳务)主要反映公司为航发下属各科研院所及商发、燃机等新主机单位的科研型号交付情况,与航空工业集团 下属单位的关联销售则反映为下游军机提供配发及备件的飞机配套情况,其余的则主要为军方直接采购的外场 换发、备件及维修保障的业务情况。

可以发现,21 年,公司航发及衍生品主业中科研交付型号占比约 7.51%,同比大幅增长 51.02%,显示航发 新机型试验件的研制提速;下游飞机配套业务占比约 44.13%,保持高速增长,同比增 41.14%,显示下游军机放 量带来的配发需求高涨,是整体航空装备线高景气的体现;军方采购业务占比约 48.36%,仍为公司航发业务的 最大配套领域,增速维持较低,微增 5.55%,军方采购量的趋稳主要原因可能为,目前主力三代航发已实现稳 定大量交付,航发使用可靠性增长带来使用寿命的延长及期间维修需求的降低。

型号发展压制短期毛利率,看好型号成熟带来业绩厚积薄发

16 年两机专项带来的巨量航发研制投入,也带来了公司产品结构的更新换代。航空发动机作为典型“三高 一长(高投入、高门槛、高收益、长周期)”产品,需要较长的时间进行设计迭代及工艺成熟。新型航空发动机 具有结构新、材料新、工艺新的“三新”特点,结构新可能导致反复的设计-制造端试错纠正,设计变更可导致 原采购料报废、原工艺推倒重来等较大浪费,材料新及工艺性则需要在研制初期进行大量的工装派制、工艺摸 索,相应导致较大的废品损失及人力设备成本,因此,从毛利率维度看,由于新型航发转产规模扩大,公司 16 年后航发及衍生品毛利率持续下降,从 17 年的 20.33%持续下降至 21 年的 11.95%,降幅达 8.38%。

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航空发动机行业的高投入与高收益规模,长研制与长收益周期对应,随着新型航空发动机交付起量带来的 制造装配过程工艺成熟度提升及航发集团从上而下推行“一次把事情做对”的质量改革,集中力量解决航发研 制过程中的质量问题以加速型号成熟,公司新型航发生产过程有望逐渐稳定,制造过程质量问题有望逐渐减少, 航发单台制造周期有望持续缩短,单台成本有望持续降低,从而带动整体毛利率水平的企稳回升,16-17 年成熟 型号稳定生产时 20%的毛利率中枢值得期待。从公司的制造成本组成观察毛利率变动,可以发现 17-21 年公司制造成本中直接材料占比逐渐升高,反应 “一代材料、一代航发”规律下新型航发的高值新材料扩展应用;制造费用占比出现回落,侧面反应型号投产 时工装投入及设备改造的支出开始持续减少;专项费用主要为航发批次抽样长试的支出,一般正相关于交付规 模,与废品损失合计成本占比出现下降回落,反应新型航发由于工艺不成熟导致的零部件报废情况正逐渐改善。

从各期间费用率观察,管理费用率下降 0.5pct,反应公司“强身健体”及 AEOS 管理体系优化的成果;研发 费用率基本持稳;销售费用率上涨 0.36pct,主要为型号交付后的服务保障费用及销售服务费用增加,销售服务 费是为验证航发设计单位设计可制造性的投入,短期支出有利于提前暴露设计问题,减少投产后变更导致的大 量浪费;财务费用率下降 0.85pct,主要是公司大额预付款落地,带来的较大理财收益。

黎明稳定生产,南方型号突破、西航和黎阳新型号发展

公司下属黎明、西航公司主要从事大中推力涡扇涡喷发动机研制生产,黎阳公司主要从事中小推力,并逐渐扩展其大推力型号谱系,南方公司则聚焦于涡轴涡桨航发研制生产。黎明公司受益于三代主力涡扇型号的核心放量,21 年营收保持高速增长,同比增 17.05%。黎明公司目前成 熟型号批产稳定,新型航发研制顺利,持续成熟,或已具备小批生产条件,其销售利润率在 21 年已出现拐点, 上涨 0.03pct。南方公司由于垄断配套国产军用直升机动力及运输机涡桨动力,21 年营收保持高速增长,同比增 11.7%, 主力直升机动力配套稳定,支撑业绩向上。多型涡桨涡轴型号(含改型)并行研制对利润实现有拖累,21 年利 润率继续下降 0.9pct。黎阳公司三代中推产线 20 年竣工,三代中推及其改型起量交付,支撑 21 年营收大幅提升 33.24%,新型航 发投产成为营收重要补充,但技术成熟度尚不足,拖累利润率下降 2.08pcts。西航公司完成型号过渡,扩展型号开始投产上量,大发新型号也成为业绩重要补充,原部件配套业务稳定 增长,营收规模大幅上涨 42.29%,型号发展同样拖累利润率下降 1.39pct。

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航发科技:重点型号或具备放量条件,供需稳定性需持续观察

航发科技上市平台中重点包括主机厂中国航发成发(420 厂)主要资产及专业厂中国航发哈轴,主要从事 航空发动机及燃气轮机零部件的研发、制造、销售、服务,主要分为内贸航空及衍生产品、外贸转包产品及航 空轴承三个业务板块。内贸航空及衍生品方面,中国航发成发改革开放后曾因“军转民”而被调出“保军单位”,1990 年后,成 发提出“重返航空发动机主战场”,抓住某型发动机改装研制的机会,自筹资金启动某型发动机的研制。目前, 公司成为我国以大推力涡扇发动机研制生产为主的中国航发骨干企业。公司目前主力的 WS18 发动机为俄罗斯 进口的 D-30-KP-II 型号测仿改型,由于运 20 和轰 6K 军机配发依赖并受限于 D-30 系列,随着 WS18 型号逐渐 具备批生产条件,WS18 具有较大的 D30 系列航发国产替代趋势。航空轴承方面,中国航发哈轴为航发系列内轴承专业生产企业,全面广泛配套下游各航发型号,其业务放 量与航发整体行业景气保持一致。

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公司内贸航空产品增长率波动较大,或反应其主制型号未定型,批产交付不稳定,21 年公司内贸航空产品 大幅上涨 55%,结合航发产业研制规律,或反应其重点型号已初步具备放量条件,对应的内贸航空产品毛利率 降低 3.18pcts,至 9.73%,或与首批产技术成熟度不高及工装器具等初始投入摊销较大有关。外贸转包产品方面,公司已形成机匣、叶片、钣金、轴类产品专业制造平台,所承揽的外贸零件由小到大、 由简单到复杂、由低级到高级,品种逐渐增多,包括航空发动机和燃气轮机的各类叶片、燃烧室部件(火焰筒、 燃气收集器)、各种机匣、结构件、环形件等,与 GE、罗罗、霍尼韦尔等国际航空发动机巨头保持良好稳定合 作关系。由于中美贸易摩擦及受疫情影响,公司的外贸转包业务持续收缩。(报告来源:未来智库)

部件系统:产品成熟放量有效转化行业高度景气

由于较高的技术经验和资质资格壁垒及装机验证周期和成本,航发部件系统及配套仍主要基于行业传统分 工,由中国航发及中航工业下属相关部件厂进行配套,具有较大的垄断特征。具有垄断优势的航发部件系统级 单位业务规模跟随下游航发主机的放量节奏,并且由于存在备件及维修需求而具有一定的放大效应,同时由于 部件系统级技术成熟度较高,相关配套单位相对主机厂具有较好的利润体现。部分民营企业凭借民机型号预研 或航空维修业务进入部件系统级配套领域,但短期内不会改变该层级由系统内单位多头垄断的格局。

航发控制:产品成熟叠加行业高景气,业绩持续高速兑现

航发控制处于国内航空发动机控制系统领域龙头地位,国内几乎全部军民用航空发动机控制系统均由其参 与设计、试验、制造和维保。公司主要从事航发控制系统中关键机械液压执行机构的研制生产,占航发系统价 值量的主要部分,包括燃/滑油泵、HMU、燃油分配/计量器等,下属四家独立子公司:中国航发西控(113 厂) 主要资产、中国航发红林(143 厂)、中国航发北京航科(503 厂)主要资产及中国航发长春控制(133 厂),各 子公司主营业务各有侧重,不存在显著的型号竞争。

营收跟随航发主机快速增长,非航和军队采购业务开始起量

公司 21 年实现营收 41.57 亿元,同比增长 18.25%,16 年后营收快速增长,体现航发集团成立及两机专项 落地背景下,航空装备整体换代升级及规模上量带来的行业高度景气。业务组成中,航发控制系统及部件主业 占比自 2018 年后持续升高,21 年保持稳定在 85%左右,航发控制系统主业放量节奏与下游航发主机厂(以航 发动力为例)同步,反应公司作为核心配套商与航发行业整体的高度联动。国际转包业务在 20 年受贸易摩擦及 新冠疫情影响大幅下降后,21 年开始逐渐恢复,同比增 10.19%,显示出公司产品在国际航空转包市场中的比较 优势;值得特别关注,公司非航业务营收在 20 年大增 70%的基础上,继续大幅增长 22.73%,公司以动力控制 系统核心技术为依托,重点向兵器、汽车等动力燃油与控制系统及衍生产品研制、生产、试验、销售、维修保 障拓展。

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从关联交易情况来观察公司的营收细节,航发控制系统及部件主业中,直接配套航发集团下属的航发主机 业务占比在 86.33%,航发配套量增速持续稳定在 20%,配套关系稳定,充分享受航发行业整体高景气;随着飞 发分离后的组织及业务调整,公司控制成附件配套下游航空工业集团的飞机主机业务占比降低至 7.09%,业务 规模在 2020 年大幅降低,21 年逐渐企稳,微增 4.15%;2019 年开始,主业中军采业务(以航发控制系统及部 件主业中剩余部分近似计量)持续增长,21 年主业中占比达到 6.58%,同比增速达 22.63%,或反映外场成附件 备件消耗及维修需求增长。

控制系统成熟早于配套整机,营收放量顺利转化为利润增长

航发控制下属单位配套的主要成附件,如燃油泵、燃油分配器、空气及液压阀等,按行业分工由其固定配 套,具有很强的型号经验继承优势,因此,研制难度相对较小、周期相对较短,同时控制系统是航发整机的重 要功能单元,其状态固化时间必须早于航发整机,因此可以看出对应航发控制系统成附件研制成熟、配套稳定, 公司航发控制系统及部件业务毛利率变动不大,20 年后随着配套交付规模扩大,毛利率中枢上移至 30%左右;转包业务毛利率持续降低,非航业务毛利率则相对稳定在 24%左右,体现出陆、空装备配套间的产品性能要求 差异。

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从公司毛/净利率水平变动观察,公司销售毛利率稳定,净利率则在 19 年后逐渐提升,主要是期间费用率 改善所致。从各期期间费用率观察,21 年公司管理费用率下降最大,达 2.91pcts,其中职工薪酬降低显著,反 应公司组织上推行“强身健体”及业务上坚持“小核心、大协作”,加大非核心业务外包、外协的成果;公司财 务费用率及研发费用率小幅降低(-0.25 及-0.52pct),销售费用率保持稳定,都反应出公司经营稳健的特点。

从公司的制造成本组成观察,公司制造成本中制造费用占比较高,显示出明显的重资产特点。随着公司业 务规模扩大,制造成本中制造费用占比持续降低,重资产型企业固定费用规模摊薄效应更为显著,业务规模扩 张有利于毛利率水平的持续提高。

各子公司业绩稳定增长,定增扩产助力业绩再上台阶

公司下属西控科技、贵州红林、北京航科及长春控制四大航发控制系统成附件厂营收规模合计约占 21 年公 司总营收 98%。21 年,公司定增募集 42.98 亿元,用于各子公司的产能升级及扩充。西控科技是我国航发燃油控制系统中机械液压成附件研制生产的龙头,其研制的主燃油泵、燃油分配器及 液压机械装置(HMU)为燃油控制系统中的核心组件,具有行业垄断优势。西控 21 年营收持续增长,同比增 22.45%,净利率稳定增长至 12.82%,显示西控的核心配套优势。21 年,西控拟使用募集资金 6.36 亿元建设航空发动机控制系统科研生产平台,解决现有航空产品科研转批、批产扩量及维修放量带来的产能缺口;使用募 集资金 3.79 亿,提升航空发动机控制技术衍生新产业产业化能力,扩展非航业务生产规模,两个项目建设期均 为 36 个月;同时航发控制使用募集资金 1.96 亿,完成对西控部分体外机器设备资产的收购,增强西控业务资 产完整性,减少租金等关联交易规模。

贵州红林为我国重要的控制系统液压机械产品配套商,其研制的齿轮泵、调节器等产品具有明显的技术及 行业配套优势。红林 21 年营收持续增长,同比增 20.15%,净利率快速增长至 14.51%,提升 2.34pcts。21 年, 红林拟使用募集资金 4.98 亿元,用于其产能提升,满足航发配套产品扩批的需求增长,项目建设期 36 个月。北京航科为我国重要的涡轴、涡桨发动机燃油控制系统液压机械装置配套企业。北京航科 21 年营收同比增 11.02%,净利率水平达 12.52%,提升 1.7pct。21 年北京航科拟使用募集资金 4.14 亿元,用于其航发附件批产能 力瓶颈设备配备,提升研发试验和计量检测能力,项目建设期 24 个月。长春控制主要为二代航发控制系统成附件配套,目前处于业务转型升级阶段。长春控制 21 年营收同比增 13.43%,销售净利率为 4.11%。21 年,长春控制拟使用募集资金 4.46 亿元,围绕其燃油供给与计量装置、电液 /电气转换装置、作动筒及伺服作动器、空气调节控制装置四个专业开展核心能力提升建设,助力其业务换代, 项目建设期 36 个月。

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锻件:重点公司分析

国内航空锻件配套市场逐渐由航空工业内部稳定配套的绝对垄断,向系统内部配套为主,新兴企业广泛参 与,部分细分领域垄断竞争的格局发展。国际航空锻件市场则呈现充分竞争的市场格局。

中航重机:航空锻件龙头,大型、精密、整体化转型升级

公司隶属于中国航空工业集团,集成我国主要的国有航空锻件生产企业,下属锻造专业化企业包括宏远公 司、安大公司及景航公司,其中宏远公司主要从事飞机大中型锻件研制生产、安大公司主要从事航空发动机盘 轴及环锻件研制生产,景航公司主要从事飞机中小型精密锻件研制生产。中航重机作为航空工业集团下属专业锻造企业集成平台,其产业布局和发展与我国航空装备研制升级过程 高度耦合,具有极大的先入时效及产业卡位优势。公司目前开展的航空锻造大型化、精密化技改,将扩大公司 在高端航空锻件中的市场份额,强化公司的龙头地位。同时,公司凭借其航空锻件龙头地位及较多的战略物资 储备,在原材料涨价的背景下有较大的议价空间。公司 16-21 年营收稳定增长。17 年分拆新能源业务后,锻件业务营收占比维持在 70%以上,且 18-21 年持 续增长,锻造业务营收同增 34.34%。航空锻件贡献公司主要营收,锻件业务中航空领域占比维持在 80%以上。随着锻件业务规模的扩大,对设备及模具等固定投资的摊薄效应更加明显,锻件业务毛利率持续升高,达到 28.92%。随 2018 年定增产能逐渐完全达产及 2021 年定增新增产能接续,公司的锻件业务规模有望再上台阶。

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两次募资完成公司航空锻件大型、精密化转型。公司在 2018 年定增募集 17.03 亿元,其中 10.2 亿元用于宏 远公司西安新区先进锻造产业基地建设,新增等温锻造生产线、精密锻造生产线(含自由锻)、热处理生产线、 大型模具制造生产线等,可满足我国大型客机、运输机、大推力发动机以及其它型号工程的大型整体结构锻件、 盘轴类转动件生产的需要;4.45 亿元用于安大公司民用航空环形锻件生产线建设,用于提升产线智能化制造水 平。2021 年公司再募集 19.1 亿元,其中 8.05 亿元用于宏远公司先进锻造产业基地航空精密模锻产业转型升级, 提高宏远公司航空精密模锻件研制、生产配套能力,满足国内军用飞机、商用飞机及国际商用飞机大型精密模 锻件市场需求;6.4 亿元用于安大公司无锡分公司开展特种材料等温锻造生产线建设。

航宇科技:专精航空环锻件,军/民+国内/外双线发力

公司前身航宇有限成立于 2006 年,是国内航空发动机环形锻件的主研制单位之一,承担多个重大科研项目, 是工信部第一批专精特新“小巨人”企业。公司在国内航空市场,与中国航发下属主机厂和科研院所建立了长 期稳定的合作关系,参与我国多个预研和在研型号航空发动机环形锻件的同步研制,包括新一代军用航空发动 机、长江系列国产商用航空发动机。公司也是环锻件国际转包业务的前行者,已与多家航空 OEM 签订长协。公司与我国重点航发主机厂配套关系密切,且几乎参研了全部重点航发及燃机型号,尤其在大直径难变形 材料环锻件加工具有技术专长,实控人及经理层具有深厚的航空环锻件工程经验。公司聚焦核心主业,扩充产 能,逐渐扩展航发领域外的高端环锻件业务。公司营收与毛利率稳步提升,航空领域占主导。17-19 年营收同比增速维持在 44%以上水平,20 年由于海 外疫情影响国际转包业务等原因,营收增速回落至 14%,21 年营收增速提升至 43%,体现国内航发产业高景气 带来营收增长。随着公司着力布局的主力科研型号航发定型量产速度加快,疫情对国际航空制造业影响逐渐消 散,公司锻造业务收入有望进一步提升。

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公司经过控股权及组织调整后,2018 年实现扭亏,随着业务量较快增长,公司毛利率随着规模效应体现而 持续升高,21 年综合毛利率达 32.55%。从公司产品各业务领域看,航空锻件毛利率水平 18 年后持续增加,21 年达到 30.4%。航宇科技通过 IPO 募集项目建设航空发动机、燃气轮机用特种合金环轧锻件精密制造产业园建设项目,扩 充公司核心产品产能,同时通过改进工艺布局、引进先进设备,建设航空锻造数字化智慧工厂,通过数字化全 过程仿真,缩短设计研发周期;引入自动化的先进生产设备,改进产品生产制造过程,提高生产效率和产品质 量。公司在 2022 年启动股权激励工作,并且与贵阳国家高新技术产业开发区管理委员会签订合作协议,拟投资 12 亿元建设“航空发动机燃气轮机用环锻件精密制造产业园项目”。

派克新材:航空环锻业务迅速扩张,延伸布局航空模锻

公司专业从事金属锻件的研发、生产和销售,掌握异形截面环件整体精密轧制技术、特种环件轧制技术、 超大直径环件轧制技术等多项核心技术。公司技术中心被认定为超大规格轻合金精密成型工程技术研究中心、 江苏省企业技术中心、无锡市企业技术中心,并参与起草多项国家军用及航天企业标准。公司已成为国内少数 几家可供应航空、航天、舰船等高端领域环形锻件的国家高新技术企业之一。公司航空航天环锻件发力迅速,参与航发主机厂重点型号配套后业务实现翻番,新型号布局完整,业绩增 长稳定性高。公司 17-21 年环锻业务营收规模快速放量,其中航空航天领域呈现爆发式增长,21 年航空航天环锻件 7.16 亿元,同增 117.6%,或与 21 年相关主机厂新开批产型号流水导致订单大幅上涨有关。公司环锻件下游应用多 元化,随着航空航天领域放量显著,其业务占比逐渐升高至 46.13%,成为主业。同时,公司的毛利率较高,达 到 46.21%,主要与其统计口径及产品结构差异有关。

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公司 20 年 IPO 募集 7.58 亿元,重点用于航空发动机及燃气轮机用热端特种合金材料及部件建设项目。通 过新增 7000t 自由锻液压机、精密辗环机及 50MN 胀形机等设备,建设航空发动机和燃气轮机用热端特种合金 锻件的综合性制造基地,建成后可用于航空发动机及燃气轮机用高温合金、钛合金、铝合金、特种不锈钢及其 他锻件产品制备,另外,也可用于工业重型燃气轮机、核电装备和海工装备等高端锻件的生产。公司 22 年同时 启动定增,拟募资扩展航空模锻件业务。(报告来源:未来智库)

铸件:关注型号配套经验及产能规模和结构

航空铸件主要配套下游的航空装备主机厂。由于航空装备的高可靠性及稳定性要求,主机厂在选择铸件供 应商时,倾向于选择已经参与既有型号配套,具有稳定、可靠产品交付记录的生产企业,同时具有既有型号配 套经验的铸件生产商会前置参与具体铸件零部件的设计过程,提前锁定新型号份额并分摊研制费用。航空铸件, 尤其是发动机叶片属于上批量交付,具有产能规模的铸造企业在下游航空装备需求高景气的中长期内具有先发 优势,同时,航空铸件生产流程较长,专用设备较多,具有完整产业链结构的企业具有成本及效率优势。

图南股份:铸造高温合金新秀,材料加工领域多条线发展

公司主营业务为高温合金、特种不锈钢等高性能合金材料及其制品的研发、生产和销售。公司建立特种熔 炼、锻造、热轧、轧拔、铸造的全产业链生产流程,自主生产高温合金、精密合金、特种不锈钢等高性能特种 合金材料,并通过冷、热加工工艺,形成了棒材、丝材、管材、铸件等较完整的产品结构,可同时批量化生产 变形高温合金、铸造高温合金(母合金、精密铸件)产品。公司变形高温合金产品主要为小直径棒丝材及管材, 主要为民用,少量用于军用紧固件等中小型结构件,特种不锈钢产品主要为管材及少量棒材,主要用于飞机及 航发管路系统。公司具有很强的市场开拓及巩固能力,铸造高温合金业务持续增长,与主要航发主机厂业务合作进一步加 深,短期内铸造母合金自用于高附加值铸件比例提升,有望提升产品利润水平。公司变形高温合金军用占比有 望随着沈阳基地建设而逐渐提高,利好公司利润增长。

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公司铸造高温合金以军品业务为主,包括铸造高温合金母合金及精密铸件,生产的高温合金精密铸件主要 用于航空发动机、燃气轮机热端部分的关键部件,包括机匣类大型复杂薄壁结构件、涡轮转动及导向叶片等, 其中高温合金精铸机匣作为某主力型号主流水,业务快速起量,放量稳定。2017 年开始,公司铸造高温合金营 收快速增长,占比持续升高,21 年铸造业务同增 46%,业务占比达到 45%。公司铸造高温合金毛利率主要受母合金/精铸件产品结构影响,其中精密铸件毛利率 60%左右,母合金毛利 率 35%左右,体现军品复杂大型精铸构件的高溢价。随着下游航发主机厂高温合金精铸件的需求逐渐增加,公 司高温合金母合金自用于高毛利的精铸件比例增加,有望同时提升公司铸造高温合金营收及利润水平。公司特种不锈钢管主要用于飞机及航发管路系统,在主要特钢企业中具有一定竞争力。变形高温合金以棒 丝材为主,主要用于民用领域,随着图南沈阳中小零件制造基地的建设,有望提高变形高温合金的军用占比。公司 IPO 募投项目“年产 1000 吨超纯净高性能高温合金材料建设项目”和“年产 3300 件复杂薄壁高温合 金结构件建设项目”将分别于 2022 年 7 月和 2022 年底投产,新增铸造母合金、变形高温合金、精铸机匣产能, 有力保障交付需求,支撑中长期增长空间。

应流股份:航空航天及核能业务双线发力,业务增长动能充足

公司是专用设备零部件生产领域内的领先企业,主要产品为泵及阀门零件、机械装备构件,应用在航空航 天、核电、油气、资源及国防军工等高端装备领域。公司具有以铸造为源头,铸造、加工和组焊一体化的专用 设备关键零部件制造能力。公司与航空航天及核能主要研究单位持续合作,升级其传统铸造技术及产能,航发及燃机铸件业务稳定增 长,核能材料已实现核心配套,预计进入快速增长期,公司核心设备先进、产能规模充足,出口业务短期收益 于汇率走低。公司航空航天新材料及零部件营收额自17年后持续增加,21年营收同增59%,营收占比持续升高至25.05%。航空发动机和燃气轮机零部件项目为公司重点布局领域,2015 年,设立孙公司应流航源,加快“两机”零部件 制造领域布局和建设,与中航工业北京航空材料研究院(现中国航发北京航空材料研究院)签订技术合作协议, 提供高温合金等轴晶涡轮叶片、燃气轮机叶片、导向器等结构件制造及高温合金返回料再利用专有技术,并协助公司建立大尺寸高难度等轴晶涡轮叶片生产线,公司与通用电气公司签订合作协议,将为通用电气公司研发 多种型号的等轴晶和定向高温合金叶片。

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公司生产的某型号国产涡扇发动机叶片成熟、稳定、批量供货,某型号航空发动机机匣接到批量订单并开 始生产,与通用电气、西门子、罗罗公司等国际“两机”行业龙头合作逐渐加深。公司具有较大的设备性能和产能优势。公司从世界各国进口先进设备,构成模制壳、熔炼浇注、后处理、 检验检测完整的生产线。拥有国内最大规格、综合性能国际领先的大型热等静压设备。砂铸工艺全套引进意大 利 IMF 包括制芯、混砂、造型、合箱、浇注等生产线,消失模技术生产的重达 3 吨的核级叶轮达到了世界领先 水平。公司拥有的真空熔炼铸造设备,技术先进,能满足航空、燃气轮机和油气钻采等不同行业客户的严格要 求。

万泽股份:航发高价值一盘两叶布局,型号配套仍需观察

公司主营业务为微生态制剂、高温合金及其制品的研发、生产及销售。高温合金业务领域,公司主要研制 高温合金母合金、合金粉末、精密铸造叶片及粉末冶金盘。公司生产的镍基高温母合金主要用于公司粉末冶金 制粉及高温合金铸造等,高温合金粉末主要用于制造发动机的涡轮盘、压气机盘、鼓筒轴、封严盘/环及挡板等 高温承力转动部件,高温合金铸件则包括高质量等轴、定向及单晶叶片,可用于航空发动机、燃气轮机或汽车 增压器涡轮。公司 13 年,与中南大学建立战略合作,正式进军航空高温合金及构件领域。14 年,万泽中南研究院成立, 进行先进航空发动机高温合金材料的研发及产业化。18 年,上海万泽高温合金等轴晶铸件产业化项目点火投产, 具备年产 90 万件汽车涡轮增压器涡轮、4 万片航空发动机及燃气轮机转动叶片、5000 件航空发动机及燃气轮机 导向叶片或结构件以及 2000 件钛合金及其衍生物的生产能力,向 GE 运输公司交付首批叶片产品并开始转入批 量生产,并获得首份燃机订单。19 年,万泽中南研究院成功研制了二代高温合金粉末涡轮盘,积累了批量生产 粉末盘的技术储备,完成精密铸造叶片中试。深汕万泽精密铸造一期工程项目中的高温合金母合金熔炼线于 19 年 4 月小批量试生产,高温合金粉末、粉末盘生产线也于 19 年 7 月投入试生产。

20 年,深汕万泽精密铸造高温合金母合金熔炼线扩产扩批成功,具备航空发动机用先进高温合金年产 150 吨的量产能力,22 年拟扩产至 250 吨,并拟扩展单晶/定向叶片和涡轮盘产能。长沙万泽目前具备单晶/定向涡轮叶片铸件 7000 件/年的产能, 22 年拟扩产至 1 万件/年。2021 年,某型机例行长试已明确搭载深汕万泽精密生产的高压涡轮叶片配装高压涡轮转子,并完成了 500 小时长期试车考核,公司产品可靠性得到验证。深汕万泽精密收到某型航空发动机 150 件涡轮盘和 100 台份叶 片生产准备通知,具备批产放量条件。

材料:关注产业龙头及新牌号、新工艺

一代材料、一代航发,新型航发科研及批产航发改型带来巨大的新材料需求。航发新材料研制存在技术专 利及资产规模壁垒,背靠我国主要材料及工艺研究机构的企业可以实现产学研的有机结合,有效转化科研成果, 实现工程化规模应用。传统材料及加工方式依旧是航发制造的主体,需要较高的质量水平、较低的成本及较短 的交期,具有较大产能规模,实现大批量交付的传统龙头具有不可替代的优势。传统制造企业中拥有设备、技 术专长且专耕特定领域的企业,其营收端受益于行业景气快速增长的同时,可以高效带动盈利端的提升。

钢研高纳:高温合金技术龙头,技术优势有望随产能充分释放

公司主要从事镍基、钴基、铁基等高温合金材料、铝(镁、钛)轻质合金材料及制品、高均质超纯净合金 的研发、生产和销售,是高温合金材料及制品重要的研发生产基地。公司具有生产国内 80%以上牌号高温合金 的技术和能力,产品涵盖所有高温合金的细分领域,是我国高温合金领域技术水平最为先进、生产种类最为齐 全的企业之一,多个细分产品占据市场主导地位。公司控股股东中国钢研科技集团有限公司,是我国金属新材 料研发基地、冶金行业重大关键与共性技术的创新基地、国家冶金分析测试技术的权威机构,为公司的后续发 展提供了强有力的后盾。公司为我国高温合金研制龙头,具有极高的新牌号、新工艺技术壁垒。铸造高温合金完成业务整合,平度 基地产能释放,航空航天业务规模扩张;变形高温合金盘锻件及环锻件产能建设,有望大幅提高业务规模及毛 利率水平;新型高温合金为航发及燃机热端材料发展方向,处于核心放量阶段。新牌号、新工艺可一定程度缓 冲原材料涨价压力。

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公司铸造高温合金产品主要包括高温合金母合金、精密铸造合金制品、高温合金叶片和高温合金离心铸管 及静态铸件。高温合金母合金:公司能够生产等轴晶、定向凝固、单晶合金在内的几十种牌号的高温合金母合 金,适用于 650-1100℃范围内的不同温度环境,主要供应各航空、航天发动机、船用发动机精铸件生产。精密 铸造合金制品:公司拥有先进的高温合金精密铸件生产线,并拥有高温合金涡轮机导向器整体精密铸造及重型 燃机用大尺寸高温合金叶片铸造等核心技术,为航空、航天发动机研制了多种关键精铸件,其中航天涡喷、涡 扇发动机用高温合金关键精铸件占据国内的市场份额超过 90%。高温合金铸造叶片:公司可生产高温合金定向、 单晶及等轴叶片,单晶叶片牌号主要有 DD402、DD407、DD416 等,其中 DD407 已通过装机试飞考核,形成 批量生产能力,DD416 已实现某先进涡桨发动机装机;

公司变形高温合金制品主要包括高温合金盘锻件、高温合金型材、燃烧室用高温合金环件、司太立耐磨制 品及特种钢系列等。高温合金盘锻件:公司在变形高温合金锻件研制和生产领域一直处于国内领先地位。公司 为国内先进航空发动机研制了多牌号合金涡轮盘;为大推力液氧/煤油火箭发动机等型号的航天发动机研制多牌 号合金涡轮盘和涡轮转子锻件,为燃气轮机研制了新牌号合金盘锻件。高温合金型材:高温合金型材主要包括 棒材、板材、带材、管材和丝材等,应用于航空、航天、能源、石油、化工、勘探及核工业等领域。新型高温合金制品包括合金粉末、热等静压合金制件、粉末高温合金锻件、氧化物弥散强化 ODS 系列制品 和低膨胀紧固件制件等。粉末高温合金锻件:公司研制生产的 FGH4095(第一代)、FGH4096(第二代)、FGH4097 (第二代)和 FGH4098(第三代)等粉末高温合金盘锻件可满足国家多个重点型号航空发动机热端转子部件需 求,并实现在多型号上批量应用。随着粉末高温合金市场需求快速增长,型号需求开始放量,2019 年 FGH4095 挡板获得某发动机型号批产订货,进一步拓展了在某系列发动机上的应用,首次航天应用;2019 年,FGH4097 高压涡轮盘在某盘件国产化招标中竞标第一。

19 年后收购青岛新力通叠加航空航天铸件快速起量,铸造高温合金业务逐渐超过原主业变形业务, 21 年 公司铸造高温合金营收同增 20.78%,其中民品约 5.7 亿元(+8.26%),军品约 6.4 亿元(+34.71%),整体铸造高 温合金毛利率大幅降低 10.13pcts 至 24.45%,或为平度基地新产能在年中投用,折旧摊销较大,公司“多品种、 小批量”的产品结构及部分类型铸件原材料涨价有关;变形高温合金业务以军用为主,同增 26.44%,增速较慢 主要是公司的变形高温合金主要工序均外委实施,受 21 年主要产能紧张的影响,变形业务增长率有限,同时变 形高温合金毛利率下降 7.18pcts 至 21.34%;公司新型高温合金业务则具有极大的技术优势,呈现集中放量趋势, 同增 54.36%,同时新型高温合金为先进航发及燃机发展趋势,毛利率增长 7.64pcts 至 54.94%。公司积极扩展产能,逐渐实现从科研小批向批量规模交付的转变,全面扩张铸造及变形业务。19 年,公司 青岛平度产业基地开始建设,主要生产航空航天用高温合金无余量精密成型件,铝、镁、钛等航空航天用轻质 合金精密成型件等,提升国际宇航业务交付能力、布局高温合金领域内的先进材料;21 年,公司将铸造高温 合金制品事业部划转至公司控股子公司河北钢研德凯科技有限公司,实现铸造业务整合;同年,公司拟在德阳 建设两机用高端金属盘锻件产业基地项目及钢研高纳-四川华腾航空航天环轧中试基地,进一步扩展变形高温合 金业务规模。20 年,钢研高纳设立常州钢研,航发资产入股,扩展激光选区熔化等金属增材制造技术,从事高 温合金、钛合金、铝合金、不锈钢、模具钢等高端金属材料的复杂形状零部件制造。

抚顺特钢:变形高温合金龙头,产能扩张助力营收再上台阶

抚顺特钢始建于 1937 年,拥有高温合金、超高强度钢、特冶不锈钢、高档工模具钢四大主打产品,产品广 泛服务于航空航天、国防军工、能源电力、石油化工、交通运输、机械机电、环保节能等六大领域,是国内重 要的特殊钢新材料供应商之一。公司产品在国防军工行业长期处于龙头位置,高温合金、新型不锈钢、超高强 度钢等航空航天领域用的尖端材料,在产量规模上位居前列,市场占有率达到 60%,其中高温合金及超强钢在 军用领域市占率约 80%左右。公司高温合金及超高强度钢特冶工艺具有极高的经验壁垒及产能优势,几乎垄断配套我国军用高端特钢需 求,处于核心放量卡位。连续的技改扩产有望有效承接行业景气,转化为利润增长。领先的冶炼合格率及冶炼 效率,新牌号的联合试产奠定公司坚固的护城河。公司短期原材料涨价承压。公司 21 年高温合金业务营收 13.04 亿元,同增 12.41%,毛利率同增 2.3pcts 至 42.65%。21 年,高温合金产 量 5894 吨,销量 6049 吨,设计产能约 6000 吨,产能成为业绩增长的主要制约,公司目前正进行新产能扩建及 老产能技改,预计可新增约 5000 吨产能,将在需求端持续景气情况下有效转化为业绩支撑。

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抚顺特钢在特种冶炼产能上具有绝对的技术及设备优势。目前优质特殊钢冶炼以“真空感应炉 VIM+电渣 炉 ESR+真空自耗炉 VAR”三联及“VIM+ESR/VAR”两联为主流,抚顺特钢拥有真空感应炉 7 座、真空自耗炉 15 座和电渣炉 38 座,绝对数量全国第一,约为第二的宝钢特钢特种冶炼炉的 2.4 倍(来自 2021 年 10 月的文献 数据)。同时公司冶炼设备单炉冶炼量远大于其他高温合金冶炼厂,拥有 30t 的 VIM/ESR/VAR 冶炼炉产线,同 时变形高温合金冶炼过程控制技术成熟,生产经验丰富,在保证材料合格的前提下,大型设备可采取大炉量冶 炼,可以有效减少冶炼准备工序,减少材料浪费。因此,抚顺特钢在变形高温合金领域将长期处于行业领导者 的角色,并随着产能释放充分享受业绩高确定性增长。(报告来源:未来智库)

宝钛股份:钛产业龙头,产能升级扩张锁定航空业务高景气

宝钛公司目前已建立起“海绵钛、熔铸、锻造、板材、带材、无缝管、焊管、棒丝材、精密铸造、原料处 理”十大生产系统,形成 3 万吨钛铸锭和 2 万吨钛加工材生产能力。公司主体装备由美、日、德、奥等十五个 国家引进,主要有 2400KW 电子束冷床炉、15t/10t 真空自耗电弧炉、万吨自由锻压机、2500t 快锻机、高速棒 丝生产线、钛带生产线(MB22-TI 型二十辊冷轧机)、3.3 米宽厚板生产线等,这也使我国成为继美、日、俄后拥有完整钛工业产业链的国家,产品广泛应用于航空、航天、舰船等高精尖领域和氯碱化工、电力、冶金、医 药及海洋工程等国民经济重要领域。公司作为国际钛产品龙头,钛材全条线、全流程布局,具备规模效应及成本控制优势。航空航天高端钛材 领域,公司扩充其优质海绵钛供应能力后,又在建设高端钛材加工产能,产品结构升级有望持续增厚其盈利水 平。公司作为国际主要钛材供应商,受益于局部冲突带来的产业转移。

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西部超导:高端钛合金加速航发布局,高温合金延伸技术优势

西部超导具有航空航天用金属结构材料超纯净、高稳定冶炼的技术优势,生产的高端钛合金棒丝材为我国 新型战机、运输机核心结构件主干材料。公司是目前国内唯一实现低温超导线材商业化生产的企业,也是目前 国际上唯一的铌钛(NbTi)锭棒及线材全流程生产企业,主要应用于下游磁共振成像(MRI)、磁控直拉单晶硅 (MCZ)及核聚变堆科研项目。公司延伸航空钛合金冶炼的技术经验优势,逐渐布局发动机用高性能高温合金 材料,目前多牌号高温合金牌号已进入主要客户验证阶段。公司作为航空航天用高端钛合金棒丝材的主供应商,大规格毛坯纯净化、均匀化控制技术优势突出,钛合 金跟随下游新型战机及运输机结构用材核心放量,逐渐布局航发冷端部件需求,有望成为高价值业务增量。高 温合金延伸公司的冶炼加工技术优势,实现新牌号生产的后发先至,弥补我国主要高温航材的进口依赖,目前 主要处于下游验证阶段。

变形高温合金需要通过复杂的合金化以实现高温性能稳定,被广泛用于航空发动机转子及部分静子等核心 部件,合金的冶炼杂质、偏析等缺陷对航空发动机可靠性影响巨大。公司依靠自身在航空金属材料超纯净冶炼 的技术优势,开始布局航空发动机高温合金业务。公司 21 年高温合金实现收入 1.02 亿元,毛利率转正为 4.01%, 显示出下游需求增长带来的规模优势,公司目前高温合金业务处于导入阶段,多牌号在下游航发客户处验证试 用,公司 21 年已突破国产主型发动机整体叶盘用 GH4169G 大棒材工程化关键技术,在发动机转动件实现装机 应用。

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华秦科技:热端隐身处理渐成趋势,技术发展路径难以复制

公司与西北工业大学产学研结合,突破特种功能材料研发与产业化技术瓶颈,主要产品在多军种、多型号 装备实现装机应用,隐身材料及伪装材料的核心产品分别在 2019 年及 2020 年实现批产,特种功能材料在我国 武器装备隐身领域和军事目标伪装等领域实现规模运用,产品系列覆盖隐身材料、伪装材料、高效热阻材料及 重防腐材料等。公司重点布局飞行器热端隐身的装备核心发展方向,吸波材料匹配及高温长寿命喷涂工艺成为公司核心技 术壁垒,短期难以复制,公司短期跟随核心三代航发集中放量,中长期随着四代航发定型及隐身处理型号及领 域扩展,市场空间有望大幅提升。公司核心业务为中高温隐身涂层材料及其涂覆加工,主要用于航空发动机尾喷口处的雷达红外信号抑制, 并可扩展至导弹等高速飞行器高温部位隐身处理。隐身是四代战机等对敌穿透打击武器的核心特点,是载机安 全、作战任务成功的重要保障。在目前主要军事大国雷达及红外探测技术不断进步,并沿我国周边部署萨德等 反导系统的的背景下,主战战机及打击武器的隐身处理将成主流趋势。同时由于飞行器发动机的结构及热流喷 射,尾向信号可探测距离远大于前向,因此,飞行器发动机位置的隐身处理极为必要。

公司隐身材料自 2019 年某型定型批产后,进入快速放量阶段,21 年特种功能材料产品实现收入 4.92 亿元, 同比增长 37.05%,产品毛利率基本都在 60%以上,由于产品结构及批产后调价等因素, 21 年毛利率下降至 59.06%,公司原材料价格较为稳定,批产调价完成后预计该毛利率中枢将保持。公司航发集团中第一大客户(主 机厂)营收占比在 65%左右,显示出公司目前的型号应用范围较窄,随着四代航发定型交产及三代航发补充隐 身处理,预计公司的业绩规模空间更大。

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*文章来源 未来智库

*侵权必删

 

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