碳纖維龍頭光威復(fù)材研究報(bào)告：高景氣航空航天、風(fēng)電可期一、公司簡(jiǎn)介：國(guó)內(nèi)高性能碳纖維行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)公司是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先碳纖維復(fù)合材料業(yè)務(wù)系統(tǒng)方案提供商，以領(lǐng)先的技術(shù)實(shí)力和工藝制造能力為支撐，現(xiàn)已形成碳纖維領(lǐng)域全產(chǎn)業(yè)鏈布局。公司專(zhuān)業(yè)從事碳纖維及碳纖維復(fù)合材料的研發(fā)、生產(chǎn)與銷(xiāo)售，主要產(chǎn)品包括碳纖維及織物、碳纖維預(yù)浸料、玻璃纖維預(yù)浸料、碳纖維復(fù)合材料制品、風(fēng)電碳梁等。產(chǎn)品應(yīng)用前景廣闊，涵蓋航空航天、風(fēng)電葉片、醫(yī)療器械、高端休閑體育用品等領(lǐng)域。2020年公司主營(yíng)業(yè)務(wù)中碳纖維及織物占比51%，碳梁占比34%，預(yù)浸料占比11%。根據(jù)公司2021年度業(yè)績(jī)快報(bào)，公司2021年度碳纖維及織物業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入12.75億元，同比增長(zhǎng)18.32%，占營(yíng)業(yè)收入的49%；碳梁業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入8.08億元，同比增長(zhǎng)12.56%，占營(yíng)業(yè)收入的31%；

預(yù)浸料業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)收入3.59億元，同比增長(zhǎng)51.94%，占營(yíng)業(yè)收入的14%。公司生產(chǎn)產(chǎn)品的消費(fèi)群體為國(guó)內(nèi)航空航天領(lǐng)域所屬企業(yè)、體育用品制造廠(chǎng)商、能源裝備生產(chǎn)廠(chǎng)商、交通運(yùn)輸設(shè)備廠(chǎng)商、醫(yī)療器械設(shè)備廠(chǎng)商、建筑材料廠(chǎng)商等。光威復(fù)材隸屬于威海光威集團(tuán)，擁有30余年發(fā)展歷史，實(shí)際控制人為陳亮。1992年，威海市碳素漁竿廠(chǎng)（復(fù)材有限前身）成立，成立之初以碳纖維漁具生產(chǎn)與銷(xiāo)售為主，此后逐漸向產(chǎn)業(yè)鏈上游延伸，致力于碳纖維國(guó)產(chǎn)化研究。2014年公司前身復(fù)材有限完成股份制改造，2017年9月公司在深交所創(chuàng)業(yè)板上市，是國(guó)內(nèi)碳纖維行業(yè)首家A股上市公司。公司控股股東為光威集團(tuán)，實(shí)際控制人為陳亮。陳亮先生現(xiàn)任公司董事。生產(chǎn)、技術(shù)人員占比超九成。根據(jù)公司2020年年報(bào)，公司員工總計(jì)1852人，其中生產(chǎn)人員1393人，占比75.22%，技術(shù)人員331人，占比17.87%。據(jù)公司招股說(shuō)明書(shū)，公司建有碳纖維制備及工程化國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室、山東省碳纖維技術(shù)創(chuàng)新中心、國(guó)家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心、院士工作站等多個(gè)國(guó)家和省級(jí)研發(fā)平臺(tái)。受益碳纖維及其復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域市場(chǎng)發(fā)展以及公司競(jìng)爭(zhēng)能力提高，近年來(lái)公司營(yíng)收及凈利穩(wěn)步提升。受下游航空航天以及民用風(fēng)電領(lǐng)域?qū)μ祭w維需求的增長(zhǎng)，疊加公司近年來(lái)的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展，2016-2020年公司營(yíng)收從2016年的6.33億元增長(zhǎng)至2020年的21.16億元；歸母凈利潤(rùn)從2016年的1.99億元增長(zhǎng)至2020年的6.42億元。公司多主業(yè)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)，品類(lèi)不斷深化。公司毛利率穩(wěn)定增長(zhǎng)，其中碳纖維及織物業(yè)務(wù)2020年毛利率高達(dá)75.28%，碳梁業(yè)務(wù)毛利率為21.64%，預(yù)浸料業(yè)務(wù)毛利率為27.94%，制品和其他業(yè)務(wù)毛利率為15.66%。同時(shí)，公司資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)狀況良好，公司攤薄ROE由2019年16%增長(zhǎng)到2020年18%，總資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率由2019年的0.45上升至2020年的0.49。根據(jù)公司2021年度業(yè)績(jī)快報(bào)，公司預(yù)計(jì)2021年度實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入26.07億元，較去年同期增長(zhǎng)23.25%；歸母凈利潤(rùn)7.59億元，較去年同期增長(zhǎng)18.31%；加權(quán)平均凈資產(chǎn)收益率19.62%，同比增長(zhǎng)1.11個(gè)百分點(diǎn)，整體盈利能力穩(wěn)定增強(qiáng)。公司加大技術(shù)研發(fā)投入力度，提升核心競(jìng)爭(zhēng)力。2021年1-6月，公司研發(fā)投入共計(jì)1.07億元，同比增長(zhǎng)0.85%，占當(dāng)期營(yíng)業(yè)收入比例為8.35%。根據(jù)公司2020年年報(bào)，2020年公司研發(fā)費(fèi)用涉及項(xiàng)目主要包括T800級(jí)、T1000級(jí)、M40J級(jí)、M55J級(jí)等碳纖維產(chǎn)品或項(xiàng)目的驗(yàn)證；M40X、M65J級(jí)、T1100級(jí)等碳纖維的研發(fā)、先進(jìn)復(fù)合材料研發(fā)等項(xiàng)目。據(jù)公司2021年業(yè)績(jī)快報(bào)，碳纖維及織物業(yè)務(wù)方面，在碳纖維及織物業(yè)務(wù)航空用批產(chǎn)產(chǎn)品降價(jià)等背景下，公司新產(chǎn)品依舊順利推向市場(chǎng)并得到客戶(hù)認(rèn)可。碳梁業(yè)務(wù)方面，公司采取多種措施積極開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)資源，緩解了主要原材料碳纖維供應(yīng)緊張使訂單交付不足、原材料價(jià)格的上漲以及匯率變化導(dǎo)致產(chǎn)品盈利能力下降等不利因素的影響。預(yù)浸料業(yè)務(wù)方面，公司積極拓展產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域，努力擴(kuò)大業(yè)務(wù)規(guī)模。公司始終堅(jiān)持以市場(chǎng)為導(dǎo)向，不斷加大研發(fā)投入，以此強(qiáng)化技術(shù)優(yōu)勢(shì)，豐富產(chǎn)品體系，為后續(xù)發(fā)展厚植根基。二、市場(chǎng)：受益航空裝備現(xiàn)代化建設(shè)，風(fēng)電碳梁景氣高（一）碳纖維：性能優(yōu)異的工業(yè)材料，制造全環(huán)節(jié)技術(shù)為先碳纖維是由有機(jī)纖維（主要是聚丙烯腈纖維）經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料纖維。碳纖維的含碳量在90%以上，具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、比模量高、耐腐蝕、耐疲勞、熱膨脹系數(shù)小、耐高低溫等優(yōu)越性能，是軍民用重要基礎(chǔ)材料，應(yīng)用于航空航天、體育、汽車(chē)、建筑及其結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)等領(lǐng)域。樹(shù)脂基碳纖維模量高于鈦合金等傳統(tǒng)工業(yè)金屬材料，強(qiáng)度通過(guò)設(shè)計(jì)可達(dá)到高強(qiáng)鋼水平，明顯高于鈦合金，在性能和輕量化兩方面優(yōu)勢(shì)都非常明顯。碳纖維成本也相對(duì)較高，雖然目前在航空航天等高精尖領(lǐng)域已部分取代傳統(tǒng)材料，但對(duì)力學(xué)性能要求相對(duì)不高的傳統(tǒng)行業(yè)則更看重經(jīng)濟(jì)效益，傳統(tǒng)材料依然為主力軍。全產(chǎn)業(yè)鏈看，制造碳纖維產(chǎn)品的上游原絲端與中游復(fù)合材料均是碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)，整個(gè)制造的全環(huán)節(jié)技術(shù)壁壘均高。作為碳纖維的前驅(qū)體，高質(zhì)量的PAN原絲是制備高性能碳纖維的前提條件，但其中的聚合、紡絲、碳化、氧化等工藝并非朝夕能夠達(dá)成，其產(chǎn)業(yè)化工藝以及反應(yīng)裝置核心技術(shù)是關(guān)鍵。例如據(jù)《合成纖維工業(yè)》2019年第42卷，碳纖維設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)幾乎被國(guó)外壟斷，且嚴(yán)格限制對(duì)華出口，如碳化爐、石墨化爐等關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)滯后。碳纖維一般不是單獨(dú)使用，而是以復(fù)合材料的形式被使用，一般以樹(shù)脂碳纖維居多。除PAN原絲外，碳纖維復(fù)合材料設(shè)計(jì)、制造、評(píng)價(jià)是碳纖維應(yīng)用的基礎(chǔ)，亦制約著碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。碳纖維復(fù)合材料中主要成分除碳纖維外，還有樹(shù)脂基材。碳纖維原絲即PAN原絲質(zhì)量固然重要，但若在中游復(fù)材環(huán)節(jié)，沒(méi)有質(zhì)量與性能突出、產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的樹(shù)脂基材，以及沒(méi)有用于配套生產(chǎn)復(fù)材的核心設(shè)備，碳纖維仍然無(wú)法得到大規(guī)模的應(yīng)用。處于上游的碳纖維分類(lèi)方式較多，可按照絲束大小分為小絲束和大絲束，該分類(lèi)方式易于區(qū)分其下游市場(chǎng)。小絲束主要是指24K以下（指碳纖維絲束中單絲數(shù)量,1K=1000根），因其性能較為優(yōu)異，常用于航空航天等領(lǐng)域。大絲束目前常為36K、48K，因其碳纖維粘連、斷絲等現(xiàn)象較多，使強(qiáng)度、剛度受到影響，所以性能相對(duì)較低、分散性也較大。但大絲束碳纖維生產(chǎn)成本較低，部分性能優(yōu)于小絲束，48K大絲束最大的優(yōu)勢(shì)，生產(chǎn)和應(yīng)用效率高，可以大幅度實(shí)現(xiàn)低成本的目標(biāo)，從而打破碳纖維高昂價(jià)格帶來(lái)的應(yīng)用局限。故大絲束碳纖維被稱(chēng)為"工業(yè)級(jí)"碳纖維，主要應(yīng)用于汽車(chē)、風(fēng)電等工業(yè)領(lǐng)域。碳纖維復(fù)合材料是直接接觸下游市場(chǎng)的應(yīng)用形式。復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過(guò)物理或化學(xué)的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料以滿(mǎn)足各種不同的要求。復(fù)合材料根據(jù)不同物相在空間上的連續(xù)性，可以將其分為基體與增強(qiáng)材料。一般而言，碳纖維不單獨(dú)應(yīng)用于下游領(lǐng)域，常作為增強(qiáng)材料形成復(fù)合材料。據(jù)光威復(fù)材招股說(shuō)明書(shū)，碳纖維復(fù)合材料以樹(shù)脂基復(fù)合材料（CFRP）為主，占全部碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)份額的90%以上。在CFRP中，受力的是碳纖維，樹(shù)脂在其中起到粘結(jié)的作用。CFRP以其明顯的減重增強(qiáng)的作用而廣泛應(yīng)用于航天航空、體育娛樂(lè)用品等領(lǐng)域。高端領(lǐng)域?qū)μ祭w維的性能要求較高，質(zhì)量關(guān)卡短期內(nèi)較難突破。高端碳纖維以航空航天領(lǐng)域用小絲束為主，制備需經(jīng)歷聚合、紡絲、預(yù)氧化、碳化等工藝，生產(chǎn)流程環(huán)節(jié)多，產(chǎn)品性能不易控制。質(zhì)量過(guò)關(guān)的原絲是高性能碳纖維制備的前提，產(chǎn)業(yè)化工藝和反應(yīng)裝置技術(shù)是質(zhì)量控制的關(guān)鍵。原絲制備方面，濕法紡絲是目前工業(yè)上普遍采用的紡絲方法，分為濕噴濕紡和干噴濕紡，濕噴濕紡形成的纖維纖度CV小，溶劑殘留量相對(duì)較少，產(chǎn)品質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定，但紡絲速度慢，干噴濕紡兼?zhèn)涓煞ê蜐穹徑z的優(yōu)點(diǎn)，該工藝制備的原絲表面光滑無(wú)溝槽、橫截面呈均勻圓形，纖維內(nèi)部不存大孔隙，是目前工業(yè)化大規(guī)模PAN基碳纖維原絲生產(chǎn)的主要工藝；工藝和生產(chǎn)設(shè)備方面，國(guó)際巨頭技術(shù)成熟，當(dāng)前以光威復(fù)材等為代表的領(lǐng)軍企業(yè)可實(shí)現(xiàn)碳化氧化等核心設(shè)備的自主可控。中低端領(lǐng)域?qū)μ祭w維的性?xún)r(jià)比要求高，成本競(jìng)爭(zhēng)激烈。中低端碳纖維以大絲束為主，主要應(yīng)用于汽車(chē)、風(fēng)電等工業(yè)領(lǐng)域，注重性?xún)r(jià)比。基于下游客戶(hù)議價(jià)權(quán)較強(qiáng)和生產(chǎn)商主動(dòng)綁定大客戶(hù)兩大因素，中低端市場(chǎng)從技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)演變?yōu)槌杀靖?jìng)爭(zhēng)。國(guó)際中低端市場(chǎng)成本競(jìng)爭(zhēng)激烈，而國(guó)內(nèi)成本結(jié)構(gòu)優(yōu)化空間很大，碳纖維企業(yè)或可通過(guò)制備工藝的提升、低成本原材料替代、縮短時(shí)長(zhǎng)降低能耗及擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)化規(guī)模實(shí)現(xiàn)毛利率提升。從成本結(jié)構(gòu)來(lái)看，原材料與能耗構(gòu)成碳纖維主要成本。根據(jù)2016年發(fā)表的《Carbonfiberproductioncosting:amodularapproach》，能耗是PAN碳纖維總成本中最高的部分，約占34%。而且碳纖維成本對(duì)于能源價(jià)格變動(dòng)最為敏感，能源價(jià)格每千瓦時(shí)變動(dòng)0.01歐元，每千克碳纖維成本變動(dòng)0.83歐元。其次是前驅(qū)體所用原料成本，即丙烯腈、甲基丙烯酸酯、衣康酸，占比約19%，其中丙烯腈每千克價(jià)格變動(dòng)0.01歐元?jiǎng)t碳纖維成本每千克變動(dòng)0.02歐元。最后是設(shè)備的攤銷(xiāo)成本占約18%。碳纖維行業(yè)具有明顯規(guī)模效應(yīng)，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模利于降低碳纖維主要制造環(huán)節(jié)的成本。據(jù)美國(guó)橡樹(shù)林國(guó)家實(shí)驗(yàn)室報(bào)告，在碳纖維的制備過(guò)程中，相比于基準(zhǔn)產(chǎn)量，通過(guò)擴(kuò)大產(chǎn)能原絲工序可降低8%，穩(wěn)定化與氧化降低36%，碳化、石墨化降低36%，表面整理降低11%，卷曲與包裝降低33%，其中擴(kuò)產(chǎn)對(duì)氧化碳化高能耗工序降成本效果更為明顯，規(guī)模效益顯著。（二）航空航天：碳纖維復(fù)材比較優(yōu)勢(shì)顯著，裝備現(xiàn)代化建設(shè)促發(fā)展航空航天材料逐步邁入碳纖維復(fù)合材料時(shí)代，復(fù)合材料的比重不斷擴(kuò)大。碳纖維復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、高模量、輕量化的優(yōu)點(diǎn)，目前逐步運(yùn)用于飛機(jī)部件并對(duì)傳統(tǒng)金屬實(shí)現(xiàn)一定替代。在航空航天領(lǐng)域，為達(dá)到飛行器輕量化的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)增加有效載荷，降低燃料費(fèi)用，以CFRP為代表的先進(jìn)復(fù)合材料的使用量逐年擴(kuò)大。近年來(lái)，無(wú)論是在單機(jī)上所占的比例還是總使用量，CFRP應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)張，在飛機(jī)上使用CFRP等先進(jìn)復(fù)合材料，不僅是由于其可以大幅減輕機(jī)身重量，而且在耐腐蝕以及抗疲勞性能等方面與傳統(tǒng)合金金屬相比也有較大的優(yōu)勢(shì)。CFRP的大范圍應(yīng)用通常是由軍用飛機(jī)開(kāi)始引導(dǎo)，民用客機(jī)領(lǐng)域則是以空客、波音為領(lǐng)頭羊。根據(jù)《PAN基碳纖維的生產(chǎn)與應(yīng)用》（王浩靜、張淑斌，科學(xué)出版社，2016年），先進(jìn)復(fù)合材料在F-15戰(zhàn)斗機(jī)上首次實(shí)現(xiàn)應(yīng)用時(shí)，其在整個(gè)飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料中所占的重量比例不過(guò)2%,但是到了F/A-18E/F戰(zhàn)斗機(jī)，其比例已經(jīng)達(dá)到了19%。此外，F(xiàn)-22戰(zhàn)斗機(jī)單機(jī)使用了350個(gè)以上的碳纖維復(fù)合材料零部件，達(dá)到了機(jī)身空重的25%，其中纖維增強(qiáng)熱固性樹(shù)脂為24%，另有1%的纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂材料。單機(jī)使用碳纖維總量接近4t，其中強(qiáng)度在5.08GPa以上的產(chǎn)品占到80%以上，主要用于機(jī)翼中間梁和后梁、垂直尾翼邊緣和方向舵、水平穩(wěn)定器、升降舵、機(jī)身框架、壁板、加強(qiáng)框、油箱框架等關(guān)鍵位置和部件。使用的碳纖維全部來(lái)源于Cytec和Hexcel兩家美國(guó)公司，樹(shù)脂基體材料主要是環(huán)氧樹(shù)脂和雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂。通過(guò)使用RTM的先進(jìn)成型方法，F(xiàn)-22戰(zhàn)斗機(jī)成功證明了CFRP部件不僅可以在性能上滿(mǎn)足要求，而且在成本控制上也具