高温合金行业之西部超导专题研究

1、高温合金行业之西部超导专题研究 HYPERLINK /SH601878.html 1.主营钛合金/超导材料/高温合金，近三年收入/净利润复合增速39%/66%1.1. 钛合金/超导材料/高温合金近三年收入复合增速 40%/33%/1068% HYPERLINK /SH688122.html 公司主营钛合金/超导线材/高温合金，2021H1 收入占比分别为 82%/8%/4%，过去 三年收入/净利润复合增速 39%/66%。西部超导材料科技股份有限公司（以下简称“公司”） 主要从事航空航天用钛合金棒材/丝材/锻坯、超导线材和航空发动机用高温合金材料的研 发、生产和销售，是目前国内唯一的低温超导线

2、材生产企业，是目前全球唯一的铌钛锭 棒、超导线材、超导磁体的全流程生产企业，我国三大主要军用钛合金供应商和少数高 温合金生产商，稀缺性平台具备战略投资价值。钛合营收占比超 80%贡献业绩主增长，高温合金有望开辟第二增长曲线。2021Q3， 公司总体实现营收 21 亿，同比增长 38%，实现归母净利润 5 亿，同比增加 101%。其中 钛合金/超导产品/高温合金预计占比分别为 82%/8%/4%，毛利率分别为 40%/17%/暂亏损， 近三年收入复合增速分别为 40%/33%/1068%。钛合金作为公司业绩主力，未来持续受益 于四代军用飞机增长稳健，高温合金切入供应商名录，受益于航空发动机需求爆

3、发，有 望开辟公司第二成长曲线。公司 2003 年成立，2019 年上市，现有钛合金/高温合金/超导材料产能 4950/2000/750 吨。公司以超导材料业务起家，是目前国内唯一的低温超导线材生产企业，是目前全球 唯一的铌钛锭棒、超导线材、超导磁体的全流程生产企业；后依托西北有色院技术支持 开拓钛合金业务，现为我国三大军用钛合金供应商之一；在专注于钛合金研发生产基础 上开辟高温合金新赛道，成为我国少数高温合金材料重点供货商。西北有色金属研究院持股 23%为实控人。公司背靠西北有色金属研究院，具有雄厚 的国企背景与丰富的技术积累，打通公司长期发展道路；公司下属 5 家子公司：西燕超 导从事超导

4、电子技术、弱场探测技术相关研发；聚能科技从事高性能超导磁体装备生产 制造；聚能装备从事冶金装备及冷热加工设备的研制；聚能高合从事高温合金业务；西 安九洲生物材料有限公司从事生物医用材料及器械的研制、开发、生产、销售及技术咨 询、技术服务、技术转让。发布定增 20.13 亿，产能提升助力公司业绩持续走高。2021 年 11 月，公司发布了2021 年度向特定对象发行 A 股股票募集说明书，计划募资 20.13 亿元，用于航空航天用高 性能金属材料产业化项目/高性能超导线材产业化项目/超导创新研究院项目/超导产业创 新中心及补充流动资金；截至 2021 年 12 月 29 日止，发行人已向 10

5、名特定对象发行人 民币普通股（A 股）277.41 万股，发行价 88.39 元/股，募资总额 20.13 亿元，实际募资净 额 19.81 亿元，其中新增注册资本及股本 0.23 亿元，转资本公积 19.58 亿元。公司产能充 足，后期有效保证业绩持续兑现。1.2. 公司近三年营收/归母净利复合增速 39%/66%公司近三年营收/归母净利润复合增速 39%/66%。2018-2021Q3 公司营业收入和归母 净利润持续增长，近三年复合增速分别为 39%/66%；2021Q3 业绩形势进一步向好，营业 收入/归母净利润达 21/5.4 亿，分别同比增加 38%/98%，2021 有望全年保持高

6、景气态势不 改。钛合金业务占公司营收超 80%，高温合金同比增长 156%开辟公司第二增长曲线。 近三年钛合金收入累计约 56 亿，占比超 80%；预计 2021Q3 高温合金实现营收 1 亿，同 比增长+156%，后续随着高温合金下游验证通过，公司大批量供货及持续扩产，高温合金 收入/利润有望爆发式增长，开辟公司第二成长曲线。公司近三年ROE7%/6%/13%，销售净利率12%/11%18%。2021Q3公司ROE为17%， 销售净利率 26%，两项指标不断提升，均表明公司盈利能力逐步提升。 公司三费稳中有降。随着收入的增长，管理费用率呈下降趋势，公司管理效率稳步 提高；近三年销售费用率稳定

7、在 0.8%-1.5%范围，财务费用稳定在 1.0-3.1 范围，三费整 体稳定。公司近三年存货复合增长率 23%。受益于军工行业高景气发展，下游需求持续释放， 2018-2021Q3 公司存货增加，2021Q3 达 15 亿，同比增长 35%；公司合同负债在 2021 年 出现明显增长，2021Q3 达到 2.4 亿。2020 年公司钛合金产量/销量为 4,877/4,831 吨，同比+17%/+33%，近五年复合增速 分别为 15%/17%。近些年公司钛合金材料产销量持续快速增长，2020 年销量 4,831 吨， 同比增长 33%，近五年复合增速 17%；同时公司积极扩大产能，2020

8、年钛合金产量 4,877 吨，同比+17%，近五年复合增速 15%，总体产销率达到 99%。2.超导业务技术全球领先，短期医疗+中期单晶硅+长期核聚变多重需求推动2.1. 超导线材+超导磁体，医疗/核聚变/半导体领域关键部件公司产品包括超导线材（铌钛/铌三锡）+超导磁体，广泛用于医疗/核聚变/半导体设 备制造，现有产能 750 吨。超导材料是指在一定条件下，具有直流电阻为零和完全抗磁 性的材料，公司产品广泛用于先进装备制造、大型科学工程等领域，包括磁共振成像仪、 磁控直拉单晶硅、核聚变实验堆、核磁共振谱仪、质子/重粒子加速器、磁悬浮列车、智 能电网装备等。超导线材（铌钛/铌三锡）主要应用于 I

9、TER 核聚变项目及医疗核磁共振，国内唯一 生产商。公司以超导材料业务起家， 2011 年通过国际 ITER 组织综合评价，于次年开始 批量供货，多年来逐步发展成多个核聚变研发项目核心供应商；在此基础上公司于成功 扩展产品品类至医用核磁共振成像仪线体，并先后通过国际主要核磁共振仪制造企业验 证。超导磁体指用超导线绕制的能产生强磁场的超导线圈及配套低温恒温容器。通常电 磁铁是利用在导体中通过电流产生磁场，由于超导材料在超导状态下具有零电阻特性， 因此可以以极小的面积通过巨大的电流。超导磁体具有场强高、体积小、重量轻等特性， 主要应用领域包括核磁共振成像仪/谱仪、磁控直拉单晶硅、核聚变、加速器、科

10、研用特 种磁体等。2.2. 全球唯一铌钛锭棒/超导线材/超导磁体全流程生产企业是目前国内唯一的低温超导线材生产企业，是目前全球唯一的铌钛锭棒、超导线材、 超导磁体的全流程生产企业。超导材料技术壁垒很高，目前除公司外全球仅有少数几家 企业掌握低温超导线生产技术，主要分布在英国、德国和日本，我国宁波健信、潍坊新 力等也具备生产能力。2.3. 医疗核磁共振高需求+半导体设备市场加速发展+核聚变领域高研发 投入，稀缺+垄断公司独占鳌头医疗领域 MRI：市占率提升+核磁共振设备放量。我国人均核磁共振设备保有量仅为美国 1/5，未来将成全球 MRI 设备最大市场。随 着医疗设施的不断建设发展，近 5 年我

11、国医用核磁共振设备复合增速 13%，2020 年全国 共计 10272 台；但人均保有量仍偏低，中/美人均保有量 8/39 台。考虑到我国人口数量位 居世界第一，人口老龄化速度加快导致临床检查需求持续增长，未来我国将成全球 MRI设备最大市场。公司受益于下游设备放量+市占率提升业绩稳健增长。考虑到我国医疗基础设施的不 断建设完善，核磁共振设备需求量有望持续增长，根据公司公告，目前公司产品市占率 约 20%，下游主要客户为 GE/西门子等，考虑到公司产品质量高、价格低廉竞争力强等 多重优势，未来有望双重受益于下游设备放量及市占率提升，业绩超行业增速上涨。半导体设备领域 MCZ：生产 300mm

12、单晶硅用半导体设备必备材料，未来有望随国 内半导体产业链打通迎爆发式增长。目前国际主流硅片产品为 300mm 型号，全球使用占 比约 70%，制备该硅片的半导体设备必用超导磁体；我国目前硅材料大部分为 100-150mm 硅锭和小直径硅，300mm 以上生产设备缺陷较大，无法高效控制杂质和缺陷的产生。 未 来随我国半导体设备制造产业链的不断完善打通，我国单晶硅产业有望进一步技术升级， 超导磁体将迎爆发式增长。核聚变领域：ITER 持续投入带动超导线材需求增长，未来或存在百亿市场空间。在 中国参与 ITER 计划的带动下，国家磁约束核聚变能发展研究共部署 119 个项目，总计安 排经费约 40

13、亿元。未来随着新一代核聚变装置的建设，聚变行业的投入将不断加大。我 国承担其中 76%超导线生产任务，若未来低温超导核聚变路径研发成功，其应用超导线 体或存在百亿市场空间。公司募资 20 亿扩产，其中高性能超导线材产业化项目拟投入 10082 万元，预计新增 MRI 用超导线材 1,250 吨/年的生产能力，单价 27 万元/吨。预计项目建设期 2 年，运营期 10 年，运营期第一年达产 60%，第二年达产 100%，公司以销定产，其产能基本对应 当年销量。受益于医疗/核聚变/半导体设备下游需求发展，预计公司超导业务未来 3 年累计收入 10 亿，复合增速 25%。2018 年全球超导市场规模

14、约 478 亿，同比增长 6.1%；考虑到中 国相关应用行业现状，我们假设中国占全球总市场 20%，2018 年我国超导材料市场规模 约 96 亿元；我国未来作为医疗核磁共振设备应用大国，同时在核聚变项目保持世界领先 投入及技术，长期致力于先进半导体设备研制生产；公司作为超导材料产业全流程供应 商，未来有望全面受益于多条下游需求驱动，公司目前 750 吨产能利用率超 93%，随着 后期扩产结束达 2000 吨产能，假定公司产品单价不变，收入随产能建设阶梯式上涨，预 计公司超导产品 2021-2023 年累计收入 10 亿，复合增速 25%。3.军用钛合金龙头供应商，受益四代机+发动机放量持续上

15、涨3.1. 军用钛合金龙头供应商，“太空金属”应用广泛“太空金属”钛合金广泛应用于航空航天/医疗/化工等多重领域。钛合金产业链由最 上游钛铁矿/金红石，通过制备生成中游钛白粉及钛锭/钛材，后者因密度小、比强度高、 导热系数低、耐高温低温性能好、耐腐蚀能力强等多个突出优势，被广泛应用于下游航空航天、舰船兵器、医疗化工等领域，素有“太空金属”、“战略金属”等美称。公司钛合金产品 90%用于军品，主要生产四代军用飞机/发动机所需棒材/丝材/锻坯。 公司凭借多年技术积累及西北有色院大力支持，承研多个我国军用钛合金研发项目，实 现了高端钛合金研制技术自主可控。目前军用钛合金业务业务随下游第四代军用飞机装

16、备及航空发动机放量快速发展，考虑到舰船、航天、兵器诸多需求，公司业绩有望超行 业增长。3.2. 行业格局：多家机构差异化良性竞争 HYPERLINK /SH600456.html 西部超导/宝钛股份/西部材料主要供应军用钛合金：宝钛股份是我国最大的钛及钛合 金生产科研基地，军用钛合金主要供应二代/三代飞机新增及维修备品备件原材料；西部 超导与西部材料同属西北有色金属研究院控股，西部超导专注于提供四代机新增+维修使 用的棒材/丝材/锻坯，西部材料主供四代机新增+维修+导弹用板材/管材等。三家机构差异化产品有望长期保持良性竞争格局。考虑到下游军用飞机加速列装+实 战演练提升维修更新频次+钛合金占比

17、提升，三家机构下游生产产品/对应型号均有差异， 未来有望随着市场不断扩大发展，长期保持良性竞争格局。 HYPERLINK /SH600456.html 公司毛利率 43%高于同业，研发投入业内领先。2018-2020 年公司钛产品毛利率平均 41%，宝钛股份/西部材料2020年产品毛利率26%/22%，显著低于公司；西部超导2018-2020 年研发投入占营收比分别为 8%/10%/6%,宝钛股份/西部材料 2020 年研发投入占营收比分 别为 4%/5%，公司重研发重技术，多项研发支撑业绩不断上升。（报告来源：未来智库）3.3. 军民航空工业快速发展，拉动钛行业规模高速扩张军用飞机更新换代/

18、新型号列装+民用国产大飞机放量，未来国内航空航天用高端钛 合金市场推动行业大力发展。全球航空用钛材占总需求的 50%左右，我国钛合金行业目 前以化工消费为主（占比 50%），航空航天用钛合金比例 21%低于全球平均，表明我国 航空航天产业发展存在大潜力，航空高端钛合金增长可期。未来随着国内军用飞机的升 级换代和新增型号加速列装，以及国产大飞机不断起量，航空航天用钛合金市场空间广 阔。2020 年我国钛材产销量同比+29%/+36%，高端钛合金需求增速超 20%。2020 年我国钛材产量 9.7 万吨，占全球产量 50%以上，同比增长 29%；钛材销量 9.4 万吨，同比增 长 36%；其中高端

19、化工/航空航天/海洋工程等高端钛材需求量呈加速增长势头，平均涨幅 超 20%，行业整体盈利能力进一步增强。军机+导弹：新代际飞机列装+实战演练推动导弹消耗，共促钛合金行业高速发展军费预算逐年增加，军机增长潜力巨大。近年来中国军费支出持续增长，2017-2021 年均复合增速 7.2%，随着我国综合国力的日益提升，国防建设获得“补偿式”发展，预计 2022-2026 年复合增速有望达 7.5%，对军用飞机列装需求巨大。中美空军战机数量差距大，军机列装需求带动高端钛合金行业高速发展。根据 Flight global 发布的World air force 2021，截至2020年末，全球现役军用飞机

20、总计 53,563 架， 其中，美国排名居前，拥有军用飞机 13,232 架，我国拥有的各类军用飞机 3,260 架，排 在俄罗斯之后，位居世界第三。目前中美空军战机数量差距较大，未来几年中国军用飞 机服役数目将呈现不断增长态势；此外随着近年来我国军用飞机的升级换代，以及国家 对于军费支出的增加，国防军工对于高端钛合金的需求也会逐步稳定增长。我国军机钛合金比例伴随军机性能成长不断提高。钛合金对于减轻结构重量、提高结构 效率、改善结构可靠性、提高机体寿命、满足高温及腐蚀环境等方面具有其他金属不可替代 的作用，其应用水平是影响军用飞机战技性能的重要因素。当前欧美先进战斗机和轰炸机中 钛合金用量已经

21、稳定在 20%以上，F-22 系列战机更是达到 41%。我国战斗机从二代机 J-8 发 展到四代机 J-20，钛合金比例也在不断提高，从 2%提升到 20%。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。 例如，钛合金 1M1315火箭机盘、导弹基座构件，钛合金 1M1550导弹动力叶片套，钛 A6Z5W反坦克火箭（导弹），地空导弹罩等抗蠕变性要求高的部件。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。 例如，钛合金 1M1315火箭机盘、导弹基座构件，钛合金 1M1550导弹动力叶片套，钛 A6Z5W反坦克火箭（导弹），地空导弹罩等

22、抗蠕变性要求高的部件。新增钛合金需求：预计未来 5 年我国各类型飞机新增钛合金需求量 2.5 万吨。根据world Air force 2021，未来 5 年我国各类型军用飞机需求量预计达到 1,760 架，其中新型四代机 约 200 架左右，考虑到在加工过程中因原材料在后期锻压或热处理过程中出现力学性能不达 标，造成报废导致的成材率较低，以及后期材料加工过程中因切割、深冲等工艺形成边角料， 边角料可能出现应力集中或形状和尺寸不合适导致无法继续使用，根据前瞻产业研究院中 国钛产业发展前景预测与投资策略规划报告显示，预计未来五年我国军用飞机机身钛合金 实际钛材用量将达到 2.5 万吨。航空发动机

23、钛合金需求来自发动机新增+定期维修换新。目前发动机中钛合金主要用在 中温区（低温区部分使用陶瓷基复合材料，高温区使用镍基或钴基高温合金），质量占比大 约为 25%，目前我国军机使用国产发动机比例还不高，发动机用钛的增长一看军机本身数量 的增加和代系的更新，二看国产发动机的研制进度和未来配置率的升高。在发动机平均 10 年的使用寿命周期中，发动机需大修 1 次，普通维修 2-3 次；其中大修价值量占整机价值的 50%，普通维修约 10%-15%，假设发动机 5 年中维修的钛合金重量占比 30%-40%，在中国 现有军机 3,260 架+新增代系飞机的基础上，同时假设发动机的装配比 1:1.2，未

24、来我国军用 飞机发动机钛合金用量有望超飞机钛合金用量增长。民用市场：航运市场景气度提升，大飞机国产化开辟钛合金市场新空间波音及空客主要民用机型用钛量逐步提高。减轻飞机重量、增加运载能力、降低油耗是 航空公司选择飞机的重要依据，提高钛材用量对于未来民用客机的开发具有重要意义。从两 大国际飞机制造商的数据来看，波音和空客主要机型的用钛量逐步提高，B787 用钛量达 15%。国产大飞机市场拉动钛合金空间广阔。2006 年 2 月 9 日，国务院发布国家中长期科 学和技术发展规划纲要（2006-2020），将“大型飞机”作为 16 个重大专项之一。截至 2019 年 3 月，C919 订单量已经达到

25、815 架，新型涡扇支线飞机 ARJ21-700 截至 2019 年 2 月订单 量已经达到 592 架，相较于 ARJ21 钛含量 4.8%，C919 的钛合金所占比例已经达到了 9%。 根据商飞集团现有产能及排产规划，假设C919国产大飞机订单充足交付及时，考虑到自 2016 年起，在供给侧改革指引下，落后产能逐步关停淘汰，产业集中度持续提高。考虑到国内目 前航空航天用钛材占比远低于全球范围内航空航天用钛材占钛材总需求的 50%的比例，预计 未来 5 年国内航空航天钛材市场需求量大增长快。2021 年公司募资 20 亿扩产，预期达产后新增 15-25 亿年产值。拟向特定对象发行股票 募集资

26、金不超过人民币 201,300 万元，用于航空航天用高性能金属材料产业化项目、高性能 超导线材产业化项目、超导创新研究院项目、超导产业创新中心及补充流动资金，其中航空 航天用高性能金属材料产业化项目拟投入募集资金 97,100 万元。项目建成后，预计新增钛合金材料 5,050 吨/年的生产能力，单价约 30-50 万元/吨。预 计项目建设期 3 年，运营期 9 年，运营期第一年达产 60%，第二年达产 80%，第三年达产 100%，公司以销定产，其产能基本对应当年销量。在高性能钛合金的制备工艺方面，公司作为国内高端钛合金棒、丝材、锻坯的主要供应 商之一，产品以“国际先进、国内空白、解决急需”为

27、定位，制备工艺和质量过程控制技术 的研究成果丰富，自主建立了一套内控技术标准体系，实现了多种钛合金的完全国产化，填 补了多项战机、舰船等用关键材料的国内空白，产品的“高均匀性、高纯净性、高稳定性” 处于国内领先水平，推动了诸多钛合金材料技术标准的升级，公司的核心技术储备已达到行 业内领先水平。预计 2021-2023 年钛合金收入累计 101 亿元，复合增速 33%。公司通过加快释放新增产 能，解决国家急需材料的“短板”问题，公司钛合金核心产品在国内军工市场的主导地位稳 固，同时持续开拓民航、核电、汽车、医疗用钛材市场。根据中国有色金属工业协会数据显 示，预计至 2026 年国内航空航天用钛材

28、市场规模达 232 亿元。预计 2021-2023 年公司产能 分别为 7000/8000/11500 吨，公司在手订单饱满，产能利用率超 95%，假定军品钛合金单价 不变，预计 2021-2023 年公司钛合金业务收入合计 101 亿元，复合增速 33%，超行业增速发 展。4.高温合金后起之秀，2021-2023年复合增速108%4.1. 高工艺低成型率造就行业壁垒，变形高温合金应用广泛高温合金可长期在 600C 以上高温环境下工作，广泛应用于航空/航天/舰船/核电等 领域。高温合金是一种特种合金材料，由铁、钴、镍、为基，能在高温及一定应力作用 下长期工作，具备优异的耐高温、抗氧化、耐热腐蚀

29、、抗疲劳和抗断裂韧性等性能，因 此广泛应用于飞机/火箭/舰船发动机，以及核反应堆、石油化工等工业用能源转换装置。高温合金成材率率约 10%，变形高温合金占总需求 70%。高温合金的成型工艺十分 复杂，需要经过冶炼、制模、锻轧、静压、精整、热处理、理化检验等多道工序，不同 类产品有不同冶炼路径及参数要求，经上述工艺加工后毛坯交付主机厂/加工厂，切削成 合规零部件后再进行装配使用。根据行业资料显示，高温合金成材率仅 10%左右，即应 用于终端产品部件的重量与初始供给毛坯重量比约1:10，其中变形高温合金应用最广泛， 占总需求的 70%。公司主营航空发动机用变形高温合金，现产能 2000 吨/年，预

30、计 2025 年前扩产至 6000 吨。公司于 2014 年开展高温合金研制工作，其变形高温合金重点牌号已通过相关认证， 主要应用于航空发动机热端结构件制造。公司现有高温合金棒材产能 2000 吨/年。公司分 别于 2019 年及 2021 年募资扩产高温合金，预计 2025 年前达到 6000 吨/年，成为我国航 空发动机重点原材料供应商之一。4.2. 行业竞争格局：高行业集中度，多家机构差异化竞争国外竞对：欧美日本垄断全球市场，目前我国约 50%高温合金需进口。全球主要高 温合金供应商以欧美为主，其中普惠、通用、罗罗等主机厂自身具备设计、生产制备复 杂航空发动机技术及配套高温合金冶炼工艺，

31、其余如 PCC、豪梅特等专业铸造复杂金属 类产品的零部件供应商。我国高温合金整体起步晚，需求增长快，目前仍有约 50%的高 温合金需进口。 HYPERLINK /SH600399.html 国内竞对：多家深度参与发动机制造产业链，细分领域差异化竞争共同高增长。目 前国内主要高温合金供应商包括以抚顺特钢为代表的特钢企业，生产发动机端需求量最 大的变形高温合金，产品多为批量大、通用型强大型件品；第二类为以西部超导为代表 的院所下属企业，产品牌号齐全，具备多年技术积累与经验优势；第三类为以图南股份为代表的深耕细分领域民营企业，核心产品实现差异化竞争优势。多家企业产品重合度 较低，未来随着高温合金下游

32、需求放量+国产替代率逐渐提升，多家企业有望从中受益。4.3. 军用航空航天发动机主推高温合金需求，民用大飞机/燃气轮机/核电多领域需求旺盛 预计我国 2021-2025 年高温合金总市场规模累计 1891 亿元，总需求量 53 万吨。根 据中国产业信息网数据显示，2019 年我国高温合金市场规模 170 亿元，同比增长 34%， 市场需求量 4.8 万吨，同比增长 29%。考虑到航空军民用飞机发动机新增+换装维修需求， 航天火箭、导弹发动机新增需求，以及舰船燃气轮机、电力设备燃气轮机、核电反应堆、 汽车涡轮增压器等增长需求，未来五年有望维持年均 20%-30%增速，复合增速 24%，累 计市场规模 1891 亿元，累计总需求量 53 万吨。高温合金占发动机总重量 60%。发动机热端（600C）全部由高温合金构成，用量 约占总重量的 60%，应用部件包括燃烧室/导向叶片/涡轮叶片/涡轮盘，以及环锻件、机匣、 喷口等均需使用。公司募资 20 亿扩产，项目建成后，预计新增高温合金材料 1,500 吨/年的生产能力， 单价约 30-50 万元/吨。预计项目建设期 3