碳纤维龙头光威复材研究报告.docx

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1、碳纤维龙头光威复材研究报告一、公司简介：国内高性能碳纤维行业的领军企业公司是国内领先碳纤维复合材料业务系统方案提供商，以领先的技术实力和工艺制造能力为支撑，现已形成碳纤维领域全产业链布局。公司专业从事碳纤维及碳纤维复合材料的研发、生产与销售，主要产品包括碳纤维及织物、碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料、碳纤维复合材料制品、风电碳梁等。产品应用前景广阔，涵盖航空航天、风电叶片、医疗器械、高端休闲体育用品等领域。2023年公司主营业务中碳纤维及织物占比51%,碳梁占比34%,预浸料占比11%。根据公司2023年度业绩快报，公司2023年度碳纤维及织物业务实现销售收入12.75亿元，同比增18.32%,占

2、营业收入的49%；碳梁业务实现销售收入&08亿元，同比增长12.56%,占营业收入的31%；预浸料业务实现收入3.59亿元，同比增长51.94%,占营业收入的14%。公司生产产品的消费群体为国内航空航天领域所属企业、体育用品制造厂商、能源装备生产厂商、交通运输设备厂商、医疗器械设备厂商、建筑材料厂商等。光威复材隶属于威海光威集团，拥有30余年发展历史，实际控制人为陈亮。1992年，威海市碳素渔竿厂（复材有限前身）成立，成立之初以碳纤维渔具生产与销售为主，此后逐渐向产业链上游延伸，致力于碳纤维国产化研究。2014年公司前身复材有限完成股份制改造，2017年9月公司在深交所创业板上市，是国内碳纤维

3、行业首家A股上市公司。公司控股股东为光威集团，实际控制人为陈亮。陈亮先生现任公司董事。生产、技术人员占比超九成。根据公司2023年年报，公司员工总计1852人，其中生产人员1393人，占比75.22%,技术人员331人，占比17.87沆据公司招股说明书，公司建有碳纤维制备及工程化国家工程实验室、山东省碳纤维技术创新中心、国家级企业技术中心、院士工作站等多个国家和省级研发平台。受益碳纤维及其复合材料应用领域市场发展以及公司竞争能力提高，近年来公司营收及净利稳步提升。受下游航空航天以及民用风电领域对碳纤维需求的增长，叠加公司近年来的新产品开发和应用领域扩展，2016-2023年公司营收从2016年

4、的6.33亿元增长至2023年的21.16亿元；归母净利润从2016年的1.99亿元增长至2023年的6.42亿元。公司多主业实现稳定增长，品类不断深化。公司毛利率稳定增长，其中碳纤维及织物业务2023年毛利率高达75.28%,碳梁业务毛利率为21.64%,预浸料业务毛利率为27.94%,制品和其他业务毛利率为15.66%。同时，公司资产运营状况良好，公司摊薄ROE由2019年16%增长到2023年18%,总资产周转率由2019年的0.45上升至2023年的0.49。根据公司2023年度业绩快报，公司预计2023年度实现营业收入26.07亿元，较去年同期增长23.25%；归母净利润7.59亿元

5、，较去年同期增长18.31%；加权平均净资产收益率19.62%,同比增长1.11个百分点，整体盈利能力稳定增强。公司加大技术研发投入力度，提升核心竞争力。2023年1-6月，公司研发投入共计1.07亿元，同比增长0.85%,占当期营业收入比例为8.35%。根据公司2023年年报，2023年公司研发费用涉及项目主要包括T800级、T1ooo级、M40J级、M55J级等碳纤维产品或项目的验证；M40X、M65J级、T1IOO级等碳纤维的研发、先进复合材料研发等项目。据公司2023年业绩快报，碳纤维及织物业务方面，在碳纤维及织物业务航空用批产产品降价等背景下，公司新产品依旧顺利推向市场并得到客户认可

6、。碳梁业务方面，公司采取多种措施积极开发业务资源，缓解了主要原材料碳纤维供应紧张使订单交付不足、原材料价格的上涨以及汇率变化导致产品盈利能力下降等不利因素的影响。预浸料业务方面，公司积极拓展产品应用领域，努力扩大业务规模。公司始终坚持以市场为导向，不断加大研发投入，以此强化技术优势，丰富产品体系，为后续发展厚植根基。二、市场：受益航空装备现代化建设，风电碳梁景气高（一）碳纤维：性能优异的工业材料，制造全环节技术为先碳纤维是由有机纤维（主要是聚丙烯睛纤维）经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料纤维。碳纤维的含碳量在90%以上，具有强度高、质量轻、比模量高、耐腐蚀、耐疲劳、热膨胀系数小、耐高低温等

7、优越性能，是军民用重要基础材料,应用于航空航天、体育、汽车、建筑及其结构补强等领域。树脂基碳纤维模量高于钛合金等传统工业金属材料，强度通过设计可达到高强钢水平，明显高于钛合金，在性能和轻量化两方面优势都非常明显。碳纤维成本也相对较高，虽然目前在航空航天等高精尖领域已部分取代传统材料，但对力学性能要求相对不高的传统行业则更看重经济效益，传统材料依然为主力军。全产业链看，制造碳纤维产品的上游原丝端与中游复合材料均是碳纤维产业链的核心环节，整个制造的全环节技术壁垒均高。作为碳纤维的前驱体，高质量的PAN原丝是制备高性能碳纤维的前提条件，但其中的聚合、纺丝、碳化、氧化等工艺并非朝夕能够达成，其产业化工

8、艺以及反应装置核心技术是关键。例如据合成纤维工业2019年第42卷，碳纤维设备生产技术几乎被国外垄断，且严格限制对华出口，如碳化炉、石墨化炉等关键设备研发滞后。碳纤维一般不是单独使用,而是以复合材料的形式被使用，一般以树脂碳纤维居多。除PAN原丝外，碳纤维复合材料设计、制造、评价是碳纤维应用的基础，亦制约着碳纤维产业的发展。碳纤维复合材料中主要成分除碳纤维外，还有树脂基材。碳纤维原丝即PAN原丝质量固然重要，但若在中游复材环节，没有质量与性能突出、产业化规模的树脂基材，以及没有用于配套生产复材的核心设备，碳纤维仍然无法得到大规模的应用。处于上游的碳纤维分类方式较多，可按照丝束大小分为小丝束和大

9、丝束，该分类方式易于区分其下游市场。小丝束主要是指24K以下（指碳纤维丝束中单丝数量，1K=IOoO根），因其性能较为优异，常用于航空航天等领域。大丝束目前常为36K、48K,因其碳纤维粘连、断丝等现象较多，使强度、刚度受到影响，所以性能相对较低、分散性也较大。但大丝束碳纤维生产成本较低，部分性能优于小丝束，48K大丝束最大的优势，生产和应用效率高，可以大幅度实现低成本的目标,从而打破碳纤维高昂价格带来的应用局限。故大丝束碳纤维被称为“工业级”碳纤维，主要应用于汽车、风电等工业领域。碳纤维复合材料是直接接触下游市场的应用形式。复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏

10、观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料以满足各种不同的要求。复合材料根据不同物相在空间上的连续性，可以将其分为基体与增强材料。一般而言，碳纤维不单独应用于下游领域，常作为增强材料形成复合材料。据光威复材招股说明书，碳纤维复合材料以树脂基复合材料(CFRP)为主，占全部碳纤维复合材料市场份额的90%以上。在CFRP中，受力的是碳纤维，树脂在其中起到粘结的作用。CFRP以其明显的减重增强的作用而广泛应用于航天航空、体育娱乐用品等领域。高端领域对碳纤维的性能要求较高，质量关卡短期内较难突破。高端碳纤维以航空航天领域用小丝束为主，制备需

11、经历聚合、纺丝、预氧化、碳化等工艺，生产流程环节多，产品性能不易控制。质量过关的原丝是高性能碳纤维制备的前提，产业化工艺和反应装置技术是质量控制的关键。原丝制备方面，湿法纺丝是目前工业上普遍采用的纺丝方法，分为湿喷湿纺和干喷湿纺，湿喷湿纺形成的纤维纤度CV小，溶剂残留量相对较少，产品质量相对稳定，但纺丝速度慢，干喷湿纺兼备干法和湿法纺丝的优点，该工艺制备的原丝表面光滑无沟槽、横截面呈均匀圆形，纤维内部不存大孔隙，是目前工业化大规模PAN基碳纤维原丝生产的主要工艺；工艺和生产设备方面，国际巨头技术成熟，当前以光威复材等为代表的领军企业可实现碳化氧化等核心设备的自主可控。中低端领域对碳纤维的性价比

12、要求高，成本竞争激烈。中低端碳纤维以大丝束为主，主要应用于汽车、风电等工业领域，注重性价比。基于下游客户议价权较强和生产商主动绑定大客户两大因素，中低端市场从技术竞争演变为成本竞争。国际中低端市场成本竞争激烈，而国内成本结构优化空间很大，碳纤维企业或可通过制备工艺的提升、低成本原材料替代、缩短时长降低能耗及扩大产业化规模实现毛利率提升。从成本结构来看，原材料与能耗构成碳纤维主要成本。根据2016年发表的Carbonfiberproductioncosting：amodu1arapproach,能耗是PAN碳纤维总成本中最高的部分，约占34虬而且碳纤维成本对于能源价格变动最为敏感，能源价格每千瓦

13、时变动0.01欧元，每千克碳纤维成本变动0.83欧元。其次是前驱体所用原料成本，即丙烯月青、甲基丙烯酸酯、衣康酸，占比约19%,其中丙烯膈每千克价格变动0.O1欧元则碳纤维成本每千克变动0.02欧元。最后是设备的摊销成本占约18%o碳纤维行业具有明显规模效应，扩大生产规模利于降低碳纤维主要制造环节的成本。据美国橡树林国家实验室报告，在碳纤维的制备过程中，相比于基准产量，通过扩大产能原丝工序可降低8%,稳定化与氧化降低36%,碳化、石墨化降低36%,表面整理降低11%,卷曲与包装降低33%,其中扩产对氧化碳化高能耗工序降成本效果更为明显，规模效益显著。（二）航空航天：碳纤维复材比较优势显著，装备

14、现代化建设促发展航空航天材料逐步迈入碳纤维复合材料时代，复合材料的比重不断扩大。碳纤维复合材料具有高强度、高模量、轻量化的优点，目前逐步运用于飞机部件并对传统金属实现一定替代。在航空航天领域，为达到飞行器轻量化的目标，实现增加有效载荷，降低燃料费用，以CFRP为代表的先进复合材料的使用量逐年扩大。近年来，无论是在单机上所占的比例还是总使用量，CFRP应用范围逐步扩张，在飞机上使用CFRP等先进复合材料，不仅是由于其可以大幅减轻机身重量，而且在耐腐蚀以及抗疲劳性能等方面与传统合金金属相比也有较大的优势。CFRP的大范围应用通常是由军用飞机开始引导，民用客机领域则是以空客、波音为领头羊。根据PAN

15、基碳纤维的生产与应用（王浩静、张淑斌，科学出版社，2016年），先进复合材料在FT5战斗机上首次实现应用时，其在整个飞机结构材料中所占的重量比例不过2%,但是到了F/AT8E/F战斗机，其比例已经达到了19%o此外，F-22战斗机单机使用了350个以上的碳纤维复合材料零部件，达到了机身空重的25%,其中纤维增强热固性树脂为24%,另有1%的纤维增强热塑性树脂材料。单机使用碳纤维总量接近4t,其中强度在5.08GPa以上的产品占到80%以上，主要用于机翼中间梁和后梁、垂直尾翼边缘和方向舵、水平稳定器、升降舵、机身框架、壁板、加强框、油箱框架等关键位置和部件。使用的碳纤维全部来源于Cytec和He

16、xce1两家美国公司，树脂基体材料主要是环氧树脂和双马来酰亚胺树脂。通过使用RTM的先进成型方法，F-22战斗机成功证明了CFRP部件不仅可以在性能上满足要求，而且在成本控制上也具有可行性和很大的潜力。高性能碳纤维政策加码推进国内碳纤维产业建设。高强度、高模量、低比重特点的碳纤维增强复合材料成为各类军、民装备最重要的候选材料之一，已成为航空以及国防装备的关键材料。复合材料的用量是衡量军用装备先进性的重要标志。目前中国军事装备数量仍处于较快速发展阶段，在军费稳增长、装备费占国防费比例不断提高和军费支出加速的背景下，预计在军机碳纤维投入上将有较大提升。国家政策持续推动碳纤维行业的关键技术创新、产业化推进、产业转型升级和下游应用拓展，推动中国碳纤维行业迈向国际水平。远期看，国产飞机民航市场有望成为国内高性能碳纤维企业的潜在增长点之一。民用飞机在保证乘客乘坐体验的同时，要尽可能地提高飞机的经营效率，飞机空重的减少可以提高燃油效率从而降低直接运行成本。世界领先民用飞机制造商波音和空客在碳纤维应用上引领着行业方向