石墨

金博股份专题报告碳基复合材料龙头,大扩产

发布时间:2023/12/23 11:20:27   

(报告出品方/作者:国元证券,满在朋)

1.赛道:公司专注碳基复合材料制造,在热场系统大放异彩

1.1公司主要聚焦碳基复合材料及产品,材料性能优异下游应用广阔

金博股份主要聚焦碳基复合材料及产品。湖南金博碳素股份有限公司主要从事先进碳基复合材料及产品的研发、生产和销售。公司设立以来通过自主研发和持续创新,在先进碳基复合材料生产制备低成本化、产品品种多样化和装备设计自主化等方面取得重大突破,掌握了先进碳基复合材料低成本制备核心技术并实现了批量产业化,碳基复合材料在光伏热场系统中的坩埚、导流筒、保温筒等产品得到应用。

公司收入来源主要为热场系统产品,应用于光伏行业。公司主要从事先进碳基复合材料及产品的研发、生产和销售,现阶段聚焦于碳/碳复合材料及产品,主要应用于光伏行业的晶硅制造热场系统。

碳基复合材料属于产业链中游,主要是以碳纤维为增强体,以碳或碳化硅为基体,以化学气相沉积或浸渍等工艺形成的复合材料,主要包括碳/碳复合材料产品(碳纤维增强基体碳)、碳/陶复合材料产品(碳纤维增强碳化硅)等。碳基复合材料凭借其优异性能广泛应用在光伏、半导体、航空航天等领域。

碳/碳复合材料即碳纤维增强碳基复合材料,由碳纤维或其织物、编织物等增强碳基复合材料构成,是目前世界上高技术领域重点研究和开发的一种新型先进材料,性能优异。

1.2碳/碳复合材料适合作为热场材料,在光伏热场渗透率快速提升

热场系统是硅材料成晶重要部件之一。直拉式单晶炉主要由炉体、电器部分、热系统、水冷系统、真空系统和氩气装置等六大部分组成。其中热系统主要由加热器、保温罩、坩埚、坩托、导流筒、炉底护盘等组成,通常称热系统中热力学上的温度分布通常为“温度场”,即“热场”。

热场优劣对于硅单晶生产和质量影响极大,寻找好的热场条件,配置最佳热场是直拉硅单晶生长工艺核心。

碳/碳复合材料作为热场部件相比石墨材料优势显著。采用碳/碳复合材料单晶炉热场部件抗震性好、强度高、使用时不开裂、寿命长、整体结构可设计性强、尺寸精度高、结构简单、重量轻且操作方便,相比石墨材料优势显著。

公司碳基复合材料在光伏热场系统不断推进对石墨材料替代,渗透率持续提升。碳基复合材料在晶硅制造热场系统(含单晶拉制炉、多晶铸锭炉)不断推进对传统石墨原料的替代,光伏产业沉浮不改对降本增效追求,公司碳基复合材料在晶硅制造热场实现弯道超车,产品从技术、性能、成本、供货周期等方面领先国外等静压石墨产品,逐步实现进口替代,碳基复合材料渗透率不断提升。

硅片大尺寸化促进大尺寸热场发展,碳基复合材料优势更加显著。硅片出于降本考虑一直向大尺寸发展,也促进了大尺寸热场的出现。而石墨坩埚的制造工艺为整块石墨挖出坩埚及各种管道设备,挖去部分都为损耗,坩埚尺寸越大对应的损耗越大。在22英寸以下石墨材料具有成本优势,而在28、32英寸下碳/碳材料就更具有优势。

1.3光伏单晶硅正处扩产周期市场需求旺盛,半导体渗透率较低仍具看点

1.3.1光伏行业景气度正高,中国硅片供应全球蕴含巨大市场潜力

碳中和政策加持,光伏行业景气度正高,全球新增装机量有望持续上升。当前中国、美国、欧盟均发布了与碳中和相关指引政策,可再生能源成为各国未来战略发展的重点行业,预计未来光伏建设也将加速。根据中国光伏协会(CPIA)数据,年全球新增光伏装机量达到GW,但考虑到当前多晶硅料、钢铁价格上涨,同时疫情影响下劳动力和运费成本飙升,全球光伏开发商正在放缓安装速度,预计年全球光伏新增装机量将为至GW,相比年初预期略有下滑。

中国跨过装机量低谷,后续装机量有望持续上升。根据CPIA数据,年中国新增装机量48.2GW,创历史第二高,同比大幅增长60.1%,受疫情影响年装机主要集中在下半年,尤其是12月在抢装推动下单月新增装机29.5GW创历史新高。为达到中国年非化石能源占一次能源消费占比25%左右目标,十四五期间光伏年均新增装机或将在70-90GW。

中国基本统治全球光伏硅片市场,蕴含巨大市场潜力。根据CPIA数据,年全球光伏硅片总产能约为.4GW,产量约为.7GW,中国大陆硅片产能约GW,占全球总产能97%。未来预计伴随着头部企业加速扩张,年中国硅片产量将达到GW,同比增长12%。

1.3.2光伏单晶硅企业正处扩产周期,年热场碳/碳材料需求有望达到50亿元

硅片企业正处扩产热潮,未来3年产能有望快速提升。通过持续的设备迭代和规模优势来实现低成本,是行业发展主要方式,当前硅片端布局正热。根据企业公开渠道披露数据,仅单晶硅双龙头隆基股份与中环股份年产能就有望提升50GW,同时也有上机数控、珠海高景等“硅片新势力”进入市场,整个硅片端布局正热,行业或进入竞争性扩产,至年扩产规模有望达到约GW。

热场系统中的碳基复合材料需求主要包含新增、替换和改造需求,考虑当前碳/碳材料已在光伏热场坩埚、导流筒、保温筒部件中具有较高渗透率,在当前碳中和政策加持下光伏行业景气度正高的背景下,受到全球光伏新增装机量持续上升推动碳/碳材料在光伏热场系统中的应用空间有望持续提升。根据我们估算光伏热场碳基复合材料市场需求有望在年达到49.72亿元,相比年增长.97%。:

新增需求:新增单晶炉装机带来的需求,例如客户向设备商采购单晶炉,同时向金博股份采购热场。替换需求:导流筒的使用寿命约为2年左右,保温筒的使用寿命为1年半左右,坩埚的使用寿命约为6-8个月,在单晶炉不更换的情况下,消耗件因寿命问题也需定期更换。改造需求:通过热场改造,以提升原有设备生产效率或适应硅片发展趋势。例如在硅片尺寸增大的趋势下,为增加产能、降低成本,年出现大规模热场改造需求。

1.3.3半导体行业碳基复合材料替代率较低,未来仍具看点

半导体硅片与光伏行业相比纯度要求更高,公司拥有所需技术储备与生产能力。半导体硅片与光伏硅片制造方式类似,但纯度要求更高,一般需达到99.%及以上。公司具备生产半导体单晶热场产品的高温纯化技术和高纯涂层制备技术,可实现热场部件灰分<30ppm和灰分<5ppm的热解碳涂层或碳化硅涂层的制备,同时半导体热场与光伏热场可共用生产线,公司具备规模化生产应用于半导体行业产品能力。

当前在半导体行业中碳基复合材料替代率较低,公司来自半导体行业收入规模也较低。半导体硅片由于产品附加值高、认证门槛高,对于应用新材料降本的需求相对光伏行业较低,碳基复合材料在半导体行业的替代率也较低。同时公司对于半导体行业拓展较慢,主要是由于半导体硅片具有高度垄断性,供应主要被日本信越、SUMCO等企业垄断,国内企业起步较晚市占率较低,特别是大尺寸硅片主要依赖进口。同时考虑半导体晶硅制造企业对于制造设备及其部件应用较为谨慎,验证周期较长,也阻碍了公司产品拓展,当前公司来自半导体行业收入规模较低,年收入仅占比1.64%,后续成长空间较大。

国内硅片企业积极扩产,后续国内市场需求有望提升。目前国内晶圆厂使用的8英寸硅片约不到20%由国内制造商供应,12英寸主要依赖进口,国产化替代空间较大,国内硅片企业发布了多项扩产计划。在当前“缺芯潮”之下,硅片制造作为芯片制造上游也受到影响,价格上升需求旺盛。例如中欣晶圆自春节开始订单量明显增加,因为终端市场针对“缺芯潮”正积极调整产能。我们认为当前硅片涨价甚至是供不应求的状况下,国内硅片企业布局有望加速。

2.格局:公司技术稀缺成本优势显著,伴随扩产市占率有望提升

2.1市场参与者主要包括特种石墨和碳基复合材料制造商

当前市场参与者主要包括特种石墨产品制造商和碳基复合材料制造商:

特种石墨制造商主要包括国际特种龙头西格里、东洋碳素和国内具有代表性的碳素制造企业方大碳素。

碳基复合材料制造商主要包括金博股份、西安超码、西安美兰德等企业。

我们认为国内其他碳基复合材料制造商为公司主要竞争对手。公司竞争对手主要包括国内外特种石墨制造商和碳基复合材料制造商,对于特种石墨制造商我们认为更多的是碳基复合材料整个行业进步带来的逐步替代。海外碳基复合材料制造商考虑成本问题在与公司竞争中不具优势,故我们认为公司主要竞争对手为国内其他碳/碳材料制造商如西安超码、西安美兰德等企业。

2.2材料生产成本为王,公司具有显著成本优势

当前国内碳/碳材料制造商主要包括金博股份、西安超码、西安美兰德等企业,考虑西安美兰德新材料有限责任公司成立于年10月,新规划炭纤维新材料产能吨/年,当前产能规模或相对较小,我们认为公司目前主要竞争对手为中天火箭子公司西安超码。

2.2.1西安超码为中天火箭子公司,生产军民两用碳基复合材料

西安超码科技成立于5年,为中国航天科技集团有限公司下属陕西中天火箭股份有限公司的全资子公司。主要从事碳/碳、碳/陶复合材料制品及设备的研发与生产,产品覆盖航空、航天、光伏、运输、电子等众多领域。

西安超码产品以碳/碳、碳/陶复合材料及设备的研发、生产、销售及维修为主,经营军民融合产业、光伏产业晶体硅炉用碳/碳材料热场两大主营业务。

西安超码拥有吨民用碳/碳复合材料产能,中天火箭募投项目新增年产件碳/碳热场材料产能。根据中天火箭招股说明书,年西安超码碳/碳热场材料产能约为吨,上市IPO募投新建军民两用高温特种材料生产线建设项目(一期),项目建成后预计实现年产耐烧蚀组件套、碳/碳耐烧蚀结构件套、碳/碳热场材料套。

2.2.2自制碳纤维预制体与独特生产技术加持,金博股份盈利能力显著领先

金博股份盈利能力显著领先。按照中天火箭碳/碳热场材料业务对比金博股份热场系统系列业务,金博股份毛利率领先约30pcts,我们认为毛利率的差距主要来自于碳纤维预制体是否自制与致密化工艺不同。

1)碳纤维预制体

碳纤维预制体为碳/碳材料原材料,对成本影响较大。碳纤维预制体主要由碳纤维经过织布、成网、准三维成型、复合针刺等技术制成。根据中天火箭招股说明书数据,考虑原材料采购涉及提前备货,按照至年加总计算,中天火箭碳纤维预制体采购额约占其碳/碳热场材料业务营业收入的25%。

金博股份自制碳纤维预制体,具有成本优势。根据金博股份招股说明书数据,其按照生产成本核算的碳纤维预制体直接成本低于西安超码碳纤维预制体采购价。按照年数据计算,金博股份碳纤维预制体直接材料成本为中天火箭碳纤维预制体采购价的54.83%,按照上述碳纤维预制体采购额占碳/碳热场材料业务收入占比25%估算,是否自制碳纤维预制体会对毛利率造成11pcts的影响。

2)技术路线

致密化为碳/碳复合材料制备核心,含两大类工艺。碳/碳材料的制造主要包括碳纤维预制体的成型;预制体的致密化;高温热处理、机械加工和质量检测。致密化工艺主要分为树脂(或沥青)液相浸渍碳化工艺及化学气相沉积(CVI)工艺。

致密化处理沉积周期为关键指标,公司利用特有技术缩短沉积周期。当前行业普遍采用以丙烯为碳源、氮气为稀释气体的等温化学气相沉积工艺结合树脂低压浸渍碳化工艺制备碳基复合材料。公司采用单一碳源的气体化学气相沉积技术,成本更低,可以将沉积周期由传统-h降到h以内。

公司单一碳源技术也在致密化过程节省了耗材成本。根据公司招股说明书信息,公司在碳纤维预制体到碳基复合材料阶段所使用的主要材料为天然气,而等温化学气相沉积工艺结合树脂低压浸渍碳化工艺需使用丙烯、树脂等材料(见图:24),带来公司最终采购单位材料对应的产量较高。

大型气相沉积炉数量占比逐渐提升,公司单位耗电量降低。公司通过自主研发,突破了大型化学气相沉积炉工艺装备技术,生产效率更高单位能耗降低。伴随着公司大型气相沉积炉数量不断增加,公司单位产量用电量不断下降,至年单位耗电量下降35.39%。

自制碳纤维预制体与快速化学气相沉积显著降低了公司成本。通过将公司碳/碳复合材料制造成本与中天火箭比较,公司通过自制碳纤维预制体节省了直接材料成本,通过独有快速化学气相沉积技术节省了电耗、生产过程材料消耗等成本,带来公司最终成本具有显著优势。

2.3推两期产能扩充计划,市占率有望持续提升

年公司先进碳基复合材料产能约为吨/年,公司生产基本饱和。年公司先进碳基复合材料产能为.61吨/年,产能利用率.91%,公司在手订单充裕,生产基本饱和。

推多项产能扩建计划,产能有望快速提升。公司IPO募投项目含“先进碳基复合材料产能扩建项目”,拟投资2.29亿元,预计新增碳基复合材料产能吨/年。后续公司拟使用超募资金建设“先进碳基复合材料产能扩建项目二期”,新增产能吨/年。年公司拟发行可转债,投资7.01亿元建设吨/年产能。公司预计年产能将达到吨/年。

根据我们估算,年公司在光伏热场系统碳基复合材料市场占有率约为18%,考虑公司成本端优势显著,同时产能扩张将进一步带动规模化降本,后续市占率有望持续提升,在年达到约41%。

3.财务基础稳健,签订长期框架协议确保产能消化

3.1股权结构稳定,推股权激励计划

廖寄乔为公司董事长与实际控制人,直接持股比例13.29%,益阳荣晟为廖寄乔一致行动人,廖寄乔在益阳荣晟持股比例为21.34%,间接持有公司股权1.24%,合计持股比例14.53%。

公司推年限制性股权激励计划,后续业绩增长确定性增强。年公司已向49名激励对象授予50万股限制性股票,本次激励计划拟授予限制性股票万股,占年3月31日股本总额的1.25%。激励对象主要包括公司董事、高级管理人员、核心技术人员等共88人,占公司截至年底员工总数的25.81%,有望充分调动员工积极性和创造性,提升核心团队凝聚力和企业核心竞争力。本次激励计划分两期归属,每期归属比例50%,后续公司业绩成长确定性增强。

3.2业绩持续高增长,财务基础稳健

公司营收、利润保持高增长。至年公司营业收入保持CAGR50.57%增长,年实现营业收入4.26亿元,伴随产能提升收入同比大幅增长78.05%。至年公司归母净利润保持CAGR68.43%增长,年实现归母净利润1.69亿元,同比大幅增长.03%。

新扩产能快速释放,H1公司业绩成长加速。伴随公司募投项目顺利扩产,其中先进碳基复合材料扩产一期在Q1末达产,二期在Q2末达产,公司H1实现营收5.12亿元,同比增长.57%;实现归母净利润2.04亿元,同比增长.48%。

公司热场系统产品毛利率均较高,带来整体盈利能力较强。公司当前收入主要来源于热场系统产品,单晶拉制炉热场系统产品与多晶铸锭炉热场系统产品毛利率均较高,带来公司整体毛利率高于60%且较为稳定。公司期间费用管控优异,H1期间费用率(不含研发费用)同比下降2.97pcts,带来净利率高达39.84%。

3.3客户资源优异,在手订单充足签订框架协议确保产能消化

客户覆盖国内一线硅片厂商,客户资源优异。公司产品主要应用于光伏用单晶硅拉直炉热场系统,客户主要为光伏晶硅制造领域企业。当前公司已覆盖国内一线硅片企业如隆基股份、中环股份、晶科能源、晶澳科技等。

公司在手订单充足,签署合作框架协议确保产能消化。根据公司公告信息,截至年底,公司在手订单为9.24亿元。同时为确保公司新增产能消化,公司已与隆基股份、晶科能源、上机数控签订长期合作框架协议,涉及框架协议金额25亿元(含税)。

风险提示

光伏新增装机量不及预期,碳基复合材料渗透率提升不及预期,公司产能投产不及预期。

(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。)

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