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第一章 行业概况

1.1 产业生态圈与产业链内循环发展

超导材料,是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料,目前已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。

全球超导市场以低温超导为主,低温超导行业产业链主要包括上游原材料、超导线材、超导磁体、超导设备四个环节。

目前低温超导材料的绝大部分应用都是基于超导磁体产生的强磁场,主要应用领域包括MRI、MCZ、NMR、ITER、加速器、科研用特种磁体等。

图 超导材料产业示意图

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

经过研究,超导体不仅在一定温度之下具有零电阻特性,而且在一定的条件下具有高密度载流能力、完全抗磁性(迈斯纳效应)、约瑟夫森效应等常规导体完全不具备的电磁特性,因而在电气与电子工程领域具有广泛的应用价值,从而首次打开了超导体市场应用。

1.1.1 事件驱动及重点关注

2021年10月8日,由南方电网深圳供电局研制的10千伏三相同轴高温交流超导电缆日前在深圳正式投入使用,为深圳第一高楼――深圳平安金融中心供电,有望“一揽子”解决大城市电网建设用地难、电网负荷需求持续增长、城市输配电走廊趋于饱和等诸多问题和挑战。

高温超导输电,是指在相对于绝对零度而言的接近零下200摄氏度的液氮环境下,利用超导材料的超导特性,使电力传输介质接近于零电阻,电能传输损耗接近于零,从而实现低电压等级的大容量输电。电缆直径17.5厘米,长400米,输电容量高达43兆伏安,输电能力是常规10千伏电缆的五倍,输电损耗仅是常规电缆的1/4到1/5,非常适用于高负荷密度区域供电。

表 超导技术的已知应用领域

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

随着全球超导技术的不断研发,以及超导在各个领域的应用规模不断扩大,全球超导行业已然进入火热年代。其中,超导材料是超导应用的基础,所以是最先产业化的部分,也是未来最具确定性的领域。全球超导材料的市场规模近年来保持平稳增长,2018年全球超导材料市场规模为61.51亿欧元,同比增长6.1%,2019年全球超导材料市场规模为64亿欧元。

超导材料具有的优异特性使它从被发现之日起,就向人类展示了诱人的应用前景。但要实际应用超导材料又受到一系列因素的制约,这首先是它的临界参量,其次还有材料制作的工艺等问题。

超导材料的应用主要有:

① 利用材料的超导电性可制作磁体,应用于电机、高能粒子加速器、磁悬浮运输、受控热核反应、储能等;可制作电力电缆,用于大容量输电(功率可达10000MVA);可制作通信电缆和天线,其性能优于常规材料。

② 利用材料的完全抗磁性可制作无摩擦陀螺仪和轴承。

③ 利用约瑟夫森效应可制作一系列精密测量仪表以及辐射探测器、微波发生器、逻辑元件等。利用约瑟夫森结作计算机的逻辑和存储元件,其运算速度比高性能集成电路的快10~20倍,功耗只有四分之一。

图 超导材料综合新闻指数走势图

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

超导材料同时有着较为突出的市场需求,超导材料是国家科技创新规划中新材料领域重点发展的前沿材料之一,在能源、医疗、交通、国防工业等领域都有广阔的应用前景,但因为其使用条件苛刻、成本高,技术难度大,因此商业化应用速度较慢。

目前全球超导市场以低温超导材料为主。除ITER项目外,超导技术在民用领域应用较为广泛,主要包括MRI(核磁共振)、MCZ(用于半导体单晶硅)、大科学工程(CFETR、重离子加速器)等领域。

MRI主要用于核磁共振等医疗产品,已广泛运用于全身各部位脏器的疾病诊断中,成为目前最重要的医疗诊断仪器之一。据统计,截至2017年,美国和德国每百万人口MRI拥有量分别为37.56台和34.49台,其他主要发达国家每百万人口MRI拥有量也多在10台以上,而中国每百万人口MRI拥有量仅为6.2台。考虑到中国人口数量位居世界第一,未来全球MRI最大的市场在中国,随着医疗水平的提高和城镇化加速,未来需求将进一步扩大。

图 全球部分国家每百万人口MRI拥有量统计

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

1.1.2 超导材料(新材料)“全产业链”

前沿新材料产业链中,上游为主要原材料,中游为六大前沿材料的制造,下游为各应用领域。

图 超导材料下游:产业推演

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD金融终端

图 全产业链图示

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

1.1.3 超导材料“全产业链”上游

据国家统计局数据,2020年我国十种有色金属产量6168万吨,同比增长5.5%,增幅同比扩大2个百分点。中国有色金属工业协会发布四季度企业信心指数为50.1,连续两个季度保持在临界点以上。

图 有色金属采矿业:当月同比走势

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

表 超导材料产业链 上游企业代表——有色金属原材料支持

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

1.1.4 超导材料“全产业链”中游

图 以钢材为例的带材指标对比

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

在全世界超导研究热潮中,一系列超导转变温度高于液氮温度的超导体被发现,包括BiSrCaCuO(根据超导相不同分别简写为Bi2223、Bi2212)、REBaCuO(简写为RE123,RE为Y、Gd等稀土元素)、TlBaCaCuO(简写为Tl2223)和HgBaCaCuO(简写为Hg1223)等一系列氧化物高温超导材料。

采用薄膜外延生长制备的双轴织构RE123涂层导体克服了晶界弱连接问题,其本征特性和制备工艺决定了RE123面内面外织构程度高,晶界弱连接小,而由其岛状生长机制提供的大量位错缺陷形成的高密度有效磁通钉扎中心,具有明显优势。更为可贵的是,其基带可选择价格低廉的镍基合金或常规的不锈钢带,材料成本具有很大的下降空间。因此,基于RE123的第二代高温超导带材成为实用高温超导材料的研究热点和应用期盼。

我国高温超导基础研究成绩斐然,但长期以来未能实现高温超导的产业化及大规模应用。主要原因包括:RE123材料具有强各向异性,载流能力强烈依赖晶界夹角,必须实现原子级晶粒的双轴织构排列才能获得高性能带材;RE123属于陶瓷材料,机械加工难度大,需要结合柔性基带,制备工艺复杂,成膜效率低,带材长度方向的连续性、稳定性问题难以解决;批量化、连续化制备的专门装备系统缺乏,成本居高不下,影响下游产品的开发。

图 研究到工业级装备的设计和集成

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

其中不乏较为优秀的技术突破,上海“第二代高温超导带材关键制备技术”项目组,针对RE123材料实用化瓶颈问题,攻克双轴织构生长和连续化制备关键技术难题,实现了具有自主知识产权的高温超导带材技术路线。项目采用非真空化学法技术路线,具有组分易控制、溶液100%利用,适于大面积、宽带化和批量化制备等优点,是高温超导带材低成本产业化的理想路径。

图 具有自主知识产权的高温超导带材

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

本项目核心技术与国内外同类技术的主要参数对比,在化学法制备第二代高温超导带材领域,在成材效率、载流性能、单根长度和产能等方面,达到美、日、德等发达国家水平,部分指标处于领先地位。本项目在第二代高温超导带材的关键基础问题、关键制备技术和产业化装备方面取得了重要突破,建立了我国具有自主知识产权的带材生产线,实现了带材产业化,填补了国内空白;打破了发达国家对中国第二代高温超导带材市场的垄断,对我国超导电力、大科学装置等许多领域具有深远意义。

表 超导材料 产业链——“中游”: 自主带材代表性企业

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

1.1.5 超导材料“全产业链”下游

核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,简称 MRI)技术是在人工制造的强磁场内,利用核磁共振原理来探测生物体内部组织,采集数据并由计算机处理后成像的技术。它既不需要使用电子束或 X 射线,也不需要注射造影剂,而且也未发现强磁场对人体的危害,因而被认为是一种安全高效的生物医学检测技术。

MRI 已经被广泛应用在心脑血管疾病、胸腔腹腔内器官疾病、肿瘤、肌肉及软组织等的检查、诊断及追踪,正发挥着巨大的作用。MRI 的清晰度与磁场强度、磁场均匀度、磁场稳定性有重要关系,磁场强度越高、磁场均匀度越好、磁场稳定性越好,MRI的清晰度就越高。

MRI 装置主要由磁体系统、磁共振波谱仪系统、数据处理和图像重建系统这三个组成。其中磁体系统是最为关键的部分,主要由主磁体、匀场线圈、射频线圈、梯度线圈等组成。主磁体可以使用常规电磁体、永磁体、超导磁体制造。目前 1.5 T 以上磁强的 MRI 采用的主要是超导磁体,其常用的超导体为NbTi超导合金,在部分高强MRI 磁体材料中也有使用 Nb3Sn 超导合金。

图 核磁结构示意图

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

在超导体被用来承载强电流以前,常导电磁悬浮率先得到发展。常导电磁铁产生的强大磁力可用来克服重力,从而实现悬浮。但随着超导应用技术不断成熟,科研人员开始尝试将超导材料应用在磁悬浮列车上,以替代常导电磁铁。由超导线 (带) 材烧制而成的超导强磁体以及超导块材是主要应用形式,成为超导磁悬浮列车核心部件之一。

图 超导材料与磁悬浮汽车应用

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

表 磁悬浮列车磁体与超导材料

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

表 超导材料 “下游”—— 典型工业企业

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

1.2 以“超导磁悬浮”为例子的超导材料产业链探究

图 磁体超导行业产业链

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信息来源:千际投行、资产信息网

1.2.1 传统磁悬浮工作原理

基于高温超导体的磁悬浮系统设计,可以利用超导体的完全抗磁性,实现超导体在磁体上方的悬 浮。与此同时,作为第二类超导体,当高温超导体处于外磁场中,将会有部分磁力线穿过其表面并被 钉扎在超导体内部。高温超导体的磁通钉扎特性,可以形成悬浮高度和左右导向无需控制的自稳定系统。

专家预计,载人高温超导磁悬浮系统技术将开拓在磁悬浮领域实现超越发展的可能性,在城市交通中将占据100 亿元人民币/年的份额,未来市场潜力巨大。

1.2.2 高温超导磁悬浮工作原理

图 高温超导磁悬浮工作示意图

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

高温超导磁悬浮列车包括车厢、高温超导块材、永磁体、永磁导轨、线性电机和轨道组成。其中,永磁导轨包含两根平行的永磁体轨道,轨道中心位置的磁通密度最高,高温超导块材置于轨道中心位置可以获得更大的悬浮力。与常导电磁悬浮和低温超导电动悬浮相比,高温超导磁悬浮具有无需控制、设计简单等显著优点。

表 不同磁悬浮列车特点对比

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD、《高温超导磁悬浮在轨道交通中的研究和应用》

1.2.3 高温超导磁悬浮的性能研究

对于高温超导磁悬浮系统而言,悬浮力是磁悬浮列车能否正常运行的关键,而悬浮力的大小和超导块材的超导特性密切相关。磁场、温度、电流密度是决定超导特性的重要临界参数,因此,对超导磁悬浮系统的研究也主要围绕这几个方面展开。分别论述了冷却方式、磁场分布、工作温度以及块材厚度对超导体悬浮力的影响。

图 3种不同类型的导轨结构示意图

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD、《高温超导磁悬浮在轨道交通中的研究和应用》

1.2.4 高温超导磁悬浮的应用研究

由于高温超导体的独特性质以及超导磁悬浮列车的诱人前景,世界各工业国家先后开展高温超导磁悬浮的研究和应用,其中处于行业领先地位的主要包括中国、日本和德国。

中国在高温超导磁悬浮领域起步较早,在理论研究和模型研制方面取得了不俗的成绩。其中,20世纪末西南交通大学成功研制了世界上第一辆载人高温超导磁悬浮列车“世纪号”,成为了本领域的里程碑事件。

图 高温超导磁悬浮发展历程

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD、《阿里云产业报告》

利用高温超导体的完全抗磁性、磁通钉扎特性,使用价格低廉的液氮作为制冷剂设计和制造的高温超导磁悬浮列车,有望在未来作为新型交通工具实现城市间的快速连接。但是,在完成实际应用之前,还有相关技术问题亟待解决:

(1)对于高温超导磁悬浮系统,需要对 YBCO块材的冷却方式、应用磁场、工作温度、块材尺寸、电流密度等参数进行优化,实现悬浮性能最优;

(2)对于高温超导磁悬浮列车,除了悬浮系统之外,还要实现导向系统和驱动系统的优化,这是一个涉及多专业、跨学科的系统工程。

第二章 商业模式和技术发展

2.1 超导材料产业商业模式

2.1.1 从钛工业产业链透视稀有金属供给

在西部超导综合钛产品价格和盈利性领先业内:目前上市企业中主营钛合金业务的主要有西部超导、宝钛股份和西部材料。

通过比较三者产品经营指标,近几年来西部超导钛材价格持续抬升,宝钛股份钛产品销售价格小幅低于西部材料,大幅落后西部超导,2020年单吨售价为19.7万元,仅为西部超导近一半的水平;产品盈利性方面,西部超导毛利率大幅领先竞争对手,主要原因是由于西部超导的军用钛合金产品占比高于同行,虽然2016-2019年西部超导毛利率有所下滑,但仍高达近40%,2020年盈利水平再次抬升,宝钛股份毛利率近几年较为稳定(20%-25%),基本略高于西部材料。

图 钛产品销售价格与毛利率

信息来源:千际投行、资产信息网、WIND

经营数据差异的背后,主要反映的是公司产品结构的差异:西部超导钛合金产品主要为棒丝材,90%偏军工领域尤其是航空产品,因此产品售价和毛利率都显著高于其他企业;西部材料钛产品主要为板材和管材,出于避免同业竞争问题,和西部超导错位竞争,军品占比约30%;宝钛股份基本涵盖全系列钛合金产品,产品下游应用广泛,除了航空航天等高端领域外,下游还覆盖了大量民用领域,同时公司钛产品口径当中包含了价格和毛利率偏低的原材料海绵钛,因此相较之下综合指标表现偏弱。

从产能规模来看,宝钛股份目前钛材产能为2万吨,位居全国第一;西部超导目前产能近5000吨,2024年可达10000吨;西部材料目前钛及钛合金板带材产能为1万吨,但实际钛合金熔铸能力只有5000吨左右,正通过定增弥补熔炼能力短板,届时钢材产能也将真正达到1万吨。总体来看,三者作为行业头部公司,都在通过募投方式进一步提高生产能力,中长期具备公司成长属性。

2.1.2. 开拓下游应用市场

图 超导材料下游应用市场

信息来源:千际投行、资产信息网、WIND

表 目前国际上主要生产商使用的Bi-2223超导带材的性能

信息来源:千际投行、资产信息网、WIND

2.1.3 从超导材料到“电力技术”

由于超导线的载流能力可以达到100~1000A/mm2(大约是普通铜导线或铝导线的载流能力50~500倍),且其直流状态下的传输损耗为零,因此利用超导线制备的电力设备,具有损耗低、效率高、占空间小的优势。

由于超导线在电流超过其临界电流时,会失去超导性而呈现较大的电阻率,因而用超导线制成的限流设备(超导限流器,FCL)可以在电网发生短路故障时自动限制短路电流的上升,从而有效保护电网安全稳定运行。此外,利用超导线研制的超导储能系统(SMES)是一种高效的储能系统(效率可达95%以上),且具有快速高功率响应和灵活可控的特点,对于解决电网的安全稳定性和瞬态功率平衡问题也具有潜在应用价值。

进入21世纪以来,国内外在超导电力技术研发方面取得了长足的进步,公里级的超导输电电缆、容量达到1MVA以上的超导变压器、输电电压等级的超导限流器(110kV及以上)、MW级的超导储能系统、36.5MW级的超导电动机、79MW的超导发电机、8~10MVar的超导同步调相机等均已经在实际电网进行示范,取得良好的示范效果。我国超导电力技术应用研发总体上处于国际同行的前列水平,并具有自身的特色和优势。

我国在超导材料及其应用领域总体上处于国际先进行列,基本掌握了各种实用化超导材料的制备技术,在多个应用方面也取得了良好的发展。今后,我国超导材料及其应用领域应进一步加强超导材料及其应用装置的制备工艺研究,不断探索更高临界温度的超导体,并加强与超导技术应用密切相关的低温制冷技术和低温系统的研究,以进一步全面提升我国的超导材料及其应用技术的发展水平。

2.2 商业模式分析:以西部超导为例

2.2.1 公司介绍

西部超导材料科技股份有限公司2003年成立于西安经济技术开发区,总股本44,127.2万股。公司主要从事高端钛合金材料、高性能高温合金材料、超导材料的研发、生产和销售,是我国航空用钛合金棒材的主要研发生产基地,是目前国内唯一实现超导线材商业化生产的企业,也是国际上唯一的铌钛铸锭、棒材、超导线材生产及超导磁体制造全流程企业。公司于2019年7月22日在上海证交所科创板上市,股票代码:688122。

西部超导主要产品包括钛合金棒材、丝材、异型材、高温合金棒材;铌钛(NbTi)超导线材、铌三锡(Nb3Sn)超导线材等先进材料;以及超导磁体、热工装备、特种医疗器械等高端装备。其中,钢材主要用于生产航空锻件(包括飞机结构件、紧固件和发动机部件等)、生物植入物及医疗器械制造;高温合金用于制造新型航空发动机及燃气轮机;超导线材主要用作高场磁体制造,最终用于大型科学工程、先进装备制造领域,包括新能源(国际热核聚变实验堆ITER、中国聚变反应堆CFETR)、磁共振成像仪(MRI)、核磁共振谱仪(NMR)、磁控直拉单晶硅(MCZ)、质子、重粒子加速器等。公司自成立之初就瞄准国内紧缺领域,产品定位于“国内空白、国际先进”,主要产品均为国家急需产品。

图 西部超导发展历程图

信息来源:千际投行、资产信息网、IFinD

图 西部超导主要产品图

信息来源:千际投行、资产信息网、IFinD、西部超导官网

2.2.2 技术进步

上游行业主要是Nb、Ti、Sn、Cu等原材料,由于低温超导线材行业对原材料的消耗量并不大,因此上游原材料对超导线材行业的影响并不明显,超导线材行业的发展主要取决于技术进步。

西部超导作为国内仅有少数几家企业掌握低温超导线生产技术,涉及NbTi锭棒和线材、Nb3Sn线材(包括“青铜法”和“内锡法”)和超导磁体的生产,是全球唯一的铌钛(NbTi)锭棒、超导线材、超导磁体的全流程生产企业。在NbTi锭棒领域:全球仅有西部超导和美国ATI两家公司。ATI公司的NbTi合金产品长期以来供应于全球NbTi超导线材生产商。NbTi合金是NbTi超导线材的主要原料之一。

2.2.3 市场分析

MRI设备需求由病人数量、临床使用人员和经济发展水平等因素所决定。

根据测算,我国每百万人口MRI的拥有量由2013年的3.3台增加到2020年的6.2台。与欧美日等发达国家相比,我国MRI设备的普及程度处于较低水平。MRI设备的医院、人口的平均拥有量较低,无法满足国内市场需求,未来需求将保持增长。

我国近年来对MRI的需求日益增长,但进口MRI的数量和金额却呈下降趋势,主要原因系一方面许多国际企业如GE及SIEMENS等国际大型医疗设备企业在中国大陆设厂生产,核磁共振设备陆续实现国内生产;另一方面是国产厂商经过多年发展,国产核磁共振设备市场竞争力不断增强,开始逐步实现对进口设备的替代。此外,结合当前医用核磁共振行业发展现状来看,未来国产产品在国内市场的地位将逐渐提升。

完整的数据治理体系:全面的数据治理一体化解决方案,涵盖整个数据中心端到端全链条的工具化支撑, 从库表设计、数据采集数据加工、数据质量验证、数据安全、形成数据资产并对外提供数据服务。

自主可控:整套大数据治理平台全部自主研发,实现数据全生命周期端到端透明化的安全管控。

2.3 技术发展

2.3.1 行业总体专利概述

表 专利概述

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

2.3.2 专利典型分析

(1) 日本藤仓株式会社:光纤+技术

日本藤仓公司创立于1885年,是世界著名的光纤光棒、多种特种光纤、无源光网络设备EPON、光收发模块、光连接器、耦合器分离器、光纤熔接机的研发和生产厂家。

图 藤仓株式会社技术优势

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

图 日本藤仓株式会社财务报告

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

(2) 美国超导

American Superconductor Corporation成立于1987年4月9日,是一家行业领先的兆瓦级业务提供商,其业务可以降低风能损耗、提高电网性能。在风力发电市场,公司通过先进的能源电子产品和工程以及支持服务,帮助制造商可以生产具有高度竞争力的风力涡轮机。在电网市场,公司通过传输规划服务、能源电子和超导基础产品帮助电力公司和可再生能源项目开发商连接、传输、分配能源。公司的风力和输电网产品及服务提供了杰出的可靠性、安全性、效率和对其使用者的承受力。

图 美国超导主要专利

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

(3) 江苏永鼎股份

公司是经江苏省体改委批准,由永鼎集团公司联合上海市内电话发展总公司、上海贝尔电话设备制造有限公司作为发起人,采取定向募集方式设立的股份有限公司。该公司是研制、生产和销售通信光缆、光器件、通信电缆、电力电缆、电力柜等系列产品,提供配套工程服务的专业公司。

图 江苏永鼎股份主要专利

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

(4) 西部超导

西部超导材料科技股份有限公司2003年成立于西安经济技术开发区,总股本44,127.2万股。公司主要从事高端钛合金材料、高性能高温合金材料、超导材料的研发、生产和销售,是我国航空用钛合金棒材的主要研发生产基地,是目前国内唯一实现超导线材商业化生产的企业,也是国际上唯一的铌钛铸锭、棒材、超导线材生产及超导磁体制造全流程企业。

图 西部超导主要专利产品

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

2.4 政策监管

2.4.1 主管部门

中华人民共和国科学技术部,作为整体监管与技术政策规划的主管部门。

2.4.2 自律协会——中国材料研究学会

随着国际热核聚变实验堆项目的启动和磁共振程序系统对超导材料需求的增加,超导研发及产业迎来一个快速发展期。在周廉院士、甘子钊院士和赵忠贤院士等专家的倡议下,成立了中国材料研究学会超导材料技术委员会。超导材料分会接受中国材料研究学会理事会的领导,承办学会交办的学术活动,积极开展全国范围内在超导材料研究与产业方面的交流与合作。

2.4.3 自律协会——中国超导材料标准化技术委员会

超导标委会的职责可分为以下两个方面:

(1) 按照中国国家标准化管理委员会(国家市场监督管理总局标准技术管理司)下达的国家标准制修订计划,组织并负责本领域国家标准的起草和技术审查工作;

(2) 作为IEC/TC90的国内技术归口单位承担本领域的国际标准化工作,包括组织有关专家参加国际标准制修订工作组、代表国家技术委员会对相关技术文件进行投票表决、参加并且承办相关工作会议等。

图 行政图

加速器有什么用(玩游戏开加速器有什么用)-第2张图片-生活照片记录

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

2.4.4 相关政策

▷ 2020年1月:《推动首都高质量发展标准体系建设实施方案》

首都标准化委员会发布,鼓励制定石墨烯等低维材料、高性能纳米材料、光电子材料、量子材料、新型超导材料、超材料、增材制造材料等前沿技术标准。

▷ 2018年5月:《”十三五”国家战略性新兴产业发展规划》

国务院突破石墨烯产业化应用技术,拓展纳米材料在光电子、新能源、生物医药等领域应用范围,开发智能材料、仿生材料、超材料、低成本增材制造材料和新型超导材料,加大空天、深海、深地等极端环境所需材料研发力度,形成一批具有广泛带动性的创新成果。

▷ 2017年5月:《“十三五”材料领域科技创新专项规划》

科技部发布,提到要在纳米材料与器件、人工晶体与全固态激光器、光纤、超导材料等技术领域取得重大进展,在世界科技前沿占有一席之地。

▷ 2017年5月:《关于发布2017年工业转型升级(中国制造2025)资金工作指南的通知》

工业和信息化部办公厅、财政部办公厅发布,提到关键基础材料重点支持高温超导材料、生物基材料、石墨烯、特种陶瓷和人工晶体等新材料;先进基础工艺重点支持集成电路封装、增材制造等工艺。

▷ 2017年4月:《能源生产和消费革命战略(2016-2030)》

国家发改委发布,提到要加快研发氢能、石墨烯、超导材料等技术。

▷ 2016年12月:《十三五国家战略性新兴产业发展规划》

国务院发布,开发智能材料、仿生材料、超材料、低成本增材制造材料和新型超导材料,加大空天、深海、深地等极端环境所需材料研发力度,形成一批具有广泛带动性的创新成果。

▷ 2016年10月:《关于印发产业技术创新能力发展规划(2016-2020)的通知》

工业和信息化部发布,提到要开发智能材料、超导材料、纳米材料、石墨烯、超材料、生物基材料、3D打印材料、极端环境用材料等前沿新材料。

▷ 2015年5月:《中国制造2025》

国务院发布,提到要突破大功率电力电子器件、高温超导材料等关键元器件和材料的制造及应用技术,形成产业化能力。

第三章 行业估值、定价机制和全球龙头企业

3.1 行业综合财务分析

3.1.1 财务及估值指标

信息来源:千际投行 资产信息网 WIND

3.1.2 指数化分析

超导材料行业估值方法可以选择市盈率估值法、PEG估值法、市净率估值法、市现率、EV/EBITDA估值法、DDM估值法、DCF现金流折现估值法、NAV净资产价值估值法等,这里着重呈现市净率估值法。

图 指数化分析

信息来源:千际投行 资产信息网 WIND

3.1.3 盈利预测及估值

图 指数回报统计

表 估值-PE/PB 指数点位

信息来源:千际投行 资产信息网 WIND

3.2 主营构成--以沃尔核材为例

图 沃尔核材主营业务构成

信息来源:千际投行 资产信息网 WIND

表 主营业务构成

信息来源:千际投行、资产信息网、WIND

表 按行业:主营收入分类

信息来源:千际投行 资产信息网 WIND

3.3 价格驱动机制

3.3.1 行业格局

总体来说我国相对于欧美发达国家而言,超导领域的发展是比较落后的,大量的超导材料依赖于进口,超导材料主要应用于航天军工等领域,所以相关技术方面比较敏感,无法从国外获取,依赖自主研发。

超导行业主要分为低温超导和高温超导两大类。低温超导目前由西部超导打破了欧美国家的封锁,实现了规模化生产,高温超导领域我国虽具备高品质高温合金的生产能力,但在产品质量稳定性和成品率方面,与美国、俄罗斯等国仍存在着较大差距,严重依赖进口,主要进口国家是美国。

3.3.2 定价指标——毛利率、净利率

近几年公司的毛利率出现了明显的下降,主要是贡献最高的高端钛合金材料的毛利率持续下降所致,要因是原材料中间体的价格上涨,尤其是海绵钛和中间体。而影响净利率下降除了毛利率的原因以外还有研发费用投入较大和利息支出比较大。

图 超导市场:毛利率、净利率

信息来源:千际投行 资产信息网 WIND

3.3.3 定价指标——有息负债率

图 有息负债率

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公司的有息负债率比较高,在2015年甚至达到45.92%,这对于本身体量较小的公司和行业来说是较沉重的发展负担,不过总体来看有息负债率出现了比较大幅的下降,特别是2016年和2019年,主要原因是2016年公司定增并将30%的资金用于归还银行贷款,2019年是IPO后获得大量融资,并且IPO融来的资金36.5%用于偿还银行贷款。

3.3.4 研发费用和研发费用率

图 研发费用

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西部超导公司的研发费用和研发费用率都上升较快,而超导材料行业主要靠研发来推动。

3.3.5 净利润与ROE

图 净利润与ROE

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可以发现无论公司净利润上升或者下降,ROE都在下降,原因一方面是公司的扩张太快,2015年和2016年都定向增发过股份,2019年又获得IPO融资,但是公司的净利润增长太慢,毛利润提不高是一大问题,而大量研发投入投向超导材料领域,超导材料中国还处于一个起步阶段,目前产生的收益比较有限,所以净利润和ROE都还没有出现爆发性上升。

3.4 行业风险分析和风险管理--以西部超导为例

图 基于波动率的市场风险分析

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

3.4.1 产业政策风险

西部超导公司所处钛合金材料、超导产品及高性能高温合金材料行业属于新材料领域,对国家相关产业发展具有战略性意义。国家产业政策对该行业的发展起到了积极的引导作用。政府出台的财政税收优惠政策、政府补助及科技扶持政策对企业的快速发展产生有利影响。

与此同时,由于公司钛合金材料主要用于军用航空领域,该领域特定的法规和政策,以及发展面临的技术、人才、资金等方面压力,需要国家产业配套政策的持续支持,因此国家对新材料领域及军用航空等领域相关产业政策调整会对公司经营业绩产生影响。

3.4.2 原材料价格波动的风险

西部超导公司原材料采购主要包括海绵钛、铝锭、镍、无氧铜及中间合金等,主要产品原材料成本占营业成本比重均在60%以上,材料成本占比较高。虽然公司会根据原材料供应价格的波动相应调整销售价格,但由于公司下游客户主要为航空锻件厂,产品最终用于军用飞机和航空发动机的制造。

公司下游的航空锻件厂商承接其下游航空、发动机主机厂商的订单,航空、发动机主机厂商对航空锻件厂商的产品定价依照《军品价格管理办法》等规定进行审价确定,公司与航空锻件厂商的定价在上述基础上协商确定,故售价不易更改。如未来海绵钛、中间合金等原材料出现大幅波动,公司未能采取有效措施应对,则可能会给公司生产经营带来不利影响,公司可能面临一定的原材料价格波动风险。

3.4.3 保持市场竞争力的风险

西部超导公司主要从事钛合金材料、超导产品及高性能高温合金的研发、生产和销售,持续创新能力及稳定的制造工艺是公司保持市场竞争力的主要抓手,高端钛合金材料是公司的主要收入来源。

随着航空工业的发展,飞机制造对钛合金材料的性能质量提出了越来越高的要求,公司必须持续跟踪新型飞机对钛合金材料的要求,并通过参与新型飞机的研制成为相应航空钛合金材料供应商,才能保持公司的市场竞争力。如果公司不能通过持续地技术创新保持技术领先优势,或不能确保每批次产品的稳定性,则公司在航空钛合金的市场份额可能会被影响,公司的市场竞争力也将会有所下降,对公司未来经营产生不利影响。

3.5 竞争分析——基于波特五力模型

图 波特五力模型

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3.5.1 供应商的议价能力

供应商通过提高价格或降低产品价值等方式提升自身议价能力。目前,我国超导行业面临着产能较为集中达到80%,大部分企业占有主要市场。因此加强产品创新,进行市场培育,市场容量较小、市场渗透率较低,具有技术优势的公司会领先市场获得巨大收益,具有较强的议价能力。

3.5.2 购买者的议价能力

该领域新材料技术尚不成熟,市场较小、需求不大。但是进入成长期的产品市场容量逐步扩大,市场渗透率逐步提高,产品由于技术趋于稳定,产品质量的逐渐标准化,质量得到有效地改善,购买者的议价能力较低。

3.5.3 新进入者的威胁

技术、市场成长期,新材料应用增多,市场规模逐渐增加。成长期新材料相关技 术工艺开始逐步成熟,成本开始下降,市场应用逐渐增多,下游需求开始发力,具有较好的成长性。产品处于成长期的公司除了重视研发外,要注重对于市场的开发,进行生产工艺创新、提升产品质量,对于新进入者而言很难在短时间之内抢占市场。

3.5.4 替代品的威胁

市场趋于饱和,降低成本,加快产品升级。成熟期的产品技术稳定、质量稳定且产品差异较小,市场接近饱和。公司应当通过资本密集化、规模效应等 来降低产品成品和提高产品质量,倒逼产品升级,在这个阶段,产品升级速度慢,替代品威胁较小。

3.5.5 同业竞争者的竞争程度

市场垄断程度较大,新材料行业认可度高,使用广泛,下游需求旺盛。成熟期新材料市场应用较广,终端产品对该新材料粘性较高,市场规模与需求较大,因此处于初创期企业的市场同业竞争者竞争较大,但是进入市场之后的竞争程度有所减小。

3.6 中国企业重要参与者

1/ 宝胜股份

宝胜科技创新股份有限公司是中国航空工业集团公司旗下的上市公司,于2004年8月在上交所A股上市,证券简称为“宝胜股份”,证券代码为“600973”,是中国电线电缆行业国有大型控股企业,全球线缆产业竞争力10强。

2/ 中色东方

宁夏东方钽业股份有限公司是中色(宁夏)东方集团有限公司下属控股子公司,是中国有色矿业集团有限公司成员单位。1999年4月30日注册成立,1999年11月22日公开发行A股6500万股,2000年1月20日,股票在深圳证券交易所挂牌上市。公司主要从事稀有金属钽、铌、钛及其合金等高技术产品的研发、生产、销售和进出口业务,产品广泛应用于电子、通讯、航空、航天、冶金、石油、化工、体育、医疗、原子能、太阳能等领域。

3/ 西部超导

西部超导材料科技股份有限公司2003年成立于西安经济技术开发区,总股本44,127.2万股。公司主要从事高端钛合金材料、高性能高温合金材料、超导材料的研发、生产和销售,是我国航空用钛合金棒材的主要研发生产基地,是目前国内唯一实现超导线材商业化生产的企业,也是国际上唯一的铌钛铸锭、棒材、超导线材生产及超导磁体制造全流程企业。公司于2019年7月22日在上海证交所科创板上市,股票代码:688122。

4/ 联创光电

江西联创光电科技股份有限公司由江西省电子集团整合旗下部分优质军工资产于1999年6月成立,2001年3月在上海证券交易所挂牌上市(证券代码:600363)。

公司致力于半导体产业的研究与制造,拥有宇航级高可靠元器件研发生产技术。经过二十余年的发展,积淀形成了良好的产业基础和产业转化能力,主营产品包括智能控制部件、军民两用微电子器件、大功率半导体激光装备、军民两用电线电缆等,在南昌、吉安、深圳和厦门均设立了产业基地。

3.7 全球重要竞争者

1/ 特变特工

特变电工已发展成为世界输变电行业的排头兵企业,我国多晶硅新材料研制及大型铝电子出口基地,大型太阳能光伏、风电系统集成商,国内拥有多个制造业工业园,海外建有2个基地。变压器年产量达2.6亿kVA,位居世界第一位,光伏EPC总量排名全球第一。特变电工集团综合实力位居世界机械500强第228位、中国机械100强第6位、ENR国际总承包商全球排名第80位,品牌价值逾500亿元,排名中国500最具价值品牌第47位。

图 特变特工主营业务

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2/ 法尔胜泓昇

拥有世界一流的铋系高超导线材生产技术,专业从事高超导线材料及其应用产品开发、生产、销售的高新技术企业。

3/ 美国超导

成立于1987年,目前为全球 范围内超过十二个国家的十亿瓦特的可再 生资源项目提供解决方案。

图 美国超导 主营业务

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4/ 日本藤仓株式会社

日本藤仓公司创立于1885年,是世界著名的光纤光棒、多种特种光纤、无源光网络设备EPON、光收发模块、光连接器、耦合器分离器、光纤熔接机的研发和生产厂家。

图 藤仓株式会社技术优势

信息来源:千际投行、资产信息网、iFinD

图 日本藤仓株式会社财务报告

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第四章 未来行业展望

4.1 导入期

加强产品创新,进行市场培育。导入期产品属于高风险高收益产品类别。 处于导入期的产品,一般市场容量较小、市场渗透率较低;此外,公司的生产规 模一般较小且生产成本高,并且由于技术的不确定性,产品质量难以保证。但是 该市场产品毛利率高,盈利能力强,具有技术优势的公司会领先市场获得巨大收益。

4.2 概念提出期

相关领域研究刚刚起步。进军导入期公司的相关要求较高,需要具 备强大的技术研发能力、该领域资深的研究经验、政策的扶持和新兴市场的需求。 此外,该领域新材料技术尚不成熟,市场较小、需求不大。该领域的典型材料包 括:石墨烯、超材料纳米功能材料、记忆合金和关键战略材料等。

4.3 成长期

重视工艺创新,改进产品质量,创立企业品牌。进入成长期的产品市场 容量逐步扩大,市场渗透率逐步提高,产品由于技术趋于稳定,产品质量的逐渐 标准化,质量得到有效地改善,且产品成本逐步降低。因此在该阶段,具有较高 产品质量和品牌效应的公司会获得较大的收益。

技术、市场成长期,新材料应用增多,市场规模逐渐增加。成长期新材料相关技 术工艺开始逐步成熟,成本开始下降,市场应用逐渐增多,下游需求开始发力, 具有较好的成长性。产品处于成长期的公司除了重视研发外,要注重对于市场的 开发,进行生产工艺创新、提升产品质量、增加产品品种、创立自身品牌并建立 相应的销售网络。该领域的典型材料包括:钛合金、半导体材料等。

4.4 成熟期

市场趋于饱和,降低成本,加快产品升级。成熟期的产品技术稳定、质 量稳定且产品差异较小,市场接近饱和。公司应当通过资本密集化、规模效应等 来降低产品成品和提高产品质量,倒逼产品升级。

4.5 市场兑付期

新材料行业认可度高,使用广泛,下游需求旺盛。成熟期新材料市 场应用较广,终端产品对该新材料粘性较高,市场规模与需求较大。处于成熟期 的公司应当在对原产品成本、质量优化的同时,进行产业链的整合,同时延伸产业链外延,拓宽新的业务链并推动技术的不断升级。该领域的典型材料包括:3D 打印、锂电池材料、特种橡胶等。

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