（報告出品方/作者：廣發(fā)證券，孟祥杰）
一、概況：鈦材性能比較優(yōu)勢突出，戰(zhàn)略金屬材料之一
（一）基礎(chǔ)：性能比較優(yōu)勢明顯，下游廣泛應(yīng)用于高端裝備領(lǐng)域
金屬鈦及鈦材較其他金屬材料具有一系列比較優(yōu)勢，是國家重要戰(zhàn)略金屬材料之一。 鈦呈銀白色，熔點(diǎn)高達(dá)1668℃，屬于難熔稀有輕金屬。鈦具有密度小、比強(qiáng)度高、 導(dǎo)熱系數(shù)低、耐高溫低溫性能好、耐腐蝕能力強(qiáng)、生物相容性好等特點(diǎn)，在航空航天 等高端領(lǐng)域的應(yīng)用遠(yuǎn)優(yōu)于其他合金。具體來看，相同拉伸和疲勞強(qiáng)度下，鈦合金能 降低航空設(shè)備重量，可替代鋼等；鈦合金能夠在相對高溫的環(huán)境下使用，可替代鋁 合金等；鈦合金化學(xué)性能穩(wěn)定，具備良好的耐蝕性能，可替代鋁合金部件等；鈦合金 與聚合物基復(fù)合材料有良好的匹配性。
金屬鈦及其制品以其優(yōu)越性能被廣泛應(yīng)用于航空、航天、艦船、兵器、生物醫(yī)療、 化工冶金、海洋工程、體育休閑等領(lǐng)域。鈦合金是以鈦為基加入適量其他元素，調(diào) 整基體相組成和綜合物理化學(xué)性能而形成的合金。據(jù)西部超導(dǎo)招股書，金屬鈦被譽(yù) 為“太空金屬”、“海洋金屬”、“現(xiàn)代金屬”及“戰(zhàn)略金屬”。鈦及鈦合金對一個 國家的國防、經(jīng)濟(jì)及科技的發(fā)展具有戰(zhàn)略意義，鈦工業(yè)發(fā)展水平是一個國家綜合實(shí) 力的重要標(biāo)志。
（二）應(yīng)用：航空高端裝備升級及民航發(fā)展有望拉動高端鈦合金需求
以美國為例，美國三軍裝備升級，先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)及發(fā)動機(jī)市場空間較為廣闊。F-35戰(zhàn)斗 機(jī)是美國研制的低成本、新一代多用途戰(zhàn)術(shù)攻擊機(jī)，使用的動力裝置是F135推進(jìn)系 統(tǒng)。從開始研制，F(xiàn)135推進(jìn)系統(tǒng)就選定了F119改進(jìn)型發(fā)動機(jī)作為主推進(jìn)系統(tǒng)，發(fā)展 常規(guī)起落型F135-PW-100推進(jìn)系統(tǒng)和艦載短距起落型F135-PW-600推進(jìn)系統(tǒng)這兩 種型別的常規(guī)渦扇發(fā)動機(jī)。采用通用主推進(jìn)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，提高經(jīng)濟(jì)可承 受性。投入使用后，F(xiàn)-35戰(zhàn)斗機(jī)將替代AV-8B “鷂”式、A-10、F-16、F-15、F/A18E/F、英國“鷂”式GR-7和“海鷂”戰(zhàn)斗機(jī)。根據(jù)2020年CRS REPORT發(fā)布的《F35 Joint Strike Fighter (JSF) Program》，美國國防部共計(jì)劃購買2456架F-35，截至 2019年12月，估計(jì)總采購成本約為3978億美元。未來美軍對F-35采購數(shù)量持續(xù)上升。 美國政府2020財(cái)年國防撥款法案最終的綜合預(yù)算法案為采購98架F-35戰(zhàn)斗機(jī)，含62 架F-35A，16架F-35B，20架F-35C，其中也包括14億美元的預(yù)先采購。美國政府2021 財(cái)年國防預(yù)算為F-35項(xiàng)目提供114億美元的采購資金。
飛機(jī)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展推動上游鈦合金材料等高端材料向高性能方向發(fā)展。隨著飛機(jī) 設(shè)計(jì)由靜強(qiáng)度（指結(jié)構(gòu)在常溫條件下承受載荷的能力）發(fā)展到耐久性/損傷容限型設(shè)計(jì) 等，鈦合金材料也從追求單一高性能到追求綜合高性能方向發(fā)展，以滿足飛機(jī)的長 壽命與高減重的設(shè)計(jì)需求。 新一代飛機(jī)和高性能航空發(fā)動機(jī)對輕質(zhì)高強(qiáng)材料提出更苛刻的綜合高性能要求，如 基本要求強(qiáng)韌性匹配和強(qiáng)塑性匹配，在使用性能方面要求高疲勞性能與損傷容限性 能匹配、疲勞性能與蠕變-持久性能匹配。例如據(jù)西部超導(dǎo)招股書，“2005年以來隨 著我國新型戰(zhàn)機(jī)計(jì)劃啟動，更高的戰(zhàn)機(jī)性能對航空用結(jié)構(gòu)鈦合金提出了苛刻要求， 當(dāng)時此類鈦合金尚屬于國內(nèi)空白產(chǎn)品?！?br/>
基于鈦合金的優(yōu)越性能，飛機(jī)升級換代過程中鈦合金用量不斷提升。減輕飛機(jī)重量、 增加運(yùn)載能力、降低油耗是航空公司選擇飛機(jī)的重要依據(jù)，提高鈦材用量對于未來 民用客機(jī)的開發(fā)具有重要意義。從兩大國際飛機(jī)制造商的數(shù)據(jù)來看，波音和空客主 要機(jī)型的用鈦量逐步提高。
（三）趨勢：長期，國內(nèi)鈦材高端應(yīng)用場景及潛在市場空間或逐步拓展
國內(nèi)航空航天領(lǐng)域鈦材消費(fèi)占比顯著低于全球水平，鈦材消費(fèi)有高端化趨勢。據(jù) 《2020年中國鈦工業(yè)發(fā)展報告》（賈翃等，2020），全球航空鈦合金消費(fèi)量占整體 消費(fèi)量的46%，而國內(nèi)航空航天鈦合金消費(fèi)量僅占整體消費(fèi)量的18%。國內(nèi)鈦產(chǎn)業(yè) 結(jié)構(gòu)步入由低端向高端發(fā)展的時期，鈦行業(yè)經(jīng)過幾年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，加工設(shè)備已逐 步實(shí)現(xiàn)專業(yè)化，鈦合金材料逐步向高端航空、航天、船艦、醫(yī)療、兵器等領(lǐng)域邁進(jìn)。
防務(wù)端，國內(nèi)航空高端裝備領(lǐng)域較高景氣度疊加飛機(jī)鈦合金用量提升，有望共同推 動國內(nèi)鈦材消費(fèi)向高端應(yīng)用領(lǐng)域拓展。飛機(jī)和發(fā)動機(jī)是鈦材的重要應(yīng)用領(lǐng)域，相比 國外先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)鈦材用量占比情況，國內(nèi)飛機(jī)先進(jìn)材料使用量占比仍有較大提升空 間。近五年國內(nèi)航空航天鈦材銷量CAGR約為20%，我們預(yù)計(jì)，中長期看，隨裝備信 息化升級換代需求及高端裝備中鈦材等高性能材料用量占比上升，鈦材的用量及價 值量空間有望逐步被打開。
國內(nèi)商業(yè)航空市場景氣度有望伴隨國內(nèi)相關(guān)企業(yè)供給能力的改善而提升，其中關(guān)鍵 材料國產(chǎn)化需求或拉動國內(nèi)高端鈦材市場發(fā)展。中國東航2022年5月10日公告《2022 年度非公開發(fā)行A股預(yù)案》，擬募集金額不超過150億元，擬引進(jìn)的38架飛機(jī)項(xiàng)目中 引進(jìn)C919、ARJ21分別為4架、24架，目錄總價為13.08億美元，或反映國產(chǎn)民航飛 機(jī)市場后續(xù)成長空間仍較為廣闊。據(jù)《關(guān)于西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司向特定 對象發(fā)行股票申請文件的審核問詢函的回復(fù)（修訂稿）》：2006年2月9日，國務(wù)院 發(fā)布《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》，將“大型飛機(jī)”作為 16個重大專項(xiàng)之一；2008年5月11日，中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司在上海成立，作 為實(shí)施國家大型飛機(jī)重大專項(xiàng)中大型客機(jī)項(xiàng)目的主體，目前主要承擔(dān)中國大型客機(jī) C919和新支線飛機(jī)ARJ21的研制工作；根據(jù)預(yù)測，2025年C919將占據(jù)全球商飛1/5 的份額，即大約2,000架的需求，對應(yīng)7,840噸的機(jī)身鈦含量，假設(shè)損耗率為80%， C919將帶來約4萬噸的鈦合金需求（不含發(fā)動機(jī)）。
二、市場空間：航空航天鈦合金產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)空間測算2020年我國航空航天鈦材測算市場空間大約為60~86億元。
據(jù)《關(guān)于西部超導(dǎo)材料 科技股份有限公司向特定對象發(fā)行股票申請文件的審核問詢函的回復(fù)（修訂稿）》， 根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鈦鋯鉿分會發(fā)布的2011年~2020年中國鈦工業(yè)發(fā)展報告， 2020年我國國內(nèi)鈦材銷量約為84489噸，其中航空航天鈦材銷量占比20.39%，約為 17228噸。西部超導(dǎo)此次定增預(yù)計(jì)新增鈦合金產(chǎn)能5050噸，其中鈦合金（大規(guī)格）單 價約為35萬/噸，鈦合金（小規(guī)格）約為50萬/噸?？紤]西部超導(dǎo)鈦材聚焦于航空航天 等高端裝備領(lǐng)域，基于該數(shù)據(jù)測算，2020年我國航空航天鈦材市場規(guī)模約為60~86 億元附近。預(yù)計(jì)到2025年我國航空航天鈦材市場規(guī)模大約為150~214億元。據(jù)《關(guān)于西部超導(dǎo) 材料科技股份有限公司向特定對象發(fā)行股票申請文件的審核問詢函的回復(fù)（修訂 稿）》，“考慮到國內(nèi)目前航空航天用鈦材占比遠(yuǎn)低于全球范圍內(nèi)航空航天用鈦材占 鈦材總需求的50%的比例，謹(jǐn)慎假設(shè)未來10年的復(fù)合增長率保持20%不變”，基于 該假設(shè)，并結(jié)合上文公司公告的鈦合金單價計(jì)算，預(yù)計(jì)到2025年我國航空航天鈦材 市場規(guī)模大約為150~214億元。
2020年我國航空航天鈦合金鍛件測算市場空間約為157~224億元。鈦材為航空航天 裝備產(chǎn)業(yè)鏈上游環(huán)節(jié)，中游環(huán)節(jié)一般是鍛造、鑄造企業(yè)。以鍛造環(huán)節(jié)為例，當(dāng)前國內(nèi) 航空鍛件生產(chǎn)單位包括中航重機(jī)、德陽萬航、三角防務(wù)、派克新材、航宇科技等。 我們測算國內(nèi)航空航天鈦合金鍛件市場空間的思路及測算依據(jù)如下： 1.中航重機(jī)（2015-2021年）、三角防務(wù)（2016-2020年）、派克新材（2016-2021 年）、航宇科技（2017-2021年）的直接材料占營業(yè)成本比重在70%~80%左右。 2.以三角防務(wù)為例，其毛利率較為穩(wěn)定，2017~2021年平均毛利率約為45%。 3. 據(jù)西部超導(dǎo)2021年10月公告《關(guān)于西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司向特定對象發(fā) 行股票申請文件的審核問詢函的回復(fù)（修訂稿）》，2018/2019/2020年報告期內(nèi)西 部超導(dǎo)銷售至西安三角防務(wù)股份有限公司的不含稅銷售額，分別排在3/2/2位。據(jù)西 部超導(dǎo)招股書，2016/2017/2018年報告期內(nèi)三角防務(wù)分別為公司第3/3/2大客戶，銷 售金額占比分別為10.45%/15.95%/9.79%。 4. 據(jù)三角防務(wù)2022年8月公告《西安三角防務(wù)股份有限公司向特定對象發(fā)行股票并 在創(chuàng)業(yè)板上市募集說明書(申報稿)》，公司采購的原材料主要為鈦合金、高溫合金、 高強(qiáng)度鋼，2019/2020/2021年報告期內(nèi)主要原材料中鈦合金采購金額分別為 2.93/5.23/6.48億元，占鈦合金、高溫合金、高強(qiáng)度鋼、模塊四種主要原材料合金采 購金額的80%/84%/87%。 綜上，基于航空航天較為集中的供應(yīng)鏈體系，我們結(jié)合2020年國內(nèi)航空航天鈦合金 銷量、鍛件企業(yè)直接材料占營業(yè)成本比重70%、三角防務(wù)鍛造毛利率45%。基于上 述數(shù)據(jù)測算，2020年我國航空航天鈦合金鍛件市場規(guī)模大約為157~224億元附近。 基于上文西部超導(dǎo)預(yù)測國內(nèi)航空航天鈦合金銷量數(shù)據(jù)、銷售單價、直接材料占營業(yè) 成本比重、三角防務(wù)鍛造毛利率等，預(yù)計(jì)到2025年我國航空航天鍛造市場規(guī)模大約 為390~557億元。
2020年我國航空航天鈦合金機(jī)加測算市場規(guī)模大約為219~313億元（指機(jī)加成品件 價值）。據(jù)愛樂達(dá)2017年招股書，“據(jù)公司估算，公司所加工的飛機(jī)零部件中，鋁 合金產(chǎn)品加工費(fèi)與材料價值之比通常在1:1左右，鈦合金及不銹鋼產(chǎn)品加工費(fèi)與材料 價值之比通常在1:2.5左右?！庇捎跈C(jī)加上游主要為鍛件及鑄件，基于上述測算的航 空航天鈦合金鍛件市場規(guī)模， 2020年我國航空航天鈦合金機(jī)加市場規(guī)模大約為 219~313億元。 基于上文西部超導(dǎo)預(yù)測國內(nèi)航空航天鈦合金銷量數(shù)據(jù)、銷售單價、直接材料占營業(yè) 成本比重、三角防務(wù)鍛造毛利率及愛樂達(dá)加工費(fèi)與材料價值之比等，預(yù)計(jì)到2025年 我國航空航天鈦合金機(jī)加市場規(guī)模大約為546~779億元（指機(jī)加成品件價值）。
三、產(chǎn)業(yè)鏈：鈦材、結(jié)構(gòu)件、機(jī)械加工等壁壘各有差異
（一）國內(nèi)航空航天鈦合金產(chǎn)業(yè)鏈主要呈現(xiàn)兩頭集中、中間略分散格局
鈦合金產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)呈現(xiàn)兩頭集中、中間略分散的格局。產(chǎn)業(yè)鏈最上游為海綿鈦供 應(yīng)商，占據(jù)自然資源區(qū)位優(yōu)勢，呈現(xiàn)一定的自然壟斷。中上游鈦合金行業(yè)工藝壁壘 較高，材料企業(yè)成為合格供應(yīng)商需耗時長達(dá)數(shù)年，疊加較高的產(chǎn)能及成本控制能力 要求，目前國內(nèi)主要企業(yè)已形成先發(fā)優(yōu)勢。中游鍛鑄件行業(yè)尤其以大型模鍛件廠商 為例，對大型設(shè)備的投入要求高，疊加中游工藝熱處理環(huán)節(jié)的不可測性等技術(shù)壁壘， 已具備先發(fā)優(yōu)勢的企業(yè)可通過提升產(chǎn)能利用率達(dá)到規(guī)模效用，盈利能力彈性空間較 大。中下游機(jī)加環(huán)節(jié)因結(jié)構(gòu)件種類繁多、工藝需求不同，擴(kuò)大生產(chǎn)須擴(kuò)大人員規(guī)模 及設(shè)備投入，規(guī)模效應(yīng)相對有限。
（二）鈦材壁壘：工藝為稟賦，成本控制、產(chǎn)能拓展能力影響盈利規(guī)模
鈦材產(chǎn)品按其形態(tài)可以分為棒材、板材、絲材、管材、鍛件、鑄件等細(xì)分類別，基 于不同形態(tài)產(chǎn)品的性能，應(yīng)用于不同領(lǐng)域。其中，棒材強(qiáng)度高且抗蝕性好，被廣泛 應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域；板材耐蝕性優(yōu)異；絲材熱性能良好、無毒性、無磁性；管材質(zhì) 量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕性能極好；上述不同形態(tài)鈦材在航空航天等領(lǐng)域等均有應(yīng)用。
中上游鈦材制備決定鈦產(chǎn)品質(zhì)量，下游需求升級驅(qū)動材料創(chuàng)新，工藝積累水平筑壁 壘。從產(chǎn)品形態(tài)看，到下游應(yīng)用市場前，鈦合金產(chǎn)業(yè)鏈有三大核心環(huán)節(jié)，提取海綿 鈦、鈦錠熔鑄、鈦材加工，其中前兩個環(huán)節(jié)對原材料的處理和加工工藝繁復(fù)。生產(chǎn)鈦 材的主要原材料為海綿鈦，海綿鈦是鈦礦石中經(jīng)過了提純、加工后的海綿狀的純鈦， 海綿鈦經(jīng)過熔鑄得到鈦錠或鈦合金錠，產(chǎn)品成材率需要經(jīng)過長時間的工藝積累不斷 提高，海綿鈦和鈦材質(zhì)量直接決定鈦產(chǎn)品的質(zhì)量。此外，隨下游飛機(jī)等高端應(yīng)用領(lǐng) 域設(shè)計(jì)方法升級，對鈦合金材料的性能要求逐步提升。例如，參考航空工業(yè)出版社 《新型航空高性能鈦合金材料技術(shù)研究與發(fā)展》，隨著新一代飛機(jī)采用損傷容限設(shè) 計(jì)，提純鈦合金應(yīng)進(jìn)一步滿足飛機(jī)長壽命、高減重的使用需求。
中上游企業(yè)成本結(jié)構(gòu)中原材料占比較高，高端裝備領(lǐng)域下游客戶價格穩(wěn)定性較高， 成本控制能力或影響鈦材環(huán)節(jié)的盈利彈性。鈦材屬于原材料配套層級，不需要軍方 審價，但下游鍛件軍品價格穩(wěn)定高，上游鈦材供應(yīng)商更多承擔(dān)原材料向上波動風(fēng)險。 據(jù)西部超導(dǎo)招股書：“公司下游航空鍛件廠的產(chǎn)品定價是根據(jù)《軍品價格管理辦法》 等規(guī)定進(jìn)行審價確定，在此基礎(chǔ)上公司與其協(xié)商確定產(chǎn)品定價，因此價格一旦確定 后，除非發(fā)生原材料價格大幅上漲等特殊事項(xiàng)，價格不會調(diào)整?！扁伈膹S商通過多 種途徑不斷提升盈利彈性空間，例如西部超導(dǎo)則通過高端裝備配套產(chǎn)品占比較高的 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)布局，維持較高的毛利率水平。同時，據(jù)《鈦合金材料低成本化制備技術(shù)進(jìn) 展與展望》（中國有色金屬學(xué)報，2021.11），低成本熔煉技術(shù)主要包括熔煉時鈦及 鈦合金殘料添加和一次熔煉技術(shù)。寶鈦股份通過控股寶鈦華神保障原料供應(yīng)，平抑 原材料價格波動風(fēng)險。據(jù)西部材料2020年非公開發(fā)行預(yù)案，子公司西部鈦業(yè)，在2020 年高性能鈦材技改項(xiàng)目中，新增國外先進(jìn)的EB爐和VAR爐等設(shè)備，通過“EB爐一次 熔煉成錠，扁錠直接軋制”的短流程工藝，有望實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)周期縮短一半，生產(chǎn)成本顯 著下降；此外，本次募投項(xiàng)目通過把先進(jìn)的EB爐和現(xiàn)代化的殘鈦回收生產(chǎn)線有效結(jié) 合起來，形成每年回收殘鈦2,000噸的能力，實(shí)現(xiàn)材料的循環(huán)利用，進(jìn)一步降低生產(chǎn) 成本。
鈦材繁雜且多環(huán)節(jié)的生產(chǎn)鏈，對各生產(chǎn)環(huán)節(jié)、各種類產(chǎn)品的設(shè)備水平及產(chǎn)能拓展能 力提出較高的要求，或?yàn)橛?guī)模的重要決定因素之一。據(jù)西部超導(dǎo)招股書，以大 棒材和鍛坯的生產(chǎn)流程為例，需要在西部超導(dǎo)內(nèi)部經(jīng)過熔鑄廠（鑄錠熔煉）和自由 鍛造廠（大棒材和鍛坯生產(chǎn)）兩個制造廠的加工，并在單個廠內(nèi)需要多個環(huán)節(jié)的加 工流程，如在熔鑄廠需要經(jīng)過混料、壓制電機(jī)、焊電極、三次熔煉等工藝，而絕大多 數(shù)環(huán)節(jié)需配套不同生產(chǎn)設(shè)備，導(dǎo)致各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)瓶頸將會影響最終產(chǎn)值的釋放與擴(kuò) 大。因此，鈦材廠商的設(shè)備水平及產(chǎn)能拓展能力提出較高的要求，或?yàn)橛?guī)模的 重要決定因素之一。
（三）鍛造壁壘：設(shè)備投入為先發(fā)壁壘，材料制造熱工藝的積累為核心
鍛造與鑄造同屬當(dāng)前主流的金屬成型工藝之一。據(jù)派克新材招股書，鍛造是在加壓 設(shè)備及工（模）具的作用下，使坯料或鑄錠產(chǎn)生局部或全部的塑性變形，以獲得一定 幾何尺寸、形狀的零件（或毛坯）并改善其組織和性能的加工方法。金屬材料經(jīng)過鍛 造加工后，形狀、尺寸穩(wěn)定性好，組織均勻，纖維組織合理，具有最佳的綜合力學(xué)性 能。機(jī)械裝備中的主承力結(jié)構(gòu)或次承力結(jié)構(gòu)件一般都是由鍛件制成的，鍛件廣泛地 應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)和國防工業(yè)的各個領(lǐng)域。鍛造實(shí)質(zhì)是利用金屬的塑性變形使金屬毛 坯改變形狀和性能而成為合格鍛件的加工過程，其根本目的是利用外加載荷（沖擊 載荷或靜載荷）通過鍛壓設(shè)備或模具使金屬毛坯產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需形狀 和尺寸的鍛件，同時使鍛件機(jī)械性能和內(nèi)部組織符合一定的技術(shù)要求。
中游鍛造環(huán)節(jié)研發(fā)費(fèi)用前置及技術(shù)可拓展性帶來的強(qiáng)范圍經(jīng)濟(jì)。相比于下游機(jī)加和 終端的整機(jī)廠環(huán)節(jié)，中游鍛造環(huán)節(jié)的一個顯著特征/優(yōu)勢在于其范圍經(jīng)濟(jì)性，以及研 發(fā)費(fèi)用的前置性特征突出，并最終反映為邊際利潤的增加。范圍經(jīng)濟(jì)不同于規(guī)模經(jīng) 濟(jì)，前者指的是當(dāng)同時生產(chǎn)兩種產(chǎn)品的費(fèi)用低于分別生產(chǎn)每種產(chǎn)品所需的成本的總 和時，所存在的狀況被稱為范圍經(jīng)濟(jì)。此處，若將產(chǎn)品從研發(fā)環(huán)節(jié)到制造環(huán)節(jié)的成 本納入為生產(chǎn)產(chǎn)品所需費(fèi)用時，我們認(rèn)為中游鍛造或具有較強(qiáng)的范圍經(jīng)濟(jì)。從工藝 環(huán)節(jié)看，中游鍛造的目的在于改變鈦合金鑄錠的鑄態(tài)組織、獲得所需要的顯微組織 類型、達(dá)到規(guī)定的超聲波探傷驗(yàn)收條件、獲得模鍛產(chǎn)品前的組織均勻化、保證制坯 或模鍛成形性能等。從這個角度考慮，對于不同的合金類型，包括低強(qiáng)度、中強(qiáng)度高 韌性、高強(qiáng)高韌、超高強(qiáng)度、超高強(qiáng)韌等牌號的合金，對于中游鍛造廠僅需理解如何 將這些牌號的鈦合金鍛壓成需要的顯微組織即可。而當(dāng)鍛造廠掌握某一牌號鈦合金 的鍛造工藝后，對于下游處于同一代、同一類型、相近部位的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件需求，鍛 造廠較為容易將其工藝進(jìn)行“復(fù)制”以期滿足客戶要求，這從根本上決定了中游鍛 造環(huán)節(jié)的邊際投入遞減。
鍛造及熱處理過程的參數(shù)控制為技術(shù)核心，而由于其制造過程中的不可檢測性決定 其前期需要高額的研發(fā)投入及試驗(yàn)件材料投入等。參考航空工業(yè)出版社《新型航空 高性能鈦合金材料技術(shù)研究與發(fā)展》，在熱工藝環(huán)節(jié)中，以熱變形為例，大型鈦合金 結(jié)構(gòu)件主要通過熱模鍛成形，在其成形（變形）過程中，成形工藝參數(shù)如變形溫度、 壓下速度以及壓下量等不僅決定了模鍛件的成形載荷，也對鈦合金的組織與性能產(chǎn) 生明顯影響，因此如若實(shí)現(xiàn)鍛件的組織性能調(diào)控，需要獲得鈦合金應(yīng)力應(yīng)變的本構(gòu) 關(guān)系，明晰顯微組織的演變規(guī)律。
鍛件成品（指熱處理后成品）疲勞壽命分析是下游檢驗(yàn)其是否為合格品的關(guān)鍵環(huán)節(jié)， 當(dāng)前多使用理論模擬及超聲檢測等技術(shù)手段完成，但考慮下游高端裝備對性能及安 全性的雙重高標(biāo)準(zhǔn)，在下游產(chǎn)品導(dǎo)入階段，常需要一定周期進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。例如， 鍛件內(nèi)部的裂紋、氣孔、縮孔等缺陷可采用無損檢測進(jìn)行，而鍛件內(nèi)部的宏觀組織 則需通過解剖隨機(jī)抽出的某個鍛件典型的截面進(jìn)行觀察與分析，但考慮到下游對于 結(jié)構(gòu)件性能及安全性的雙重高標(biāo)準(zhǔn)，對于新供應(yīng)商的鍛件產(chǎn)品通過解剖隨機(jī)抽出截 面難以保障其實(shí)際的使用性能，因此將產(chǎn)品導(dǎo)入成熟供應(yīng)鏈或需要一定時間的載機(jī) 試驗(yàn)等，所需的時間周期或相對較長。
（四）機(jī)加壁壘：設(shè)備能力、大客戶長期配套關(guān)系及多工序能力筑壁壘
航空零部件行業(yè)處于整個航空制造業(yè)的中后端。主要從事將材料/毛坯通過鈑金/機(jī)加 等加工為精密零件，然后將零件裝配為部件交付主機(jī)廠，同時為零部件加工提供輔 助性的工裝和夾具。上游行業(yè)主要為鋁合金、鈦合金、不銹鋼等金屬和復(fù)合材料、高 端數(shù)控加工設(shè)備制造、刀具、切削液、導(dǎo)軌油等主、輔材料行業(yè)以及水、電等燃料動 力行業(yè)，下游為軍用和民用各航空器主機(jī)廠和分承制廠。生產(chǎn)環(huán)節(jié)可以分為毛坯制 造、零件加工和裝配三個工藝過程，即基礎(chǔ)板材、型材和管材經(jīng)鈑金零件成形（熱成 型、彎壓等）、機(jī)械加工（切削等）后再經(jīng)特殊工藝處理（主要指無損檢測、熱表處 理）加工成為飛機(jī)零部件，部分企業(yè)還負(fù)責(zé)組件、部件裝配業(yè)務(wù)。
機(jī)械加工與數(shù)字化設(shè)計(jì)和數(shù)字化制造技術(shù)相結(jié)合，能更好地保證零件的強(qiáng)度和尺寸 的精度。隨著飛機(jī)技術(shù)性能的不斷提高和數(shù)控加工技術(shù)的廣泛應(yīng)用，部分鈑金件直 接設(shè)計(jì)成機(jī)加件，機(jī)加零件的數(shù)目在不斷增多，尤其是整體大件增加得更為顯著。 以殲擊機(jī)為例，機(jī)加零件的件數(shù)N，整體大件的件數(shù)M和機(jī)加零件的制造勞動量占全 機(jī)制造勞動量的百分?jǐn)?shù)B都在不斷增長。
特殊過程工藝處理主要包括無損檢測、熱處理、表面處理等。無損檢測的主要作用 是確保每道工序的制造質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求，熱處理主要是為了改變零部件半成品或 成品的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能，消除內(nèi)應(yīng)力。表面處理主要是為了保證零 部件半成品的可靠性和安全性。
航空零部件復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、形狀及原材料特征，共同決定了機(jī)械加工的技術(shù)難點(diǎn)。一 是難加工材料切削應(yīng)用，航空、航天零部件常采用鈦合金、高溫合金及復(fù)合材料等， 加工難度高；二是工藝及零件精度要求，飛機(jī)零件大多采用復(fù)雜曲面和高結(jié)構(gòu)效率 的整體、輕量化結(jié)構(gòu)，加工中為避免產(chǎn)生切削變形和提高效率，對制造工藝以及制 造設(shè)備提出高要求；三是過程控制及檢測要求，零件加工過程控制是對其滿足設(shè)計(jì) 尺寸特性要求而進(jìn)行的一些檢測等，檢測的結(jié)果用來驗(yàn)證在制造中結(jié)果反映與設(shè)計(jì) 要求相符的一致性。技術(shù)難點(diǎn)特征使得機(jī)加與數(shù)字化設(shè)計(jì)、制造技術(shù)結(jié)合，工藝、 設(shè)備成為機(jī)加企業(yè)關(guān)鍵競爭力所在，特殊過程工藝處理成為企業(yè)業(yè)務(wù)延伸方向之一。
先進(jìn)設(shè)備批產(chǎn)能力是飛機(jī)結(jié)構(gòu)廠商的核心競爭壁壘之一。以全球最大的 Non-OEM 飛機(jī)結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)和制造商之一 SPR 為例，其一大核心優(yōu)勢在于該公司具有先進(jìn)的生 產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)。SPR 在年報中表示，公司的制造技術(shù)是由公司最先進(jìn)的設(shè)備支持， 公司有數(shù)以千計(jì)的主要定制設(shè)備安裝在工廠中，公司在行業(yè)領(lǐng)先的工程能力是區(qū)別 于競爭對手的關(guān)鍵戰(zhàn)略因素。例如，為了制造 B787 和 A350XWB 的復(fù)合前機(jī)身和 防御系統(tǒng)，SPR 在堪薩斯州威奇托工廠和北卡羅萊納州金斯頓工廠建有世界上最大 的加壓釜（加壓釜是用于制造復(fù)合結(jié)構(gòu)的封閉設(shè)備，該設(shè)備會產(chǎn)生可控的內(nèi)部熱和 壓力條件，用于固化和粘合某些樹脂，目前 SPR 擁有 30 多個高壓滅菌器）。國內(nèi) 機(jī)加領(lǐng)先企業(yè)愛樂達(dá)同樣注重提升生產(chǎn)設(shè)備水平。據(jù)愛樂達(dá)官網(wǎng)，公司 2017 年 IPO 募集資金后進(jìn)行三軸、五軸數(shù)控加工中心擴(kuò)能建設(shè)與熱表處理和無損檢測生產(chǎn)線建 設(shè)，目前已有各類生產(chǎn)制造設(shè)備 160 余臺（套），適用于數(shù)控精密加工、特種工藝、 無損檢測三大關(guān)鍵環(huán)節(jié)。據(jù)愛樂達(dá)《7-1 發(fā)行人及保薦機(jī)構(gòu)關(guān)于發(fā)行人申請向特定對 象發(fā)行股票的審核問詢函之回復(fù)報告(修訂稿)》，2021 年公司擬投入 33890 萬元完 成設(shè)備購置安裝，擬新增若干包括自動化物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及控制系統(tǒng)、車銑復(fù)合加工中 心、機(jī)械臂和控制柜等在內(nèi)的自動化硬件，以及包括數(shù)字化檢測軟件、ERP 等在內(nèi) 的智能制造專用軟件，在擴(kuò)充產(chǎn)能規(guī)模的基礎(chǔ)上提升智能化制造水平。
四、海外復(fù)盤：一體化龍頭賽道布局優(yōu)、控成本能力強(qiáng)
（一）美國重點(diǎn)鈦合金及高溫合金企業(yè)，2003~2007 年盈利股價高增長
美國三家重點(diǎn)高性能鈦合金及高溫合金企業(yè)，ATI、CRS、HAYN在2003~2007年間 經(jīng)歷盈利股價雙雙高增長時期。 從股價表現(xiàn)看，ATI、CRS在2002/12/31~2007/12/31期間股價漲幅分別達(dá)1422.10%、 2711.08%，HAYN在2004/9/21至2007年末，股價漲幅達(dá)414.81%，而同期標(biāo)普500 漲幅僅為66.97%，美國高溫合金企業(yè)股價期間收益率遠(yuǎn)高于標(biāo)普500。
從估值端看，鑒于ATI、CRS上市時間相對更早，選取該兩家企業(yè)作為重點(diǎn)分析對象。 （1）從PB看，ATI、CRS的PB值從1982年開始呈波動走低態(tài)勢，在2002年末至2003 年初達(dá)到1982年以來低點(diǎn)，并快速上升，在2003年末超過1982年以來高位，并波動 上升至2004年末，PB均值從2003年初的1~2倍快速上升至2004年末的10~12倍。（2） 從PE看，2005年初至2007年末，ATI的月度PE（TTM）均值為15~16倍，期間波動 相對較小，最高值處于25~26倍期間，最低值為10~11倍。CRS的月度PE（TTM） 均值為14~15倍，期間最高值與最低值與ATI接近。結(jié)合PB-ROE，ATI與CRS公司在 此期間股價快速上行，估值端提升為次要因素，而重點(diǎn)在于盈利端的大幅提升。
從財(cái)務(wù)表現(xiàn)看，ATI與CRS在2003~2007盈利規(guī)模與盈利能力相較此前均有大幅改 善與提升。 （1）從盈利規(guī)?？矗珻RS在2007~2008年創(chuàng)1981年以來營業(yè)收入、凈利潤最高值， 從增速看，2001年航空業(yè)蕭條期后2002/2003年公司營收、凈利潤增速均為負(fù)，在 2004~2007年四個會計(jì)年度內(nèi)營收增速實(shí)現(xiàn)四連增，2005~2008年內(nèi)凈利潤實(shí)現(xiàn)四 連增。ATI表現(xiàn)與CRS接近，營業(yè)收入在2003~2007年內(nèi)快速增長，從2002年的低點(diǎn)19.08億美元，持續(xù)增長至2008年的53.10億美元，凈利潤規(guī)模表現(xiàn)相對滯后一年， 從2003年的低點(diǎn)-3.15億美元增長至2006年高點(diǎn)5.74億美元、2008年為5.66億美元， 營收、凈利潤規(guī)模均為1995年以來新高值。
（2）從盈利能力看，該期間內(nèi)，CRS毛利率改善顯著，主營業(yè)務(wù)毛利率從2002年低 點(diǎn)16.67%連續(xù)增長至2006年的27.81%，2007/2008年分別為23.25%、23.40%，仍 然維持高位水平；凈利率看，凈利率從2002年低點(diǎn)-12.11%也持續(xù)增長至2008年的 高點(diǎn)14.22%，創(chuàng)1987年以來新高值，1987~2002年期間歷史最高凈利率水平也僅為 7.70%。ATI表現(xiàn)與CRS接近，毛利率由2003年的低點(diǎn)3.29%持續(xù)增長至2008年的 21.69%，凈利率由2002年的低點(diǎn)-12.11%增至2008年的14.22%。
（二）把握盈利擴(kuò)大的主要矛盾：需求周期為主，供給及資本開支為輔
2003~2007年期間盈利規(guī)模擴(kuò)大的主要矛盾，在于需求周期與供給周期的雙擊。 以ATI為例，ATI為美國高性能特種金屬，如鈦合金、鎳合金等的主要供應(yīng)商之一。 ATI三大業(yè)務(wù)，高性能金屬、扁平材產(chǎn)品、工程產(chǎn)品，其中高性能金屬主要銷售鈦合 金、鎳基合金及特種合金金屬原材料。2001~2008年間，高性能金屬業(yè)務(wù)收入占ATI 業(yè)務(wù)收入的30%~40%。其中在該期間內(nèi)，鈦合金、鎳基及特殊合金產(chǎn)品收入分別占高性能金屬業(yè)務(wù)收入均值分別為40%、38%。值得注意的是，扁平材產(chǎn)品、工程產(chǎn)品 等也多由鈦合金及高溫合金加工件產(chǎn)品構(gòu)成。
ATI公司的鈦合金、鎳基及特殊合金在2003~2007年間均處在量價齊升階段。（1） 從銷售量看，ATI高性能金屬中的鈦合金、鎳基及特殊合金銷量在2003~2004年觸底， 而后快速反彈。鈦合金銷量從2003年的18.44百萬磅增長至2008年的32.53百萬磅， 鎳基及特殊合金業(yè)務(wù)銷量從2003年的35.17百萬磅增長至2008年的42.53百萬磅。（2） 從銷售均價看，二者也均有一定程度的提升。鈦合金產(chǎn)品單價從2001年的6.31美元 /磅持續(xù)增長至2007年的19.16美元/磅，鎳基及特殊合金單價也快速提升，從2001年 的11.70美元/磅，增長至2007年的30.14美元/磅，增幅分別為204%、158%。
航空航天鈦合金供給端收縮進(jìn)一步加劇供需緊張。據(jù)《Titanium, Industrial Base, Price Trends, and Technology Initiatives》（Somi Seong等，RAND，2009）， 1997~2005年，美國國防后勤局海綿鈦庫存持續(xù)減少，海綿鈦是鈦合金生產(chǎn)的主要 原材料之一，至2005年已幾乎沒有海綿鈦產(chǎn)能。同時，鈦金屬供應(yīng)商未能及時反映 擴(kuò)大產(chǎn)能、緩解供應(yīng)緊缺，且擴(kuò)大海綿鈦的生產(chǎn)能力，需要3年左右時間近3~4億美 元的投資。并且，在2003年需求激增之前，美國部分鈦合金生產(chǎn)商在經(jīng)歷此前行業(yè) 低迷期時已經(jīng)瀕臨破產(chǎn)。
資本開支規(guī)模的前置性，是鈦合金、高溫合金等企業(yè)在需求提升期盈利彈性的杠桿 放大器。參考上文，ATI公司營業(yè)收入在2003~2007年內(nèi)快速增長，從2002年的低點(diǎn) 19.08億美元，持續(xù)增長至2008年的53.10億美元。而在此期間，由于此前行業(yè)景氣 度低迷，公司產(chǎn)能利用率相對較低，在行業(yè)需求擴(kuò)大時期，公司規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)明顯， 折舊費(fèi)用/凈營收比重從2002年的4%下行至2008年附近的2%，而在此期間折舊費(fèi)用 總額仍有一定的下降。
（三）美國鈦合金企業(yè) TIMET 領(lǐng)先優(yōu)勢：下游領(lǐng)域布局優(yōu)、原材料可控
Titanium Metals是世界上最大的鈦制造商之一，供應(yīng)了世界近五分之一的鈦需求 （TIMET官網(wǎng)數(shù)據(jù)）。TIMET成立于1950年，于1952年生產(chǎn)出世界上第一個鈦錠， 1955年獲得了美國空軍第一筆大訂單，1957年開發(fā)出真空自耗電極電弧熔煉爐。目 前，TIMET是少數(shù)在美國和歐洲均設(shè)有生產(chǎn)設(shè)施的鈦供應(yīng)商，運(yùn)營五個分布在美國 與歐洲主要航空航天、工業(yè)制造聚集處的服務(wù)中心，其專用的鈦分銷和增值加工設(shè) 施保有了世界上最大的現(xiàn)貨鈦庫存之一。
供需驅(qū)動為景氣度提升的根本原因：需求端釋放+供給端收縮共同促進(jìn)美國自上游海 綿鈦到鈦材的大幅漲價?？偨Y(jié)上文，復(fù)盤美國2003~2008年美國鈦合金行業(yè)，據(jù) 《Titanium: Industrial Base, Price Trends, and Technology Initiatives 》（美國蘭 德智庫，2009），需求端，美國商用飛機(jī)訂單飆升，2003年F-22A猛禽開始全面投 產(chǎn)，波音和空客訂單在2005年和2006年都達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的水平，且軍民機(jī)每架飛機(jī) 鈦含量平均水平顯著上升，多重因素拉動需求端快速增長。供給端，早在2005年和 2006年商用飛機(jī)訂單大幅飆升之前，在2003年，由于飛機(jī)生產(chǎn)率低，導(dǎo)致回收的廢 料更少，鈦廢料嚴(yán)重短缺，海綿鈦和廢鈦的價格就已開始大幅上漲。
產(chǎn)品應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域占比較高強(qiáng)化收入端持續(xù)性預(yù)期。TIMET主要布局航空、 國防等領(lǐng)域，2006年銷售額占比中航空、國防及其他領(lǐng)域分別達(dá)59%、16%及25%。 相較于ATI（航空33%/國防5%/其他62%）、RTI（航空45%/國防32%/其他23%）， TIMET不僅在2003~2007年國防和商用航空航天需求大增時率先受益于裝備數(shù)量增 加，更拓展了較大的國防和航空發(fā)動機(jī)售后市場空間，需求可持續(xù)性、抗波動能力 相對較強(qiáng)。細(xì)分賽道看，據(jù)Cowen and Company（2007.06.15）估算，TIMET提供 給航空及國防領(lǐng)域的產(chǎn)品中，發(fā)動機(jī)、機(jī)身占比分別約70%、30%，相較于ATI（發(fā) 動機(jī)50%/機(jī)身50%）、RTI（發(fā)動機(jī)5%/機(jī)身95%），TIMET在產(chǎn)品價值量、航空發(fā) 動機(jī)換發(fā)及維修后市場等方面更具優(yōu)勢，有利于抬高估值中樞。 內(nèi)部海綿鈦供應(yīng)強(qiáng)化成本優(yōu)勢。TIMET內(nèi)部海綿鈦供應(yīng)使其相較RTI（完全外部供應(yīng)） 存在5%左右的毛利率勢，TIMET內(nèi)部海綿鈦供給可變成本大約比第三方合同購買低 30%-50%，TIMET通過內(nèi)部海綿鈦供應(yīng)獲得顯著的成本優(yōu)勢，且具備一定的抗原材 料波動能力，2003~2007年期間，TIMET毛利率實(shí)現(xiàn)較快提升。
（四）PCC 收購鈦合金 TIMET 實(shí)現(xiàn)鈦合金一體化，提升成本控制能力
2013年，PCC以26.1億美元收購Titanium Metals。此前，ATI、RTI、TIMET是美國 三大鈦材生產(chǎn)企業(yè)。本次收購后，PCC 2012年第三季度鈦熔制品和軋制品產(chǎn)量為鈦 業(yè)三巨頭的47%，達(dá)1160萬磅。PCC與子公司威曼高登此前均是TIMET主要客戶，PCC對TIMET的收購促進(jìn)了鈦材、鍛造、機(jī)身產(chǎn)品的供應(yīng)鏈整合。一方面，TIMET 的鈦熔煉技術(shù)與PCC的鍛造技術(shù)互為補(bǔ)充；另一方面，TIMET帶來的內(nèi)部鈦熔煉產(chǎn) 能在SMC的鎳、鈷合金基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)展了航空零部件（主要為機(jī)身產(chǎn)品）生產(chǎn)的 原料產(chǎn)能。 TIMET通過廢料回收，較大幅度降低可變成本。據(jù)TIMET官網(wǎng)，公司作為廢料回收 的領(lǐng)先企業(yè)，運(yùn)用先進(jìn)電子束（EB）熔煉及真空電弧重熔（VAR）將鈦廢料轉(zhuǎn)化為 熔化產(chǎn)品或中間原料，用于內(nèi)部軋機(jī)生產(chǎn)工藝和重要客戶，每年回收數(shù)千公噸的芯 片、原料及散裝的可焊接物料等，廢料約占公司投入原材料的30%-50%。2002-2007 年間，TIMET內(nèi)部海綿鈦供給可變成本大約比第三方合同價格低30-50%。成本端， 由于廢料的可獲得性，TIMET可以將回收的廢料與合金混合，從而大大降低產(chǎn)品成 本。供需端，公司與全球主要生產(chǎn)商簽訂的長期廢料供應(yīng)協(xié)議為客戶提供了未來穩(wěn) 定的鈦供應(yīng)。
TIMET助力PCC完善殘廢料回收設(shè)備及管理能力專業(yè)化布局，PCC鈦合金及高溫合 金業(yè)務(wù)同樣受益于殘廢料回收管理。PCC運(yùn)營結(jié)構(gòu)主要分熔模鑄造、鍛造、金屬及 機(jī)身四大產(chǎn)品業(yè)務(wù)部分。其中，金屬產(chǎn)品業(yè)務(wù)下包括PCC能源集團(tuán)及其收購的重要 金屬原料公司SMC、TIMET。TIMET本身具備內(nèi)部海綿鈦生產(chǎn)和廢料處理的能力， SMC下屬則設(shè)有回收管理部門——Revert Group。主要部門包括Caledonian Alloys、 Greenville Metals及SOS Metals，各公司均具備廢料回收和回收管理的專業(yè)化設(shè)備 和能力。以Caledonian Alloys為例，據(jù)PCC公司2008年年報，PCC于2007年7月5日 以2.08億美元現(xiàn)金收購Caledonian Alloys Group Limited（“Caledonian”）， Caledonian是當(dāng)時為航空航天和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)提供鎳高溫合金和鈦回收管理解決方 案的市場領(lǐng)導(dǎo)者之一，收購Caledonian為公司提供了創(chuàng)建閉環(huán)系統(tǒng)、還原和重新利 用內(nèi)部產(chǎn)生廢料所需的基礎(chǔ)設(shè)施和功能，在此基礎(chǔ)上，公司殘廢料回收管理系統(tǒng)逐 步建立并完善。此外，截止收購日，Caledonian 在六個國家經(jīng)營著九個還原處理設(shè) 施，為公司提供來自體外的新的材料（廢料還原）來源，并幫助確定公司全球熔煉業(yè) 務(wù)中還原流的最佳利用率。
殘廢料回收管理拓展材料來源、提高材料還原利用率，供需雙方均有收益。通過全 流程的回收管理，PCC可以從世界各地客戶、供應(yīng)鏈上各個環(huán)節(jié)回收材料。對供給 端，（1）公司可以獲得更詳細(xì)的廢料數(shù)據(jù)以提高品質(zhì)控制；（2）廢料來源及工藝 已知便于加工保持一致性；（3）交付數(shù)量可以預(yù)測；（4）相比于從原始材料開始 的加工，還原材料的加工成本及測試成本較低，同時，公司可以通過提高廢料現(xiàn)場 分離水平等提高還原的價值，進(jìn)一步降低成本。對需求端，（1）客戶同樣可以通過 記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行品控；（2）供應(yīng)鏈穩(wěn)定性及產(chǎn)品一致性保障提高；（3）供應(yīng)商在還 原材料和原始材料之間有選擇，可降低材料短缺風(fēng)險，可持續(xù)交付，客戶需求得到 滿足；（4）回收管理有供應(yīng)商提供而不是客戶自行完成，還原率較高、降低金屬坯 料成本，成本受市場波動及原材料短缺影響減小。
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