高端特钢发展迎来强大助推力

我国特钢产品高端品类占比不足：从行业层面来看，特钢产品按照性能 （合金元素总量 Me%）及使用特性划分，除不锈钢外，以非合金钢和低 合金钢（Me＜5%）为代表的特殊钢为低端特钢；以合金结构钢、合金 工具钢、轴承钢、合金弹簧钢为代表的合金钢为中端特钢（Me=5%-10%）； 而以高速工具钢、高温合金钢、精密合金钢、耐蚀合金钢等高合金钢为 高端特钢（Me＞10%）。我国钢材产量当中特钢占比较低，仅为 13%左 右，具体到特钢，中低端产品为主（占比接近 75%），高端特钢供给不 足。不锈钢产品中的部分特钢不锈钢（应用于航空航天、核电等），考虑 到其性能和应用领域也归于高端特钢范畴。高端特钢供给端发展不足， 一方面源于我国基础原材料发展滞后，另一方面也与国内终端下游材料 需求结构升级节奏密切相关。随着航空航天、国防军工、电力设备、汽 车等高端制造领域发展速度加快，将大幅拉动高温合金、特种不锈钢等 高端特钢产品需求。

高温合金-供给端良好竞争环境有望维持

高温合金一般以铁、镍、钴等为基，是能在 600℃以上的高温及一定应 力条件下长期工作的金属材料，具有优异的高温强度、较好的抗氧化性、 抗热腐蚀性能、良好的热疲劳性能、良好的塑性和断裂韧性等综合性能。 根据上市公司公告，按照基体元素，镍基高温合金应用范围最广，占比 达 80%，其次为镍-铁基，占比 14.3%，钴基占比最少，占比 5.7%。按 照制备工艺，可以分为变形高温合金、铸造高温合金和新型高温合金， 其中变形高温合金应用范围最广，占比达 70%，其次是铸造高温合金占比为20%。我国高温合金主要为“GH”系列的变形高温合金和“K”系 列的铸造高温合金，两者牌号数量分别多达 50+和 40+，虽然型号较多， 但规模化应用的较少，其中 GH4169 合金用量最大，使用范围最广，被 称为高温合金中的“万金油”，广泛应用于航空航天、舰船、能源电力、 汽轮机等领域；

高温合金产业链梳理：高温合金由于其高难度的生产工艺流程而具有了 很高的技术壁垒，不同类别产品对应不同制备工艺。以应用范围最广的 变形高温合金为例，其适用于大批量、通用性强、结构较为简单的产品， 产业链为：经过真空冶炼等工艺浇铸成合金铸锭，通过锻造、轧制等热 变形制成饼坯、棒、板、管等材料，最后模锻成涡轮盘和叶片等毛坯， 经热处理后加工成涡轮盘、叶片等零件。结合产业链各个环节相关参与 方来看，目前我国变形高温合金供应体系当中冶炼和锻造环节，参与者 包括抚顺特钢、钢研高纳、图南股份、西部超导等上市企业，宝武特种 冶金有限公司（“宝武特冶”）、攀钢集团江油长城特殊钢有限公司（“攀 长钢”）等非上市企业，以及北京航材院、中科院金属所等科研单位（主 要以研究为主，生产规模较小）。其中抚顺特钢、宝武特冶和攀长钢是我 国建国以来成立的三大高温合金生产基地，历史较为悠久；

产品价格和盈利性差异较大：通过选取有单独披露高温合金经营数据的 上市公司来进行比较（西部超导产线尚处于小批量生产阶段，数据暂缺）， 不同企业产品售价和盈利性差异较大。变形高温合金方面，抚顺特钢不 论是在产品售价还是盈利性方面都明显领先对手，其中 2019 年单吨销 售价格为 19.1 万元（不含税），相比图南股份高出 34%；盈利性角度， 2019 年抚钢变形高温合金产品毛利率为 38%，虽然相比 2016 年高点 53%有较大幅度下滑，但仍显著领先同类竞争对手钢研高纳（20%）和 图南股份（24%）。铸造高温合金方面，图南股份和钢研高纳近两年产 品毛利率分别处于 50%和 30%左右水平；

经营数据差异的背后，反映的是公司规模优势和产品结构的差异。根据 以下我们统计的国内主要高温合金公司产能情况及产品特点来看，抚顺 特钢作为业内龙头，5000 吨产能全部为变形高温合金，批量大，结构 简单，如果仅考虑变形高温合金细分方向，市占率高达约 40%，相比产 品批量小、结构复杂的竞争对手来讲，规模效应可有效降低产品成本。 同时公司产品多数供给军工客户，相比民品，军工产品性能要求更高， 定价及盈利性也更为领先，如果仅考虑军品市场，公司占绝对主导地位。 而在铸造高温合金方面，图南股份产品主要应用于军用航空发动机零部 件生产，下游客户为航空发动机制造企业，毛利率相对较高，铸造高温 合金产品中精密铸件贡献较大，产品主要为大型高温合金复杂薄壁精密 铸件，生产工艺、技术指标要求及产品附加值较高，产品定价高（2019 年单吨售价高达 1062 万元），带动公司整体毛利率水平提高；

综合以上分析，我们认为以下几点有助于高温合金行业保持较好的竞争 环境，利好市场先入者：

1、技术研发壁垒：高温合金产品技术含量较高，铸造加工工艺较为复 杂，特种冶炼、精密铸造、锻造等工序需要技术积淀和不断创新。材料 开发和生产工艺技术研发是本行业企业发展的根本，新产品从开始研发 至最终实现销售需要经过论证、研制、定型等系列过程。因此，高温合 金领域存在着较高的技术壁垒，需要时间和资金的不断投入。新进入者 要面临产品成材率低的问题，需要经历较长的时间探索经验，进行技术 工艺改良，以提升产品成材率。因此在研发投入方面，相关公司均保持 持续高投入；

2、市场先入壁垒：高温合金较多应用于航空航天发动机、核电装 备、燃气轮机等领域，对产品的耐高温、高压和抗腐蚀等性能要求 较高。因此终端用户对供应商选择有着极为严苛的评定程序，这也 决定了供应商的变更存在较高的技术风险和不确定因素。因此，在 产品质量和供应稳定的前提下，用户在选定合格供应商后通常不会 轻易更换。同时，类似航空航天发动机产品，从研制到实现销售的 研发周期长、投入高、风险大，根据现行军用武器装备采购体制， 通过定型批准的产品才可实现批量销售。尤其是对于抚顺特钢这样 的老牌军工企业，在军工领域先发优势尤其明显；

3、行业准入壁垒：国家对武器装备科研生产活动实行许可管理， 从事军品相关生产活动必须通过严格审查并取得军工资质。另外， 在民用航空发动机、核电装备等领域，也各自存在相应的资质认证 管理体系，生产厂家需要通过获得相关行业准入资质和认证，方能 进入这些市场。这些准入资质要求严格，且考察周期较长，需要企 业具备较强的研发、管理和质量控制能力。

小结：技术研发、市场先入和行业准入三大因素所构筑的综合性壁垒将 有效维系行业整体竞争环境。近年来虽然有西部超导等新玩家入场，且 通过上市平台募集资金方式进行产能扩张，但除了硬件设施 2-3 年的建 设期之外，还要经历技术研发-认证-批量销售流程，需要相当长一段时 间才会在成本端对成熟企业构成直接竞争威胁。同时，业内众多公司更 多为竞合关系，而不单纯是竞争关系。因此整体来看，行业供给端格局 未来 2-3 年内不会有明显变化，而抚顺特钢和图南股份通过产能扩张， 将有效维系并增强自身竞争优势。

多点发力，需求可期

航空航天为下游核心消费领域：高温合金在材料工业中主要是为航空航 天产业服务，但由于其优良的性能，已经应用到核能发电、船舶燃气轮 机、石油石化等工业领域，从而大幅扩展了对高温合金的需求。根据我 们的测算，高温合金在航空航天领域的消费占比达 34%，主要应用在航 空航天发动机的叶片、涡轮盘、燃烧室等零部件。作为制造航空航天发 动机热端部件的关键材料，在先进的航空发动机中，高温合金用量占发 动机总重量的 40%－60%以上，发动机的性能水平在很大程度上取决于高温合金材料的性能水平；

军改临近尾声，军品订单逐步恢复：2016 年下半年起，由于我国军改推 行，军品客户内部结构调整，影响了军用高温合金需求量，同时市场竞 争有所加剧，部分民营企业进入行业，供需关系转弱导致近几年高温合 金盈利性逐步走低。2018 年随着军改逐步完成，军品订单逐步恢复。近 几年我国空军建设更新持续提速，飞机型号逐步多元化。但从规模来看， 距离军事强国美国仍有较大差距，2018 年我国军用飞机总量为 3187 架， 仅为美国的 24%，其中战斗机比例为 57%。2018 年开始我国军机数量增加明显，2018 年军用飞机总数量同比增加 151 架，增量接近 2017 年 的两倍之多。除了飞机数量明显增加之外，在发动机国产替代方面也取 得了突破性进展，包括矢量发动机等关键装备的研制，目前国产航空发 动机基本满足了国产军机的装备要求。随着航空军工装备的发展进步， 对于装备的新增和替代要求不断增加，将有效拉动高温合金、高强钢等 相关材料的需求；

军用航空市场有望持续发力：根据中国航空发动机集团有限公司披露材 料数据，基于对不同军用机型未来交付量的预测，假设军机高温合金在 发动机重量占比为 60%，部件成材率 30%，按照不同机型配备的发动机 类型和数量，同时新交付飞机需备用同样台数的发动机，得出新增高温 合金需求。另外，考虑到军用飞机维护相对频繁，假设存量二代机等偏 旧机型 10 年发动机更换周期，得出军机维护需求。最后由于产品装备 部队前用作试验的发动机台数众多，在研发试验中也会产生大量需求， 我们假设占整体飞机交付材料需求量为 10%，最后得出未来三年军用航 空领域高温合金年化需求在 4750 万吨左右；

民用航空市场逐步打开：根据波音 2018 年发布的《2018-2037 中国民 用航空市场展望》，预计 20 年间将需要 7690 架飞机，其中单通道飞机 需求将继续占主导地位，为新飞机需求量的 74%；宽体机需求量为 1620 架，机队增至现有规模的三倍。由于我国航空工业的基础相对薄弱，目 前国内的民航客机主要依赖进口，但波音事故造成的困局也为其他飞机 制造商发展带来了机遇。单通道飞机方面，国内 C919 大飞机项目顺利 推进，根据中国商飞披露，2017 年首飞后目前为止已拿到近 900 架的 国内外订单，虽然相比老牌航空巨头仍有差距，但至少为了后续国产民 航客机大批量生产销售奠定了基础。按照中国商飞的计划，2020 年将具 备 150架C919 大型客机的年批量生产能力。同时，CR929 远程宽体客 机已基本确定总体技术方案，并启动了初步设计工作。支线飞机方面， ARJ21、新舟 600 等型号飞机逐步投入运行。但发动机层面，国产民航 客机仍主要使用国外发动机，其中 C919 有国产发动机替代计划（长江 -1000 发动机），支线飞机方面国产替代也已提上日程。未来 2-3 年内， 国内民用航空方面对高温合金的需求主要还是看单通道飞机的新增及替 代需求进展，我们假设未来三年 C919 飞机年交付量 100 架，支线飞机 年交付量 30 架，每架飞机备用两台发动机，国产发动机替代比例 40%， 由于机型较新暂不考虑维护需求。同时由于国产民用航空市场尚处于爬 坡期，相比军用航空市场发展更加滞后，因此研发试验需求更多，我们 假设为飞机生产所需材料量的 120%。预计未来三年内民用航空领域高 温合金年化需求大约为 2750 万吨；

燃气轮机需求受益于海军建设提速：燃气轮机主要应用于船舶动力和地 面发电机组领域，工作环境需要承受高硫燃气和海水盐分的腐蚀，因此 设备部件材料必须使用具有耐高温、耐高蠕变强度的高温合金材料。近 年来，我国海军舰艇建设突飞猛进，我们预计每年将新增大型舰艇 20 艘左右，中小型舰艇80艘左右，动力方面燃气轮机使用比例预计为75%。 伴随舰艇用燃气轮机需求的与日俱增，国产燃气轮机的研发替代也取得 了阶段性进展。根据公司新闻，抚顺特钢为我国第一艘国产航空母舰“山 东舰”提供了多种高端特殊钢原材料，其中即包括高温合金产品。未来 三年，考虑到不同型号舰艇燃气轮机使用数量在 2-4 台，采用平均数 3 台来计算，大型舰艇使用燃气轮机重量 30 吨，小型燃气轮机重量 10 吨， 按照高温合金使用占比 30%，成材率 30%，叠加民用需求，预计年化燃 气轮机高温合金需求为 4000 吨左右；

核电重启需求可期：在核电装备制造业中，高温合金材料因其具有优异 特性，主要应用于承担核反应工作的核岛内，包括燃料机组、控制棒驱 动机构、压力容器、蒸发器以及堆内构件等部件。为保证我国能源的长 期稳定供应、保障国家能源安全，核能是必不可少的替代能源。国务院 办公厅在《能源发展战略行动计划（2014-2020 年）》中提出，到 2020 年我国核电装机容量达到5800万千瓦，在建容量达到3000万千瓦以上， 但 2016-2018 年核电项目零审批，计划恐难完成，后续赶工需求较强。 2019 年 7 月，国家能源局会议明确山东荣成、福建漳州和广东太平岭核 电项目已核准开工，同月漳州核电已获准正在进行施工前准备工作， 2019 年核电迎来复苏期。同时，随着核电技术水平的提高，中国核电“走 出去”战略进展顺利。根据中国广核集团统计数据，在“一带一路”沿 线国家和地区中，有 28 个国家计划发展核电，已规划机组 126 台，总 装机规模约 1.5 亿千瓦。目前，中广核已与多个欧洲国家签订协议，一 起开拓中亚、东南亚的核能市场。此外，中国核工业集团已与阿根廷、 英国、巴基斯坦等近 20 个国家达成了合作意向，并于 2019 年 6 月完成 了我国首个境外“华龙一号”核反应堆外部安全壳穹顶的建造工作。根 据上市公司公告，1 座 100 万千瓦的核电机组需要消耗高温合金约 500 吨。2019-2021 年我国将新建 1067 万千瓦核电机组，大约需要 5335 吨 高温合金，年化需求量为 1800 吨左右；

汽车领域将大幅拉动民品需求：汽车涡轮增压器是最主要的车用高温合 金应用领域，汽车涡轮增压器具有降低噪声、减少有害气体排放、提高 功率等优点。根据中国产业信息研究网，欧洲等国家涡轮增压器装配率 已达 75%，相较之下，我国不及 50%的装配率仍有一定提升的空间。汽 车高温合金需求量主要取决于汽车产量的变化、车用涡轮增压器装配率 的提升以及发动机排气管等部件对铁基材料的替代。2020 年新冠疫情对 国内汽车产销量形成较大扰动，随着疫情有效及时控制，以及相关利好 政策的推动，汽车市场恢复明显，根据中汽协预测，2020 年全年汽车产 量预计同比减少 2%。2021 和 2022 年汽车市场将延续回暖趋势，综合 计算 2022 年每万辆汽车高温合金需求量将达到 3.8 吨，对应总需求量 为 9931 吨，2019-2022 年复合增速为 7.3%，在民用领域是高温合金发 展最为迅速的行业；

航天领域：高温合金是火箭发动机核心部件燃烧室和涡轮泵的关键用材。 目前我国火箭基本实现完全国产化，我国航天产业的发展为高温合金提 供了持续的需求。根据图南股份公告内容，我国未来主力运载火箭长征 七号采用的 YF-100 液氧-煤油火箭发动机单台质量为 1.9 吨，每枚火箭 采用 6台YF-100 火箭发动机，则每枚火箭涡轮泵及燃烧室总质量，即 每枚长征七号火箭所用高温合金约为 2.88 吨。我们假设高温合金部件成材率为 30%，则每枚长征 2 七号所需高温合金 9.6 吨。在维持每年航天 发射 20 次的情况下，预计每年我国航天产业对高温合金需求为 192吨；

高温合金将维持较好景气度：总体来看，我国高温合金实际产能较小， 尤其是高端航空用高温合金有效产能尚不能满足日益增长的市场需求， 国内相关企业直接竞争较少，多属于竞合关系，行业生态较为健康。中 期来看，有效供给除了抚顺特钢和图南股份这样成熟企业的产能稳步扩 张外，还有来自类似西部超导等少数新进竞争者已投产能的增产提效， 未来 2-3 年行业供给端格局不会发生明显变化，技术研发、市场先入和 行业准入三大因素所构筑的综合性壁垒将有效维系行业整体竞争环境。 需求端，2018 年随着军改逐步完成，军品订单包括航空和军舰用燃气轮 机有望逐步恢复，目前国内航空航天领域用高温合金严重依赖进口，在 内循环经济为主体大背景下，关键材料国产替代是大势所趋。同时核电 行业 2019 年开始迎来复苏期，叠加民用领域汽车行业需求的增加，多 点开花之下高温合金需求有望保持稳步增长。国内供需关系依然偏紧， 高温合金盈利水平将维持高位，增量市场利好存量玩家。

特种不锈钢-核电军工发力，景气度提升

不锈钢产品种类众多，不同规格型号产品间价格及盈利有较大差异，因 此分析不锈钢行业整体供需格局意义较小，该板块我们选择对相关公司 进行比较，并判断主要下游需求未来发展趋势，来预测后续行业走势及 公司相对行业变化情况。特种不锈钢通常是指具有高性能、能够应对特 殊要求的一类不锈钢，相对于传统不锈钢在苛刻环境中具备更优异的性 能。中高端领域参与者包括抚顺特钢、图南股份、永兴材料、宝武特冶 等。

图南股份特种不锈钢产品经营指标领先：永兴材料作为中国不锈钢长材 龙头企业，不锈钢棒线材国内市场占有率长期稳居前二，双相不锈钢棒 线材产量居全国第一位。从不锈钢产品价格和盈利性角度来看，抚顺特 钢和永兴材料基本贴近，明显高于西宁特钢，其中价格方面近几年两者都位于 1.5 万元/吨左右，而图南股份则遥遥领先，特种不锈钢产品单价 高达 18 万元/吨；毛利率方面，抚顺特钢和永兴材料 2017 年以来基本 稳定在 15%-20%之间，图南股份产品盈利性近几年则持续回落，西宁 特钢同期底部略有抬升；

中高端领域供给端外部冲击有限：下图我们从多个角度对产品当中包含 特种不锈钢坯料的生产企业进行比较分析：

1、销售区域方面：抚顺特钢、图南股份和永兴材料在华东区域有 所重叠，其中永兴材料在华东区域营收占比达 90%；

2、应用领域方面：抚顺特钢和图南股份较为接近，集中在核电、 航天、军工领域，永兴材料则在石油石化和机械等民用领域涉足更 多。从图南股份披露的特种不锈钢分产品数据来看，公司产品近 80% 应用于军用航空领域，产品价格和盈利性相对更高，而前几年由于 军改对订单不利影响、核电项目停滞以及成本端镍价格抬升，造成 航空和核电方向对应产品毛利率下降；

3、产量规模方面，抚顺特钢特种不锈钢产能为 15000 吨/年，约占 公司不锈钢整体产量的 21%，而图南股份虽然年产量仅为 200+吨， 但相对更加集中于高端领域。不锈钢长材行业集中度相对较高，CR5 达 70%，从而有利于维护行业竞争秩序，避免进入恶性竞争。不锈 钢中高端市场技术要求和认证门槛更加严苛，中期来看新增产能主 要为永兴材料 4 万吨技改项目，投产时间为 2019 年年底，考虑到 永兴材料下游主要竞争领域以民品为主，对抚顺特钢和图南股份影 响有限。

核电+军工发力，特种不锈钢盈利性有望提升：在上述高温合金部分， 我们已经分析了核电行业 2019 年迎来复苏期，核电设备市场回暖将直 接带动高端不锈钢的需求增长，如核反应堆控制棒或驱动机构、阀门、 蒸汽发生器中的传热管等。根据图南股份公告，1 座 100 万千瓦机组的 核电站需要核电蒸发器管约 140-150 吨。2019-2021 年我国将新建 1067 万千瓦核电机组，大约需要 1547 吨特种不锈钢，年化需求量为 516 吨 左右；军用航空的快速发展，将有效拉动特种不锈钢如管材需求（主要 应用于航空发动机的各类导管、输油管线，以及飞机机身的液压管线等 部件的制造）；在燃气轮机叶片领域，抚顺特钢特种不锈钢市占率达 40%， 而燃气轮机需求受益于海军建设提速有望快速增长。核电军工双发力， 特种不锈钢需求有望稳步提升。中高端不锈钢产品行业供给端格局相对 稳定，中期来看新增产能仅永兴材料 4 万吨偏民用领域技改项目投产。 随着供需格局改善，预计抚顺特钢和图南股份特种不锈钢产品有望量价 提升，保持业内领先水平。行业景气度提升从抚顺特钢最新经营数据可 见一斑，虽然没有单独披露的特种不锈钢数据口径，但 2020 年截止到 Q3 公司不锈钢价格为 1.7 万元/吨（不含税），在产品销量同比减少 4.6% 的背景下，同比大幅增长 18.7%，相比行业层面小幅下滑走势明显背离， 唯一解释即产品当中的特种不锈钢销量占比、价格和盈利性有所提升。