粉末冶金行业专题报告之东睦股份深度解析

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1、 龙头地位稳固,成长空间广阔

1.1、 推荐逻辑综述

公司具备四大壁垒,投资逻辑遵循三大主线。公司在我国粉末冶金行业具有较 为明显的优势地位,并在产业升级的大时代下进入了发展快车道。从公司自身来说, 其快速发展主要得益于技术、自动化、人力、客户四大红利。追本溯源,我们认为 公司发展的四大红利来自于其多年布局积累建立起的四大壁垒:技术壁垒、工艺壁 垒、客户壁垒、设备壁垒。公司打造的壁垒将使发展红利长期持续,并帮助公司成 为我国乃至全球粉末冶金行业下游应用的推动者。

公司投资逻辑可总结为三大主线,即技术领先、产品替代和高分红:

1) 技术领先:公司在 2017 年取得粉末锻造的技术突破后,已成为国内唯一、 全球仅有的几家之一掌握全部三种粉末冶金高强度件制造方法(粉末锻造、 表面致密、烧结硬化)的企业,成功跻身把控粉末冶金产业链高附加值环 节中的核心技术的寡头行列;

2) 产品替代:从技术替代、性能替代、成本替代、进口替代四个角度,公司 及整个粉末冶金行业的成长空间广阔。尤其是在粉末冶金高强度件对高强 度钢锻件的替代、软磁材料对硅钢和铁氧体的替代和 5G 时代对 3C 领域的 原料件更新换代等方面;

3) 高分红:从内生和外延两个方面,我们预计公司将长期保持高分红率,现 金分红金额将保持高速增长。

公司成长空间具备有力的数据支撑。我们通过对公司当前业务市场空间测算和 新兴领域梳理,得出公司具备巨大成长潜力的结论。公司目前的四大业务板块传统 粉末冶金、高强度件、电磁化件、MIM 件已打开千亿级市场。目前公司已是全球 前十大粉末冶金企业之一(销售额第七、产量第三),下一个阶段,公司将对标住 友的 8%全球份额,乃至 GKN 的 17%全球份额,真正跻身全球粉末冶金寡头行列。

公司最新披露的信息持续印证逻辑。根据公司最新发布的 2018 年报和 2019 年半年报,公司固定资产增速超预期,从固定资产结构上显示公司已进入专用设备 扩充阶段。根据我们的测算,公司现有土地和厂房(含在建厂房)可容纳 33.7 亿 元的营销规模;在不考虑产品价格上涨的情况下,专用设备固定资产原值对应销售 收入可以达到 40 亿元以上的水平。结合公司的高利润敏感性,高分红逻辑得到有 力印证。

当前时点公司存在显著预期差。从下游改善、估值提升、经营效率及未来分红 三个方面,我们认为公司有较大的超预期空间。目前市场对公司的高强度件产品尚 未有足够的关注,该业务短期内涉及变速箱零件放量、长期来看将具备巨大的替代 空间,将成为公司业绩弹性的核心来源之一。

当前业务具有千亿元级别的成长和替代空间。公司目前的业务可以分为传统 PM 粉末冶金、高强度 PM 件、电磁化件、MIM 件四大板块。综合来看,公司在当 前业务上已有超过数千亿元市场空间可以深度开发:

1) 传统 PM 粉末冶金:目前粉末冶金领域国内空间 70 亿元,全球空间超过 700 亿元。

2) 以粉末锻造技术为核心的高强度、致密化 PM 件:高强度应力件对连杆和5 公斤以下齿轮将形成技术替代。我们预计到 2020 年我国 5 公斤以下齿轮 市场空间超过 2000 亿元,连杆市场空间 60 亿元,机器人 RV 减速器空间 70 元,结合其它如机械用等高强度件的或有替代性,总体将形成 2000-3000 亿元的技术替代空间。

3) 以软磁材料为主的电磁化件:以软磁材料为代表的粉末冶金电磁化产品, 对硅钢和铁氧体等材料可以形成性能替代。当前我国电工用硅钢(包括取 向硅钢和无取向硅钢)市场空间已达 232 亿元,软磁铁氧体的市场空间已 达 48 亿元。总体超过 280 亿元的性能替代空间。

4) 以消费电子、医疗为主要下游的 MIM 业务:2019 年公司收购东莞华晶, 全面加码 MIM 业务,在 2017 年公司自主研发取得 MIM 技术重大突破的 基础上,全面进入了国内百亿级、全球两百亿级的市场。

5) 其他新兴下游领域:公司是目前国内唯一有能力以粉末冶金技术制造燃料 电池双极板的企业,同时也再持续加大新技术新产品的开拓力度,在光伏、 通信、燃料电池、航空航天等新兴行业已有较高的订单确定性。

1.2、 区别于市场的观点:当前时点公司存在显著预期差

结合上述逻辑以及市场观点,我们判断公司目前存在显著的超预期空间,主要 表现在以下三个方面:

1.2.1、 下游改善

汽车目前仍是公司占比最大的下游市场,近两年的汽车行业低迷期也对公司业 绩造成了一定影响,并使市场对公司业绩预期较为悲观。从 2019 年 8 月份中汽协 和乘联会公布的最新数据来看,当前时点汽车行业复苏信号已现,对公司之后业绩 将形成显著利好:

1) 从汽车业务大头 VVT 来说,虽然国内竞争激烈度增加,但公司除实现进 口替代外,出口未来将成为主要的收入来源之一。VVT 订单未来继续增长 的预期,将迅速提振产能利用率,带来毛利水平的回暖;

2) 从变速箱项目来说,之前因下游不景气带来的客户延期因素有望消除,变 速箱零部件放量在即。

待批发数据稳定、国六车型完全衔接后,加之批发商采购量和库存量已致低位, 汽车行业回暖预期可待。我们预计公司变速箱业务放量时点将早于汽车行业全面复 苏的拐点,届时叠加行业持续边际改善的催化因素,公司 2020 年的业绩释放相比 2019 年将全面改善,并且好于 2018 年水平。

1.2.2、 估值提升

目前市场对公司的估值仍以汽车零部件板块作为参考,因此估值水平相对较低。 但我们认为,公司本质是新材料行业的高新技术企业,下游应用场景丰富。汽车零 部件营收占比高仅是行业和公司发展阶段所决定的暂时现象,公司未来估值提升有 其必然性:

1)从增速来看,公司营收增速高于汽车零部件板块平均增速,净利润增速更 显著高于行业,但从估值水平上并未得到体现;

2)在中长期,公司高强度、高密度、电磁化粉末冶金件对传统汽车机加工、 锻压零部件将形成不可逆的替代,尤其是在锻制高应力件、新能源汽车零部件等领 域。逻辑得到印证后公司估值将会超越相关领域的零部件企业;

3)公司持续加大粉末冶金新技术新产品的开拓力度,在光伏、通信、燃料电 池、航空航天等新兴行业已有较高的订单确定性。在 2019 年加码 MIM 业务后,公 司在消费电子、医疗、智能工具等领域的成长空间也已经打开。随着公司在上述空 间大、附加值高的新兴领域释放业绩,估值预期将得到显著提升。

从公司属性来说,公司技术属性强,已非传统工艺公司。传统上人们认为粉末 冶金属于一种新工艺,而非一种新技术。因而粉末冶金企业也多被视作是工艺公司 而非技术公司。“工艺”与“技术”的区别简单来说就是“执行”与“计划”的区 别。“工艺”偏重于执行和实操,解决的是“怎么做”的问题,在粉末冶金行业即 是处于来图加工、标准化批量生产低端零件的初级阶段;而“技术”偏重于计划, 是站在更高的层面,解决 “做什么”的问题,即是对产品参数、非标准化要求、 生产流程乃至成本控制、合同管理做出自主创新和优化设计的过程,这无疑对企业 的综合实力提出了更高的要求。从我国粉末冶金行业的现状来看,自主企业多承担 “工艺”方面的任务,而“技术”的任务多由外资巨头来完成。公司作为国内企业, 通过先发优势和重大技术突破,已经从工艺企业蜕变为全球少数几家能够胜任“技 术”设计任务的粉末冶金企业,并且在专用设备定制、铁基粉末冶金产品高精度和 高密度、粉末冶金产品和下游的丰富度等方向已经超越或对标 GKN 等国际巨头, 具备全球领先地位。

因此我们认为,公司已不能被视为传统粉末冶金工艺企业,而是一家名副其实 的技术公司,是把控粉末冶金产业链高附加值环节中的核心技术的寡头之一。在这 个逻辑下,公司的成长潜力是巨大的,从增速和空间上都应有估值提升的空间。

1.2.3、 经营效率及未来分红

公司管理层在 2018 年继续收购股权,进一步增强对公司的控制力,并开始回 购股票。当下时点公司股权结构的微调和回购并未得到足够关注,管理层的控制力 进一步增强以及股权结构稳定带来的长期利好也被显著低估。目前公司管理团队将 能够专注于公司经营,长期来看横向产品种类的提升和总体经营效率的继续稳中有 升,也未被足够关注;同时控股股东对分红的需求及管理团队受让股权导致的高杠 杆率也将成为未来高分红的有力保障。

2、 积极开拓下游应用场景,打开数千亿级的成长空间

从粉末冶金制品的总体分类看,工具材料(含硬质合金和金刚石材料)、磁性 材料(硬磁和软磁)、结构材料(材料和制品)是三大主要材料类别。结构材料中, 热等静压(HIP)和冷等静压(CIP)主要用于材料的制作,压制成型(PM)是制品当下的主要制作工艺,而金属注射成型(Metal injection Molding,简称 MIM)和 3D 打印是制品制作具有潜力的新兴方向。

在 2019 年成功收购东莞华晶后,公司进一步拓展了 MIM 产品线,切入消费电 子、医疗等领域,并且会利用华晶的技术和产能大力拓展汽车 MIM 件的业务。至 此,公司的业务领域已经涵盖了磁性材料中的软磁材料、以及结构材料中的 PM 和 MIM。而在工具材料、磁性材料中的硬磁材料和结构材料中的 3D 打印方面,公司 也已有前期或成熟的技术储备,并且在未来会根据业务需要持续进行拓展。

事实上,目前全球尚无一家粉末冶金企业在所有细分技术领域均具备量产能力。 GKN 作为全球龙头,也仅拥有四大技术路线,即 PM、粉末锻造、MIM 和 3D 打 印。相比之下,公司在 3D 打印领域暂不具备量产能力,但在软磁材料制造方面技 术成熟度和产能规模已超越 GKN。

作为国内粉末冶金企业的绝对龙头,公司一直在新技术、新产品的开拓上引领 行业。此次对 MIM 业务的收购,进一步补全了公司的粉末冶金产品和应用场景蓝 图。可以预期公司未来将在进一步强化 PM 和软磁龙头地位、战略性发展 MIM 技术的同时,依赖自身的技术平台优势,持续开拓粉末冶金下游应用场景, 综合服务电子、通讯、汽车、医疗、工具等行业,龙头地位也将进一步稳固。 总体来看,公司目前的产品线已经十分丰富,各类业务的总体成长空间超过 千亿元级别。

2.1、 PM 市场空间超过 700 亿元

仅就 PM 来看,当前全球的市场空间已达 700 亿元。目前我国 PM 零件出货量 占比 11%,市场空间约 70 亿元左右。

分企业来看。GKN 为全球最大的 PM 生产企业,全球占比 17%左右,其它相 对较大的企业包括住友和日立。目前从粉末冶金产品来看,公司营业收入已经进入 全球前十(占比超过 2%)。由于公司的家电单价相对较低,加之在汽车和机器应用 广泛、单价较高的高强度件预计公司 2019 年方有营销收入,从产量即吨位上来看, 公司已经进入全球前三,仅次于 GKN 和住友。

分企业来看。GKN 为全球最大的 PM 生产企业,全球占比 17%左右,其它相 对较大的企业包括住友和日立。目前从粉末冶金产品来看,公司营业收入已经进入 全球前十(占比超过 2%)。由于公司的家电单价相对较低,加之在汽车和机器应用 广泛、单价较高的高强度件预计公司 2019 年方有营销收入,从产量即吨位上来看, 公司已经进入全球前三,仅次于 GKN 和住友。

通过以上对标,我们认为东睦股份从 2013 年开始,依靠如 VVT 的传统粉末冶 金产品实现进口替代,国内份额已经足够大(超越 GKN 在美国的份额),更重要 是已经实现出口,成功与全球范围内“基础材料”巨头竞争。加之我们判断公司技 术已经具备参与全球竞争的能力,预计公司已进入提升全球市场份额的新阶段。

若达到日本日立的 5%份额,按当前 700 亿元的全球市场空间计算,公司传统 粉末冶金的营收将达 35 亿元。根据我们 3 月 27 日发布的深度报告《深蹲后跳得更 高,粉末冶金龙头长期投资价值突显》中对公司财务指标的测算,该营收规模在中 短期之内即可达到。再下一个阶段,公司对标的是住友的 8%全球份额,乃至 GKN 的 17%全球份额,真正跻身全球粉末冶金寡头行列。

公司全球市场份额的提高,主要依赖高强度 PM 件的突破、电磁化产品的高 速发展、传统 PM 市场的自然增长和 MIM 件等公司布局的其它新兴领域,特别是高强度件的突破,打了公司千亿级的技术替代空间。考虑到全球贸易的不确定因素, 以下计算我们仅考虑了我国大陆地区的市场空间。

2.2、 高强度 PM 件:我国 PM 市场空间增长的主要推动力

高强度 PM 件是指极限抗拉强度(UTS)在 1200Mpa 的粉末冶金件,铁基密度 需达到 7.3g/cm3以上;在传统锻件方面,UTS 达 1500Mpa 以上可称为高强度件, 其中钢锻件的密度一般为 1600-1700Mpa。

粉末锻造是高强度 PM 件的必要技术环节。从强度逻辑上讲,粉末锻造可以替 代任何钢锻件。但受模具大小和经济性方面的限制,粉末冶金以 5 公斤以下的为主。 1200MP 以上的高强度件,除公司 2019 年开始形成批量供给外,我国 2018 年前 供应量几乎没有。依照国外经验,主要的替代对象为齿轮、应力杆,及新兴领域的 机器人 RV 减速器用件等领域。

从市场空间来看,中国机械通用零部件工业协会齿轮分会(CGMA)给出的数据 显示,目前我国齿轮行业的市场规模已近 2400 亿元。粉末冶金零件的优势在于小 规格零件,对应的是 5 公斤以下小齿轮,这部分市场也是齿轮行业规模最大的细分 领域。据此,我们对齿轮行业的替代空间作出以下关键假设:

1) 目前我国齿轮行业增速放缓,假设市场空间增速保持在 3%;

2) 5 公斤以下齿轮的占比约为 80%。

根据以上假设,我们预计 2019 年齿轮行业的市场空间将超过 2500 亿元,5 公 斤以下齿轮市场空间将超过 2000 亿元。

就当前齿轮的开拓难度来看,变速箱和传送带用齿轮将是近期最重要的领域。 以变速箱为例,根据粉末冶金协会的统计,目前变速箱可以使用的粉末冶金零件(以 高强度件 PM 和进口为主)单车价值量已达 500 元。以此计算,当前我国变速箱高 强度件市场空间已达 143 亿元,全球市场空间已近 500 亿元。但从目前的粉末冶金 汽车零件销售额来看,高强度 PM 件在变速箱中的渗透率仍有较大提升空间。我们 认为,全球普遍的轻量化和节能环保趋势将加速这一过程。

同时,在过去几年的高强度件单车价值量在高速增长。根据协会统计数据,该 数据以接近每年 100 元/台的速度增长,并且高强度 PM 件在变速箱中的单车价值 量最高可达 1000 元左右。因此我们作出关键假设:变速箱高强度 PM 件单车用量 将继续以目前的速度增长,并在 5 年后达到最大值 1000 元/台。

据此测算,2023 年变速箱高强度 PM 件的国内市场空间将超过 300 亿元,全 球市场空间将超过 1000 亿元。

从客户结构来看,公司将充分受益变速箱高强度 PM 件单车价值量提升的趋势。 目前公司的汽车零件客户中,美系合资占比超过 50%,其次是欧系,之后是日系, 而自主品牌客户占比低于 10%。美系车型的自动变速箱占比最高(80%以上),且 在自动变速箱中 AT 的占比最高(80%以上),因此决定了公司的变速箱零件产品也 以 AT 自动变为主。众所周知,自动变速箱的单车价值量高于手动变速箱,而 AT 又是自动变速箱中技术含量最高的一种,也是高强度 PM 件的主要应用场景。因此 从产品结构来看,公司已经占据产业链中附加值最高的细分领域,所以将分享到最 大的市场空间增量。

高强度 PM 应力杆方面,应力杆存在诸多应用,但就批量大小及为更好的经济 性考量,同时参考国外的经验,汽车发动机连杆是应用最多的方面。针对连杆,我 们有如下假设:

1) 每辆汽车配备 4 个发动机连杆,假设单价 50 元/件,则连杆单车价值 量为 200 元/车。

2) 我国汽车销量 2019 年、2020 年一样均有 2%的同比增速。

以此计算,2020 年我国汽车连杆市场空间将近 60 亿元。

除变速箱、汽车连杆外,高强度 PM 件的另一个重要替代领域是 RV 减速器中 的齿轮组,特别是斜齿轮。斜齿轮极高的一致性要求为机器人产业大发展限制环节 之一。 RV 减速器齿轮的特点是强度和精度要求高,因此传统 PM 件难以满足要求; 但在高强度 PM 件逐渐进入市场后,在满足力学性能的前提下,其一致性高、适宜 轻量化和减噪等优势将得到凸显,为渗透到 RV 减速器市场的重要零件。

目前全球的工业机器人销量约为 40 万台,并保持 10%以上的复合增速。根据 工业机器人的市场规模,可以大致测算 RV 减速器的相应市场规模。目前一个主流 的六轴工业机器人需要搭载 6 套减速器,根据重量分类,20kg 以上的大型机器人 一般使用 6 套 RV 减速器,5kg 以下的小型机器人一般使用 6 套谐波减速器,而重 量介于10kg-20kg之间的中型机器人则一般在中负载和轻负载关节使用谐波减速器, 在重负载关节使用 RV 减速器。

考虑到未来 RV 减速器会对谐波减速器逐渐形成替代,按照保守/正常/乐观情 况估计,平均一台工业机器人使用的 RV 减速器可预计为 4/5/6 个。据此测算,未 来 3 年全球 RV 减速器市场规模可达 50-70 亿元。假设 RV 减速器所用齿轮占成本 的 50%(已是保守估计,因齿轮为减速器核心零件),我们预计 2020 年 RV 减速器齿轮的全球市场空间将近 70 亿元(乐观估计),而这均是高强度 PM 件可以实现的 替代空间。

2.3、 电磁化件:300 亿市场空间开拓中

公司的电磁化件主要产品为铁及合金磁粉芯件,其为电感元件的核心部件。利 用软磁性材料制成的电感元件是电能变换设备核心元件之一,主要用于发电、输配 电、用电等电能变换各环节、各类电能变换设备中,以实现电能存储和变换。

根据公司竞争对手铂科新材的公告,目前磁粉芯生产企业呈现两个特点:1) 亚洲地区中心地位更加突出,生产格局已经完成中国转移;2)我国加速成为世界 的生产基地和销售市场,但大多还未实现规模优势。同时根据公告,目前已在我国 投资的国外企业,及我国实现规模优势的企业主要包括:韩国昌星、美国美磁、东睦股份、铂科新材。我们初步计算,当前我国磁粉芯行业产值约为 30 亿元。

就下游来看,按东睦 2018 年 3.7 万元/吨的软磁材料单价计算,我国磁粉芯的 市场空间初步预计在 200 亿元以下。

磁粉芯行业目前正在处在快速增长中。由于暂无法获取美磁、昌星和其它小企 业的历年磁粉芯收入数据,我们将公司和铂科新材 2014-2017 年销售收入加总后, 近似得到此段时间的行业增速不低于 40%。

所以,我们得到如下结论:1)以软磁材料为代表的粉末冶金电磁化产品是铁 基粉末冶金未来的发展方向之一;2)从性能上看,在下游领域增速有限的情况, 在软磁材料领域,磁粉芯正对性能相近的产品在下游进行逐步替代。

对磁粉芯与硅钢和铁氧体进行对比后,其可对硅钢和铁氧体等材料可以形成替 代。粉末冶金技术制造的金属粉芯在饱和磁感应强度上远大于铁氧体,因此能够在 光伏、通信和新能源汽车领域胜任更多需求;而从导电性能上,金属粉芯又远远超 过硅钢。因此综合来看金属粉芯相比硅钢和铁氧体可以形成性能替代。

首先,电工用硅钢方面,2018 年我国硅钢产量为 154.5 万吨,整体趋于平稳。 由于无取向硅钢的价格较低(6000 元/吨左右),按电工用硅钢整体价格 15000 元/ 吨计算,目前市场空间这 232 亿元。

其次,软磁铁氧体方面,我们的假设是:1)我国软磁铁氧体产能规模已占全 球 70%,目前提升空间有限,预计短期内产能稳定在 24 万吨/年左右;2)软磁铁 氧体单价为 2 万元/吨。以此计算,我国铁氧体市场空间为 48 亿元。

综合来看,粉末冶金软磁材料的市场空间在 300 亿元以上。

2.4、 正式进军 MIM 业务,广阔市场亟待开发

2019 年 8 月 5 日公司发布公告,拟以现金 1.1 亿元收购东莞华晶粉末冶金有限 公司 61%股权,加码 MIM 业务,大力进军消费电子、医疗、智能工具等下游领域。 此次收购对公司来说战略意义重大,也是对公司粉末冶金产品和应用场景蓝图的一 次重要补全。

此前,公司就已开始自主研发 MIM 相关技术工艺。根据公司 2017 年年报,公 司在粉末注射工艺上已取得过重大进展。但由于公司主攻 PM 业务,因此在 MIM 上的投入和订单量始终不大。收购东莞华晶之后,公司 MIM 业务的规模将进入国 内前 5,该业务板块也将成为公司的重要增长极之一。

金属注射成型(Metal injection Molding,简称 MIM)是与 3D 打印并称的粉末 冶金制品制作最具有潜力的新兴方向之一。MIM 是结合了 PM 与塑料注射成型两大技术优点的先进成形技术,突破了金属粉末模压成形工艺在产品形状上的限制, 同时利用塑料注射成型技术能大批量、高效率地生产具有高复杂度、高精度、高强 度、外观精美、微小型规格的精密结构零部件。MIM 相对 PM 而言,在小微型零 件中,其相对密度、三维设计等方面具有一定的比较优势。

根据中国钢协粉末冶金分会的数据,2018 年我国 MIM 市场规模已超过 70 亿 元,同比增长 20.3%;全球 MIM 市场规模折合人民币约 160 亿元,同比增长 7.8%。 参考此增长速度,我们预计 2020 年我国 MIM 市场规模将超过 120 亿元,全球 MIM 市场规模超过 230 亿元。

此次公司的收购标的东莞华晶从财务和经营上都较为成熟,主要产品涵 盖消费电子、医疗、智能工具等下游领域,2019 年 1-5 月营收超过 7900 万 元。东莞华晶综合实力稳居国内 MIM 企业第一梯队,同时是少有的同时具备 MIM(金属粉末注射成型)和 CIM(陶瓷粉末注射成型)加工能力的企业,产品线 较为高端。华为是东莞华晶最主要的客户,2018 年度和 2019 年 1-5 月,华 晶直接和间接供给华为手机 MIM 结构件、可穿戴设备组件、5G 路由器等产 品的销售额占比均超过了 65%。可以预期公司未来将在进一步强化 PM 和软磁 龙头地位、战略性发展 MIM 技术的同时,依赖自身的技术平台优势,持续开 拓粉末冶金下游应用场景,综合服务电子、通讯、汽车、医疗、工具等行业,龙头地位也将进一步稳固。

2.5、 我国传统 PM 市场将维持两位数的增速趋势

在 PM 市场,我国历史上一直处于稳步增长状态,行业增速平均在 6%左右。2017 年首次突破 10%,2018 年受部分下游行业库存的影响,增速下降到 1%左右,但综合来看,行业增速维持总体在 6%左右的水平。

分行业来看,根据中国机协粉末冶金协会公布的数据,2016 年我国 PM 件下 游中,汽车占比为 68%左右(将汽车与摩托车零件合并计算),农机、电动工具等 低附加值零件的占比仍然相对较高。

在北美、欧洲、日本等发达市场,由于 PM 件及高强度 PM 件在发动机、变速 箱等高技术附加值领域实现广泛应用,汽车 PM 零部件的占比比中国更高,可达 80-90%。因此与发达国家相比,我国 PM 零件的产业结构有较大的优化空间,一方 面体现在PM件的应用领域上,另一方面还在于高强度PM件逐步开始大规模应用。

从与全球的差距来看,我国主要体现在机械零件和汽车零部件两方面,其中汽 车则体现在变速箱和发动机的应用上。同时,由于美国的 PM 件诸多应用在发电设 备、家庭娱乐等,由于我们还没有找到相关具体的应用细节,特别是由于中美经济 产业结构的不同,无法对产业应用可比性作出判断,故分析时主要参考欧洲为主, 同时兼顾日本。当然,美国的数据也说明我国 PM 在发电设备、家庭娱乐等方面, 也与国外存在一定的差距。

对比和欧洲、日本的差距,我国在变速箱和发动机的使用量非常低,不仅体现 在高强度 PM 件上,甚至在高精密 PM 件(高精密属公司已经认为相对落后的技术 上,属于 PM 件),也仅如扬州保来得能少量供应。由于我国缺乏粉末冶金在汽车 里如变速箱、发动机等具体部件的应用数据,为计算方便,针对“全球除中国外”的市场空间的 630 亿元,我们做出如下粗略推算后,得到传统 PM 件“全球除中 国外”的市场空间为 440 亿元,即全球传统 PM 件市场空间为 510 亿元。计算过程 如下:

1)21%汽车变速箱使用的为高强度钢和高精密件,市场空间约 130 亿元,其 中高强度 PM 件估计约 100 亿元;

2)按机械零件全球约 10-11%左右占比和我国 4%计算,剩余 6%为机械用高强 度 PM 件,市场空间约 40 亿元;

3)汽车其它高强度用件约 50 亿元。其中:a)将上述 170 亿元扣除后,便可得知 可与我国对标的“全球除中国”的市场空间为 460 亿元;b)将我国家电全球产业占 比的特殊情况纳入考量,即将“全球除中国”家电与上述新空间占比约 4.5%,提 升至我国的 15%左右,即可与我国对标的“虚拟全球除中国的市场空间”约 510 亿元;c)扣除汽车变速箱的汽车使用量,占“虚拟全球除中国”的市场空间比例约 81%,高于我国 67%占比 14 个百分点,即我国认为运用在汽车底盘、其它零件, 特别是发动机的高强度件和和高精密件约 70 亿元,其中预计高强度件 50 亿元。

4)所以“全球除中国”高强度 PM 件的市场空间为 190 亿元,即“全球除中 国”的传统粉末冶金市场空间为 440 亿元。

对比我国的普钢产量和全球的普钢产量,同时考虑如下两个原因:1)对比普 钢,粉末冶金的无污染、能耗低等优点;2)两者同为工业的基础材料,我们认为 长期来看,我国的传统粉末冶金件与全球的占比将有望向普钢看起。加之,传统粉 末冶金本身便对传统金属行业具有替代效用,所以我们认为我国 PM 件长期将维持 6%左右甚至更高的增速。

我们通过当前公司已经大规模铺开、国内竞争对手可少量供应的高精密 PM 件 的当前市场单价,与公司未规模生产前的进口市场单价两者的比较,也可以验证我 国传统 PM 件长期将维持 6%左右甚至更高的增速。

根据以上分析,针对测算我国 PM 市场空间,做出以下关键假设:

1) 汽车传统 PM 件占比不断提高,向发达国家看齐。我国传统 PM 件为汽车 零部件中增速最高的细分领域之一,即使在整车市场低迷的情况下至少仍能保持 6-7%的增速;

2) 工程机械零件受益下游基建景气周期,且技术附加值也较高,因此给予 20%的增速;

3) 摩托车、家电、农机领域的 PM 件受行业景气度和技术含量的双重因素影 响,将保持较低增速乃至负增长。

我们预计到 2020 年,我国传统 PM 件的市场空间将超过 80 亿元。

3、 壁垒突出,技术助力打造全球龙头

公司作为国内粉末冶金行业的领头羊,具有独到壁垒,尤其是技术壁垒。我们 认为公司因此在粉末冶金行业高速发展时期能够进一步提升自身份额,充分受益市 场空间的提升。

3.1、 技术总览:全球顶尖,国内技术标准制定者

粉末冶金技术已经确立了其在“关键基础材料、核心基础零部件、先进基础工 艺、产业技术基础”国家强基工程的重要地位,在我国的制造业升级大潮下是最为 受益的领域之一,也属于我国在全球未来产业竞争格局非常重要的一环。

公司目前为国内最大的粉末冶金制造企业,在产销和利润规模上都是国内该领 域粉末冶金企业之最。从 50 年代开始,公司经历了五次大的技术革新,使得公司 的技术一直维持在行业顶尖水平。

进入 2008 年后,公司十多年每年的研发投入维持在 5.5%以上。公司 2018 年 研发支出 9542.95 万元,同比增加 20%,连续第五年实现增长,研发支出占营收比 重连续五年达到 5%以上,显著高于行业平均水平。

当然,研发投入包括底层技术和生产工艺,而底层技术为获客的前提,生产工 艺则为提高效率和满足某一具体的定单所进行的投入,即前者为后者的基础。经过 多年的研发,特别是 2008 年公司进入汽车核心零部件后,出现了一批重要的研究 成果。

通过对上面表格的分析,我们的结论如下:

1) 公司专利数不断上升,特别是底层的技术发明专利。同时就后面的产品应 用——即“协会认定”的内容来看,发明和实用专利,基本皆为行业首创。

2) 发明专利代表重大技术进步的产品,有望在五年左右成为公司新的拳头产 品,如 VVT、软磁材料等。2018 年以 VVT 为代表的高精密件、软磁材料 为代表的功能材料,分别实现销售收入 6 亿元和 2 亿元以上,占公司总销 售收入的 40%以上。

3) 未来发明专利为代表重大技术进步,除了内生开发产品,如华晶式的外延 并购,将大大缩短成为拳头的时间。并将公司的优质管理经验进行有效输 出,同时优化外延标的的采购销售等环节。

4) 随着技术与全球竞争对手的逐渐拉近,公司从 2014 起开始不公布具体专 利,成为公司的核心商业机密。

5) 随着技术在 PM 领域在国内技术水平的拉开,公司从 2017 年开始成为该领 域的行业标准制定者。

同时,经过五次技术革新的公司具有明显的综合优势,目前已完成建构五层技术的组织架构,为低层技术研发的可持续性,及如何将底层技术转化为工艺及最后 的产品,打了坚实的基础。

总之,公司对比国内外企业存在一定的技术壁垒,具体表现为:

1) 相对国内企业,公司具备足够的产能和利润规模来支撑的前期开拓工作, 并与完成与国内主要金属材料院所的合作,更重要的已经建立稳定的技术 架构、技术队伍和技术龙头地位;

2) 相对外资企业,公司具备市场、决策优势。相比 GKN 等外资巨头,公司 所处的市场快速发展,并将业务集中在粉末冶金为原料的制品上。过去几 年技术不断的突破也证明其在研发决策上更加便捷高效,可以一以贯之地 执行公司战略,最终实现对国外企业的跟车、并车及超车。

从底层技术角度上讲,粉末冶金技术可分为材料技术和制造技术两大类。制造 方面,我们从四个方面来论述公司的技术能力:高强度件的突破、结构材料与功能 材料的结合、未来新产品的研发和基本架构。

3.2、 材料技术:全球唯一打通结构材料和功能材料的粉末冶金企业

就粉末冶金而言,材料技术体现在三个方面——配方、模具和技术人员,因此 形成了相对行业内其它公司强有力的技术壁垒:1)对产品复杂性能配方的快速反 应;2)行业内唯一的模具生产车间;3)五次技术革新积累的专业人才等优势。

独家制粉配方是粉末冶金材料的核心,也是公司宝贵的知识资产。制取粉末是 粉末冶金生产的第一步,随着粉末冶金材料和制品的不断增多,对粉末也提出了越 来越高的要求。原料粉末的性能分为物理性能、化学性能、工艺性能几个方面,粉末性能在很大程度上决定了粉末冶金产品的性能。

制粉配方是粉末冶金企业的核心商业机密。公司之所以能在粉末冶金零件的精 度、强度、密度、电磁性等产品性能上不断取得突破,很大程度上得益于其在几十 年的生产经验积累下研制出的材料配方。公司对产品配方的管控也极为重视,专门 设臵了分步骤的生产流程以控制配方外泄风险。

强大的制粉配方能力,使得公司成为全球唯一打通粉末冶金结构材料和功能材 料的企业。公司不仅在结构材料上,通过不断技术升级逐步开发出强度越来越来的 产品配方;同时也通过自己研发,不仅成为功能材料全国唯二可以大规模生产磁粉 芯的企业,还在磁粉芯的产品种类实施全覆盖,优于竞争对手铂科新材

双极板是燃料电池的核心部件,也是公司材料技术突破另一品种。燃料电池板, 又称集流板,作用主要是分隔燃料与氧化剂、收集传导电流、疏导反应气体等。按 制造材料分类,双极板可分为石墨板、金属板与复合板。

其中,金属双极板具有导电率高、价格低廉、工艺制法多样、高机械强度等优 点,目前主要用于乘用车,是未来双极板市场的主要增量来源。但其技术在于成型 技术和表面处理技术。粉末冶金技术可以较好地解决双极板的生产工艺难点,并有 效地降低成本。目前部分主流整车厂已经在大规模试行燃料电池车,双极板将成为 粉末冶金技术的又一重要下游应用场景。公司是目前国内唯一有能力以粉末冶金技 术制造燃料电池双极板的企业。

3.3、 制造技术:国内两次率先突破高强度件

公司是国内唯一、全球仅有的几家之一掌握全部三种高强度 PM 件制造技术 方法的企业。目前提高 PM 件强度主要有三种技术:烧结硬化、表面致密和粉末锻 造,技术实现难度和实现的抗拉强度依次上升。由于烧结硬化仅将强度由 900Mpa 提高 1000-1200Mpa,所以一般将表面致密和粉末锻造归为高强度 PM 件。粉末锻 造技术可制造 UTS 超过 2200Mpa 的 PM 件,从力学性能上足以达到甚至超越传统 钢锻件的水平,被业界称为“粉末冶金皇冠上的明珠”。

粉末锻造作为 PM 行业的核心前沿技术之一,长年来受到发达国家的技术封锁。 该技术需要较高的毛坯的设计要求和应用端的支持,并且对于数值模拟技术、热模 拟、模具设计、自动化水平等有很高要求。在这种背景下,公司于 2017 年在粉末 锻造技术上取得了重大突破,成功跻身把控 PM 产业链高附加值环节中的核心技术 的寡头行列。

粉末锻造是将传统的 PM 和精密锻造相结合发展起来的一种少无切削的近净 成形加工技术。它既有粉末冶金成形性能较好的优点,又发挥锻造变形有效改变金 属材料组织和性能作用的特点,使粉末冶金和锻造工艺在生产上取得了新的突破, 特别适宜大批量生产高强度、形状复杂的结构零件。

粉末锻造技术作为 PM 的高端生产工艺,特别在生产复杂的高性能零件方面, 相比传统锻件具有无与伦比的优势。具体来说,粉末锻造件可在达到甚至超过传统 锻件的强度水平的同时,在密度上基本保持相当,并在疲劳强度、抗拉强度等其他 性能上显著实现超越。而在产品性能全面提升的同时,又具有生产工序少、材料利 用率高、成本低廉等优势。因此从技术迭代的角度来说,粉末锻造在应力件的制造 上是具有技术先进性的,长期必然对该领域的传统锻件实现技术替代。

以两大典型高应力件齿轮和汽车连杆为例:

齿轮方面,美国机械工程师学会(American Society of Mechanical Engineers) 2007 年做了一项研究,以 4620 钢粉为原料,采用单次压制烧结(S)、复压复烧(R)、 复压复烧+表面致密化(RS)和粉末锻造(PF)四种工艺制备了不同密度的粉末冶 金齿轮。测试表明,粉末锻造齿轮的密度最高,弯曲疲劳性能最好,与相同成分的 锻钢齿轮相当;而美国齿轮制造协会(American Gear Manufacturers Association) 2009 年也做了类似的实验,使用 4620 钢粉制备出的密度为 7.83g/cm3 的粉末锻造齿轮, 其弯曲疲劳强度与锻钢齿轮相当,抗擦伤和冲击性能优于锻钢齿轮,且点蚀疲劳寿 命达到锻钢齿轮的 1.85 倍。因此,在高强度要求的条件下,粉末锻造具有更好的 应用优势。

连杆方面,Metaldyne 公司开发的三个系列 Fe-C-Cu 粉末锻造连杆,其抗拉强 度、屈服强度和疲劳极限均高于常规 C70 锻钢连杆,且疲劳极限分散度只有 C70 的 1/4 到 1/10。其中 HS150M+KSX 粉末锻造连杆的疲劳强度比 36MnVS4 微合金 化锻钢连杆高出 5%,且疲劳极限分散度只有后者的 36%。

同时,凭借多年的制造技术投入,公司实现了以 PM 技术为核心,成功实现了 粉末冶金、精密锻造和机加工三种技术之间的联动。如公司 2013 年切入 VVT/VCT 领域,成功量产此类技术壁垒较高的 PM 汽车零部件,就是实现了 PM 与机加工的 技术联动;公司掌握的粉末冶金领域前沿技术粉末锻造,则是实现了 PM 和精密锻 造的技术联动;2018 年以来,公司在高强度高密度化上进一步实现突破,将 PM、 精密锻造和机加工三种技术结合起来,在以铁基为主的粉末锻造技术领域又前进了一步。

除了在粉末锻造实现的突破外,在表面致密领域,公司早在 2016 年左右与上 汽粉末冶金厂,前后实现了技术突破。表面致密的逻辑为:在许多服役工况下,负 载仅仅在零件表面或其附近会产生高应力,因此,并不需要整个零件具有理论密度。 基于此,业内出现了室温下选择性表面致密化的加工技术。

表面致密是钢锻和合金生产中常用的加工技术,当应用于粉末冶金件时,技术 实现难度相对较大。但表面致密又是与粉末冶金件十分契合的技术,因为其解决了 传统 PM 件强度不足的问题,又在零件的非应力部位保留了粉末冶金的轻量化特点, 使零件的综合性能优于传统锻件。

以齿轮为例,齿轮上最需要致密的部位是齿面和齿根,在这两个部位进行致密 处理即可使齿轮的强度达到服役要求;而齿轮芯部的孔隙率虽然高,但芯部的强度 和刚度在多数服役条件下可以满足要求,同时芯部的高孔隙率还可降低齿轮重量和 运行噪音。

德国亚琛工业大学在变速器工况下对表面致密化粉末冶金齿轮与常规钢齿轮 进行了性能试验。结果显示,PM 齿轮顺利通过了 2500rpm 下输入转矩 212N*m 的负载试验,使用性能上与齿轮钢相当。

继粉末锻造、表面致密后,公司第三个自身研发的制造技术为 MIM 成形。MIM 结合了粉末冶金与塑料注射成形两大技术的优点,突破了传统金属粉末模压成形工 艺在产品形状上的限制,同时利用塑料注射成形技术能大批量、高效率生产具有复 杂形状的零件:如各种外部切槽、外螺纹、锥形外表面、交叉通孔、盲孔、凹台、 键销、加强筋板,表面滚花等。

综上所述,公司在底层技术层面,已经形成了强大的研发能力,并持续实现产 品大类的技术、而非与下游客户的具体产品研发的工艺突破。当然除技术壁垒外, 公司还存在其它方面的壁垒,一起构成公司作为国内领先、全球竞争参与方的护城 河。

3.4、 其它壁垒:工艺、客户、设备

3.4.1、 工艺壁垒

公司是业内最早推进自动化的企业之一。公司从 2015 年左右开始积极推进自 动化流程,及实现机器人在生产中替代人工,不仅大大降低了现场工人的数量,同 时也可加快对新工人的培训和上手速度。目前公司是全球粉末冶金行业中对机器人 应用最早且规模最大的企业之一,经过 3 至 4 年的生产磨合期,目前自动化应用已 逐步显示出对生产效率的巨大提振作用。公司正处于大力开拓粉末冶金下游应用场 景的时期,前期自动化和机器人改造已为新产品完成了流程化的生产准备,因此能 够保证产能爬坡快,短期即可迅速放量。

另外,公司的生产工艺体现出工程师和研发人员的优势。部分复杂粉末冶金零 件的加工是需要企业在设备上进行自主编程和参数输入的,这也是专业工程师通过 无数的试错和调整总结出的宝贵经验。以汽车发动机、变速箱为代表要求相对严格 的粉末冶金件,其生产对企业的整体要求很高,包括对不同合金比例及后期处理对材料性能及成本的关系判定、大量订单的合同和生产管理、在全自动化流程下逆向 工程的推算、机器人大量介入下的数控技术升级等,因此需要大量的工程师团队。

公司一直以来重视专业工程师的培养,因此能够不断丰富和革新自己的产品数 据库和加工技术,同时通过对设备的自主运用生产出各种满足下游需求的产品,而 不仅仅局限于常规的、标准化的粉末冶金零件。

3.4.2、 客户壁垒


(报告来源:新时达证券)

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全部讨论

十八口丁的和尚2019-12-13 08:44

继续看好

Dahuzai2019-12-08 08:00

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