维持增持评级,上调目标价至40.24元。考虑下游需求超预期以及公司盈利能力改善,上调公司2021-2023年EPS为0.42(+0.03)/0.75(+0.06)元/1.12(+0.17)元,同比增速537%/78%/48%,上调目标价至40.24元(原为32元),对应2023年36倍PE。 高精密齿轮制造门槛高,大批量的生产厂商尤为稀缺。中高端齿轮加工是一个极为复杂的过程,设计参数繁多,从理论参数到实际成品可能出现大量误差,需要把控每一道环节,如滚/插/剃/磨齿、热处理等。高精密齿轮的制造涉及到技术、装备、人才、管理等诸多方面,不是仅仅依靠单要素。大批量制造涉及到多设备、多产品、多个工艺的同时配合,对生产管理的要求成倍提升,因此大批量制造高精密齿轮的厂商十分稀缺,双环是全球为数不多的厂商之一。 电动化重塑汽齿供应格局,双环inside新能源电驱动。由于电机转速是内燃机的3-5倍,齿轮不仅要高强度、小尺寸,还要承受高转速,实现高NVH,齿轮精度和噪音要求提升。国内6级以上精度的齿轮制造商屈指可数,而双环已实现4级精度齿轮的大批量制造,公司拥有一百多台高精度磨齿机装备,高精密的产能和能力均领先同行。公司占有国内A00级以上纯电市场份额50%以上,并随着电动化深入份额持续提升。 机器人关节提供第二成长曲线。全球机器人减速机市场被外资垄断,而减速机是机器人最关键的部件。公司RV减速器实现盈利拐点,新产品即将上市,叠加产能扩张,机器人业务蓄势待发。 风险提示:新能源汽车市场不及预期,原材料价格波动,新产品订单不及预期。 1.高精密齿轮制造门槛高,格局优 1.1.齿轮市场千亿级以上,国内中高端齿轮制造商稀缺 齿轮是轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械零件,由于传动效率高、传动比准确、功率范围大等优点,齿轮机构在工业产品中广泛应用,其设计与制造水准会直接影响到工业产品的品质。 齿轮产品可分为车辆齿轮与工业齿轮两大体系。车辆齿轮包括车辆变速总成和车辆驱动桥传动总成,车辆齿轮的尺寸、模数变化范围较小,生产批量大,易组织规模化生产,价值一般占整车总价的7%-15%。车辆齿轮市场约占整个齿轮市场的62%,其中车辆齿轮零件约占车辆齿轮的50%。 图1车辆齿轮占整车价值的7%-15%,占齿轮市场的62% 齿轮传动在汽车上广泛应用,主要作用有:1)变速:如变速箱/减速器齿轮,将发动机/电机传来的转速降低或增大,以满足汽车行驶的需求; 2)变矩:如汽车变速箱,驱动桥中的主减速器。3)变向:如汽车的主减速器和差速器。 国内齿轮行业3000亿左右产值,傲居世界首位。目前,全国齿轮企业近5000家,骨干齿轮企业300多家,年销售亿元以上仅200多家。 图2中国齿轮行业产值3000亿以上,进入转型升级期 我国齿轮行业结构分化明显,高端产能稀缺,中低端产能过剩。据齿轮行业协会统计,高、中、低端产品的比例大约为25%、35%和40%; 按照生产高、中、低端产品的企业来分,其比例大约为15%、30%和55%,其中汽车自动变速器、机器人精密减速器、350km/h以上高铁用齿轮传动装置还不能满足需求,仍大量依赖进口。 图3我国高端齿轮占比仅25% 图4我国生产高端齿轮的企业仅15% 1.2.齿轮易做难精,好一点,好很多 按照精度来划分,齿轮共有12个等级,其中0级是精度最高的齿轮,0-3级主要为标准测量齿轮,4-6级齿轮为高精度传动齿轮,7-8级为普通的传动齿轮,9-12级为低档齿轮。齿轮应用领域的不同导致对齿轮的精度要求也存在差异,如对中高端乘用车的精度要求大多为4-6级,而手动变速器、商用车、农机以及工程机械大约在7-8级。 表1齿轮精度越高,各项参数要求越严格 表2汽车是高精度齿轮广泛应用的领域之一 齿轮加工的主要工序包括粗加工、热处理、精加工等。根据不同结构要求,齿轮零件加工具体的工艺流程包括:锻造制坯→正火→精车加工→插齿→倒尖角→滚齿→剃齿→(焊接)→热处理→磨加工→对啮修整。 图5齿轮加工的主要工序包括粗加工、热处理、精加工 常用的热前齿加工工艺为滚齿或者插齿,加工后的精度等级7-9级,更高精度的齿轮需要通过热后精加工,如磨齿和珩齿来提高齿面质量。精加工之后,齿轮的表面粗糙度、波纹度会提升,齿面精度提高,齿形齿向精度提高,产品质量提升。 图6精加工后齿轮表面粗糙度、波纹度明显提升 图7滚齿是通过一对螺旋齿啮合作用 图8剃齿是非淬硬齿面常用的精加工方法 图9插齿相当于一对圆柱齿轮的啮合 图10插齿刀的往复运动是插齿的主运动 图11磨齿几乎是淬硬齿轮唯一的加工方法 高精密齿轮的制造涉及到技术、装备、人才、管理等诸多方面,不是依靠单要素。企业需要在设计分析、仿真等软件,高端齿轮装备、材料及其热处理技术、试验技术与方法、润滑油等各方面都要一定的积累和经验。齿轮生产过程中设备的选择、产线的布置、刀具的设计还会影响生产节拍和生产效率。 齿轮加工是一个极为复杂的过程,以齿轮误差和噪音为例,齿向误差、齿廓误差、跳动误差、齿距误差、齿面粗糙度都会影响齿轮制造的误差,齿轮设计、制造、安装、维护等环节的处理不当将可能引起齿轮噪音。 图12多种因素都会引起齿轮制造误差 表3齿轮噪音可能来自设计、制造、安装、维护等各个环节 1.3.双环深耕齿轮40余年,批量精度达4级以上 双环传动创立于1980年,在40多年的发展过程中一直专注于精密传动齿轮的研发、设计、制造与销售,2020年公司齿轮制造收入约30亿元,是全球最大的专业汽车齿轮制造商。 图13公司深耕齿轮行业40余年,逐步走向全球化 图14公司营业收入持续增长 图15公司业绩触底反弹 图16公司齿轮收入连续8年保持增长 图17乘用车齿轮收入贡献超过40% 图18公司国内收入超过85% 公司产品精度行业领先,最高稳定批产4级高精度齿轮。目前公司产品齿轮模数从0.5-6mm不等,齿数从3-300不等,大部分产品精度等级可以达到国标4-9级,而通过磨齿加工的齿轮则可以稳定达到国标4级,即高精度传动齿轮中精度等级中最高的一级,而国内传统齿轮供应商大多只能生产7-8级的齿轮,对于高精度齿轮的生产能力不足。 表4产品精度规格 1.4.专业的经营团队打造专注的双环 公司核心管理团队大多来自市场化人才,具备丰富的专业经验。管理层均持有公司股份,彰显经营信心。2020年11月,公司实施员工持股计划,35名核心员工参与公司股票认购,包括12名董高监和23名中层管理人员和骨干人员。 现任董事长吴长鸿从基层起步,具有丰富的技术和管理经验,历任玉环县振华齿轮厂及台州齿轮厂生产主管,销售主管,台州齿轮厂销售副总经理,浙江双环控股集团股份有限公司总经理,是中国齿轮专业协会常务理事,中国齿轮行业优秀企业家。 总经理张民行业经验丰富,先后担任德国斯图加特大学机床研究所任切削技术组研究职员、德国马勒滤清器系统有限公司工程师、奥地利TCM国际刀具咨询与管理集团项目经理、大众汽车自动变速器(大连)有限公司生产总监、吉利汽车集团宁波上中下自动变速器有限公司总经理等。 环动科技核心负责人张靖博士曾先后就职于抚顺新抚钢铁有限责任浙江双环传动机械股份有限公司,诺迈士(韩国)科技有限公司,重庆铁马工业集团有限公司,浙江双环传动机械股份有限公司研发部部长,浙江双环传动机械股份有限公司精密传动智能制造中心总经理。 表5公司核心管理团队主要来自市场化人才 表6员工持股计划激发公司动能 2.汽车电动化重塑汽齿格局,双环独占鳌头 2.1.电动化促进汽车齿轮外包化 由于电动车中电机转速比传统燃油车更快,因此在噪音、转速和扭矩等方面对齿轮要求更高,中小厂商没有相关技术和设备很难做到。传统汽车要求齿轮的转速为6000-8000转/分,电动汽车则要达到15000-20000转/分,电机转速的提升带来齿轮精度要求和噪音要求的提升 图19新能源汽车的转速在15000以上 主机厂竞争焦点转变,外包齿轮的意愿加强。随着汽车新四化浪潮的到来和竞争加剧,主机厂需要将更多的精力和资源投入到电动化、智能化、网联化等领域,齿轮制造的资金和资产投入多,不是当前主机厂最前置的竞争焦点,因此在电动化阶段主机厂倾向将齿轮外包,而中小厂商受技术和设备的限制,很难满足新能源汽车齿轮的精度要求,市场主要向中高端的齿轮龙头集中。 图20主机厂竞争焦点从传统动力向新四化转变 电动化促进汽齿供应链由封闭走向开放。传统汽车体系下,除了简单的手动箱,自动变齿轮的齿轮大多由变速箱厂自制,仅有少量的第三方厂商有机会和能力参与到自动变齿轮供应中,而双环是国内为数不多为自动变配套齿轮的厂商,且是全球最优秀的变速箱厂采埃孚在亚太市场的独家供应商。 图21电动化促进汽齿供应链由封闭走向开放 2.2.卡位新能源,双环inside 双环已全面覆盖新能源汽车市场主流客户和Tier1供应商。在新能源车领域中,双环与博格华纳、上汽、比亚迪、蔚来、舍弗勒、日电产等全球优秀整车及零部件企业进行合作,产品覆盖了一系列国内外新能源车型。据乘联会统计,2020年新能源汽车销量排名前20的车企占中国新能源汽车总销量的77%,双环传动是其中绝大部分的直接或间接供应商,几乎覆盖新能源汽车主流市场的所有客户和Tier 1供应商。 图22公司全面覆盖2020年新能源汽车销量前20客户 2020年双环在A00级以上的纯电市场的份额接近50%。根据年报披露,2020年双环纯电动汽车传动件销量为150.6万件,按一套减速箱需要2个齿轮和1个齿轮套组,外加电机中的一根电机轴,每辆单减单电机纯电动车需要4个齿轮传动件,公司2020年纯电动汽车出货量约为38万台套。2020年国内A00级以上纯电动减速箱出货量约80万辆,公司在A00级以上纯电动市场份额接近50%。 图23公司纯电汽车减速器市占率有望达到70%以上 据统计,2021年1-11月A00级以上纯电累计销量149万辆,除长城汽车外,双环覆盖其他前15的主流品牌,公司在纯电(A00级以上)品牌覆盖率接近90%,考虑配套比例,北美客户国产化后,市场份额超过70%。2021年1-11月混动汽车累计销量60.7万辆,比亚迪、理想、上汽、领克、丰田、沃尔沃均为双环客户,公司在混动市场的品牌覆盖率超过75%,考虑配套比例,双环在混动市场份额约50%。 图24双环在纯电(A00级以上)市场份额超70% 图25双环在混动市场份额约50% 2025年全球新能源汽车电驱动齿轮市场将超过200亿元。假设纯电汽车每套减速器500元,平均每辆车配套1.2套电驱动(考虑部分车型双电机),混动汽车每套电驱动齿轮价值量1000元左右,预计2025年全球新能源电驱动齿轮市场为222亿元,中国市场为74亿元。 表7新能源齿轮空间预测 3.第二成长曲线:机器人关节 3.1.高精密传动的明珠:机器人减速机 减速机是工业机器人的三大核心器件之一,占机器人成本构成的三分之一左右,决定着机器人精度、稳定性、负荷能力三个核心指标,尤其对精度的影响大,减速机的性能好坏直接影响到工业机器人的应用。 图26减速器是工业机器人的核心部件 图27减速器占工业机器人成本的35% RV减速器与谐波减速器是最广泛使用的机器人减速机。RV减速器负载能力高、刚性大、可靠性高,主要用于机器人大肩部等负重载的位置,一台工业机器人的腿部、腰部和肘部需要4-6台RV减速器。谐波减速器体积小、传动比高,主要用于机器人小臂、腕部或手部。 图28谐波减速器结构示意图 图29 RV减速器结构示意图 表8RV减速器和谐波减速器区别 全球机器人减速器被日本厂商统治,全球谐波减速器龙头为哈默纳科,RV减速器龙头为纳博特斯克。据统计,纳博特斯克大约占据了整体减速机市场的60%市场份额,哈默纳科大约为15%的市场份额,住友和Spinea分别占据10%、5%的份额,其余品牌合计占据约10%的份额。 减速机内部为高精度的元件齿轮相互啮合,对材料、精密加