加速碳基材料业务发展，构建公司新增长极

渗透率提升+新增+替换推动碳碳热场下游需求高增，行业持续高景气度。 在硅片快速推动大尺寸化的背景下，石墨热场的成本和性能劣势逐步凸显，碳碳热场材料有望进一步提升渗透率。从需求角度看，当前光伏硅片规划/建设中产能超过300GW，对应新增热场部件需求约为7000吨；替换需求方面，按照老产能贡献产量为200GW，对应热场的替换需求约为3500吨/年。 保守估计新增产能于未来三年逐步释放，则预计2022年，新增+替换合计对于碳碳热场的需求约为5800吨。当前行业扩产主要以金博股份、天宜上佳、美兰德、西安超码等头部厂商为主，产能增速匹配下游需求增速，预计行业仍将维持高景气度。 布局预制体产能+选用大型沉积炉+能源成本领先+自动化能力强，公司碳碳热场盈利能力已达到行业领先水平。公司2000吨热场新建产能已从2021年9月开始逐步释放产能，当年即形成233吨产出，毛利率、净利率分别达到60.18%、37.97%，达到行业领先水平。公司优势主要体现在：一、预制体环节毛利率可达40%，公司通过配套预制体产能有效提升盈利空间；二、选用最大规模沉积设备，大幅提升能源使用效率，生产效率领先，产线后发优势明显；三、产业布局区位优势突出，一方面电费成本较低（未来有望降至0.42元/度），带来能源成本优势，另一方面江油所在区位可以辐射西部主要的拉晶产能；四、专注搭建自动化产线，在保障产品质量稳定性的同时，节约人工成本，提升生产效率。 碳陶为新一代性能优异的刹车材料，预计需求随新能源车渗透率提升而大幅增加；公司2016年即开始布局技术研发，当前已与多加主机厂签订合作协议，有望加速推动碳陶材料量产化。当前汽车电动化转型加速，运动性能和整备质量的提升，均要求电动汽车配备性能更优的刹车系统，此外国产厂商加速推动电动车产品等级的上探和高端配置的下放，在此过程中，主机厂有望联合国内零部件厂商探索空气悬挂、碳陶刹车等高端配置规模化量产的降本路径。公司2016年即开始相关技术研发，布局多项发明专利，且已与福田汽车在内的多家主机厂签订战略协议，2023年有望开启量产供应，实现行业领先。 盈利预测：预计2022-2024年公司实现归母净利润3.16/5.12/5.95亿元，对应PE估值27.7/17.0/14.7倍，考虑到公司碳碳业务拓展顺利，有望为公司带来显著业绩增量，对应当前估值水平相对较低，调高评级至“买入”。 风险提示：碳碳热场行业竞争加剧；疫情复苏不及预期；碳陶材料降本不及预期。 财务指标 财务报表和主要财务比率 资产负债表（百万元） 现金流量表（百万元） 一、国内高铁闸片领航人，积极布局碳基复合材料 国内领先粉末冶金闸片供应商，新业务板块取得良好进展。天宜上佳成立于2009年，是国内领先的高铁动车组用粉末冶金闸片供应商，多年来高铁闸片业务稳定增长。同时，公司积极开拓碳基复合材料业务板块，已实现相关产品的技术突破和产业化生产，成为公司第二增长曲线。此外，公司还布局树脂基碳纤维复合材料制品板块与航空大型结构件精密制造板块，实现多领域全面发展。 疫情影响逐渐消除，主业有望重回稳定发展。2016-2019年，公司营收稳定增长，从4.68亿元增至5.82亿元，CAGR为7.54%；归母净利从1.95亿元增至2.71亿元，CAGR达到11.60%。2020年，在新冠疫情的影响下，公司闸片业务也受到一定影响，营收近年来首次下跌，降至4.15亿元，同比下降28.65%；归母净利为1.14亿元，同比下降57.77%。 随着疫情缓解和公司业务拓展，2021年，公司业绩明显改善，实现营收6.71亿元，同比增加61.68%；归母净利1.75亿元，同比增加53.05%。 图表1：2016-2021年公司营收和归母净利情况 业务拓展摊薄费用，近两年盈利水平相对稳定。公司在2016-2019年，毛利率平均在75%左右，净利率水平一度逼近50%。2020年，受疫情影响，净利率水平降至26.55%。 2021年，由于公司加快业务拓展步伐，同时开拓了三条新增业务线，业务拓展导致毛利率水平波动较大，但考虑到新业务贡献营收后，显著摊薄期间费用，净利率维持上年同等水平。 图表2：公司2016-2021年盈利情况 闸片业务保持良好盈利，碳基复合材料带动营收增长。公司在传统业务粉末冶金闸片产品领域上保持稳定盈利能力，2021年，公司闸片业务实现营收4.22亿元，占营收总额比例为62.87%，毛利率为69.18%。同时，公司加大碳基复合材料业务拓展力度，2021年在碳碳复合材料领域实现出货233吨，实现营收1.42亿元，占营收比重为21.18%，毛利率达到60.18%。此外，2021年，公司在树脂基碳纤维复合材料制品板块，实现营收入0.18亿元，占营收总额比例为2.67%；在航空大型结构件精密制造板块实现营收0.74亿元，占营收总额的比例为10.95%，毛利率为49.50%。 图表3：公司2021年各业务板块营收构成 收购瑞合科技进入军工领域，实现业务协同贡献业绩增量。2021年公司收购瑞合科技股权并对其进行增资，瑞合主要从事航空大型结构件精密制造，包括机身框类、大梁、翼梁、翼肋、桁条等主要零部件，收购有助于公司快速切入军用/民用航空领域，实现业务突破，同时与公司已有业务形成互补，当前公司对瑞合的持股比例为64.54%，收购时瑞合科技对应业绩承诺为，2021年不低于0.25亿，2021-2022年累计不低于0.6亿，2021-2023年累计不低于1.05亿。 公司实控人吴佩芳持有股权27.86%，冯学理持有股份4.81%，九太方合持有股份3.72%。其余多数为基金投资者。 图表4：公司股权结构图 实控人深耕行业多年，团队研发能力强。公司实控人吴佩芳女士在新材料领域从业40年，有着多次跨行业领域、跨材料领域、跨产品领域从研发至产业化的经验。公司在碳基复合材料领域拥有专业技术研发团队50人，团队成员多数来自国内知名院校，有高效的执行力和快速的响应力。2021年，公司研发投入0.69亿元，占营收比重10.34%，截止年底，公司拥有授权专利231项，其中包含发明专利56项。 图表1：2016-2021年公司研发投入情况 二、碳碳热场：加速替代石墨材料，发展空间广阔 2.1热场包含四大核心部件，新增+替换构成需求主体 四大核心部件（导流筒、坩埚、保温筒、加热器）构成热场系统主体。单晶拉制炉热场系统主要包括导流筒、坩埚、保温筒、加热器等；坩埚能保持液面稳定，最大限度提高装料量；导流筒能够引导气流，提高单晶硅生长速率；保温筒具有构建热场空间的作用，能隔热保温，节能，大幅度提高使用寿命；加热器能提供热源，熔化硅料；电极可以连接发热体与水冷铜电极；板材主要是导流筒的定位与承载；这些碳基复合材料热场部件大幅度提高了系统安全性，对节能减耗起到了很好的促进作用，并且导流筒、坩埚、保温筒、加热器这四大部件的价值量已在单晶炉热场系统中超过60%。 图表5：单晶炉热场系统 热场耗材属性明显，新增+替换构成需求主体。单晶拉制炉热场系统零部件的替换十分重要，单晶热场中坩埚和加热器的替换周期约6-8个月，相比较石墨坩埚的每年换10次的频率减少很多，保温筒替换周期是18个月，导流筒替换周期约2年，在单晶炉不更换的情况下，消耗件因寿命问题也需定期更换，同时这些热场部件的定期消耗替换，会使相关的市场空间持续扩大。 2.2大型化+加速降本，碳碳材料逐步替代等静压石墨 工艺角度看，热场尺寸大型化过程中，石墨减材成型带来生产成本的大幅提升，催生碳碳材料的替代。 等静压石墨热场生产环节较多，生产周期较长，而且需要氯气，在大型化过程中，其强度不足以保证产品安全，结构和性能不可调，同时减材成型工艺注定在大型化后生产经济性较差。石墨热场供应企业主要是以西格里和东洋碳素为代表的海外企业。 图表6：等静压石墨坩埚产品工艺路线 考虑到生产特性，一般热场直径是拉棒直径的三倍，2021年以来，210硅片（12英寸硅棒）渗透率快速提升，为保证单晶炉长期竞争力，新上产能以采用36英寸热场为主，行业大型化进程加速，碳碳材料也实现对传统石墨的加速替代。 图表7：近年单晶硅制造热场系统尺寸变化 性能角度看，碳碳材料各理化性能显著优于石墨，产品使用寿命也有显著提升。 碳碳材料由于理化性能优异，产品的使用寿命长，能够提高设备的利用率和减少维修成本，同时相比于石墨材料产品，它的可设计性强，可以做的更薄，并且能利用现有设备生产更大尺寸、大规模的热场。此外，石墨材料主要是由石墨颗粒压制成型的脆性材料，高温下易产生裂纹，影响拉晶的效率和晶体的质量，若坩埚烧坏，硅料还会把炉底烧穿，而碳碳材料的安全性更高，隔热保温效果好，不会发生脆断事故。另外碳碳材料中的碳灰分很低，能够有效控制单晶硅的含碳量，而石墨挥发出的杂质会污染硅熔体从而影响质量。 图表8：碳碳复材和石墨材料的对比 成本角度看，碳碳热场处于快速降本通道中。 目前，光伏热场行业都是依靠进口的等静压石墨，其供货周期长和生产成本高都制约了降本和扩张规模的进程。而碳碳材料热场，受益于产品尺寸及气相沉积炉的大型化，生产效率及能耗显著下降，大型炉台相较微型炉台单位产出功率下降超过50%，带来能耗的显著下降。 图表9：不同气相沉积炉生产效率对比 以金博股份为例，碳碳热场单位耗电量从2017年的255度/kg降至2020年的106度/kg，单位制造费用持续快速下降，同时伴随单炉产出的提升及生产流程的优化，设备员对于炉台的操作数量也得到提升，进而摊薄人力支出。未来最大的降本潜力或源于国内碳纤维产能快速提升后带来的原材料成本下降。 图表10：碳碳热场材料成本下降路径（以金博股份为例） 受益行业大型化转型趋势，碳碳材料加速替代石墨材料。分产品来看：坩埚和导流筒作为受力部件，由于石墨的高温脆性大，碳碳材料已率先实现替代，坩埚渗透率超95%，导流筒超60%；同时，由于碳碳材料的抗热抗振能力更好，保温桶也逐渐采用碳碳材料，渗透率超过55%。针对加热器部件，由于制备难度大，成本高等因素一直无法实现替代，其功能要求较高，价值量大，未来如果能攻克以下两个问题：1）技术难度，电阻率的均匀性控制难度大；2）电学匹配问题，目前还没有理想的功率设备和碳碳加热器匹配；碳基复材的替代率会相较目前的不到10%的水平大幅提升。 图表11：碳碳材料在热场领域的渗透率情况 2.3硅片扩产需求快速提升，行业供需相对平衡 新能源转型大势所趋，全球市场迎来共振。从全球角度去看，中国、欧洲、美国是光伏发展的主要市场，决定了全球的光伏装机需求。未来几年，美国市场有望受益于ITC政策延期，在未来2-3年实现装机需求的大幅增长，长期来看，为满足2030、2050年的排放目标，根据SEIA估计，2030年美国光伏年新增装机量有望达到125GW。欧洲市场一方面受益于越来越严苛的环境目标，同时也受益于传统能源价格提升带动PPA价格上行，光伏装机需求快速增长。根据CPIA的预测，乐观情形下，2022年全球新增光伏装机将达到240GW，到2025年将达到330GW。 图表12：全球新增光伏装机需求预测单位：GW 新增需求：近期规划/建设中硅片产能合计超过300GW 通过对光伏行业主要上市公司及非上市公司的产能规划梳理，当前行业规划/建设中产能超过300GW，其中约有264GW产能是光伏上市企业发布的投资公告，考虑到下游装机需求的快速提升，以及上市公司充足的融资渠道，预计这部分产能落地可能性较高。当前单GW硅片产能对应单晶炉需求约为75-80台，按照326GW扩产规划计算，对应单晶炉需求约为24450-26080台，按照单台单晶炉对热场部件需求0.27吨/台计算，当前硅片扩产对应的新增热场部件需求约为6602-7042吨，这部分需求预计将在未来2-3年逐步释放。 图表13：现有规划/建设中的单晶硅棒项目产能梳理 替换需求：200GW既有硅片产能对应约3500吨/年热场需求 碳基复合材料热场部件为消耗