钢研高纳研究报告：研发为基，纵横拓展打造高温合金龙头

（报告出品方/作者：光大证券，刘宇辰、王凯、杨硕）

1、钢研高纳——国内高温合金领域技术技术领先企业

1.1、国内高温合金龙头

北京钢研高纳科技股份有限公司（简称：钢研高纳）前身为北京钢研高纳科技有限责任公司，成立于 2002 年 11 月 8 日，2004 年经国务院国资委批准，由有限责任公司整体改制为股份有限公司。2009 年 12 月公司成功登陆深圳证券交易所创业板，成为创业板第二批上市企业之一。公司定位于中国“先进高温材料”技术的引领者与产业升级的推动者，主要从事镍基、钴基、铁基等高温合金材料、铝（镁、钛）轻质合金材料及制品、高均质超纯净合金的研发、生产和销售，是高温合金材料及制品重要的研发生产基地。公司具有生产国内 80%以上牌号高温合金的技术和能力，产品涵盖所有高温合金的细分领域，是我国高温合金领域技术水平先进、生产种类齐全的代表性企业之一，多个细分产品占据市场主导地位。

1.2、背靠中国钢研，业务多元布局

公司控股股东为中国钢研科技集团有限公司(简称：中国钢研)，实际控制人为国务院国有资产监督管理委员会。中国钢研是国务院国资委直接管理的中央企业，2006 年 12 月由原钢铁研究总院(创建于 1952 年)和冶金自动化研究设计院 (创建于 1973 年)合并而成，是我国冶金行业最大的综合性研究开发和高新技术产业化机构。

在业务方面，公司通过控股、参股多家子公司，布局覆盖轻质合金精密铸件、高温石化炉管、国际宇航与军民融合、高纯高强特种合金、激光增材制造等领域。公司旗下各子公司分工明晰、各有所长，凸显出公司的多元化布局。

1.3、业务聚焦高温合金，产品遍及下游

根据 2022 年半年报，公司目前是国内高端和新型高温合金制品生产规模最大的企业之一，拥有年生产超千吨航空航天用高温合金母合金的能力以及航天发动机用精铸件的能力，在变形高温合金盘锻件和汽轮机叶片防护片等方面具有先进的生产技术，具有制造先进航空发动机亟需的粉末高温合金和 ODS（氧化物弥散强化）合金的生产技术和能力。 2022 年上半年，公司铸造高温合金、变形高温合金和新型高温合金三项业务占营业收入的比例分别为 59.96%、25.14%和 14.24%。高温合金业务营收占比达到 99.34%，是公司的核心业务。

公司定位于中国“先进高温材料”技术的引领者与产业升级的推动者，主要从事航空航天材料中高温材料的研发、生产和销售，是国内航空航天用高温材料重要的生产基地，同时也是国内电力工业用高温材料的重要供应商，目前是国内高端和新型高温材料制品生产规模最大的企业之一，多个细分产品占据市场主导地位。高温材料最初主要应用于航空航天领域，由于其优良的耐高温、耐腐蚀等性能，逐渐被应用到电力、汽车、冶金、玻璃制造、核电等工业领域。随着高温材料的发展，新型高温材料的出现，高温材料的市场需求处于逐步扩大和增长的态势。

1.3.1、铸造高温合金制品

铸造高温合金是指可以或只能用铸造方法成型零件的一类高温合金，其主要特点是具有更宽的成分范围，由于可不必兼顾其变形加工性能，合金的设计可以集中考虑优化其使用性能。公司现生产的铸造高温合金主要用于制造航空航天发动机热端部件的高温合金精密铸件等。子公司河北德凯和青岛新力通分别生产铝镁钛合金铸造制品和高温合金离心铸管及静态铸件，广泛应用于航空航天和石油化工等领域。

1.3.2、变形高温合金制品

变形高温合金是指可以进行热、冷变形加工，具有良好的力学性能和综合的强、韧性指标，具有较高的抗氧化、抗腐蚀性能的一类合金。变形高温合金是航空、航天、核能工业和地面燃机必须应用的高温材料，可以用于制造在航空、航天发动机和核反应堆等高温环境下应用的各种关键零件。另外随着舰船动力的提高，地面燃机发电技术的成熟，变形高温合金在舰船发动机和地面燃机中的应用正逐渐增多。公司现生产的变形高温合金制品主要是航空航天发动机和发电设备用的板材、棒材和涡轮盘等高端产品。司太立高温合金是变形高温合金的重要分支，公司在该领域也有着雄厚的技术积累，目前主要产品有汽轮机叶片防护片和纺织用切断刀等。

1.3.3、新型合金制品

公司的新型合金产品系列包括粉末高温合金、ODS（氧化物弥散强化）合金、金属间化合物、高温金属自润滑材料等品种。公司在铸造高温合金和变形高温合金生产装备和技术的基础上，经过多年的研发，掌握了生产新型高温合金产品的专有技术。公司成功建立了我国第一条完整的 ODS 高温合金生产线。

1.4、近年来公司营收快速增长

公司 2018 年营业收入与归母净利润实现较快增长，当年公司在核心产品单晶叶片的研发上实现重大突破，铸造高温合金业务营收同比大幅增长 74.9%。同时，公司在粉末高温合金领域的型号需求开始放量，签订了 FGH4095 挡板等发动机挡板供货合同，新型高温合金业务营收同比增长 20.4%。虽然 2020 年受疫情影响，公司当年营收增速下滑，但净利润仍然保持着较高的增长，体现出公司日益增强的盈利能力。 2021 年以来，受疫情持续反复、原材料价格上涨等影响，公司毛利率出现一定程度下滑。2021 年全年来看，公司实现营收 20.03 亿元，同比+26.35%；综合毛利率 28.2%，同比下降 6.4pcts；实现归母净利润 3.05 亿元，同比 +49.56%，主要由于公司投资净收益贡献 0.60 亿元。 2022 年前三季度，公司实现营业收入 18.98 亿元，同比增长 33.20%，实现归母净利润 2.17 亿元，同比下降 14.32%，一方面因为原材料成本波动，另一方面 2021 年前三季度投资净收益占比较高。随着公司青岛基地、新力通新厂区的顺利投产，常州极光 3D 打印项目取得突破，以及国际宇航业务的不断发展，预计未来公司业绩有望继续保持较好的增长趋势。

2、高温合金——高门槛、广应用、国产化替代正在加速的优质赛道

2.1、高温合金行业稳步发展，市场规模不断增长

2.1.1、高温合金行业发展历程

高温合金是制造航空航天发动机热端部件的关键材料，是航空航天材料的重要成员，也可以广泛应用在石油化工、电力、冶金等领域。高温合金自诞生以来从原来的铁、镍、钴为基，不断发展和演变，以及引入新的加工工艺，从传统的铸造高温合金和变形高温合金，发展出粉末高温合金、氧化物弥散强化（ODS）合金、金属间化合物等新型高温合金，从而大大扩展了高温合金的内涵。

高温合金在材料工业中主要是为航空航天产业服务。六十多年来，中国高温合金的发展密切结合我国航空和航天发动机的研究和生产，研制了多种牌号高温合金，建立了我国高温合金体系，有了相应的生产和科研基地，从而形成了一定的产业规模，满足了我国航空、航天工业发展的基本需求。中国已成为美、英、俄以外，世界上第四个具有自己高温合金体系的国家。

我国高温合金的发展与创新的历程可以分为三个阶段：第一阶段，从 1956 年至 20 世纪 70 年代初是我国高温合金的创业和起始阶段。在苏联专家的指导下炼出的第一炉高温合金 GH3030，拉开了我国研制和生产的序幕，形成了以仿制前苏联高温合金为主体的合金系列。在“自力更生、大力协同”的方针指导下，开发了有我国特色的工艺，形成了与我国装备相适应的生产路线，还自主开发了一批新合金，并攻克了空心铸造涡轮叶片的先进技术。第二阶段，从 20 世纪 70 年代中期至 90 年代中期，是我国高温合金的提高阶段。通过全面引进欧美技术和生产工艺设备，我国不但研制成功一系列新的合金，包括高性能变形合金、铸造合金、定向凝固及单晶合金，而且使我国高温合金的生产工艺技术和产品质量控制等方面上了一个新台阶，基本达到或接近西方工业发达国家的水平。第三阶段，从 20 世纪 90 年代中期至今，是我国高温合金的新发展阶段。本阶段中我国应用和开发出一批新工艺，研制和生产了一系列高性能高档次的新合金。我国建立和完善了旋转电极制粉工艺粉末高温合金生产线，研制了粉末涡轮盘材料；采用机械合金化工艺技术，研制了氧化物弥散强化高温合金和研制了第一代、第二代单晶高温合金、新型定向凝固柱晶合金、低膨胀系数合金、以及耐热腐蚀、可锻可铸的高 Cr 合金等。

高温合金由于其优良的耐高温、耐腐蚀、抗疲劳等性能，已经逐步应用到电力、汽车、冶金、玻璃制造、原子能等工业领域，从而大大提升了市场对高温合金的需求。随着高温合金材料的发展，新型高温合金材料的出现，高温合金的市场需求处于逐步扩大和增长状态。

2.1.2、高温合金市场规模增长

据前瞻产业研究院数据，2015-2021 年我国高温合金市场规模持续上涨，从 2015 年的 77.5 亿元增长到 2021 年的 219 亿元，年均复合增长率约为 18.90%。 2016-2019 年市场规模增长率逐步提高，2020/2021 年受疫情影响有所下降。

目前高温合金行业产能增长以现有厂商扩产为主，但因生产工艺复杂，下游认证周期长等，存在一定瓶颈。2013-2021 年我国高温合金产量呈连续增长趋势， 2021 年我国高温合金产量为 3.8 万吨，年化复合增长率约为 15.7%。我国高温合金产业需求侧增长迅速，2013-2021 年我国高温合金需求量呈现快速增长趋势，2021 年我国高温合金需求量约为 6.2 万吨，年化复合增长率约为 16.6%。需求端的快速扩张使得我国高温合金供不应求，我国高温合金需求缺口总体呈现扩大趋势，对外依存度也同步上升。进入 2021 年，随国内高温合金企业的供给放量，对外依存度出现自 2015 年以来的首次下降。然而考虑到高温合金的高技术含量和较强的军用属性，未来持续降低高温合金对外依存度、提高国产供应能力势在必行。

从全球市场来看，根据产业信息网的数据，2018 年全球高温合金市场规模为 121.63 亿美元，预计 2024 年达到 173 亿美元，年复合增长率 6.14%，远低于国内水平。受到世界航空制造业分布的影响，全球的高温合金主要消费地集中在欧美等航空制造业比较发达的国家或地区，中国及其他地区高温合金的消费量比较小。据前瞻产业研究院数据，2019 年世界高温合金消费市场中，消费量来看美国占比 48%；其次为欧洲，占比 25%；亚洲地区消费占比则为 22%左右，其他地区为 5%。随着国内高温合金需求的不断增长，尤其是航空制造业的快速发展，国内市场份额将继续提升，在世界范围内占有一席之地。

2.2、下游需求旺盛，细分赛道持续增长

高温合金主要应用于航空航天领域，是推动航空发动机发展最为关键的材料。由于其优良的耐高温、耐腐蚀、抗疲劳等性能，高温合金还广泛应用于电力、石油石化、汽车、核工程等领域。

2.2.1、航空发动机领域

航空发动机是高温合金最重要的应用领域，其技术进步与高温合金的发展密切相关。随着新型航空发动机对推重比的要求不断提高，对高性能高温合金材料的依赖越来越大。航空发动机材料进入冷端以钛为主、热端以镍为主的镍、钛、钢“三足鼎立”的时代。

新型的先进航空发动机中，高温合金用量占发动机总重量的 40-60%以上，主要用于燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘四大热端部件，此外还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。

军用航发市场增长空间广阔

根据 World Air Forces 2022，至 2021 年末，中国军队共有 3285 架军用飞机，低于美国的 13246 架和俄罗斯的 4173 架，仅占全球的 6%，居全球第三位。而2021年中国GDP占全球经济比重超18%，军用飞机数量的全球占比仅为GDP 占比的 1/3，与我国经济实力严重不符，未来有着较大的增长空间。在细分种类上，我国在除战斗机之外的各类军机数量上都落后于美国和俄罗斯，且战斗机中有一部分为正在退役中的老旧二、三代（按五代机方法换分）战机。随着战斗机的升级换装和其他类型军机的补短板列装，军用发动机市场将有着广阔的市场空间。

结合高温合金的使用情况，我们将对发动机需求分为三个板块——新增飞机发动机装机需求、现役飞机发动机换装需求、发动机维修需求。发动机换装需求方面：当前军用航空发动机寿命大多数为 1000-2000h，我们取发动机平均寿命 1500h，假设军用飞机每年训练时长约 300h，则军用航空发动机每 5 年需要更换一次。发动机维修需求方面：民用发动机全寿命期的维修成本约占 50%，与发动机本身的价值相当。一般而言，航空发动机在选材时会参考其全寿命期的维修成本，当维修成本高于采购成本 2 倍时，则会选择其他替代材料，因此我们假设维修成本与发动机采购成本相同。新增飞机发动机需求方面：主要考虑未来军用飞机的增量。综合以上假设，我们测算出 2025 年我国军用航空发动机需求总计 6055 台。

民用航发市场发展未来可期

根据 BOEING 公司发布的《Commercial Market Outlook 2022-2041》，未来 20 年全球民用航空领域预计将新增 21,180 架，其中窄体客机数量预计将从 2021 年的 16,520 架增加到 2041 年的 32,770 架，增量贡献最大。我们假设未来 20 年，全球商用飞机数量匀速增长。

在发动机方面，参考军用发动机的测算模式，应当将航空发动机需求同样拆分为三个板块——新增飞机发动机需求、现有发动机换装需求、发动机维修需求。新增飞机发动机需求方面：由于民用发动机市场主要由海外航发巨头垄断，我国参与国际转包业务而承担部分零件供应业务，因此新增发动机需求高温合金需求采用全球发动机市场需求为基础进行测算。现有发动机换装需求方面：一台民用大涵道发动机使用寿命约 20 年，与民用飞机运营寿命接近，因此正常使用情况下，新增飞机不考虑发动机换装需求，仅考虑当前存量飞机的发动机换装需求。参考 LEAP 发动机（1A 2368kg）和 CFM56 发动机（1945kg），我们假设单台民用航空发动机平均重量为 2 吨，可以计算出 2025 年我国民用新增飞机发动机+现有发动机换装共计需求高温合金零部件 1012 吨。

发动机维修需求方面：我们认为发动机维修市场主要由国内自行完成。民用航空发动机在全寿命周期中维修费用约占 50%（即维修费用与发动机本身价值量接近），我们假设民用航空发动机全寿命维修高温合金需求也与发动机初始高温合金用量接近。我们结合中国商飞发布《中国商飞公司市场预测年报（2022-2041）》对未来中国市场商用飞机数量的展望，假设商用飞机总数未来 20 年匀速增长，可以测算出 2025 年发动机维修用高温合金零部件质量约 534 吨。

虽然目前国产 C919 飞机仍采用进口航空发动机，但国产商用航空发动机 CJ-1000A 正在研制中，未来将运用在 C919 大飞机之上。随着商用航发国产替代的推进，包括高温合金供应商在内的国内配套制造企业也将大大受益，充分享受到国内民用航空的市场红利。

2.2.2、航天发动机领域

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。液体火箭发动机主要由燃烧室和喷管、涡轮泵和活门自动器三大部分组成。其中燃烧室和喷管容纳推进剂燃烧，产生 3000℃以上的高温和 30-200 个大气压的高压气体并高速从喷管喷出，形成强大的推力；涡轮泵的作用是对氧化剂和燃烧剂提高压力，以便注入燃烧室。

我国航天产业的发展对高温合金提出了持续的需求。目前，我国已研制出 GH4586、K4169 及可锻可焊的 GH4202（K4202）合金，用于生产我国新一代液氢-液氧火箭发动机 YF-77 和液氧-煤油高压补燃火箭发动机 YF-100 的关键部件。其中，GH4202 高温合金用量占火箭发动机高温合金总用量的 40%以上。

2021 年我国航天共实施宇航发射任务 55 次，居世界第一。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，而每枚火箭涡轮泵及燃烧室总质量占比约 25.3%，即每枚长征七号火箭所用高温合金部件质量约为 2.88 吨。若假设高温合金部件成材率为 30%，则每枚长征七号所需高温合金质量为 9.6 吨。假设未来每年航空发射次数保持在 50 次左右，则预计每年航天发射所需高温合金重量约 480 吨。此外，各类型导弹武器在发动机中也会使用到高温合金。高温合金无余量整体精密铸造涡轮转子、导向器等部件是小型涡轮发动机的关键核心部件，可用于先进中远程反舰导弹、空地导弹、巡航导弹等。美国空军也曾在“阿萨姆”计划（ASALM，先进战略空射导弹）中为应对 ASALM 速度高、射程远的要求以及表面温度超过 593℃的特点，将燃料箱、亚声速进气道包括前框架、后隔框、进气道、下后整流罩、鞍形零件、前后蒙皮、鞍形零件延伸板、隔板 9 种零件全部选用 Inconel718 高温合金（国内牌号 GH4169）制造。目前我国应用到导弹发动机的高温合金母合金材料有 K41、K487 等，随着实战化军事训练的不断推进，演习用导弹也会为高温合金需求带来新的增长点。

2.2.3、其他应用领域

燃气轮机

燃气轮机是以连续流动的气体为介质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。它的结构与飞机喷气式发动机一致，构造有四大部分：空气压缩机，燃烧室，叶轮系统及回热装置。

燃气轮机主要用于地面发电机组和船舶动力领域，工作环境需要承受高硫燃气和海水盐分的腐蚀，工作寿命要求达到 50,000-100,000 小时。涡轮盘在工作时转数接近 10,000 转/分钟，要求材料耐用温度达到 600℃以上，因此设备部件材料必须使用具有耐高温、较高蠕变强度的高温合金材料，目前国内外主要采用镍基高温合金进行制造。目前重型燃气轮机主要由三菱重工、通用电气、西门子、阿尔斯通等公司开发，轻型燃气轮机方面，世界主要航空发动机公司罗尔斯·罗伊斯、通用电气、普拉特·惠特尼等由航空发动机改型研制了 3 代轻型燃气轮机。我国上海电气、东方电气、哈尔滨汽轮机厂等大型发电设备制造集团在生产规模和生产技术等方面近年来有了较大提高，拉动了对发电设备用的涡轮盘的需求。随着我国燃气轮机自主化能力的逐步，后续实现量产将带动对高温合金的需求，国产燃气轮机的大规模应用将为国内高温合金行业带来广阔的市场前景。

2.3、行业护城河宽阔，市场竞争格局明晰

2.3.1、行业进入壁垒

技术壁垒高温合金行业具有技术含量高、制备工艺相对复杂和加工难度高的特点。高温合金产品要求具有较高的耐高温强度、良好的抗氧化和抗腐蚀性能以及良好的疲劳性能，这对高温合金生产企业的技术研发能力、流程设计和质量控制能力提出了较高的要求。特别是对于航空航天用高温合金材料及制品领域，对于质量可靠性、性能稳定性、产品外观尺寸精确性等方面都有着非常苛刻的要求。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，高温合金等先进金属材料领域存在着较高的技术壁垒，如果没有一定的技术储备和研发实力，一般企业很难进入高温合金生产领域。

市场先入壁垒

高温合金等先进金属材料较多应用于航空发动机、燃气轮机、核电装备等高温、高压或易腐蚀等极端恶劣条件下，产品的性能稳定性和质量可靠性是用户最先考虑的因素。用户对供应商选择有严格的评定程序，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，航空发动机产品的研制均需经过立项、方案论证、工程研制、定型等阶段，从研制到实现销售的研发周期长、研发投入高、研发风险大，根据现行武器装备采购体制，通过定型批准的产品才可实现批量销售。

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，未取得许可不得从事相应生产活动。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。

2.3.2、市场竞争格局

出于国防安全以及国家竞争地位的考虑，发达国家对我国相关领域的技术和产品实行封锁，因此在国内市场的相关应用领域中国企业与国际竞争对手没有直接竞争关系。我国高温合金行业从业企业数量少，整体技术开发水平与国际先进水平还有较大差距，整体产能、实际有效产量较小，尤其是高端航空用高温合金的有效产能远远不能满足日益增长的市场需求。又因为高温合金企业扩产往往需要特种冶炼设备，扩产项目建设周期较长，故高温合金的产能扩建较慢，供需缺口较大。国内现从事高温合金材料及高温合金精密铸件生产的企业数量有限，主要是国家在计划经济时期规划的高温合金生产基地和研发基地以及一些原航空工业配套高温合金铸件的专业铸造单位。

目前国内从业企业间主要属于竞合关系，直接竞争较少，各主要企业产品定位错落有致，各有所长，基本上以努力实现技术创新、扩大产能、满足市场需求为目标共同发展。这些企业在高温合金的产业链上各司其职，略有部分重叠，但也各具特色。从制造工艺来看，高温合金可以分为铸造高温合金、变形高温合金和新型高温合金三类，我们拆分成三个细分市场来分析市场的竞争格局。

（1）铸造高温合金制品

铸造高温合金的产品主要可以分为两类：铸造高温合金母合金和精密铸件。其中，精密铸造工艺是铸造高温合金的核心难点，因此精密铸件的产品附加值远高于铸造母合金。例如 2019 年图南股份的铸造母合金和精密铸件单价分别为 24.41 万元/吨和 1061.78 万元/吨，相差 43.5 倍。从事铸造高温合金的企业主要有三类：第一类是以沈阳黎明厂为代表的航发军工体系内的精密铸造厂，专精于顶尖单晶精密铸造涡轮叶片，主要为各大主机厂和其他集团单位提供配套服务；第二类是以钢研高纳、北京航材院、中科院沈阳金属所（中科三耐）为代表的科研机构，主要侧重于基础理论研究和应用研究，在实行市场经济以后逐步由研发向自主生产转型，主要生产结构复杂的高端产品，具备较强的高温合金材料自主研发能力以及母合金熔炼能力；第三类是以图南股份为代表的新兴冶金企业或金属加工企业，多数为民营背景，近年来业务拓展至高温合金领域，由于起步时间较晚，技术积累相对薄弱，因此市场份额较小，在产品上也会有所侧重。

（2）变形高温合金制品

变形高温合金在我国高温合金领域应用最广，用量占比约 70%。从事变形高温合金的企业主要有三类：第一类是以抚顺特钢为代表的大型特钢生产企业，其特点是生产设备齐全、拥有大规模熔炼能力，产量较大但以初级产品为主；第二类是以钢研高纳为代表的科研机构，特点是产量较低，产品定位在高端和新型高温合金领域，以高温合金深加工产品为主；第三类是以图南股份为代表的新兴冶金企业或金属加工企业，特点是侧重中低端市场，以民品为主。

（3）新型高温合金制品

新型高温合金主要包括粉末高温合金、金属间化合物高温合金和氧化物弥散强化（ODS）高温合金等，其在我国高温合金领域应用较少，占比仅 10%左右。该领域市场的参与者很少，钢研高纳处于绝对的领导地位，航材院是钢研高纳的主要竞争对手，实力较强但产量较低，西部超导刚刚进入该领域，仅可生产粉末母合金，竞争力较低。

3、战略明确，扩产有序，未来可期

3.1、产品结构调整，探索新型模式

3.1.1、以销定产，降低原材料涨价风险

高温合金使用的原材料主要为镍、铬、钴等有色金属，价格波动较大，从而影响到公司的主要原材料成本。近年来，为应对上游有色金属的涨价风险，公司采用“以销定产”的模式，根据原材料价格的上涨情况，相应提高产品售价，将原材料价格上涨带来的成本增加充分转移给下游用户。公司的铸造高温合金业务直接原材料为自产母合金，受原材料价格上涨影响较小。同时，公司与供应商建立了战略合作关系，保障公司生产经营的原材料供给。此外，公司通过融资增加对高温合金材料产业的投资，不断扩大产能，实现规模经济效应，并推进“提质增效”，降低产品成本。自 2012 年到 2020 年，公司原材料成本占总成本比重从 78.17%下降到 54.54%，成本控制效果明显。

3.1.2、聚焦价值链高端，推进产品结构性调整

由于钢研高纳在大批量熔炼和锻造高温合金方面的优势并不突出，故其产品的“走量”特征即规模化优势并不明显。公司依托于强大的研发生产能力，聚焦于高温合金价值链高端，将产品主要定位在高端铸造高温合金和新型高温合金领域，并将变形高温合金生产线向下游延伸，以高温合金深加工产品为主，实现产品由“坯”到“件”的转变。近年来，公司进行产品结构调整与升级。在公司的三大产品系列中，新型高温合金的毛利率最高，且随着产品研发生产的不断成熟，2018 年以来毛利率稳中有升，22H1 已达到 55%；铸造高温合金的毛利率次之，近两年由于疫情反复、原材料价格高企叠加新产能爬坡等因素，毛利率从超过 30%下降至不到 25%；变形高温合金的毛利率最低，近几年在 20%上下波动，22H1 为 20.56%，但公司已将提高管理水平、改进工艺流程、提升运营效率作为一项长效机制，同时积极推进精益生产、降本增效，并通过布局下游锻造产品以进一步扩大市场，探索提高变形高温合金综合毛利率的方法。

针对不同的产品毛利率水平，公司通过扩大铸造合金产能，增加其业务规模等方式，努力提高铸造产品的占比，并收缩变形产品占营收的比重。从 2016 年到 2021 年，公司铸造高温合金营收从 2.28 亿元增加到 12.01 亿元，CAGR 高达 39.42%，营收占比从 33.45%提高到 59.96%；毛利润从 0.61 亿元增加到 2.94 亿元，CAGR 高达 36.96%，占比从 30.39%提高到 52.59%。变形高温合金营收略微增长，占比从 50.16%大幅下降至 25.14%；毛利润略微增长，占比从 47.18% 大幅下降至 19.32%。新型高温合金营收和毛利润在 2021 年皆取得较快增长， 2016-2021 CAGR 分别为 20.54%和 28.39%，毛利占比从 22.43%小幅提升到 28.09%。

3.1.3、设立产业基金，探索产业链整合模式

打通产业链，形成从合金原材料供应、合金及母合金熔炼、铸造及锻造、机加工、特种工艺处理、功能性大部件简装和部装的完整产业环节的布局是高温合金企业发展的重要方向。近年来，随着我国对航空工业自主能力建设重视度的逐步提高，高温合金下游行业发展提速，主机厂“小核心、大协作”的发展模式为高温合金生产企业提供了良好的发展机遇。在此背景下，2021 年 3 月 29 日，钢研高纳完成以自有资金出资 5,000 万元人民币与关联方钢研大慧投资有限公司等合伙人共同设立大慧智盛产业投资基金，及时通过产业链的垂直拓展及整合，补强自身在加工技术、生产层面的能力，以提升产品价格竞争力、产品一体化交付能力、响应速度等。由于公司目前阶段独立进行产业链整合的困难较多，因此选择与其他投资人合伙设立基金，借助外部资金方支持，循序渐进地对产业链整合进行探索和尝试，实现进一步发展。

3.2、业务纵横拓展，打开市场空间

3.2.1、军品业务稳健发展

军品业务是钢研高纳营业收入的主要来源，也是钢研高纳在行业中的优势业务。公司近年来凭借强大的研发实力，在先进军品配套零部件的研发生产上不断攻关，连续实现技术突破。随着军用发动机（WS-10 等）的国产化替代，公司的军品业务迎来进一步的放量增长。在铸造高温合金的核心竞争领域，公司在某大尺寸型号单晶合金及涡轮叶片上突破核心制备工艺，具备批量交付生产能力。公司还通过技术突破和过程控制提升质量稳定性，实现涡轮铸件批产交付任务，推动大尺寸薄壁精密铸造技术向前发展。布局近乎全部的在研及批产航空发动机型号，为开拓国际市场提供了保障。

在变形高温合金方面，公司 GH4169 变形合金涡轮盘通过梳理供应链和现场改进挖潜，降低产品成本，单月交付记录创新高。公司研制的材料 GH3230 成功应用到新型发动机上，并获得客户订单，这是公司继 GH4169D、Ti2AlNb 等新材料后又一应用到该新型发动机上的新材料。工艺研究方面，公司通过工艺优化和技术改造，制备出 GH4061 大尺寸板材、棒材，满足了航天发动机用材需求。在新型高温合金方面，公司研发生产的 FGH4091、FGH4095、FGH4096、 FGH4097、FGH4098 等粉末高温合金盘锻件满足了国家多个重点型号航空发动机的设计和应用需求。随着粉末高温合金市场需求快速增长，型号需求开始放量。 FGH4097 高压涡轮盘在某盘件国产化招标中竞标第一，近年来又在 FHG4096 和四代粉末盘制备技术上取得重大突破，为未来粉末高温合金的批量生产提供了保障。

Ti2AlNb 金属间化合物依托多年来的技术储备，持续保持技术领先优势，完成新产品试制工作，在等温锻造方法上取得突破。通过与公司其他事业部门合作，完成某 170 公斤 Ti2AlNb 棒料制粉工作，拓展 Ti2AlNb 锻件在涡轴发动机领域的应用。2020 年，金属间化合物事业部采用普通模锻工艺成功试制出某先进航空发动机用大规格 Ti2AlNb 合金复杂结构模锻件，在国内首次突破了难变形 Ti2AlNb 合金成形能力限制，为 Ti2AlNb 合金的应用和推广提供新的可能。难变形 Ti2AlNb 合金模锻成型制备技术的掌握使钢研高纳在先进航空发动机用金属间化合物材料研制领域继续保持国内领先地位。在各类型产品研发不断取得突破性进展的同时，公司军品配套零部件也成功应用在各先进型号上，未来有望通过型号产品的进一步放量来贡献更多利润。在不涉密的公开招投标结果中，公司近年来中标成果斐然。

3.2.2、国际宇航业务开拓顺利

公司“十四五”规划提出，未来目标实现由国内航空航天为主到国内航空航天、国际宇航并举的市场突破，部分领域实现由“航发”到“航空”的转变。公司 2019 年决定进入国际宇航市场，目前进展良好。公司已经顺利通过 AS9100 国际宇航质量体系认证及 NADCAP 特殊过程无损检测认证，同时，热处理和焊接的审核准备工作正在有条不紊展开。通过体系认证，全面系统地提升了公司质量管理和特殊过程的管控能力，为国际民用航空产品生产提供了质量保障，为市场开拓奠定了基础。通过开拓实施国际宇航业务，公司引入了国际先进铸造工艺技术和设计理念，集中力量进行技术突破，建立完善的宇航技术、质量、生产、管理体系和专业项目团队。

在市场开拓方面，公司 2020 年上半年已积极同国际公司签订订单及长协，与霍尼韦尔、罗罗、赛峰等多个世界知名发动机公司建立了良好的合作关系，获得了客户高度认可，并建立完善的宇航技术、质量、生产、管理体系和专业项目团队。2021 年 4 月，经过两年多的市场开拓，公司和霍尼韦尔航空航天集团就高温合金及轻质合金铸件签订了十年长协，并与之签订了战略合作备忘录，标志着公司国际宇航业务又向前迈出了一大步。在产能方面，公司 2019 年 6 月通过银行借款和自有资金的方式投资 2.66 亿元，于青岛新建航空高温合金精密成型件车间，形成年产航空高温合金精密铸件 950 台套的生产能力，包括大尺寸高温合金机匣铸件、中小型结构件和尾喷口调节片类结构件等。该项目建设期为 18 个月，预计 2023 年达产。

3.2.3、石化冶金业务景气度明显提升

乙烯是石油化工产业的核心，占石化产品的 75%以上，乙烯裂解炉是乙烯生产装置的核心设备，其生产能力及技术的高低，直接决定了整套乙烯装置的生产规模、产量和产品品质，因此对乙烯裂解炉用高温合金提出了较高的要求。乙烯行业重资产属性明显，一轮景气周期一般在 10 年左右；本轮景气周期始于 2015 年，在油化工、气化工和煤化工三大工艺路线的叠加驱动之下，扩能幅度较显著。增量市场方面，2020 至 2022 年国内新增产能 1915 万吨，增量约 11%；一般一台 10 万吨产能的乙烯裂解炉中裂解炉管为 60 吨左右，对应年 3830 吨的裂解管需求。存量市场方面，根据《石化和化学工业发展规划（2016-2020 年）》， 2019 年底国内乙烯产能约 2052 万吨，乙烯生产设备每 5-6 年左右需进行一次大修，因此每年约 373 万吨以上存量乙烯设备存在备件需求，对应年 2238 吨的裂解管需求。

制氢炉是是炼油制氢装置的关键设备之一，其中重要部件转化管采用离心铸造工艺生产，工作温度在 900°C-1000°C。根据“炼化一体化”要求，每新建 100 万吨乙烯项目需配套建设 1000 万吨的炼油厂，一般每 1000 万吨炼油需配备 10 万标立制氢炉，每台 10 万标立制氢炉需 240 吨转化管。据统计，2020 至 2022 年国内乙烯新项目及存量设备备件年 10 万标立制氢炉需求量在 47 台左右，对应估算得到制氢炉转化管年需求量约 3760 吨。冶金辐射管、炉辊是冶金行业退火炉、常化炉、淬火炉等装备的主要部件，采用高温合金铸造。根据博思数据发布的《2020-2026 年中国冷轧薄板市场分析与投资前景研究报告》，2019 年我国冷轧薄板产量 3251.6 万吨，连退板和镀锌板分别占 40%和 60%，为 1300 万吨和 1951 万吨。按 50 万吨连退线需要辐射管、炉辊价值 4300 万元，40 万吨镀锌线需要辐射管、炉辊价值 2100 万元计算，辐射管、炉辊高端备件市场总容量约 24 亿元。按平均更换周期 5-6 年，辐射管、炉辊高端市场备件年需求额在 3.9 亿元左右。公司控股子公司青岛新力通是化工领域高温合金龙头，在石化、冶金、玻璃建材高温炉管行业有着深厚的技术积累，在石化领域的百万吨乙烯裂解炉管、万标立级的制氢转化管技术处于前列，并参与了煤化工领域的辐射热管材料的开发，根据公司 2022 年 2 月披露，新力通在乙烯裂解炉管领域的市占率达到 40%，国内排名第一。

2016-2020 年，新力通营收从 1.58 亿增长到 5.24 亿，复合增长率为 34.93%，净利润从 1071 万增长到 1.03 亿，复合增长率为 76.02%，彰显出石化冶金高温合金行业的高景气度。进入 2021 年以来，受疫情反复、原材料价格上涨、新产能爬坡等不利因素的影响，新力通业绩承压。根据公司的商誉减值测试报告，新力通 2022-2026 年预期营收 Cagr 27.2%，2027 年进入稳定期净利率可维持在 14.8%左右，净利润 2027 年可达 2.80 亿。新力通北区新厂已于 2021 年 7 月开始试生产，预计 2026 年以前达产，新增年产能 7000 吨，届时新订单将逐步放量，为公司贡献新的利润增长点。

3.2.4、激光增材业务未来可期

激光选区熔化增材制造技术因具有较高的成形精度、良好的表面质量，已经成为近年来金属 3D 打印领域研究的热点方向，其最大特点是在理论上可以实现复杂异构件的整体精密制造（包括内部复杂结构），在发动机、燃机等相关的复杂架构件等领域拥有良好的应用前景。目前，激光增材技术还存在着对原料粉末要求高、最大加工尺寸有限、后续热处理机理复杂等问题，距离产业化应用尚存在一定距离。然而，行业内对该技术近年来的研发进展较快，若该技术一旦实现产业化应用，将会带来极大的竞争优势。 2019 年，公司进行前瞻性布局，在青岛军民融合创新研究院项目中建设了高温合金增材制造技术研发中心，通过购置引进选择性激光熔化（SLM）和电子束熔融（EBM）设备，试制激光增材新构件，并做适用性研究验证工作。2021年 4 月，公司以自有资金出资 1000 万元与关联方钢研投资有限公司及其他合作方常州钢研极光有限责任公司，正式进入激光增材的产业领域。

美国 GE 公司利用激光选区熔化成形技术为 Leap 喷气式发动机生产燃油喷嘴，2016 年已实现量产，每年的产量约 40000 个，粗略估计年产值达到 8 亿美元。按我国商用航空发动机投产后每年产能 100 台估算，每台发动机的燃油喷嘴组件数为 20 件，每年需求增材制造燃油喷嘴组件超过 2000 套，市场效益超过 2 亿元。未来喷嘴维护及更换需求还将带来更多收益。除了燃油喷嘴外，其他各类试制燃烧室、机匣等部件预计可为钢研高纳形成的研制合同费用可达 500 万元/年以上。另外，在国家或地方可申请到的科研经费预计可达 500 万/年。同时通过在航空燃机领域形成典型示范效应，高温合金增材制造将推广应用于电子、船舶、兵器等更多领域，为公司带来巨大经济效应。通过增材制造的辐射效应，能够更好地促进高纳公司母合金棒材和合金粉末的销售，3-5 年预计可达 5000 万/年以上。

3.3、产能有序扩张，激励提振效率

3.3.1、历次募投进展顺利，德阳项目增强产业优势

上市以来，公司包括 IPO 在内共进行过 4 次募资。 2009 年 12 月公司 IPO 发行 3000 万股，募集 2.3 亿元用于航空航天用粉末及变形高温金属材料制品项目、航空航天用钛铝金属材料制品项目和新型高温固体自润滑复合材料及制品项目等。 2018 年 11 月增发 2670.7 万股，募集资金 3.72 亿元，用于收购青岛新力通工业有限责任公司 65%股权。 2019 年 10 月定向增发 814.7 万股，募集配套资金 1.2 亿元，用于支付交易税费、中介费以及现金对价等。其中航发资管认购 6000 万元，战略投资钢研高纳，使公司与航发集团合作更加紧密。 2021 年 3 月，公司向控股股东中国钢研定向增发 1620.7 万股，募集资金 3 亿元用于补充流动资金。

2021 年 12 月 15 日，公司于德阳经开区举行钢研高纳两机用高端金属盘锻件产业基地项目及钢研高纳—四川华腾航空航天环轧中试基地项目签约仪式。德阳因“三线建设”国家布局现代大工业而建市，是中国重大技术装备制造业基地，具备深厚的重工业基础，有中国二重、东方电机、东方汽轮机等著名企业，与公司高温合金业务有较高的匹配度。德阳基地项目是公司与德阳市强强携手的战略项目，全部达产后可实现年产值 30 亿元以上。公司德阳盘锻和环轧项目有助于德阳构建中国航空航天锻造产业集聚地，有利于公司在德阳形成区域性变形高温合金优势产业生态，抢占相关产业创新制高点。 2022 年 4 月，公司审议通过《关于对外投资设立合资公司的议案》，拟将与航发动力共同出资成立合资公司。西安钢研高纳的成立帮助公司开辟了与航发核心主机厂的深度合作模式，核心供应商通过贴近客户升级配套产能，将大幅加速产业链、创新链的融合发展，促进技术研发迭代和批产保供的效率提升，从而在为我国航空发动机供应链的补链、强链做出贡献的同时，提升公司的市场竞争力。

3.3.2、股权激励有效提升运营效率

公司于 2012 年进行首次股权激励，是较早开始实行股权激励机制的国企之一。公司共授予激励对象的股票期权为 487.87 万份，激励对象包括上市公司董事、高级管理人员以及其他核心骨干人员共计 48 人，股票期权的有效期为十年，分三个行权期，于 2017 年已经行权完毕。为进一步完善公司治理结构，建立健全公司长期激励与约束机制，倡导公司与管理层及核心骨干共同持续发展的理念，充分调动公司董事、高级管理人员及核心骨干的积极性，提升公司的核心竞争力，确保公司发展战略和经营目标的实现，公司于 2019 年 5 月决定以每股 6.23 元的价格向 138 名激励对象授予 1346.83 万股限制性股票，实际共向 132 名激励对象授予 1307.62 万股限制性股票。

3.3.3、注重研发投入，青岛研究院助力军民融合

2018-2021 年公司研发投入从 4605 万元增长到 1.22 亿元，占营收比重从 5.16%增加到 6.07%。此外，公司重视研发团队建设，拥有完善的人才梯队，包含多位国内高温合金材料领域有影响力的技术专家。公司建有“高温合金新材料北京市重点实验室”、“北京市企业技术中心”和“北京市燃气轮机用高温合金工程技术研究中心”，为公司的后续创新发展提供了强有力的后盾。

2019 年 6 月，为响应“军民融合发展”及“创新驱动发展”国家战略，优化公司产业布局，满足公司业务发展需要，公司联合控股子公司河北德凯在青岛市建立平度产业基地和青岛钢研军民融合创新研究院。该研究院将建设公司新的高温构件寿命管理技术研发中心、高温合金增材制造技术研发中心、高温复合材料研发中心和高温合金的跨领域应用研究中心，分别聚焦长寿命、新工艺、新材料和新市场，大大增强公司研发实力。钢研青岛军民融合创新研究院项目一期项目总投资约为 8.1 亿元，建设期为两年，力求从根本解决科研试制与批产相互影响、开拓国际宇航业务面临的提升交付能力和改善生产现场管理以及布局高温合金领域内的先进材料、工艺方向以及应用急需的特种实验平台等问题。建设青岛研究院既响应了“军民融合发展” 及“创新驱动发展”国家战略，又有利于巩固和提高公司产品在高温合金领域的市场地位和技术优势，提升公司综合实力，形成新的利润增长点，对公司未来财务状况和经营成果将产生积极影响。

4、盈利预测

对公司的主营业务按照铸造高温合金制品、变形高温合金制品、新型高温合金材料及制品 3 项进行拆分。结合当前情况以及公司的规划，对各项业务在未来的营业收入以及毛利率作出假设：

（1）铸造高温合金制品

铸造高温合金制品业务，主要产品包括高温合金母合金；精密铸造合金制品；高温合金叶片；高温合金离心铸管及静态铸件；铝镁钛合金铸造制品。产品主要应用在航空、航天、石油化工、冶金等领域。当前我国航空航天及国防建设的快速发展，以及石油化工、冶金等领域的稳定发展，为铸造高温合金行业带来大量需求。 2022H1 公司铸造业务实现营收 6.03 亿元，同比+17.3%，毛利率 23.73%。随公司前期项目（新力通扩产 7000 吨石化炉管、乙烯裂解管，2021 年投产；山东高温合金精铸件，2020 年 12 月投产；轻质合金铸造项目，2020 年 12 月投产）的逐步投产、爬坡，结合公司公告中对项目产值的估计，我们预计公司 2022-2024 年铸造高温合金制品营收分别约 16.2/20.5/26.0 亿元，同比分别 +34.7%/+26.9%/+26.8%。综合考虑原材料价格、产能爬坡等因素，预计铸造高温合金制品毛利率分别约 25.0%/27.0%/29.0%。

（2）变形高温合金制品

变形高温合金制品业务，由于行业竞争较为激烈，从近几年该业务营收变化来看，增长速度较为稳健。公司层面积极拓展下游锻件业务，有望借助公司科研能力优势，实现材料性能-锻件产品高效匹配，从而进一步打开变形高温合金制品业务市场空间。 2022H1 公司锻造业务实现营收 3.58 亿元，同比+80.59%，毛利率 20.56%，增速较快主要由于客户需求旺盛。考虑到变形高温合金下游高景气，结合公司德阳基地扩产节奏、产值（据德阳市政府公告，项目达产年产值 30 亿），我们预计公司变形高温合金制品 2022-2024 年营收分别约 6.5/9.0/12.0 亿元，同比分别+30.0%/+37.9%/+33.3%。综合考虑原材料价格、产能爬坡等因素，预计毛利率分别约 21.0%/21.7%/24.3%。

（3）新型高温合金材料及制品

新型高温合金材料及制品业务，产品广泛应用于航空、航天、电子、核电、建材等领域，因该业务可以较好发挥公司的研发优势，且收入基数相对较小，毛利率水平整体高于铸造、变形高温合金制品业务。 2022H1 公司新型高温合金业务实现营收 1.63 亿元，同比+42.88%,毛利率 55.8%。考虑到未来高代次航空发动机升级或将进一步推动对新型高温合金的需求、公司在粉末高温合金、ODS 合金在全市场的领先地位以及公司布局 3D 打印业务实现与粉末合金制备的协同，我们预计 2022-2024 年公司新型高温合金材料及制品营收分别约 4.6/7.1/10.6 亿元，同比分别+60.0%/+55.0%/+50.0%。综合考虑公司产品的稀缺性、原材料价格以及后续降价压力等因素，预计毛利率分别约 56.0%/50.0%/45.0%。

（4）其他业务

2022H1 公司其他业务毛利率 57.7%。公司其他业务体量较小，预计 2022-2024 年增速分别约 40%/20%/20%年化增速，毛利率维持在 55%左右。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】。「链接」