1）高性能材料是航空产品更新换代的技术基础，在航空工业发展中占有非常非常重要的地位与作用，呈现“一代材料，一代飞机”特点。随着航空工业的发展，包括钛合金、复合材料、高温合金等新材料的应用正不断加大。
2）乘数效应带动航空新材料加速放量。我们大家都认为，航空新材料主要有两个增长动力：一是军民机升级过程中，单架飞机新材料结构占比上升；二是我国新一代战机、运输机等重点型号迎来放量。在结构占比与飞机制造量齐升下，航空新材料用量有望迎来快速提升。
3）相比一般民用级材料，军用级高性能材料的附加值更高，将提高更大的成长弹性。以碳纤维及复合材料制品为例，军用级价格是民用级的15至20倍，仅3%用量可贡献30%的市场价值。
1）我国进入航空工业加速升级阶段，新一代运输机、新一代战斗机将逐步上量、替代旧型号；民机制造进入自主化新时期，从而带来可观的复合材料、钛合金及高温合金等航空新材料需求的增量市场。
2）仅考虑可预见的军民机型，我们预计，未来三年钛合金、复合材料与高温合金年均用量分别有望达273吨、137吨与137吨；未来10-20年钛合金、复合材料与高温合金年均用量为1968吨、2421吨、496吨。
3）从成长潜力看，三种主要新材料的年均用量有望实现三年翻倍、十年九倍增长。从未来三年看，受益于军机新型号放量，钛合金增长确定性强，年均用量大于复合材料与高温合金；从中长期年均用量看，复合材料的成长空间最大（18倍）、钛合金有7倍提升空间，高温合金有4倍成长空间。
军用新材料具严苛的军工配套要求，进入壁垒较高。目前，包括光威复材、宝钛股份、钢研高纳、火炬电子、西部超导等优质国内企业供应重点型号材料。此外，随着我们国家新材料技术不断的提高，部分企业具备“走出去”能力，如宝钛股份、光威复材分别与国际飞机制造商、风电叶片制造商战略合作。
我们建议关注国内深耕航空新材料的优质公司：光威复材（碳纤维，军品与风电放量、与Vestas合作）、宝钛股份（钛材龙头，高端占比逐步提升、与国际民机制造商战略合作）、火炬电子（陶瓷基复合材料）、钢研高纳（高温合金）、西部超导（高端钛材+高温合金）。
航空材料是推动材料科学与工程持续不断的发展的主要动力之一，既是研制、生产航空产品的物质保障，又是航空产品更新换代的技术基础。其中，结构材料是航空材料的重要组成部分，在航空工业发展中占有非常非常重要的地位与作用。
结构材料是航空工业发展的重要推动力。相比功能材料，结构材料的需求量、应用面更广，能够大范围的应用于军工、航天航空、船舶、风电等领域。就航空工业而言，结构材料主要使用在于飞机机体、发动机壳体等，且考虑到飞机不同部分的重量、温度等情况，采用的材料强度、硬度、韧性及塑性均有所区别。
在航空制造百余年发展的过程中，飞机材料的更新换代呈现出高速迭代的状态，呈现“一代材料，一代飞机”。截至目前，航空工业已经历了三代典型材料的更新换代——木布、金属、复合材料，以空客、波音为代表的飞机制造商均推出以高性能材料为主的民机（复合材料、钛合金结构质量分数分别超过50%、15%），以使飞机在维持原强度的前提下减轻重量。
航空材料正朝高性能化、多功能化、低成本化与结构功能一体化方向发展，现阶段最重要的包含复合材料、高性能合金与高温材料等。
根据材料特性，我们粗略地将高性能材料的应用面归纳为机身与发动机，其中，机身材料更注重轻质与高强度，降低结构重量以提高经济效益，诸如碳纤维复合材料、钛合金与新型铝锂合金是较好的材料选择；发动机材料最重要的指标是耐高温，高温合金、陶瓷基复合材料等在热端部分的加大应用能大大的提升发动机推力，来提升整架飞机性能。此外，特种工程塑料等材料在飞机零部件上应用较多。
在航空工业发展的过程中，航空器对重量的要求一直十分严苛，有“一克重量换一克黄金”的说法，结构减重不仅能加强飞机性能，也是提高经济效益的关键。
结构轻量化和与之相关的“低油耗”是目前航空制造领域的竞争焦点之一，油耗多少直接体现了飞机及其发动机服役寿命期的经济性和环保性的优劣。复合材料与钛合金以其比强度高的优异性能，可以帮助飞机实现有效减重，提高经济效益，在航空用材市场取得了广泛应用。
从典型的军机来看，美国新型战机复合材料、高端钛合金结构质量分数约为24%、39%，相比上一代提升12pct、26pct，粗略估计，单架新型战机复合材料与高端钛合金用量是上一代的2.7倍与4.0倍。
新型战机中复合材料与高端钛合金用量占比大幅度的提高。根据洪都培训基地《航空金属材料结构》所述，以美国、俄国等为代表的战机结构材料迭代快速，树脂基复合材料、钛合金质量分数提升最快，替代原来使用占比最大的铝合金与钢材。以美国生产型F22为例，树脂基复合材料、钛合金的质量分数分别为24%、39%，相比第三代战机提升12pct、26pct，用量占比大幅度的提高。
单架新型战机的机体复合材料与高端钛合金用量是上一代的2.7倍与4.0倍。战机结构重量一般占空机质量的30%[1]，我们以此与材料结构质量分数为基础假设，谨慎估计，一架四代战机的钛合金机体结构用量是三代战机的4.4倍，提升约2.9吨；树脂基复合材料机体结构用量是三代战机的3.0倍，提升约1.6吨。
不仅在军机领域，复合材料与钛合金在民机的不断迭代中也扮演重要角色。在空客与波音最新一代的客机中，复合材料与钛合金机体质量分数占比约为50%与15%。
以飞机制造商空中客车为例，在最新的A350XWB大型民机中，复合材料的用量提升最快，在机身、机翼与尾翼上均有大量应用，全机结构质量分数为53%，相比上一代民机A380大幅提升31pct；同时，钛合金结构质量分数为14%，相比A380提升4pct。
单架新一代远程宽体客机机体的复合材料与钛合金用量是上一代的2.3倍与1.3倍。对照军机情况，我们谨慎、合理地假设民机结构质量系数约为50%，粗略估计，一架A350大型民机大约需要71吨复合材料与19吨钛合金，分别是上一代A380材料用量的2.3倍、1.4倍，提升约41吨、5吨。
推重比是航空发动机最核心的性能指标，提高涡轮前进口温度能够提升发动机的推重比，因此对耐高温材料需求突出。
发动机是飞机的“心脏”，是确保飞机使用性能、可靠性与经济性的决定性因素，其性能的提升与所使用的耐高温材料密切，飞机航程加长与速度提高要求发动机更大的推力、推重比，这在某种程度上预示着发动机的压力比、进口温度、燃烧室温度以及转速都须极大提高。
根据美国先进战斗歼击机研究计划和综合高性能发动机技术探讨研究计划，发动机推重比要达到20，其油耗比要比目前再降低50%。对于推重比在15～20的发动机，涡轮前进口温度最高达约2300 ℃，因而除高比强度、高比模量外，对耐高温性能的需求更为突出。
目前，航空发动机主要结构材料包括高温合金与钛合金，质量分数分别为40%与30%；未来陶瓷基复合材料等由于其优良的特性，将成为发动机升级换代的核心材料。
根据世界著名发动机公司罗尔斯-罗伊斯（Rolls-Royce）公司对航空发动机材料发展状况作出的统计和预估，传统的铝合金及结构钢在发动机中的用量会促进减少，而镍基高温合金、钛合金等材料的使用有所提升；一些新型高温结构材料，如金属间化合物（Ti3Al、Nb3Al等）、陶瓷基/金属基复合材料（CMC、MMC）将是发动机材料选取趋势。
高温合金是航空发动机提升推重比的基础材料，主要使用在燃烧室、导向器、涡轮叶片与涡轮盘四大热端部位；钛合金在500℃以下稳定性很高，应用于压气盘、静叶盘、机壳等；陶瓷基复合材料属于发动机先进程度的提升关键，目前最先进的发动机涡轮前进口温度逼近高温合金的熔点，而陶瓷基复合材料是航空发动机减重增效“升级换代”的核心材料。
根据《Global Commercial Aero Turbofan EngineMarket》，以质量计算，航空发动机中镍合金、钛合金和特钢分别占比40%、30%、25%。以装配在美国战斗机F22上的发动机（型号：F119-PW-100）为例，发动机重量为1.36吨，以上述质量占比粗略估算，一台F119-PW-100发动机用镍合金0.54吨，用钛合金0.41吨，一架F22配置双发，发动机共用1.09吨、0.82吨镍合金与钛合金。
除了航空工业，高性能材料在其他军民用领域具有广泛的应用，具体包括军工行业中的火箭、导弹及航天飞船工业、船舶及舰艇制造业、其他常规军品制造等等，民用中的医疗、体育器材、汽车、建筑等新兴领域。
根据《2019全球碳纤维复合材料市场报告》，2019年全球碳纤维市场总需求约为10.37万吨，同比增长约12%，应用领域多样化。其中，航天航空领域相比去年增长12%，主因波音787及空客350产量增加所拉动；风电叶片需求强劲，同比增长16%，主要依赖于风电具有VESTAS强势驱动。
我们认为，碳纤维未来依托各大新兴领域打开更大的市场空间。得益于碳纤维及其复合材料的优异特性，已在航天航空、交通运输、能源领域、工程领域与船舶应用等多领域承担重要角色。
钛集高比强度和优异的耐腐蚀和抗老化性能于一身，是理想的船舶舰艇制造用材，尤其是需要在深海运转的潜水器。我国“蛟龙号”载人潜水器就首次采用了俄罗斯制造的钛合金耐压壳，成为国产潜水器大规模采用钛合金材料的成功案例。2015年5月，我国首个国产4500米潜深载人潜水器耐压壳在洛阳船舶材料研究所出厂。该耐压壳使用了我国自主研制的Ti80钛合金材料，标志着我国突破了Ti80大规格厚板研制、球瓣成型、球瓣机加工、焊接、无损探测等关键技术研究。
民用方面，钛合金目前大多数都用在医疗、体育器材、汽车、建筑及娱乐音响等高端应用场景。以医疗领域为例，医用钛合金大多数都用在生产和制造外科植入物和矫形器械产品，钛及钛合金密度较小，弹性模量低，能够尽可能的防止局部骨吸收现象的产生，因而是十分优良的人工骨、关节等硬组织替换材料。典型产品如牙种植体、人工关节和血管支架等。外科植入物中的钛合金用量正以每年5%-7%的速度增长。
我国进入航空工业加速升级阶段，高性能材料占比高的军机型号（如新一代运输机、新一代战斗机）将逐步上量、替代旧型号，民航制造进入自主化新时期，从而带来可观的复合材料、钛合金及高温合金等高性能材料的需求增量市场。
仅考虑可预见的军民机型，我们预计未来3年钛合金、复合材料与高温合金年均用量分别有望达273吨、137吨与137吨；未来10-20年钛合金、复合材料与高温合金年均用量为1968吨、2421吨、496吨。从远期材料用量成长潜力来看，复合材料成长性最大（18倍），钛合金有7倍提升空间，高温合金有4倍成长空间，如考虑未来民机发动机国产化，航材有望打开更大的应用空间。
空军装备作为我国核心武器之一，将受益我国国防开支的稳健增长与装备升级需求，未来5-10年空军新老机型的加速更替将是大势所趋。
2020年年度国防预算同比+6.6%，实现稳健增长，将带动装备采购需求；根据该党的十九大报告提出的“确保到2020年基本实现机械化，信息化建设取得重大进展，战略能力有大的提升”、“形成联合作战能力、全域作战能力”，国防军费有望向装备升级与换代倾斜，新一代战斗机与运输机有望迎来新增长。
我国的空军实力与美俄发达国家仍存在不小差距，具体体现为数量不足和现代化机型比例不高，未来5-10年空军新老机型的加速更替将是大势所趋。我国空军飞机总量虽然在全世界排位第三，但从数量上来看，我国军机数量仅为美国的1/5，其中运输机和教练机数量明显不足；从先进程度上来看，我国的现代化战机（三代机及以上）比例为50%，而在美国，这一比例则高达近90%（IISS统计数据）。
航空武器装备升级的另一个重要方面，就是航空发动机的国产化，对应高性能航空材料一块巨大的增量市场。
我国已成立航发集团，预计航空发动机的自主设计研产能力将是未来很长一段时间内的攻坚重点。目前，我国WS-10“太行”涡扇发动机及其改进型的性能指标已可与美国普惠F100和通用电气F110相当，是目前来看最有希望取代俄制AL-31，列装J-10、J-11和J-20等空军主力战机的航发产品。
民用航空领域，我国正处于发展的起步期，未来空间广阔，将成为全世界民用航空最大市场（万亿级美元），未来20年年均需求约400架。
中国是未来20年全球唯一万亿级美元的民用飞机市场，未来发展空间广阔。根据波音发布的2019版《中国民用航空市场展望》，中国未来20年间将需要8090架新飞机，总价值达1.3万亿美元，根据预测数据，我们粗略估计，未来20年，我国市场年均需求约400架民用飞机。
我国民航业正加快速度进行发展，未来两款主力机型——ARJ-21和C919将进入放量阶段，有望带来高性能航材更多需求
随着我国民航业发展，未来两款主力机型（ARJ-21、C919）有望进入量产阶段。根据中国商飞官网信息，第四架C919将于今年完成首飞，累计获取28家客户815架订单；ARJ-21新支线飞机已正式投入航线研制项目已正式启动。
我们认为，国内民机制造产业的持续不断的发展将对我国高性能材料行业提出更大的需求、带来更多的机遇。以C919为例，根据西部超导招股说明书、北京日报报道的信息，国产大飞机结构中，钛合金、复合材料与第三代铝锂合金的结构质量分数分别为9.3%、12.0%和8.8%，量产后将产生大量高性能航材需求。
此外，根据CR929总设计师陈迎春在“2017北京航展首届国际航空发动机论坛”上披露的信息，CR929复合材料、钛合金占比相比C919提升快，其中，复合材料的结构质量分数为55%，钛合金机构质量分数为16%。
测算范围：仅考虑五种可预见的新型军民机型，包括新一代运输机、新一代战斗机、ARJ-21、C919、CR929（预计2027年交付，加入中长期预测）；
合理假设结构质量系数约为50%，即不把非结构件以外的情况考虑在内，达到更合理的测算效果；
假设未来新一代运输机、新一代战斗机全部采用国产发动机，民航客机则全部装配进口发动机成品，因此在测算中仅将新一代运输机、新一代战斗机两款机型的航发材料考虑在内；
为了统一口径，测算仅以最终飞机成品用量为准，最大的目的是看成长潜力，若考虑成材率，用量将大大高于本文的测算数据。
首先，我们基于相关文献信息与可比机型对单架飞机的航材需求（钛合金、复合材料、高温合金）进行估算。详见图表33，以C919为例，假设发动机进口，仅考虑机身结构，单架国产大飞机钛合金、复合材料用量约为1.96吨、2.53吨。其他各机型测算过程详见图表34-35）
在对中期（3年左右）和远期（10-20年）不相同的型号飞机年均产量做到合理假设的基础上进行高性能航材预测。我们测算，2019至2021年，高性能航材年均需求有望实现翻倍；未来10-20年的年均需求约为短期年均需求的9倍。
我们预计，未来3年，新一代运输机、新一代战斗机、ARJ-21、C919这四种主要机型的批量生产交付将产生确定性的高性能航材增量需求，对应钛合金、复合材料与高温合金年均用量分别有望达273吨、137吨与137吨。远期预测中加入CR929机型，预计未来10-20年钛合金、复合材料与高温合金年均用量为2421吨、1968吨、496吨。
市场空间中长期增长具潜力。短中期看，以碳纤维为例，未来三年年均用量相比当前用量翻倍；远期看，随着国产大飞机、新一代军机批量生产，复合材料、钛合金及高温合金的远期年均用量是中期年均用量的18倍、7倍与4倍。若考虑长期民机发动机国产化，高性能航材将具更大的成长空间。
高性能航材有望实现三年翻倍的成长空间。以高端碳纤维为例，我们测算，未来三年，仅计算航空用碳纤维，年均需求大约为560-660吨，是2017年的2-2.5倍；若考虑通飞无人机、航天及其他武器装备，未来三年高端碳纤维年均需求约为1000吨，是2017年的约1.8倍。
若考虑高性能材料在船舶、兵器及其他民用设备领域，则有望获取更广褒的市场空间。
相比一般民用级材料，军用级高性能材料的附加值更高，将提高更大的成长弹性。以碳纤维及复合材料制品为例，军用级价格是民用级的15至20倍，仅3%用量可贡献30%的市场价值。
航空航天及武器领域一直是碳纤维的传统应用市场和对纤维性能要求最高的应用领域，代表着碳纤维应用的制高点。目前，航空航天及武器领域的碳纤维用量虽不大，但得益于高的附加价值，市场价值贡献较大。根据江苏恒神的沈真在《从国产碳纤维的处境谈碳纤维“全产业链”》中的表述，2017年，航空航天及武器领域碳纤维用量仅占碳纤维总量的约3%，但贡献了约30%的市场价值。
军用级高性能材料价格是民用级的数十倍。以复合材料制品为例，军用航空结构件、民用航空（国内）用复合材料价格分别为1000至1500万/吨、800至1000万元/吨，约是民用级复合材料价格的15-20倍，具有更高的附加值。
得益于高的附加价值，下游主要为航空的高性能材料供应商毛利率维持稳定且较高。拥有军用级高端碳纤维的光威复材、中简科技的产品毛利率随着产能利用提升，近两年维持在近80%；主要供应高端钛材的西部超导毛利率约为40%，且在上游海绵钛涨价后能迅速恢复高毛利率水平；钢研高纳的高温合金毛利率约为30%至40%，随着后续产能逐步释放，毛利率仍有上升空间。
相较于国际市场，我国航空航天等高性能材料用量仍有较大的提升空间，我们大家都认为，随着高性能航材占比的逐步攀升，长远看，有望产生以数十倍的市场价值增量空间。我们正真看到，从全球看，我国新材料在航天航空领域的应用占比远小于中等水准，其中钛材、复合材料在航空航天应用量仅占总量的约18%、3.7%，相比全球的50%、23%有较大差距。
军用新材料的研制研制技术属于军事机密，在国际上存在严格的进出口限制。因此，我国军用材料市场大多数来源于国内企业的自主研发。鉴于军工配套审批流程存在一段时间周期，我们预计主要供货商将受益重点型号放量。
以钛材为例，我们正真看到美国、俄罗斯钛产品制造企业均供本土航空航天制造或者配套全球民用领域。我国军用航材供货有严苛的供应商资质审批流程，一旦通过评审，标志着配套项目长期稳定的合作关系。
从国际上来看，美国航空航天级钛材供应商TIMET和ATI等企业，产能全部为美国本土航空制造自用。全球最大的钛产品制造企业——俄罗斯的Vsmpo-Avisima，其用于出口的钛产品也主要为全球知名民用客机制造商配套。
在我国，军用航空材料的开发通过参与军工配套项目的形式进行。我国具有严苛的军工供应商资质审批流程，成为中国军用高端钛材领域壁垒高筑的原因之一。一般而言，从资质认证、参与预研，到正式实现规模生产和批量供应，需要至少6-7年时间。而一旦通过评审，成为合格的军用材料供应商，则标志着一种长期稳定的合作伙伴关系，前期没有参与相关项目的企业短期将很难再取得相关材料的供应资质。
我们对国内具备军工资质、能够批量生产高端军用新材料的公司做梳理，目前格局相对来说比较稳定。其中，钛材主要生产商为宝钛股份、西部超导等；碳纤维与复合材料最重要的包含中复神鹰、光威复材、中简科技、中航高科与火炬电子；高温合金领域主要是钢研高纳、西部超导。
目前，随着我们国家新材料领域技术慢慢的提升，部分公司已开始迈向全球市场，未来有望打开更大的成长空间。相对而言，钛材与复合材料的国际化拓展速度较快，主要拓展的领域为民机与风电叶片，比如宝钛股份、光威复材已分别与国际飞机制造商、国际风电叶片制造商进行战略合作，未来市场空间广阔。
我国已进入航空工业加速升级阶段，高性能材料占比高的军机型号（如新一代运输机、新一代战斗机）将逐步上量、替代旧型号；同时，民航制造进入自主化新时期，从而带来可观的复合材料、钛合金及高温合金等高性能材料的需求增量市场。长期看，部分国内新材料公司已开始慢慢地进入国际视野，迈向更广阔的市场空间。
从成长潜力看，三种主要新材料的年均用量有望实现三年翻倍、十年九倍增长。从未来三年看，受益于军机新型号放量，钛合金增长确定性强，年均用量大于复合材料与高温合金；从中长期年均用量看，复合材料的成长空间最大（18倍）、钛合金有7倍提升空间，高温合金有4倍成长空间。
建议关注国内深耕航空新材料的优质公司：光威复材（碳纤维，军品与风电放量）、宝钛股份（钛材龙头，军品占比逐步提升）、火炬电子（陶瓷基复合材料）、钢研高纳（高温合金）、西部超导（高端钛材+高温合金）。
航空新型号上量没有到达预期：航空军品放量进程不达预期将对影响我们对公行业空间的测算结果、公司业绩放量情况；
原材料涨价的风险：原材料涨价会压缩下游材料厂商的利润空间。比如，钛材的直接上游是海绵钛，海绵钛涨价将直接增加钛材产品的成本，若钛产品制造厂商没有办法进行提价，毛利率将受到较大影响；
其他新材料的替代风险：新材料体系依据应用要求会有所变化，不排除后续其他新材料出现，对复合材料、钛材等进行取代；
应收周转较差的风险：高端材料下游主要是军用等领域，应收账款周转率较差，周转天数达到一年及以上，有款项回收较慢的风险。
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
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