【国君策略｜专题回顾】军工新材料：确定性最强低风险成长赛道——新材料系列策略专题报告二
作者：国泰君安策略团队
摘要
▶ 高性能+轻量化趋势下，军工新材料在三大应用领域需求提升。军工新材料可按应用环节分为航空发动机（高温合计/钛合金/陶瓷纤维）、飞机机构（钛合金/碳纤维）和零部件及涂料（石英纤维/隐身涂料）三个类型。战机随着代际升级其结构重量不断降低，而在速度、机动、隐身等性能上持续提升，因此需不断对材料进行升级并增加用量，结合国产替代趋势下高增需求确定。从基金配置情况看，石英纤维与高温合金配置比例较高，钛合金和石英纤维近两个季度配置提升较快。
▶ 结合产业链层面财务指标验证，军工新材料重点公司景气上行周期凭借高技术+高资本壁垒优势，业绩增长较快，中期成长确定性较强。军工新材料企业经营健康，表现为1）2020Q3以来板块进入新一轮在手订单上升周期，未来业绩存在保障；2）存货和存货周转率同比变化自2021Q1开始共振上升，反应出企业在充沛的营收下主动购进原料并扩大生产，反应企业对未来行业景气情况的信心。3）板块CAPEX增速自2020年以来不断增速，目前增速仍保持高位，优质产能扩张是未来业绩增长的基础。另一方面，军工新材料行业壁垒较高，龙头企业竞争优势显著。行业具备三大壁垒：客户认证周期长，准入资格发放严格，技术难度高且研发投入大，这均对后进入者构成了相对的阻碍，而龙头公司则反而利用自身良好的客户关系，加大研发投入并扩张产能，使得自身竞争优势得以长期维持，保证业绩增长动能。
▶ 国君策略军工新材料金股+受益组合：推荐抚顺特钢/图南股份/光威复材/中航高科/菲利华/火炬电子6只国君策略军工新材料金股组合。
目录
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投资定价以EPS为锚，推荐最具确定性的低风险特征成长赛道：军工新材料
市场风险偏好仍处低位，当前投资定价需以EPS为锚，投资思路沿筹码交易结构+风险特征下沉，成长版块重点推荐关注军工新材料板块。当前市场处于盈利预期“寻底而不知底”、贴现率预期“寻顶不知顶”的状态。模糊的需求侧政策与疫情反复下，我们所面临的宏观环境是上游通胀加剧以及经济动能加速放缓。在需求侧政策以及信用宽松趋势明确之前，市场风险偏好仍处低位。另一方面，核心资产当前交易结构并未明显改善，而相较其他品种增长斜率尚且不足，预期层面又在总量下行背景下更加承压，因此也并非本轮风险偏好下行中的最优配置决策。投资思路上，重点应该聚焦于符合低风险特征，EPS盈利改善且具备业绩确定性，有筹码交易结构松动的板块。成长版块内部，我们重点推荐新材料赛道投资机会（具体内容可参考国君策略组于1月24日发布的策略专题报告《从新能源到泛新能源：新材料是最好落脚》），当下，结合EPS增长确定性和成长空间，我们认为，军工新材料赛道配置机会值得关注。
1.1. 军机代际升级放量，军工新材料应用增长
新时代军事战略转向积极防御，武器装备现代化势在必行。当前世界大变局加速演进，俄乌冲突引燃新一轮地缘冲突，大国战略博弈明显升温，国际安全体系和秩序受到冲击，国际形势不稳定性不确定性明显增加。军队作为维护国家安全的保底手段，是支撑中华民族伟大复兴的关键力量。面对当前日益严峻的国际局势，国防部早在2019年《新时代的中国国防》中就指出，尽管我们仍坚持防御性的国防政策不动摇，但新时代的局势战略方针要更转型积极防御，强调遏制战争与打赢战争相统一，强调战略上防御与战役战斗上进攻相统一，形成强大的战略威慑和实战能力。为达成这一目标，发展新型作战力量，实现武器装备现代化势在必行。发改委在对“十四五”规划《纲要》中国防和军队现代化问题的解读中，重点强调了要加速武器装备升级换代和智能化武器装备发展，推动武器装备现代化水平加速迈入世界先进行列。
军费开支仍有提升空间，武器装备投入占比持续提升，航空领域为重中之重。2022年全国财政安排国防支出预算1.45万亿元，同比增长7.1%，增速相比2021年提升0.3个百分点，这也是国防开支第二年增速提升。我国由于长期奉行防御性国防策略，军费占GDP的比重一直维持在较低水平，相比全球主要军事大国更有着明显的差距。在当前复杂的国家安全局势下，国防费适度稳定增长很有必要。军队现代化建设中，加大对武器装备的投入是大势所趋，从结构上看，《新时代的中国国防》中披露我国自2010年以来军费中装备费就有着稳步上升的趋势。而在装备投入中，航空领域更是其中关键。自1991年海湾战争之后，制空权对现代战争胜负的重要性就已经体现得淋漓尽致，根据美国2020-2024武器采办财政预算，40%的费用都将投入飞机的采购与升级。我们认为，在武器现代化和训练实战化的背景下，“十四五”期间我国对航天军工领域的投入将不断增长，新一代军机有望批量下线，航天领域高景气确定。
数量增长叠加结构升级，航空领域市场空间巨大。以战斗机为例，尽管随着歼-20服役，我国与美国之间在战斗机代际之间的差距已逐步缩小，但在现役飞机服役结构上，二代机仍占据了中国战斗机的半壁江山。在现代战斗机中，飞机代际之间存在显著的战斗力差异，老一代飞机在速度、机动性、信息化、武器装备上都与新一代战机有着较大的差距。十四五期间，我国不仅需要在结构上加速淘汰服役年限较久、战斗表现较差的老一代军机，更需加速列装以歼-20、运-20为代表的新型装备，通过大量扩充先进战机实现中国军机数量和结构上的双重升级。
新材料应用是军用飞机性能提升的关键。回顾现代战斗机70余年的发展历史，性能的提升与材料应用的改进是息息相关的。以结构材料为例，战斗机增长的速度、机动能力和武器装备、电子设备携带需求使得结构材料必须不断向高比强度、高比模量（即轻量化、高强度刚度）的方向提升。在第一代和第二代战斗机中，为减轻飞机重量大量使用了铝合金和结构钢。20世纪70年代以后，三代机中开始逐步应用钛合金和一定程度的复合材料，以应对三代机速度和机动性的大幅提升。而在四代机和五代机中，在高温条件的结构强度和隐身要求下，传统钢材和铝合金的应用已大幅减少，钛合金和复合材料的应用则超过了传统材料。可以预见，随着新一代军机列装加速以及武器装备的持续升级，对军工新材料的应用需求将出现显著的提升。
1.2. 盈利预期上调，业绩高增确定
业绩高增持续，板块盈利预期上调。军工新材料板块业绩表现持续改善，近年来其净利润同比增速与ROE水平都呈现高增长的趋势。2021Q3板块整体净利润（TTM）同比增速达49.7%，而根据Wind一致预期，2022E、2023E的净利润增速为40.8%、31.5%，维持在较高水平。2021Q3的整体ROE水平11.8%，2022E、2023E水平分别为17.3%、18.7%，进一步出现抬升。因此，市场对其盈利预测整体不断上调，2021年10月至今，2022E的EPS预测水平整体上调了4.7%，在市场整体盈利寻底的背景下更凸显出市场对其景气程度的信心。
高增的业绩背后，是较低的业绩分歧度。经济总量下行，投资者风险偏好低位的背景之下，具备高盈利确定性的板块更显配置价值。通过分析军工新材料板块分析师业绩预测的变异系数，我们能够一窥市场对于该板块业绩预测的分歧程度。对比全部一级行业，军工新材料板块在2022年业绩预测增速保持高位的背景之下。仍具备较低的业绩分歧程度，变异系数仅为7.65%。
1.3. 景气上行与超配同步提升，2021Q4筹码结构出现一定程度松动
配置比例提升与业绩高增同步演进，2021Q4以来筹码结构出现一定程度松动。2020Q2以前，公募基金对军工新材料的配置并未有明显偏好，板块基本未有明显的超配行为。而板块超配情况的快速提升主要开始与2021年，这对应的正是板块经营景气上行，业绩明显提升的阶段。整体来看，尽管2021Q4板块超配比例依旧出现了提升，但其超配比例在整个国君二级产业链细分行业中的分位水平却出现了一定程度的下降，反映出市场关注程度和筹码结构上还是出现了一定程度的松动，而这也为投资者进一步加仓和进场提供了机会。
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材料应用需求提升，军工新材料具备业绩增长动能
2.1. 三大应用场景图解军工新材料，钛合金与石英纤维材料持股比例提升迅速
从应用领域看，军工新材料主要在航空发动机、飞机结构和零部件及涂料三个方向应用最为集中。航空发动机是飞机的动力核心，而提升航空发动机发展的关键在于提高飞机的热效率，而热力学中著名的卡诺公式则告诉我们热效率提升的关键在于提升输入热源的温度，因此需不断发展高温合金、陶瓷纤维、钛合金等耐高温材料。轻量化和高性能的要求使得钛合金和碳纤维复合材料的应用不断增长。零部件和涂料方面主要是为了适应新一代战机的作战需求，如石英纤维应用于战机的雷达天线罩，为战斗机雷达与整个微波系统在恶劣环境下提供保护。隐身吸波材料则主要服务于战机的隐身性能。
石英纤维、高温合金和钛合金环节基金持股比例高，其中钛合金和石英纤维环节近两个季度持股比例抬升明显。分别统计各环节主动型基金持股市值占自由流通市值的份额，可以看到持股比例最高的是陶瓷纤维环节（火炬电子），不过由于其主营业务是元器件，因此本文暂不做讨论。除此之外，持股比例较高的环节是石英纤维、高温合金和钛合金。从环比变化水平看，近两个季度主动型基金对钛合金和石英纤维环节股票明显增持，关注程度提升明显。而由于隐身材料环节中重点股票华秦科技于2022年3月才上市，因此隐身材料环节暂时无主动型基金重仓持股。
2.2. 高性能+轻量化趋势下，各类新材料应用需求提升
高温合金新材料是航空发动机性能发展的关键要素。航空发动机从结构上可以分为压气室、燃烧室和涡轮，其中高温合金主要应用与航空发动机热端即燃烧室和涡轮环节。在先进航空发动机中，高温合金材料用量占发动机总重量的40%-60%以上。随着军机速度不断提升，发动机工作环境温度越来越高，高温合金的承受温度也从上世纪60年代的800度提高至21世纪的1200度。从航空发动机材料体系的历史沿革来看，主体材料已由第一代发动机的钢，发展到第三代发动机的钛、高温合金和复合材料。高温合金的技术变革能推动涡轮前温度的提升，而涡轮前温度作为核心指标之一是航空发动机分代的重要依据。
军民用飞机交付量增长和发动机国产替代趋势，推动国内对高温合金新材料需求迅速增长。国内应用范围最广泛的仍是变形高温合金，应用领域除先进航空发动机外，还可用于汽车、船舰发动机、能源发电用燃气轮机等领域。当前我国航空发动机的主要应用的即是变形高温合金，其主要用途是在涡轮叶片、导向叶片、主燃烧室、火焰筒、机闸等，也是目前全球范围内应用最为广泛的高温合金品类。伴随军民用飞机交付量的增长以及发动机国产替代大背景，近年我国对高温合金需求不断增长。从市场规模看，2020年需求量达5.5万吨，2018年后国内产能的供需缺口增速有所缩窄。
当前国内高温合金新材料国产替代趋势正在加速。过往由于国内制造的部分高温合金无法满足部分性能、质量需求，因此进口依赖度较高，而十三五期间在两机重大专项[1]背景下，国内部分科研技术得到迅速提升。紧随其后，在《中国十四五规划和 2035 年远景目标》中明确提出“国防实力和经济实力需同步提升，确保2027 年实现建军百年奋斗目标”。当前国内军工装备正加速现代化的关键阶段，大国博弈和自主可控背景下，关键装备、关键材料的发展已经箭在弦上。未来，新一代核心发动机的定型与批量装载，将直接推动高温合金领域需求增长与进口替代。
[1]“两机”重大专项是指我国在“十三五”期间设立的航空发动机和燃气轮机重大专项。这一重大专项的设立旨在突破“两机”关键技术，推动大型客机发动机、先进直升机发动机、重型燃气轮机等产品研制，初步建立航空发动机和燃气轮机自主创新的基础研究、技术与产品研发和产业体系。
推动新一代战机轻量化，钛合金用量显著提升。航空钛合金主要应用于飞机结构件、发动机结构件以及航空紧固件等。钛合金以其低密度、高比强度、耐热和耐腐蚀等特性在飞机和航空发动机领域得到了大量的应用，对飞机和航空发动机的减重效应和性能有显著的提升效果。在我国战斗机代际升级的过程中，钛合金的应用水平显著提升，从歼7仅仅不到10kg（总重占比不到0.2%）提升至歼20约20%的结构重量占比。随着后续新代际机型的陆续列装，钛合金的用量呈现显著上升的趋势。据测算，2020年我国航空钛加工材应用量达1.72万吨，同比增长36.7%。
碳纤维复合材料军机轻量化升级的另一关键材料。碳纤维复合材料是航空工业应用最广的复合材料之一，密度仅为铝合金的60%。在飞机结构设计中大量使用可以使结构质量减少20%-25%。复合材料从20世纪70年代开始应用于非承力或受力较小的部件，而到了新一代军机中，复合材料已经广泛用于机翼、机身等主要受力结构上。如在歼20中，我国就在机身，机翼，垂尾，进气口以及鸭翼上等多个主要承力部件中使用了复合材料。在这一趋势下，复合材料在军机结构中的质量占比也出现了显著的提升。目前应用于航空领域的主要是树脂基碳纤维（聚丙烯腈纤维），流程上需经历原丝-碳纤维-预浸料-分切-自动铺放-热压罐-检验-机加-装配等繁琐的工艺，因此在产业链上也可以划分出原丝和碳纤维生产，预浸料生产以及航空复合材料生产等环节。近年来随着国内航空市场扩大，航空航天树脂基碳纤维材料需求达2615吨，金额达183亿元。
主战装备隐身化趋势下，隐身材料应用快速增长。军事探测技术主要包括使用雷达、红外线、激光以及可见光等方式对地方单位进行探查，其中以雷达和红外线探测为主要手段，而隐身材料正是帮助军机规避探测，实现“隐身”的关键手段。以雷达隐身材料为例，其可以通过吸收衰减入射的电磁波，将电磁能转化成热能而耗散掉或使电磁波因干扰而消失，通过消除雷达反射已降低被勘测到的可能性。我国战斗机自歼20开始正式开始具备隐身性能，而除军机外，隐身材料还能广泛应用于导弹、坦克、潜艇与舰船等各类型军事装备上。纵观历史，世界军事强国的隐身武器装备均呈现出从部分隐身到全隐身、从单一功能隐身到多功能隐身、从少数武器装备隐身到实现多数主战兵器装备隐身的发展趋势。可以说隐身材料是现代装备提高生存能力和突击能力的关键所在，未来需求将呈现快速增长。
2.3. 经营表现优异，龙头优势显著，板块具备业绩持续增长动能
在手订单充裕，经营扩张加速，产能投资高位，军工新材料板块业绩增长具备坚实的支撑。深入经营层面，军工新材料具备确定性的业绩高增本质上源自板块经营表现的优异。我们从三个角度对此进行解读：
1）预收款项+合同负债同步增速上行，在手订单充裕。这一指标反应了军工新材料板块在手订单的情况，板块自2020Q3至今进入了新一轮的订单上行周期，在手订单金额迅速提升，是未来业绩增长的坚实基础。
2）存货与存货周转率共振抬升，企业主动扩大生产。对于稳定经营的企业，存货周转率与存货水平通常呈负相关，如2020年以前的军工新材料行业。但自2021Q1开始，在行业存货水平上行的趋势之下，存货周转率也同步出现了提升。在存货内部结构保持稳定、企业正常经营的状态下，这样的共振上升反映出企业在充沛的营收之下，主动购进原料并进行扩大生产的经营行为。
3）CAPEX维持高增，优质产能陆续释放。企业当期良好的经营情况叠加对行业需求明确增长的信心和预期推动板块CAPEX自2020年开始不断增长，增速也快速抬升。2021Q3板块整体CAPEX-TTM增速仍维持在40%以上的高位水平。科技行业作为供给决定需求的行业，优质产能的扩张是行业未来业绩高增确定的又一保障。
军工材料行业通常具备较强的行业壁垒，因此龙头企业可以维持自身竞争优势。从行业特征来看，军工新材料行业基本都具备三大壁垒：客户认证周期长，准入资格发放严格，技术难度高且研发投入大。具体来说，由于军工材料的应用场景特殊，因此下游客户在选择供应商时会进行严苛且长期的评审，而一旦评审通过，客户通常不会更换供应商。因此军工新材料板块大多数环节的集中程度比传统制造业产业链更高。另一方面，国家对于军品生产采取严格的资质审查和较长的考核周期，这也从另一层面对新进入者构成了限制。而从研发角度看，航天材料具备“一代军机，一代材料”的特性，军机升级的需求需要企业不断加大投入研发新的高性能材料，并提高生产工艺水平以确保良率。军工新材料板块的科研费用率相较制造业产业链整体同样更高，庞大的研发投入也使得新进入者难以同龙头竞争。
全球高温合金与钛合金供给高度垄断，前苏联加盟国家是我国军工材料主要进口来源。与一般商品不同，军工新材料由于涉及国家安全一般在出口上受到诸多限制。以高温合金为例，海外产能主要分布在美、英、俄、德、法、日等国家。而其中更是由三大航空发动机公司主导，包括美国的通用、普惠，英国的Rolls-Royce公司。由于英、美能发动机和高温合金强国对我国实行武器禁运和出口管制，我国只能从俄罗斯、乌克兰等国家进口发动机整机。高端钛合金方面情况类似，全球军品钛合金产能主要分布于美俄中日以及前独联体地区，其中产能以美俄两个为主。但我国高端钛材进口则主要来源于乌克兰与哈萨克斯坦，根据宝鸡钛产业研究院披露，2020年中国向乌克兰和哈萨克斯坦分别进口2310吨与1527吨海绵钛，分别占进口总量的48.91%和32.34%。
碳纤维产能供给同样集中于日美欧厂商，但国内厂商崛起迅速。2020年底全球碳纤维产能约170.9千吨，其中日本三大龙头企业约占47.6%，美国占12.2%，德国占8.8%。进口方面，我国碳纤维主要进口地区是日本和中国台湾地区，分别占2020年进口金额的21%和11%。但近年国内厂商如中复神鹰，光威复材均有较大扩产计划，国内厂商正在崛起。
军工新材料领域国产替代加速。近年随着我国航空发动机自主研发力度持续加大，国家“两机”重大专项、“飞发分离”等政策落实，军工新材料的国产化率不断提升。就重点材料来说，高温合金国产化率在历经下滑之后于2020年回升至60%，而碳纤维的国产化率则一致稳步提升，2020年为37.8%。钛合金领域，我国整体产业链较完善，自主生产能力较强。但在航空级海绵钛，航空紧固件用钛合金棒丝材方面仍依赖进口。近年来随着大规格钛合金铸锭真空自耗电弧熔炼技术、大规格棒材锻造技术的突破，我国高端领域用钛合金铸锭的生产从3吨锭型发展到8吨锭型，直径300mm~500mm的航空钛合金棒材实现批量化生产。隐身材料方面，由于隐身材料技术涉及重大军事材料的研制，国外在该项技术方面对我国实行严密封锁，近年来主要依赖自主研发实现突破。整体来说，军工新材料领域国产替代空间广阔，且呈现加速趋势。
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国君策略军工新材料金股组合
当前成长板块重点关注阿尔法机会，军工新材料板块兼具短期业绩高增确定性和中期成长空间特性，推荐国君策略6只军工新材料金股组合。
免责声明
国泰君安策略团队
方奕：首席策略
负责领域：大势研判/行业比较
执业编号：S0880520120005
陈熙淼：联席首席策略分析师
负责领域：行业比较/大势研判
执业编号：S0880520120004
黄维驰：资深策略分析师
负责领域：行业比较/大势研判
执业编号：S0880520110005
苏徽：资深策略分析师
负责领域：主题策略/行业比较
执业编号：S0880516080006
郭胤含：策略分析师
负责领域：大势研判/行业比较
执业编号：S0880122080038
张逸飞：策略分析师
负责领域：大势研判/行业比较
执业编号：S0880122070056
负责领域：行业比较/专题研究
执业编号：S0880122070045