1. 公司发展脉络：依托技术研发拓展行业，凭借上游优势向下延伸
自2005年成立以来，公司深耕碳基复合材料的商业化应用，首先于2006年取得了碳纤维预制体制备的关键性技术突破，次年实现预制体的产业化制备，此后公司往下游应用端拓展，2009年推出了热场产品，完成了初始的技术开发工作；2011、2012年公司分别突破大尺寸碳碳复材制备关键技术、快速化学气相沉积技术，实现了热场的产业化制备；2016年后，公司突破了高温纯化技术，同期实现了对大尺寸、复杂部件的结构和功能一体化，并且对热场系统的设计优化做了研究。
从上述公司发展历程可以看出，公司在业务拓展上的特点为向下一体化，通过把下游做大来放大、加强自身在上游的优势，如通过推出热场产品使预制体技术的效益最大化，通过快速沉积技术实现热场的大规模推广，通过高温纯化技术使热场产品拓展到半导体应用场景。
从技术上看，当前公司核心技术均为内部研发而来，且该技术可延展到多项其他业务中：- 预制体设计和设备制造：可延展至半导体、碳化硅的相关热场设计，同时纤维编织技术与储氢罐的纤维缠绕技术存在关联；
- 化学气相沉积：反应生成物包括高纯碳粉和氢气，可提纯生产；
- 热处理和纯化：结合前两项技术，可以运用在碳陶刹车和碳纸的制备。
从上述分析可知，公司核心竞争力在热场业务中有充分体现，未来在新业务上的延展也依托这些能力。
2.1 光伏热场供需：预计22年头部五家企业产能超6000t，但小尺寸热场产能将逐步退出
由于短期行业供需对公司盈利影响较大，我们对当前热场供需做梳理如下：- 供给侧：近两年新进入者以及行业内企业扩产步伐加快，供给端过剩的压力越来越大，据我们统计，2022年末金博、超码、美兰德、天宜上佳、硅片龙头五家公司名义产能就将合计超过6000t，2023年楚江新材、石金科技新产能投放后，头部公司产能将合计超过9000t。但同时，硅片转型大尺寸进程加快，据贺利氏光伏统计，21年下半年大尺寸渗透率已达54%，预计22年小尺寸热场需求持续降低，小尺寸热场产能也将退出，因此22-23年实际供需情况或好于预期，预计金博大尺寸热场产品仍将保持满产满销，同时凭规模扩大后摊薄成本费用，公司利润也可维持相对较高水平。
- 需求侧：假设22、23年行业装机分别230、288GW，新增硅片产能中碳碳的渗透率分别达70、75%，存量改造比例分别18、25%，则22年新增、改造、替换需求分别约2000、600、3400t，合计约6000t，同+58%；23年分别约2200、900、5000t，合计约8100t ，同+35%；因此后续热场主要需求将切换为原有耗材的替换需求，可持续性更强。
考虑到：1）金博在碳碳加热器方面不断取得突破，未来可进行加热器的碳碳替代；2）随颗粒硅的产销量增加，若CCZ应用比例提升，则由于增加了石英坩埚，会引入更多氧，加大热场部件的损耗；预计后续碳碳热场需求或可超预期。对比供给与需求数据，可以发现2022年的大部分产能仍将由客户主动锁定需求，而2023年随着新增需求降低，行业计划性减弱，或有供给过剩。但是由于行业内一二线企业的成本差异较大，我们认为行业承压期反而是龙头市占率提升的机遇期，23年后金博市占率有望从当前的30-40%快速提升至50%+。
在行业走向供过于求的阶段，成本曲线的陡峭程度决定龙头的盈利水平，我们对公司降本的三大核心竞争力做进一步分析：2.2 公司核心竞争力1：预制体制备有技术工艺难度，行业龙头毛利率较高
在预制体制备技术上，虽然当前已有较多企业具备预制体制备能力，但是成本存在较大差异。技术工艺难点：预制体制备需要将碳纤维按照一定的构型做成三维结构，由于碳纤维丝易发生损伤，造成碳纤维耗量增加，因此在低损伤的同时低成本的制备预制体是行业主要竞争点。金博自2006年起持续优化、迭代预制体制备工艺，具有先发优势。领先程度：行业龙头为天鸟，预制体业务毛利率高达50%左右，而金博测算毛利率与之相比更高，表明金博在预制体制备成本上具有优势，相较其他企业，这一优势已持续了10年以上。
2.3 公司核心竞争力2：快速化学气相沉积，大幅缩短沉积时间以摊薄人工、折旧成本
在快速化学气相沉积技术上，行业内的其他企业无法实现高密度沉积，或可实现高密度沉积，但用时较长。- 高密度沉积方面，由于化学反应两个方向都可进行，因此当正向反应较为充分以后，再进一步发生分解就较难，沉积密度无法达到要求。而金博通过几年的研发，在2012年成功突破这一技术，并领先至今（其他企业基本均采用气液混合沉积方式）。
- 沉积时间方面，主要的改进包括使用大炉子同时沉积多个工件、在同样体积内套着沉积多个直径不一的工件；此外，对于气流的控制也会影响到沉积效果，如果气流的速度、方向合适，则天然气分解后就会沉积在合适的位置上，达到要求密度的效率更高。
领先程度：通过定制预制体、采用自研大炉子、调节温度与气流、降杂与添加催化剂，金博的致密周期仅300h以内，低于同业的一半。
2.4 公司核心竞争力3：关键设备自研，掌控核心工艺
在热场制备所需设备方面，金博作为早期进行热场产品研发的企业，具备沉积炉的设计能力以及高温炉的生产能力。对比专业生产热工装备的顶立新材，毛利率可达55%左右，预计金博的折旧成本在同样条件下仅为同业的60-80%。同时，凭借自产的高温炉，公司无需氯气或氟利昂等纯化辅助气体，通过高温处理即可满足下游客户需求，一方面降低了材料成本，另一方面可避免了氯气受环保管控导致供应问题的风险。
2.5 业绩情景分析：假设新进入者具有前述部分能力，近两年仍会较金博有20%+的净利率差距
前述各项技术的突破均需要时间，为测算金博在充分竞争情况下的盈利，我们采用金博和超码数据，做成本假设测算如下：
- 若同业在沉积技术方面积累较深，凭购入新设备缩短了沉积周期，折旧成本与金博一样，则其成本预计在53万元/t，毛利率44%。
- 若同业在预制体制备技术方面积累较深，凭预制体自供取得一体化收益，则其成本预计在54万元/t，毛利率43%。
- 若同业在上述两个方面均有积累，可以假设其预制体制备与2019年的天鸟技术相当，快速沉积技术与2019年的金博相当（但因外购设备，折旧成本预计高50%），则其成本预计在46万元/t，毛利率51%。
综上，在较充分竞争情景下，行业二线企业均具有较强的预制体制备或快速化学气相沉积技术，则其测算毛利率与19年的金博差距在6-14%，叠加金博近两年的技术进步降本，预计22-23年二线企业与金博毛利率差距在15-25%，考虑到金博产能规模远高于同业，预计在费用率端还可节省5%左右，因此在充分竞争情境下二线企业均不盈利，金博的净利率应当在20%+，对应单吨净利18万+。业绩情景分析：按23年公司出货3670t计算，即使单吨净利降至19万元，可对应近7亿利润，同比仍可保持增长，且24年后光伏热场需求随行业增长，新业务逐步放量，业绩还有继续向上空间。此外，随着N型组件开始大规模量产，对N型硅片用热场的需求也将大幅增加，公司作为行业龙头，具有先发优势，而N型热场较P型成本增加5-10%，价格高10-15%，可提升公司盈利。当前公司主要拓展的方向有三个：半导体、氢能、制动材料相关。- 半导体：主要包括半导体硅片热场、碳化硅热场&保温材料、碳粉，其中半导体硅片热场在此前的行业报告中已有分析。
- 氢能：主要包括氢气提纯回收、储氢瓶、碳纸，其中氢气提纯回收、碳纸在此前的行业报告中已有分析。
三大方向中市场规模最大的分别是碳陶制动盘、碳化硅热场&保温材料、储氢瓶，对三块业务详细讨论如下：
3.1 碳陶制动盘：有望短期内实现放量，成为公司第二增长曲线
特斯拉推出可选装碳陶制动盘的车型后，市场对碳陶刹车的关注度大幅提升。作为公司发展的第二增长曲线，我们认为随着碳陶曝光率的增加，以及电动车对减重需求的提升，碳陶制动盘在汽车上的应用前景广阔。
碳陶刹车制备过程与碳碳热场制备存在共通性，简要来看是在碳碳热场制备基础上增加了陶瓷化和机加工环节，金博在碳碳热场制备上已具有成熟的技术基础。
金博股份已与湖南湖大艾盛汽车签署战略合作协议，聚焦碳陶复合刹车划材料的应用推广，未来随合作进一步深入，公司在碳陶制动盘上的布局有望迎来收获期，并成长为公司新的业绩高增点。
碳陶制动放量依据1：节能+提升性能+增长续航+延长寿命，新能源汽车安装碳陶好处多2021年我国新能源汽车销量达到352.1万台，根据中汽协，预期新能源汽车销量增速将远大于汽车总量；参考乘联会等对汽车销量的估计，我们预计2025年新能源汽车占汽车总销量将超过44%。
据勒迈科技分析，悬挂系统以下减重1kg相当于车身减重5kg，四片380mm尺寸碳陶制动盘对比灰铸铁减轻车身重量200kg，据此碳陶制动盘对电动车有三点好处：
- 节约能耗：电动车续航能力与电池容量和整车质量增加的阻力相关，减少的汽车质量可用于电池体积的提升，车身减重100kg节约能耗10%。
- 提升性能：每减重10%，加速提升8%，刹车距离可缩短5%。
- 增加续航：4个刹车件减重40kg后，可加配电池，为电车提升8-10%的续航。
此外，国内领先的碳陶制动盘使用寿命可达30万公里，常规灰铸铁制动盘10万公里，随着目前汽车寿命的延长，碳陶制动盘几乎无需更换，具有潜在的经济性。
碳陶制动放量依据2：制动盘价格有望降至单车6000元内，低价高性能进一步打开市场空间目前市场上碳陶制动盘出厂价为1-1.2万元，而碳碳和碳陶在技术工艺上类似，碳陶仅新增了陶瓷化过程，预计二者成本结构接近，碳纤维成本占40%。与热场需要的碳纤维不同，碳陶制动盘的纤维的主要作用在于增加摩擦系数，而非形变强度，因此相比碳碳热场，我们认为对于制动盘来说，T400、T300拉伸强度的碳纤维也有被使用的可能，目前T700价格在26.5万/吨，T300碳纤维价格在19万/吨，后者价格低28%，目前碳纤维碳紧缺，价格较高，若未来供给提升，碳陶整体成本存在20%到30%价格下降空间。总体测算成本下降幅度约1500元，制动盘成本有望降至4500元，考虑到批量生产制造费用会带来成本进一步下降、为提高市占率让渡毛利率等因素，制动盘成本会进一步下降，价格进一步向成本靠拢，最低降至6000元以下，下降幅度超过40%，大幅增强市场渗透潜力。
碳陶制动放量依据3：国内公司已开始大力布局产业化，与车企建立合作关系从国内外车企和合作来看，碳陶制动盘的放量已接近临界点，生产碳陶制动盘的海外厂商主要是布雷博，国内主要有金博、天宜上佳、西安航空制动科技有限公司、道普安、深圳勒迈等。
- 海外厂商方面：布雷博集团自2002年开始生产用于汽车的碳纤维陶瓷制动盘，最先用于法拉利Enzo车型；2009年，与西格里共同创办了布雷博西格里碳纤维陶瓷制动件公司，研发碳纤维陶瓷制动系统，生产和销售碳纤维陶瓷制动盘，专门面向汽车和商用车的原始设备市场。企业五年平均毛利率为53.3%，高于行业平均水平，平均净利率9.3%，费用率还存在较大的下降空间。
- 国内厂商方面：西安航空制动科技有限公司的碳陶制动盘研究起步较早，在2013年研究碳陶刹车产业化相关技术，主要用于飞机、高速列车、赛车等；上市公司中天宜上佳也大力投入碳陶制动盘的产业化，现已与部分车企签订合作协议。
利润贡献：预计2025年市场空间破百亿，若公司有10%市占率，可带来2.3亿利润相比普通汽车，电动车更能受益于碳陶刹车系统，因此我们假设普通车、中高端传统车、电动车碳陶刹车的渗透率分别以20、40、40%增速逐年增长，到2025年，普通电动车配备率有望达到8%，中高端电动车配备率在2025年有望实现38%。
根据以上假设，碳陶刹车的市场规模在2025年达到114亿元，五年CAGR=24%。由于金博在碳陶刹车领域布局明确，放量信号明显，而国内竞争格局尚未形成，我们认为其相比其他公司未来更具市场优势，假设未来有10%的市占率，公司有20%的净利率，则利润可达2.3亿元。
3.2 碳化硅：布局SiC热场+高纯SiC合成热场，受益射频器件（5G）和功率器件（电车）需求增长
公司目前在碳化硅业务上已计划制备碳化硅长晶热场、碳化硅合成热场，二者需求与碳化硅衬底需求密切相关。
碳化硅衬底可分为半绝缘型和导电型两种，其中半绝缘型用于制造射频器件，导电型用于功率器件；根据Yole预测，2025年射频器件市场将达到20亿美元，2019-2025市场规模CAGR达18%；2025年功率器件市场规模达25.62亿美元，2019-2025市场规模CAGR达30%。据Yole分析，得益于5G和雷达下游市场的大量需求，至2023年，半绝缘型碳化硅衬底市场将保持快速增长；受益于碳化硅功率器件在电动车等下游应用的增长，导电型碳化硅衬底市场未来将快速发展。碳化硅赛道空间广阔，金博目前已完成了高性能碳/碳化硅复合材料的开发项目，并拟总投入375万用于碳化硅晶体生长技术研究，通过研发碳化硅晶体生长技术，为创新开发碳化硅单晶炉用新型碳基复合材料热场系统奠定基础，未来碳化硅业务也有望为公司带来可观业绩。
技术协同：碳碳热场更契合碳化硅生长条件，助力金博复刻光伏领域替代之路- 温度场控制困难：长晶需要在2500℃高温下进行，对材料和温度控制要求高。
- 生产速度缓慢：晶棒厚度每小时生长速度视尺寸大小约为0.2~1mm/小时。
- 良率难以控制：SiC存在200多种晶体结构类型，其中仅六方结构的4H型（4H-SiC）等少数几种晶体结构的单晶型所需的半导体材料，在晶体生长过程中需要精确控制硅碳比、生长温度梯度、晶体生长速率以及气流气压等参数。
- 晶体扩径难度大：PVT法随着晶体尺寸的扩大，难度工艺呈几何级增长。
- 导热系数更低，满足碳化硅长晶条件，改善良率所需的温度梯度：碳基更容易保持较高的生产温度，满足2500℃长晶环境；同时能最大程度提高生长温度梯度，增加所需晶体结构产生概率，提升SiC晶体良率；
- 耐热抗折，在长制备周期中更稳定可靠：碳基复材抗折程度大于150MPa，耐高温3000 ℃以上，拥有更优质的热场条件，减少长周期带来的制备风险。
- 碳碳热场制备成本线性增加，在未来的大尺寸制备上存在经济优势：目前导电型碳化硅向8英寸发展、半绝缘型向6英寸发展。大尺寸受技术影响还未到来，但从经济性上看是未来发展趋势，碳基复材成本随尺寸仅线性增加，经济性更优。
目前行业中生产碳化硅热场的企业基本都是海外等静压石墨生产商，碳化硅技术替代上具备与光伏热场相似逻辑，金博可复刻光伏领域替代之路。
收入利润贡献：预计2025年市场规模超40亿元，5年CAGR=30%，公司业绩有望达近3亿元根据Yole数据，用于氮化镓外延的半绝缘型碳化硅衬底市场规模取得较快增长，全球市场规模由2019年的1.54亿美元增长至2020年1.82亿美元，增幅达17.88%。2018年至2020年，全球导电型碳化硅衬底市场规模从1.73亿美元增长至2.76亿美元，复合增长率为26.36%。目前六英寸半绝缘碳化硅衬底价格为8000元/片；在功率器件中，SiC功率元件以衬底占最大比重，约为50%。假设热场价值占衬底价值的40%，半绝缘型碳化硅在射频器件中的渗透率不变，保守估计2025年碳化硅热场规模将达到6.79亿美元，市场规模5年CAGR达30%。金博做碳化硅的主要优势在于热场部件的结构、形状相似，可直接应用公司在光伏热场上积累的产品生产、热场系统设计等技术，具有先发优势，一旦市场需求提升，有望优先受益。假设公司市占率达10%，净利率35%（光伏热场净利率在35-40%，半导体成本敏感性更低，预计净利率可维持较高水平），则可对应1.5亿元利润。
3.3 储氢瓶：IV型瓶是未来发展方向，受益氢燃料电池汽车放量
目前国内车用储氢瓶主要采用35-70MPa的高压气态储氢瓶，主要对应下表的III型瓶；相比之下，IV型瓶内胆方便成形，根据同济大学研究，未来成本可以达到目前III型瓶成本的1/4左右，随着规模的上升，IV型瓶成本还有很大的降幅空间。未来IV型瓶更具市场优势，是行业发展方向。目前行业内主要企业是挪威HEXAGON、英国LUXFER等。金博拟投资3000万元，购进先进设备，同时引进碳纤维/树脂复合材料制备相关技术人员，用于储氢瓶研发。
技术协同：与热场预制体制备存在相通性，易于金博实现大批量生产高压储氢瓶要大规模量产的主要难题中包括碳纤维的缠绕技术、碳纤维缠绕成型张力控制技术。与碳碳热场预制体制备相比，二者原料均为碳纤维，技术工艺存在相通性：1）制备标准相通：预制体和纤维缠绕层均讲求碳纤维层次、结构、强度，都是纤维从线状到三维体的过程，在质量把控上共通；2）技术更简单：与制备预制体所用织布、成网、针刺技术相比，碳纤维缠绕是按照受力情况设计缠绕规律，利用缠绕机进行缠绕，成型的复杂度、难度更低，主要是需要大批量生产后降低成本。预制体与缠绕层之间的协同性有助于金博快速打开储氢瓶碳纤维缠绕层市场，短期内实现批量生产。目前行业中生产储氢瓶的企业主要是做传统金属瓶的企业，壁垒较低，且市场上现有IV型瓶产品容积较小、应用较少，碳纤维替代、容积增加等都为金博提供了潜在的拓展方向。
收入利润贡献：预计2025年市场空间48亿元，4年CAGR=86%，公司业绩有望接近1亿元我国燃料汽车在2021年11月保有量达到8305辆，按照十四五规划2025年有望达到10万辆。每辆汽车需要携带氢气5~6千克，IV型瓶储氢密度约为26g/L，按此标准需要储能瓶容量超过200L，对应约4个储能瓶的氢气量。目前国内单只IV型瓶价格约为1.2万元，在70 MPa IV型瓶价值构成中，碳纤维复合材料的占比最高达到78%。根据以上测算，我国储氢瓶中碳纤维价值量在2025年能达到37.44亿元，与现有光伏业务同量级，4年市场空间CAGR为86.3%。我们认为金博凭借明确的研发路线、已有技术优势能够顺利实现储氢瓶业务布局。在时间上，由于氢燃料电池汽车的应用尚在提升渗透率的阶段，因此近两年难以实现放量，我们预计到25年前后随下游需求大幅增加，储氢瓶市场量会有可观提升。综上，金博进入储氢瓶赛道的实力稳健、时间充裕、确定性强，假设25年市占率达10%，净利率15%（氢产业处于初期，降本需求高，海外同类企业净利率约10-15%），则可对应利润近1亿元。
下游需求不及预期：若终端装机需求不及预期，行业整体利润将受到影响；
行业政策变动：光伏虽已实现平价，但发电不稳定性较明显，如果未来政策大幅变动，则可能影响下游装机积极性；
测算具有一定主观性，仅供参考：本报告测算部分为通过既有假设进行推算，仅供参考；
新业务拓展具有不确定性：金博股份当前业务较为单一，若后续半导体、刹车件、氢能业务拓展不及预期，可能影响其业绩增长。
