(报告出品方/作者:德邦证券,李骥,沈颖洁)
1.功能性硅烷龙头,一体化布局气凝胶成长赛道
1.1.硅烷业务起家,深耕化工二十多年
公司前身江苏晨光于年成立,主要业务为功能性硅烷成品的生产销售。年诺贝尔(九江)成立,在年实控人变更为目前的丁建峰,并在年更名为江西晨光新材,主要产品为功能性硅烷基础原料、中间体及成品。由于江苏晨光使用江西晨光新材生产的中间体作为其产品的原材料,且产品结构存在互补,江西晨光于年收购江苏晨光,在年完成股份制改造后于年上市。20多年深耕功能性硅烷行业,布局四大基地,产能持续扩张。目前已有江苏丹阳、江西九江湖口生产基地,并正在推进安徽铜陵和宁夏中卫基地的建设。公司在江西和安徽同时布局了功能性硅烷和气凝胶,而宁夏则以气凝胶和三氯氢硅项目为主。
1.2.产品版图持续扩张,上下游一体化打造绝佳成本优势
公司布局功能性硅烷基础原料、中间体产品,二十多年来产品矩阵不断丰富。公司主营产品按照不同的官能团及结构分为氨基硅烷、环氧基硅烷、氯丙基硅烷、含硫硅烷、原硅酸酯、甲基丙烯酰氧基硅烷、乙烯基硅烷、烷基硅烷、含氢硅烷等,广泛应用于复合材料、橡胶加工、塑料、胶粘剂、涂料、建筑防水及表面处理等领域。
公司注重上下游产业链的延伸,上游三氯氢硅确保原材料自给自足,下游气凝胶打开新赛道。上游方面,公司年投产2万吨功能性硅烷的原料三氯氢硅,目前产能已达6万吨,以自用为主。下游方面,公司布局气凝胶新材料,其独特的保温、隔热性能可广泛用于石油石化、航空航天、新能源电池、建筑建材和服装服饰等。
1.3.家族企业股权结构稳定,股权激励调动员工积极性
家族控股股权结构稳定,实际控制人为丁建峰。截至Q3,丁建峰家族合计控制公司超60%以上股份,其中虞丹鹤为丁建峰之妻,丁冰、丁洁为丁建峰之子之女,梁秋鸿为其女婿。丁建峰通过持有江苏建丰投资90%股权、香港诺贝尔96.31%股权、晨丰投资56.33%合伙份额,丁冰、丁洁、梁秋鸿各持有湖口县晨丰投资14.56%份额。除家族内部持股外,江苏皓景博瑞、湖口县晨阳投资分别持有6.43%和2.60%的公司股权。
公司实施股权激励,绑定核心员工利益。年7月,公司通过晨阳投资深度绑定45名高管及核心人员,占当时总股本比例2.8%。年公司向46名中层管理人员、核心技术人员授予限制性股票数量84万股,占当时总股本比例0.46%,授予价格为16.52元/股,解除限售考核年度为-年三个会计年度。
1.4.业绩向好,盈利水平和管理效率提升
营收和归母净利润持续增长,上市后规模再上新台阶。公司-年业绩稳步增长,营收CAGR为22%,归母净利润CAGR为41%。年公司业绩增长明显,营收为16.97亿元,同比增长.47%;归母净利润为5.37亿元,同比增长.88%,主要系年功能性硅烷市场需求增长明显,较为显著的包括涂料、复合材料、胶粘剂等行业,包括气凝胶材料对正硅酸乙酯(CG-)的需求。年前三季度,公司主营产品功能性硅烷的需求延续了景气态势,产品平均价格高于去年同期,核心品类涨价幅度均在44%-92%之间,公司实现营收为15.69亿元,同比增长43.93%;归母净利润为5.59亿元,同比增长86.51%。
盈利水平增强,管理效率提高。-年公司销售毛利率和净利率分别维持在25-30%和3%-20%的区间,其中年净利率大幅下滑主要系股份支付后管理费用率升高所致。年功能性硅烷市场景气度高,叠加整体产能利用率上升和成本费用控制良好,公司盈利水平提升。Q3公司毛利率为45.62%,净利率为35.63%,盈利水平进一步增强。-Q3期间公司期间费用率总体呈下降趋势,管理效率持续优化。
2.三氯氢硅:功能性硅烷和多晶硅制备的重要原料
2.1.普通级三氯氢硅多用于功能性硅烷,光伏级三氯氢硅用于多晶硅
三氯氢硅是制备功能性硅烷和多晶硅过程中的重要耗材。据华经产业研究院,年三氯氢硅的下游结构中,32%用于多晶硅,25%用于功能性硅烷。三氯氢硅根据纯度不同可分为普通级(Ⅱ类)和光伏级(Ⅰ类),其中普通级用于功能性硅烷的生产,光伏级则用于多晶硅的制备。对于功能性硅烷,三氯氢硅是生产链的起点,由三氯氢硅生成功能性硅烷中间体,再合成功能性硅烷成品。另一方面,三氯氢硅仍是多晶硅生产的重要耗材,根据三孚股份披露,下游硅料厂投产每吨多晶硅需要0.2吨的三氯氢硅,正常生产阶段对三氯氢硅的需求为生产单吨多晶硅需要消耗0.3-0.5吨的三氯氢硅。
2.2.供需情况和原料价格是三氯氢硅价格的核心变量
三氯氢硅生产工艺以硅氢氯化法为主,原料成本占比七成。目前三氯氢硅制备包括硅氢氯化法和四氯化硅氢化法。四氯化硅氢化法需要在高温、高压下完成,且能耗高、对设备腐蚀严重、资金投入也大,主要被多晶硅企业用于回收生产过程中副产的四氯化硅。从三氯氢硅生产的主要工艺技术现状和发展趋势来看,硅氢氯化法具有技术成熟、适合产业化生产等特点,是目前三氯氢硅生产企业普遍采用的首选工艺。硅氢氯化法主要通过外采金属硅粉(工业硅)作为原料。根据三孚股份、年报,原材料在三氯氢硅中的占比在70%左右,硅粉价格是影响三氯氢硅价格的重要变量。
供需情况和原料价格是影响三氯氢硅价格的关键变量。回顾三氯氢硅价格,年三季度起,受光伏需求快速增长的驱动,大量多晶硅产能于21年底至22年投产,极大地拉升三氯氢硅的采购需求,三氯氢硅呈现出供需错配格局,叠加能耗双控和工业硅价格大幅上涨,年8月-10月,光伏级产品价格由元/吨大幅上涨至元/吨,普通级产品由元/吨上涨至元/吨。随着扩建产能落地和上游价格回落,我国三氯氢硅的均价有所下降,据百川盈孚统计,年我国三氯氢硅均价大多保持在元/吨左右。
复盘后可发现,三氯氢硅价格由供需情况决定,下游为多晶硅和功能性硅烷,上游为工业硅价格,供应端则受三氯氢硅厂商的扩产影响。目前头部多晶硅企业具备三氯氢硅配套产能,但仍需部分外采。故多晶硅扩产高峰再度来临时,尤其是小厂外采需求叠加头部企业新开机外采的需求带动的阶段性供需错配,预计将带动三氯氢硅价格上涨。
2.3.23年多晶硅投产密集,或再现阶段性供需错配
目前头部硅料企业三氯氢硅需求以新增产能为主,而二线企业和新进入者包括新增产能需求和存量产能需求。从需求端看三氯在多晶硅生产过程中用途为以下几个方面:1、新增产能投产垫料。2、检修复产垫料。3、在行情较好时,冷氢化与还原不匹配。加大使用三氯氢硅使用量以达到高产的效果。4、日常生产,对氯的消耗进行补充。关键核心假设。我们假设在所有硅料企业在新增产能阶段,每吨多晶硅都需要0.2吨三氯氢硅,在存量产能运行阶段,除了头部的通威股份、大全能源、协鑫科技、新特能源和东方希望以外,剩余企业生产单吨多晶硅需要0.5吨三氯氢硅,整体三氯氢硅企业的光伏级外售比例为70%。经测算23年或出现供需缺口。
3.功能性硅烷:用途广泛的工业助剂
3.1.提升材料性能的工业味精,具有精细化工属性
功能性硅烷属于有机硅产业链。有机硅下游主要应用为硅橡胶、硅油、硅树脂、功能性硅烷等四大类深加工产品。从结构上来说,通常将主链为-Si-O-C-结构的有机硅小分子统称为功能性硅烷。从功能上来看,功能性硅烷多为杂交结构,多数产品在同一个分子中同时含极性和非极性两类官能团,可以作为无机材料和有机材料的界面桥梁或者直接参与有机聚合材料的交联反应,从而大幅提高材料性能,是一类非常重要、用途非常广泛的助剂。
功能性硅烷可根据用途分为硅烷偶联剂和硅烷交联剂。偶联剂是一类具有两种不同性质官能团的物质。它们分子中的一部分官能团可与无机物表面的吸附水或羟基反应,一部分官能团可与有机分子反应,形成有机基体-硅烷偶联剂-无机基体的结合层,起到粘合或偶联作用。硅烷交联剂是指含两个或两个以上硅官能团的硅烷,能在线型分子间起架桥作用。交联剂主要用在高分子材料中,因为高分子材料的分子结构在没交联时强度低,易拉断,且没有弹性,交联剂的作用就是在线型的分子之间产生化学键,使线型分子相互连在一起,形成网状结构,提高橡胶的强度和弹性。
功能性硅烷可根据取代基分类,包括含硫硅烷、氯丙基硅烷、烷基硅烷、原硅酸酯、氨基硅烷、乙烯基硅烷、环氧硅烷、含环氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。由于其具备特定应用性能、合成步骤多、反应复杂及产品少而产值高的特点,故功能性硅烷具有精细化工属性。以硅烷偶联剂为例,硅烷偶联剂通常典型结构为:Rn-Si-(X)4-n。R是有机官能团如氨基、甲基丙烯酰氧基、环氧等;X是烷氧基如甲氧基、乙氧基或乙酰氧基等。硅烷偶联剂会在无机材料(如玻璃、金属、矿物)和有机材料(如有机聚合物、涂料、粘合剂等)的界面起作用,结合或偶联两种截然不同的材料,而不同基团的功能性硅烷对应的性质和用途也不同。
3.2.下游需求广阔,消费量随宏观经济增长
硅烷产品种类众多,下游应用广泛。据华经产业研究院,年功能性硅烷产量中含硫硅烷占比28.4%,主要用于橡胶加工领域。其次是硅烷交联剂产量占比为27.7%,乙烯基硅烷和氨基硅烷占比为10.7%和8.5%。功能性硅烷可应用于橡胶加工、复合材料、粘合剂、塑料加工、涂料及表面处理等领域。
在橡胶加工过程中,功能性硅烷能使白炭黑填料与橡胶分子有机结合起来,从而提高橡胶制品的加工性能和力学性能。功能性硅烷还广泛应用于密封胶、粘合剂领域,将硅烷偶联剂加入密封胶、粘合剂中,能改善键合对界面水分侵袭的抵抗力,从而增强粘结性能。硅烷产品在建筑材料中主要用于建筑涂料的添加剂,添加硅烷偶联剂之后的涂料可以经受多年的室外气候条件而不受侵蚀,在塑料、玻璃纤维和复合材料应用中提升复合材料的强度和耐久性。年橡胶加工、复合材料和粘合剂分别占比34%、19%和17%。
我国是功能性硅烷最大的生产国。供应方面,随着国内功能性硅烷产业链布局趋于完善,全球已逐步转移到国内。年功能性硅烷中国产能/全球产能为72.90%,中国产量/全球产量为58.25%,相较十年前增加了24.45pct和16.36pct,我国已经成为世界重要的硅烷生产基地。
从历年国内功能性硅烷的下游消费量来看,受宏观经济增长和下游应用开拓的驱动,-年间国内功能性硅烷下游消费量稳步增长,CAGR达10.2%。全球复合材料主要为玻璃纤维复合材料和碳纤维复合材料,玻璃纤维占比超过80%。玻璃纤维具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好等优异性能,常用作复合材料中的增强材料,在风电、光伏、汽车轻量化、建筑节能等领域拥有很好的市场应用。经过硅烷偶联剂处理过后的玻璃纤维在干湿两态下的机械、电气等性能都有大幅度的改善。未来随着新能源行业持续增长,复合材料和涂料及表面处理领域的逐渐成熟,根据SAGSI数据,国内功能性硅烷下游消费量将继续稳定增长,-年间CAGR为9.1%。
4.气凝胶:改变世界的神奇材料,性能优越用途广
4.1.性能优越的新材料,多次产业化扩展应用领域
结构及性能独特,被誉为改变世界的神奇材料。气凝胶是半固体状态的凝胶经干燥、去除溶剂后的产物,外表呈固体状,内部含有众多孔隙,充斥着空气。该材料于年问世,是材料界炙手可热的材料之一。它的结构是一种多孔网格状,孔径极小,已是纳米级别的结构,孔隙率高,在孔隙之中充满气态分散介质,这样使得结构均匀分布,可提升气凝胶的性能。其独特结构带来了优良性能,包括密度极小、隔热系数极低、声音传播速度极低、耐火性能极高、隔热性能极强等,创下了15个世界之最。气凝胶广泛于应用航空航天、*工国防、工业、交通、建筑等领域。据智研资讯,目前商业化最为成熟的是SiO2气凝胶,年全球气凝胶市占率近70%。
应用领域不断拓宽,第四次产业化正在进行时。气凝胶诞生于年,Kistler首次通过乙醇超临界干燥技术,制备出世界上第一块气凝胶——SiO2气凝胶。至今经历了四次产业化。第一次产业化时间过早,当时应用缺乏且成本较高,最终宣告失败。第二次产业化下气凝胶制备技术变多,出现了目前使用最多的CO2超临界干燥技术和常压干燥技术。第三次产业化以AspenAerogel和Cabot气凝胶公司的诞生为标志,重要节点是NASA对气凝胶材料的需求,开启了商业化的可能性,应用领域包括航天*工、石油石化等。我国在年开始相关科研投入增多,年出现相关企业,并在年至今产业化规模不断扩大,国家标准、*策扶持和企业数量增多,应用领域进一步开拓表明第四次产业化正在进行时。
4.2.干燥工艺是气凝胶独特结构的关键,超临界法更为主流
气凝胶是一种新型低密度多孔纳米材料,具有独特的纳米级多孔及三维网络结构,同时具有超低密度,极高的孔隙率和比表面积大,具有低介电常数和低热导率等特点。尽管气凝胶被归类为固体,但其中99%的物质都是气体。由于内部具有大量的孔隙结构,该类材料的体积密度很小,是目前已知报道的最轻固体材料之一。由于气凝胶的孔径尺寸小、孔道曲折度高,使其具有导热系数低、传播声速小等特性,是极具发展潜力的高效保温绝热材料、阻燃材料、吸附材料、能量吸收材料。
干燥工艺是气凝胶制备的关键,超临界法为主流。气凝胶的制备包括溶胶-凝胶、老化、改性和干燥,其中干燥是SiO2气凝胶由湿凝胶向干凝胶转变的关键步骤。气凝胶性能主要由其纳米孔洞结构决定,获得所需纳米孔洞和相应凝胶骨架后,由于凝胶骨架内部的溶剂存在表面张力,在普通的干燥条件下会造成骨架的坍缩(凝胶内部孔结构的不均匀性使得与孔结构有关的毛细管力产生力量差,巨大的力差将使得凝胶发生变形或碎裂)。
超临界干燥已成主流。气凝胶制备技术核心在于避免干燥过程中由于毛细管力导致纳米孔洞结构塌陷。目前产业界使用的干燥包括超临界干燥和常压干燥,其中超临界干燥法是最早量产的技术,也最为传统和主流。尽管超临界干燥操作过程复杂、使用设备费用高,但是此方法仍然是获得高品质、高性能SiO2气凝胶的最佳选择。
我们选取了华陆新材的5万方年硅基气凝胶复合材料项目和宏柏新材料股份有限公司功能性气凝胶生产基地建设项目进行对比。华陆新材主要采用有机硅源,包括聚硅酸甲酯和一甲基三甲氧基硅烷,使用超临界干燥法;而宏柏新材使用无机硅源,主要是水玻璃,使用常压干燥法。华陆新材项目的原材料成本、折旧、能耗等均高于宏柏新材项目。有机硅源+超临界干燥方案的成本为元,无机硅源+常压干燥方案的成本为元。
4.3.气凝胶产业参与者众多,规划产能近百万方
气凝胶产业链包括上游的硅源企业、中游的气凝胶材料、制品和封装企业,下游则包括石油石化、新能源、航空航天、建筑节能、纺织服装等领域的企业。目前产业上游以有机硅源为主,产业下游中石油石化领域的需求最大,新能源的增速最快。气凝胶进入者众多,产能规划接近百万方。气凝胶材料已有产能21.7万方,在建拟建产能97.5万方,未来全部达产后产能规模可达.2万方。目前技术路线仍以超临界干燥为主,常压干燥则仅有纳诺科技、中凝控股等少量厂商使用。现有厂商可分为早期玩家和新进入者。早期玩家包括纳诺科技、广东埃力生等,新进入者包括化学工业工程企业中国化学、有机硅企业晨光新材和宏柏新材等。
4.4.最佳硅源为正硅酸乙酯,或成未来扩产瓶颈
硅源中正硅酸乙酯最具优势。无机硅源相较有机硅源,虽具有能耗低和成本低的优点,但产品品质不及有机硅源,且生产过程中会产生大量钠盐,会导致后处理较麻烦,故产业界仍以有机硅源为主。有机硅源主要为正硅酸甲酯和正硅酸乙酯。正硅酸甲酯反应速率快于乙酯,但正硅酸甲酯受制于*性问题,故生产中更多地使用正硅酸乙酯。正硅酸乙酯具备化工壁垒,成气凝胶扩产瓶颈。正硅酸乙酯(TEOS)又称四乙氧基硅烷,是一种高纯有机硅醇盐类硅源。其制备方式为乙醇和硅粉先合成三氯氢硅,再由三氯氢硅变为四氯化硅后制备正硅酸乙酯,难点在于工艺中氯化氢的处置,因此具有技术壁垒。
根据立木信息咨询,截至年底,国内正硅酸乙酯产能4.5万吨/年。其中晨光新材正硅酸乙酯产能吨/年;江瀚新材产能吨/年;新亚化工产能吨/年;另外3家规模较大的功能性硅烷企业产能-吨/年,其余为百吨级生产规模。正硅酸乙酯是对人体强刺激微*的目录内危险品,扩产不易。华陆新材使用正硅酸甲酯作为硅源,.6吨正硅酸甲酯可产出5万方气凝胶,据此推算4.5万吨正硅酸甲酯对应约50万方气凝胶。
4.5.下游动力电池、管道保温和建筑材料领域为主要需求
下游需求旺盛,油气、交通和建筑领域最受