新材料是指新出现的或正在发展中的，具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料；作为高新技术的基础和先导，新材料的应用范围极其广泛。
军工新材料对国防科技和国民经济的发展具有重要的推动作用，在某种程度上是国防力量强弱的一种表征。作为武器装备的物质基础和技术先导，军工新材料是决定武器装备性能的重要因素，也是拓展武器装备新功能，取得和保持武器装备竞争优势的原动力。
2018年下半年，军工领域，尤其是军工新材料领域迎来了久违的投资良机，有人甚至称2018年为军工材料元年。军工发展大势所趋，军工新材料作为军工产业链的上游领域，不仅利润相对丰厚，对中下游产业的发展也起决定性的作用。
为什么在这个时点关注军工？
国防军工对于国家安全、国计民生的重要性毋庸赘言。尤其在目前中美贸易摩擦不断，地缘政治错综复杂的背景下，军工发展的紧迫性和战略意义也一目了然。在这些战略性的宏观因素之外，有没有别的理由让我们在这个时点关注军工领域投资呢？
“五年计划”后两年是收获期
从历史规律上看，每个“五年计划”的后两年，军工企业的业绩通常会加速上升、二级市场的股价也相应走强。这也符合“五年计划”的基本实施方案：一般每个“五年计划”的前期是五年目标制定、相关军工装备的研发与定型阶段；而后期则是已定型装备的集中放量期，此阶段国防预算会加速使用。由此推测，“十三五”后期，即2019-2020年，可能出现军工企业营收和净利润加速上升的情况。
从A股军工板块的走势来看，规律与军工企业营收和利润情况接近。“十一五”和“十二五”的每个五年计划前期，军工板块相对于沪深300指数的超额收益较低，或者为负；但每个五年计划后两年（2009-2010年，2014-2015年）军工板块均跑赢大盘。十三五前期（2016年初至今），军工板块再度跑输沪深300。若延续这种先抑后扬的走势规律，2018下半年至2020年，军工板块跑赢大盘的概率非常大。
图1：2011年1月至2018年1月A股军工板块走势
资料来源：Wind，钜派研究院
新一代装备集中放量在即
除了“五年计划”后期的规律性放量，这个时点的不同还在于新一代军工装备的集中放量期正在到来。
首先，受到2016-2017年军改的影响，部分武器装备订单被推迟，待军改逐渐完成后，装备订单可能出现补偿式增长。
其次，经过多年潜心研发，中国新一代重要军工装备在2016-2018年初集中入役，包括国产航母、大型运输机运-20、第四代战斗机歼-20、新型直升机、呼伦湖号大型补给舰、万吨级驱逐舰等。这些均属于军队战斗序列中具有重大战略意义的装备，这种大规模、多型号的装备升级在中国军队历史上也较为罕见，2018-2022年军工装备有望迎来高速放量增长。
板块估值合理、基金低配
国防军工板块市盈率从2013年低于60倍的低点起步，在2015年牛市到达超过240倍的顶点，目前又回落到60倍以下。板块甚至有先于大盘止跌企稳的迹象。军工行业作为“强抗周期行业”，在二级市场一直享有相对较高的估值。目前整体估值已经比较合理。而且主动型基金对军工股仍处于相对低配的状态。详细分析请参见。
为什么要关注军工材料？
为什么军工材料在军工板块中具有投资价值呢？主要有如下几点原因。
按照“微笑理论”，微笑嘴型的一条曲线，两端朝上。在产业链中，附加值更多体现在两端，处于中间环节的附加值最低。
如果把军工产业链分为原材料、零部件、分系统和总装厂这四个环节，从盈利能力上来讲上游的材料环节相对偏高。受限于军品定价机制，军工产业链下游环节的营业利润率基本被锁定在5%左右，而材料端则更加市场化，并且技术附加值普遍偏高，营业利润率平均在15%左右。
图2：军工产业链及各环节营业利润率
资料来源：Wind，钜派研究院
技术壁垒高
军工材料领域有较宽的护城河，相关优质企业地位稳固。兵器装备执行任务时，所需条件大都比较严苛，对材料要求较高。材料生产制造企业必须须谙熟材料制备中的元素成分配比、加工工艺等技术环节，同时需要大型固定资产的投入，特定牌号的材料从工艺研发到通过验收，再到稳定量产往往需要5到10年时间。
由此可以看出，军工材料在全产业链中具有相当高的技术壁垒，新进入者不易在短期内抢夺市场份额。根据军民融合网的统计，2017年在民参军企业中材料类仅占24%，而下游配套类占比76%。
从历史数据上看，军工材料企业的营收高峰一般领先于下游军工企业9到12个月。如果前面的判断准确，“十三五”后期的2019年可能是新一代装备集中放量的时间点，那么提前一年左右，今年材料企业就有可能迎来营收高速增长。而材料类企业的订单一般又要领先其营收半年至一年，也就是说，这些企业17年和18年的上半年就应该得到大幅增长的订单。
图3：A 股军工材料企业的营收高峰领先下游军工企业9到12个月
资料来源：Wind，钜派研究院
部分材料类龙头企业的2017年中报非常亮眼：西部材料军品钛合金和贵金属订货量同比分别增长30%和50%以上；主营军用碳纤维复合材料预浸料生产的中航高科订单金额同比增加约130%。这也在一定程度上给我们的判断提供了合理性的依据。
再加上军工材料企业的估值在整个A股军工板块中也处于相对低位，基于以上这些原因，军工材料领域是值得大力投资的。
军工材料具体怎么选？
军工新材料种类繁多，很容易就看花了眼，具体怎么来选择合适的细分品种呢？
首先我们来确定筛选的原则：
1. 品种的下游需求端主要为目前国家重点发展的空军和海军。
2. 品种应用于军工装备的关键部件，有一定的技术壁垒，不会被快速复制。
3. 品种的市场集中度高，龙头企业的议价能力强。
然后我们来看看到底有哪些军工材料。军工材料从大类上可以分为结构型和功能型，结构材料主要用来做军工装备的承力构件，典型的如飞机机身及舰船船体所用的各类合金（高强合金钢、钛合金、镁合金等）、航空发动机所用高温合金、特种结构陶瓷、复合材料（按基体分为金属基、陶瓷基、聚合物基等）等；功能材料主要用来实现非力学功能，如吸波隐身材料、红外光学材料、耐磨材料等。
按照上面筛选的原则，应该首选结构材料，因为它通常要求大型设备、严苛的成分配比和工艺标准，技术和经验的积累时间长，相较功能材料而言市场进入壁垒更高。在结构材料中，高强合金钢的应用下游相对分散，特种结构陶瓷国内技术尚不成熟，上市公司中也缺乏成熟标的。
最后，经过筛选，建议重点关注的品种是钛合金、碳纤维复合材料和高温合金，这三个品种都具有较高的技术壁垒和高市场集中度，应用于军机机身或航空发动机关键部件上。并且这三个品种恰好都入选了2017年12月国家发改委印发的《增强制造业核心竞争力三年行动计划（2018-2020年）》，未来发展前景广阔。
军工材料三剑客之钛合金
钛的性质与应用
钛的比重仅是铁的1/2，但是强度很大；在超低温世界里，钛会变得更为坚硬，并有超导性能；钛有很强的耐酸碱腐蚀能力，在海水中浸5年不锈蚀。这些优良的性质使得钛在军工领域大放异彩。航天中的液体燃料发动机的燃烧仓，航空发动机叶片、防护板、起落架和船舶的水翼、行进器都需要钛材。
钛的应用不仅限于军工领域，在中国钛材的下游应用领域中，占比最大的是化工领域。根据中国有色金属工业协会钛锆铪分会的统计，2016年化工下游消费占钛材消费总量的42%，航空航天和电力消费分别占到消费总量的19%和13%。与美国、俄罗斯等钛工业强国相比，中国钛消费结构中航空航天的占比偏低，相对中国19%的占比，俄罗斯57%的钛材用于飞机机身和发动机领域，是中国的3倍。这一差距主要是因为相较美、俄，中国尚不具备民航客机批量生产能力，并且向波音等飞机制造公司供货偏少。国产C919大飞机的成功研制和应用，将会极大提升钛消费中航空航天的占比。
钛材需求量大涨
基于现代军事战争对兵器装备要求的不断提升，装备所需材料也随军机代次升级而更新。传统军机材料以钢为主，之后逐渐以铝代钢，并逐渐加入钛合金和各类复合材料。最新一代军机不仅钛合金用量显著提升，铝锂合金和碳纤维复合材料比例也进一步提高。我国最新的四代战机的用钛量，相较三代、三代半战机增长超过一倍。这意味着即使维持每年生产的军机数量不变，我国军用钛合金需求也将翻番。
而实际上中国军机的未来增量前景也十分广阔。首先军机结构相较军事强国不均衡，直升机和运输机占比相较美国显著偏低，这一现状不利于我国实施海外远距离作战和多兵种配合；其次，旧款待退役军机占比偏高，如目前在役战斗机中仍有一定的歼-7、歼-8系列。所以，随着直升机、运输机、战斗机的新机型集中亮相，叠加对在役老旧机型的更替，未来两年军机数量可能进入高速增长期。
另外，高端军品钛合金实际上的需求量比理论上军机的需求还要大。这主要来源于：（1）损耗率高：后期材料加工过程中因切割、深冲等工艺形成边角料，无法继续使用。损耗率可能高达70%。（2）成材率低：原材料在后期锻压或热处理过程中出现力学性能不达标，造成报废。高性能钛合金的成材率大约仅为1:3.5。
综合以上三个原因，中国军用钛材的需求量在未来几年将得到爆发性的增长。
军品钛材三大佬
有资质供应军用航空材料的企业，首先要获得保密资格和军品科研生产相关许可，并预先花费大量人力物力资金进行研发，再依次通过工艺评审、材料评审、地面功能试验、地面静力试验、装机考核、装机评审等，一关接一关，进入门槛较高。目前，国内军品钛合金的供应商主要是三家企业：主板的宝钛股份、中小板的西部材料和新三板的西部超导。
宝鸡钛业股份有限公司是我国规模最大的钛材生产企业。公司具有完整的产品结构，囊括了进入世界航空航天等高端应用领域几乎所有的通行证，其航空领域客户包括波音、空客、庞巴迪等知名飞机制造企业，并向中国国产大飞机C919供应钛材，但是公司民用产品比重较大，民品的低端钛材产能过剩，毛利率低是其盈利能力欠佳的主要原因。
但毕竟宝钛拥有国内最大的钛材产能，并且积累了多年军工装备用钛的制造经验，在国防军工、兵器装备材料快速发展的时间节点，公司仍然值得关注，具备一定投资价值。
西部金属材料股份有限公司是由科研院所转制设立并上市的高新技术企业，公司第一大股东是西北有色金属研究院。与宝钛股份类似，受到民品中低端钛材产能过剩的影响，以往公司钛材业务盈利能力不强，但随着公司调整其钛产品结构，其钛材从2015 年以来逐渐减亏，综合盈利能力已经改善：2017 年上半年，公司钛制品综合毛利率约为17%，已接近宝钛股份的水平。
西部材料近年对军工钛材积极研发和布局，高端钛材比例提升。2017年上半年公司军品订单量同比增长超过30%。根据公司公告，目前公司给中国大型运输机提供厚度为40mm、70mm的TC4钛板材，还为歼-11战机提供导油管产品。
西部超导材料科技股份有限公司的第一大股东也是西北有色金属研究院。公司盈利能力强于宝钛股份和西部材料。由于公司钛合金产品中高端军用产品占比高，几乎没有民品拖累，公司钛合金整体毛利率水平较高。公司在军品钛合金领域中拥有国内最强的实力，通过一系列评审获取了多个新型军机型号的供货资质，市场先发优势短期内难以撼动。
三大佬各有所长，都值得投资者的关注。
图4：宝钛股份、西部材料、西部超导近年钛材总体毛利率情况
资料来源：Wind，钜派研究院
军工材料三剑客之碳纤维
碳纤维是发展国防军工和国民经济的重要战略物资，属于技术密集型的关键材料，而碳纤维产业也是国家重点发展的战略性新兴产业，代表新一轮科技革命和产业变革的方向，是培育发展新动能、获取未来竞争新优势的关键领域。
碳纤维的性质与应用
碳纤维是由有机纤维经过一系列热处理转化而成，含碳量高于90%的无机高性能纤维，是一种力学性能优异的新材料。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。
图5：碳纤维的优良性质
资料来源：公开资料，钜派研究院
碳纤维是50年代初应火箭、宇航及航空等尖端科学技术的需要而产生的，现在还广泛应用于体育器械、纺织、化工机械及医学领域。
由碳纤维和环氧树脂结合而成的复合材料，由于其比重小、刚性好和强度高而成为一种先进的航空航天材料。因为航天飞行器的重量每减少1公斤，就可使运载火箭减轻500公斤。所以，在航空航天工业中争相采用先进复合材料。美国航天飞机上火箭推进器的关键部件以及先进的MX导弹发射管等，都是用先进的碳纤维复合材料制成的。
现在的F1赛车，车身大部分结构都用碳纤维材料。顶级跑车的一大卖点也是周身使用碳纤维，用以提高气动性和结构强度。
碳纤维的行业特点
1. 技术壁垒高，研发周期长，资金投入大，产品稳定性要求高。碳纤维属于技术密集型产品，产业链长，产品系列众多，生产技术复杂，产业发展涉及产、学、研各个环节。
2. 下游应用领域广泛，潜在市场不断拓展。碳纤维下游应用技术的开发难度比较高，各工艺参数必须系统配合。早期由于重点企业对国防军工和航空航天等高端市场的垄断和碳纤维生产研发的较高成本，碳纤维的应用范围长期受到严重限制。
近年来，随着碳纤维应用成本的下降，碳纤维下游应用领域逐步由航空航天、体育休闲等拓展到一般工业领域，如风力发电、压力容器、交通运输和输电电缆等。
3. 日本及美国领先企业垄断全球市场。国际碳纤维行业的集中度较高，极高的技术壁垒和巨额的资金投入使得国际上真正具备碳纤维研发和规模化生产能力的公司屈指可数。
日本东丽、日本东邦和日本三菱丽阳目前占据了全球丙烯腈基碳纤维50%以上的市场份额。日本东丽作为世界高性能碳纤维研究与生产龙头，是波音公司最稳定、最主要的供货商。除日本企业之外，美国的赫克塞尔和氰特等公司也具备极强的技术实力。
4. 市场和政府在行业发展中发挥重要作用。碳纤维与国防军工密不可分，各国都有不同的产业政策。俄罗斯由国家主导，国有部门负责开发研究和生产制造，以保障国防和重大工程的需求。美国和日本采取以市场为主的模式，主要依靠大企业研发和生产，同时供应国防和民用领域。
美国规定国防军工所需的重要材料都必须立足于本国生产，波音可以使用日本东丽的碳纤维，但是国防军工产品必须使用美国赫克塞尔或者氰特的碳纤维，同时对碳纤维高端产品的技术装备出口进行严格的管控。
图6：碳纤维的行业特点
资料来源：公开资料，钜派研究院
碳纤维的市场情况
随着航空航天、体育休闲和工业应用对碳纤维的需求大幅度增加，全球碳纤维市场规模快速增长。2008 年全球碳纤维的需求量达3.64万吨。2009年至2017年，全球碳纤维需求量一路走高，年均增长率达10%，2017年全球需求总量达到8.42万吨。
从下游行业看，2017年全球碳纤维需求排名前三的行业为航空航天、风电叶片与体育休闲，需求占比分别为22.8%、19.2%、13.2%，在航空航天领域，碳纤维需求主要由商用飞机驱动，2017年全年，波音复材飞机B787交付136架，而空客复材飞机A350WB共交付78架，较上年同期增加60%，直接导致17年航空航天领域碳纤维需求量同比增长10%。
受美国、日本等国家对中国实行出口限制等影响，中国碳纤维需求长期被抑制，2006至2011年碳纤维的需求量始终处于较低水平。2013年，中国碳纤维需求量出现激增，年需求量由8000吨跃升至万吨级别。自2014年起，碳纤维需求量呈现逐年上升态势，2017年达到2.35万吨，4年间年均增长率达12.25%。
从下游行业看，2017年中国碳纤维需求排名前三的行业为体育休闲、风电叶片与建筑补强，需求占比分别为51%、13%、8%，而航空航天用碳纤维需求仅占总需求4%左右。目前中国碳纤维需求仍以低端产品为主。
图7：2017年中国碳纤维需求结构图
资料来源：中国玻璃纤维复合材料信息网，钜派研究院
从供给上看，当前国产碳纤维产品仍以跟踪日本东丽等国外品种为主，缺乏自主产品研发，具有市场竞争力的碳纤维产业化工艺与装备的核心技术没有完全掌握，技术成熟度仍不足。
所以，目前中国碳纤维行业仍处于初级阶段，掌握高性能碳纤维研发核心技术并能够实现稳定、成本可控的规模化生产的企业较少，绝大多数企业不能满足航空航天等高端产业的规模化应用需求，生产主要围绕体育休闲等低端领域，面临非常大的国外产品倾销和价格竞争压力。
军用碳纤维在中国的发展前景
由于国际厂商的高性能碳纤维对中国实施严格封锁，中国也尚不具备研发高性能碳纤维的能力，因此2005年之前中国军用飞机并未应用碳纤维复合材料。直到2008年中国航空航天级碳纤维成功批量生产后，新研制的军机型号才开始广泛使用国产碳纤维复合材料作为次承力结构件。
与中国军用飞机的需求趋势相对应，军用碳纤维市场需求将主要来源于：（1）目前军用飞机保有量相较于世界主要大国存在较大差距，未来补短板加速列装将带来碳纤维的巨大需求；（2）目前中国军机碳纤维应用比例仍然较低，未来有进一步提升的趋势。
根据World Air Force2016数据显示，目前中国拥有各型军用飞机接近3000架，仅为美军的1/5。从军机类型来看，除战斗机数量约为美军保有量的55%，武装直升机约为美军保有量的21%，其余机种包括教练机、运输机、特种飞机等均不足美军保有量的1/5。且约40%至50%的军用飞机面临退役，装备建设急需提速。2020年前将逐步淘汰二代机，以三代机为主体开始向四代机转变，三代、四代战机将陆续迎来不同程度的批量交付。未来5-10年补短板列装需求将持续释放。
图8：2016年中美俄各型军用飞机数量对比
资料来源：钜派研究院
碳纤维复合材料的使用比例是衡量军用飞机先进程度的重要标准之一，世界主要战机F35、F22碳纤维材料使用比例为20%左右，先进军用直升机使用率超过40%，无人机使用率超过90%。目前中国军用航空碳纤维使用比例仅为3%-5%，较世界平均水平仍有极大的提升空间。
值得欣喜的是，中国军机碳纤维使用率已出现上升趋势，歼10后续批次机型在次承力结构部分均批量使用了碳纤维复合材料，歼11B、歼11BS及L-15均使用了碳纤维垂直尾翼部件，未来碳纤维材料在军用航空中的使用比例将继续上升。
根据东兴证券的测算，假设未来10 年中国战斗机全部换装完成三代机及以上，且保有量达到美国现役战斗机相当数量，其他各类型飞机数量均达到美军现役飞机数量的60%左右，按照碳纤维应用比例提升至20%-50%进行测算，未来10 年我国军用碳纤维的市场空间将达到250亿元左右。
军用碳纤维四巨头
近年来，一些具备核心竞争优势的碳纤维企业开始崭露头角，国内深耕军用碳纤维领域的企业主要有光威复材、中简科技、吉林碳谷和恒神股份四家。
光威复材是国内第一家实现碳纤维工程化的企业，率先打破国外垄断，逐步形成从原丝到碳纤维制品的全产业链布局，主持制定了《聚丙烯腈基碳纤维》和《碳纤维预浸料》两项国家标准，拥有94 项发明专利。近三年军品收入贡献占比维持在70%左右，年均增速达25%，是一家高成长的民参军优质企业。2017年8月，光威复材在创业板上市。
中简科技股份有限公司是专业从事高性能碳纤维及相关产品研发、生产、销售和技术服务的高新技术企业。公司产品主要应用于航空航天领域，各项指标参数要求较高，在航空航天装备论证阶段即对碳纤维各项指标予以确定，已达到同类产品国际先进水平。因为其基本都是军品销售，因此毛利率较高。
吉林碳谷位于吉林市“国家碳纤维高新技术产业化基地”，基地内有从化工源头到终端产品完备的产业链，公司主要从事聚丙烯腈基(PAN)碳纤维原丝的研发、生产和销售，主要客户是碳纤维生产商及碳纤维复合材料生产厂商和贸易商。
江苏恒神股份有限公司主要从事碳纤维、碳纤维织物、预浸料及其复合材料的研发、生产、销售和技术服务。公司产品主要应用于重大装备、高端工业装备、体育休闲等领域。重大装备涵盖航空、航天等领域，主要客户包括中国航空工业集团下属公司、中国航天科技及科工集团下属公司、中国船舶工业及重工集团下属公司等。
对比中简科技、光威复材、吉林碳谷、恒神股份四家的毛利率：可以看出，中简科技最高，相对于民用碳纤维，军用碳纤维技术要求含量更高，因此毛利率也更高。
图9：中简科技、光威复材、吉林碳谷、恒神股份的毛利率对比
资料来源：Wind，钜派研究院
政策上，高性能碳纤维及先进复合材料产业是国家重点支持发展的战略新兴产业，在国家“十三五规划”和《中国制造2025》的总体指引下，国家各部委和地方政府纷纷出台了一系列产业引导与扶持政策。
未来一些规模相对较小、技术水平落后的企业将在新一轮的市场竞争中被淘汰，少数优质碳纤维企业将获得更多的市场资源，带动行业良性发展，其中以军品为主、具备规模化生产能力的企业将脱颖而出！
