家庭经济情况调查报告

2022年国机精工开展现状及产业链分析.国机精工：航天特种轴承龙头，培育钻石贡献业绩增量轴研所十三磨所先后注入，轴承+磨料磨具双主业国机精工成立于2013年，拥有轴研所和三磨所两大国家级研究所。公司隶属于中国机械工业集团（国机集团）。公司核心企业有三家，分别是郑州磨料磨具磨削研究所（以下简称“三磨所”）、洛阳轴承研究所（以下简称“轴研所''）和中国机械工业国机合作（以下简称“中机合作。公司前身是轴研科技，主营军品轴承业务，2017年，三磨所和中机合作注入后，业务扩展至超硬材料及制品和贸易领域，2020年正式更名为“国机精工”。公司主营业务包括磨料磨具、轴承和贸易及工程承包三大板块，2021年营收占比27%、23%和48%。其中，磨料磨具和轴承是公司的核心业务，是公司利润的主要来源，2021年分别贡献了44%和38%的毛利，毛利率34%、35%O贸易及工程承包毛利率仅5%。两大行业唯一的国家级科研院所分别运营磨料磨具和轴承业务。三磨所是我国超硬材料行业的开创者和引领者。磨图17：2022年3月印度培育钻石原石进口渗透率9.1%,培育钻石裸钻出口端渗透率5.9%222.7.6.6.7.o6.8.O.oz.o7.35.65..O885.4..645.Sv-93.3.9-夕虫g公曾J,虫0吩，"夕.吩◊A左）》△P>少、分0"分"3<”6d式心点4。虐寐域阈炉4t就旗W防④Z十§N资料来源:GJEPC官网，浙商证券研究所潴青@管音2022年一季度印度培育钻石原石进口额同比增长105%：2022年3月印度培育钻石原石进口额2.03亿美元，同比+157.1%,环比+31.0%,进口额渗透率为9.1%/+3.7pct；2022年3月印度培育钻石裸钻出口额1.37亿美元，同比+59.5%,环比+8.9%,出口额渗透率为5.9%/+2.0pct,行业景气度向上。美国消费全球80%培育钻石首饰，中国目前培育钻石饰品销售额渗透率在2%左右。未来或成培育钻最大潜在市场。中国培育钻石消费兴起晚，但消费基数大，增长潜力高。目前受美国等知名品牌商影响，我国目前已有合计19个培育钻石零售品牌，其中知名品牌“小白光”已拥有线下门店9家+线上多家官方旗舰店；未来瞄准新兴婚恋市场+轻奢市场，我国有望成为全球培育钻石最大潜在增长市场。需求驱动因素：低价格、真钻石、高环保、新消费共促培育钻石行业快速开展低价格：价格仅天然钻3成，“物美价廉''成优势。经打磨的培育钻、裸钻平均零售和批发价格分别从2020年天然钻的35%和20%下降至30%和14%；真钻石：权威机构认证，行业同标同质同开展。国内外权威认证机构制定培育钻石分级体系，实现行业同标同质同开展，推进行业持续渗透和规模化开展。18：培育钻石价格较天然钻石折扣率（1ct/G/VS）■钻石珠宝零售折扣率■裸钻批发价折扣率资料来源：贝恩咨询，浙商证泰研究所装条豆管摹高环保：传统巨头品牌入局，市场认可不断提升。培育钻石在保护地环境，减少碳排放，节约水资源，减少能源消耗等方面更具环境友好属性，60%-70%的年轻人会在做出钻石珠宝购买决策时考虑环保因素。随着全球环保减碳呼声愈盛，培育钻石环境友好属性将获得更多消费者青睐。新消费:Z世代崛起，“悦己”需求助力培育钻市场不断翻开。千禧一代（80后、90后）和Z世代（95后）占全球总人口29%,但贡献了全球2/3的钻石销量，国内钻石消费市场中该比例可以提高到80%。随着人均可支配收入的提高、钻石价值认知和购买偏好形成，千禧一代+Z世代逐步成长为钻石消费主力，他们对钻石饰品的日常化需求、悦己需求和ESG属性关注等更能代表钻石珠宝消费的趋势，催生珠宝首饰市场蓬勃开展。“悦己”需求成为首要钻石消费理由。需求测算：预计2022-2025年全球培育钻石原石市场需求复合增速35%基本假设：1）全球钻石饰品销售市场规模：2011-2019年全球钻石首饰消费市场总体保持平稳开展，除2015年同比下降1.7%,其余年份均同比稳健上涨，涨幅为0-4.9%之间。2020年受疫情影响大幅下降后，2021年显著回升，当年同比增长23.5%,销售额回到疫情前水平，预计2022年及以后将保持疫情前稳健开展状态；参考2011-2019年全球钻石产品零售销售增幅，假设2022-2025年有望保持该范围不变，年均市场增速为2.5%-3.5%；2）市场份额：2016-2020年，美国培育钻石消费占全球培育钻石消费比例的80%o未来5年如果不出现突发影响，全球市场份额将保持稳定，因此假设美国培育钻石消费市场■在意可持续■不在意可持续占比稳定在80%左右，后期随亚欧等地区市场崛起，美国占比略微下降至76%,那么全球培育钻消费市场额二美国培育钻消费额/美国市占率；3）培育钻价格：参考贝恩咨询2021年钻石产业报告的折扣率，培育钻石批发价（裸钻）为天然钻的14%、零售价（首饰）为天然钻30%,裸钻-首饰环节毛利率约60%-70%,推测得知培育钻石裸钻：终端零售价格=1:3。假设培育钻石产业链上中下游维持现有盈利能力不变，可假设未来培育钻石裸钻：终端零售价格不变。假设印度加工打磨环节的培育钻原石一培育钻裸钻环节毛利率约10%不变。21：80-95后消费者更在意钻石珠宝的可持续开展属性100%80%60%40%20%0%资料来源：贝恩咨询，浙商证券研究所4）渗透率：2020年和2021美国培育钻首饰市场销售额均占全球80%,预计未来5年内全球培育钻消费仍以美国为主，2020年美国培育钻市场渗透率为4%,2021年约8%,美国作为全球第一培育钻石消费地区，至2025年培育钻石销售渗透率有望达25%左右。综合考虑下游零售商开展规划及订单，预计2022-2025年美国培育钻销售额渗透率分别为12%、16%、20%、23%o综上，我们预计至U2025年，全球培育钻石裸钻市场需求49亿美元，培育钻石原石需求45亿美元，约人民币313亿元，复合增速35%。2.3.高温高压法：锻造六面顶压机龙头，产能翻倍促业绩高增培育钻石主要技术路径为高温高压法（HTHP）和化学气相沉积法（CVD）,我国目前90%培育钻石原石由高温高压法生产。1）高温高压法（HTHP）：以石墨粉、金属触媒粉为主要原料，过液压装置保持恒定的超高温、高压条件来模拟天然金刚石结晶条件和生长环境合成出金刚石晶体。2）化学气相沉积法（CVD）：含碳气体和氧气混合物在高温和低于标准大气压的压力下被激发分解，形成活性金刚石碳原子，并通过控制沉积生长条件促使活性金刚石碳原子在基体上沉积交互生长成金刚石单晶。高温高压法（HPHT）与化学气相沉积法（CVD）优势互补、共同开展。在金刚石单晶合成领域，由于化学气相沉积法（CVD）在合成金刚石单晶时只能在布有晶种的基板上生长，属于二维生长，且只能生长单层，不适宜合成小颗粒单晶,无法满足工业领域对金刚石单晶的需求，因此在工业应用方面高温高压法（HTHP）为主流。在培育钻石合成方面，基于现有技术条件，高温高压法（HTHP）合成培育钻石以塔状为主，生长速度快、本钱低、纯洁度稍差，但综合效益具有优势，特别是在l-5ct培育钻石合成方面具有明显优势；化学气相沉积法（CVD）合成培育钻石呈板状，颜色不易控制、培育周期长、本钱较高，但纯净度高，较适宜5ct以上培育钻石合成。因此，在金刚石单晶合成领域，高温高压法（HTHP）占据工业应用主流；在培育钻石合成领域，两者侧重于不同类型的产品，不构成替代关系。图23：高温高压法合成单晶工艺简（合成块）（合成块）（金刚石单晶合成柱）资料来源：力量钻石招股说明，浙商证券研究所…“在@管是未来宝石级金刚石产品有望因生产工艺不同，而出现应用场景分化。由于高温高压法生产金刚石具有本钱优势，但边际本钱随克拉数增加而加速上升，将主要应用于工业金刚石及中小克拉的宝石级金刚石的生产及应用场景。CVD技术培育的金刚石适用范围更广，涵盖诸如电子级金刚石等高级应用。而在宝石级金刚石生产中，头部CVD企业生产的培育钻石毛坯普遍要大于高温高压法，考虑到本钱因素，未来更适合大克拉宝石级、光学级、热学级、电子级等应用场景。中国垄断全球高温高压法，六面顶压机为核心生产设备。全球珠宝级（大颗粒）培育钻石的主流生产方式为高温高压法，而中国基本垄断了全球高温高压法的90%以上，中兵红箭、黄河旋风、力量钻石、豫金刚石这四家为宝石级培育钻石行业龙头。高温高压法的核心生产设备为六面顶压机，通过六面顶压机，石墨粉在超高温高压条件及触媒粉催化下生长出钻石晶体。六面顶压机：由核心零部件较链梁、顶锤等构成，合成腔室大型化促进培育钻品质提升。较链式六面顶压机具有6个工作油缸，一级加压可达8GPa,6面体及8面体压腔所能达到的最高压力约为15-30GPa,最高温度25()()℃；六面顶压机由六个较链梁构成，6个较链梁前、后、左、右、上、下空间对称分布较接；较链梁内部装有工作缸及活塞等组件，较链梁与较链梁之间通过销轴连接，较链梁外部配有液压站及高压泵等组件，整机由电控柜控制。随着新一代压机设备较链梁等规格不断增大，其合成腔室的增加对培育钻石产量、生产效率、成色、净度、单体克拉重量等方面都有显著的促进，相关企业单压机产值也随设备更新不断提升。图24：2020年各型号压机价格（万元）——涨价前，涨价后预计在150万元以上/台资料来源：力量钻石招股说明书，浙商证券研究所压机腔体变大有效提升单压机产能产值。六面顶压机缸径从十多年前的四百多毫米已经提升到了850毫米缸径大压机，更有局部厂商已开始安装1050毫米缸径压机。随着缸径的增大，产量也随之屡次翻倍，有效降低了每克拉本钱；与此同时，随着压机缸径的增大，整机尺寸与重量也大幅上升，对加工要求和装配要求也进一步提升。以850毫米缸径有缸铸造较链梁为例：单个较链梁长和宽均在两米以上，所需钢材量较大，加工难度较大；单个较链梁在安装工作缸及活塞后重量可达10吨，整机重量可达80吨，装配难度较大，装配和维修耗时较长。较链梁：锻造较链梁性能更高，核心零部件扩产受限。按制作方法分类，较链梁分为锻造法和铸造法，其中锻造法制备较链梁刚性和强度大幅高于铸造法产品，在提升压机使用寿命，增加压机稳定性方面具有明显优势，有效加速压机大型化进程。根据超硬材料协会网显示，目前我国压机设备制造商包括国机精工、天宝恒祥、洛阳启明、博泰圣莎拉、桂林桂冶等，行业年压机产能上限约1500台；压机设备扩产核心限制因素为锻造较链梁，其主要由二重（德阳）重型装备有限公司等重工企业生产制造，因其扩产速度限制了较链梁的制造，从而导致全市场年压机供应数额受限。三磨所曾研制我国第一台六面顶压机，技术积累深厚，锻造压机性能优于同行。1965年，三磨所成功研制了我国第一台具有完全自主知识产权的较链式六面顶压机，其生产效率较国外两面顶压机提高了近20倍，彻底改变了世界人造金刚石产业开展的格局。目前，三磨所DZ系列锻造六面顶压机覆盖①650-①1000型号，代表超硬材料行业大型高端装备加工制造技术的领先水平。三磨所压机均价超过90万/台，高于其他厂家同型号铸造六面顶压机。料磨具业务运营主体为子公司郑州郑州磨料磨具磨削研究所（以下简称“三磨所”）。1963年研制成功我国第一颗人造金刚石，有几十年的技术沉淀。主要产品有V-CBN磨曲轴/凸轮轴砂轮、半导体封装用超薄切割砂轮和划片刀、锻造六面顶压机、CVD培育钻石、金刚石复合片（子公司新亚生产）等。公司针对半导体、汽车、LED、光伏、培育钻石、工具等行业开发出一系列“高、精、尖、专”的超硬材料制品和专用设备，突破多项关键技术，打破了国际市场对磨料磨具的技术封锁。3：2021年公司磨料磨具和轴承业务营收占比27%、23%磨料磨具行业轴承行业贸易及工程承包其他资料来源：公司公告，浙商证券研究所轴研所是我国航天特种轴承的龙头。轴承业务运营主体为子公司洛阳轴承研究所（以下简称“轴研所所”），25：预计2022年公司向德阳二重、洛阳一拖采购金额分别到达2.8亿元和0.66亿元■德阳二重■洛阳一拖（万元）■德阳二重■洛阳一拖（万元）280002022E资料来源：公司公告，浙商证券研究所核心客户力量钻石大幅募资扩产，大缸径压机需求旺盛。力量钻石是三磨所深度合作客户，其六面顶压机机数量从2012年58台增至2021年6月末483台。型号聚焦新型锻造大腔体：2020年末已装机投产（p800、（p750和（p700（活塞直径及腔体较大）六面顶压机占比91%。公司新发布40亿元定增募资计划，公告显示拟投入超30亿元用于1800台压机设备购置，其中约1500台压机用于培育钻生产，大力度彰显其行业信心，对六面顶压机需求快速增长。兄弟单位供应较链梁，压机产能年底有望翻倍。三磨所生产六面顶压机的较链梁由二重（德阳）重型装备供应，销轴、导向套、钢材等由一拖（洛阳）汇德工装有限公司供应，二者均属国机集团，公司压机零部件供应有保障。根据公司发布的关联交易公告，2021年，向德阳二重、洛阳一拖采购商品金额分别为1.2亿元和0.22亿元，该金额预计2022年分别到达2.8亿元和0.66亿元，同比增长130%、197%O根据财联社4月发布的公司业绩会信息，2021年公司六面顶压机产能约为200-300台，计划2022年底产能实现400-450台o2.4.公司MPCVD技术蓄力多年，募投工程将全面投产贡献业绩增量MPCVD法制备技术差异决定单设备产值。目前，国内采用CVD法生产培育钻石的厂家主要有两大类，一类为传统超硬材料领域的厂家切入CVD培育钻石生产的公司，如四方达、国机精工和沃尔德。另一类为新兴的CVD培育钻石生产厂家，如上海征世、杭州超然和宁波晶钻。目前，不同厂家的制备工艺参差不齐，产出的培育钻石品质差异很大。因此,不同厂家的单设备产值存在很大差异，主要系CVD微波制备技术存在技术壁垒，国机精工、四方达等具有设备制造、优化能力的公司较有优势。27：2021年我国集成电路市场规模首破万亿，同比增18%中国集成电路市场规模(亿元)同比(%)中国集成电路市场规模(亿元)同比(%)120001000080006000400020000资料来源：中国半导体行业协会，Wind,浙商证券研卷翘零MPCVD技术储藏多年，募投工程将全面投产，技术和产能均居国内行业前列。公司早在2017年以前就开始探索CVD法合成金刚石的关键技术和规模化生产技术。2018年的募资工程“新型高功率MPCVD法大单晶金刚石工程”目前已基本实施完毕，形成了100余台MPCVD设备，其中10余台用于研发，90余台用于生产，目标是实现年产30万片大单晶金刚石。目前，已有60多台设备稳定生产，可量产D至H色级、5-20克拉毛坯钻，预计2022年可实现全面生产，成为公司新增长点。MPCVD大单晶金刚石应用有望拓展至功能材料领域。在半导体行业中可用来替代行业中的大功率、高端器件基片材料。公司目前在研的第三代半导体功率器件用超高导热金刚石材料工程，目标是建立超高导热金刚石材料的规模化生产，实现金刚石散热片在第三代半导体器件热管理中成功应用。目前，该工程已于2021年完成样品试制、应用验证，进入小批试制阶段。未来实现规模化生产后将开辟更广阔的市场空间。三磨所扩产工程获政府支持，推动产能业绩进一步提升。2022年，河南集中力量推进8000个左右重大工程实施，力争全年完成投资2万亿元以上，为实现年度投资目标提供有力支撑。2月18日，河南省发改委印发了《河南省2022年补短板“982”工程》，对此工作进行部署。三磨所年产30万片高品级、大尺寸功能金刚石工程入选，总投资2亿元，2022年计划完成投资1亿元。3.半导体划片刀填补国内空白，迎国产替代新机遇在半导体行业，公司超硬材料制品主要应用在芯片封装环节。芯片产业链分为三大领域：电路、晶圆制造和芯片封装测试，芯片封装测试属于产业链后端流程。封装指对制造完成的晶圆进行划片、贴片、键合、电镀等工艺，防止晶圆上的芯片受到物理或化学损坏，增强芯片散热性能。公司主要相关产品有划片刀、减薄砂轮、UV膜等。芯片加工领域是公司目前超硬材料制品应用和开发的重点市场。28：2019・2021年我国半导体封测规模CAGR=8%封装测试市场规模（亿元）同比（%）资料来源：中国半导体行业协会，Wind,浙商证券研委施管是半导体封测产能需求旺盛，先进封装有望扩大增量市场中国大陆承接全球集成电路行业第三次产能转移，市场规模突破万亿。大陆半导体开展迅猛，正迎第三次产业转移。根据世界半导体贸易统计协会（WSTS）统计，2021年，全球半导体产业总销售额达5559亿美元，同比增长26%。根据中国半导体行业协会统计，2021年，我国集成电路产业销售额到达10458亿元，同比增长18%。其中，设计业销售额4519亿，同比增长19%；制造业销售额3176亿元，同比增长24%；封测业销售额2763亿元，同比增长10%。2019-2021年，封测规模CAGR为8%。2021年前三季度，我国半导体自给率52%,距离国务院制定的“2025年芯片自给率到达70%”的目标还有较大空间。下游需求高景气，先进封装有望扩大封装增量市场。智能手机、物联网、人工智能、汽车电子等新兴市场的快速发展，带动了全球半导体产业的持续增长。传统封装以插装、贴装等平面、2D的集成技术为主，随着处理器对小型化、集成化、低功耗方面的需求日益提升，以2.5D/3D封装、SiP（系统级封装）、TSV（硅通孔）为代表的先进封装技术快速开展。与传统封装相比，先进封装可以提升芯片的功能密度，缩短互联长度从而优化整体性能和功耗水平，实现系统级封装。根据Yole预测数据，先进封装在全球封装的占比将从2021年的45%,增长到2025年的49.4%02019-2015年,相比同期整体封装市场（CAGR=5%）和传统封装市场，全球先进封装市场CAGR约8%,增长更为显著，将成为全球封装市场的主要增量。国内封测厂商技术水平基本与海外同步，根据Yole数据，2020年中国大陆先进封装产值占全球比例从2015年的10.3%提升至2020年的14.8%。30：先进封装在全球占比将从21年45%提升至25年49%■先进封装■传统封装资料来源：Yole,集微咨询，浙商证券研究所32划片刀和砂轮市场规模约20亿元，国产替代空间广阔晶圆研磨减薄和划片在整个封装工序中至关重要，对金刚石工具要求高。研磨减薄：减薄工艺主要对芯片反面硅材料进行磨削减薄使其到达所需的厚度这样不仅减小了封装体积，同时提高了电路性能，减小了寄生效应和时间延迟。此外,减薄还有利于芯片散热，提高使用寿命。划片：将含有多个芯片的晶圆切割成一个个晶片颗粒，切割加工水平一定程度上决定了芯片封装的成品率与性能。小型化，多功能化趋势使芯片结构愈加复杂，芯片之间的有效空间越来越小，切割空间也逐渐变窄。因此，对划片刀的技术要求越来越高。划片作为晶圆操作的最后一道工序，一旦出现崩缺问题，对芯片造成物理损伤，整片晶圆可能会局部或全部报废。目前，我国减薄砂轮和划片刀市场规模约20亿，至2025年CAGR超25%o根据《超硬材料工程》2021年2月发表的《半导体加工用金刚石工具现状》数据，我国金刚石工具市场总规模不小于30亿元，其中减薄砂轮和划片刀合计占比45%,规模在15亿左右。根据国机集团官网2021年2月的信息，未来5年，我国半导体封测行业年均复合增速可达26%o假设减薄砂轮和划片刀以相同增速测算，目前，我国减薄砂轮和划片刀市场规模接近20亿。国产化率缺乏10%,进口替代向上渗透空间足。根据《半导体加工用金刚石工具现状》数据，国产减薄砂轮和划片刀市场占有率仅10%和9%,高端半导体加工企业所用金刚石工具基本上被国外产品垄断。日本DISCO公司，东京精密株式会社和以色列ADT公司几乎垄断了国内中高端市场。其中，日本DISCO公司是全球最大的划片机供应商，减薄机也占主导地位，全球市占率超70%,在国内市占率高达80%-85%O33：DISCO垄断国内划片刀、减薄砂轮市场，占80%以上■国内厂商■DISCO东京精密、ADT等资料来源：《超硬材料工程》，浙商证券研究所整理日本DISCO近一半营收来自中国大陆和中国台湾，2019-2021年耗材产品营收复合增速18%o2021年，DISCO总营收133亿元（按1:0.0525汇率），同比增长39%o其中,划片刀、砂轮等耗材占23%,切割机占39%,研磨抛光机占18%o根据2019财年报告，DISCO主要营收来自亚洲地区，占86%,中国大陆和中国台湾地区占46%。国内半导体金刚石工具起步晚，国机精工三磨所领先同行。我国半导体加工用金刚石工具研究起步较晚，近几年来,超硬材料制品行业取得了重大成果，并逐渐可以替代局部进口产品。我国半导体划片刀和砂轮领域内企业规模普遍较小，国内厂家主要有国机精工三磨所、上海新阳子公司上海特划、三超新材、苏州赛尔科技、深圳西斯特。综合来看，三磨所在研发水平、产品品类和业务规模上都领先同行。三磨所依托研发优势，电沉积型封装划片刀填补国内空白。在封装基板长寿命、高效率划切领域，电沉积型划片刀过去全部依赖进口，市场被国外企业长期垄断。三磨所攻克细粒度金刚石复合电沉积多层均匀上砂技术等数项关键技术难题，成功研制出工程用关键核心装备与卡具，开发出工程产品。产品性能到达了国外同类产品水平，填补了国内电沉积型半导体封装切割用划片刀产品空白。该产品已逐步进入日本盐山株式会社、中国台湾兴勤电子、东山精密等知名半导体封测企业。进入全球封测龙头企业供应体系，订单持续放量。公司半导体封装用切割砂轮和划片刀打破垄断，已进入全球封测龙头企业的供应体系。根据公司互动平台公开信息，三磨所在半导体行业客户有华天科技、长电科技、通富微电、日月光、赛意法等。2019年该局部产品实现营收6137万元，毛利率达60%o根据公司年报，由于半导体和电子行业订单增加，切割片产品销量增幅较大。自2017年开始快速增长，2021年销量5300多万片，是2017年的近5倍。具备批量生产内径0.6毫米至外径7.1米的各种类型轴承产品和组件。主要产品为以航天轴承为代表的特种轴承、精密机床轴承、重型机械用大型（特大型）轴承（如风电轴承、盾构机轴承）、机床用电主轴等。中国载人航天八大系统，轴研所参与了七大系统的特种轴承研制。公司联营企业中浙高铁培育的轨道交通轴承业务，产品处于研发阶段。贸易及工程服务板块的运营主体为中机合作。中机合作创立于1981年，是我国具有较大影响力的磨料磨具进出口公司。1.2.国机集团持股超50%,股权激励计划正式落地国机集团持股50.05%。截至2021年年报，公司控股股东和实际控制人均为国机集团。股权激励计划落地，授予对象为核心高管和技术骨干。公司发布《国机精工股份有限公司关于向激励对象授予限制性股票的公告》，确定于2022年5月16日向213名激励对象授予713.394万股限制性股票，占公司股本总额1.36%。授予价格为8.64元/股，业绩考核目标为2022-2024年净利润年复合增长率较2020年分别不低于51%、42%、38%（对应净利润目标分别不低于1.4/1.8/2.3亿元），且加权平均净资产收益率不低于对标企业75分位值水平。公司作为央企控股上市公司，激励计划授予核心高管和36：三磨所自主研发的电沉积型半导体封装切割用划片刀资料来源：国机集团官网，浙商证券研究所三条⑥管是产品品类持续扩充和升级，助力我国半导体行业技术革新。公司依托超硬材料行业的几十年技术积累，半导体行业应用产品不断拓展品类。目前在建的募投工程“精密超硬材料磨具产业化基地一期工程”预计2023年6月建成，该工程产品为UV膜，主要应用在半导体行业晶圆、封装件等的研磨、切割工序。在研工程覆盖第三代半导体碳化硅加工工具、功率器件用超高导热金刚石材料等，有望解决美德日等国对我国半导体芯片加工工具技术封锁，将金刚石由传统结构材料引入更广泛的功能材料领域。4.特种轴承居垄断地位，风电轴承获批量订单轴承是现代工业的基础零件，机械装备的“关节”。轴承的主要功能是支撑旋转轴或其他运动体，引导转动或移动运动并承受由轴或轴上零件传递的载荷，并降低设备在传动过程中的摩擦。其精度、性能、寿命和可靠性决定了主机的使用性能和可靠性。根据运动部件的摩擦性质不同可分为滚动轴承和滑动轴承，滚动轴承具有传动效率高、机械性能好等优势，是目前轴承行业中最为常见的类别。轴承产业链价值分布：原材料和轴承制造收益高。轴承制造上游原材料钢材、工程塑料等生产工艺复杂、技术要求较高，约占轴承行业28%的价值。轴承制造约占31%的价值,国机精工产品以特种轴承为主，2021年轴承业务整体毛利率35%,优于行业平均水平。39：滚动轴承示意图资料来源：Solidworks机械设计，轴研所，浙商证券研竞帝@言为资料来源：Solidworks机械设计，轴研所，浙商证券研竞帝@言为轴承行业：千亿级市场规模，海外企业垄断高端市场全球轴承行业市场规模约1200亿美元，2021-2026年复合增速为8.5%。根据GrandViewResearch数据，2020年，全球轴承行业市场规模达1187亿美元，同比增长10.5%,预计2021年将到达1283亿美元，2021-2026年全球轴承行业市场复合增速为8.5%,到2026年全球轴承行业市场规模将到达1929亿美元。中国轴承市场规模约300亿美元，占全球四分之一，是全球第一大轴承市场，年均增速约3%-6%。2020年，中国轴承行业市场规模约300亿美元(1930亿元)。根据中国轴承工业协会《2021年轴承行业经济运行分析及2022年展望》，2021年我国轴承工业完成营业收入2278亿元，同比增长16.52%O2022年及未来几年，年均增速将处于3%左右。根据《全国轴承行业“十四五”开展规划》，“十四五''期间目标营业收入到达2237亿-2583亿元，年均递增3%-6%。预计到2025年，我国轴承制造行业市场规模将突破2500亿元。竞争格局：全球市场被海外企业垄断，国内行业集中度低，企业规模小全球市场被SKF为首的八大企业垄断，市占率超70%。根据头豹研究院数据，2020年全球八大轴承集团几乎垄断了中高端轴承市场，市占率高达70.7%,中国企业占20.3%。八大著名轴承制造商为瑞典斯凯孚(SKF),德国舍弗勒（Schaeffler）,日本恩斯克（NSK）、美蓿亚（NMB）、捷太格特（JTEKT）、恩梯恩（NTN）、不二越（NACHI）,美国铁姆肯（TIMKEN）。八大巨头的核心竞争优势在于：在最大的子行业汽车轴承占据较大份额并形成牢固地位，拥有门类广泛的高附加值工业轴承产品系列，延伸轴承制造到遍布全球的相关服务领域。41：20212）26年全球轴承市场CAGR8.5%2017201712%192910%8%118710710229956%4%2%2018201920202021E2026E・M全球轴承市场规模（亿美元）同比（％）12X30%资料来源：GrandViewResearch,浙商证券研究所国内轴承行业集中度较低，CR10约28%。中国轴承行业规模较大，但集中度较低，参与者众多，同质化现象严重，各家厂商的规模较小，产品主要分布于中低端领域，主机行业对高端轴承国产配套的需求不断提升。根据中国轴承工业协会统计数据，2020年我国轴承行业实现营业收入1930亿元，其中排名前十的轴承制造企业占比约为28%O我国轴承产业经几十年升级改造，已形成五大产业集聚区，面临从“大”到“强”、从“低”到“高”的战略突破和结构升级。创新驱动战略的实施使全行业的产品开发能力获得了显著的提高：我国轴承企业能够生产小至0.6毫米、大至外径12.37米的多种尺寸的轴承；轴承产品规格由2005年的6.6万种增加到2017年的9万多种。但是，与国外先进水平相比，我国在高端轴承领域技术水平还有待提升，在钢材纯洁度、非金属夹杂物细小弥散、碳化物均匀性等方面存在差距，而这些都是保证轴承产品长寿命及高可靠性的首要基础条件。国机精工轴研所位于行业中枢：洛阳轴承产业集聚区，航天轴承具自主知识产权。洛阳轴承产业集聚区拥有强劲的研发能力，产学研紧密结合、优势凸显，是我国轴承产业联盟的中枢神经。国机精工轴研所“神舟”、“嫦娥”、“天宫”配套轴承为代表的航天轴承已完全立足国内，具有自主知识产权。42航天发射高密度常态化，特种轴承龙头扩产迎业绩高增我国航天进入高密度发射常态化阶段，发射次数翻倍增长。根据环球网和中国航天科技活动蓝皮书公开数据，我国2014-2017年平均每年发射次数为19次，2018-20121年平均为42次，实现翻倍增长。根据《中国航天科技活动蓝皮书（2021年）》，2021年，中国航天发射活动继续取得重大突破。全年共执行55次发射任务，发射115个航天器，位居世界第一。发射航天器总质量再创新高，到达191.19吨，同比增长85.5%O根据中国航天科技集团计划，2022年将有40次以上航天发射任务，包括载人航天6次重大任务，其中2次货运飞船、2次神舟飞船和实验舱I、实验舱H发射。今年，中国空间站将全面建成，意味着我国载人航天工程“三步走”开展战略最终实现。此外，今年还将完成长征六号甲运载火箭首飞等多个重点火箭型号的发射。“十四五”启动新一批航天重大工程，行业景气度持续。"十四五''我国将重点推进行星探测、月球探测、载人航天、重型运载火箭、可重复使用天地往返运输系统、国家卫星互联网等重大工程。公司作为中国航天航空领域的主要配套单位，将充分受益行业高景气开展。45：2018・2021年，我国航天发射次数翻倍增长中国航天发射活动（次）资料来源：中国航天科技活动蓝皮书，环球网，浙商该票圆叁商业航天市场逐步完善，预计2022E-2024E复合增速23%o我国商业航天于2015年起步，在政策大力支持和市场需求驱动下，目前已经初具规模。根据艾媒数据中心数据，2015年-2021年我国商业航天产业年均复合增速22.3%,2021年市场规模1.26万亿。预计未来三年依旧保持快速开展态势,2022-2024年复合增速23%,2024年商业航天市场规模将超2.3万亿。航天轴承工作环境严苛，技术壁垒高。在航天领域中，运载火箭和太空空间站都是非常复杂的机械部件集合体，轴承是常见零件之一。区别于普通的轴承，航天轴承工作时面对的外部环境更加严苛，温度、酸碱度和载荷等因素更加恶劣,使用环境的不同对轴承材料的力学性能、化学性能（耐腐蚀性）提出了更高的要求。基于外太空这一特殊的工作地点，太空站中的零件更换工作难度很大，所以轴承材料必须能够长时间的工作，从而减少轴承的更换次数。轴研所是我国轴承行业唯一国家级一类综合性研究所，集中覆盖中高端产品，研发实力行业第一。2021年，轴研所国家企业技术中心排名全国轴承行业第一。截至目前，轴研所取得重大科研课题成果908项，制修订轴承行业技术标准670多项次，编辑出版《轴承》杂志479期。作为行业唯一的国家级一类综合研究所，轴研所的科技成果和高科技产品促进了我国轴承行业的技术进步，在轴承行业、国防和国民经济建设主机配套中得到了广泛推广和应用。市场+技术双垄断，充分受益航天工业快速开展。轴研所是中国航空航天领域核心配套企业，公司在国内火箭、卫星、飞船用轴承市场占有超过90%份额。中国载人航天八大系统（航天员、空间应用、载人飞船、运载火箭、发射场、测控通信、着陆场、空间实验室），轴研所参与了七大系统的特种轴承研制。2021年，公司轴承制造业务营收7.5亿元，同比增长23%,毛利率稳定在35%。近几年，随着我国航天工业的快速开展，公司特种轴承需求旺盛，在手订单饱满。48：2021年公司轴承制造业务营收7.5亿，同比增23%87654321025%20%15%10%5%0%-5%20192020202120172018■轴承收入同比（％）资料来源：公司公告，浙商证券研究所伊滨科技产业园一期23年投产，将缓解产能紧张促业绩放量。2021年1月，公司董事会审议通过变更募集资金用于“伊滨科技产业园（一期）工程“，重点围绕军品和高端民品两大主业，扩大生产能力，解决特种轴承产能紧张问题，适应产业开展需求进行装备升级。工程预计2023年实施完毕，达产正常年份可实现营业收入10亿元，利润总额超1亿元，税后内部收益率13.9%。布局商业航天卫星用轴承，助力商业航天开展。根据2020年年报，公司主导产业重点新产品开发工程,研制商业航天卫星用轴承组件，已完成多型号轴承组件的交付验收，产品各项性能指标均满足用户要求。2021年10月，轴研所助力江苏深蓝航天（深蓝航天）屡次完成其“星云-M”l号试验箭百米级垂直起飞及降落（VTVL）飞行试验，提供应用于火箭发动机涡轮泵中的低温、高速、重载自润滑轴承。产品满足了低温的特殊工况，无润滑的苛刻条件，高DN值的严格要求，试验任务圆满完成。4.3.大兆瓦主轴轴承国产替代空间足，3.2MW风电轴承获批量订单风电轴承是风力发电机组的核心零部件。由于风电设备的恶劣工况和长寿命、高可靠性的使用要求，使得风电轴承具有较高的技术复杂度，是最难国产化的两大风机零部件（轴承和控制系统）之一，成为影响我国风电制造业开展的软肋。风力发电机组中使用的轴承主要分为五类:主轴轴承、偏航轴承、变桨轴承、齿轮箱轴承和发电机轴承。每台风力发电机使用偏航轴承1套，变桨轴承3套（局部兆瓦级以下的风力发电机为不可调桨叶，可不用变桨轴承），发电机轴承2〜3套、主轴轴承1-2套（大兆瓦、双列圆锥需要2套主轴轴承）和15〜23套齿轮箱轴承（齿轮箱有三种结构形式，分别需要15/18/23套轴承），平均每台风机配置27套轴承，最多可配置32套轴承。技术骨干，激发核心骨干积极性和创造力，为公司高质量开展注入动力，进一步优化公司治理，提升经营业绩。13历史包袱逐步出清，半导体+培育钻石促业绩放量高增核心业务增长提速，培育钻石景气度高企。2021年公司实现营收33.3亿元，归母净利润1.3亿元,同比增加41%、105%,2017-2021年复合增速分别为22%,60%o2022Q1实现营收9.6亿元，归母净利润0.5亿元，同比增加39%、14%o业绩大幅增长主要系公司核心业务轴承和磨料磨具开展稳健,航天军工和半导体相关订单增加。培育钻石市场景气度高企,公司六面顶压机及CVD培育钻石供不应求，推动业绩增长。8：2021年营收33.3亿元，同比增加41%・营业收入（亿元）・营业收入（亿元）同比（％）资料来源：公司公告，证券研究所图52：风力发电机组使用的轴承:主轴轴承、偏航轴承、变桨轴承、齿轮箱轴承和发电机轴承资料来源：《轴承》2022年第01期，浙商证券研究所9元@管是风电行业将保持高速开展趋势，风电轴承市场规模从96亿元上升至295亿元，CAGR为25%。2011-2020年，我国风电新增装机容量从17.6GW上升至54.5GW（吊装口径）。2020年10月，全球400余家风能企业共同签署并发布《风能北京宣言》，提出在“十四五”规划中保证年均新增装机50GW以上，2025年后，中国新增装机容量应不低于60GW,到2030年至少到达8亿千瓦，到2060年至少到达30亿千瓦。我们预计2020年-2025年我国风电轴承市场规模从96亿元上升至295亿元，CAGR为25%。其中主轴轴承市场规模从31亿元上升至96亿元（测算模型参考2022年3月发布的《新强联：国内大型回转支承龙头，受益于风电轴承高景气和国产替代》）。风电单机容量大型化。2011-2020年，我国新增风电机组平均功率从1.5MW上升至2.7MW。单机容量大的风机经济性更优，是未来风电行业开展的必然趋势。单机容量大型化将有效提高风能资源利用效率，提高土地/海域利用效率，降低度电本钱。而风电度电本钱又是平价上网政策稳步推进的重要基础，平价上网政策也将加速促进风电降本和大兆瓦机型的开发。从全球范围看，陆上风机功率已经逐步由2MW、3MW时代迈入4MW时代。海上风电领域大兆瓦机型开展那么更为迅速。轴承在风力发电机组中价值量占比约7%。根据电气风电招股说明书，2020年原材料采购总金额占比前四的部件为叶片、齿轮箱、发电机和轴承，分别占19%、10%、8%、7%o轴承是风机主要的零件之一。主轴轴承是风电机组的核心部件，是技术壁垒最高的轴承，毛利率40%o风机运转过程中,主轴不断旋转，主轴轴承始终处于工作状态，不仅要承受风力载荷，还要承受主轴、增速器的重力载荷，工况复杂，是风电轴承中制造难度最大的轴承之一。根据新强联2021年定增公告，3.0MW及以上大功率风机主机配套轴承工程综合毛利率为30.72%,其中，偏航变桨轴承和主轴轴承毛利率分别为22%和40%o图55：电气风电2020年风机原材料采购金额占比■叶片■齿轮箱发电机轴承铸件变流器钢件机舱罩■叶片■齿轮箱发电机轴承铸件变流器钢件机舱罩资料来源：电气风电招股说明书，浙商证券研究所我国风电主轴轴承约70%依赖进口，国产化率仅30%,大功率产品替代空间足。国内接近70%市场份额主要集中在SKF、Schaeffler.NTN和TIMKEN四家公司，国内瓦轴、洛轴、新强联等拥占据约30%市场份额，主要以3MW以下主轴轴承产品为主，3MW主轴轴承市场也有小批量供货；3MW以上主轴轴承市场目前主要还是以进口品牌为主，存在较大替代空间。轴研所大功率风电轴承技术领先同行，3.2MW±轴轴承获批量订单3.2MW主轴承获批量订单，4.5MW主轴承已提交客户装机测试，具备年产500套风电主轴轴承生产能力。根据公司年报，2020年度完成4.5MW主轴承设计分析和多型号样品制造，已提交客户装机测试并完成了试验平台详细设计及试验方案制定。2022年5月，根据公司投资者互动消息,3.2MW风电主轴承获批量订单。轴研所成功研制国内首台7MW大功率海上风电主轴轴承，打破海外企业垄断。7MW级海上风电主轴承载荷复杂多变，轴承可靠性及精度要求高，且设计寿命需到达25年以上，技术难度大，长期被国外轴承企业垄断。公司相继攻克材料、热处理工艺、保持架设计与加工等技术难题并研制成功。2021年9月，在东方电气阳江基地完成安装调试，并于2022年1月4日装机运行，解决了大功率主轴轴承完全依赖进口的“卡脖子”问题。7MW海上风电主轴轴承的研制成功具里程碑意义。不仅提升了公司风电主轴轴承的可靠性设计和制造技术，而且使国产大兆瓦级该结构尺寸风力发电机主轴轴承实现突破，破除了风电产业关键件平安供应隐患，为大功率风电主轴轴承产业化开展奠定了技术基础。图56：21年9月,国内首台7MW风电主轴承完成安装调试资料来源：轴研所官网，浙商证券研究所综合毛利率略降，净利率上升：2021年以来，受原材料涨价，毛利率较低的贸易业务和六面顶压机收入占比提升影响，综合毛利率略降。净利率从2018年的2.5%提升至2021年的4%和2022Q1的5.5%,主要系半导体、航天军工高附加值产品销售增加。分产品看，超硬材料及制品保持较高的毛利率水平，维持45%以上水平。贸易及工程服务毛利率较低且逐年走低，2021年降至5%。期间费用率呈下降趋势，公司管理日趋成熟。2017年资产重组后，公司经营管理稳健。其中销售费用率、管理费用率和财务费用率逐年下降，研发费用稳中有升，建立较高的技术壁垒。历史包袱逐渐出清，后期业绩有望加速释放。2017年公司全资子公司阜阳轴承经营困难，进入破产程序，一次性计提损失1.04亿。2021年合计计提减值1.02亿元，其中资产减值0.95亿元，主要为民品轴承存货跌价减值；商誉减值1740万，其中新亚1648万元。目前公司剩余商誉1646万元均为新亚公司。大量计提干扰公司利润释放，随着不良资产逐步处置出清，公司业绩有望迎来快速增长。12：公司期间费用率逐年下降20172018201920202021销售费用率――管理费用率财务费用率研发费用率16.00%14.00%12.00%10.00%8.00%6.00%4.00%2.00%0.00%资料来源：公司公告，证券研究所2.培育钻石蓝海空间，三磨所设备+产品双轮驱动培育钻石产业链：上游看中国、中游看印度、下游看美国人造金刚石在力学、热学、光学、声学、电学和化学等方面性能优异，终端应用领域十分广泛，主要包括工业领域应用和时尚消费领域应用两大类，本文重点讨论培育钻石产业链及其开展情况。培育钻石产业链可以分为三大环节：（1）上游培育钻石原石制造、（2）中游加工打磨、（3）下游终端零售。“中美"：“生产-加工-消费:以中国为培育钻石原石为主的供应商，生产制造的原石95%流向印度进行人工打磨、切割、加工，印度苏拉特市（Surat）被誉为“世界钻石加工厂”；加工完毕后经终端多家零售品牌购入并出售给消费者，其中美国消费了全球80%培育钻石份额（2020年美国培育钻石产值渗透率4%,2021年约8%）；中国培育钻石概念兴起较晚，目前整体市场消费占有率及渗透率较低（2020年中国产值渗透率1.9%）,未来提升空间大。培育钻石产业链呈现微笑曲线形态，上游天然及培育钻石生产毛利率约60%-70%,中游加工依赖大量人力毛利率约10%,下游零售品牌溢价加成毛利率约60%-70%o培育钻石与天然钻石在晶体结构完整性、透明度、折射率、色散等方面完全一致，是真钻石。天然钻石形成于地底深处的碳元素层，超高温高压的环境可以将石墨形态的碳元素挤压成金刚石结构。而培育钻石是实验室里培育出来的钻石,通过将天然或人工的钻石作为籽晶生长合成钻石层，模拟自然界生成天然钻石的生长环境，就像种子一样，“种”在实验室的环境里慢慢发育长大。天然钻石-培育钻石类似河里的冰-冰箱里的冰，构成及外观一样：天然钻石和培育钻石都是纯碳构成的晶体，两者的晶体结构、物理性质、化学性质、光学性质完全一样。错石（立方氧化错）、莫桑石（碳化硅）等与钻石在物理性质、化学成分上差异较大，是伪钻石。15：2011・2020年全球钻石首饰市场总体平稳钻石珠宝(亿美元)同比(%)资料来源：DeBeers,浙商证券研究所低渗透高增长，至2025年全球培育钻石原石需求复合增速35%需求现状之全球钻石消费：全球市场平稳开展，中国后期提升空间大全球钻石首饰消费市场规模庞大，近十年总体保持稳定。近十年钻石消费市场整体表现稳定，除2020年受疫情影响有所下滑，实现全球钻石首饰销售额680亿美元；2021年销售额反弹至840亿美元，同比增加23.5%。美中日印为全球前四大钻石首饰消费市场，美国占52%。2020年全球前四大钻石珠宝消费市场为美国、中国、日本、印度，分别占52%,10%,7%和6%,CR4高达75%。美国为全球最大钻石首饰消费国。我国人均钻石消费量仅为美国1/20,后期增长空间广阔。2020年中国钻石首饰消费占全球10%,2014-2019年中国钻石市场销售额复合增速达2.5%。作为拥有巨大市场基础的消费强国，中国钻石市场增速明显高于国际市场。2020年美国和日本人均钻石消费量分别为105.60美元和40.07美元，而中国和印度人均消费量仅为4.96美元和2.95美元，我国钻石消费额仅为美国的1/20,后期提升空间大。需求现状之培育钻石消费：低渗透高增长，美国主消费,欧亚新市场培育钻石市场低渗透高增长，2021年产量渗透率7%,产值渗透率5%。2017-2019年全球培育钻石原石产量复合增速超120%,2020年到达720万克拉，全球2020年天然钻石总产量1.13亿克拉，培育钻石产量渗透率提升至6%,2021年预计提升至7.2%；全球2020年钻石类饰品总零售额680亿美元，培育钻石饰品销售额16.5亿美元，培育钻石产值渗透率约2.4%,2021年提升至5.2%。