敬请参阅最后一页特别声明 -1- 证券研究报告 2018 年 9 月 6 日 有色金属 国内粉末冶金市场空间广阔：汽车发力 +进口替代 粉末冶金 (铁粉 )行业深度 行业深度 粉末冶金性能优异，应用广泛 粉末冶金制品相对于其他制作工艺，具有节材、省能，精确度高、一致性高，结构复杂，成分均匀等优势，应用广泛。目前主要应用于汽车、工业电动机 /控制系统、娱乐 设施 、家用电器等各个方面，其中汽车行业为粉末冶金主要驱动力，全球 平均占比为 70%左右。 行业集中度高，龙头受益市场扩容 行业集中度高 ：全球粉末冶金行业集中度高， 根据 GKN 统计， 2017 年 前10 企业市场份额占比可达 52%。 GKN 为行业龙头，约占粉末冶金市场 17%份额，日本住友、日本日立排名二三，占比分别为 8%、 5%。 强者恒强，龙头有望充分受益市场扩容： 随着粉末冶金技术的不断成熟，以及汽车轻量化，产销规模的进一步提高，作为粉末冶金行业龙头的 GKN等企业，有望充分受益行业市场扩容。 国内粉末冶金市场空间广阔：汽车发力 +进口替代 我国粉末冶金市场空间广阔。一方面，汽车行业是中 国粉末冶金零件行业最大市场，虽然其占粉末冶金零件市场的比例从 2005 年的 32.0%增加至2017 年的 60.0%，但仍远低于发达国家 90%的占比水平，提升空间潜力大。另一方面，随着中国制造 2025的颁布，我国现有的粉末冶金生产技术、规模有望不断突破，进口替代或加速落地，利好国内东睦股份等一系列粉末冶金生产商。 我们对国内粉末冶金市场空间进行了详细测算， 20182020 年可达 92.76亿元、 113.28 亿元、 137.29 亿元，年均复合增速为 20.78%；其中汽车市场为主驱动力， 20182020 年的市场空 间预计为 66.59、 86.09、 108.99亿元，年均复合增速为 28.41%。 投资建议 汽车行业为粉末冶金行业主要驱动力， 在我国汽车政策向好、进口替代加速等条件下，国内粉末冶金市场空间广阔，利好国内粉末冶金厂商。我们推荐国内粉末冶金龙头企业： 东睦股份。 风险提示： 汽车产销下滑、进口替代 缓慢 证券 代码 公司 名称 股价 （元） EPS（元） PE（ X） 投资 评级 17A 18E 19E 17A 18E 19E 600114 东睦股份 8.10 0.46 0.60 0.77 17 14 11 买入 资料来源： Wind，光大证券研究所预测，股价时间为 2018 年 9 月 4 日 买入（维持） 分析师 李伟峰 (执业证书编号： S0930514050002) 021-22169122 liweifengebscn 刘慨昂 (执业证书编号： S0930518050001) 021-22169110 liukaebscn 行业与上证指数对比图 - 3 0 %- 1 5 %0%15%30%0 7 - 1 7 1 0 - 1 7 0 1 - 1 8 0 4 - 1 8有色金属 沪深 300 资料来源： Wind 2018-09-06 有色金属 敬请参阅最后一页特别声明 -2- 证券研究报告 投资 聚焦 研究背景 粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和 烧结 等工艺，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术；但究竟与传统技术相比具有哪些优势？ 目前粉末冶金零件技术在汽车、家电、工程机械、电动工具等领域得到了广泛应用，然而，国内外粉末冶金制品在主要应用领域 仍 存在差异。 实际的差异具体体现在哪？我国粉末冶金的市场空间未来到底有多大？ 针对这些问题 ， 我们 在本文进行了一一 解 答。 我们区别于市场的 观点 1） 通过精准合理的假设，我们详细测算了 20182020 年的汽车零部件粉末冶金市场空间 ， 三年的空间分别 为 66.59、 86.09、 108.99 亿元，年均复合增速为 28.41%； 我们同时预测了 20182020 年 整体的 粉末冶金市场空间 ，分别 可达 92.76 亿元、 113.28 亿元、 137.29 亿元，年均复合增速为20.78%。 2） 本文详细阐述了国内外粉末冶金 工业 发展概况 ，属 业界 首次 。 北美粉末冶金起步较早，发展相对成熟；欧洲粉末冶金起步较早，但早期用于汽车方面较少；日本粉末冶金发展在亚洲处于领先技术，自 1956 年开始规模化生产。 虽然中国粉末冶金产量 于 2009 年 已超越日本，排名亚洲第一，但中国粉末冶金起步较晚，工艺水平等与国外仍有较大差距。 高端产品比如：VVT、 VCT、行星齿轮等 则仅有少数 国内企业可 实现规模化生产。 3） 本文详细梳理了国内外粉末冶金产业的巨头公司，为“强者恒强，龙头有望充分受益市场扩容”的逻辑进行了 论证 。 根据 GKN 统计， 2017 年前 10 企业市场份额占比可达 52%。 GKN 为行业龙头，约占粉末冶金市场17%份额，日本住友、日本日立排名二三，占比分别为 8%、 5%。 投资观点 我们认为 汽车行业为粉末冶金行业主要驱动力 。 在我国汽车政策向好、进口替代加速等 背景 下，国内 汽车 粉末冶金市场空间广阔 （ 20182020 年市场空间的复合增速可达 28%。） ，利好国内 从传统领域 向汽车领域转型 的 粉末冶金厂商。我们推荐国内粉末冶金龙头企业： 东睦股份。 2018-09-06 有色金属 敬请参阅最后一页特别声明 -3- 证券研究报告 目 录 1、 粉末冶金工艺发展简介 . 4 1.1、 历史悠久、发展迅速 . 4 1.2、 粉末冶金四大工艺简介 . 4 1.3、 产品优势：节材、省能 . 7 1.4、 产品应用：下游 广泛，汽车行业为主 . 8 2、 国内外粉末冶金发展概况 . 10 2.1、 北美粉末冶金发展概况 . 10 2.2、 欧洲粉末冶金发展概况 . 12 2.3、 亚洲粉末冶金发展概况 . 14 2.4、 小结：全球看亚洲，亚洲看中国 . 17 3、 全球竞争格局：行业集中度高，强者恒强 . 18 3.1、 GKN . 18 3.2、 日本住友 . 20 3.3、 日本日立 . 21 3.4、 小结：行业集中度高，龙头受益市场扩容 . 22 4、 中国：市场空间广阔，看好汽车发力 +进口替代 . 23 4.1、 汽车板块发力，粉末冶金市场增长确定性高 . 23 4.2、 进口替代加速，开启市场扩容新篇章 . 23 4.3、 粉末冶金市场空间测算 . 24 4.4、 小结：汽车发力 +进口替代， 市场空间广阔 . 28 5、 相关标的 . 28 5.1、 东睦股份：粉末 +软磁双驱动，龙头再启航 . 28 6、 风险提示 . 29 2018-09-06 有色金属 敬请参阅最后一页特别声明 -4- 证券研究报告 1、 粉末冶金工艺发展简介 1.1、 历史悠久、发展迅速 早在古代工匠学会融化和铸铁之前，粉末冶金就已经 开始使用 。 公元前 3000 年 ， 埃及人利用 PM（粉末冶金） 技 术制造了铁制工具，古代印加人用贵重金属粉末制造珠宝和工艺品。 20 世纪早期 ， 电灯泡钨丝 的开发， 被誉为 现代粉末冶金技术发展的标志 。随后许多难熔金属材料如钨、钽、铌等都可通过粉末冶金工艺方法制备。 1923 年粉末冶金硬质合金的诞生 更被誉为机械加工业的一次革命 ； 20 世纪30 年代， 通过 粉末冶金工艺成功制得铜基多孔含油轴承 ， 继而发展到铁基机械零件，并且迅速在汽车、纺织、办公设备等现代制造领域广泛应用 。 20 世纪中叶以后，粉末冶金技术与化工、材料、机械等学科互相渗透，更高性能的新材料、新工艺发展进一步促进粉末冶金发展 ， 20 世纪 80 年代金属注射成型（ MIM）技术开始应用 。 2000 年粉末冶金飞速发展， 粉末冶金技术广泛应用到汽车、航空航天、军工、节能环保等领域。 2010 年金属添加剂（ MAM）技术开始应用。 图 1：粉末冶金发展历史 钨灯丝（ 19 世纪后期）硬质合金和自润滑轴承（ 1 9 2 0 s ）结构零件（ 1 9 4 0 s ）金属注射成型（ M I M ）（ 1 9 8 0 s ）飞速发展（ 2 0 0 0 ）金属添加剂（ M A M ）（ 2 0 1 0 ）资料来源： EPMA,光大证券研究所整理 1.2、 粉末冶金四大工艺简介 粉末冶金主要有四大工艺，分别为传统法、金属注射成型（ MIM）、金属添加剂制造（ MAM）、等静压（ IP）。 传统方法发展较早，最早于 1935 年应用于难熔金属。等静压（ IP）、金属注射成型（ MIM）、金属添加剂制造（ MAM）发展相 对较晚，分别于 1980、1990、 2010 年开始应用。 目前在汽车领域应用最为广泛的是传统法和金属注射成型（ MIM），未来发展方向或为金属添加剂制造（ MAM）。 传统粉末冶金工艺（ Sinter and Press） 2018-09-06 有色金属 敬请参阅最后一页特别声明 -5- 证券研究报告 传统 粉末冶金（ Sinter and Press）， 即压制和烧结，主要通过 将混合物 压实在模具中，然后烧结或加热， 并 在 可控 熔炉中以冶金的方式粘合颗粒。 大多数粉末冶金零件重量不到 5 磅（ 2.27 公斤） ， 但 重量高达 35 磅（ 15.89公斤）的部件 也 可以在传统的 粉末冶金 设备中制造。 这种方法生产的部件相对密度 为 86%，致密性较高。 图 2：传统粉末冶金工艺 资料来源： MPIF 金属注射成型（ MIM） 金属注射成型（ MIM） 结合了塑料成型的复杂性和金属的特性 ，为大量生产复杂形状的零件提供了可能。 利用的金属粉末通常为球形或接近球形粉末（ 5-30 微米） 。 然而，它 仅限于相对较小的（通常 1g-200g），高度复杂的部件 ，否则，需要 进一步精 加工或装配操作。 图 3：金属注射成型（ MIM） 资料来源： MPIF 2018-09-06 有色金属 敬请参阅最后一页特别声明 -6- 证券研究报告 金属添加剂制造（ MAM） 金属添加剂制造（ MAM），也称 3D 打印技术， 不同于传统的消减制造工艺（如 钻孔），该技术为增材技术。通过去除材料的一部分，添加剂制造工艺采用逐层过程直接从数字模型生产，无需模具，充分利用废弃材料，减少制造时间和费用，进一步提高了生产潜力， 实现了最终的设计自由（仿生结构） 。 MAM 需要良好的（ 5-60 微米，取决于工艺）粉末 ， 更适合于 单个小到中等大小的 组件或小尺寸系列。 MAM 为未来粉末冶金技术发展方向， GKN、日本住友等公司均已经开始MAM 的研究 和生产 。 图 4：金属添加剂制造 3D 打印技术 资料来源： EPMA 等静压（ IP） 等静压 （ IP） 是粉末冶金成型过程， 通过从 各个 方向上施加同等的压力，达到密度和微观结构的最大均匀性，不受单轴压制的几何限制。均衡 施 压 分为冷”或“热” 两种情况 。冷等静压（ CIP）用于在环境温度下对 “ 绿色部 件”进行压缩，热 等静压（ HIP） 用于在高温下通过固态扩散完全巩固部件。 热等静压 也可用于消除烧结 PM 部分残留的孔隙度。 等静压需要 球形干净金属粉末 ，对生产条件有较高要求。 典型的等静压产品从几千克到 10 吨以上 。 2018-09-06 有色金属 敬请参阅最后一页特别声明 -7- 证券研究报告 图 5：等静压（ HIP） 资料来源： EPMA 四大工艺，满足产品不同需求 传统法应用广泛，主要用于生产硬质金属及许多其他合金材 料结构件（如钢、铝合金、青铜等），一般采用大于 50 微米的金属粉末，所生产零件重量一般为 1g-2kg。 金属注射成型（ MIM）相比传统法使用微细粉末（ 5-30 微米），成品密度高，品种多且更加经济， 可以 实现 快速 、 大批量、低成本制造复杂形状零件，避免更多的二次加工 ， 但所生产零件较小，一般在 1g-200g 之间。 金属添加剂制造（ MAM）无需模具，实现了最终的设计自由，更适用于单个中小尺寸组件或者小尺寸系列的加工，一般需要 5-60 微米的金属粉末。 等静压（ IP）对生产条件要求较高，粉末一般为球形干净粉末，主要应用于额 外加工过程，例如对于铸造件、高致密性烧制压结零件、 MIM 零件以及AM 组件的加工，典型的等静压产品一般为几千克到 10 吨以上。 表 1：粉末冶金工艺比较 金属粉末（微米） 零件重量 用途 传统粉末冶金 >50 1g-2kg 硬质金属、合金材料结构件 金属注射成型 5-30 1g-200g 应用广泛 金属添加剂 5-60 单个中小尺寸组件或者小尺寸系列 等静压 球形干净粉末 几千克 -10 吨 额外加工 资料来源： EPMA，光大证券研究所整理 1.3、 产品优势：节材、省能 粉末冶金相对于其他生产方法，具有节材、省 能，精确度高、一致性高，结构复杂，成分均匀等优势。 节材、省能 ：粉末冶金零件具有最高的材料利用率，最低的能耗。 根据欧洲粉末冶金协会（ EPMA），粉末冶金零件材料利用率大部分超过95%，铸造材料利用率为 90%左右，冷温挤压材料利用率为 85%左右， 热模锻法 的材料利用率为 75%-80%，机械加工的材料利用率为 40%-50%。粉末冶金零件材料每千克能耗为 29MJ，铸造能耗为 30-38MJ，冷温挤压能耗为 41MJ， 热模锻法 能耗为 46-49MJ，加工能耗为 66-82MJ。 2018-09-06 有色金属 敬请参阅最后一页特别声明 -8- 证券研究报告 图 6：各种制造过程材料利用率和能耗 资料来源： EPMA 精度、一致性： 粉末冶金最高精度可达 0.01mm，且表面光滑，零件各部分以及零件与零件之间尺寸变化值差异性较小。 同时粉末冶金结构复杂，对于结构复杂、多孔、自润滑的工件，粉末冶金是其唯一的选择。 此外粉末冶金由于无凝固工艺，所以产品无偏析、气泡、杂质等质量问题，成分均匀。 图 7：传统的钢锭 图 8：粉末冶金零件 资料来源： EPMA 资料来源： EPMA 1.4、 产品应用：下游广泛，汽车行业为主 粉末冶金的应用分为两大类，一类是难用其他方法制造的部件，比如钨、钼或碳化钨硬质合金，多 孔轴承，过滤器，硬软磁性元件等；一类是替代铸件和锻件的部件，比如汽车离合器片、连杆、凸轮轴和行星齿轮架等。 2018-09-06 有色金属 敬请参阅最后一页特别声明 -9- 证券研究报告 图 9：粉末冶金零件 资料来源：东睦股份公司官网 具体来看，粉末冶金零件下游广泛，主要用于汽车行业、 工业电动机 /控制系统、液压器；娱乐、手工工具；家用电器；硬件和商业设备 等方面。其中汽车行业占据主导地位， 占比约为 70%。 图 10： 2016 年 全球粉末冶金应用 资料来源： MPIF 其中汽车粉末冶金零件主要应用于发动机、传动、转向、传感器等方面。 图 11：粉末冶金在汽车 方面应用 图 12：粉末冶金在汽车方面应用 发动机粉末冶金零件 转向系统传动系统传感器阀门系统部件：阀门座、气门导管、钛阀等气门正时系统涡轮同步零件连杆活塞、杆导向器、阀门等阀体、 A B S 传感器、动力转向泵等资料来源： Fine Sinter 公司官网 资料来源： Fine Sinter 公司官网，光大证券研究所整理 汽车 零件 压缩机 零件 摩托车 零件 电动零件 其它 零件 2018-09-06 有色金属 敬请参阅最后一页特别声明 -10- 证券研究报告 2、 国内外粉末冶金发展概况 粉末冶金是一种利用金属粉末制造可靠的黑色和非黑色部件的方法。自 2010年全球粉末冶金 制品 产量超过 100 万吨 。 铁粉为粉末冶金工业用量最大、应用面最广的金属粉末， 2016 年其用量约占整个粉末冶金行业用粉量的 70%-80%。 根据 International Powder Metallurgy Directory， 2016 年南北美 洲 用于粉末冶金 的铁粉占全球的 44%，同比增长 10%；欧洲用于粉末冶金的铁粉占全球 24%，同比增长 2%；亚洲及大洋洲用于粉末冶金的铁粉占全球 32%，同比减少 12 个 百分点 ，变化原因主要为南北美 洲 和欧洲铁粉用量在金融危机过后呈现快速增长 。 2015 年北美用于粉末冶金的铁粉超过 38 万吨，接近危机前 “ 峰值 ”的九成， 2016 年欧洲用于粉末冶金的铁粉则超过了 2007 年19.9 万吨的“峰值”。 表 2：全球用于粉末冶金的铁粉分布情况 2006 2011 2016 南北美洲 42.00% 34.00% 44.00% 欧洲 23.00% 22.00% 24.00% 亚洲及大洋洲 35.00% 44.00% 32.00% 资料来源： International Powder Metallurgy Directory，光大证券研究所整理 粉末冶金零件市场主要由亚洲、欧洲、北美组成。 据估计， 2016 年全球粉末冶金零件市场中，亚太地区销售额占比 排名首位为 39%（日本为 11%） ，排名第二为 欧洲 市场， 占比 为 38%。 图 13： 2016 年全球粉末冶金零件市场份额 资料来源： EPMA 2.1、 北美粉末冶金发展概况 北美粉末冶 金起步较早，发展相对成熟， 2016 年粉末冶金零部件和产品销售额约为 57 亿美元，主要应用于结构组件、金属粉末、难熔金属三个方面。