2022年隐身材料行业深度报告_第1页
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文档简介

2022年隐身材料行业深度报告

一、需求基础:隐身材料是实现装备隐身的物质基础

(一)底层需求:隐身是作战装备重要特征,材料是实

现隐身重要途径

飞行器生存力的主要威胁来自雷达和红外探测器。雷达

隐身方面,飞行器在执行任务过程中,雷达、通信、导航、

识别等系统往往要不断向外辐射电磁信号,这些电磁信号容

易被对方的无源探测系统截获,使己方暴露。红外隐身方面,

飞行器部分位置温度过高热辐射特征显著。飞机的热辐射主

要产生于发动机、发动机喷口、排气气流、机体蒙皮等。实

现飞机红外隐身的主要技术措施包括:采用红外辐射较弱的

涡扇发动机,并通过对发动机进行隔热,防止其热量传给机身;

在喷管内部涂低发射率材料;在燃料中加入添加剂抑制和改

变尾焰的红外辐射频段;飞机表面涂红外隐身涂料;释放伪

装气溶胶烟幕;改进外形设计减小机体摩擦以降低蒙皮温度等。

在可见光隐身方面,涂料迷彩伪装的方法至今仍在采用。在飞

行器表面可以喷涂与背景一致的颜色和迷彩伪装图案,模拟

背景的色彩,破坏飞行器的目视外形,从而达到隐身的目的。

图1:飞机各主要部件散射类型图

镜面反射爬行波,

镜面闪烁点

龟反射器

若电波不透射,进气道腔反射源

出现尖端绕射:边缘衍射沿武器传输波

若电波透射,

盒内出现角反射

落充@尧来管库

复盘国外隐身技术在飞机上的应用,隐身飞机重心从外

形隐身转向材料隐身。根据《隐身原理》(姬金祖等,北京

航空航天大学出版社,2018年),可将隐身技术在飞机上应

用的发展历程分为五个阶段:20世纪40年代,随着雷达越来

越广泛的运用,针对雷达探测技术的隐身设计也开始出现。

飞翼飞机开始得到初步发展,飞翼飞机去掉了厚重的尾翼,

将机身的主要部分与机翼融为一体,这种设计使得飞机对雷达

波的反射较小,隐身性能优良;20世纪50-60年代,美国试图

通过提高飞行器飞行高度与飞行速度以及研发的雷达吸波材

料,避免飞机被陆地上的视觉、听觉传感器以及初级的雷达

传感器探测到,但此阶段的隐身技术实用性并不强;20世纪

70年代,美国飞机设计公司开始探索红外隐身技术,超级计

算机的发展与战争的需要进一步促使美国有计划地进行隐身

技术研究,使其初具实用性;20世纪80年代,隐身技术应用

领域拓宽,从战斗机发展到直升机、轰炸机、巡航导弹,隐身

技术在国防领域中的地位逐渐提高。尽管80年代的隐身飞机

已经趋于成熟,但隐身飞机研制和维护费用高昂,各国拥有的

隐身飞机数目也因此受到限制;20世纪90年代以后,飞机面

临着需要掩盖其他信号特征的问题,同时,隐身飞机的设计

开始追求多用途化与低成本,并开始由美国迅速渗透到其他

国家。

以美国为例,隐身飞机向着低RCS、高性能、低成本、

多用途的方向发展。1975-1977期间,洛克希德公司为美国空

军研发了F-117,其主要通过外形设计来减少RCS,并试图

通过在机身相关部位应用吸波涂料以使其RCS减小。此外,

F-117也将飞机的红外信号纳入飞机隐身的考虑范围,设计了

独特的外形使得红外辐射与RCS同时降低。F-117成为第一

架按照隐身要求设计的实用隐身战斗机,但为了达到隐身效果,

牺牲了它的机动性和灵活性。1990年,洛克希德公司研制的

F-22首飞。根据《隐身材料研究进展》(李江海等,2015

年),F-22表面主要应用镀银薄片混合聚氨酯材料的导电涂

料与含有金属基材料的涂层,以减少RCS与辐射的热量。此

外,F-22还在内部结构、航电系统、机身设计上针对隐身性

能进行了改进。这些技术使F-22具有超视距攻击能力、超音

速巡航能力、超机动空战性能以及优秀的隐身能力。尽管F-

22性能十分出色,但实现前述性能的结合以及后续维护需要

非常高的成本。2006年,洛克希德公司研发的F-35战斗机,

F-35机身表面使用了HAVEGLASSV隐身涂层,该隐身涂层

具有更好的雷达和红外隐身性能,且在耐磨和坚固性能上将超

过F-22使用的隐身涂层。F-35还通过整机计算机模拟进行

RCS分析和计算,综合了进气道、吸波材料与机身结构等总

体影响,提高整体隐身性能。虽然F-35的隐身能力不及F22,

但相较于之前的隐身飞机,F-35的设计大大降低了飞机的制

造和维护成本,并实现了一机多用途。主要用于前线支援、

目标轰炸、防空截击等多种任务,并因此发展出三种衍生版

本,为隐身飞机作战术提供更多可能。

隐身性能是武器装备的重要性能之一,而隐身材料是实

现隐身性能的关键。(1)隐身性能成为武器先进性的衡量指

标:隐身技术是针对探测技术,在一定环境中通过弱化呈现

目标存在的雷达、红外、声波和光学等信号特征,最大限度地

降低探测系统发现和识别目标能力的技术。现代战场上,随

着探测、控制、弹药技术的长足发展,先进侦察系统和精确

打击系统已经对地面武器装备构成了不可忽视的威胁。为了

提高武器装备的存活几率以形成战斗优势,往往通过隐身技术

来减少被探测概率,因此隐身性能也成为了判断武器装备先

进性的指标之一。(2)开展隐身材料的研究成为隐身技术的

关键:现代隐身技术主要通过外形设计和使用隐身材料以减少

电磁波发射/反射,从而减小被探测到的概率。详细来说,一

是对作战武器装备(如飞机、坦克、舰艇等)外部形状进行

改进,通过减少目标反射或发射的电磁波信号;二是采用隐

身材料,通过隐身材料降低武器装备的信号特征,达到隐身的

目的。

困5:陂身技术根据不同探测技术的分类

雷达吸波材料(RAM)是应对雷达探测的主要手段。吸

波材料通过吸收雷达波减少目标的雷达散射截面(RCS),

使探测器难以回收达到探测阈值的回波。其基本原理是当雷

达波辐射到隐身材料表面并加以渗透,吸波材料自身可将雷达

波能量转换成其他形式的能量(如机械能、电能或热能),

并加以吸收,从而消耗掉雷达波部分能量,降低回波信号强

度,从而极大地降低被雷达发现的概率。若吸波材料自身结

构设计与阻抗匹配设计得当,再加上选材等配方及成型工艺合

理,雷达吸波材料几乎完全可衰减并吸收掉所入射的雷达波

能量,达到安全隐身的目的。理想的雷达吸收体应具有厚度

薄、重量轻、频带宽、黏附力强的特点。

吸波材料分为磁损耗型和介电损耗型,磁性材料常用于

武器装备常温隐身,陶瓷材料配合介电材料常用于武器高温

部位隐身。根据材料对电磁波的损耗机理,吸波材料可分为

磁损耗型和介电损耗型:(1)磁损耗型吸波材料具有低频吸

波性能优异、吸波频带可调等优点,但缺点是密度大,且绝

大部分磁性吸收材料居里温度较低,在高温下失去磁性从而

失去吸波性能,因此磁性吸波材料一般只能用于武器常温部

位的隐身。磁性吸波材料主要包括铁氧体、磁性金属微粉及多

晶铁纤维、纳米磁性吸波材料等。根据《磁性吸波材料的研

究进展》(刘祥萱等,2013年),由于磁性吸波材料具有磁

损耗强、成本低的特点,磁性吸波材料是目前应用得最多的一

类。例如,铁氧体吸波材料在U-2、F-ll7A等飞机上均有应

用。(2)介电损耗型吸波材料具有质量轻、力学性能优异、

耐腐蚀、耐高温等优点,但介电材料往往低频吸波性能差、

吸波频带较窄,吸波效率远低于磁性吸波材料,需要较大厚度。

通常将陶瓷吸波材料等介电材料通过元素掺杂等方式进行改

性后用于武器高温部位的隐身。

图8:隐身涂层材料组成结构

雷达波吸收剂

功能填料低发射率材料

"相变控温填料

障身涂层材料

树脂基

舞结剂

陶瓷基

工元@未尧皆屎

结构隐身材料则是兼具电磁吸收和高强度特性的结构型

材料,主要用于武器装备中需要结构功能和隐身功能一体化

的关键部位。结构隐身材料是在先进复合材料的基础上,将

吸收剂分散在特种复合材料中,经严格的电磁结构性能一体化

规划设计,采用多轴机加或3D打印精密成型制造而成。目前

国内外研究最多的是结构雷达隐身材料,其可以与红外隐身

涂层结合使用,从而达到红外/雷达兼容隐身效果。根据结构

隐身材料的类型不同,可以分为树脂基结构隐身材料和陶瓷基

结构隐身材料,其中树脂基结构雷达隐身材料的研究比较成

熟,应用较为广泛。

涂敷型吸波材料性价比高,结构型吸波材料性能好。涂

敷型吸波材料不参与结构承力,是喷于或贴于金属表面或碳

纤维复合材料表面的一种涂料或膜层,一般由粘结剂与金属、

合金粉末、铁氧体、导电纤维等吸收剂混合而成。涂覆型雷达

吸波材料具有吸波效果好、工艺简单、设计难度小、成本低

等特点,能在不改变飞机外形或外形改变较小的情况下实现隐

身。缺点在于涂层增加了飞机的重量,适用带宽受限制,涂

覆的吸波材料容易脱落和变质,保养和维护费用较高,且受涂

覆材料厚度限制,对s、L等波长较长的波段效果并不显著。

结构型雷达吸波材料是在先进复合材料的基础上,将吸收剂

分散在特种纤维增强的结构材料中而形成的复合材料。结构型

雷达吸波材料作用机理是通过特殊的复合材料结构对雷达波

进行损耗,集吸波、承载于一体,不仅可以减轻飞行器自重,

而且允许设计厚度较大,具有更好的吸波性能以及更高的可

靠性,此种材料可直接做成飞行器的气动外形所必需的复杂曲

线结构,作为承力部件使用,如机翼前缘、机身边缘等。

(二)产业链:中上游多为定制化供给,下游客户绑定

体系稳定性突出

隐身材料产业链各环节业务层次明确,隐身材料制备企

业位于产业链中游。隐身材料产业链自上而下大致可分为原

材料厂商、隐身材料供应商、武器装备制造商,相互之间的

业务层级明确,从下游往上游依次传递产品需求,从上游至下

游依次交付合格产品。隐身材料上游为原材料厂商,原材料

包括靶材、粉体、树脂、纤维、合金、试剂、金属结构件及

连接件等。中游为隐身材料制备企业,隐身材料以涂覆型和结

构型结构方式广泛地在武器装备和尖端装备与设施上应用,包

括飞机、主战坦克、舰船和导弹,降低武器装备被探测率。

下游为我国武器装备的制造商,多为军工集团及其下属单位。

图11:隐身材料产业链

飞机

隐身涂层材料

主战坦克

舰船

结构隐身材料

导弹

工定⑥充来管库

I

上游原料以粉体和靶材为主,不易制备。上游原材料包

括靶材、粉体、树脂、纤维、合金、试剂等,其中隐身涂层

材料中的功能填料和粘结剂的主要原材料为靶材和粉体。靶

材是通过专用设备采用物理气相沉积技术在基材上制备涂层的

原材料,主要包括金属靶材、金属陶瓷靶材及氧化物靶材等,

粉体包括陶瓷粉、合金粉和金属粉等。隐身材料厂商通过设

计和定制不同成分及技术标准的靶材和粉体,并按照特定工

艺在基材表面逐层制备功能填料和粘结剂,最终形成隐身涂层

材料。根据华秦科技招股说明书,靶材是公司的主要原材料,

占其主营业务相关的采购总额比例的80%以上,粉体的采购

占比逐渐升高。靶材作为主要原材料,需进行定制化设计和工

艺探索,制备方法主要有熔炼法和粉末冶金法,制备工艺较

为复杂,工艺过程控制要求较高。

原材料以定制化生产为主,为保证质量,中游企业和原

材料厂商稳定合作。由于隐身材料制备是国防装备供应体系

中的一个环节,中游企业在原材料采购方面受到国防装备供

应体系的统一管理。为控制原材料质量,隐身材料制备企业采

购相对集中,严格执行供应商准入管理,从资质信誉、技术

水平、提供产品或服务的质量、交付能力等全方位对供应商

进行详细的评估,并对重要原材料进行试用,相关产品只有通

过试用后满足性能要求,并且经过军代表的审查才会纳入供方

名单。原材料的采购遵循的流程是中游隐身材料制备商根据

下游企业依据武器装备交付计划提出的要求制定生产计划和

采购计划,依照采购计划向供应商采购,且为保障原材料的性

能满足要求,在入库时进行查验和抽检。终端产品型号设计

定型时已经对原材料做出限制,原材料样本需经过多批次试

制检验,因此靶材一般是定制化生产,靶材厂商的客户相对

固定,合作关系比较稳定。且由于军品供应的特殊性,原材料

采购量根据中游企业与主机厂沟通的生产计划而定,采购价

格提前协商,相对稳定。

图14:障身材料制备商核心技术体系

材料组分配方

定制化生产设备和

实现隐身功能工艺流程批量生产

材料结构设计

热圣⑥未来管库

高难度的技术工艺铸就行业高进入壁垒,其中组分配方

对材料性能的实现起关键作用。由于隐身材料技术涉及重大

军事材料的研制,国外在该项技术方面对我国实行严密的封

锁,我国研究机构及参与企业难以取得可以借鉴的技术信息,

加大了研发难度。隐身材料制备的核心技术主要包括材料组

分配方、结构设计、装备定制化设计及工艺实现技术体系等。

以雷达吸波材料为例,其主要由吸波剂与高分子材料(如树

脂与橡胶及其改性材料)组成。其中决定吸波性能优劣的关键

则是所选取的吸波剂的类型及含量,吸波性能通常用介电常

数和磁导率表征。材料的吸波性能和材料的组分设计息息相

关。组分对微波磁导率的影响以多晶铁纤维为例,不同组分的

三种纤维银、斑基铁和钻纤维,其中跋基铁纤维的微波磁导

率最高。因此,需要通过多次调配材料组分并结合电磁参数

观察,获得最佳的材料组成配方以达到隐身材料的性能需求,

对技术水平要求较高。

隐身材料的结构设计作为实现隐身性能的关键因素之一,

对研发技术水平有着较高的要求。隐身涂层材料的结构设计

经历单层、双层和多层的涂覆结构的发展过程。结构设计的

复杂性和设计目标的差异对算法提出了要求,需要基于多层传

输线理论,使具有不同电磁特性的各层材料结合厚度、复介

电常数和复磁导率参数。此外,当材料用于飞行器时,对质

量和体积有所限制,因此多层材料还需考虑增加的附加质量。

对于结构隐身材料,需要考虑吸波剂体积分数及铺排方式以及

层间界面结构的设计等。基本结构设计形式包括波纹板夹层

结构、角锥夹层结构、吸波材料充填结构等,需考虑多种结

构形式综合设计,对技术水平提出较高的要求。

从制备工艺流程角度出发,隐身材料行业存在高壁垒。

隐身涂层材料和结构隐身材料的工艺流程不同。隐身涂层材

料的生产经历预处理、隐身材料制备及涂覆、热处理、性能

测试等步骤,运用定制化开发的生产设备及特定的生产工艺将

特种功能材料直接制备并涂覆在客户零部件表面,其中涂覆

工艺是制备的最重要环节之一,会直接影响涂层表面的微观

结构和取向,有研究发现仅操作工艺的不同就可使同种配方

涂料的发射率出现10%偏差。结构隐身材料的工艺遵循预制

体处理-浸渍固化-制备毛坯件-零件修型-金属件连接-性能测试

这一流程,直接进行零部件生产。《隐身材料技术标准现状

和标准发展设想》(郑付来,2019年)一文中指出隐身材料

行业及以上相关标准全是国家军用标准,并且数量很少,目

前工艺标准无行业及以上标准可供使用,需要企业自己确定

各生产环节的工艺参数和条件,对企业的研发创新能力提出

高要求。

图18:结构水身材料生产工艺流程

基础原材料检脸

多功能蒙皮制备关鞋吸收材料制备链接结构制备

及合成型及表处理

-V,

全性能检脸

I

成品入库

二元@先来皆库

耐温性能的提升为隐身材料的发展趋势,对研制技术提

出新要求。随着使用温度的升高,隐身材料的体系都会发生

改变,隐身材料研制难度变大。高温对材料研发提出了更高

的要求,可选用的材料范围更窄,同时对隐身材料性能调控和

制备工艺提出了更高的挑战。耐高温隐身材料是目前武器装

备实现全方位隐身的短板。在中/高温隐身材料领域,国外一

直在加强基础研究,综合优化材料应用性能与高温吸波性能。

技术思路以研发能长期耐受高温的陶瓷基隐身材料为主,产品

主要包括陶瓷涂层、陶瓷贴片和陶瓷基吸波结构复合材料等。

国内制备耐温隐身涂层的技术路线是基于组分配方、结构设

计和制备工艺的优化进行。采用耐温吸收剂,结合电磁参数,

耐温功能填料的优化、改性及特殊的包覆技术处理使得各组分

在高温下稳定共存,避免了高温环境下各组分间的化学反应;

设计扩散阻挡层,解决隐身性能退化问题;优化粘结层的成

分设计和工艺以提高隐身涂层的附着力和抗热震性能;改进专

用设备和工装、优化制备工艺,解决工程化应用工程中制备

工艺重复性和均匀性差的问题。目前,耐温隐身涂层制备工

艺均存在所需设备较为复杂、工艺要求控制高、成本高等问

题,会对耐高温隐身材料的发展造成阻碍,亟待解决。

下游企业为装备制造商,隐身材料应用装备包括飞机、

主战坦克、舰船和导弹等。下游企业多为军工集团下属科研

生产企事业单位,根据军方要求研制生产指定型号的武器装

备,包括军机、坦克、导弹和舰船等。不同型号的武器装备在

材料、规格和性能等方面均具有特殊性要求,因此装备制造

商一般要求隐身材料生产企业配合其进行同步研发,隐身材

料最终能否实现定型批产不仅取决于供应商自身研制进展,

亦取决于下游应用装备的定型批产。从合作模式看,不同类

型隐身材料的产品交付方式及形态存在差异。对于非高温隐

身涂层,一般多为隐身材料公司将产品交付客户,并指导客户

材料喷涂过程中的参数控制等。在高温隐身涂层领域,一般

为下游用户将武器装备的零部件发运至隐身材料公司,隐身

材料公司完成隐身材料在零部件表面的涂覆后,由下游用户进

行检验,检验通过即生产完成。下游结构隐身材料市场,一

般是由下游装备制造商提供设计图纸、技术指标等要求,隐

身材料制造商直接进行生产。从定价模式看,隐身材料的价

格由下游装备总体单位或总装单位审核,双方谈判确定暂定价

格,再基于军方对装备产品的批复价格进行调整。

(三)发展方向:低频超宽带、多频谱兼容、薄型轻量、

耐高温多功能

低频超宽带化,以应对新型雷达技术等探测手段的发展。

据佳驰科技招股书,随着飞行器、舰船的隐身性能的不断提

升,传统的雷达技术已经无法对抗各类隐身武器,因此对新

型雷达技术的研究逐渐展开,性能优异的低频超宽带雷达逐渐

兴起。低频超宽带雷达是工作在UHF/VHF的新型的雷达系统,

其低频特性可探测隐蔽目标,而其超宽带特性可以得到较高

的距离向分辨率,具有较强的探测能力,该新型雷达已严重

影响了传统隐身技术的隐身效果。目前各类雷达隐身材料普遍

存在低频吸波机制单一、隐身效果差的问题,为了满足现代

战争的需要,低频超宽带已成为隐身材料新的发展趋势。

图22:超宽带雷达在原理上具有相对于传统雷达的优势

原理上.超宽带雷达具有不同于传统雷达的优外

超宽带雷达是指使用系统与信号的相对党时带宽大于或善于25%的宙达.抵溺目标时可以提取丰富的目标信息。

从日前殳的隐身飞机性能来看,探测雷达使用顿率婚过隐身目标使用的频率范31.保测能力就会仔到显著增气,

从而有效应对目标的酹身性统

超宽带雷达发射的脉冲宽度极窄,除了也含的倾语极宽以外,它还是一种肾态的过程.由"TUMB信号吊竟比吸收

材料的频带大得多,即使入射脉冲的能量有枝大衰减,但吸收频带外的分量仍然占主导地位,回此域脉冲传喻的

信号能量比长脉冲大将多,因此旋取的目标信息相对来说也会更丰高

空同城反望身是利用飞机的几何外彩带衽来实现.总是利用飞机的外套设计将探测电磁波做射到其他方向来降低

电波反射的能量,若在射方向以外的其他方向也有接收机存在.则飞机的检身功能将大大降低

信号的极化方向与天戊接收的方向和匹配.极化的可选样性是目标他身的一大特点,也即只有"■定极化方向的电

僦波才能对稔身目标的极化探测有效,因此特定目标对某一极化的宙达可施信身效芸很好,但对其他不同极化方

戈欣达叱城弘圣@朱光智库

多频谱隐身材料具有多重隐身功能或宽频段隐身功能,

雷达/红外兼容隐身材料是多频谱隐身材料的研究重点。随着

探测技术的迅猛发展,武器装备在战场上可能同时受到来自

雷达、热红外、可见光及近红外、激光等多频谱、多波段侦察

仪器的探测,因此适用于单一频段的隐身材料将很难获得进

一步的实际应用,而多频谱兼容隐身材料有希望满足武器装

备在战场复杂电磁环境中的需要。多频谱隐身材料具有多重

隐身功能或宽频段隐身功能,常见的有雷达/红外兼容隐身、

可见光/红外兼容隐身材料。多频谱隐身材料的研发技术难度

较大,主要体现在两方面:一是不同隐身功能对材料特性的

要求各异,很难在同一种材料上实现多种功能,需要采用多种

材料复合的方式进行,所以可用材料较少,设计空间较小;

二是由于加工制造技术限制,很多理论上可实现的材料结构

设计无法用现有技术进行验证。以雷达/红外兼容隐身材料为

例,雷达隐身是通过衰减吸收、偏转雷达回波等方法降低雷达

散射截面积,实现隐身,而红外隐身则是通过降低目标红外

辐射强度实现隐身。雷达吸波涂料要求高吸收率,低反射率;

红外隐身材料则要求低吸收率,高反射率。隐身机理的截然不

同,使得它们的性能要求相互矛盾和制约。

隐身材料的薄型化和轻量化有助于降低武器装备整体质

量,可有效提升飞行器的航程和载荷。轻质高强是航空结构

材料的发展方向,结构隐身复合材料可以通过减轻重量放大

经济效益。根据《航空类新型高温雷达吸波材料研究进展》

(邓凯文,2016年),航空类雷达吸波材料在降低材料重量

和提高高温性能等方面具有更严苛的要求。传统高温雷达吸

波材料由于存在吸收频段窄、低频吸收性能差、抗氧化性能不

佳等缺点,使用受到限制。航空结构材料其最关键的要求是轻

质高强和高温耐腐性能,上述性能也是航空类隐身材料在设

计和应用过程中所必须考虑的,是区别于其他隐身材料的关

键特征。

二、商业模式:对症下药,从“Biotech”到“BigPharma”

(一)核心特征:从底层工艺出发,以吸收剂为锚,解

决不同适应症

吸波材料的关键在于吸收剂的制备。吸波材料主要由吸

收剂和基体材料组成,吸收剂是发挥吸收和反射电磁波的物

质基础,常用的包含铁氧体、覆基铁、导电高聚物等。基体

材料为吸收剂的载体,能够承载并分散吸收剂,同时具有一定

的力学性能。由吸波材料的工作原理可知,吸波材料的吸波

能力与吸收剂的吸收能力密切相关。以佳驰科技主营产品

EMMS(电磁功能材料与结构)材料为例,据佳驰科技招股书,

EMMS实现装备隐身、电磁兼容等各类功能的核心材料是吸

收剂,其配制难度大,涉及材料损耗峰控制设计、材料粒度

分布设计、材料表面界面态设计、材料合成配方设计、材料

形貌设计等多项关键步骤,需要大量的理论分析和实验积累。

图25:佳驰科技隐身功能涂层材料与结构件生产流程关使在于“核心吸收剂制备”

1、隐身功能涂层材料2、隐身功能结构件

皋础原材料检脸核心吸收剂制备AM4材料&验

-------1\J--

’5功能耸立制各I美健喂收材料制叁站构

多^语功能制备----II--

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‘艮合改型及*■处及

成品检脸------;*I'

殳也能修妆

成品人厚工△

弘委@未来智库

靶材是决定高温隐身涂层的关键。据华秦科技招股书,

为了生产隐身涂层产品,公司设计和定制了不同成分及技术

标准的靶材,分别用于粘结层和功能层的制备。功能层主要

作用是实现材料的隐身功能,同时提高隐身涂层材料的长期耐

温性能;粘结层则是用于增加隐身涂层材料和工件的结合强

度,避免材料在应用过程中脱落。靶材成分不同,对隐身涂

层材料的作用就不同。采用不同的靶材,通过物理气相沉积

技术可以在工件上分别逐层制备出粘结层和功能层,最终形成

隐身涂层材料产品。

我们强调,常温隐身材料,其关键在于前期吸收剂制备;

对于高温区域隐身材料,原材料靶材很重要,通过调整配方

或工艺,以满足下游客户多样化需求。据佳驰科技招股书,

在公司2008〜2012年早期基础研究阶段,公司开始进行

EMMS领域的技术预研。在此期间,重点开展了磁性纳米晶

电磁吸收剂制备技术研究,在基础隐身材料和关键原材料方

面取得重要进展,突破了隐身材料薄型化、轻量化等关键技术

瓶颈,解决了隐身材料长期以来的厚重的问题,为公司各类产

品发展奠定基础。EMMS产品具有多样性、复杂性,需要根

据不同环境设计吸波材料配方和电磁参数频谱特性,不同产

品生产工艺存在较大差异。

图28:华秦科技报告期内军品定型收入及占比

军品-定型批产收入(万元)军品-定型批产收入占比

2018201920202021H丸弱@左尧皆库

创新药公司君实生物,专注源头创新,重要靶点全面铺

开。据广发医药组2020年12月报告《君实生物:专注源头创

新,从本土到全球》,公司的核心产品特瑞普利单抗是首个

国产抗PD-1单抗,通过自主研发及权益引进,在重点新型靶

点上均有丰富的布局,将构建多层次的PD-1联用组合,产品

间具备较强的协同作用;从商业竞争策略看,核心产品采取

的是快速上市,特瑞普利在临床急需有突出临床优势的适应症

上,通过优先审评纳入“绿色通道”进而实现快速上市的目标,

具体而言,黑色素瘤二线已获批,在鼻咽癌三线及尿路上皮

癌三线适应症的拓展临床试验上已经显示出巨大的临床受益。

合成生物学公司华恒生物,敢为人先,掌握核心菌种和

酶。据广发化工组2022年5月报告《华恒生物:敢为人先,

合成生物学领跑者》,合成生物学行业一般分为研发型和产

品型公司,华恒生物在研发和产品端齐发力,上游,掌握核心

菌种和酶,厌氧发酵法生产L-丙氨酸、L-缴氨酸等系全球首

创;中游,工程放大能力突出,多个产品万吨级产业化,实

现低成本、规模化生产;下游,大客户资源丰富,与巴斯夫、

味之素、德之馨、帝斯曼、伊藤忠、华中药业、诺力昂、天

新药业等企业建立长期业务往来。

(二)发展路径:差异化管线持续迭代,从“Biotech”到

“BigPharma^^

隐身材料公司发展方向,以底层技术为核心,快速扩大

产品管线。据佳驰科技招股书,公司经过十余年的自主研发,

持续优化吸收剂材料配比和加工工艺流程,不断提升吸收剂

性能参数,公司已研制四大吸收剂体系、数十种吸收剂牌号,

在多频段上解决了装备隐身和电磁兼容问题,取得了宝贵的

核心技术积累。据华秦科技招股书,截至2022年3月招股说

明书签署日,公司共计3个牌号的隐身材料实现批产,24个

牌号的隐身材料及19个牌号的隐身材料分别处于小批试制及

预研试制阶段,产品管线不断扩大。

图31:截至2022年3月华秦科技招股书披露的研制项目

崎好进度

项HZ你内达到目标

侬气冷段讯创阶段定5!4产

”All“强.离足材料就量化生产京木的工善憔住.并制各出姓货.他里的XX“科

研制新型功施体构一体化XX复合材料,满之式为能&XXS;木

网目面向应用高来.用成XXXX材料谩计.制各.应用一割是it力,交流材料XXX美铺技术.出决材料■的根同何培

E及目徭据行殳发展方向,结合装备座用客水.制会出满足性it要本的产品.并制定工艺规范

F^#a宾足不用使用二尺和塔废.下村料的总用.酊成相史的材升规氢加工。林汽

3YN根依型号应对高未.制品山漏史收处要求妁功能材".看制定工匕现三

PIH修播市场发展之卡.制冬山满足仕施妻求的沦从安抖,洋明文工苒煌E

E目什叶行■业发展及港在客户春次.制各出满更收魄姿束的复合材料,并制定相应的掠发和工乞规危

目制备出满足性屹要求的念层/涂料.并制定相立的标准用工已是学

什对明科应用需求,开朦XX材料的工41化应用暗比.同豺拿提材料工位转化的关键技术.实JJLXXX材料制备船应用

Q"目

华&科技技生的白支可拉

41H5!号应用立木,鼠或帕夫材外可断8工艺攻关.井创纪佃应的现W.好准

S瑁目针对型号HXX计料的应同需求.开展相关工艺研£.彩成相应的工艺代花和标净一

T3目根据行业发展心号和公司发残方向.开履加导开发工作.可成相应的工艺规定和标塞

psa计对美%应用与床.开底材料演制.对成相应的工艺规范和好淮

针凶德届使用过在中出现的电斗说束,分析涂层M落机/£,开残涂层材料馀台M能提什、吃斗除层的修复致*■及徐

za目

员批网状生丹之.叔向余乐使用可,付

对算件利反役环境,外历练均,增重点制妻汆等田米进斤分析.开展柯应材料的工艺适用疗,工艺❷父竹和长优发

AAM目

世情况的畤亮直用.设讦出运用于部件的一体化XXXXE片绿构件的应用方案

纣制可代替金屏构件的*t温树府昱出身区合材料构件.以修依发动机的士量.提高发动机的找士比.蜿理国产发动

AC项目再走

机与国外发动机的肥鸟=1w

我们认为,对于隐身材料公司而言,虽然下游需求较为

多样化,但底层工艺技术的同一性,决定其发展方向在于,

从解决“小适应症”到“大适应症”方向拓展,从“Biotech”到“Big

Pharma”。以创新药公司君实生物为例,采取快速上市、辅以

“小适应症+大适应症”并快速扩大市场份额的竞争策略实现领

先。据广发医药组2020年12月报告《君实生物:专注源头

创新,从本土到全球》,公司基于核心产品特瑞普利在临床急

需有突出临床优势的适应症,通过优先审评纳入“绿色通道”

进而实现快速上市的目标,具体而言,黑色素瘤二线已获批,

在鼻咽癌三线及尿路上皮癌三线适应症的拓展临床试验上已

经显示出巨大的临床受益。“小适应症+大适应症”的市场拓展

策略是指,公司特瑞普利率先拓展黑色素瘤,鼻咽癌和尿路

上皮癌三个病患群体相对较小的适应症,同时积极进行肺癌,

肝癌,食管癌,乳腺癌等病患群体较大的适应症临床试验,带

动大适应症的市场拓展。在完善的新药研发体系下,公司从

Biotech逐步转型BigPharma,由肿瘤向多病种布局,全面提

升公司的市场竞争力。

以佳驰科技为例,从解决雷达吸波等“小适应症”,向解

决多频谱兼容等“大适应症”拓展;从隐身功能涂层材料“小适

应症“,向隐身结构件“大适应症”拓展。据佳驰科技招股书,

公司在不断积累军方客户的基础上,利用自身核心技术及产品

优势积极开拓产品应用领域,目前已经在隐身功能涂层材料、

隐身功能结构件、电磁兼容材料三大领域形成包括电磁缺陷

修复材料、雷达吸波涂料、红外蒙皮涂料、泡沫类吸波材料、

蜂窝类吸波材料、胶板类吸波材料在内的多个产品序列。从公

司核心技术视角看,从“薄型雷达吸波涂料设计和制备技术”、

“低发射红外涂料设计和制备技术“,至『'多频谱兼容功能涂料

一体化设计和制备技术“解决多频谱涂料的兼容性问题;从隐

身功能涂层涂料,到“超宽带非线性梯度渐变吸波蜂窝制备技

术”、“低可探测隐身功能结构件设计技术”拓展。生产环节从

“吸收剂制备”向“结构件制备”领域拓展,实现从“小适应症”到

“大适应症”的转变,扩大了市场空间;实现从“Biotech”到

“BigPharma”,实现平台型转化。

(三)赛道优势:下游客户粘性壁垒较高,装备服役及

升级周期较长

我们认为,隐身材料赛道具有两点比较优势,高转换成

本下的客户优势、长服役及升级周期下的市场优势。

图34:隐身材料赛道赛道优势较为突出

・供应链体系稳定

•持续且绑定优质大客户

・定制化特征参与客户研制

•装备列装周期长

隐身材料下游客户的转换成本相对较高。ToB的隐身材

料行业,(1)客户出于稳定性考虑一般较少更换供应商。下

游具备隐身装备研制能力的主机厂相对较少,且隐身装备的

附加值、装备地位相对较高,使得一般情况下游客户为了产品

的稳定性考虑,一般不轻易更换供应商;(2)底层工艺的同

一性使得强者恒强,且由于客户需求多品种、多定制、小批

次,若非掌握底层谱系化的工艺(如全面的吸收剂制备体

系),难以在短时间内对现有龙头产生实质性影响;(3)较

高的认证壁垒。据佳驰科技招股书,”一般来说,只有预先进

行大量的研发工作,才有可能通过军工配套项目的招标进

入…前期预研阶段时间较长,一旦产品通过评审批产定型,供

求双方会形成长期稳定的合作关系,后来企业难以再进入市

场,存在较强的进入壁垒

下游装备的长服役及升级周期带来更高的持续性需求。

对于隐身材料赛道下游主要装备,如飞机、发动机等,尤其

是军品领域,其服役周期及升级周期相对更长。并且在较高

的客户转换成本下,中上游隐身功能涂层或者结构件供应商的

收入确定及持续性相对更高。

1.军机方面,强调装备较长的服役寿命与升级周期

拉长维度,美国装备采购支出整体呈现强周期性特征,

战机采购数量接近整体采购变动趋势,但采购景气一旦上行

一般持续10-15年。近几十年来,美国国防采购支出周期性

特征明显。例如在20世纪60年代到达一定高位后支出开始下

降,在20世纪70年代中期至80年代末期又逐步增长,并自

反恐战争后逐步增加。在此期间,国防部购买的军机数量变

动趋势接近于整体采购预算。例如,当总开支在1975年下降

时,国防部采购了193架战斗机和391架飞机。当开支在

1985年达到顶峰时,国防部采购了300架战斗机。当开支在

1995年再次下降时,国防部只采购了24架战斗机和101架飞

机。但整体上不断变化的威胁以及在役战机的寿命决定了整体

的采购趋势。

从美国看,以固定翼为代表的军机呈现制造成本不断提

升的趋势,因此在军方装备升级背景下潜在的需求空间随军

方对性能的需求提升而不断增加。参考《WhyHastheCostof

Fixed-WingAircraftRisen(美国兰德智库,2008年),基于

统计的运输机、轰炸机、战斗机等,在过去25年固定翼军机

成本的增长率已超出普通的通货膨胀指数,如消费者指数、

国防部采购平减指数和GDP平减指数等,无论是基于采购成

本还是单位空重成本衡量,都体现为该趋势。美军多数军机的

采购多使用成本加成定价合同,在该合同条款下成本的上升

决定了军方采购价格的上升,意味着在同等采购数量下武器

装备的升级换代所需费用随之增加,而对于洛马等企业,则是

潜在装备升级换代市场空间的不断增加。

图39:美军1974-2005年电子战机单位采购成本增加

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Fiscalyear

豆券@未来皆库

2.发动机方面,强调更为广阔的升级及维修空间

发动机总体呈现单机成本不断提升的趋势,主要系发动

机代际更迭追求更高性能带来的成本提高。对于军用飞机来

说,从第1代发动机到第4代发动机,为了满足战斗机的超

声速巡航、超机动、超隐身和短距起落等能力,第4代战斗机

发动机对推力与推重比、推力矢量、雷达和红外信号等提出

了更高的要求,明显增加了技术难度。为了满足第4代战斗

机的综合性能最优和全寿命周期费用较低的要求,第4代战斗

机发动机对耐久性、维修性、可靠性和保障性等提出了更高

的要求,明显拓展了技术范围,增加了研制难度。同时,由

于原材料占比超过一半,先进材料的使用也增加了发动机成

本,第4代战斗机发动机的价格显著高于第3代。

从全寿命周期角度来看,发动机运营和维护费用高于整

机采购成本。根据《WholeLifeCostMethodsforAero-Engine

Design》(JamesStephenWong,2012年11月),航空发动

机全寿命周期成本包括采购成本(acquisitioncost)和拥有成

本(ownershipcost),采购成本包含研发成本和投资成本,

拥有成本包含运营维护成本和处置成本。根据《AnApproach

totheLife-cycleAnalysisofAircraftTurbineEngines》(美国兰

德智库,1979年),发动机维护成本占发动机全寿命周期总

成本的75%〜80%。

图43:军用航发F135改型价格变化(万美元)

…♦…价格(万美元)

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

F119-PW-100F135-PW-100F135-PW-400F135-PW-600

(F135前身)9元@未来智库

(四)民用领域:同样受益底层技术同一性,巩固全球

民用龙头地位

军用与民用之间存在技术迁移,有利于企业巩固行业市

场地位。

(1)在军用往民用进行技术迁移上:从材料角度,根据

《磁性吸波材料与应用》(余声明,2009年),军用雷达吸

波材料以磁性吸波材料为主,而磁性吸波材料在民用市场具

有广阔的前景。一方面,电磁波吸波材料技术作为材料科学的

分支,其应用的广泛性及其电子信息产业的紧密相关性将使

之成为崛起的新兴产业。另一方面,通过军用向民用的技术

迁移,磁性吸波材料已大量应用于民用企业,金属与合金系

列吸波材料也因吸收频带宽、工艺简单而备受关注;从应用角

度,常温隐身材料与高温隐身材料存在不同的特性,因此在

民用领域有着不同的应用。由于常温隐身材料具有更优的吸

波性能,因此常常作为电磁屏蔽材料应用于民用领域。高温隐

身材料则往往兼具热防护、高温燃气防护、高温氧化防护和

耐环境腐蚀等功能而作为防护材料应用于民用领域。

(2)军工技术向民用领域转化,开辟收入新增长点:在

常温隐身材料的转化上,以佳驰科技为例,佳驰科技利用薄

型轻量化制备技术等核心技术,在高端电磁兼容材料产品方

面持续实现突破,拓展电磁兼容材料在消费电子、汽车电子等

民用领域的应用。根据佳驰科技招股说明书,公司逐步开展

吸波电磁兼容材料的研制,并抓住磁性基板的契机,成功研

制了包括高性能水性环保磁性基板材料在内的多个产品,打

破国外的技术垄断;在高温隐身材料的转化上,以华秦科技为

例,华秦科技积极开拓军工技术向民用转化,利用在军品行

业已形成的快干型长效防腐材料制备技术、低表面能耐候性

自清洁防腐材料制备技术和高效隔热技术等核心技术,拓展

防护材料在航空、冶金、石油化工、船舶、海洋等民用领域的

推广应用。企业的防护材料以高效热阻材料和重防腐材料为

主,高效热阻材料应用于民用航空发动机,延长其使用寿命;

重防腐材料可大幅提高涂覆部件的使用寿命和应用性能,能够

广泛用于航空、航海、陆航、海洋工业、石油化工、核电工

业、市政公用设施等领域。华秦科技的重防腐材料已在冶金、

港口、船舶等领域实现民用产品的成功应用,已实现收入,

且截至2022年3月2日,民用产品合同金额超过1000万元。

图46:华秦科技军工技术向民用领域转化

应用温示@不来■智厚

向民用领域转化的核心技术公司民用领域产品

隐身材料为解决民用领域的电磁兼容问题提供解决方案,

复盘海外民用领域龙头发展历史,或基于底层技术同一性、

拓展产品谱系,巩固其竞争优势。随着电子信息的不断发展,

电磁兼容问题越来越突出,隐身材料的民用拓展提供了更佳

的解决方案。根据佳驰科技招股说明书,(1)电磁兼容问题

突出:一方面,随着电子芯片技术和加工工艺的提升,电子

器件的厚度、重量等参数已成为手机、穿戴设备等电子设备

的重要竞争指标,各类消费电子设备向着轻、薄、小的趋势发

展,因此越来越难以通过优化设备结构设计和电子元器件布

局来解决电磁干扰问题;另一方面,随着5G时代的到来,智

能手机等设备的传输速率、信号强度均显著提升,内部电磁

兼容问题愈发严重。为了保障电子产品的功能的顺利运行,从

而保持产品的竞争力,该领域对电磁兼容材料的需求尤为突

出。(2)隐身材料的民用拓展提供了更佳的解决方案:由于

军用隐身材料具有极佳的电磁波吸收能力,并且材料的性能

要求较高,例如,军用材料对材料吸收率、薄度、厚度、重量

都有更苛刻的要求。因此,由军用隐身材料向民用电磁屏蔽

材料拓展,有利于提供更好的电磁兼容的解决方案。

军民用吸波材料市场份额约各占一半,民用应用领域分

散、需求广泛但性能要求不高。从市场份额来看,据Hexa

Research2018年市场预测报告,2015〜2017年全球吸波材料

市场份额中,民品和军品的份额几乎对半分,民品市场中,应

用较大的是医疗和纺织,此外还有汽车、消费等。相较军品

主要用于战机,民品下游应用较分散且需求要求不高,如:

医疗领域主要用于屏蔽医疗仪器的辐射以保证其他医疗仪器

的正常运行;建筑领域主要通过在建筑材料中加入吸波材料以

减少家用电子设备造成的电磁污染;汽车领域主要用于噪音

屏蔽和车身保护;消费领域主要用于噪音屏蔽和防晒产品等。

<11:不同应用场景下相关产品与吸波频率

自由空间

近场噪-传输傲荷/

空皎谐邦反射伊

点抑制隔离终端

20Mhz-800Mhz-35-700Mhz-600Mhz-

6-18Ghz18-35Ghz>1Ghz2-18Ghz>18Ghz1-18Ghz

2Ghz6Ghz100Ghz40Ghz2Ghz

NSMCSBSRGDS(FR)MMILSSFANANHRMF

1000SofttzorbLS5GMeF1JCSQR-13AFFGMJCPPA/PPMF500F

NS1000MCSQR-13AFLS5GHiF1JCSHR(RezorbCR/CRS/CF

C/F/HThermo-QR-13AFJCPPBTJCPPA60-90Ghz)BSR

plasticThermo-plastic252JCPPP

MFMFJCPPAJCPPBT

么元@未来智库

SofttzorbGDSJCPPP252

海外民用隐身材料的产品谱系、品类众多。发达国家隐

身材料发展较为成熟,大型民用隐身材料企业以英国的Laird

为代表,其隐身吸波材料广泛应用于汽车、医疗、通信、建

筑等行业;从公司产品谱系来看,吸波产品已经发展出34个

系列,且每个系列产品发展成熟,内部衍生出了多种细分产

品,可覆盖20MHz至100GHz频率范围的微波吸收;仅

EccosorbMF系列的吸波产品内部就包含229种细分产品;所

有系列的吸波产品共有769种,同一系列内部产品的差异主

要在于适用频率场景和材料厚度的不同,可以满足绝大部分

行业需求。

民用隐身材料技术具有同一性。一方面,民用隐身材料

对产品性能的要求较为宽松,相比军品,民品制造难度相对

更低,因此主要采用已发展成熟的磁性吸波材料,通过磁损

耗来吸收电磁波;另一方面,民用产品下游应用场景虽多,但

每个应用场景需求的确定性和稳定性较高,例如,从21世纪

初至今,将吸波材料混入建筑材料中削弱外部电磁污染依然

是吸波材料在建筑领域应用的主要方式。因此,发展成熟阶

段下,民用产品谱系众多但不同谱系、同一谱系内部产品之间

均存在同一性特征。以Laird为例,其产品不仅覆盖频率较广,

在同一频率范围的产品系列也较多,例如,

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