掘金C919大飞机产业链受益国产替代的细分领域.docx

掘金C919大飞机产业链受益国产替代的细分领域一、为什么C919的商用或代表着高端制造产业的崛起？自2020年世界经济发展受到疫情不断冲击以来，全球主要国家经济增长低迷曲折，但是军费开支却维持上涨。一方面，疫情造成的供应链瓶颈对原有的全球化贸易分工体系扰动较大，在供应链安全权重上升的导向下，各国纷纷加大本土供应链重塑；另一方面，全球通胀中枢水平不断抬升，地缘动荡事件频发，各国纷纷提高军费支出应对大国博弈中孕育的潜在挑战。2021年全球军费总和首次突破了2万亿美元，达21130亿美元，美国、中国及印度军费支出规模位居前三。美国2022财年的国防预算总额为7530亿美元，同比增长1.7%,占了全球军费总开支的40%左右。我国2022年军费预算为2280亿美元，同比增长7.1%；印度2022财年军费投入约550亿美元。值得关注的是，各国的军费支出主要领域仍聚焦于航空及海军现代化建设，以美、英为代表的国家明显提高其军事科技研发投入，法、德等国家也在加速装备采购和军事技术研发。结合全球军费支出高增及其投向来看，未来全球或进入一轮军备竞赛周期，这种新一轮军事科技研发投入的比拼亦或催生一轮相关产业的技术创新周期。而纵观历史，每一轮大国博弈下的科技竞争均会集中到对战略性产业控制权的争夺。在军民融合的大背景下，我国军事科技已经过长足的发展，但横向对比来看，我国航空制造业这一战略性产业的“短板”依然十分明显，通航产业亦是明显的“卡脖子”领域。虽然我国装备制造业整体产值已经突破30万亿元，但我国航空航天产业整体规模仍然较小且发展较为缓慢。对比来看，2020年美国航空航天产业产值占GDP比重为1.8%,占美国出口额的6.3%,而我国航空航天产业产值仅占GDP的0.35%,占出口总额的0.1%。从产业发展角度，相对于汽车、家电等产业，民用航空制造业是我国为数不多的未与国民经济同步发展的产业。而航空制造业发展的“滞后”，究其原因，一方面是由于航空制造业被传统认知为军工产业，且无法通过规模效应带动地方经济发展，省级层面没有调动投入的动力。比如，相对于汽车制造产业能够带动数百亿产值、几十万的本地就业机会和大量的地方税收，航空国内制造业相关企业利润率较低，毛利率不足5%,且对地方税收贡献较低。更为重要的是，另一方面，当代航空工业是知识密集、技术密集的军民结合的高科技产业。航空制造业具有高技术附加值与低劳动密集的产业特征，航空产业覆盖机械、电子、材料、化工等几乎所有工业门类，涉及空气动力学、人机工程学及系统工程学等众多学科，产业链长且辐射领域广泛，其中，很多细分领域的技术突破需要从O到1的创新力量积攒。这就使得，航空制造业的发展必须依靠中央政府下决心且高投入的“举国之力”的统筹及引领。相应地，民用大客机C919的成功研制代表着我国在航空制造领域的技术突破，也意味着我国制造业具备了向高端化奋进的能力。基于产业集群创新的视角，正是由于航空制造业产业链条长、辐射面宽且附加值高的产业特征，我们更不能忽视技术创新扩散发挥的带动效应，这种带动效应会牵引航空制造全产业链各环节向着高端化趋势升级。比如，日本通产省曾对500项技术扩散案例做了研究，发现60%的技术来源于航空工业。这种航空制造的技术扩散也促进了其他行业领域的技术创新应用。又如，美国NASA开发的激光技术被充分应用在医疗设备、光学仪器领域中，极大地提高了设备精度。由此来看，研制自主的大型飞机是我国举国之力创新凸显的大国工程，C919大型客机的下线对我国整体工业制造业链条高端化的创新发展有巨大引领作用。综上所述，一旦C919大飞机实现商用交付，其不断增加的订单带来的“量”和“质”的需求，有望延伸至相关产业链打开众多制造产业供给端的创新空间，从而引领着国产高端制造产业的崛起。而基于我国制造业发展历程，这种引领和带动效应可以从产业发展模式及国产替代模式两条路径来探析：二、产业发展视角：自主研发的技术积累与融合创新驱动产业发展具体的来看，回顾我国过去30年制造业的飞速发展史,可以发现：在加入WTO后，我国越来越鼓励丰富多样的中外合资手段，国内制造产业掀起一股合资浪潮，引进外资企业进入中国市场，扩大市场需求，“以市场换技术”一一通过外资进入所带来的技术外溢效应从整体上提高我国制造业生产和生产管理水平。这其中，汽车产业是这种发展模式的典型代表。以汽车产业发展为例，纵使部分观点认为，“市场换技术”模式导致我国汽车产业在技术和品牌上严重依赖外资，导致我国汽车产业没有换取根本技术因而面临着“技术附庸化”的现状。但在产业起步的前期，我国汽车产业基础薄弱且发展经验匮乏，只能通过出让一部分市场的方式吸引外资进入，借助技术外溢促进国内汽车产业发展。这种鼓励产业起步发展的“市场换技术”模式是有着发达国家产业升级成功的印证的。例如，战后1950年代日本为了缩短本国制造业与先进国家的差距，从美国、英国、意大利等国引进了400多项先进技术，“市场换技术”加速了日本汽车工业的发展进程；更值得借鉴的是，日本引进技术之后，加大本土产业的自主研发投入，技术升级逐渐与引入的先进技术不断融合和创新，造就了日本汽车工业帝国时代的崛起。所谓“打铁还需自身硬”，“以市场换技术”为部分人所诟病的弊端在于：伴随我国开放力度不断加大，在市场化的多企业制度、多经济成分、多投资方式的多元经济形态中，本土产业更专注于提高盈利水平，并未能加大自主研发水平，而丧失了与引进技术带来的技术创新与融合发展机会。也就是说,技术外溢效应只是产业发展起步的助力，而本土产业的自主研发推动的技术“吸收与融合”才是产业长远发展的根本。从产业发展路径的角度来看，民用航空一直是我国制造业“卡脖子”的赛道，1970年运70飞机立项至今，我国航空制造业经历了尝试、探索、曲折发展的50年，在此期间的自主研发也打下坚实技术积累。C919大飞机是我国自主研发、国产化率达60%的民用大飞机，其成功下线代表着本土大飞机产业正拉开快速发展的序幕。针对C919的研制，中国商飞公司采取“主制造商-供应商”的模式，并成立16家中外合资公司协作，提升系统及产品研制能力。C919大飞机的系统集成由国内自主设计，机体部件（机头、机身、机翼等）主要由国内供应商承制，发动机及主要机载系统（航电、飞控、电源等）主要是与合资供应商的“联合攻关”。这种“主制造商-供应商”的模式是当前全球主要飞机制造商采取的主流方式。波音、空客这两大民航领域的寡头企业也均采取“主供模式”。根据前文所述的产业发展的一般规律，虽然说与合资企业展开合作的领域孕育着未来巨大的国产替代空间，但仍需要国产相关产业具备自主研发的基础，才能达到融合创新的长远目的。我国关于围绕C919大飞机的机体的自主研发和制造已经具备深厚基础。就C919项目的研制过程中，我国已经积累了向众多合资供应商学习供应商管理的流程、体制及参数标准等重要研制研发经验，这是C919能够成功下线的重要基础；供应商管理能力对融入主制造商工程研发、质量管理及适航管理至关重要，为C919大飞机规模化商用及国际化奠定重要基础。并不能因为我国C919大飞机在这种“主供模式”下催生，就否认我国在集成创新方面的自主研发能力，而简单地认为C919大飞机仅是组装的产物。实际上，一架大型飞机细分结构繁杂，零部件多达几百万个，大飞机零部件超过七成属于高端工业制成品。机体的设计与研发并不是单纯的组装，而是基于多种复合材料、工程力学的集成创新,从这个角度来看，制造大飞机机身的技术难度及创新性并不比航电系统、发动机系统等内部零部件低。比如，飞机机翼被称为“飞机的灵魂”，其决定了飞机的起飞重量、运营效率，是支撑大飞机能够平稳飞行的重要部件。而C919大飞机上的机翼的升阻比（空气动力效率）、巡航特性、失速特性等重要指标均超越同类机型。我国在C919大飞机总体设计技术及新型复合材料应用技术上的创新值得被重视。这或也说明我国航空制造的本土相关产业自主研发已经富有基础，有望与外部供应商提供的相关内部系统技术实现融合、创新，从而共同助推我国民用飞机产业链实现整体发展。三、国产替代视角：逆向、正向工程联合攻关，零部件产业化率或逐步提高C919大飞机国产化率达60%o这个“数字”主要是根据大飞机的十大核心系统（结构系统36%、发动机系统22%、航电系统17%.机电系统13%等，其余12%为起落架、液压、燃油及环控系统）成本构成，结合“主供模式”中各企业提供的产品比例计算，C919的国产化比率达到60%左右。具体来看，大飞机产业按照零部件重要程度分为三个等级，一级供应商分为4类；中国商飞C919项目研制的一级供应商共有40家，中国23家、美国9家，法国3家，叠加二、三级供应商中提供的产品的中国企业综合计算，C919大飞机综合国产化率达60%o测算过程：1、国产化率按以下公式计算：C=（A-B）/AXlO0%其中：C:国产化率；A:设备（含软件）和材料+备品备件价格+专用工具及测试设备价格+技术服务的费用（国内部分的出厂价、或国外提供部分的CIF价，不含安装费）；B:A中的进口部分的CIF价格。（CIF价格指成本+保险+运费的价格总和）。C919大飞机的十大核心系统构成中，结构系统成本占比36%为主要自主研发，航电系统及机电系统属于合资企业共同研发，国产化占比约15%（17%+13%）2=5%左右，除结构系统、发动机系统、航电系统、机电系统之外，起落架、液压、燃油等系统亦由合资企业共同研发，环控系统主要由自主研发，国产化约6-8%左右（12%2=6%）o故从成本考虑，C919大飞机的国产化率约为60%左右。从推进国产替代路径的角度来看，当前C919中的机体结构的国产化率最高，机载设备（航电系统、机电系统）以合资为主，发动机仍然依赖进口。国内已经进入商飞供应链的企业，主要涉及机身、飞控系统、电系统、雷达罩、整流罩、刹车系统、内饰等领域，其中，其他基础材料、电子元器件的国产替代空间广阔。如今我国航空工业的基础技术已具备一定自主研发的基础，其推进国产化的路径或更类似中国高铁模式。1997-2004年，国家启动国产高速列车研制计划，铁道部组织科研、设计和机车车辆制造单位，这段时间已经积累了具有自主知识产权的无碎轨道成套技术，为后续技术引入降低国外高铁技术转让方的博弈预期。2004-2013年，中国高铁产业进入国外技术引进消化和自主再创新的国产替代加速阶段，这其中标志就是原铁道部与科技部联合在2008年2月中国高速列车自主创新联合行动计划合作协议的出台。2017年9月，具有完全自主知识产权的“复兴号”标准动车组在京沪高铁实现350公里时速，创世界高铁商业运营最高速度。同年，我国CRH5G型技术提升动车组为代表的新型高科技高铁动车的国产化率已经达到90%以上。高铁产业国产化替代的路径可以总结为：对原有国外成熟技术分解、仿制与吸收、改进及创新。参照中国高铁产业核心技术的突破路径：首先，以自主研发为开端，自主研发打下坚实技术积累。然后对国外成熟产品进行逆向仿制工程，并根据自身标准及系统参数进行优化原型技术组合。这一阶段典型的代表为：铁科院坚持自主研发并消化吸收国外先进技术，使得高铁基础制动系统实现完全国产化。其次，对于现有技术进行长期大量的运营试验，基于运营数据进行参数优化和故障改进的正向工程。这一阶段的技术突破主要依靠铁科院科研院所与长客、通号院等企业联合创新，典型代表为长客公司的第三代转向架技术的突破。最后，在高铁实际运营和管理应用中，主要依靠企业自主研发能力再实现技术突破。大飞机产业与高铁产业相似之处在于均是已具备自主研发基础且均为“举国之力”推进的大国工程。中国高铁产业快速发展的背后的技术推动力量，主要归因于研发部门与企业部门针对具体零部件的逆向、正向工程突破的联合攻关。而中国商飞是实施国家大型飞机重大专项中大型客机项目的主体，旗下具备设计研发中心，且背靠的中国航空工业集团受众多科研院所、相关优秀企业技术支持，具备自主研发及先进技术吸收创新的技术攻关的基础。结合高铁国产化路径与航空制造业技术壁垒高低来看，我们认为，以C919为代表的大飞机产业国产替代的路径可能为：首先，机体及集成系统是我国自主研发的，涉及相关零部件结构国产材料受益，自主研发的机体所需复合材料率先实现全面国产替代，如，碳纤维复合材料等新材料对金属材料的替代；其次，合资企业共同研发的如航电系统、机电系统中的相关结构零部件，在合资企业的联合研制中不断优化，相关细分领域出现国产替代；最后，经过长期大飞机实际运营的系统参数及故障修正的反馈，科研院所和商飞针对具体零部件的逆向、正向工程突破的联合攻关，如涡轮叶片等小型零件等航空发动机零部件的国产化率也或逐步提高。随着机电、航电系统相关设备、零件的国产化，中国民航大飞机的制造体系将会在培育起来的国际国内市场中，真正走向成熟。四、投资主体视角：掘金大飞机产业链的万亿空间如前文所述，大飞机产业链产业链长，附加值高，在国产化不断推进的过程中，大飞机核心系统及零部件的科技成果推广所获得的经济效益具有明显的“乘数效应”。根据日本通产省的统计数据，按照产品单位重量创造的价值计算，航空产品是各种交通运输产品中附加值最高的，若船舶的附加值系数为1,则小汽车为9,大型飞机为800,航空发动机为1400。大飞机产业链的产业附加值是普通制造业的数十倍，这样意味着，围绕C919的下线商用及量产，大飞机产业链整体孕育亿万空间。4.1.“取证交付”时间窗口邻近，大飞机主体或应系列时间催化在国家经济竞争愈发集中到战略性产业控制权争夺的当今，C919大飞机在主要国家的顺利取证将对“波音+空客”的双寡头垄断的全球竞争格局造成一定冲击，因此C919或很难顺利地从FAA/EASA取证。虽然中国已与27个国家签署了204份双边适航协议，这将在一定程度上加速C919在部分国家的取证进程，但C919仍需在国内顺利取证后将其纳入与各国的双边适航协议中。即将交付的大飞机C919首飞试验顺利完成，试飞取证和交付准备工作有序推进。试飞取证要经历“首飞-获得TIA证书-获得型号合格证(TC)-获得适航证(AC)-首架正式交付-获得生产许可证(PC)"等过程。C919大飞机于2017年5月成功实现首飞后，于2021年11月获得首个型号检查核准书(TlA),目前C919已处在TC取证阶段。同时，2022年5月中国商飞公司即将交付首家用户的首架C919大飞机首飞试验圆满完成，各项检验指标反馈良好，在取得适航证和正式交付后最快可于今年底前投入商业运营。6月工信部副部长徐晓兰透露，“C919大飞机取得重大突破，即将取证交付”。C919大飞机项目的研制定位为“自主研制、国际合作、国际标准”，这也是为了C919进入国际市场竞争的长远布局。4.2.市场空间：C919预计未来20年年均拉动超600亿元市场从国内客机需求市场来看，窄体飞机的保有量最大，是我国民航运输业的主力机型。国家民航局发布的报告显示，截至2020年底，民航全行业运输飞机期末在册架数3903架，与2019年相比增加85架。其中客运飞机3717架(95.2%),货运飞机186架(4.8%)o客运飞机中，支线飞机201架(5.1%),窄体飞机3058架(78.3%),宽体飞机458架(11.7%),可见窄体飞机远超支线飞机和宽体飞机的数量，为我国民航运输业主力机型，C919或成为未来20年我国窄体飞机现有波音737、空客A320的主要替代类型。根据中国商飞发布的2021-2040年市场预测年报，未来20年中国将接收9084架客机，价值约1.4万亿美元。其中50座级以上涡扇支线客机953架，120座级以上单通道喷气客机6295架，250座级以上双通道喷气客机1836架。到2040年，中国的机队规模将达到9957架，占全球客机机队比例22%,成为全球最大的单一航空市场，2020-2040年机队规模的年均复合增速为4.8%o根据波音公司预测，到2040年，中国的航空公司将需要单通道客机6490架、宽体客机1650架、货机200架、支线喷气式客机360架，总计8700架新飞机、总价1.47万亿美元。根据空客公司预测，2021-2040年，中国将新增8220架客机需求，包括6890架窄体客机、740架中型客机，以及590架宽体客机。预计20212040年间，为满足运量增长和替换退役飞机需求，中国市场将需要补充7646架客机，其中宽体干线飞机需求量为1561架、窄体干线飞机需求量为5276架、支线飞机需求量为809架；需求量最大的为150座级干线飞机，其需求量占飞机总需求量的52.7%o我国未来20年新增客机需求8363架，其中单通道客机需求6238架，平均每年新增客机418架，单通道客机312架。假设未来C919国内市场占有率能够和波音、空客持平，即市占率达到三分之一，则未来20年C919每年销量约为104架。根据东航公布的拟引进飞机目录，C919单价为0.99亿美元（按1美元=6.6元人民币换算，为6.53亿人民币），则C919平均年销售额约为679.1亿元，随着国内航空产业技术水平不断提升，大飞机产业链带动制造业水平整体向高端化奋进，其高附加值的特性会慢慢展现。围绕C919的下线商用及量产，大飞机产业链整体孕育亿万空间（年均市场空间679.1亿元，未来20年市场空间为20×679.11.36万亿元，这一市场空间未考虑航空制造业带动的高附加值）。4.3.C919大飞机产业链不同环节市场空间测算大飞机产业链包括设计、制造、总装集成、销售服务等环节，其中制造环节价值量最大，是衡量一个国家国防实力和工业水平的重要标志。大飞机制造的产业链上游为结构钢、轻金属材料、复合材料等供应商，涵盖材料、机械制造、电子信息、石化、钢铁等产业；中游飞机制造包括机身、机翼、尾翼、发动机、起落架、机载设备等部件制造商，下游为整机集成商。由于国家战略意义、高附加值飞机的庞大市场需求，欧、美、巴西、加拿大、中、日、俄纷纷发展布局大飞机制造。（1）全球呈现以波音和空客为双寡头的垄断竞争格局。波音和空客凭借其完整的飞机产品链、完备的产品研制和客户服务能力、精益化批量生产和交付效率、稳固的资金链以及全球战略同盟体系，始终占据着大飞机制造的主系统集成商地位；（2）大飞机用航空涡扇发动机，由GE、罗罗和普惠三足鼎立；（3）机载设备市场，美国的霍尼韦尔、罗克维尔柯林斯、汉胜以及古德里奇等公司占据着市场的主体地位。对飞机制造环节进行拆分，主要由机体、机载系统、发动机及其他零部件四大部分组成。据前瞻产业研究院测算,机体、发动机、机电系统、航电系统和其它等部分的价值占比约为36%、22%、13%、17%和12%o按照C919每年销售额679.1亿元估算，上述五个系统的年价值量分别约为244.4、149.4、88.3.115.4、81.5亿元。五、投资主体视角：掘金大飞机产业链的万亿空间C919商用或引领国产制造业向高端化奋进。近年来，全球主要国家受疫情冲击，经济增速虽持续放缓，却不断加大航空现代化建设的投入。我国因航空制造业技术壁垒较高且省级层面缺乏调动投入动力，这一战略性产业发展不尽人意。而由中国商飞牵头研制的民用大客机C919代表我国在航空制造领域取得新的技术突破，由于航空制造业具有产业链长、辐射面宽且附加值高的特征，其产业发展和国产替代模式将引领国产制造业向高端化奋进。“技术积累+融合创新”助推我国民用飞机产业链发展。通过外资进入带来的技术外溢效应提高一国制造业的生产管理水平是众多国家制造业采取的发展模式，但该模式的关键在于技术外溢只能起到助推效果，融合创新才是产业长远发展的根本动力。对于C919而言，中国商飞采用“主供模式”，其中系统集成由国内自主设计，机体部件也主要由国内供应商承制，发动机及主要机载系统主要与合资供应商“联合攻关”。在此过程中，我国积累了大量的研制研发经验，并在总体设计技术及新兴复合材料应用等领域取得实质性突破，代表我国已经初具自主研发能力，未来有望在融合创新的基础上助推我国民用飞机产业链的发展。C919国产化率达60%,零部件国产化率或逐步提高。目前，我国C919大飞机综合国产化率达60%,其中机体结构的国产化率最高，而机载设备主要以合资为主，发动机仍然依赖进口。结合我国高铁的国产化路径和航空制造业的技术壁垒，以C919为代表的大飞机产业将呈现“机体及集成系统一机载设备一发动机”的国产化替代路径。C919商用将撬动大飞机产业链万亿市场。随着我国大飞机产业国产化替代的不断推进，其投资价值也逐步显现。在市场空间方面，到2040年我国预计平均每年将新增客机418架，其中单通道客机312架，设未来C919国内市场占有率达1/3,则未来20年C919每年销量约104架，按照每架6.53亿人民币计算，C919平均年销售额约679.1亿元；在产业链价值量构成方面，制造环节为全产业链价值量占比最大的环节，其中，制造环节的机体、发动机、机电系统、航电系统和其它部分的价值占比约为36%、22%、13%、17%和12%,按照C919每年销售额679.1亿元估算，上述五个系统的年价值量分别约为244.4、149.4、88.3、115.4、81.5亿元。C919大飞机即将取证交付并进入商用阶段。以大飞机产业链国产化替代为主要线索，结合产业链价值量构成及国产化替代进程，我们建议：1）短期：机体相关零部件结构国产材料将受益，自主研发机体所需的复合材料率先实现全面国产替代，建议关注机体零部件制造商；2）中期：合资企业共同研发的如航电系统、机电系统中的相关结构零部件不断优化，相关细分领域将出现国产替代，建议关注相关零部件制造商；3）长期：经科研院所和商飞的逆向、正向工程联合攻关，涡轮叶片等小型航空发动机零部件的国产化率也或逐步提高，建议关注发动机零部件制造商。