金属与材料行业研究周报：苹果引领3C新“钛”势，产业链浪潮迭起

钛材/钛合金性能优异，产业链下游应用多点开花 凭借钛元素的优异性能，钛材/钛合金具有密度小、比强度高、导热系数低、耐高温低温性能好、耐腐蚀能力强、生物相容性好等突出特点，广泛应用于航空航天、舰船、消费电子、海洋工程、化工冶金、生物医疗、体育休闲等领域。相比于传统不锈钢（硬但不轻）和铝合金（轻但不硬），钛合金能够更好兼顾硬度和重量，做到又轻又硬。从钛材产业链来看：上游海绵钛：中国海绵钛产能、产量全球第一，国内市场集中度较高2021年CR3产量占比为50.2%；中游钛材：受下游市场快速发展驱动，我国钛材产量稳步增长，产量结构以板材为主；下游应用：航空航天高端需求引领钛材消费快速增长，消费电子贡献新增量。 3C钛合金产业元年，需求从0到1远期前景广阔 大厂导入高端旗舰机，引领3C领域钛合金材料应用。从终端应用来看，钛合金目前已在苹果、小米、荣耀等品牌的部分高端旗舰机获得应用推广。从行业趋势来看，我们认为钛合金轻量化与高强度特点匹配3C材料发展方向，随着材料成本下降和产品量产形成规模效应，或在中高端产品中加速渗透，并进一步拓展产品类型（平板、笔记本电脑等），成长空间有望持续打开。 工艺关系方面，我们认为3D打印与CNC互补替代，短期以互补为主，MIM或成为3D打印有效补充，研磨、抛光后处理环节必不可少。 投资建议：钛合金材料在高端旗舰机率先获得使用，我们认为随着材料成本下降和产品量产形成规模效应，或在中端产品中逐步渗透，成长空间有望持续打开。建议持续关注3C领域钛合金渗透率提升和产品类型拓展带来的相关投资机会。 风险提示：技术发展不及预期风险；下游需求不及预期风险；产业政策推进不及预期风险。 3C钛合金热度不减，我们已发布多期新材料周思考对该主题进行较为详细的论述： 2023年10月8日《3D打印革故鼎新，有望持续提振钛合金需求》：3D打印与钛合金材料具有高适配性，钛合金成为3D打印导入消费电子的切入点。 2023年11月5日《大厂引领，3C领域成为钛合金新需求增长点》：在苹果、荣耀等消费电子大厂引领下，3C领域有望持续提振钛合金需求。 2023年11月12日《钛合金难切削，3D打印&MIM成为产业发展新趋势》：钛合金加工工艺上，3D打印与CNC互补替代，远期MIM或成为3D打印有效补充。 在本次周思考中，我们将视野延伸至钛产业链全貌，并对3C下游进行总结与展望。 1.钛：“太空金属”，产业链下游应用多点开花 金属钛：钛是灰色的过渡金属，其特征是重量轻、强度高、有良好的抗腐蚀能力，被誉为“太空金属”、“海洋金属”和“战略金属”。钛常见的化合物为二氧化钛（钛白粉），其他化合物包括四氯化钛及三氯化钛。 钛产业链总览：上游为钛矿的开采和冶炼，包括钛铁矿和金红石等，是钛产业链的原材料来源；中游为钛产品的加工和制造，包括钛白粉、纳米钛酸钡、海绵钛、钛加工材、钛合金、钛粉等，是产业链的核心环节；下游为钛产品的应用和消费，包括涂料、塑料、造纸、航空航天、消费电子、海洋能源、石油化工、医药生物等终端市场。 图1：钛产业链全景图 钛材/钛合金性能优异，应用前景广阔。凭借钛元素的优异性能，钛材/钛合金具有密度小、比强度高、导热系数低、耐高温低温性能好、耐腐蚀能力强、生物相容性好等突出特点，广泛应用于航空航天、舰船、消费电子、海洋工程、化工冶金、生物医疗、体育休闲等领域。相比于传统不锈钢（硬但不轻）和铝合金（轻但不硬），钛合金能够更好兼顾硬度和重量，做到又轻又硬。 图2：钛材/钛合金具体应用案例 上游海绵钛：中国海绵钛产能、产量全球第一，国内市场集中度较高 海绵钛是钛材、钛粉及其他钛构件的核心原料。海绵钛是钛金属单质，为钛工业基础环节，是钛材、钛粉及其他钛构件的原料。从产业链来看，海绵钛由 TiO2 含量90%以上的钛矿或高钛渣经过氯化精制得到四氯化钛，四氯化钛再与镁高温下发生还原反应生成海绵钛与氯化镁。海绵钛经过熔炼、锻造、轧制和挤压制成钛锭、钛材等。 我国海绵钛产能、产量居全球第一，国内市场集中度较高。2022年中国、日本、俄罗斯海绵钛全球占比分别为51.7%/19.7%/13.3%，其中我国海绵钛产能占据全球“半壁江山”。近年来我国海绵钛产能、产量保持稳步增长态势，2022年产能与产量为18.1万吨和15万吨，2018-2022四年CAGR分别为13.3%和18.9%，同时2022年产能利用率达83%，产能利用率不断提升。从竞争格局来看，2021年国内海绵钛产量2万吨以上的企业共有三家，其中新疆湘润产量高达2.6万吨，紧随其后的攀钢集团、洛阳双瑞产量分别为2.4万吨和2万吨，CR3产量占比为50.2%，市场集中度较高。 图3：中国海绵钛产能全球第一（2022） 图4：中国海绵钛产能、产量稳步增长 中游钛材：受下游市场快速发展驱动，我国钛材产量稳步增长 受益下游高景气，我国钛材产量稳步增长。得益于生产设备和技术能力的突破，以及下游航空航天、海洋工程、石油化工等领域需求的带动，近年来我国钛材产量快速增长。2022年国内钛材产量达15.1万吨，同比增长11.0%。未来随着国防和军队现代化建设、绿色发展、工业4.0等国家政策的深入推进，国内钛材高端应用场景及潜在市场空间有望进一步拓展。 我国钛材产量结构以板材为主。按形态分类，钛材主要包括板材、钛棒、管材、锻件、箔带材、丝线材、铸件等。从各类钛材产品产量占比来看，2022年板材、钛棒、管材产量合计占比达到90.1%。其中，板材产量8.5万吨，占钛材总产量的56.3%；钛棒产量3.3万吨，占钛材总产量的21.9%；管材产量1.8万吨，占钛材总产量的11.9%；其余产品产量1.5万吨，合计占钛材总产量的9.9%。 图5：中国钛材产量稳步增长 图6：2022年中国各类钛材产量占比 下游应用：高端需求引领钛材消费快速增长，消费电子贡献新增量 我国钛材消费量稳步上升，下游应用以化工、航空航天为主。2022年，我国钛材消费量达14.5万吨，同比+16.9%，2018-2022年4年CAGR为26.3%。分下游来看，2022年钛材消费结构中化工仍占主导地位，占比为50.3%，航空航天领域占比22.8%。2022年航空航天领域钛材消费量3.3万吨，同比+50%，为钛材下游增速最快的领域。 我国钛材消费偏中低端，航空航天领域仍有较大提升空间，消费电子有望持续贡献新增量。 2017年全球航空领域用钛量占钛材整体消费比例达46%，而至2022年我国航空航天领域钛材用量占比仅为22.8%，与全球平均水平存在较大差距。随着我国军事实力增强与经济建设的进一步深化，军/民机队规模有望长期增长，叠加航天领域火箭、导弹及宇宙飞船制造材料需求，2023年消费电子规模化导入钛合金，我国高端钛材成长空间广阔。 图7：中国钛材产量稳步增长 图8：2022年中国各类钛材产量占比 2.3C钛合金产业元年，需求从0到1远期前景广阔 大厂导入高端旗舰机，引领3C领域钛合金材料应用。从终端导入情况来看，钛合金目前已在苹果、小米、荣耀等品牌的部分高端旗舰机获得应用推广。从行业趋势来看，我们认为钛合金符合3C材料发展方向，随着材料成本下降和产品量产形成规模效应，或在中高端产品中加速渗透，并进一步拓展产品类型（平板、笔记本电脑等），成长空间有望持续打开。 钛合金3C应用轻量化与高强度优势尽显。消费电子产品轻薄化、耐久性与设计自由度要求不断提高，而钛合金在高强度、轻量化、耐腐蚀等方面具备显著优势，相比于传统不锈钢（硬但不轻）和铝合金（轻但不硬），钛合金能够更好兼顾硬度和重量，做到又轻又硬，因此成为较为理想的消费电子材料。以iPhone 15 Pro和荣耀Magic V2为例：1）iPhone 15 Pro作为首款采用钛合金的iPhone，重量仅为187g（iPhone 14 Pro为206g），是迄今最轻的Pro机型；2）Magic V2闭合厚度9.9mm，展开厚度4.7mm，铰链轴盖部分首次采用钛合金3D打印，宽度较铝合金降低27%，强度却提升150%，实现轻薄与可靠性的平衡。 图9：3C领域钛合金材料应用图谱 钛合金加工工艺方面，我们认为3D打印与CNC互补替代，MIM或成为3D打印有效补充。由于钛合金具有热导率低、弹性模量小和高温化学活性高等特点，在切削加工过程中存在切削温度高、切削变形和冷硬现象严重及易粘刀等现象，导致刀具易磨损、寿命减短，并直接影响零件尺寸精度及表面粗糙度，使钛合金成为典型的难加工材料。目前钛合金加工工艺主要包括CNC切削磨削、3D金属打印两种，手机端，前者主要用于手机边框加工，后者主要用于手机结构件加工。工艺关系方面，我们认为3D打印与CNC互补替代，短期以互补为主，MIM或成为3D打印有效补充，研磨、抛光后处理环节必不可少。 图10：钛合金加工工艺关系 钛合金材料在高端旗舰机率先获得使用，我们认为随着材料成本下降和产品量产形成规模效应，或在中端产品中逐步渗透，成长空间有望持续打开。建议持续关注3C领域钛合金渗透率提升和产品类型拓展带来的相关投资机会。 3.风险提示 技术发展不及预期风险；下游需求不及预期风险；产业政策推进不及预期风险。