（報告出品方/作者：長江證券，範超、李金寶）
1 新型刹車材料：碳碳/陶性能解密？
通常而言, 應用于制動的刹車材料, 其主要功能是通過摩擦, 将動能轉變為熱能并将熱 量吸收或散發掉, 進而逐漸降低刹車材料所在部件和被它貼合部件 (刹車材料所在部件 和被它貼合部件構成摩擦副, 全部摩擦副構成刹車副總體)之間的相對運動速度, 直至 停止運動, 達到制動目的。
要使刹車副完成上述制動過程, 理想的刹車材料應具有以下性能:足夠而穩定的摩擦因 數;高的導熱性與耐熱性;高的耐磨性；良好的耐油、濕和腐蝕能力;足夠的強度;在和被貼 合的部件進行摩擦接觸時産生很少或不産生噪聲；在工作中不發生黏結或咬合；原材料 來源充裕, 價格性能比高, 具有良好的工藝性能等。 刹車材料分類根據材料材質類型來分 3 大類:樹脂基刹車材料 (石棉刹車材料、無石棉刹 車材料、紙基刹車材料)、 粉末冶金刹車材料、碳/碳複合刹車材料和陶瓷基刹車材料。
2 三個百億市場，技術疊變下的新藍海
飛機碳刹車：國内彎道超車，目前聚焦檢維修
性能應用：碳碳運用較成熟，未來或走向碳陶
飛機刹車副分為粉末冶金飛機刹車副和炭/炭複合材料飛機刹車副兩大類，安裝在飛機 機輪裝置上，用于飛機起飛、着陸、滑行、轉彎和停機，是與飛機發動機并列的飛機 A 類關鍵性部件。由于碳/碳複合材料具有密度低、耐高溫、抗腐蝕、摩擦磨損性能優異、 抗熱振性好及不易發生突發災難性破壞等一系列優點，現已成為航空制動裝置的首選刹 車材料。
海外碳碳飛機刹車盤的發展曆史。飛機碳刹車是上個世紀 60-70 年代國外率先運用。目 前，除波音 737 系列等少數機型外，波音與空客所生産飛機已全部裝備碳刹車盤。2008 年起法國、美國的公司開始為波音 737 所有機型提供碳刹車改裝，目前國内外航空公司 均選擇改裝或新引進已裝備碳刹車的波音 737 飛機，意味着未來波音與空客所生産的飛 機将全部裝備碳刹車盤。
大陸飛機用碳碳刹車盤發展曆史。中國航空刹車料研究開始于 20 世紀 50~60 年代，航 空工業制動（514 廠），自 1955 年建立以來，承擔着航空機輪刹車技術及刹車材料研制 的國家使命，于 20 世紀 60 年代開始研制粉末冶金刹車材料，雖然相比世界航空大國研 究起步較晚，但發展速度很快，鐵基和銅基粉末冶金刹車材料，在較短時間内裝配國産 軍用飛機；20 世紀 70 年代，瞄準國際前沿技術，打破西方技術封鎖，開始研制碳/碳複 合材料，并于 20 世紀 90 年代在國産某型軍機上實作首飛，填補了中國航空碳/碳刹車 材料應用的空白。1目前，大陸碳碳刹車産品已經廣泛用于國内檢維修市場。
此外，在碳陶刹車盤領域，大陸技術水準大幅領先海外。上世紀 90 年代，飛機碳陶刹 車技術在國際上剛剛興起，各發達國家均紛紛投入巨資研制，收效甚微。2004 年，西北 工業大學與中航工業西安航空制動科技有限公司聯手，曆經 12 年攻關，上萬的台架試 驗，共突破了三大關鍵技術，形成了 5 個重大技術發明點，獲得了 19 項國家授權發明 專利，在國内屬首創，該成果最終站上 2016 年國家科技獎勵大會領獎台。該碳陶刹車 盤與上一代刹車盤相比，靜摩擦系數提高 1~2 倍，濕态摩擦性能衰減降低 60%以上， 磨損率降低 50%以上，使用壽命提高 1~2 倍；生産周期降低 2/3，生産成本降低 1/3，能耗降低 2/3，成本效益提高 2~3 倍。價格僅相當于國外同類産品 50%~60%，是目前國 際上發現少有能在 1500℃高溫環境下，各項實體性能不發生衰減的材料，使大陸成為 國際上第一個率先使用碳陶刹車盤國家；推廣應用後，每年可為大陸民航客機節約成本 3 億元左右。
進一步，飛機領域碳碳刹車與傳統的鋼刹車的性能對比如何？
1）實作刹車裝置減重
碳/碳複合刹車材料的密度為 1.75-1.80g/cm3，而鋼材料則為 7.8g/cm3，碳/碳複合材料 的密度僅為粉末冶金材料密度的 23%。采用碳熱庫的刹車裝置與鋼刹車裝置相比，其重 量可減輕 40%左右。
2）提高刹車盤的使用壽命
在正常使用條件下，碳/碳複合刹車材料的摩擦系數穩定，抗磨損性能和重複工作性能好， 在同等使用條件下磨損量約為鋼刹車材料的 1/3-1/7。這就大幅度延長了刹車盤的使用 壽命，降低了機輪維修工作量。
3）承載水準高，過載能力強
碳/碳複合刹車材料在 2000℃的高溫下也不會熔化，不會發生粘結現象(鋼刹車盤會發生 粘結現象)，也沒有明顯的翹曲變形。當使用溫度上升到 775℃時，碳/碳複合材料的比 強度仍保持不變，鋼材料則有顯著降低，鋼刹車盤的最高使用溫度不超過 900℃。碳/碳複合材料的這些優息性能，改善了飛機在複雜條件下起降時刹車裝置的使用可靠性。在 飛機中斷起飛的極惡劣使用條件下，由于碳刹車盤的過載能力大，可以保證刹車裝置不 損壞，而且能保持刹車過程平穩，刹車響應靈敏。
市場分析：國内滲透率約 40%，中期超 100 億可期
在民機市場，除了波音 737 少數機型未全部使用碳刹車盤，其餘機型全部使用碳刹車 盤。近年來，大陸民航業快速發展，民航飛機數量呈現逐年上升趨勢。截至 2017 年末， 大陸民航飛機達到 3,326 架，其中使用碳刹車飛機達到 1,804 架。我們預計 2017 年至 今的滲透率仍在持續提升。預計目前民機市場，碳刹車盤應用占比可能超 50%；軍機市 場占比約 30%。
從碳刹車盤市場來看，2015 年大陸民用飛機刹車盤需求量為 7.5 萬盤，軍機需求量為 1.2 萬盤，合計需求量為 8.7 萬盤；而大陸實際年産能為 3 萬盤（産量 2.9 萬盤），意味 着 2015 年大陸飛機碳碳刹車盤國産化比例為 33%，主要仍依賴進口，預計目前國産化 比例已經有較大幅度提升。
截至 2019 年，大陸在冊适航航空器數（運輸類）3893 架，在冊适航航空器數（通用類） 為 3640 架，合計 7533 架；而 2019 年新注冊運輸類飛行器為 220 架，通用類為 393 架，進一步考慮到每年還有少量運輸期登出，是以新增飛行器需求較少；對應碳碳刹車 需求更多基于存量飛機更換需求為主（并且，新注冊飛機刹車材料主要是海外企業主導）。
基于此，我們做市場空間評估：
1、我們分為民用飛機和軍機 2 個市場分别測算，飛機數量來自民航總局釋出，更換頻 率為 1 年一次；就民用飛機而言，1 架飛機 4 個刹車副，一個刹車副 9 個刹車盤；就軍 用飛機而言，1 架飛機 2 個主機輪裝刹車副，一個刹車副 9 個刹車盤。
2、結合過往資料（2011-2015 年），假設 2016-2019 年單個刹車盤價格均為 3 萬元/個。
3、碳碳刹車盤滲透率在 2015 年基礎上，每年提升約 2 個 pct。 由此我們測算，2019 年大陸民用飛機碳碳刹車盤滲透率為 48%，市場空間為 39 億元； 軍用飛機碳碳刹車盤滲透率為 30%，市場空間為 5.2 億元；合計市場空間為 44 億元。
進一步，若樂觀估計，假設遠期大陸民用航空飛行器數量為10000架，碳碳滲透率100%； 軍用航空飛行器 5000 架，碳碳刹車滲透率 100%；那麼合計飛機碳碳刹車盤市場空間為 135 億元，相較目前市場容量有約 3 倍擴容。
進一步看全球市場： 2015 年全球飛機碳刹車盤市場規模為 58 萬盤。目前，北美是全球碳刹車盤主要市場， 也是最為成熟市場，2015 年北美碳刹車盤市場占整體市場 31.6%，歐洲占 25.6%，亞 太占 28.4%。假若按照 2020 年全球碳碳刹車盤需求 80 萬盤，單價 3 萬/盤價格估算， 全球市場容量至少 240 億元。
競争格局：國内技術水準跻身全球，門檻制約目前聚焦維修
國外主要的碳刹車盤制造商有法國賽峰（米歇爾）、美國聯合航空運輸公司（古德裡奇）、 美國霍尼韋爾與英國的美捷特公司。國内主要有西安制動、長沙鑫航和西安超瑪。目前 國内部分公司技術上不斷突破，憑借高性能、相對優惠價格，正在逐漸替代國外同類産 品。
此外，行業進入門檻較高，PMA 證書認證壁壘高、周期長。航空器零部件制造人準許書 ( PMA )最初産生的原因是原裝置制造商（OEM）不再供應有些已停産的機型的航材， 應運而生的 PMA 産品成為其惟一的航材來源。PMA 産品的價格通常比 OEM 産品要低 30%-60%。OEM 産品價格高原因是 OEM 通常将研制和開發成本及盈利放在航材備件 的銷售上，是以其銷售價格遠遠高于制造成本。近些年來，為降低民用航空器維護成本， 美國準許 PMA 産品和國産 PMA 産品在中國注冊的民用航空器已大規模使用。民用飛 機刹車副産品，需分别由民航總局對其進行一系列适航驗證，合格後獲得《零部件制造 人準許書》（PMA 證書），整個程式通常需要 2-3 年。一般企業很難擷取 PMA 證書，因 此無法切入相關市場。（報告來源：未來智庫）
西安制動
公司建立于 1955 年，是總裝備部準許的飛機機輪刹車及刹車系統研制、生産配套許可 機關， 2012 年公司航空業務整合上市成為中航西飛（000768）旗下西安制動分公司。 公司研發中心位于西安市高新區，生産試驗基地位于陝西興平市和貴州安順市。公司 “碳陶飛機刹車功能複合材料的研制與應用”、“飛機電液自饋能刹車裝置和防滑控制新 技術”，榮獲國家技術發明二等獎，代表了國内在該領域頂尖水準。公司開創了中國碳基 刹車材料研發與制備的先河，打破了美、英、法三國技術壟斷，使中國成為世界上第四 個掌握碳基刹車材料制備技術的國家。
公司航空業務主要包括飛機機輪、刹車裝置、防滑刹車系統及機電液壓附件産品，目前 國内市場占有率 90%以上。公司以民航維修、外貿轉包為平台，取得了中國民航局 CAAC 及歐洲航空安全局 EASA 維修認可證書，與美國波音、古德裡奇、穆格、UTC，法國賽 峰，英國鄧祿普等國際知名企業均建立良好合作關系。公司承擔着空客、波音、龐巴迪 和新舟系列等 20 多個機種、180 多個件号的機輪刹車及氣動液壓附件産品民航維修業 務，是西北地區最大機輪刹車維修企業。此外，公司在非航空領域制動産品開發也有布 局，産品涉及汽車、軌道交通、風電等各領域，長期為一汽大衆等國内知名車企配套生 産制動産品，研制新一代刹車材料成功應用于法拉利、保時捷等高檔汽車，填補了國内 空白。
公司采用整體針刺氈+化學氣相沉積（CVD）工藝制備該型飛機碳刹車盤，其平均密度 達到 1.769g/cm3，高于國外 OEM 樣件。同時，該碳刹車材料摩擦性能的離散性小于國 外 OEM 件，在刹車過程中沖撞力較小，提高了飛機操穩性，延長了起落架壽命。 具體從生産工藝來看，西安制動民用客機碳刹車盤的預制體采用一層進口 HTA 12K PANCF 無緯布與一層進口 HTA 12K PANCF 網胎，按照“無緯布-網胎-無緯布-網胎” 方式鋪層到一定厚度時進行連續針刺而成，使得針刺纖維由于摩擦作用保留在氈體内部 而成為垂直方向的纖維，最終預制體體積密度為（0.45±0.03）g/cm3。由于低密度預 制體内部孔隙直徑較大，氣體進入孔隙更加容易，沉積過程中氣體由 Kundsen 擴散逐 步變為 Fick 擴散，進而使得擴散速率大于沉積速率，有效地緩解了沉積過程中碳刹車盤 表面結殼現象，有利于增密。
進一步，将西安制動的碳/碳刹車材料和國外 OEM 相比，從力學性能和摩擦性能對比：
1）、力學性能
主要包括密度、石墨化度和熱導率，每種性能對航空刹車用碳/碳複合制動材料來說至關 重要。将對西安制動公司生産民用碳刹車盤與國外原樣件進行性能對比如下： 西安制動生産的民用客機 PMA 樣件的平均密度為 1.769g/cm3 ，石墨化度為 17%和 16%，綜合熱導率為 23W/(m K)和 22.5W/(m K)；而 OEM 樣件平均密度為 1.702g/cm 3，石墨化度為 66%和 68%，綜合熱導率為 44.5W/(m K)和 48W/(m K)。 西安制動生 産的民用客機碳刹車盤密度高于國外原樣件密度，而實體性能低于國外原樣件。 其實，影響碳/碳複合制動材料力學性能的主要因素有碳纖維類型、體積分數與增強方式 （坯體結構）、纖維與基體碳間界面的狀态、基體碳的類型與結構、材料密度以及高溫熱 處理（石墨化等）。
2）、摩擦性能
碳刹車盤的摩擦功能是作為飛機制動材料的結構、摩擦、吸熱三大功能中最為關鍵的特 征，用于飛機的滑行、着陸、停機和中止起飛等各種條件下的停機刹車、差動刹車、自 動刹車、正常刹車、應急刹車以及起落架收上時主輪的止轉刹車。
對比可見，國外原樣件刹車盤的力矩峰值和平均力矩的波動範圍較大、刹車性能相對不 穩定，而西安制動公司生産的民用客機碳刹車盤的力矩峰值和平均力矩均較為穩定，在 刹車過程中沖撞力較低，對于提高飛機操穩性和延長起落架壽命都有很大作用。
博雲新材：航空和軍機領域碳碳材料皆有布局，年銷售 1.26 億元
公司依托中南大學，凝聚了一支以中國工程院黃伯雲院士領銜的新材料人才隊伍，通過 與中南大學的粉末冶金國家重點實驗室、粉末冶金國家工程研究中心、輕質高強材料實驗室等機構開展産學研合作，形成了穩定的産學研平台，形成了國内較完善的粉末冶金 材料、炭/炭複合材料等基礎研究－應用研究－産業化的創新鍊。2020 年，公司航空航 天及民用炭\炭複合材料 1.26 億元，占比總收入比例為 36%。
在航空用炭/炭刹車産品方面，公司已取得波音 757、空客 320 系列、ERJ190 系列、 MA60 等機型 PMA 證書，同時形成了包括國外客戶委托開發炭刹車産品及若幹個軍機 型号炭刹車産品在内的批産能力，目前正在持續開展多個型号炭刹車産品研制。公司先 進炭刹車産品技術被成功應用于 C919 大型飛機，該産品能夠全面滿足 C919 大飛機性 能要求。2017 年 5 月，裝載有博雲技術炭刹車産品 C919 飛機圓滿完成首飛任務。
此外，2012 年，博雲新材與霍尼韋爾（中國）有限公司于 2012 年 10 月 26 日共同出 資設立霍尼韋爾博雲航空系統（湖南）有限公司。霍尼韋爾中國持有合資公司 51%的股 權，為其控股股東，公司持有合資公司 49%的股權。根據約定，合資公司研制生産的機 輪及刹車系統（含碳盤）（包括售後服務所需碳盤）先提供給霍尼韋爾國際，再由霍尼韋 爾國際銷售給中國商飛。目前，公司出于經營壓力（合資公司近年持續虧損），拟将合資 公司 31%的股權轉讓給控股股東粉冶中心。
進一步，若僅針對 C919 而言，根據規劃，中期 C919 的年産量假設按照 150 架次預計， 客單價大約 100 萬，年市場容量約 1.5 億；考慮到持續的更換需求，中期需求将呈現加 速遞增态勢。這一過程中，國産備件材料具備更強的優勢。
高鐵碳刹車：仍在試車實驗中，市場待開啟
性能應用：粉末冶金閘片為主
大陸高速列車制動闡片研發也由最初鑄鐵閘瓦、合成閘片，發展到了目前粉末冶金制動 閘片。
粉末冶金摩擦材料的強度、耐磨性在很大程度上取決于基體的組織結構、實體和化學性 質，常用基體組元有 Cu、Ni、Fe、Al、Zn、Sn、Mn、Ti 等金屬或其合金，最常用的金 屬基體為 Fe 粉和 Cu 粉，但單一金屬基體的力學強度不高，表面易氧化，摩擦性能不 穩定，是以，在實際運用中通常使用合金基體，在基體組元中添加強化元素，如 Ni、Fe、 Sn、Zn、Mo 等形成金屬固溶強化，能夠增強基體，穩定摩擦因數，改善熱傳導性能。 Cu 基粉末冶金摩擦材料具有高的導熱率、良好的塑性、易燒結等優點，但是其力學性 能較低，價格相對較高，是以須進行合金化。常用的有 Cu-Sn 合金、Al-Cu 合金、CrCu 合金等，同時還要添加其他微量元素如 Zr、Ni、Zn、W 等進行調節。
鐵基粉末冶金摩擦材料的加工成本較低，且力學性能較高，但是在 500℃至 1000℃的 溫度環境下進行制動應用時容易發生相變，出現軟化以及黏結等情況。 是以，多在速度較低的列車機車閘瓦制動中采用鐵基粉末冶金摩擦材料，而時速在 250km/h 及以上的動車列車制動中則使用的銅基粉末冶金摩擦材料。
市場分析：潛在空間近百億，碳碳剛起步
根據交通部統計資料：2019 年大陸鐵路投産新線 8489 公裡，其中高速鐵路 5474 公裡。 全國鐵路營業裡程 13.9 萬公裡以上，其中高鐵 3.5 萬公裡。2012 年全國動車組數量為 1083 組，動車數量 8664 輛。2020 年全國動車組數量增至 3918 組，動車數量達 31340 輛。
高鐵刹車片是屬于耗材，一列動車組一年需更換刹車片約 4 次，每輛動車組需求數量約 為 24 片。依此計算 2020 年大陸高鐵新增動車組配套需求總量約為 4.9 萬片，高鐵更換 需求約為 301 萬片，2020 年大陸高鐵刹車片需求總量達到 306 萬片。遠期來看，假設 高鐵保有量 5 萬輛，對應市場空間為 107 億元。進一步，若全部更換為碳碳刹車材料， 那麼市場空間或更大（碳碳刹車材料未來技術及性能更新，終端銷售市場的價值量或大 于粉磨冶金刹車材料）。
競争格局：粉末冶金仍在國産替代中，碳碳在試車階段
粉末冶金閘片尚處于國産替代程序中。随着中國高鐵穩步推進，國外高鐵刹車片生産商 開始進駐中國市場，通過獨營或合資方式實作中國市場，并成為中國高鐵刹車片市場主 要供應商。近年來，由于天宜上佳、北京浦然、博深工具等企業自主研發生産能力等提 升使得國内高鐵刹車産品開始進入低價時代。2019 年國産高鐵刹車片生産企業中，天 宜上佳粉末冶金閘片産量 292694 片，占國産高鐵刹車片産量比重 53.21%，其次是北 京浦然，動車組閘片産量 10 萬片以上，占比 19.54%。
北京浦然
北京浦然成立于 2008 年，是一家集研發、生産、銷售和售後服務為一體的專門從事軌 道車輛制動産品的高新技術企業。2014 至 2016 年陸續獲得了歐洲鐵路聯盟 UIC 證書 （320km/h 和 330km/h 粉末冶金閘片、200km/h 和 300km/h 合成閘片以及 200km/h 和 300km/h 增強型合成閘片）、中鐵檢驗認證中心 CRCC 證書（250km/h 合成閘片、 250km/h 和 300km/h 粉末冶金閘片以及交流傳動機車閘片）、ISO9001 和 GB/T24001 環境管理體系認證證書、GB/T28001 職業健康安全管理體系認證證書及安全生産标準 化等證書,目前公司已經啟動科創闆上市輔導。
中車戚墅堰機車
中國中車旗下的中車戚墅堰機車地處江蘇常州經濟開發區、位于滬甯鐵路中段，是大陸 鐵路客貨運内燃機車的重要研發、制造和維修基地。公司始建于 1898 年，前身是上海 吳淞機廠。公司占地面積約 98 萬平方米，擁有各類裝置 3500 多台套，有雄厚的機械加 工和生産制造能力。近年來，相繼開展電力機車、地鐵焊軌車的制造，建設城軌車輛制 造基地，全面進入内燃機車、電力機車、城軌車輛、工程機械等軌道交通裝備多個領域。 公司現有員工 3800 餘人，擁有各類技術管理人員 1200 餘人。
世鑫新材：布局高鐵碳陶刹車，技術領先同行
湖南世鑫新材料位于湖南省株洲市高新區“中國動力谷”，公司主要從事高速列車、城 軌、地鐵、磁浮列車，以及汽車、新能源、航空航天等領域用碳陶複合材料及其産品的 研發、生産和銷售。
在軌交領域，世鑫新材領先同行布局碳陶刹車，在國際上首次研發了時速 140 公裡、160 公裡、200 公裡、350 公裡碳陶制動盤和時速 600 公裡的磁浮滑撬，并且和中車主機廠 以及德國克諾爾合作完成了相關的裝車驗證工作。
天宜上佳：國内高鐵刹車材料（粉末冶金）龍頭，國内份額 30%+，碳陶高鐵刹車材料 研發中
公司為國内領先的高鐵動車組用粉末冶金閘片供應商。公司自主研發、生産的高鐵動車 組用粉末冶金閘片已覆寫國鐵集團下屬全部 18 個鐵路局。公司産品覆寫國内時速 160- 350 公裡動車組 32 個及交流傳動機車車型，是持有 CRCC 核發的動車組閘片認證證書 覆寫車型最多的國産廠商。2020 年，公司收入 4.15 億元，同比下降 28.7%。
公司主要通過參與國鐵集團聯合采購、參與檢修基地檢修、參與系統內建商系統內建等 方式擷取業務，主要客戶為國鐵集團下屬的 18 家鐵路局及其附屬企業、國鐵集團下屬 制動系統內建商以及中國中車下屬車輛制造企業等。
為響應鐵總“修舊利廢”号召，公司與多個鐵路局下屬企業就動車組閘片屬地檢修新模 式進行深入探讨，充分發揮閘片鋼背重複使用實際價值，結合動車組舊閘片易分解、組 裝快、安全可靠等特點，大力推進檢修業務。公司自 2014 年開始至今，已與多個鐵路 局下屬企業簽署檢修協定，檢修業務已成為公司重要收入來源。截至 2019 年，公司産 品目前已覆寫 19 個動車組車型，是持有 CRCC 核發動車組閘片認證證書覆寫車型最多 廠商，是以公司具有較大競争優勢。
天宜上佳在碳碳、碳陶複合材料研發也在積極推進。天力九陶在碳碳、碳陶複合材料方 向擁有完整産品設計、研發、制造一體化能力和專業研發團隊，具備高性能制動盤、大 尺寸異形件的氣相沉積、反應熔滲、高溫熱處理、表面處理等加工能力，緻力于耐高溫 高強輕質複合材料制品開發與制造，其主要産品應用領域包括航空航天、高鐵、汽車等。 公司在汽車碳陶制動盤研發過程中，實作對汽車碳陶制動盤結構技術革新，解決了多元 長纖維編織碳陶盤表面纖維裸露的難題。同時，天力九陶承接了研制時速 400 公裡高鐵 用碳陶制動閘片在研項目，目前已完成樣件傳遞工作，并送出相關部門測試。
汽車碳刹車：跑車已用碳陶，普推尚需降本
性能應用：碳碳具備一定缺陷，跑車市場已開始用碳陶
目前廣泛用于高速列車、汽車和飛機上的刹車材料主要是粉末冶金和 C/C 複合材料。然 而，粉末冶金刹車材料存在高溫容易粘結、摩擦性能易衰退、高溫強度下降顯著、抗熱 震能力差、使用壽命短等缺點；而 C/C 刹車材料存在靜态和濕态摩擦系數低（濕态相對 幹态衰減約 50%）、熱庫體積大、生産周期長（約 1200h）及生産成本高等問題，制約 其進一步發展及應用。碳陶刹車材料作為近年來繼粉末冶金材料和 C/C 複合材料之後 發展的一種高性能刹車材料。與傳統金屬及半金屬刹車材料相比，其具有密度低、強度 高、摩擦性能穩定、摩擦量小、制動比大、耐高溫、使用壽命長等優點。與 C/C 複合材 料相比，由于引入了适量 SiC 陶瓷硬質材料作基體，材料抗氧化性和摩擦系數得以提高， 而且摩擦性能對外界環境媒體（黴菌和油污、潮濕等）不敏感。是以，碳陶瓷 C/SiC 刹 車材料在高速列車、汽車、飛機等領域具有廣闊應用前景。
從結構上來比較，兩者差別較明顯。碳碳由碳纖維、石墨碳和自由碳組成，全是碳，所 以稱之為碳碳；碳陶由碳纖維、石墨碳、自由碳和碳化矽陶瓷組成，是以稱之為碳陶。 兩者相比碳陶雖然隻是多了一種碳化矽，但在很多性能上便有了改變。多了碳化矽便不再害怕水，使得幹濕摩擦系數相同；多了碳化矽使得密度增強，刹車片整體力學性能增 強，重載荷下依舊穩定；多了碳化矽使抗氧化性增強；但多了碳化矽也使得傳熱效果降 低。
碳陶刹車系統，其中核心部件就是刹車盤，其盤的材質并非以往的鑄鐵或者合金鋼材質， 而是在 1850℃度高溫下碳纖維與碳化矽合成的碳陶複合型材料。碳陶盤的重量隻有普 通鑄鐵盤的一半不到，是以在新能源車減重需求提升背景下，碳陶刹車盤的優勢得到體 現。
特斯拉已經開始使用碳陶刹車盤。2021 年 11 月，特斯拉宣布将在 2022 年中期，為旗 下最快量産車 Model S Plaid 車型提供碳陶瓷刹車套件，該套裝的成本已達 2 萬美元。 特斯拉表示：Model S Plaid 碳陶瓷刹車套件專為終極賽道體驗而設計，是一個完整的 硬體套件，可在高性能駕駛期間提供最大、可重複的制動力。
市場分析：中期錨向 C 級車，潛在市場百億
考慮到碳基刹車成本和價格相對較貴，是以中期可能的替代市場更多在偏高端車型市場。 按照汽車分級标準，主要客分三類，A 級車一般指小型轎車；B 級車是中檔轎車；C 級 車是高檔轎車。2020 年大陸 A 級車市場銷量最高，平均占比 58.5%，其次是 B 級車、 C 級車，平均占比分别是 24.4%、8.2%，其餘 A0、A00 級車占比較小。
進一步測算潛在市場空間：
1、新車市場：考慮到刹車盤使用壽命較長，一般是 7 萬公裡以上才需要更換，是以更 換周期較長，需求更多來自新車整車市場；假設中期大陸汽車年産量 2000 萬輛，C 級 車占比 10%，為 200 萬輛；由此，假設單車客單價 1 萬元，C 級車中 60%使用碳陶刹 車，那麼市場空間可達 120 億元。
2、改造車市場：目前大陸汽車保有量 3 億輛，改裝比例大約 5%（歐美國家改裝比例達 80%）；假設未來改裝比例維持 5%。進一步，假設遠期改裝車中更換碳刹車盤比例為 10%，對應碳陶刹車盤市場空間為 150 億；如考慮到未來改裝比例提升和改裝過程中碳 陶刹車盤材料滲透率提升，空間更大。
競争格局：海外企業主導市場，國内加大技術攻堅
目前，碳陶刹車已經在高端汽車市場得到應用，生産企業主要也是海外主導國家。國内 目前有 LEMYTH 勒邁、道普安等企業具備生産能力。同時，部分上市企業也開始在碳 陶刹車盤領域進行布局，如金博股份、天宜上佳。
Brembo：碳陶刹車的領軍企業
布雷博是一家在三大洲 15 個國家營運的跨國集團，擁有 7 個研究實驗室、23 個生産基 地、6 個商業辦事處，在全球 70 多個國家銷售産品。公司員勞工數超過 12,000 人，其 中大約 10%是從事進階研發工作的工程師和産品專家。
布雷博陶瓷制動系統公司（Brembo Ceramic Brake Systems SpA）于 2003 年誕生， 公司總部設在斯泰紮諾的全新千米紅牆科技園内。這是布雷博與戴姆勒－克萊斯勒集團 共同創立的合資公司，之後戴姆勒從合資公司撤資，于是布雷博與 SGL 集團繼續在這 條道路上攜手前行，雙方在 2009 年 5 月組建了布雷博 SGL 碳纖維陶瓷制動件公司 （Brembo SGL Carbon Ceramic Brakes S.p.A.），其中雙方各持 50％股份。目前，布 雷博 SGL 碳纖維陶瓷制動件公司有兩家營運中心，一家位于斯泰紮諾的千米紅牆科技 園，另一家位于德國的邁廷根（Meitingen）。客戶包括阿斯頓·馬丁、奧迪、賓利、布 加迪、戴姆勒、法拉利、通用汽車、蘭博基尼和保時捷。
目前各大品牌原廠的碳陶刹車絕大多數都是 Brembo 代工的，Brembo 在碳陶刹車的産 量上屬于壟斷地位。Brembo 的碳陶碟采用的是短纖編織法，相對于長纖編織，成本稍 低加工速度稍快。
布雷博在全球 14 個國家擁有 5 個研發中心，19 個工廠和 23 個商務中心，超過 10800 名員工，其中近 10%的員工是研發領域的工程師和産品專家，年銷售收入超過 26 億歐 元。布雷博在華發展近 20 年，中國總部位于南京。公司在華擁有 1 個研發中心，3 個 生産基地，1 個售後市場貿易公司面向中國及亞太地區，員工共計 1800 餘人，年營業 收入約 25 億人民币。
财務資料來看，布雷博 2020 年收入 22 億歐元，淨利潤 1.4 億歐元，淨利率 6%；分區 域看，北美、德國等占比較高；中國地區貢獻其收入為 3.4 億歐元，占比其整體收入為 15.3%。
Brembo SGL 旗下有兩種陶瓷碟盤類型，分别為 CCB (Carbon Ceramic Brakes) 與 CCM (Ceramic Composite Material)、CCM-R。CCB 就是具碳化矽 (silicon carbide / SiC) 表層的 CC 碟盤，另一種 CCM 則無；CCM-R 是最高端産品，一整套含卡鉗的 價格約三萬美金，特别針對于保時捷、蘭博基尼、法拉利等高端跑車定制。（報告來源：未來智庫）
勒邁科技：國内乃至亞洲少有的可量産碳碳/碳陶刹車企業
深圳勒邁科技成立于 2017 年 5 月，其前身為深圳市勒馬制動科技有限公司（成立于 2011 年 1 月 21 日）。自 2011 年成立之日起，公司專注于乘用車用碳纖維複合材料制動 系統研發、生産、銷售及售後服務等工作，主要銷售往賽車及高端改裝車等領域，成為 中國及亞太地區第一家能夠量産車用碳纖維複合材料制動系統産品（碳碳複合&碳陶複 合）生産廠家。公司産品銷售全球市場，且實作産品進入全球 F1 方程式賽車刹車系統 産品供應商序列。2017 年 5 月 26 日，公司引入上市公司華伍股份戰略合作及投資，并 更名為深圳勒邁科技有限公司。LeMyth 碳陶刹車系統 GT 版，有效提升刹車性能和安 全性能，滿足車輛從街道到塞道的制動需求；ST 競技版滿足車輛在競技賽道對制動性 能的苛刻要求。
道普安：國内較早布局碳陶刹車的企業
山東道普安制動材料有限公司是國内碳陶刹車材料的領軍者，公司已經獲得汽車行業質 量體系認證（TS16949）。道普安與國内外多所重點院校合作，專業從事摩擦制品的研 究與開發，碳/碳、碳/陶制動系列産品已獲專利成果 27 項，承擔省級科研項目 2 項。産品具有輕質、高強、耐高溫、耐磨損等優異性能，已成功應用于保時捷、瑪莎拉蒂、法 拉利、寶馬、奔馳等車型的改裝。
目前碳陶刹車盤具有長纖碳陶刹車盤和短纖模壓碳陶刹車盤兩種，相較于短纖碳陶刹車 盤機械性能較差、盤面存在裂紋、易掉塊等缺點，長纖碳陶刹車盤的機械性能更好，長 纖碳陶材料的斷裂伸長率可達到 0.4%～0.6%，遠高于短纖碳陶盤的 0.1%～0.3%，具 有和金屬材料類似的斷裂行為，克服了傳統陶瓷脆性大，易破裂的缺點，制動盤機械性 能更好。
弗迪科技：自主研發碳陶刹車盤，走在行業前列
比亞迪下屬子公司弗迪科技具備自主研發生産碳陶刹車盤能力。弗迪科技公司 2003 年 在上海成立，2019 年年底重組合并為弗迪科技，總部坐落于深圳。弗迪科技主營産品 是空調系統、整車線束級配電、智能座艙、被動安全、ADAS、車身控制及附件、排放 系統、懸架系統、制動系統、轉向系統，弗迪科技擁有 3 大研發基地和 7 大生産基地， 深圳、西安、長沙、安陽、商洛、丹陽、惠州，建築面積共 84 萬平方米。目前直接配 套的整車廠商包括比亞迪、長城、長安、東風、奇瑞、上汽通用五菱、蔚來、寶能、小 鵬、濰柴、一汽等。公司現有員工 24000 餘人，與主機廠合作經驗豐富，16 年累計供 貨配套 450 萬+車副、年産能 150 萬+車副。
2021 年下半年，比亞迪子公司弗迪科技釋出了一款自主研發碳陶刹車盤，以及專門為 比亞迪漢開發刹車卡鉗。
金博股份：與艾盛汽車戰略合作 推進高性能碳陶複合刹車材料應用
2021 年 10 月 26 日，金博股份釋出公告，拟在湖南省益陽市高新區投資 1.5 億元人民 币設立全資子公司湖南金博碳陶科技有限公司。2021 年 12 月 23 日，金博股份稱其全 資子公司金博碳陶與湖南湖大艾盛汽車技術開發有限公司簽署戰略合作協定，雙方将共同推進高性能碳/陶複合刹車材料應用。湖南湖大艾盛汽車技術開發有限公司于 2007 年 依托于湖南大學汽車車身先進設計制造國家重點實驗室成立，是國内領先的集汽車前沿 理論與技術研究、整車與零部件研發、試驗、試制、裝備開發為一體的汽車科技公司， 目前公司員工 1300 餘人，其中博士 40 餘人、碩士 200 餘人，大學以上學曆占公司總 人數 90%以上，公司與國内外 20 多家主機廠、科研院所開展了科研合作，成功研發、 改型、優化車型超百款，積累了豐富的研發經驗和汽車行業資源。 我們認為，公司在碳 碳材料領域具備較為深厚的技術儲備，未來在碳刹車領域有望逐漸迎來新突破。
天宜上佳：募投錨向碳陶刹車産品
2022 年 1 月，天宜上佳釋出定增預案，拟向特定對象非公開發行股份不超過 1.34 億股， 募集資金不超過 23.69 億元，用于高性能碳陶制動盤産業化建設項目、碳碳材料制品預 制體自動化智能編織産線建設項目及補充流動資金。預案顯示，高性能碳陶制動盤産業 化建設項目總投資額為 15.4 億元，拟使用募集資金 13.2 億元。項目主要産品為碳陶制 動盤，投産後産能達 15 萬套/年，主要用于新能源汽車、中高端乘用車、商用車及特種 車刹車制動系統，包括新裝車市場及汽車後市場。公司在碳陶複合材料領域擁有專業技 術研發團隊 22 人，其中碩士以上學曆有 11 人，其中博士 1 人。團隊成員來自西北工業 大學、北京科技大學、哈爾濱工程大學和北京理工大學等國内外知名院校，技術團隊人 員從事碳基複合材料研發多年，優秀的技術研發團隊為項目的實施提供了技術支撐，為 項目的順利實施提供保障。公司為汽車行業協會《碳陶汽車制動盤團體标準》起草機關， 與浙江某車企簽訂跑車項目碳陶制動系統開發協定，與深圳某車企制動開發部簽訂碳陶 刹車合作開發協定。
3 總結：國内崛起新勢力，主導企業第二成長曲線
我們針對前述彙總分析：
1、應用領域：目前，碳基刹車材料主要是在飛機市場取得了較好普及應用，在汽車領域 也有部分應用，聚焦在高端賽車等領域；高鐵領域目前還需要進一步論證試車；
2、市場空間：2019 年大陸民機滲透率近 50%，軍機 30%，市場 44 億元，中期空間超 100 億；高鐵領域，目前基本都為粉末冶金材料，且國産化比例僅為 20%，未來全部國 産化後市場空間也可達百億；遠期若被碳碳替代空間會更大；汽車市場刹車材料主要是 鑄鐵，未來碳陶若能在 C 級車實作全部替代，那麼國内市場空間也可達百億。
3、競争格局：飛機領域碳碳刹車材料主要為國外企業 OEM 為主，如法國賽峰（米歇 爾）、美國古德裡奇、霍尼韋爾；國内領軍企業為西安制動，份額預計 90%；北摩高科、 博雲新材也有少量生産銷售；高鐵領域，目前進口為主，國内企業為天宜上佳，份額超 50%、北京浦然，世鑫新材等；汽車領域碳陶刹車全球龍頭為布雷博，國内部分企業開始 尋求技術突破。
（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關資訊，請參閱報告原文。）
精選報告來源：【未來智庫】。