1.“万能金属”——钛

　　1.1 物化性质优良，高端领域应用广泛

　　钛(Ti)，元素周期表第四周期 IVB 族元素，是一种银白色过渡金属。优良物化性质使其被广 泛应用于航空航天(机身和发动机)、石油化工(冷凝器、换热管)、国防军工(导弹火箭) 以及医疗生物(人造骨头)等高端领域。钛物化性质中最为突出的特点包括：

　　熔点高、比强度大。钛密度为4.51 g/3，仅为铁的57%。熔点为1668℃，比铁高138℃。 钛的比强度(强度/表观密度)是常用工业合金中最大的，常用 TC4 型号钛合金(Ti-6Al- 4V)的比强度是不锈钢的 3.5 倍，所以钛是一种高强度且低质量金属。

　　耐蚀性强、良好的生物相容性。钛的核外电子结构排列为122226 32 36 32 42，由于外层价 电子4和3电离势较小，较易失去，易与氧气反应生成一层致密且惰性大的氧化膜，从 而保证钛合金本体免受大部分有机酸的腐蚀。此外，钛安全无毒，具备良好的生物相容性，可以用来制作手术刀、人造骨头等医疗用具。

　　在逆全球化、大国博弈趋势日益加剧以及“十四五”战略规划明确指引的大背景下，中国国 防军队现代化建设进入关键时期，军工装备将加速更新换代。我们认为，未来 3-5 年，中国 军工产业将迎来持续的高景气周期。钛，作为主流的军工新材料，随着新式战机歼-20、运- 20 以及配套导弹的加速列装，有望进入高速发展机遇期，需求增速将加速增长。

　　1.2 高壁垒决定高利润，重点关注高端钛材制造

　　钛产业链主要分为有色金属和化工涂料两条，有色金属链为：钛精矿→四氯化钛→海绵钛→ 钛锭/钛合金→钛材，化工涂料链为：钛精矿→四氯化钛→钛白粉。两个领域上游共用钛铁矿、 金红石等资源，全球 90%以上的钛精矿用于生产钛白粉，仅 5%的钛精矿用来制造海绵钛。 每吨海绵钛生产大约需要消耗 5.3 吨钛精矿(品位 50%)，每吨钛白粉需要 2.3 吨钛精矿。 通过 Wind 数据测算，中国近年钛精矿的需求结构呈现：海绵钛：钛白粉=7：93。综合来看， 钛精矿的价格主要由钛白粉的产量价格以及下游化工涂料等行业景气程度决定。

　　对于钛有色产业链来说，上游钛精矿资源储量相对丰富，核心壁垒更多集中在中游高端钛材 的研发以及制造工艺。钛材制造流程是利用钛精矿还原的海绵钛，通过电炉熔铸得到钛锭， 再经过多次的锻造、轧制、从而得到最终的板材、棒材等多种型材。主要壁垒体现在资金设 备、研发技术、生产资质三大方面：

　　资金设备壁垒：用于熔铸钛锭的真空自耗电弧炉、电子束冷床炉以及万吨快锻机等一系 列生产设备价格昂贵，且军品业务的特性决定业务收入回款周期较长。尤其是某些特定 型号的军工钛材产品，从最初设计研制到最终批量生产通常需要 5-10 年的时间，对公 司流动资金要求较高。

　　研发技术壁垒：航空航天、军工装备等高端领域对钛材性能要求严格。加工企业通常采 用“以销定产”的生产模式，在订单量大、加工时间短的客观条件下，企业需要强大的 研发能力来保障按照客户要求、按时保质地完成订单。同时军品钛材从第一步的合金铸 锭，到后续反复的塑性加工、精密铸造，如何保证多批次产品质量的均一稳定在中国乃 至全球都是一项技术挑战，这是中国目前中低端产能过剩，高端产能缺失的根本原因。

　　生产资质壁垒：高端钛材通常应用至军事战机、民航飞机等关键领域，企业如需对下游 相关配套企业供货必须事先取得完整的军工三证或者国际航空 公司质量体系认证，而这 些资质认证难度大且时间长，行业新进入者短期难以撼动现有市场竞争格局。

　　多重壁垒造就高端钛材制造环节的高利润。军品钛材的塑性加工通常多达 10-20 次，加工难 度大，其售价一般高达 30 万元/吨-40 万元/吨，毛利率达 35%-40%，显著高于民品钛材，行 业利润十分可观，值得重点关注。

　　1.3 钛产业回顾：新一轮洗牌来临，高端化趋势显著

　　作为钛材的重要原料，海绵钛价格和产量一定程度上能反映出行业景气程度。从全球视角来 看，90%的钛材应用至航空航天和工业领域。钛产业发展与宏观经济，尤其是航空产业密切 相关。回顾历史，国际海绵钛的产能大约每经过 5-10 年就会经历一轮新周期，每轮周期的开 始总是伴随着全球经济复苏以及航空航天业发展。2020 年在新冠疫情冲击以及逆全球化趋 势的影响下，全球航空业遭受沉重打击。世界知名航空公司波音更是因为安全性问题，订单 数量急剧下滑，部分小型航空公司也在疫情期间入不敷出相继破产。以史为鉴，全球钛产业 极有可能处于短暂萧条期。

　　与全球钛产业不同，国产大飞机 C919 仍处于高强度试飞阶段，中国尚不具备量产民航飞机 的能力，21 世纪初期中国的钛材需求结构主要集中在石油化工领域。自 2018 年以来，随着 国防军队现代化建设加速，钛材在新式军工装备用量占比不断提升，尤其以新式战机歼 -20、 运-20 的核心结构件最为突出。近几年来中国钛产业与传统化工行业发展有所脱钩，并逐步 接轨于军工行业，重点聚焦于军用战机以及导弹火箭领域。21 世纪以来，中国钛产业的发展 可以分为五个阶段：

　　量价双低期(2000 年-2003 年)：21 世纪初期，中国经济快速发展，优异的性能令钛受 到航空航天、石油化工领域的青睐，但由于技术和生产设备的限制，中国海绵钛产能相 对较低。2003 年中国的海绵钛产能仅为 4000 吨，价格区间维持在每吨 5 万元/吨-6 万 元/吨。

　　急剧扩张期(2004 年-2006 年)：全球经济强劲复苏，中国经济消费结构升级换代，大 量基础设施建设带动石化工业的快速发展，导致中国海绵钛供需缺口逐渐加大。海绵钛 价格应声上涨，最高上涨至 30 万元/吨。这也导致大批海绵钛生产厂商扩产扩能，2006 年底海绵钛总产能已达 3 万吨。

　　严冬期(2007 年-2015 年)：前期过热投资导致需求增速远不及产能，市场供过于求， 海绵钛价格大幅跳水，2009 年 8 月探底 4.5 万元/吨。此后在四万亿政策刺激下，价格 虽短暂回暖至 12 万元/吨，但因有效需求不足，最终再次回落至低位。此间八年是中国 钛产业的“严冬期”——高产能、低需求、微利润。

　　产能出清期(2016 年-2019 年)：2016 年起，在供给侧改革指引下，落后产能逐步关停 淘汰，产业集中度持续提高。2019 年起，中国军工装备现代化建设正式进入加速期，航 空航天、军工装备等高端领域用钛大幅提升，产业结构从过去的中低端逐步向高端转移。 同时受到环保风暴的影响，原料成本的上升助力海绵钛价格反弹，2019 年底价格回升 至 8.1 万元/吨。

　　新一轮洗牌期(2020 年-)：2019 年价格的高涨幅吸引大批钛企扩产扩能，2019 年底海 绵钛总产能已达 15.2 万吨，同比大幅增长 42%，但全年产量仅为 8.6 万吨，产能利用 率下降至五年新低 56%。2020 年受疫情冲击，化工民品钛材需求下滑严重，海绵钛价 格跳水至 5.2 万元/吨，几乎贴近于成本线。但随着国内疫情的逐步控制，2021 年一季 度化工钛材需求出现补偿性增长，且军品钛材需求持续火热，海绵钛价格已回升至 6.8 万元/吨。

　　我们认为，新冠疫情的来袭将在产业掀起来新一轮的洗牌。短期来看，海绵钛过剩产能处于 缓慢消化阶段，其价格将受到一定压制，中短期继续下跌空间和可能性相对较小;中长期来 看，化工钛材需求逐步恢复，军品钛材放量趋势明晰，需求结构进一步优化，军品小颗粒海 绵钛供给偏紧有望助力价格触底反弹，预计未来 2-3 年，海绵钛的价格区间将维持在 6 万元 /吨—7.5 万元/吨。

　　2.钛矿：资源丰富，生产集中

　　2.1 全球钛矿市场呈现寡头垄断

　　全球钛资源储量丰富，目前具有工业利用价值的钛矿资源主要以钛铁矿、金红石两种为主， 钛铁矿储量占比高达 95%。据 USGS 数据显示，2019 年全球钛矿总储量约为 8.2 亿吨，其 中钛铁矿 7.7 亿吨，金红石 0.5 亿吨。中国和澳大利亚，作为钛铁矿储量最大的两个国家， 分别拥有 2.3 亿吨和 2.5 亿吨的储量。金红石方面澳大利亚独占半壁江山，拥有 0.29 亿吨储 量。

　　钛矿生产较为集中，全球呈现寡头垄断。2019 年全球钛矿产量 760 万吨，同比小幅增加 1.9%， 其中钛铁矿产量为 700 万吨，金红石产量 60 万吨。从全球钛矿产量分布来看，钛铁矿的生 产主要集中在中国、南非、加拿大、澳大利亚四个国家，金红石的生产主要位于澳大利亚、 塞拉利昂、南非、乌克兰等地区。全球钛矿原料供应商中，英国力拓(Rio Tinto)独占 25% 市场份额、澳大利亚澳禄卡(Iluka)占比 16%，南非爱索矿业(Exxaro)和爱尔兰肯梅尔资 源(Kenmare)各占 11%和 5%。四大集团在钛矿市场的占有率接近 60%，形成寡头垄断。

　　力拓集团(Rio Tinto)在全球主要拥有三个钛矿基地，分别为：

　　加拿大魁北克有着 70 年历史的 Rio Tinto Fer et Titane 生产基地，拥有从钛铁矿中分离 钛和铁的先进技术。位于魁北克东部的 RTFT Havre-Saint-Pierre 矿是世界上最大的钛 铁矿床所在地。

　　南非的 Richards Bay Minerals 是世界领先的重矿砂开采和精炼公司，也是该国最大的 矿砂生产商。公司在 KwaZulu-Natal 北部开采储量丰富的大型矿砂，主要包括钛铁矿、 金红石和锆石。

　　QIT Madagascar Minerals 位于马达加斯加东南部 Anosy 地区的 Dauphin 堡附近，主要 生产用于制造钛白粉的钛铁矿。

　　澳禄卡三个主要钛矿生产基地中，两个分布在澳大利亚本土，另一个位于塞拉利昂：

　　南澳大利亚的 Jacinth-Ambrosia 生产基地有着世界上最大的锆石矿床。该矿由 Jacinth 和 Ambrosia 两个相邻矿床组成，通过干采和重选的方式挑选出重矿精矿后，再运输至 西澳大利亚的 Narngulu 选矿厂，最终经过精加工得到锆石、金红石和钛铁矿等最终产 品。

　　西澳的 Cataby 矿是大型的氯化钛铁矿床，伴有锆石和金红石。于 2019 年第二季度正 式投产，该项目预计的矿山寿命为 8.5 年。其业务主要包含两类：磁性材料(钛铁矿精 矿)和非磁性材料(锆石、金红石精矿)。磁性材料主要运输至 Capel 矿用于合成人造 金红石，非磁性材料则被运输至 Narngulu 选矿厂进行加工。

　　塞拉利昂的 Sierra Rutile 有着世界上最大、质量最高的天然金红石矿床，主要包括 Lanti 和 Gangama 两个矿场、选矿厂以及专用的港口设施。其主要产品是天然金红石，以及 少量的钛铁矿和锆石。澳禄卡计划在未来几年通过扩大 Lanti 和 Gangama 现有业务的 规模将 Sierra Rutile 年产量从目前的 15 万吨提高至 25 万吨-27 万吨。

　　2.2 中国钛矿品位偏低，对外依存度居高不下

　　中国钛矿资源丰富，钛铁矿储量达 2.3 亿吨。钛矿生产基地主要集中在四川、河北、云南等 地，其中攀西地区储量最大。中国现有规模较大的钛矿原料供应商包括攀钢钛业、承德天明、 承德天福，与全球巨头相比，其规模、资源产量方面差距较为显著。2019 年中国钛精矿总产 量约为 501.5 万吨，同比增长 9.63%。

　　从品味上看，中国钛矿贫矿多，富矿少，整体品位偏低。90%以上的钛矿为岩矿型钒钛磁铁 矿，脉石含量高，结构致密，选矿分离较为困难。同时国内选矿技术尚不成熟，导致中国高 端钛精矿产量不足，进口依存度居高不下。尤其是随着中国国防军队现代化建设的持续推进， 高端钛材消费量迅速增长，钛精矿的表观消费量逐年增加。2019 年中国钛精矿表观消费量约 为 736 万吨，全年进口量约为 261 万吨，较 2018 年小幅下降 16%。莫桑比克、澳大利亚、 肯尼亚分列钛矿进口国的前三位。

　　2.3 钛白粉需求回暖，钛矿价格上涨有望延续

　　由于 90%的钛精矿被用于制造钛白粉，钛矿价格主要取决于钛白粉的需求市场。随着中国疫 后经济迅速恢复叠加传统需求旺季拉动，下游建筑行业开工率回升，同时海外钛白粉需求大 幅改善，钛白粉市场回暖显著。受下游需求拉动，2020 年-2021 年初中国钛精矿价格基本呈 现“V”型走势，目前上涨至 2170 元/吨，创近三年新高。另外海外主流钛矿厂商产量下行所 导致的供应收紧也是导致钛矿价格上涨的重要因素。除 Iluka(澳禄卡)新矿山投产导致的产 量增长，Rio Tinto(力拓)、Kenmare(肯梅尔)等矿商的钛矿产量均呈现不同程度的下滑。 目前中国仍有 1/3 的钛矿仍依赖于进口，海外产量的下滑势必对钛矿价格上涨形成一定刺激。 我们认为：未来 2-3 年全球疫情的稳定控制将助推钛白粉市场需求逐步回暖，再加上海外部 分钛矿资源面临枯竭引发的供给不足，钛矿价格预计持续上涨。

　　3.海绵钛：量变到质变，高端需求决定价格走势

　　3.1 工业生产方法单一，以克劳尔法为主

　　海绵钛，外表呈疏松多孔海绵状，性质活泼，极易氧化，是生产钛材的重要原料。海绵钛通 常必须与其他金属元素混合熔铸成锭后，才能被用于制造钛板、钛棒等产品。根据其化学成 分，海绵钛可以分为 0A 至 5 七个等级。其中，品质较低的 1 级以上海绵钛产能占比最大， 主要应用于化工领域;高品质(0 级及 0A 级)细小粒度(5mm—13mm)海绵钛主要应用于 航空航天和军工领域，由于制备难度大，国内产能相对较小，主要集中在遵义钛业、朝阳金 达、双瑞万基、宝钛华神等厂商。

　　由于钛具备极强的活性，极易与氧气、氮气发生反应，导致海绵钛的还原工艺复杂。目前主 流的工艺可以分为两类：一类是热还原法，包括克劳尔(Kroll)法、亨特(Hunter)法、Armstrong 法、金属氢化物还原(MHR)法等;另一类是熔盐电解法，包括 TiCl4 熔盐电解法、钛酸盐 电解法、FFC 剑桥法、USTB 法、MER 工艺等。全球应用最广泛的是克劳尔法中的镁还原- 真空蒸馏法(MD 法)，其生产流程包括富态料制备、氯化、四氯化钛精制、还原蒸馏、氯化 镁电解等环节。

　　3.2 全球海绵钛产业集中度高，产能利用率低

　　全球海绵钛行业集中度较高，但产能利用率较低。目前只有美国、俄罗斯、中国、日本、乌 克兰、哈萨克斯坦、沙特阿拉伯和印度八个国家具备海绵钛生产能力，而拥有从钛矿处理到 钛材加工完整钛工业链的国家仅有中国、俄罗斯、美国、日本四个国家。据 USGS 数据显示 2019 年全球海绵钛总产能约为 30.5 万吨，较 2018 年的 29.3 万吨，同比增长 4.1% ，产能 利用率仅为 69%。其中中国为 11.7 万吨，位居全球第一。其次为日本和俄罗斯，分别拥有 6.9 万吨和 4.7 万吨的产能。从品质上看，中国以工业级海绵钛居多，高端产能主要集中在日 本、俄罗斯两国。我们认为，随着下游端国产武器装备升级换代、武器装备轻量化加速，中 国军品小颗粒海绵钛将驶入发展快车道，整体品质有望不断提升。

　　俄罗斯VSMPO-AVISMA 公司拥有全球最为完整的钛工业链，也是世界上海绵钛产能最大的 公司，2019 年公司海绵钛产能为 44000 吨/年，占俄罗斯钛工业 96%的市场份额。VSMPOAVISMA 不仅在俄罗斯占据绝对龙头地位，在国际上同样是优质海绵钛的代名词。2019 年被 空客授予最佳供应商的称号，自 1990 年代以来 VSMPO-AVISMA 一直是空客公司重要的钛 供应商。目前 VSMPO-AVISMA 为所有空客项目提供钛产品，包括 A330neo 和 A350XWB。 优质的海绵钛以及钛材产品使得全球多家航空公司向其抛出订单。俄罗斯另外一家海绵钛生 产企业为 SMW，所占市场份额为 4%。

　　日本作为世界上海绵钛生产技术最为先进的国家，拥有两家主要生产商：大阪钛科技公司 (OTT)与东邦钛公司(TOHO)，其产品质量在全球颇具盛名。2014 年后两家厂商的产能 合计基本维持 69000 吨/年，约占全球产能的四分之一，且近年来产品出口量稳步增长，出口 国主要包括中国、美国、前独联体国家等。

　　美国虽然是世界钛工业的发源之地，早在 1947 年就首次实现海绵钛的工业生产，但近年日 本、俄罗斯海绵钛生产工艺飞速发展，钛材制造商纷纷选择进口低价优质的海绵钛，严重冲 击本土海绵钛生产商的积极性。著名钛材制造商 ATI 和 RTI 都关闭其海绵钛生产基地，转而 从日本、哈萨克斯坦进口。Timet 作为美国仅存的一家海绵钛生产企业，主要生产航空航天 级海绵钛，产能为 13100 吨/年。

　　哈萨克斯坦的 UKTMP 公司目前海绵钛总产能为 31000 吨/年。公司产品主要出口至美国、 中国等国家。欧洲地区的另外一家海绵钛企业为乌克兰的 ZTMC 公司，因设备老化于 1994 年关闭，1998 年再度重启，目前海绵钛设计产能为 12000 吨/年。

　　3.3 中国是海绵钛生产大国，高端产能仍旧不足

　　中国作为全球最大的海绵钛生产国，近年在供给侧改革 “三去一降一补”的政策指引以及“环 保风暴”的高压下，大部分落后产能被逐步淘汰和关停，产业集中度持续提高，产能利用率 一度回升至近 80%，需求结构也从过去的中低端向军工装备等高端领域转移。2019 年受民 营石油炼化项目逐步建设以及国防军工装备加速列装双重因素带动，军品民品海绵钛需求量 增长显著，吸引国内大批厂商如新疆湘晟、云南新立复产扩能，总产能大幅增长 42%至 15.7 万吨。但由于下游需求增速不及产能，全年产量仅为 8.5 万吨，产能利用率下降至近五年新 低 54%。

　　虽然海绵钛产量稳居全球第一，但自 2016 年起中国一直是海绵钛的净进口国。2019 年下游 军品钛材需求旺盛，中国海绵钛进口量同比大幅增长 45%达 7139 吨。即使中国 60% 的海绵 钛生产企业都已具备高端海绵钛生产能力，但军工小颗粒海绵钛(5mm-13mm)的产能依旧 不足。因为军工小颗粒海绵钛的生产通常要求多次还原蒸馏，成品率较低(约 30%)且生产 成本高，同时还需保证多批次产品质量的稳定均一。目前能够稳定供货的企业仅有遵义钛业、 宝钛华神、朝阳金达等少数几家，需求缺口主要通过从乌克兰和哈萨克斯坦进口弥补。

　　3.4 量变到质变，高端需求决定价格走势

　　前文提到，中国海绵钛市场在新冠疫情的冲击下进入新一轮的洗牌期，短期价格因生产厂商 过快的扩产扩能受到压制。从中长期来看，我们认为，在下游军品钛材需求的强劲拉动下， 价格将触底反弹，逐步修复至正常区间：6 万元/吨—7.5 万元/吨，主要逻辑包括两点：

　　供给端“量变”到“质变”的转变。中国海绵钛市场目前正处于“量变”到“质变”转 变的关键阶段，生产厂商逐步着眼于海绵钛的质量，而非盲目扩大产能，产业结构持续 优化。2020 年投产的新项目包括新疆湘晟、朝阳金达新增产能均为高端优质海绵钛。相 比 2004 年-2006 年阶段，此次产能扩张的质量更为稳健。

　　未来市场将由高端需求主导。我们认为，未来海绵钛价格趋势走向的判断逻辑将与以往 截然不同，未来 3-5 年高端需求将主导价格走势，产量决定价格走势的时期已经过去。 随着中国武器装备升级换代、武器装备轻量化的加速，国家深海发展计划、中国大飞机 发展国产化稳步推进，下游高端钛材需求将迅速增长，从而带动上游海绵钛需求结构不 断改善，高端海绵钛将成为市场主流。我们预计，未来 3-5 年过剩海绵钛产能将逐步出 清，供需结构的修复将有助于价格回暖至 6 万元/吨—7.5 万元/吨。