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汽车零部件之蜂窝陶瓷行业深度研究
1.蜂窝陶瓷是汽车尾气后处理系统常用载体
1.1.蜂窝陶瓷是汽车尾气处理催化器重要载体
1.1.1.汽车尾气后处理系统结构构成
汽车尾气中主要的有害物质包括一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx）、固体悬浮颗粒、铅等。通常减少汽车尾气有害物质排放的途径包括：开发清洁能源；提高机内净化效率，通过改善发动机性能提高燃油燃烧效率；提高机外净化效率，改进尾气后处理系统。
从尾气催化处理原理来看，包括氧化催化和还原催化两类。氧化催化是指在富氧条件下，使没有充分燃烧的CO、HC、SOF（可溶性有机成分）转化为CO2和H2O，还原催化是指将尾气中的NOx还原成N2。基于反应原理的不同，衍生出不同的催化技术，包括TWC（三效催化器）、DOC（催化氧化转化）、SCR（选择性催化还原）、DPF（柴油颗粒捕集）、GPF（汽油颗粒捕集）、POC（颗粒氧化催化）、ASC（氨逃逸催化）、EGR（废气再循环）等处理装置。
国六标准下，汽油车一般在排气管处加装TWC同时处理CO、HC、NOx，同时加装单独的GPF控制颗粒物排放。柴油车由于需要高温高压富氧条件燃烧，主要污染物以NOx、颗粒物居多，通常采用EGR+DOC+SCR+DPF+ASC串联或DOC+高效SCR+DPF+ASC串联路线。
催化器结构构成：蜂窝陶瓷具有孔密度大、比表面积大；热膨胀系数低、热稳定性好；机械性能优异；抗腐蚀性好等优势，是最为常见的尾气处理催化器用催化剂载体，载体占催化器总成本的比例约为10%。在载体表面涂覆多孔性物质涂层、助剂以及贵金属活性组分，涂覆完成的催化剂由封装厂进行封装，供主机厂、整车厂使用。其中，多孔性物质涂层可进一步提高活性组分负载比表面积，常见的涂层材料包括活性氧化铝、分子筛等。助剂有助于促进贵金属的分散，提高活性成分催化活性，增强催化剂抗毒能力，稀土金属氧化物是最常见的一类催化剂助剂，氧化铈或铈锆固溶体在催化剂中应用广泛。
1.1.2.蜂窝陶瓷企业是主机厂/整车厂二级供应商
1.2.蜂窝陶瓷生产材料、工艺壁垒较高
1.2.1.蜂窝陶瓷制备工艺以挤压成型为主
蜂窝陶瓷制备核心技术主要体现在控制热膨胀系数、壁厚、孔密度。对原料的纯度和配比、成型模具和挤出工艺、烧结工艺均有非常高的要求。
1.2.2.蜂窝陶瓷载体可分为直通式和壁流式
根据尾气后处理过滤原理，蜂窝陶瓷载体主要分为直通式载体和壁流式载体，壁流式载体在直通式基础上交替堵孔，强制尾气通过蜂窝陶瓷壁进一步实现颗粒物拦截功能。TWC、DOC、SCR、ASC采用直通式载体，GPF、DPF颗粒捕集器采用壁流式载体。壁流式较直通式需增加打孔、堵孔、回烧工序；壁厚相对较厚，但对孔径、孔分布一致性要求更高；模具制造难度更高，毛利率较直通式更高。
2.国六标准实施推动国内蜂窝陶瓷需求大幅增长
2.1.蜂窝陶瓷国六产品预计将于2020年放量发货
国内轻型汽车国六标准第一阶段2020年7月起全面实施，第二阶段标准2023年7月全面实施。重型柴油车国六标准第一阶段燃气车辆在2019年7月实施，城市车辆将于2020年实施。
从国六标准排放限值来看，轻型柴油车要求达到同汽油车相同的标准，尤其氮氧化物排放量6a阶段要求减少到国五阶段1/3,6b阶段更是接近6a阶段的一半。重型柴油车氮氧化物和颗粒物排放量要求在国五基础上分别减少77%和67%。汽油车6a阶段CO排放量要求减少30%。国六标准可谓史上最严排放标准，对于催化器性能提出了更严苛的要求。
国六标准蜂窝陶瓷载体新产品需要与催化剂、发动机、整车厂商进行大量匹配性测试，通过国家检测中心测试通过，并取得公告认证，发动机或整车方可进入市场销售。2020年7月起，全部轻型汽油车以及柴油车城市车辆国六标准开始全面执行，我们认为2019年对蜂窝陶瓷企业而言，是集中与发动机、整车厂商匹配测试获得公告认证的一年，预计2020年将进入蜂窝陶瓷放量发货的新阶段。
国五期间，汽油车常用尾气处理路线为TWC三效催化器，柴油车一般采用DOC+SCR或DOC+DPF。为应对国六更为严苛的标准，汽油车需要使用更为高效的TWC，并同时加装单独的GPF。柴油车对氮氧化物的控制更为严苛，通常需采用EGR+DOC+SCR+DPF+ASC或DOC+高效SCR+DPF+ASC路线。
国六标准实施后，相比国五阶段，GPF需求将实现从无到有，SCR、DPF、ASC加装率将大幅提升。同时由于国六产品对孔密度、壁厚、热稳定性等性能要求更高，预计单价将有所提升。
2.2.国六标准实施后国内蜂窝陶瓷市场空间将超过百亿
2.2.1.测算逻辑
汽油车：在行业实践中，乘用车基本以汽油车为主，汽油车排量主要集中在1.0-2.0L，我们取1.5L为汽油车平均排量。根据调研数据，汽油车TWC蜂窝陶瓷体积与排量比值约为1.2倍，国六标准下要求汽油车全部加装GPF，体积排量比约为1.3倍。测算得到国六阶段TWC单车使用体积为1.8升。GPF单车体积为1.95升，较国五阶段完全是新增需求。
柴油车：柴油车普遍排量较大，商用卡车、客车主要以柴油车为主。根据调研信息，轻型柴油车（轻微型货车、客车）平均排量约在3L左右，重型柴油车（重中型货车、大中型客车）平均排量约为13L。国六标准下DOC、DPF、SCR（含ASC）系统体积-排量比分别约为0.7/1.5/2。测算得到轻型柴油车DOC、DPF、SCR（含ASC）单车使用体积分别为2.1/4.5/6L，重型柴油车DOC、DPF、SCR（含ASC）单车使用体积分别为9.1/19.5/26L。
2.2.2.蜂窝陶瓷市场空间测算
新车市场蜂窝陶瓷需求空间测算-汽车产量测算：
2018年我国汽油车产量为2326.18万辆，其中乘用车2218.35万辆，商用车107.83万辆。柴油车产量300.39万辆，商用柴油车中，中、重型货车及大中型客车占比为43.4%，由此估算，2018年国内重型柴油车产量约为128万辆，轻型柴油车产量约为172万辆。
新车市场蜂窝陶瓷需求空间测算-蜂窝陶瓷需求量及市场空间测算：
柴油车：假设国五阶段轻型柴油车采用DOC+DPF路线（DOC、DPF装配率100%），重型柴油车采用DOC+SCR路线（DOC、SCR装配率100%）。假设国六阶段柴油车全部采用DOC+DPF+SCR路线，DOC、DPF、SCR装配率均为100%。以2018年轻型、重型柴油车产量为基数，测算得出柴油车国六阶段蜂窝陶瓷需求量为9156万升，较国五阶段提升62.7%。假设国五、国六阶段SCR（DOC价格基本相同）均价分别为30、40元/升，DPF均价分别为80、90元/升，测算得出柴油车国六阶段蜂窝陶瓷市场空间为53亿元，为国五期间的2.6倍。
综上，不考虑汽车产量增长带来的增量影响，仅考虑国六尾气处理路线升级的影响，以2018年汽车产量为基数，蜂窝陶瓷新车市场年求量约为1.8亿升，较国五期间提升82%。市场空间为104亿，为国五阶段的3.6倍。
后市场蜂窝陶瓷更换需求空间测算：
为保证催化器的催化效率及发动机动力性能，汽车尾气处理催化器需定期进行清洗。柴油车由于颗粒物排放量较高，DPF容易积尘，在定期清洗基础上，基本每4年需更换一次。目前DPF更换后市场主要集中在北美地区，美国自2010年起执行EPA2010法规，已经形成了稳定的DPF更换市场。北美市场2018年重柴产量为65万辆，以此作为近几年重柴DPF更换基数，我们测算北美更换市场DPF蜂窝陶瓷需求量为1268万升，对应市场空间为11.4亿元。另外，欧洲更换市场需求已经开始逐渐启动，同时随着中国和印度排放标准升级，更换市场也将随之有序打开。
3.国内蜂窝陶瓷进口替代逐渐加速
NGK是目前全球最大的电力绝缘陶瓷和工业陶瓷产品供应商。目前蜂窝陶瓷业务规模已跃居全球首位，为丰田、日产等主要的整车厂配套。NGK公司于2001年12月设立NGK苏州，并于2005年开始批量生产蜂窝陶瓷产品。2019财年（2018Q2-2019Q1），NGK陶瓷产品业务实现营收22.68亿美元，同比+4.4%，其中蜂窝陶瓷载体营收为17.62亿美元。2019年，NGKGPF产品首次实现销售，实现收入0.86(参数|图片)亿美元。
3.3.国产材料替代空间广阔，柴油车用载体+汽油车GPF机会较大
国内汽油车领域，蜂窝陶瓷市场仍以国外企业为主，国外厂商市占率约70%，国产蜂窝陶瓷仅在自主品牌车企中有所应用。蜂窝陶瓷生产企业主要通过威孚环保、中自环保等催化器厂商导入下游国产车企，同时积极切入巴斯夫、庄信万丰、优美科等巨头催化器厂商供应链。目前国内乘用车自主品牌销量占比维持在40%左右，仍然保持一定韧性，预计随着国六标准对GPF的需求激增，国内材料企业在汽油车用蜂窝陶瓷领域也将迎来重磅机遇。