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1. 蜂窩陶瓷是汽車尾氣後處理系統常用載體
1.1.蜂窩陶瓷是汽車尾氣處理催化器重要載體
1.1.1.汽車尾氣後處理系統結構構成
汽車尾氣中主要的有害物質包括一氧化碳（CO） 、碳氫化合物（HC） 、氮 氧化物（NOx） 、固體懸浮顆粒、鉛等。通常減少汽車尾氣有害物質排放的途 徑包括：開發清潔能源；提高機內淨化效率，通過改善發動機性能提高燃油 燃燒效率；提高機外淨化效率，改進尾氣後處理系統。
從尾氣催化處理原理來看，包括氧化催化和還原催化兩類。氧化催化是 指在富氧條件下，使沒有充分燃燒的 CO、HC、SOF（可溶性有機成分）轉化 為CO2和H2O，還原催化是指將尾氣中的NOx還原成N2。基於反應原理的不同， 衍生出不同的催化技術，包括 TWC（三效催化器）、DOC（催化氧化轉化）、SCR （選擇性催化還原）、DPF（柴油顆粒捕集）、GPF（汽油顆粒捕集）、POC（顆 粒氧化催化）、ASC（氨逃逸催化）、EGR（廢氣再循環）等處理裝置。
國六標準下，汽油車一般在排氣管處加裝 TWC 同時處理 CO、HC、NOx， 同時加裝單獨的 GPF 控制顆粒物排放。柴油車由於需要高溫高壓富氧條件燃 燒，主要汙染物以 NOx、顆粒物居多，通常採用 EGR+DOC+SCR+DPF+ASC 串聯 或 DOC+高效 SCR+DPF+ASC 串聯路線。
催化器結構構成：蜂窩陶瓷具有孔密度大、比表面積大；熱膨脹係數低、 熱穩定性好；機械性能優異；抗腐蝕性好等優勢，是最為常見的尾氣處理催 化器用催化劑載體，載體佔催化器總成本的比例約為 10%。在載體表面塗覆 多孔性物質塗層、助劑以及貴金屬活性組分，塗覆完成的催化劑由封裝廠進 行封裝，供主機廠、整車廠使用。其中，多孔性物質塗層可進一步提高活性 組分負載比表面積，常見的塗層材料包括活性氧化鋁、分子篩等。助劑有助 於促進貴金屬的分散，提高活性成分催化活性，增強催化劑抗毒能力，稀土 金屬氧化物是最常見的一類催化劑助劑，氧化鈰或鈰鋯固溶體在催化劑中應 用廣泛。
具體來看，TWC 催化劑：採用鉑銠鈀三種活性組分同時處理 HC、CO、NOx， 以氧化鋁作為分散載體，以鈰鋯固溶體作為助劑提高活性組分活性、增強抗 毒能力。DOC 催化劑：用於柴油車氧化催化，活性組分僅需鉑、鈀單獨或配合使用。SCR 催化劑：用於柴油車 NOx 還原處理，目前應用較多的催化劑包 括包括 V2O5-WO3/TiO2催化劑，以及負載 Cu 或 Fe 的分子篩催化劑。ASC 催化 劑：用於氧化 SCR 處理過程中逸出的 NH3，典型的 ASC 催化劑包括頂部催化 劑層（包含常規 SCR 催化劑）和底部催化劑層（氨氧化催化劑，例如鉑/鈀氧化鋁）。GPF、DPF 催化劑：用於汽油車、柴油車懸浮顆粒物捕集，一般選 用壁流式蜂窩陶瓷作為載體，尾氣通過蜂窩陶瓷壁毛細孔道實現顆粒物過濾。 多數 GPF、DPF 仍需要塗覆鉑/鈀-氧化鋁塗層，以實現碳煙顆粒氧化，延長 清洗再升周期。
1.1.2.蜂窩陶瓷企業是主機廠/整車廠二級供應商
我國催化材料發展歷程較短，部分產品性能較國外廠商仍有較大差距。 全球蜂窩陶瓷90%市場份額仍為康寧和NGK佔據；比利時Solvay、日本DKKK、 加拿大 AMR 等佔據了鈰鋯固溶體 70%以上市場份額；我國氧化鋁企業雖然眾 多，但能夠供應蜂窩陶瓷用高純超細氧化鋁的僅國瓷等少數企業；分子篩是 國產化相對較快的催化材料，目前萬潤股份已成為全球車用沸石分子篩龍頭 企業。
催化材料的下遊直接使用方為催化劑塗覆廠商，目前汽車尾氣催化器領 域形成了較為成熟的寡頭壟斷格局，巴斯夫（BASF）、莊信萬豐（Johnson Matthey）、優美科（Umicore）佔據了全球超過 70%的市場份額。國內廠商有 威孚環保、中自環保、重汽橡塑等廠家。塗覆、封裝完成的催化器終端客戶 為主機廠商或整車廠商（部分 DPF、GPF 無需塗覆，直接送至封裝廠商進行 封裝），在產業供應鏈中，針對核心的蜂窩陶瓷等催化材料，主機廠商或整 車廠商一般會指定到專門的材料供應商。
1.2.蜂窩陶瓷生產材料、工藝壁壘較高
1.2.1.蜂窩陶瓷製備工藝以擠壓成型為主
催化劑載體的主要作用是提供有效的比表面積和孔徑結構，使催化劑獲 得較好的機械強度和熱穩定性。要求載體應具備機械性能好，熱膨脹係數低， 比表面積大，與傕化劑不反應的特點。尾氣處理催化劑載體包括球狀氧化鋁、 金屬合金、蜂窩陶瓷載體等類別，目前球狀氧化鋁已趨於淘汰。蜂窩陶瓷性 能、成本優勢均相對明顯，是目前應用最為廣泛的車用尾氣處理催化劑載體。
製備蜂窩陶瓷的材質有堇青石、鈦酸鋁、鋰輝石、鋯英石、碳化矽、氮 化矽、莫來石等。其中堇青石（2MgO·2Al2O3·5SiO2）質蜂窩陶瓷具備與各 種催化劑活性組分匹配性較好、孔壁薄、比 表面積大、熱膨脹係數小等特點， 應用最為廣泛。工業上一般選擇高品質的高嶺土（主要成分：SiO2、Al2O3）、 滑石（主要成分：SiO2、MgO）、 氧化鋁等合成堇青石蜂窩陶瓷。
蜂窩陶瓷製備工藝主要以擠壓成型為主，將原料高嶺土、滑石、氧化鋁、 有機助劑等按照嚴格配比進行配料——混合練泥——陳腐——通過特製模 具連續擠出成型——乾燥切割——燒制——磨邊打孔。
蜂窩陶瓷製備核心技術主要體現在控制熱膨脹係數、壁厚、孔密度。對 原料的純度和配比、成型模具和擠出工藝、燒結工藝均有非常高的要求。
1.2.2.蜂窩陶瓷載體可分為直通式和壁流式
根據尾氣後處理過濾原理，蜂窩陶瓷載體主要分為直通式載體和壁流式 載體，壁流式載體在直通式基礎上交替堵孔，強制尾氣通過蜂窩陶瓷壁進一 步實現顆粒物攔截功能。TWC、DOC、SCR、ASC 採用直通式載體，GPF、DPF 顆粒捕集器採用壁流式載體。壁流式較直通式需增加打孔、堵孔、回燒工序； 壁厚相對較厚，但對孔徑、孔分布一致性要求更高；模具製造難度更高，毛 利率較直通式更高。
根據應用車型，蜂窩陶瓷可分為柴油車用載體（DOC、SCR、ASC、DPF） 和汽油車用載體（TWC、GPF）。柴油車較汽油車用載體規格尺寸更大，大尺 寸模具製造難度大加工時間長，載體成型和燒結工藝均勻性較難保證、控制 難度高。因而同等孔密度和壁厚條件下，DPF 毛利率一般高於 GPF；同等規 格的 DOC、SCR、ASC 載體毛利率較為接近；一般高於尺寸較小的 TWC 載體。
2.國六標準實施推動國內蜂窩陶瓷需求大幅增長
2.1.蜂窩陶瓷國六產品預計將於 2020 年放量發貨
國內輕型汽車國六標準第一階段 2020 年 7 月起全面實施，第二階段標準 2023 年 7 月全面實施。重型柴油車國六標準第一階段燃氣車輛在 2019 年 7 月實施，城市車輛將於 2020 年實施。
從國六標準排放限值來看，輕型柴油車要求達到同汽油車相同的標準， 尤其氮氧化物排放量 6a 階段要求減少到國五階段 1/3,6b 階段更是接近 6a 階段的一半。重型柴油車氮氧化物和顆粒物排放量要求在國五基礎上分別減 少 77%和 67%。汽油車 6a 階段 CO 排放量要求減少 30%。國六標準可謂史上最 嚴排放標準，對於催化器性能提出了更嚴苛的要求。
國六標準蜂窩陶瓷載體新產品需要與催化劑、發動機、整車廠商進行大 量匹配性測試，通過國家檢測中心測試通過，並取得公告認證，發動機或整 車方可進入市場銷售。2020 年 7 月起，全部輕型汽油車以及柴油車城市車輛 國六標準開始全面執行，我們認為 2019 年對蜂窩陶瓷企業而言，是集中與 發動機、整車廠商匹配測試獲得公告認證的一年，預計 2020 年將進入蜂窩 陶瓷放量發貨的新階段。
國五期間，汽油車常用尾氣處理路線為 TWC 三效催化器，柴油車一般採 用 DOC+SCR 或 DOC+DPF。為應對國六更為嚴苛的標準，汽油車需要使用更為 高效的 TWC，並同時加裝單獨的 GPF。柴油車對氮氧化物的控制更為嚴苛， 通常需採用 EGR+DOC+SCR+DPF+ASC 或 DOC+高效 SCR+DPF+ASC 路線。
國六標準實施後，相比國五階段，GPF 需求將實現從無到有，SCR、DPF、 ASC 加裝率將大幅提升。同時由於國六產品對孔密度、壁厚、熱穩定性等性 能要求更高，預計單價將有所提升。
2.2.國六標準實施後國內蜂窩陶瓷市場空間將超過百億
2.2.1.測算邏輯
蜂窩陶瓷的結構和體積與汽車發動機排量、轉速、催化器安裝位置等因 素密切相關，尤其與排量呈正相關關係。
汽油車：在行業實踐中，乘用車基本以汽油車為主，汽油車排量主要集 中在 1.0-2.0L，我們取 1.5L 為汽油車平均排量。根據調研數據，汽油車 TWC 蜂窩陶瓷體積與排量比值約為 1.2 倍，國六標準下要求汽油車全部加裝 GPF， 體積排量比約為 1.3 倍。測算得到國六階段 TWC 單車使用體積為 1.8 升。GPF 單車體積為 1.95 升，較國五階段完全是新增需求。
柴油車：柴油車普遍排量較大，商用卡車、客車主要以柴油車為主。根 據調研信息，輕型柴油車（輕微型貨車、客車）平均排量約在 3L 左右，重 型柴油車（重中型貨車、大中型客車）平均排量約為 13L。國六標準下 DOC、 DPF、SCR（含 ASC）系統體積-排量比分別約為 0.7/1.5/2。測算得到輕型柴 油車 DOC、DPF、SCR（含 ASC）單車使用體積分別為 2.1/4.5/6L，重型柴油 車 DOC、DPF、SCR（含 ASC）單車使用體積分別為 9.1/19.5/26L。
2.2.2.蜂窩陶瓷市場空間測算
目前全球蜂窩陶瓷 90%市場份額仍為美國康寧和日本 NGK 佔據，中國蜂 窩陶瓷企業起步較晚，部分性能指標及生產穩定性較國外企業仍存在一定差 距。近年來國內企業發展迅速，國內蜂窩陶瓷市場國產化率有望快速提升， 但短時間內仍較難進入外資車企供應鏈。另外在歐美等發達國家，DPF 更換 市場對 DPF 性價比更為看重，業已成為國內蜂窩陶瓷企業重要銷售市場。故 本文僅考慮國內新車市場及歐美 DPF 更換市場，測算蜂窩陶瓷市場空間。
新車市場蜂窩陶瓷需求空間測算-汽車產量測算：
2018 年我國汽油車產量為 2326.18 萬輛，其中乘用車 2218.35 萬輛，商 用車 107.83 萬輛。柴油車產量 300.39 萬輛，商用柴油車中，中、重型貨車 及大中型客車佔比為 43.4%，由此估算，2018 年國內重型柴油車產量約為 128 萬輛，輕型柴油車產量約為 172 萬輛。
近兩年車企產銷整體承壓，汽油車、柴油車產量均不同程度下滑。但我 們預計促進汽車消費政策的出臺以及國五切換國六的影響減弱後，汽車產銷 預計將企穩回升。謹慎起見，我們保守假設 2019-2021 年汽車產量零增長， 以 2018 年產量數據進行未來三年需求測算。
新車市場蜂窩陶瓷需求空間測算-蜂窩陶瓷需求量及市場空間測算：
汽油車：以 2018 年汽油車產量為基數，假設國五階段僅安裝 TWC，國六 階段需全部加裝 GPF，測算得出汽油車國六階段蜂窩陶瓷需求量為 8723 萬 升，較國五提升 108.3%。根據調研信息，國五 TWC 載體銷售均價約 20 元/ 升。考慮到國六產品較國五性能要求更為嚴格，單價有所提升。我們假設國 五、國六階段 TWC 均價分別為 20、30 元/升，國六 GPF 均價分別為 85 元/升， 測算得出汽油車國六階段蜂窩陶瓷市場空間為 51 億元，為國五期間的 6.4 倍。
柴油車：假設國五階段輕型柴油車採用 DOC+DPF 路線（DOC、DPF 裝配率 100%） ，重型柴油車採用 DOC+SCR 路線（DOC、SCR 裝配率 100%）。假設國六 階段柴油車全部採用 DOC+DPF+SCR 路線，DOC、DPF、SCR 裝配率均為 100%。 以 2018 年輕型、重型柴油車產量為基數，測算得出柴油車國六階段蜂窩陶 瓷需求量為 9156 萬升，較國五階段提升 62.7%。假設國五、國六階段 SCR （DOC 價格基本相同）均價分別為 30、40 元/升，DPF 均價分別為 80、90 元 /升，測算得出柴油車國六階段蜂窩陶瓷市場空間為 53 億元，為國五期間的 2.6 倍。
綜上，不考慮汽車產量增長帶來的增量影響，僅考慮國六尾氣處理路線 升級的影響，以 2018 年汽車產量為基數，蜂窩陶瓷新車市場年求量約為 1.8 億升，較國五期間提升 82%。市場空間為 104 億，為國五階段的 3.6 倍。
後市場蜂窩陶瓷更換需求空間測算：
為保證催化器的催化效率及發動機動力性能，汽車尾氣處理催化器需定 期進行清洗。柴油車由於顆粒物排放量較高，DPF 容易積塵，在定期清洗基 礎上，基本每 4 年需更換一次。目前 DPF 更換後市場主要集中在北美地區， 美國自 2010 年起執行 EPA2010 法規，已經形成了穩定的 DPF 更換市場。北 美市場 2018 年重柴產量為 65 萬輛，以此作為近幾年重柴 DPF 更換基數，我 們測算北美更換市場DPF蜂窩陶瓷需求量為1268萬升，對應市場空間為11.4 億元。另外，歐洲更換市場需求已經開始逐漸啟動，同時隨著中國和印度排 放標準升級，更換市場也將隨之有序打開。
3.國內蜂窩陶瓷進口替代逐漸加速
3.1.蜂窩陶瓷產業為康寧、NGK 壟斷，進口替代空間廣闊
1972 年美國尾氣淨化條例開始實施，美國康寧公司率先通過擠壓成型技 術製備出高性能堇青石蜂窩陶瓷，NGK 在取得康寧的授權之後也開始生產蜂 窩陶瓷。目前康寧和 NGK 佔到全球蜂窩陶瓷近 90%市場份額，形成了寡頭壟 斷格局，壁厚可做到 2mil,目前量產產品壁厚為 2.5mil,孔數可做到 900 孔/ 平方英寸以上，先發優勢明顯。
國內蜂窩陶瓷行業起步較晚，落後國外近 30 年時間。國產廠商一方面在 優質原料、專利等方面受到制約，車用蜂窩陶瓷原抖主要為高嶺土，長期由 外資壟斷優質原料；另一方面因起步較晩，工藝差距明顯，高密度精密模具 開發仍為掣肘。目前國內量產產品主要為 3mil 以上產品，在部分核心性能 指標上與國外產品仍存在一定差距。但達到同等標準的產品，國產蜂窩陶瓷 的價格接近國外產品價格的一半，性價比突出，價格優勢預計將助力蜂窩陶 瓷國產化率逐步提升。
據 Marklines 數據，2018 年全球蜂窩陶瓷載體市場規模約 234 億元， 根據各公司2018年年報數據，我們測算目前NGK及康寧合計市佔率約為86%。 另外 Denso、Ibiden 公司銷售規模也相對較大。國內較大的蜂窩陶瓷企業包 括奧福環保、國瓷材料、宜興非金屬，市場規模仍然較小。
3.2.龍頭康寧、NGK 業績穩步回升，蜂窩陶瓷行業迎來快速發展
康寧、NGK 等龍頭企業先發優勢明顯，享受了汽車產業高速發展的先發 紅利，17 年以來歐洲、亞洲尤其是中國的市場需求增長業已給龍頭企業帶來 明顯的利潤增厚，18 年康寧、NGK 業績均有大幅增長。我們認為國六推進初 期大部分增量市場份額仍將為龍頭企業佔據，但隨著國內企業與龍頭企業技 術差異不斷縮小，以及滲透率的快速提升，預計國內企業在中低端產品領域 仍有較大發展空間。
康寧公司於 2001 年開始在上海建廠，2018 年在合肥投資設立新工廠用 於生產國六 GPF 產品。公司下設顯示技術、光通信、環境技術、特種材料和 生命科學五個業務板塊。2018 年，環境技術板塊實現收入 12.89 億美元，同 比+16.55%；淨利率 16.14%，同比+1.22pct。17/18 年康寧蜂窩陶瓷業務均 保持穩健增長，主要得益於歐洲、亞洲尤其是中國的市場需求增長，以及 GPF 的穩步放量，汽油車產品收入 18 年同比+14.7%；北美、亞洲重柴產品需求 增長較快，柴油車蜂窩陶瓷收入同比+19.0%。
NGK 是目前全球最大的電力絕緣陶瓷和工業陶瓷產品供應商。目前蜂窩 陶瓷業務規模已躍居全球首位，為豐田、日產等主要的整車廠配套。NGK 公 司於 2001年12月設立NGK蘇州，並於2005 年開始批量生產蜂窩陶瓷產品。 2019 財年（2018Q2-2019Q1）， NGK 陶瓷產品業務實現營收 22.68 億美元， 同比+4.4%，其中蜂窩陶瓷載體營收為 17.62 億美元。2019 年，NGK GPF 產 品首次實現銷售，實現收入 0.86 億美元。
3.3.國產材料替代空間廣闊，柴油車用載體+汽油車 GPF 機會較大
基於歷史原因，我國柴油機國產化程度較高，濰柴、玉柴、江鈴、雲內 動力、錫柴等自主品牌佔據了大部分市場，也為汽車催化材料國產化提供了 良好環境。柴油車用 SCR、DOC、DPF 蜂窩陶瓷體積較大，壁厚相對較厚，對 薄壁化要求相對較低，但對擠出成型和燒結工藝均勻性要求較高，國內蜂窩 陶瓷企業在柴油車蜂窩陶瓷領域與國外企業技術差異較小。主要的蜂窩陶瓷 企業一般已與下遊一家或多家主機廠商形成長期穩定合作，在柴油車蜂窩陶 瓷領域滲透率相對較高。預計隨著國六標準推行，國產材料廠商有望憑藉成 本優勢和客戶優勢在柴油車用蜂窩陶瓷領域獲得快速增長。
國內汽油車領域，蜂窩陶瓷市場仍以國外企業為主，國外廠商市佔率約 70%，國產蜂窩陶瓷僅在自主品牌車企中有所應用。蜂窩陶瓷生產企業主要 通過威孚環保、中自環保等催化器廠商導入下遊國產車企，同時積極切入巴 斯夫、莊信萬豐、優美科等巨頭催化器廠商供應鏈。目前國內乘用車自主品 牌銷量佔比維持在 40%左右，仍然保持一定韌性，預計隨著國六標準對 GPF 的需求激增，國內材料企業在汽油車用蜂窩陶瓷領域也將迎來重磅機遇。
4.重點公司介紹
4.1.國瓷材料
4.2.奧福環保
4.3.宜興非金屬
……
5.配置建議
建議關注奧福環保（688021.SH）：現有蜂窩陶瓷載體產能逾 700 萬升/ 年，公司憑藉在大尺寸SCR載體領域的技術優勢以及與中國重汽的深度合作，SCR 商用貨車市場份額 9.7%，重型貨車市場份額 16.6%。2019 年受益北美市 場 DPF 更換需求的快速增長，DPF 外銷量大幅增長，上半年 DPF 實現收入 2568.43 萬元，已超過去年全年。IPO 募投項目 400 萬升 DPF、200 萬升 DOC、 160 萬升 TWC、200 萬升 GPF、SCR 產線技改等項目預計 2020 年起逐步投產， 全部投產後產能預計將翻倍，DPF、SCR 產能不足的問題將持續克服。同時重 慶基地項目開拓汽油車產品市場，有助於拓展產品多樣性，輻射西南地區玉 柴、雲內動力、昆貴研、中自環保等客戶。預計隨著國六標準全面鋪開以及 募投項目逐步投產，2020 年下半年起業績將加速增長。
謹慎看好國瓷材料（300285.SZ）：公司形成了蜂窩陶瓷（王子制陶、東 營基地）、沸石分子篩（江蘇天諾）、鈰鋯固溶體（國瓷博晶）、高純氧化鋁 （鋁材事業部）的全方位催化材料布局，協同優勢明顯。現有蜂窩陶瓷產能 1200 萬升/年（王子制陶 700 萬升/年，東營基地 500 萬升/年），並有 4000 萬升項目儲備。DPF 作為國瓷的優勢產品，性能指標基本可與康寧、NGK 媲美，性價比優勢突出。 19 年 7 月份起，技術優勢明顯的 GPF 已開始放量發貨， 預計 2020 年隨著國六標準的全面鋪開，公司蜂窩陶瓷業務將加速增長。
（報告來源：東方財富）
（如需報告原文請登錄未來智庫）