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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。
具体来看，TWC催化剂：采用铂铑钯三种活性组分同时处理HC、CO、NOx，以氧化铝作为分散载体，以铈锆固溶体作为助剂提高活性组分活性、增强抗毒能力。DOC催化剂：用于柴油车氧化催化，活性组分仅需铂、钯单独或配合使用。SCR催化剂：用于柴油车NOx还原处理，目前应用较多的催化剂包括包括V2O5-WO3/TiO2催化剂，以及负载Cu或Fe的分子筛催化剂。ASC催化剂：用于氧化SCR处理过程中逸出的NH3，典型的ASC催化剂包括顶部催化剂层（包含常规SCR催化剂）和底部催化剂层（氨氧化催化剂，例如铂/钯氧化铝）。GPF、DPF催化剂：用于汽油车、柴油车悬浮颗粒物捕集，一般选用壁流式蜂窝陶瓷作为载体，尾气通过蜂窝陶瓷壁毛细孔道实现颗粒物过滤。多数GPF、DPF仍需要涂覆铂/钯-氧化铝涂层，以实现碳烟颗粒氧化，延长清洗再升周期。
1.1.2.蜂窝陶瓷企业是主机厂/整车厂二级供应商
我国催化材料发展历程较短，部分产品性能较国外厂商仍有较大差距。全球蜂窝陶瓷90%市场份额仍为康宁和NGK占据；比利时Solvay、日本DKKK、加拿大AMR等占据了铈锆固溶体70%以上市场份额；我国氧化铝企业虽然众多，但能够供应蜂窝陶瓷用高纯超细氧化铝的仅国瓷等少数企业；分子筛是国产化相对较快的催化材料，目前万润股份已成为全球车用沸石分子筛龙头企业。
催化材料的下游直接使用方为催化剂涂覆厂商，目前汽车尾气催化器领域形成了较为成熟的寡头垄断格局，巴斯夫（BASF）、庄信万丰（JohnsonMatthey）、优美科（Umicore）占据了全球超过70%的市场份额。国内厂商有威孚环保、中自环保、重汽橡塑等厂家。涂覆、封装完成的催化器终端客户为主机厂商或整车厂商（部分DPF、GPF无需涂覆，直接送至封装厂商进行封装），在产业供应链中，针对核心的蜂窝陶瓷等催化材料，主机厂商或整车厂商一般会指定到专门的材料供应商。
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
催化剂载体的主要作用是提供有效的比表面积和孔径结构，使催化剂获得较好的机械强度和热稳定性。要求载体应具备机械性能好，热膨胀系数低，比表面积大，与傕化剂不反应的特点。尾气处理催化剂载体包括球状氧化铝、金属合金、蜂窝陶瓷载体等类别，目前球状氧化铝已趋于淘汰。蜂窝陶瓷性能、成本优势均相对明显，是目前应用最为广泛的车用尾气处理催化剂载体。
制备蜂窝陶瓷的材质有堇青石、钛酸铝、锂辉石、锆英石、碳化硅、氮化硅、莫来石等。其中堇青石（2MgO·2Al2O3·5SiO2）质蜂窝陶瓷具备与各种催化剂活性组分匹配性较好、孔壁薄、比表面积大、热膨胀系数小等特点，应用最为广泛。工业上一般选择高品质的高岭土（主要成分：SiO2、Al2O3）、滑石（主要成分：SiO2、MgO）、氧化铝等合成堇青石蜂窝陶瓷。
蜂窝陶瓷制备工艺主要以挤压成型为主，将原料高岭土、滑石、氧化铝、有机助剂等按照严格配比进行配料——混合练泥——陈腐——通过特制模具连续挤出成型——干燥切割——烧制——磨边打孔。
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。
根据应用车型，蜂窝陶瓷可分为柴油车用载体（DOC、SCR、ASC、DPF）和汽油车用载体（TWC、GPF）。柴油车较汽油车用载体规格尺寸更大，大尺寸模具制造难度大加工时间长，载体成型和烧结工艺均匀性较难保证、控制难度高。因而同等孔密度和壁厚条件下，DPF毛利率一般高于GPF；同等规格的DOC、SCR、ASC载体毛利率较为接近；一般高于尺寸较小的TWC载体。
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年放量发货
国内轻型汽车国六标准第一阶段年7月起全面实施，第二阶段标准年7月全面实施。重型柴油车国六标准第一阶段燃气车辆在年7月实施，城市车辆将于年实施。
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。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
蜂窝陶瓷的结构和体积与汽车发动机排量、转速、催化器安装位置等因素密切相关，尤其与排量呈正相关关系。
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
目前全球蜂窝陶瓷90%市场份额仍为美国康宁和日本NGK占据，中国蜂窝陶瓷企业起步较晚，部分性能指标及生产稳定性较国外企业仍存在一定差距。近年来国内企业发展迅速，国内蜂窝陶瓷市场国产化率有望快速提升，但短时间内仍较难进入外资车企供应链。另外在欧美等发达国家，DPF更换市场对DPF性价比更为看重，业已成为国内蜂窝陶瓷企业重要销售市场。故本文仅考虑国内新车市场及欧美DPF更换市场，测算蜂窝陶瓷市场空间。
新车市场蜂窝陶瓷需求空间测算-汽车产量测算：
年我国汽油车产量为.18万辆，其中乘用车.35万辆，商用车.83万辆。柴油车产量.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，年国内重型柴油车产量约为万辆，轻型柴油车产量约为万辆。
近两年车企产销整体承压，汽油车、柴油车产量均不同程度下滑。但我们预计促进汽车消费政策的出台以及国五切换国六的影响减弱后，汽车产销预计将企稳回升。谨慎起见，我们保守假设-年汽车产量零增长，以年产量数据进行未来三年需求测算。
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：
汽油车：以年汽油车产量为基数，假设国五阶段仅安装TWC，国六阶段需全部加装GPF，测算得出汽油车国六阶段蜂窝陶瓷需求量为万升，较国五提升.3%。根据调研信息，国五TWC载体销售均价约20元/升。考虑到国六产品较国五性能要求更为严格，单价有所提升。我们假设国五、国六阶段TWC均价分别为20、30元/升，国六GPF均价分别为85元/升，测算得出汽油车国六阶段蜂窝陶瓷市场空间为51亿元，为国五期间的6.4倍。
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%），重型柴油车采用DOC+SCR路线（DOC、SCR装配率%）。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%。以年轻型、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，美国自年起执行EPA法规，已经形成了稳定的DPF更换市场。北美市场年重柴产量为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
3.1.蜂窝陶瓷产业为康宁、NGK垄断，进口替代空间广阔
年美国尾气净化条例开始实施，美国康宁公司率先通过挤压成型技术制备出高性能堇青石蜂窝陶瓷，NGK在取得康宁的授权之后也开始生产蜂窝陶瓷。目前康宁和NGK占到全球蜂窝陶瓷近90%市场份额，形成了寡头垄断格局，壁厚可做到2mil,目前量产产品壁厚为2.5mil,孔数可做到孔/平方英寸以上，先发优势明显。
国内蜂窝陶瓷行业起步较晚，落后国外近30年时间。国产厂商一方面在优质原料、专利等方面受到制约，车用蜂窝陶瓷原抖主要为高岭土，长期由外资垄断优质原料；另一方面因起步较晩，工艺差距明显，高密度精密模具开发仍为掣肘。目前国内量产产品主要为3mil以上产品，在部分核心性能指标上与国外产品仍存在一定差距。但达到同等标准的产品，国产蜂窝陶瓷的价格接近国外产品价格的一半，性价比突出，价格优势预计将助力蜂窝陶瓷国产化率逐步提升。
据Marklines数据，年全球蜂窝陶瓷载体市场规模约亿元，根据各公司年年报数据，我们测算目前NGK及康宁合计市占率约为86%。另外Denso、Ibiden公司销售规模也相对较大。国内较大的蜂窝陶瓷企业包括奥福环保、国瓷材料、宜兴非金属，市场规模仍然较小。
3.2.龙头康宁、NGK业绩稳步回升，蜂窝陶瓷行业迎来快速发展
康宁、NGK等龙头企业先发优势明显，享受了汽车产业高速发展的先发红利，17年以来欧洲、亚洲尤其是中国的市场需求增长业已给龙头企业带来明显的利润增厚，18年康宁、NGK业绩均有大幅增长。我们认为国六推进初期大部分增量市场份额仍将为龙头企业占据，但随着国内企业与龙头企业技术差异不断缩小，以及渗透率的快速提升，预计国内企业在中低端产品领域仍有较大发展空间。
康宁公司于年开始在上海建厂，年在合肥投资设立新工厂用于生产国六GPF产品。公司下设显示技术、光通信、环境技术、特种材料和生命科学五个业务板块。年，环境技术板块实现收入12.89亿美元，同比+16.55%；净利率16.14%，同比+1.22pct。17/18年康宁蜂窝陶瓷业务均保持稳健增长，主要得益于欧洲、亚洲尤其是中国的市场需求增长，以及GPF的稳步放量，汽油车产品收入18年同比+14.7%；北美、亚洲重柴产品需求增长较快，柴油车蜂窝陶瓷收入同比+19.0%。
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公司于年12月设立NGK苏州，并于年开始批量生产蜂窝陶瓷产品。财年（Q2-Q1），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。年，NGKGPF产品首次实现销售，实现收入0.86亿美元。
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
基于历史原因，我国柴油机国产化程度较高，潍柴、玉柴、江铃、云内动力、锡柴等自主品牌占据了大部分市场，也为汽车催化材料国产化提供了良好环境。柴油车用SCR、DOC、DPF蜂窝陶瓷体积较大，壁厚相对较厚，对薄壁化要求相对较低，但对挤出成型和烧结工艺均匀性要求较高，国内蜂窝陶瓷企业在柴油车蜂窝陶瓷领域与国外企业技术差异较小。主要的蜂窝陶瓷企业一般已与下游一家或多家主机厂商形成长期稳定合作，在柴油车蜂窝陶瓷领域渗透率相对较高。预计随着国六标准推行，国产材料厂商有望凭借成本优势和客户优势在柴油车用蜂窝陶瓷领域获得快速增长。
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。
4.重点公司介绍
4.1.国瓷材料
4.2.奥福环保
4.3.宜兴非金属
……
5.配置建议
建议
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