一、行业概况
1、行业介绍
碳纤维是一种含碳量90%以上的纤维状碳材料，它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。具有高比强度、高比模量、抗蠕变、导电、导热等特性，强度比钢大、密度比铝小、比不锈钢耐腐蚀、比耐热钢耐高温、又能像铜一样导电，集优异的电学、热学和力学性能于一身。
2、行业分类
碳纤维可以按照原丝类型、制造方法、性能等不同维度进行分类，具体分类方式大致有以下几种：
按照原丝类型分类：聚丙烯腈（PAN）基；沥青基（各向同性、中间相）；粘胶基（纤维素基、人造丝基）。
按照制造条件和方法分类：碳纤维（-℃）；石墨纤维（-℃）；活性碳纤维；气相生长碳纤维。
按力学性能分类：高强型（GQ）、高强中模型（QZ）、高模型（GM）、高强高模型（QM）。碳纤维在应用时多是作为增强材料而利用其优良的力学性能，因此使用中更多的是按其力学性能分类。
按丝束大小分类：碳纤维可划分为小丝束和大丝束，小丝束碳纤维初期以1K、3K、6K为主，逐渐发展为12K和24K，主要应用于国防军工等高科技领域，以及体育休闲用品，如飞机、导弹、火箭、卫星和渔具、高尔夫球杆、网球拍等。
通常将48K以上碳纤维称为大丝束碳纤维，包括48K、60K、80K等，主要应用于工业领域，包括：纺织、医药卫生、机电、土木建筑、交通运输和能源等。
3、上下游情况
碳纤维产业链上依次有原材料、中间材料、复合材料以及终端成品四大部分，每一级深加工都会产生高附加值。碳纤维生产的原材料包括原丝聚合、纺丝、炭化。中间材料即把碳纤维编织成布或者针刺成毡，做成预浸料，将碳纤维布和树脂预先结合在一起。最终的制品即复合材料就是利用碳纤维布或者预浸料通过成型工艺进行成型。
碳纤维下游应用技术的开发难度较高，各工艺参数必须系统配合，复合材料设计与成型需要衔接，下游领域的应用开发需要较长的研发过程。加之研发投入高、生产成本高，导致碳纤维应用范围长期局限在一些高端领域。
近年来，随着碳纤维应用成本的下降，碳纤维下游应用领域逐步由航空航天、体育休闲等扩展到一般工业领域，风力发电、压力容器、交通运输、输电电缆等领域的应用不断拓展。
碳纤维全产业链
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4、行业概况
（1）国际
世界碳纤维的生产主要集中少数发达国家，日本是全球最大的碳纤维生产国，日本的三家企业：日本东丽、日本东邦和日本三菱丽阳目前拥有全球丙烯腈基碳纤维50%以上的市场份额。目前，世界碳纤维技术主要掌握在日本公司手中，其生产的碳纤维无论质量还是数量上均处于世界领先地位，日本东丽更是世界上高性能碳纤维研究与生产的“领头羊”。
美国是继日本之后掌握碳纤维生产技术的少数几个发达国家之一，同时又是世界上最大的丙烯腈基碳纤维消费国，约占世界总消费量的1/3.
从全球碳纤维产能分布来看，年全球碳纤维理论产能约达到15.1万吨，美国、日本和中国大陆理论产能分列前三位，总体来看，产能分布格局保持稳定态势。从产量分布情况来看，碳纤维的生产主要集中在日本、美国、德国等少数发达国家和我国的台湾省。
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年全球碳纤维需求总量8.42万吨，预计年全球总需求将达到11.21万吨，复合增长率达到10%。其中需求量最大的三个行业分别是风电叶片1.98万吨（23.52%）、航空航天1.92万吨（22.80%）、休闲体育1.32万吨（15.68%），除此之外，汽车、混配模成型、压力容器等行业需求较大。根据碳纤维应用端其价值分布情况来看，年全球碳纤维总价值23.44亿美元，其中航空航天（含国防）的价值为11.52亿美元，占比达49.14%，体现了航空航天领域碳纤维应用的高附加值属性，其次在风电叶片、汽车等领域具备较大的发展潜力。
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碳纤维按拉伸模量可以分为标准模量（-GPA）、中等模（-GPA）、高等模量（超过GPA），其中年标模大丝束、标模小丝束需求分别为3.49万吨（41.45%）、3.28万吨（38.95%），中模量需求达1.54万吨（18.29%）、高模量需求为吨，约占1.31%。
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（2）国内
一年期间，我国碳纤维产能始终保持稳定增长。从供给能力来看，目前国内大小碳纤维生产企业达40多家，至年期间，我国碳纤维产能从0.64万吨增至2.6万吨，增长4倍多，年复合增长率超过16%。年我国碳纤维需求量实现高速增长，达到2.35万吨。我国的碳纤维市场需求仍主要来源于相对低端的体育休闲领域，年其消费量占到碳纤维总需求量的51.1％左右。
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年我国碳纤维市场需求按行业划分来看，体育器材需求量1.20万吨（含中国台湾，总计占比51.10%）占据半壁江山，风电叶片需求吨（13.03%），建筑补强领域需求1吨（7.66%），航空航天需求量吨（3.83%），汽车领域需求吨（2.55%），电缆芯需求量吨（1.70%）。
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年我国碳纤维来源除了中国大陆的7吨外，分别来自日韩、美国、中国台湾等地区，其中日本吨（25.97%），中国台湾吨（17.90%），韩国吨（8.75%）等，其中从韩国进口部分主要来自于东丽（韩国）公司的产品，属日系产品，墨西哥、匈牙利及美国的一部分，因东丽收购了卓尔泰克，也属于日系产品，总计，日系依然有吨的销售量，依然是中国市场最大的供应商。
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从下游需求来看，体育器材依然占据半壁江山。稳步发展是这个行业的特色，新的大增长的实现需要自动化复合材料工艺的创新。此外风电叶片占到总需求的15%，对比年有了数倍的增长。然而，这一增长主要源于VESTAS一家的需求；如果新的国际巨头或国内巨头启动这个需求，后续几年，可以期盼每年成倍数迅猛增长。从目前来看，中国碳纤维在航天航空和汽车领域应用较全球市场差距巨大，这也为未来发展提供了巨大的空间。
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未来我国碳纤维仍需深耕产品工艺以及生产装备核心技术，在我国碳纤维行业自主研发有所突破的前提下，我国碳纤维产量利用率或将有所提升，工业领域的应用占比将逐步扩大。我国碳纤维工业产业化将迎来黄金时代，碳纤维产业发展前景广阔。
5、行业发展趋势
（1）碳纤维研制和产业化建设将进一步加快
经过多年的研发和约十年的产业化建设，我国建立起了自己的碳纤维技术体系和较完整的碳纤维产业，初步形成了产业化的碳纤维研发与生产平台，建立了针对国产高性能碳纤维的应用评价、复合材料制备与应用体系。国内碳纤维制造已开始逐步打破了日、美长期的技术封锁和市场垄断局面。未来几年，在国家政策的强力支持及国内碳纤维规模化发展推动下，我国碳纤维的产业化进程将进一步加快，进一步打破国外产品和技术垄断。
（2）碳纤维产业将加速进口替代
总体来看，国内T级和T级碳纤维产品质量已达到国外同类产品水平，在航天航空、国防军工、体育休闲等领域部分替代进口。但是国内碳纤维行业对外依存度依然非常高，进口产品占整个市场销量的80%以上，高端产品市场甚至达到95%。国内政策已经明确提出到年，我国碳纤维技术创新、产业化能力和综合竞争能力达到国际水平，国家政策鼓励进口替代的意图非常明确，随着国内碳纤维产业链的不断成熟，国内碳纤维必将加速进口替代进程。
（3）应用领域不断扩大，工业消费占比逐步上升
碳纤维除了用于航天航空和风电、汽车、体育用品及国防领域等主要领域外，在轨道交通、电力输送、海洋工程、建筑补强、石油开采、压力容器等领域的需求潜力同样可观。从全球碳纤维应用来看，工业领域的应用仍占主流，我国受限于产品技术水平难以满足规模生产高端碳纤维，体育休闲领域占据了大部分市场。目前国内体育休闲市场已经逐渐饱和，未来几年，随着碳纤维生产技术的进步及工业应用领域的拓展，工业领域的占比将逐步扩大，预计到年将超过60%。
（4）低端产品竞争加剧，行业开始走向整合
国产碳纤维整体性能、质量与国际先进国家相比存在较大差距，产品又都集中于低端产品，纤维应用技术服务能力差，产品市场接受程度不高。大多数碳纤维企业并没有完全掌握工艺技术和设备性能，造成产品质量稳定性差，且产品同质化非常严重。初步统计的国内16家具备原丝和碳纤维产业链的企业中，有13家采用了DMSO纺丝工艺路线。所有的碳纤维企业都以生产高强型T级和T级以及高强中模型T级碳纤维为主，产品又都集中在3K、6K、12K、24K，而24K以上的大丝束品种基本没有生产。
随着龙头企业规模化生产能力逐渐形成，加上日本企业在低端产品市场对于价格的刻意打压，低端产品的利润空念将会被进一步压缩，缺乏核心竞争优势和技术的中小企业将面临更大的生存压力，行业整合将加速到来。
二、国内行业竞争格局
目前，全球碳纤维市场被日本东丽、日本东邦、日本三菱丽阳及美国赫克塞尔等少数几个公司所垄断，日本东丽和美国赫克塞尔是全球经营最为成功的碳纤维生产企业。
1、境外主要企业
A．日本东丽（TORAY）
日本东丽成立于年，当时主要生产粘胶人造丝。年1月1日，正式更名为东丽株式会社。日本政府于年9月签署《广场协议》后，日元汇率一路飙升，日本东丽借助纤维纺织行业以及整个日本工业结构调整的机会，对各项事业进行重组并优化公司结构，扩大海外生产基地。经历九十年的发展，日本东丽完善了从上游原丝制备到下游复合材料制品设计制造的整个产业链，在全球26个国家和地区开展业务，目前主要从事纤维和织物、树脂和化学成品、IT相关产品、碳纤维复合材料、环境和工程等业务。日本东丽财年实现营业收入20,.00亿日元，净利润亿日元。
年7月，东丽集团设立东丽（中国）投资有限公司TorayIndustries（China）Co.,Ltd.（TCH），主要用于投资管理中国事业，另外，东丽还在南通和上海分别建立了东丽纤维研究所（中国）有限公司及其分公司，建立了以有机合成化学、高分子化学为中心的研究基地。
日本东丽在全球碳纤维行业处于领先地位，研发水平超前，日本东丽于年已开发出TORAYCA?TG高拉伸强度和高弹性模量碳纤维，而我国大部分企业尚未能大批量生产T级碳纤维。由于日本东丽现今的研发理念、大规模化的生产模式，使得其在同级别碳纤维生产方面具有低成本优势，在国内外碳纤维市场具有较强的竞争力。
B．日本东邦（TOHO）
日本东邦成立于年6月，该公司由东邦特耐克丝和6家子公司组成，母公司为帝人集团（Teijin）公司，主要涉及碳纤维复合材料业务、纺织纤维业务，日本东邦于年开始量产聚丙烯腈系的碳纤维“TENAX”，年，在中国上海设立东邦特耐克丝株式会社上海代表处。
帝人集团（Teijin）公司于年成立，经过近百年发展，公司业务领域涉及高性能纤维与复合材料，电子材料与化工产品，医药医疗，纤维产品与流通和IT等，是全球屈指的碳纤维、芳纶纤维制造商之一，同时也是全球领先的聚碳酸酯树脂制造商之一。财年，实现了1,.1亿日元的营业额，净利润.2亿元日元。
日本东邦是一家领先的全球化公司，在日本、德国和美国均设有机构和生产工厂，年产能力逾1万吨，产品广泛应用于航空航天、汽车、工程塑料、电子、体育休闲等领域。
C．日本三菱丽阳（MITSUBISHI）
日本三菱丽阳成立于年8月，年10月，开始生产聚丙烯纤维，年开始生产预浸料，年开始生产碳纤维。三菱丽阳实现了从丙烯纤维原料丙烯腈的合成到聚合、原丝、碳纤维、产品等一条龙生产。
三菱丽阳集团同时拥有PAN基碳素纤维和沥青基碳素纤维，以及以碳素纤维为基本原材料生产的中间材料和成型加工品，通过完善的产品链，在体育用品、产业资材、航空航天、汽车及环境等广泛领域内展开经营。根据其经营计划，从年4月开始还将与三菱化学、三菱树脂实现整合，成为新的综合性化学生产商“三菱化学株式会社”。通过整合，以确立创造高成长及高收益型事业体的机制。
D．美国赫克塞尔（HexcelCorporation）
美国赫克塞尔成立于年，是一家全球领先的复合材料公司，该公司开发制造轻质、高性能的复合材料，包括碳纤维、增强织物、预浸料、蜂窝芯、树脂系统、胶粘剂和复合材料构件，产品广泛应用于民用飞机、宇航、国防和一般工业。
年，美国赫克塞尔营业总收入20.04亿美元，净利润2.50亿美元；年复合材料业务收入为16.10亿元。美国市场为美国赫克塞尔贡献了近50%的营业收入。
E．美国卓尔泰克（ZoltekCompanies,Inc.,）
美国卓尔泰克创立于年，年卓尔泰克公司以美国宇航局大型运输机的相关业务及火箭喷管为契机，进入了碳纤维领域。作为世界领先的大丝束碳纤维生产厂家，美国卓尔泰克主要生产碳纤维预浸料，多轴布，符合各种工程塑料用的短切碳纤维，预氧丝。年该公司在纳斯达克上市并募集资金万美元，利用募集资金完善了碳纤维生产线，年利用增发股票募资，进一步完善了欧洲市场布局及原材料供应体系。
年9月27日，日本东丽宣布收购美国卓尔泰克，于年2月28日完成了所有的收购程序。收购完成后，美国卓尔泰克从纳斯达克退市。
F．德国西格里（SGLGroup-TheCarbonCompany）
德国西格里是德国SIGRI股份有限公司和美国大湖碳素公司于年合并而成，德国西格里（SGL）是全球领先的碳素石墨材料及相关产品制造商之一，拥有从碳石墨产品到碳纤维及碳碳复合材料在内的完整生产线，其产品在钢铁、炼铝、汽车制造、化工、电子半导体、光伏和LED产业、锂离子电池等行业具有广泛应用。在风能、航天航空、国防工业等领域的碳素石墨材料及其相关产品的应用也呈上升趋势。西格里集团在全球拥有超过40个生产基地，市场及服务网络覆盖多个国家。
德国西格里于年进入中国，集团旗下中国业务主要分布在上海，由上海西格里东海碳素有限公司、西格里特种石墨（上海）有限公司、西格里石墨技术（上海）有限公司及其生产基地组成。
年，德国西格里营业收入为7.7亿欧元，受非经常性损益影响，整体盈利有所降低，实现净利润-1.11亿欧元。
G．美国氰特（CYTECSolvayGroup）
美国氰特公司是世界领先的经营特种化工及材料技术的公司之一，公司前身是美国氰胺公司化工部，年在纽约证券交易所上市，是一家特种化学品和特种材料的创新公司，在研究，开发和生产领域居全球领先地位。该公司致力于创造领先的技术方案服务于全球市场，包括：航空航天、涂料、矿业、塑料和水处理，产品包括：碳纤维原丝生产、碳纤维生产、碳纤维织物生产、预浸料生产、UV/EB能量固化树脂，液体涂料树脂，氨基交联剂，粉墨涂料树脂，涂料助剂，采矿剂，磷化学品，聚合物添加剂，界面活性剂和特殊单体等。
H．土耳其阿克萨（AkrilicKimyaSanayii）
土耳其阿克萨是全球最大的腈纶制造商。该公司从年开始生产腈纶丝，于年下半年开始碳纤维试生产，并于年第3季度开始商业化生产。年，美国陶氏化学（DOW）与土耳其阿克萨（AKSA）组建合资公司DowAksa，专业生产碳纤维，并致力于下游制品的研发。近年来，土耳其阿克萨的产业化发展比较迅速，主要用于民用工业领域。年1月进入中国市场，经历五年多的耕耘，其国内市场主要分布在建筑加固、运动器材、热场材料等领域。
2、境内主要企业
我国碳纤维行业目前仍处于初级阶段，由于碳纤维行业涉及精馏纯化、高分子合成、化纤纺制、高温处理、表面处理及界面科学等多学科交叉，且精密制造的工艺门槛甚高，掌握高性能碳纤维研发核心技术并能够实现稳定、成本可控的规模化生产的企业较少，绝大多数企业不能满足航空航天等高端产业的规模化应用需求，主要围绕体育休闲等低端领域；在高性能碳纤维研发生产方面，国内部分碳纤维企业基本实现T级、T级碳纤维技术突破，但稳定性、产品离散度等指标与国外优势企业相比存在一定差距。我国布局碳纤维企业众多，目前我国布局碳纤维行业的上市公司主要有康得新、光威复材等，行业内优秀的公司还有包括中复神鹰、中简科技、恒神股份等。
A、康得新
康得新与康得集团共同布局碳纤维产业链。形成了全产业链布局和完整的碳纤维轻量化工业化产业链，同时，对外合作全球最牛的汽车轻量化设计（雷丁公司）、技术研发中心（慕尼黑大学）、宝马汽车零配件最大供应商（GFG）、宝马碳纤维企业（SGL），共同推进碳纤维的发展。未来将打造完整的新能源汽车工业产业链以及商业生态链。
康得新与控股集团共同布局碳纤维全产业链
资料来源：公开资料整理
B、光威复材
公司是目前国内生产品种最全、生产技术最先进、产业链最完整的碳纤维行业龙头企业之一。主要产品包括碳纤维、碳纤维织物、碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料、碳纤维复合材料制品及碳纤维核心生产设备等，具备不同系列碳纤维产品规模化生产能力。
公司是国内少数实现盈利的碳纤维企业。主营业务收入主要来自于军品材料销售，主要客户为军工企业。目前公司已具备将核心技术应用于民用领域的条件，正在推进相关核心技术在民用领域中的应用。年公司碳纤维产能共计吨，其中T产能吨，已经稳定供货十年；T产能吨，与国外同类产品相当，具备生产能力(承担国家项目任务，未进行批量生产)；T产能46吨（年11-12月已经小批量生产，形成试运行产能）。高强型T0级碳纤维已经突破关键技术，目前正处于小批量试制阶段，高模型M55J级碳纤维已经基本掌握关键装备制造技术与关键工艺路线。
C、恒神股份
江苏恒神股份有限公司创建于年8月，占地万平方米，公司下设三个事业部（碳纤维、中间产品和复合材料事业部），两大中心（工程技术中心、营销中心），在英国布里斯托建立了欧洲技术研发中心，广泛吸收和消化国际上先进的技术资源。组建了碳纤维及其复合材料领域的国际化技术团队，引进国内碳纤维及复合材料行业专家60人，并从国外知名公司引进各类专家15人。
恒神股份目前拥有5条完整的碳纤维生产线，同时采用连续聚合、间歇聚和湿法纺丝、干喷湿纺工艺进行生产，碳纤维年生产能力吨。恒神建立“碳纤维-上浆剂-织物-树脂-预浸料-复合材料和应用设计”的完整产业链，已成为中国碳纤维行业的一大亮点。集碳纤维及复合材料设计、研发、生产、销售、技术应用服务为一体的国家高新技术企业，拥有从碳纤维到上浆剂、织物、树脂、预浸料、复合材料产品及设计应用服务的完整产业链，产品广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车、海洋工程及新能源等领域。
恒神股份全产业链布局碳纤维
资料来源：公开资料整理
三、行业政策
部门
时间
政策
主要内容
国务院
年
《国家中长期科学和技术发展规划纲要(一年）》
在重点领域及其优先主题中提出制造业应发展“基础原材料产业”，重点研究开发满足国民经济基础产业发展需求的高性能复合材料。
工信部
年
《加快推进碳
纤维行业发展
行动计划》
确定了碳纤维发展目标，提出初步建立碳纤维及其复合材料产业体系，碳纤维的工业应用市场初具规模。
发改委
年
《战略性新兴
产业重点产品
和服务指导目
录》
其中“6、新材料产业6.3高性能复合材料6.3.1高性能纤维及复合材料”中明确把高性能碳纤维作为战略新兴产业重点产品
工信部
年9月
《产业关键共
性技术发展指
南（)》
提及高性能碳纤维产业核心技术：“熔体静电纺丝产业化关键技术研究，碳纤维原丝、预氧化丝、碳化等一体化研发技术，预氧化炉、大型碳化炉等装备关键技术，千吨级装备稳定运转技术，T、T等品种的开发技术；碳纤维高强高模系列品种开发技术，千吨级对位芳纶纤维的产业化技术，高强高模聚乙烯等纤维品种产业化技术
国务院
年5月
《中国制造》
碳纤维被列为关键战略材料，到年，国产碳纤维复合材料要满足大飞机技术要求，国产碳纤维用量要达到0吨以上，到年高性能碳纤维基本实现自主保障。
工信部
年11月
《产业关键共性技术发展指南（)
对碳纤维核心技术进一步明确：“大型、高效聚合导热体系，高稳定化干喷湿法纺丝及高倍牵伸工艺；快速均质预氧化技术和高效节能预氧化碳化装备，干喷湿纺碳纤维表面处理技术及与不同树脂基体、不同复合材料成型工艺相匹配的系列化油剂和上桨剂。”
工信部、
发改委
年12月
《化纤工业“
十三五”发展
指导意见》
“十三五”期间碳纤维处于产业化向规模化推进的品种，重点攻克低成本、高稳定性的制造技术和装备
工信部、发改委、科技部、财政部
年1月
《新材料产业
发展指南》
在碳纤维复合材料领域实现产业化及应用，突破高强高模碳纤维产业化技术、高性能芳纶工程化技术，开展大型复合材料结构件研究及应用测试·
四、SWOT分析
1、优势
应用领域不断拓展，潜在市场逐步成熟。近年来，随着碳纤维应用成本的下降，应用领域逐步由航空航天、体育休闲等扩展到一般工业领域，风力发电、压力容器、交通运输、输电电缆等领域的应用逐步成熟。为了应对这种趋势，东丽公司将成本更低的干喷湿法T级碳纤维作为发展重点之一，收购了美国卓克泰尔，进入了成本更低的大丝束碳纤维领域，扩大单线产能规模以降低成本，建设了公共研发平台，不断加强与下游企业的合作研发。
市场和政府在行业发展中发挥了重要作用。碳纤维属于军民两用、政治敏感的战略性新材料，其早期开发具有浓厚的国家意志。时至今日，俄罗斯依然沿用前苏联模式，国家主导研发和生产，国有部门负责开发研究生产制造，保障国防科工和重大工程的需求。美国和日本采取以市场为主的模式，主要依靠大企业研发和生产，同时供应民用和国防应用领域。但是碳纤维天然与国防军工密不可分，企业的背后始终存在国家的影子。日本通过各种途径支持本国碳纤维企业发展，将其作为十大战略性产业之一。美国规定国防军工所需的重要材料都必须立足于本国生产，波音可以用东丽的碳纤维，国防军工则采用本国赫氏或氰特的碳纤维，同时对碳纤维高端产品和技术装备出口严格管控。
2、弱势
一是产业化水平有待提高，关键工艺技术还须完善，原辅料及装备水平落后，综合的工艺技术集成能力存在差距。高强中模和高模碳纤维还没有实现产业化，恒张力收丝装置、高温碳化炉、石墨化炉等大型关键设备不能自主制造，进口成本高并受到一定程度的限制。
二是国内部分企业经营困难，普遍存在开工率低、产量小、质量不稳定、成本高等问题，同时根据国内行业发展情况，国际大企业不断降低出口我国市场的碳纤维价格，国内生产企业面临很大竞争压力。
三是低水平重复建设较严重，产业集中度低，全球重点企业仅有10家，而我国已建、在建的碳纤维企业就有约26家，并且多数企业采用东丽工艺路线，没有实现差异化发展，多数建设的是T级碳纤维生产线，而大丝束聚丙烯腈基碳纤维和高性能沥青基碳纤维仍然处于空白。
四是产学研用缺乏密切的协作，企业的技术实力弱。上下游企业缺乏深度合作，应用产品标准和设计规范滞后，应用市场亟须培育和开拓。多头管理体制，资金投入强度不足，使用分散。
大吉大利
