一、碳纖維定義及分類

碳纖維是一種含碳量90%以上的纖維狀碳材料，它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維具有高比強度、高比模量、抗蠕變、導電、導熱等特性，強度比鋼大、密度比鋁小、比不銹鋼耐腐蝕、比耐熱鋼耐高溫、又能像銅一樣導電，集優異的電學、熱學和力學性能于一身。

碳纖維物理化學性能示意圖

資料來源：中商產業研究院

　　根據碳纖維制備原絲的類型、碳纖維性能和其功能性分別將碳纖維分類。

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二、碳纖維行業產業鏈

碳纖維產業鏈上依次有原材料、中間材料、復合材料以及終端成品四大部分，每一級深加工都會產生高附加值。碳纖維生產的原材料包括原絲聚合、紡絲、炭化。中間材料即把碳纖維編織成布或者針刺成氈，做成預浸料，將碳纖維布和樹脂預先結合在一起。最終的制品即復合材料就是利用碳纖維布或者預浸料通過成型工藝進行成型。

碳纖維下游應用技術的開發難度較高，各工藝參數必須系統配合，復合材料設計與成型需要銜接，下游領域的應用開發需要較長的研發過程。加之研發投入高、生產成本高，導致碳纖維應用范圍長期局限在一些高端領域。

近年來，隨著碳纖維應用成本的下降，碳纖維下游應用領域逐步由航空航天、體育休閑等擴展到一般工業領域，風力發電、壓力容器、交通運輸、輸電電纜等領域的應用不斷拓展。

碳纖維全產業鏈

資料來源：中商產業研究院

三、國際碳纖維行業發展現狀

1、國際碳纖維行業發展歷程

國際上聚丙烯腈(PAN)基碳纖維的生產，從20世紀60年代起步，經過70 ~ 80年代的穩定發展，90年代的飛速發展，到21世紀初其生產工藝技術已經成熟。行業發展初期，碳纖維主要用于軍工和宇航，經過50余年的發展，其應用領域正在向工業領域和普通民用領域擴大。

國際碳纖維行業發展歷史大致可以分為四個階段：

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2、國際碳纖維競爭格局

世界碳纖維的生產主要集中少數發達國家，日本是全球最大的碳纖維生產國，日本的三家企業：日本東麗、日本東邦和日本三菱麗陽目前擁有全球丙烯腈基碳纖維50%以上的市場份額。目前，世界碳纖維技術主要掌握在日本公司手中，其生產的碳纖維無論質量還是數量上均處于世界領先地位，日本東麗更是世界上高性能碳纖維研究與生產的“領頭羊”。

美國是繼日本之后掌握碳纖維生產技術的少數幾個發達國家之一，同時又是世界上最大的丙烯腈基碳纖維消費國，約占世界總消費量的1/3.

碳纖維主要以 PAN 為主，PAN 基碳纖維產品主要分為大絲束(48K~480K)和小絲束(1K~24K)，分別以日本和美國為代表。世界主要生產大絲束碳纖維的廠家是美國福塔菲爾、卓爾泰克和阿爾笛拉三大公司，其大絲束的生產能力之和占世界總量的 75%。日本東麗公司、三菱公司目前也開始量生 24K 級別大絲束碳纖維。

大絲束碳纖維行業國際企業競爭格局

數據來源：中商產業研究院

世界小絲束碳纖維生產主要被東麗、東邦和三菱所控制，三者合計占據了全球小絲碳纖維名義產能的 70%以上。目前世界 PAN 基小絲束碳纖維按地區的生產能力亞洲約占50%，美洲約占 30%，歐洲則占20%。此外，日本石墨纖維和三菱公司瀝青基碳纖維生產能力約占世界總量的78%。

小絲束碳纖維行業國際企業競爭格局

數據來源：中商產業研究院

四、我國碳纖維行業發展現狀

1、碳纖維行業發展歷程

我國碳纖維工業的起步可以追溯到1962年，總體上與日本碳纖維的研發同步進行，但在產業化生產和集中度方面卻存在較大差距。

中國碳纖維發展歷程如下圖所示：

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2、碳纖維市場供給分析

中國對碳纖維的研究始于20世紀60年代，近五十年來發展速度非常緩慢，主要發展期集中在近十年，尤其是在“十一五”期間，碳纖維產量才開始出現明顯增長。目前，我國碳纖維產業生產規模仍然較小、產品規格單一，國內市場供不應求，主要依靠進口。

(1)碳纖維產量

近幾年我國碳纖維行業“有產能，無產量”的現象嚴重，2016年我國碳纖維產能達到約1.8萬噸，而實際產量僅為4600噸左右。雖然我國碳纖維規劃及在建產能較大，但實際產量卻較少。

另外，碳纖維行業總體技術尚不成熟穩定，產品質量及性價比相對較低，未來幾年我國碳纖維行業在自主研發有所突破的情況下，產量將會保持較快增長，中商產業研究院預計，2017年能接近5500噸，到2020年有望達到7920噸左右。到2022年，我國碳纖維產量將超過1萬噸。

數據來源：中商產業研究院

(2)碳纖維需求規模

碳纖維需求攀升，其中工業領域應用將是未來需求增加的主要動力：碳纖維在體育休閑、建筑、飛機和風機葉片上的應用已比較成熟，在汽車上的市場也逐漸開啟，并且在其他工業領域的應用也是日趨增長。隨著規模化生產和產品技術提升導致的成本下降，碳纖維有望得到大規模普及。其中汽車應用將會是未來碳纖維的一個重要的下游。按照近年來我國碳纖維需求量年均增速，預計“十三五”期間我國碳纖維需求量將保持15%以上的年均復合增速，到2022年我國碳纖維需求量將超過5萬噸。

數據來源：中商產業研究院

五、政策助力碳纖維行業快速發展

2000年，我國只有山東、吉林等地有極少數企業涉足碳纖維產品，年生產線規模僅為幾十噸，且產品水平落后。2005年后，隨著國家出臺相關扶持政策，碳纖維產業駛上發展快車道。

碳纖維行業相關行業政策

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六、我國碳纖維行業相關企業競爭格局

我國布局碳纖維企業眾多，目前我國布局碳纖維行業的上市公司主要有康得新、光威復材等，行業內優秀的公司還有包括中復神鷹、中簡科技、恒神股份等。

1、康得新

康得新與康得集團共同布局碳纖維產業鏈。形成了全產業鏈布局和完整的碳纖維輕量化工業化產業鏈，同時，對外合作全球最牛的汽車輕量化設計(雷丁公司)、技術研發中心(慕尼黑大學)、寶馬汽車零配件最大供應商(GFG)、寶馬碳纖維企業(SGL)，共同推進碳纖維的發展。未來將打造完整的新能源汽車工業產業鏈以及商業生態鏈。

康得新與控股集團共同布局碳纖維全產業鏈

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2、光威復材

公司是目前國內生產品種最全、生產技術最先進、產業鏈最完整的碳纖維行業龍頭企業之一。主要產品包括碳纖維、碳纖維織物、碳纖維預浸料、玻璃纖維預浸料、碳纖維復合材料制品及碳纖維核心生產設備等，具備不同系列碳纖維產品規模化生產能力。

公司是國內少數實現盈利的碳纖維企業。主營業務收入主要來自于軍品材料銷售，主要客戶為軍工企業。目前公司已具備將核心技術應用于民用領域的條件，正在推進相關核心技術在民用領域中的應用。2016年公司碳纖維產能共計327噸，其中 T300產能176 噸，已經穩定供貨十年；T800 產能105噸，與國外同類產品相當，具備生產能力 (承擔國家項目任務，未進行批量生產)；T700 產能46 噸(2016年 11-12 月已經小批量生產，形成試運行產能)。高強型 T1000 級碳纖維已經突破關鍵技術，目前正處于小批量試制階段，高模型 M55J 級碳纖維已經基本掌握關鍵裝備制造技術與關鍵工藝路線。

2016年光威復材收入結構

數據來源：中商產業研究院

3、恒神股份

江蘇恒神股份有限公司創建于2007年8月，占地107萬平方米，公司下設三個事業部(碳纖維、中間產品和復合材料事業部)，兩大中心(工程技術中心、營銷中心)，在英國布里斯托建立了歐洲技術研發中心，廣泛吸收和消化國際上先進的技術資源。組建了碳纖維及其復合材料領域的國際化技術團隊，引進國內碳纖維及復合材料行業專家60人，并從國外知名公司引進各類專家15人。

恒神股份目前擁有5條完整的碳纖維生產線，同時采用連續聚合、間歇聚和濕法紡絲、干噴濕紡工藝進行生產，碳纖維年生產能力5000噸。恒神建立“碳纖維-上漿劑-織物-樹脂-預浸料-復合材料和應用設計”的完整產業鏈，已成為中國碳纖維行業的一大亮點。集碳纖維及復合材料設計、研發、生產、銷售、技術應用服務為一體的國家高新技術企業，擁有從碳纖維到上漿劑、織物、樹脂、預浸料、復合材料產品及設計應用服務的完整產業鏈，產品廣泛應用于航空航天、軌道交通、汽車、海洋工程及新能源等領域。

恒神股份全產業鏈布局碳纖維

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4、中簡科技

中簡科技一直致力于高性能碳纖維產品的研發、生產和銷售。經過多年的技術積累，生產的ZT7系列高性能碳纖維率先實現國產航空航天重點型號的全面批量穩定應用。中簡科技是專業從事高性能碳纖維及相關產品研發、生產、銷售和技術服務的高新技術企業，是具有完全自主知識產權的國產高性能碳纖維及相關產品研發制造商，具備高強型ZT7系列、ZT8系列、ZT9系列和高模型ZM40J十名纖維工程產業化能力，并已成為國內航空航天領域ZT7系列碳纖維產品的批量供應商。

2014-2017年中簡科技收入及利潤統計

數據來源：中商產業研究院

七、碳纖維行業發展前景

我國碳纖維經歷艱難緩慢的發展期后，即將迎來發展的春天：中國從上世紀 60 年代開始碳纖維生產的研究，同時也是碳纖維的消費大國，然而我國碳纖維消費仍主要依賴進口，國產碳纖維產業在原絲的生產和碳化技術上存在技術瓶頸，產品仍處于初級階段，落后世界領先水平，同時以美、日為首的發達國家始終保持著對中國碳纖維行業嚴格的技術封鎖，價格競爭也導致碳纖維企業常年虧損。未來，隨著技術的逐步突破，在下游需求的拉動下，中國的碳纖維行業將迎來發展的春天。