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(jīng)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(yōu)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(chǎn)業(yè)研究院

　　根據(jù)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。

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

二、碳纖維行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

碳纖維產(chǎn)業(yè)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(chǎn)生高附加值。碳纖維生產(chǎn)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(jié)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(shù)的開發(fā)難度較高，各工藝參數(shù)必須系統(tǒng)配合，復合材料設(shè)計與成型需要銜接，下游領(lǐng)域的應用開發(fā)需要較長的研發(fā)過程。加之研發(fā)投入高、生產(chǎn)成本高，導致碳纖維應用范圍長期局限在一些高端領(lǐng)域。

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

碳纖維全產(chǎn)業(yè)鏈

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院

三、國際碳纖維行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、國際碳纖維行業(yè)發(fā)展歷程

國際上聚丙烯腈(PAN)基碳纖維的生產(chǎn)，從20世紀60年代起步，經(jīng)過70 ~ 80年代的穩(wěn)定發(fā)展，90年代的飛速發(fā)展，到21世紀初其生產(chǎn)工藝技術(shù)已經(jīng)成熟。行業(yè)發(fā)展初期，碳纖維主要用于軍工和宇航，經(jīng)過50余年的發(fā)展，其應用領(lǐng)域正在向工業(yè)領(lǐng)域和普通民用領(lǐng)域擴大。

國際碳纖維行業(yè)發(fā)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(chǎn)主要集中少數(shù)發(fā)達國家，日本是全球最大的碳纖維生產(chǎn)國，日本的三家企業(yè)：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(shù)主要掌握在日本公司手中，其生產(chǎn)的碳纖維無論質(zhì)量還是數(shù)量上均處于世界領(lǐng)先地位，日本東麗更是世界上高性能碳纖維研究與生產(chǎn)的“領(lǐng)頭羊”。

美國是繼日本之后掌握碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的少數(shù)幾個發(fā)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(yè)國際企業(yè)競爭格局

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院

世界小絲束碳纖維生產(chǎn)主要被東麗、東邦和三菱所控制，三者合計占據(jù)了全球小絲碳纖維名義產(chǎn)能的 70%以上。目前世界 PAN 基小絲束碳纖維按地區(qū)的生產(chǎn)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(chǎn)能力約占世界總量的78%。

小絲束碳纖維行業(yè)國際企業(yè)競爭格局

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院

四、我國碳纖維行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、碳纖維行業(yè)發(fā)展歷程

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

中國碳纖維發(fā)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(fā)展速度非常緩慢，主要發(fā)展期集中在近十年，尤其是在“十一五”期間，碳纖維產(chǎn)量才開始出現(xiàn)明顯增長。目前，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模仍然較小、產(chǎn)品規(guī)格單一，國內(nèi)市場供不應求，主要依靠進口。

(1)碳纖維產(chǎn)量

近幾年我國碳纖維行業(yè)“有產(chǎn)能，無產(chǎn)量”的現(xiàn)象嚴重，2016年我國碳纖維產(chǎn)能達到約1.8萬噸，而實際產(chǎn)量僅為4600噸左右。雖然我國碳纖維規(guī)劃及在建產(chǎn)能較大，但實際產(chǎn)量卻較少。

另外，碳纖維行業(yè)總體技術(shù)尚不成熟穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量及性價比相對較低，未來幾年我國碳纖維行業(yè)在自主研發(fā)有所突破的情況下，產(chǎn)量將會保持較快增長，中商產(chǎn)業(yè)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(chǎn)量將超過1萬噸。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院

(2)碳纖維需求規(guī)模

碳纖維需求攀升，其中工業(yè)領(lǐng)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(yè)領(lǐng)域的應用也是日趨增長。隨著規(guī)模化生產(chǎn)和產(chǎn)品技術(shù)提升導致的成本下降，碳纖維有望得到大規(guī)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(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院

五、政策助力碳纖維行業(yè)快速發(fā)展

2000年，我國只有山東、吉林等地有極少數(shù)企業(yè)涉足碳纖維產(chǎn)品，年生產(chǎn)線規(guī)模僅為幾十噸，且產(chǎn)品水平落后。2005年后，隨著國家出臺相關(guān)扶持政策，碳纖維產(chǎn)業(yè)駛上發(fā)展快車道。

碳纖維行業(yè)相關(guān)行業(yè)政策

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

六、我國碳纖維行業(yè)相關(guān)企業(yè)競爭格局

我國布局碳纖維企業(yè)眾多，目前我國布局碳纖維行業(yè)的上市公司主要有康得新、光威復材等，行業(yè)內(nèi)優(yōu)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(chǎn)業(yè)鏈。形成了全產(chǎn)業(yè)鏈布局和完整的碳纖維輕量化工業(yè)化產(chǎn)業(yè)鏈，同時，對外合作全球最牛的汽車輕量化設(shè)計(雷丁公司)、技術(shù)研發(fā)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(yè)(SGL)，共同推進碳纖維的發(fā)展。未來將打造完整的新能源汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈以及商業(yè)生態(tài)鏈。

康得新與控股集團共同布局碳纖維全產(chǎn)業(yè)鏈

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2、光威復材

公司是目前國內(nèi)生產(chǎn)品種最全、生產(chǎn)技術(shù)最先進、產(chǎn)業(yè)鏈最完整的碳纖維行業(yè)龍頭企業(yè)之一。主要產(chǎn)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(chǎn)設(shè)備等，具備不同系列碳纖維產(chǎn)品規(guī)模化生產(chǎn)能力。

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

2016年光威復材收入結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院

3、恒神股份

江蘇恒神股份有限公司創(chuàng)建于2007年8月，占地107萬平方米，公司下設(shè)三個事業(yè)部(碳纖維、中間產(chǎn)品和復合材料事業(yè)部)，兩大中心(工程技術(shù)中心、營銷中心)，在英國布里斯托建立了歐洲技術(shù)研發(fā)中心，廣泛吸收和消化國際上先進的技術(shù)資源。組建了碳纖維及其復合材料領(lǐng)域的國際化技術(shù)團隊，引進國內(nèi)碳纖維及復合材料行業(yè)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(chǎn)線，同時采用連續(xù)聚合、間歇聚和濕法紡絲、干噴濕紡工藝進行生產(chǎn)，碳纖維年生產(chǎn)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(shè)計”的完整產(chǎn)業(yè)鏈，已成為中國碳纖維行業(yè)的一大亮點。集碳纖維及復合材料設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、技術(shù)應用服務為一體的國家高新技術(shù)企業(yè)，擁有從碳纖維到上漿劑、織物、樹脂、預浸料、復合材料產(chǎn)品及設(shè)計應用服務的完整產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)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(lǐng)域。

恒神股份全產(chǎn)業(yè)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(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。經(jīng)過多年的技術(shù)積累，生產(chǎn)的ZT7系列高性能碳纖維率先實現(xiàn)國產(chǎn)航空航天重點型號的全面批量穩(wěn)定應用。中簡科技是專業(yè)從事高性能碳纖維及相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和技術(shù)服務的高新技術(shù)企業(yè)，是具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)高性能碳纖維及相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)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(chǎn)業(yè)化能力，并已成為國內(nèi)航空航天領(lǐng)域ZT7系列碳纖維產(chǎn)品的批量供應商。

2014-2017年中簡科技收入及利潤統(tǒng)計

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院

七、碳纖維行業(yè)發(fā)展前景

我國碳纖維經(jīng)歷艱難緩慢的發(fā)展期后，即將迎來發(fā)展的春天：中國從上世紀 60 年代開始碳纖維生產(chǎn)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(chǎn)碳纖維產(chǎn)業(yè)在原絲的生產(chǎn)和碳化技術(shù)上存在技術(shù)瓶頸，產(chǎn)品仍處于初級階段，落后世界領(lǐng)先水平，同時以美、日為首的發(fā)達國家始終保持著對中國碳纖維行業(yè)嚴格的技術(shù)封鎖，價格競爭也導致碳纖維企業(yè)常年虧損。未來，隨著技術(shù)的逐步突破，在下游需求的拉動下，中國的碳纖維行業(yè)將迎來發(fā)展的春天。