（報(bào)告出品方/作者：長(zhǎng)江證券，范超、張佩）1材料特征：高性能但也高壁壘碳纖維是無(wú)機(jī)纖維材料的一種。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FiberReinforcedPolymer：FRP）是由增強(qiáng)纖維材料與基體材料經(jīng)過(guò)纏繞、模壓或拉擠等成型工藝而形成的復(fù)合材

（報(bào)告出品方/作者：長(zhǎng)江證券，范超、張佩）

1 材料特征：高性能但也高壁壘

碳纖維是無(wú)機(jī)纖維材料的一種。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（Fiber Reinforced Polymer：FRP） 是由增強(qiáng)纖維材料與基體材料經(jīng)過(guò)纏繞、模壓或拉擠等成型工藝而形成的復(fù)合材料。根 據(jù)增強(qiáng)纖維材料的不同，可分為有機(jī)纖維和無(wú)機(jī)纖維兩大類，無(wú)機(jī)纖維包括玻璃纖維、 碳纖維、硼纖維、碳化硅纖維等，有機(jī)纖維包括芳綸、尼龍纖維、聚烯烴纖維等。碳纖 維（carbon fiber，簡(jiǎn)稱 CF）是一種含碳量在 90%以上的高強(qiáng)度、高模量的無(wú)機(jī)高分 子纖維，與各種基體經(jīng)過(guò)復(fù)合工藝后制成的碳纖維復(fù)合材料（CFRP），可以應(yīng)用在航空、 軍事工業(yè)、風(fēng)力發(fā)電葉片、汽車構(gòu)件、體育休閑產(chǎn)品等其他工業(yè)和民用領(lǐng)域。碳纖維材 料具備高性能、高壁壘兩個(gè)顯著特點(diǎn)，有“黑黃金”之稱。

碳纖維按原料分類。碳纖維主要分為 PAN（聚丙烯腈）基碳纖維、瀝青基碳纖維、粘膠 基碳纖維等。PAN 基碳纖維因制備工藝較簡(jiǎn)單，制成的產(chǎn)品性能更優(yōu)，是目前碳纖維市 場(chǎng)主流產(chǎn)品，約占全球碳纖維總產(chǎn)量的 90%。故目前碳纖維一般指 PAN 基碳纖維。

碳纖維按強(qiáng)度和模量分類。碳纖維主要的力學(xué)性能指標(biāo)有拉伸強(qiáng)度和拉伸模量，分為通 用型碳纖維、高強(qiáng)碳纖維、高模碳纖維、超高強(qiáng)碳纖維、超高模碳纖維。實(shí)際使用中， 因東麗公司在行業(yè)領(lǐng)域的龍頭地位，其產(chǎn)品編號(hào)被作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如 T300、T800、M55 等分別對(duì)應(yīng)不同性能的碳纖維，高強(qiáng)型為 T 序列，高模型為 M 序列。

碳纖維按纖維數(shù)量分為小絲束、大絲束。單根碳纖維無(wú)法應(yīng)用，實(shí)際使用的碳纖維是由 一定數(shù)量的碳纖維絲集束而成，1K 就代表一束碳纖維中有 1000 根絲，通常把小于 24K 的碳纖維稱為小絲束碳纖維，小絲束碳纖維主要應(yīng)用于國(guó)防軍工（導(dǎo)彈、火箭、衛(wèi) 星等）、航空航天及體育休閑領(lǐng)域，因此又被稱為“宇航級(jí)”碳纖維，價(jià)格比大絲束碳纖維 更加昂貴。通常把 48K 以上的碳纖維稱為大絲束碳纖維，主要用于交通運(yùn)輸、風(fēng)電葉 片、醫(yī)藥衛(wèi)生、紡織、機(jī)電等工業(yè)領(lǐng)域，因此被稱為“工業(yè)級(jí)”碳纖維。

大絲束相對(duì)小絲束，下游應(yīng)用更加大眾化。2020 年全球碳纖維需求結(jié)構(gòu)中，大絲束銷 量占比約 45%，小絲束銷量占比約 55%，大絲束銷量占比呈現(xiàn)提升趨勢(shì)。大絲束相對(duì)于小絲束，產(chǎn)品性能相對(duì)較低但制備成本亦較低。從全球市場(chǎng)平均售價(jià)來(lái)看，風(fēng)電領(lǐng)域 均價(jià)約 9 萬(wàn)元/噸，主要以國(guó)內(nèi)外 T300 級(jí) 24K、48K、50K 等產(chǎn)品為主。

高性能：輕質(zhì)高強(qiáng)，極佳的輕量化材料

質(zhì)量輕，強(qiáng)度大，模量高，碳纖維性能極佳且難以被追趕。碳纖維具備出色的力學(xué)性能 和化學(xué)穩(wěn)定性，密度比鋁低、強(qiáng)度比鋼高，是目前已大量生產(chǎn)的高性能纖維中具有最高 比強(qiáng)度和最高比模量的纖維，具有質(zhì)輕、高強(qiáng)度、高模量、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐腐蝕、耐疲 勞、耐高溫、膨脹系數(shù)小等一系列其他材料所難以替代的優(yōu)良性能。

從物理性能上看，碳纖維密度小，質(zhì)量輕，比強(qiáng)度高。一是密度小，碳纖維的密度為 1.5~2g/cm3，相當(dāng)于鋼密度的 1/4，鋁合金密度的 1/2，而其比強(qiáng)度比鋼大 16 倍，比 鋁合金大 12 倍。二是強(qiáng)度高，碳纖維拉伸強(qiáng)度可達(dá) 3000~4000MPa ，彈性比鋼大 4~5 倍，比鋁大 6~7 倍。三是具有各向異性，熱膨脹系數(shù)小，導(dǎo)熱率隨溫度的升高而下降， 耐驟冷和急熱，即使從幾千度的高溫突然降到常溫也不會(huì)炸裂。

四是導(dǎo)電性，25℃時(shí)高 模量纖維為 775μΩ/cm，高強(qiáng)度纖維為 1500μΩ/cm。五是耐高溫和耐低溫性好，碳纖 維可在 2000℃下使用，在 3000℃非氧化氣氛下不融化、不軟化。在 -180℃低溫下， 鋼鐵變得比玻璃脆，而碳纖維依舊很柔軟，也不脆化。但碳纖維的耐沖擊性較差，容易 損傷。（碳纖維復(fù)合材料抗拉不抗穿刺，生活中避免讓碳纖維產(chǎn)品碰到鋒利的小石子或 尖銳物體，以防止發(fā)生破裂現(xiàn)象。）

從化學(xué)性能上看，碳纖維具有耐酸、耐油、抗輻射等性能。碳纖維對(duì)酸呈惰性，能耐濃 鹽酸、磷酸、硫酸、苯、丙酮等介質(zhì)侵蝕。將碳纖維放在濃度為 50% 的鹽酸、硫酸、 磷酸中，200 天后其彈性模量、強(qiáng)度和直徑基本沒有變化；在 50% 濃度的硝酸中只是 稍有膨脹，其耐腐蝕性能超過(guò)黃金和鉑金。但是，碳纖維在強(qiáng)酸作用下會(huì)發(fā)生氧化，與 金屬?gòu)?fù)合時(shí)會(huì)發(fā)生金屬碳化、滲碳及電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象，因此在使用前須進(jìn)行表面處理。

碳纖維是極佳的輕量化材料。碳纖維優(yōu)越的比模量和比強(qiáng)度，使其成為極佳的輕量化材 料。在汽車應(yīng)用上，相較于高強(qiáng)鋼，碳纖維可以實(shí)現(xiàn) 60%的減重，因此在一眾需要結(jié)構(gòu) 輕量化的領(lǐng)域，如體育、航天等，都能看到碳纖維的身影。

高壁壘：技術(shù)壁壘高，龍頭企業(yè)護(hù)城河深

碳纖維生產(chǎn)流程復(fù)雜，對(duì)設(shè)備和技術(shù)要求極高。制備過(guò)程涉及眾多控制點(diǎn)，每個(gè)控制點(diǎn) 都有相應(yīng)的參數(shù)，積累這些參數(shù)往往需要幾年的周期，而只有每個(gè)參數(shù)都達(dá)到最優(yōu)，所 生產(chǎn)的產(chǎn)品性能才能達(dá)到最好。以預(yù)氧化環(huán)節(jié)為例，該環(huán)節(jié)需對(duì)溫度的精度、范圍進(jìn)行 準(zhǔn)確控制，否則將顯著影響碳纖維產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度，甚至造成斷絲現(xiàn)象。

資金壁壘高。碳纖維產(chǎn)線的投資門檻較高，從企業(yè)公告的產(chǎn)能計(jì)劃來(lái)看，萬(wàn)噸投資額普 遍在 20 億元甚至以上，若是高性能碳纖維產(chǎn)線，則萬(wàn)噸投資額在 100 億以上，高資金 壁壘使得大量企業(yè)較難進(jìn)入到這一行業(yè)。此外前期核心技術(shù)尚未突破時(shí)，不僅產(chǎn)線投資 額高且投資回報(bào)率低，近幾年由于生產(chǎn)效率提升，企業(yè)投資回報(bào)迎來(lái)改善。即使這樣， 以行業(yè)龍頭中復(fù)神鷹為例，2020 年碳纖維噸凈利約 2.3 萬(wàn)元，投資回報(bào)期約 10 年左右。

技術(shù)壁壘突破期長(zhǎng)，龍頭企業(yè)護(hù)城河深。碳纖維行業(yè)技術(shù)壁壘非常高，體現(xiàn)在三個(gè)方面： 配方壁壘、工藝壁壘和工程壁壘，三者難度依次增加。盡管可以通過(guò)直接購(gòu)買和挖角技 術(shù)人員等方式獲取配方，但仍需要時(shí)間去吸收和消化，配方壁壘突破時(shí)間為 1-2 年；想 要突破工藝壁壘，還要在擁有配方的基礎(chǔ)上投入大量精力去磨合和調(diào)整，通常需要 3-5 年；工程體系要求各生產(chǎn)工藝之間協(xié)調(diào)配合，需要企業(yè)投入大量資本去設(shè)計(jì)、改造、調(diào) 整裝備和訓(xùn)練人員，壁壘突破時(shí)間 5 年以上。因此，碳纖維三大技術(shù)壁壘的突破期合計(jì) 超過(guò) 10 年，已經(jīng)掌握成熟技術(shù)的企業(yè)先發(fā)優(yōu)勢(shì)極大，護(hù)城河深厚。

產(chǎn)業(yè)鏈附加值高達(dá) 200 倍。由于碳纖維制備難度高，工藝復(fù)雜，因此其產(chǎn)品越往下游附 加值越高，尤其是應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的高端碳纖維復(fù)材，因下游客戶對(duì)其可靠性、穩(wěn) 定性要求十分嚴(yán)苛，產(chǎn)品價(jià)格也較普通碳纖維呈幾何倍數(shù)增長(zhǎng)。據(jù)江蘇恒神公開轉(zhuǎn)讓說(shuō) 明書（2015 年）統(tǒng)計(jì)，同一品種原絲、碳纖維、預(yù)浸料、民用復(fù)材、汽車復(fù)材和航空 復(fù)材每公斤價(jià)格分別約 40 元、180 元、600 元、不到 1000 元、3000 元和 8000 元， 每經(jīng)一級(jí)深加工產(chǎn)品價(jià)格都將實(shí)現(xiàn)飛躍，航空復(fù)材價(jià)格較原絲更是翻了 200 倍。

碳纖維的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他替代材料。按每千克均價(jià)來(lái)看，普通型號(hào)碳纖維的均價(jià)約在 160 元/kg，是鋁、鎂等合金的 6-7 倍，是玻璃纖維的 8 倍。而即使考慮到碳纖維用量的 因素，這一巨大的價(jià)格差異也仍然無(wú)法被抹平。根據(jù)寶馬公司對(duì)汽車單位減重成本的測(cè) 算，使用碳纖維的單位減重成本約在 32€/kg，仍然是鋁的 7 倍。

2 行業(yè)質(zhì)變：國(guó)產(chǎn)替代加速進(jìn)行時(shí)

中國(guó)大陸碳纖維主要依賴進(jìn)口，有效產(chǎn)能不足。在海外龍頭技術(shù)封鎖和價(jià)格戰(zhàn)等多方面 打壓下，國(guó)內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢。我國(guó)碳纖維行業(yè)的發(fā)展歷程可以分為三個(gè)階段：

1）奠基階段：我國(guó)的碳纖維幾乎與日本同時(shí)起步，1962 年，中國(guó)石油吉林石化開始采 用 PAN 原料研制碳纖維，但是因?yàn)槿狈ο鄳?yīng)的科學(xué)知識(shí)和組織，沒有取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn) 展，與此同時(shí)，美日等國(guó)家將其視為戰(zhàn)略物資，實(shí)施技術(shù)禁運(yùn)，這也導(dǎo)致我國(guó)碳纖維的 研發(fā)止步不前。

2）起步階段：1975 年，原國(guó)防科委主任張愛萍將軍開始主持碳纖維研 發(fā)工作，先后組織了二十多名科研和企事業(yè)單位，組成原絲、碳化等五個(gè)專業(yè)組。但由 于知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬問題沒有得到妥善解決，各部門之間的利益難以協(xié)調(diào)，進(jìn)展速度緩慢。 在此之后的 80 年代中期，我國(guó)也陸續(xù)嘗試走引進(jìn)開發(fā)之路，但均以失敗告終。

3）發(fā)展 階段：2000 年，兩院院士師昌緒提出要大力發(fā)展碳纖維產(chǎn)業(yè)，這引起了政府的重視， 至此我國(guó)開始采取措施大力支持碳纖維領(lǐng)域的自主創(chuàng)新，在 863、973 計(jì)劃中也將碳纖 維作為重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目。2005 年國(guó)內(nèi)碳纖維行業(yè)企業(yè)僅有 10 家，合計(jì)產(chǎn)能僅占全球產(chǎn) 能的 1%。2008 年，以國(guó)有企業(yè)為代表的企業(yè)開始進(jìn)入碳纖維行業(yè)，但大部分企業(yè)在核 心關(guān)鍵技術(shù)上還無(wú)任何突破，無(wú)論是生產(chǎn)線的運(yùn)行還是產(chǎn)品質(zhì)量，都極不穩(wěn)定。

碳纖維戰(zhàn)略地位極高。高性能碳纖維可用于制造導(dǎo)彈、戰(zhàn)機(jī)等國(guó)防重器，長(zhǎng)期以來(lái)一直 在美國(guó)對(duì)華的禁運(yùn)清單中，與原子能、半導(dǎo)體核心技術(shù)等同列。西方國(guó)家在上世紀(jì) 60 年 代就開始對(duì)華實(shí)施碳纖維材料的技術(shù)禁運(yùn)，按照“巴統(tǒng)”和之后《瓦森納協(xié)定》，以美國(guó)為 首的西方國(guó)家對(duì)我國(guó)實(shí)施嚴(yán)格的碳纖維材料禁運(yùn)。日、美等碳纖維主要申請(qǐng)國(guó)甚至對(duì)未 經(jīng)許可范圍內(nèi)而企圖購(gòu)買和販賣碳纖維的個(gè)人實(shí)施抓捕，足見封鎖之徹底。除了碳纖維 原絲禁運(yùn)之外，其制備技術(shù)及裝備一直被國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷和封鎖。

政策高度重視碳纖維的發(fā)展。自 1962 年吉林石化開始 PAN 基碳纖維研究的數(shù)十年間， 碳纖維一直受益于政策的高度重視，先后由張愛萍將軍和師昌緒院士主導(dǎo)過(guò)兩次研發(fā)大 潮。在 863、973 計(jì)劃中也將碳纖維作為重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目。隨著中美貿(mào)易摩擦的開始，國(guó) 外進(jìn)一步收緊對(duì)中國(guó)的碳纖維供應(yīng)，碳纖維的國(guó)產(chǎn)化工作愈加迫在眉睫。

在政策加碼下，國(guó)內(nèi)企業(yè)高度重視研發(fā)，專利申請(qǐng)量不斷上升。在全行業(yè)共同努力下， 我國(guó)碳纖維技術(shù)邁入世界領(lǐng)先水平，技術(shù)突破之后，需求同步爆發(fā)，于是行業(yè)迎來(lái)質(zhì)變。（報(bào)告來(lái)源：未來(lái)智庫(kù)）

技術(shù)突破：大小絲束技術(shù)路徑不同，壁壘亦有不同

小絲束和大絲束碳纖維先后實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，二者技術(shù)路線存在差異，大絲束由于性價(jià)比 優(yōu)勢(shì)，更易在大規(guī)模工業(yè)領(lǐng)域迎來(lái)放量。目前國(guó)內(nèi)碳纖維企業(yè)發(fā)展路徑主要是兩類： 一是小絲束，國(guó)產(chǎn)替代更為迫切，三大龍頭已然崛起。小絲束碳纖維因用于軍工領(lǐng)域等， 故國(guó)產(chǎn)替代更為迫切，在重點(diǎn)投入和需求支撐下，小絲束碳纖維企業(yè)更早實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。

以干噴濕法為例，最早是中復(fù)神鷹在 2013 年率先突破千噸級(jí)碳纖維原絲干噴濕紡制造 技術(shù)并于 2015 年實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，隨后光威復(fù)材、中簡(jiǎn)科技、恒神股份等企業(yè)陸續(xù)實(shí)現(xiàn) 了干噴濕法的紡絲工藝。同時(shí)企業(yè)進(jìn)行更高性能碳纖維的研制，以 T1000 級(jí)為例，中簡(jiǎn) 科技 2015 年采用濕法紡絲技術(shù)研制成功 T1000 級(jí)碳纖維，光威復(fù)材 2018 年 QZ6026 （T1000 級(jí)）碳纖維在工程化生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)成功，中復(fù)神鷹 2019 年百噸級(jí)超 高強(qiáng)度 QZ6026（T1000G 級(jí)）碳纖維生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行。

二是大絲束，利用腈綸工藝是發(fā)展趨勢(shì)，吉林碳谷率先實(shí)現(xiàn)突破。近幾年我國(guó)大絲束碳 纖維技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破：1）吉林碳谷在原奇峰化纖 20 年腈綸制備基礎(chǔ)上進(jìn)行研發(fā)，2008 年設(shè)立就取得了 DMAC 為溶劑的濕法兩步法專有技術(shù)，于 2013-2015 年間逐步實(shí)現(xiàn)了 小絲束產(chǎn)品的 DMAC 為溶劑的濕法兩步法的技術(shù)更新與優(yōu)化，2017-2019 年突破 24K、 25K、48K 等大絲束產(chǎn)品穩(wěn)定產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，打破國(guó)際碳纖維巨頭在原絲生產(chǎn)技術(shù)上 的壟斷情況；2）上海石化曾是國(guó)內(nèi)最大的腈綸生產(chǎn)企業(yè)，2018 年官方稱突破 48K 大絲 束碳纖維，2021 年開始建設(shè) 2.4 萬(wàn)噸大絲束原絲、1.2 萬(wàn)噸 48K 大絲束碳纖維項(xiàng)目。

制備難點(diǎn)：大絲束和小絲束存在差異。大絲束碳纖維性能不如小絲束，但在相同的生產(chǎn) 條件下能夠提高碳纖維單線產(chǎn)能，降低生產(chǎn)成本，從而實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。大絲束 碳纖維由于高通量，在原絲、聚合、預(yù)氧化、碳化等多個(gè)系統(tǒng)環(huán)節(jié)，存在很多復(fù)雜的技 術(shù)與工程問題。包括但不限于：一是一致性，纖維數(shù)量更多，保持每根纖維的一致性更 難；二是毛絲問題，纖維數(shù)量越多則毛絲會(huì)越多，需要把毛絲的占比控制在合理范圍內(nèi)； 三是碳化，碳化環(huán)節(jié)毛絲可能會(huì)發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致纖維分子結(jié)構(gòu)中的某些鍵斷 裂等現(xiàn)象發(fā)生。從日本東麗發(fā)展路徑來(lái)看，東麗在小絲束上不斷突破高強(qiáng)高模，但是不 具有大絲束碳纖維產(chǎn)能，而是通過(guò)并購(gòu)美國(guó) Zoltek 取得大絲束碳纖維產(chǎn)能。

大絲束的技術(shù)路線：從腈綸工藝向下游延伸是海外趨勢(shì)。腈綸工藝基礎(chǔ)是發(fā)展大絲束碳 纖維潛力的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，海外大絲束碳纖維的原絲制備技術(shù)是源于腈綸工業(yè)的。世界 腈綸技術(shù)路線相對(duì)集中的是以 DMAC 為溶劑和以 NaSCN 為溶劑的二步法濕法紡絲生 產(chǎn)，前者是有機(jī)溶劑，后者是無(wú)機(jī)溶劑。目前在大絲束碳纖維領(lǐng)域，已經(jīng)或有望突破原 紗技術(shù)的企業(yè)均有腈綸工藝基礎(chǔ)，且掌握了溶劑的生產(chǎn)，包括吉林碳谷、上海石化等。

需求旺盛：風(fēng)光氫等領(lǐng)域需求爆發(fā)，中國(guó)引領(lǐng)全球

中國(guó)碳纖維需求量快速增長(zhǎng)，增速領(lǐng)先全球。2015 年國(guó)內(nèi)碳纖維需求量?jī)H為 1.7 萬(wàn)噸， 僅五年就增長(zhǎng)逾 3 倍，2020 年達(dá)到了 4.9 萬(wàn)噸，國(guó)內(nèi)碳纖維需求實(shí)現(xiàn)連續(xù) 3 年超過(guò) 30% 的增長(zhǎng)，遠(yuǎn)超過(guò)全球市場(chǎng)增速。伴隨下游應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大和發(fā)展，中國(guó)或?qū)⒊蔀槿蛑?要碳纖維消費(fèi)國(guó)，碳纖維需求有大幅增長(zhǎng)的空間。

碳纖維在新能源領(lǐng)域（風(fēng)、光、氫）的需求迎來(lái)快速增長(zhǎng)。體育需求占據(jù)著我國(guó)下游應(yīng) 用的 30%，需求量保持穩(wěn)步增長(zhǎng)；航空航天雖然用量不高，但單價(jià)遠(yuǎn)超出其他領(lǐng)域，未 來(lái)隨著軍工開支有望穩(wěn)步增長(zhǎng)。近年來(lái)碳纖維因其良好的性能廣泛應(yīng)用于風(fēng)電葉片、光 伏硅晶熱場(chǎng)材料（碳碳復(fù)材）、纏繞復(fù)合材料儲(chǔ)氫氣瓶等，顯著受益于新能源行業(yè)增長(zhǎng)。

新能源的強(qiáng)勁助推

1. 風(fēng)電：需求崛起的突破口

在風(fēng)電發(fā)展的 100 多年時(shí)間內(nèi)，葉片材料先后出現(xiàn)了木材、布、鋁合金等。但在發(fā)展過(guò) 程中，具有高比強(qiáng)度、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)的復(fù)合材料成為商業(yè)級(jí)葉片的主體制造材料，而風(fēng)電 領(lǐng)域也成為復(fù)合材料最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。風(fēng)電機(jī)葉片是一個(gè)復(fù)合材料制成的薄殼結(jié) 構(gòu)，一般由葉片大梁、腹板、外蒙皮組成，復(fù)合材料在整個(gè)風(fēng)電葉片中的重量一般占到 90 %以上。復(fù)合材料葉片最初采用的是玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯樹脂體系，直到今天這 仍是大部分葉片采用的材料。但隨著風(fēng)機(jī)功率的增加，葉片長(zhǎng)度的不斷增大，自身重量 也不斷增加，在這種情況下，具備高強(qiáng)高模、低密度的碳纖維復(fù)合材料開始嶄露頭角。

碳纖維葉片在結(jié)構(gòu)材料中主要用于主梁或分段葉片連接區(qū)域，承擔(dān)主要載荷，用量大。 2020年全球風(fēng)電碳纖維用量約為3萬(wàn)噸，其中至少90%以拉擠板形式應(yīng)用于葉片主梁； 國(guó)外最早將拉擠碳板應(yīng)用于葉片，迄今已有十多年批量應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)；國(guó)內(nèi)部分廠商已在新 葉型上完成拉擠碳板試制或小批應(yīng)用，業(yè)內(nèi)拉擠碳板新葉型研發(fā)加快。2021 年是拉擠 碳板新葉型研發(fā)與儲(chǔ)備期，預(yù)計(jì) 2022 年拉擠碳板市場(chǎng)需求暴增。

采用碳纖維可以幫助葉片減重，但是在當(dāng)前碳纖維與玻纖的價(jià)格差距下，也會(huì)增加成本。 以美國(guó) Sandia 國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研制的 SNL 100-00 風(fēng)電葉片為例，若將主梁的玻纖更換為 碳纖維，則可以使得葉片總重下降 35%，但也使得材料成本提升 37%。更換后，最終 碳纖維占葉片重量的 13.6%，占葉片材料成本的 53.1%。

碳纖維滲透率提升為近年核心增長(zhǎng)邏輯。隨著我國(guó)風(fēng)電建設(shè)進(jìn)程的快速推進(jìn)，風(fēng)電也一 躍成長(zhǎng)為當(dāng)前碳纖維下游領(lǐng)域應(yīng)用規(guī)模中最大的部分，2020年國(guó)內(nèi)需求量約為 2萬(wàn)噸， 相較 2016 年的 0.3 萬(wàn)噸大幅增加，2020 年占碳纖維需求的比例達(dá)到 40%。2016-2019 年風(fēng)電裝機(jī)量相對(duì)平穩(wěn)，碳纖維需求仍大幅增長(zhǎng)，主要原因是滲透率持續(xù)提升，這背后 是風(fēng)電機(jī)組大型化對(duì)風(fēng)電葉片提出了更高要求。

風(fēng)機(jī)大容量、大葉片已成為趨勢(shì)。大功率風(fēng)電機(jī)組的掃風(fēng)面積提升顯著，能有效提高風(fēng) 能利用率。因此，風(fēng)機(jī)的單機(jī)額定功率的提高，能降低風(fēng)機(jī)的單位發(fā)電成本。2018 年我 國(guó)新增裝機(jī)平均功率 2.2MW，較 2007 年的 1.06MW 提升了 108%，大型化趨勢(shì)明顯。 據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，風(fēng)機(jī)葉片的長(zhǎng)度與風(fēng)機(jī)的功率成正比關(guān)系。在相同風(fēng)速下，更長(zhǎng)的葉 片有著更大的掃風(fēng)面積，捕風(fēng)能力的提升為風(fēng)機(jī)大功率的運(yùn)行提供保障。2000 年前后， 以 32-47.9 米的為主導(dǎo)；2005 年前后，以 48-59.9 米的為主導(dǎo)；而 2010 年后，60-90 米的成為了主導(dǎo)。

玻纖材料逐漸難以滿足大葉片的需求，碳纖維有望加速滲透。傳統(tǒng)的葉片制造材料主要 為玻璃纖維復(fù)合材料，而當(dāng)葉片長(zhǎng)度超過(guò)一定值后，全玻璃鋼葉片重量較大，性能上也 有較多不足，或會(huì)出現(xiàn)共振問題、扭轉(zhuǎn)問題等。玻璃纖維已經(jīng)無(wú)法滿足風(fēng)電葉片大型化、 輕量化的要求。而碳纖維復(fù)合材料比玻璃纖維復(fù)合材料具有更低的密度，更高的強(qiáng)度， 其突破了玻璃纖維復(fù)合材料的性能極限，而且可以保證風(fēng)電葉片在增加長(zhǎng)度的同時(shí)，重 量大大降低。在當(dāng)前風(fēng)機(jī)持續(xù)大型化的趨勢(shì)下，碳纖維滲透率將持續(xù)提升。

裝機(jī)增長(zhǎng)與滲透提升共振，碳纖維迎來(lái)需求崛起的突破口。《風(fēng)電北京宣言》為風(fēng)電發(fā) 展提出明確目標(biāo)，國(guó)務(wù)院也提出要加快推進(jìn)大型風(fēng)電基地建設(shè)，未來(lái)裝機(jī)總量增速可期。 同時(shí)，隨著對(duì)低風(fēng)速風(fēng)區(qū)開發(fā)的重視度增強(qiáng)，以及對(duì)海風(fēng)的持續(xù)開發(fā)，風(fēng)電機(jī)組往大功 率發(fā)展的趨勢(shì)加速，對(duì)葉片長(zhǎng)度的要求更高，碳纖維的滲透率也將持續(xù)提升。據(jù)此測(cè)算， 2025 年風(fēng)電碳纖維需求有望達(dá)到 8.5 萬(wàn)噸，年均復(fù)合增速 34%，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空間 68 億。

2.光伏：受益于滲透率和需求量的雙重拉升

碳碳復(fù)材是極佳的熱場(chǎng)材料。碳/碳復(fù)合材料是以碳纖維為增強(qiáng)相的碳基復(fù)合材料，是目 前極少數(shù)可以在 2000 ℃以上保持較高力學(xué)性能的材料，它具有低比重、高比強(qiáng)、高比 模、低熱膨脹系數(shù)、耐熱沖擊以及耐燒蝕等優(yōu)異性能，是新材料領(lǐng)域重點(diǎn)研究和開發(fā)的 一類戰(zhàn)略性高技術(shù)材料。

碳碳復(fù)材已廣泛應(yīng)用于光伏行業(yè)。光伏行業(yè)發(fā)展前期，其單晶拉制爐、多晶鑄錠爐熱場(chǎng) 系統(tǒng)部件材料主要采用國(guó)外進(jìn)口的高純、高強(qiáng)等靜壓石墨。石墨熱場(chǎng)系統(tǒng)產(chǎn)品具有成本 高、供貨周期長(zhǎng)、依賴進(jìn)口等特點(diǎn)，阻礙了光伏行業(yè)降成本、擴(kuò)規(guī)模的發(fā)展進(jìn)程。隨著 單晶硅拉制爐的容量快速擴(kuò)大，從 2011 年左右的 16 英~20 英寸（1 英寸=25.4mm）熱 場(chǎng)快速發(fā)展到現(xiàn)在的 26 英寸和 28 英寸熱場(chǎng)，而等靜壓石墨作為由石墨顆粒壓制成型 的脆性材料，已經(jīng)在安全性方面不能適應(yīng)大熱場(chǎng)的使用要求，在經(jīng)濟(jì)性方面也已經(jīng)落后 于碳基復(fù)合材料。隨著國(guó)內(nèi)先進(jìn)碳基復(fù)合材料制備技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)碳基復(fù)合材料成為 降低硅晶體制備成本、提高硅晶體質(zhì)量的最優(yōu)選擇，正逐步形成在晶硅制造熱場(chǎng)系統(tǒng)中 對(duì)石墨材料部件的升級(jí)換代，目前主要應(yīng)用于單晶拉制爐和多晶鑄錠爐的熱場(chǎng)材料。

碳/碳復(fù)合材料產(chǎn)品向高純度、大尺寸方向發(fā)展。在光伏行業(yè)及半導(dǎo)體行業(yè)，由于技術(shù) 的發(fā)展及產(chǎn)品的快速迭代，硅片向高純度、大尺寸發(fā)展是其基本的趨勢(shì)，因此，高溫 熱場(chǎng)系統(tǒng)應(yīng)用中，碳/碳復(fù)合材料產(chǎn)品向高純度、大尺寸的方向發(fā)展也是必然的趨勢(shì)。

3.高壓氫氣瓶：燃料電池汽車的廣闊遠(yuǎn)景

高壓儲(chǔ)氫是目前車用儲(chǔ)氫的主流方式。氫氣作為新型清潔能源已經(jīng)應(yīng)用于燃料電池汽車， 其儲(chǔ)氫系統(tǒng)是汽車的重要的組成部分。氫氣能源能夠以氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)三種狀態(tài)儲(chǔ)存， 而根據(jù)儲(chǔ)存機(jī)理的不同又可分為高壓儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫、固體儲(chǔ)氫、有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫等方式， 其中高壓儲(chǔ)氫是應(yīng)用最廣泛的方式。該方式為利用氣瓶作為容器，通過(guò)高壓壓縮儲(chǔ)存氣 態(tài)氫，具有成本低、能耗小、充放氣速度快等優(yōu)勢(shì)，也是當(dāng)前車用儲(chǔ)氫的主流方式。

碳纖維纏繞高壓氫氣瓶使得高壓儲(chǔ)氫實(shí)現(xiàn)了由固定式應(yīng)用向車載應(yīng)用的轉(zhuǎn)變。在高壓儲(chǔ) 氫技術(shù)中，目前最為成熟且成本較低的技術(shù)是鋼制氫氣瓶，目前工業(yè)中廣泛采用 20Mpa 鋼制氫氣瓶，但是鋼制氫氣瓶由于較高的重量，容重比大，儲(chǔ)氫密度低，因此并不適合 汽車用。目前車用高壓氫氣瓶的國(guó)際主流技術(shù)通過(guò)以鋁合金或塑料作為內(nèi)膽，外層則用 碳纖維進(jìn)行包覆，提升氫氣瓶的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并盡可能減輕整體重量。目前 70MPa 碳纖維 纏繞Ⅳ型瓶已是國(guó)外燃料電池乘用車車載儲(chǔ)氫的主流技術(shù)，35MPa 碳纖維纏繞Ⅲ型瓶 目前仍是我國(guó)燃料電池商用車的車載儲(chǔ)氫方式，70MPa 碳纖維纏繞Ⅲ型瓶已少量應(yīng)用。

燃料電池汽車為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展方向。國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃 （2021-2035）》提到燃料電池汽車實(shí)現(xiàn)商用化。2020 年國(guó)家五部委聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于開 展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》，擬開展為期 4 年的燃料電池汽車城市群創(chuàng)建工作， 采取“以獎(jiǎng)代補(bǔ)”方式，對(duì)入圍示范的城市群按照其目標(biāo)完成情況給予獎(jiǎng)勵(lì)，最終今年 9 月由北京市大興區(qū)、上海市和廣東省佛山市牽頭的京滬粵三個(gè)城市群正式入選。示范 城市群重點(diǎn)是發(fā)展燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，是氫能產(chǎn)業(yè)鏈的中下游，涉及到了氫能制 -儲(chǔ)-運(yùn)-加-用全產(chǎn)業(yè)鏈條，有利于推動(dòng)氫能與燃料電池汽車行業(yè)的發(fā)展與變革。

燃料電池汽車未來(lái)有望爆發(fā)，氫氣瓶市場(chǎng)遠(yuǎn)景可期。“我國(guó)至 2025 年燃料電池車銷量將達(dá)到 5 萬(wàn)輛/年，至 2050 年將達(dá)到 520 萬(wàn)輛/年，預(yù)計(jì) 2030 年和 2050 年燃料電池車在商用 車的滲透率分別為 7%和 37%，在乘用車的滲透率分別為 3%和 14%。”據(jù)此測(cè)算，2025 年氫氣瓶領(lǐng)域碳纖維需求將達(dá) 1.6 萬(wàn)噸，對(duì)應(yīng) 19 億市場(chǎng)規(guī)模；2030 年需求將達(dá) 17.1 萬(wàn)噸，對(duì)應(yīng) 189 億市場(chǎng)規(guī)模；2050 年需求將達(dá) 78.2 萬(wàn)噸，對(duì)應(yīng) 626 億市場(chǎng)規(guī)模。

輕量化的穩(wěn)健需求

體育休閑領(lǐng)域是最早的碳纖維大規(guī)模應(yīng)用領(lǐng)域。1970 年，日本東麗公司與美國(guó) UCC 進(jìn) 行技術(shù)合作，并于 1971 年工業(yè)生產(chǎn) PAN 基碳纖維 T300，率先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化量產(chǎn)(1 噸 /月)。在 1971 年之前，碳纖維的主要需求集中在美國(guó)軍工大訂單。1971 年后，日本東 麗公司率先生產(chǎn)了一系列一系列日常體育用品，比如魚竿、高爾夫球桿、網(wǎng)球拍等。碳 纖維魚竿質(zhì)量減輕一半，盡管價(jià)格貴了 4 倍，但市場(chǎng)需求旺盛。1975 年，日本川崎球 拍為了彌補(bǔ)了日本人在網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)中力量的劣勢(shì)，實(shí)現(xiàn)球拍的 100%碳纖維化，使得操作 更加輕便。隨著全球休閑體育風(fēng)尚的崛起，日本東麗抓住時(shí)代機(jī)遇，快速搶占市場(chǎng)，不 斷深入碳纖維在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，成為全球最大的碳纖維制造商。

體育休閑是中國(guó)碳纖維行業(yè)的根基。當(dāng)前全世界體育休閑，都集中在中國(guó)，體育休閑領(lǐng) 域，中國(guó)市場(chǎng)碳纖維的需求占到了全球的 90%。盡管目前市場(chǎng)已趨近于飽和，但未來(lái)隨 著 GDP 穩(wěn)健增長(zhǎng)和消費(fèi)水平提高，預(yù)計(jì)體育休閑領(lǐng)域需求增長(zhǎng)有望保持 5%左右。

航空航天對(duì)減重需求迫切。飛行器的運(yùn)動(dòng)速度高，過(guò)載大，對(duì)材料強(qiáng)度和變形有嚴(yán)格要 求；且能夠減少重量，就能夠增加有效載荷，降低飛行成本。據(jù)估計(jì)，商用飛機(jī)每減重 一公斤，一年就能節(jié)約 3000 美元的燃料；遠(yuǎn)程火箭、太空飛船每減重一公斤，就能節(jié) 約 1 萬(wàn)美元的燃料。因此高速飛行領(lǐng)域?qū)Σ牧现亓垮O銖必較，對(duì)價(jià)格敏感度相對(duì)較低。

碳纖維在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用廣闊，部分機(jī)型已達(dá) 90%。以戰(zhàn)斗機(jī)為例，自 20 世紀(jì) 70 年 代至今，復(fù)合材料的應(yīng)用范圍已從最初的尾翼拓展到機(jī)翼、前機(jī)身、中機(jī)身、整流罩等 多個(gè)部位。以美軍為例，1969 年，F(xiàn)14A 碳纖用量?jī)H有 1%，而以 F-22 和 F35 為代表 的第四代戰(zhàn)斗機(jī)上用量達(dá)到 24%和 36%。，英國(guó)的臺(tái)風(fēng)戰(zhàn)機(jī)（EF2000)復(fù)合材料用量達(dá) 到 40%左右，其中全機(jī)表面的 70%采用碳纖復(fù)材。而碳纖維在波音等機(jī)型中的碳纖維 復(fù)合材料在戰(zhàn)機(jī)的應(yīng)用與日俱增。

航空航天領(lǐng)域所用碳纖維單價(jià)高。從 2020 全球碳纖維需求來(lái)看，盡管航空市場(chǎng)（尤以 民航為甚）受疫情沖擊嚴(yán)重，需求量下降 20%，但是，由于其所用材料的高價(jià)格，它仍 然是收入規(guī)模上最大的一個(gè)部分。

2030 年航空航天用市場(chǎng)或達(dá) 18 億元。考慮到國(guó)產(chǎn)民航飛機(jī)的商用進(jìn)程和交付節(jié)奏，短 期內(nèi)對(duì)市場(chǎng)影響較小。航空航天領(lǐng)域用碳纖維在短期內(nèi)仍主要依賴軍用領(lǐng)域拉動(dòng)，設(shè)其 需求隨我國(guó)軍費(fèi)開支同步穩(wěn)定增長(zhǎng)，給予 10%的年均復(fù)合增速，到 2030 年，航空航天 用碳纖維市場(chǎng)規(guī)?；蜻_(dá) 18 億元。

行業(yè)質(zhì)變：供給優(yōu)化遇到需求爆發(fā)，替代全面加速

伴隨技術(shù)突破和需求爆發(fā)，碳纖維行業(yè)迎來(lái)優(yōu)質(zhì)發(fā)展期。首先，小絲束和大絲束碳纖維 先后實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，尤其是大絲束碳纖維的低成本優(yōu)勢(shì)，使得碳纖維在工業(yè)領(lǐng)域規(guī)模放 量成為可能；其次，國(guó)內(nèi)風(fēng)光氫等新能源需求迎來(lái)快速增長(zhǎng)，企業(yè)產(chǎn)能利用率提升，進(jìn) 一步帶來(lái)成本下降，因此促進(jìn)了碳纖維替代應(yīng)用的全面加速。過(guò)去幾年頭部企業(yè)單位成 本下降顯著，驗(yàn)證了技術(shù)突破和需求旺盛下供給曲線的下移。

日美企業(yè)遙遙領(lǐng)先，但國(guó)內(nèi)企業(yè)快速追趕。2020 年全球碳纖維總產(chǎn)能約為 17 萬(wàn)噸，其 中僅東麗一家就達(dá)到 5 萬(wàn)噸，無(wú)論是大絲束市場(chǎng)或是小絲束市場(chǎng)，均被日美企業(yè)瓜分。 但近幾年我國(guó)碳纖維企業(yè)有效產(chǎn)能快速擴(kuò)張，改變了行業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)“有產(chǎn)能而無(wú)產(chǎn)量” 的現(xiàn)象，進(jìn)口比例持續(xù)下降。2015 年行業(yè)產(chǎn)能利用率僅為 15%，2020 年提升至 51%。（報(bào)告來(lái)源：未來(lái)智庫(kù)）

技術(shù)突破疊加規(guī)模效應(yīng)，碳纖維行業(yè)供給曲線下移。過(guò)去幾年頭部企業(yè)的單位成本下降 顯著，進(jìn)一步驗(yàn)證了技術(shù)突破和需求旺盛下供給曲線下移?？梢钥吹剑鄬?duì)于大絲束， 小絲束碳纖維龍頭企業(yè)成本更早迎來(lái)下降，我們判斷原因是小絲束碳纖維的進(jìn)口替代更 為迫切，國(guó)內(nèi)航空航天需求支撐下企業(yè)更快迎來(lái)成本下降。根據(jù)招股說(shuō)明書：

1）吉林碳谷 2018-2020 年單位成本累計(jì)下降 36%；2）中復(fù)神鷹 2018-2020 年單位成本累計(jì)下降 19%；3）光威復(fù)材碳纖維業(yè)務(wù) 2014-2015 年單位成本累計(jì)下降 65%，最近兩年業(yè)務(wù)口徑有所 調(diào)整，僅公布碳纖維及織物業(yè)務(wù)的成本結(jié)構(gòu)，其單位成本下降速度放緩；4）中簡(jiǎn)科技碳纖維業(yè)務(wù) 2016-2018 年單位成本累計(jì)下降 33%，近兩年下降速度放緩。

從材料成本來(lái)看，丙烯腈單耗迎來(lái)下降。碳纖維原絲生產(chǎn)過(guò)程中耗用的主要原材料為丙 烯腈及油劑，丙烯腈及油劑成本占總材料成本的 90%左右；由于光威復(fù)材和中簡(jiǎn)科技 的軍品占比較高，產(chǎn)品售價(jià)更高，故直接材料成本占比較低。吉林碳谷由于毗鄰吉林石 化，丙烯腈主要從吉林石化采購(gòu)，油劑主要來(lái)自于日本油脂生產(chǎn)商竹本油脂株式會(huì)社和 松本油脂制藥株式會(huì)社。中復(fù)神鷹丙烯腈主要從江蘇斯?fàn)柊钍邢薰静少?gòu)，油劑實(shí)現(xiàn)自主研制。對(duì)于占比最大的原材料------丙烯腈，吉林碳谷和中復(fù)神鷹的單耗是相對(duì)領(lǐng) 先于其他企業(yè)，吉林碳谷在采購(gòu)價(jià)格上有小幅的優(yōu)勢(shì)。

未來(lái)碳纖維成本繼續(xù)下降可以期待。未來(lái)從原材料、工藝、能源利用、設(shè)備、規(guī)?；?設(shè)等多方面入手疊加規(guī)模效應(yīng)提振，碳纖維降本潛力較大。碳纖維生產(chǎn)制備成本主要于 包括 PAN 原絲（購(gòu)買或制備）、預(yù)氧化、碳化（低溫碳化、高溫碳化）、表面上漿和卷 繞成本，具體成本構(gòu)成為：原絲（51%）、 預(yù)氧化（16% ）、 碳化（23%）、表面處理 （4%）、包裝等其余成本 6%。據(jù)測(cè)算，隨生產(chǎn)規(guī)模增加，原絲和碳纖維的生產(chǎn)成本均明顯下降，主要是大規(guī)模直接費(fèi)用被攤薄，非直接生產(chǎn)控制因素對(duì)生產(chǎn)總成本的影響逐 漸減弱。例如，產(chǎn)能 3300t 原絲單位成本為 3.8 萬(wàn)元/噸，較 1100t 產(chǎn)線的單位成本 4.78 萬(wàn)元/噸減少 20%。產(chǎn)能 1500t 碳纖維單位成本為 11.7 萬(wàn)元/噸，較 500t 產(chǎn)線的單位成 本 15.9 萬(wàn)元/噸減少 27%。

3 企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)：碳纖維原絲是競(jìng)爭(zhēng)核心

目前碳纖維行業(yè)的有效產(chǎn)能高度集中，主要來(lái)自吉林碳谷（及下游企業(yè)）、中復(fù)神鷹、光 威復(fù)材、中簡(jiǎn)科技等，其中吉林碳谷對(duì)應(yīng)的份額能夠占到 50%左右。受益于新能源行業(yè) 景氣及全球疫情影響海外企業(yè)進(jìn)口，國(guó)內(nèi)碳纖維企業(yè)收入迎來(lái)高速增長(zhǎng)，尤其是率先突 破大絲束規(guī)?；a(chǎn)的吉林碳谷、工業(yè)應(yīng)用起家的中復(fù)神鷹、軍工并重發(fā)展的光威復(fù)材。

大部分產(chǎn)能實(shí)為無(wú)效產(chǎn)能

我國(guó)碳纖維產(chǎn)能集中度較高。2020 年國(guó)內(nèi)碳纖維行業(yè)理論產(chǎn)能 CR3 為 46%，CR5 為 60%，CR10 為 72%，產(chǎn)能集中于頭部企業(yè)。但這一數(shù)據(jù)并不代表有效產(chǎn)能，行業(yè)部分 產(chǎn)線生產(chǎn)成本很高或無(wú)法連續(xù)達(dá)產(chǎn)，因此行業(yè)產(chǎn)能開工率并不高。

有效產(chǎn)能高度集中，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局較優(yōu)。2020 年國(guó)內(nèi)碳纖維產(chǎn)能約 3.6 萬(wàn)噸，但國(guó)內(nèi)供 應(yīng)量約 1.85 萬(wàn)噸，如果將吉林碳谷的原絲銷量折算為碳纖維銷量（假設(shè)折算系數(shù) 2.1： 1），則國(guó)內(nèi)前四家企業(yè)（吉林碳谷、中復(fù)神鷹、光威復(fù)材、中簡(jiǎn)科技）銷量約 1.6 萬(wàn)噸， CR4 約 86%。考慮到恒神股份還有部分的自產(chǎn)原絲，故行業(yè)原絲基本就被以上企業(yè)全 部占據(jù)。同時(shí)頭部企業(yè)間也有各自的優(yōu)勢(shì)細(xì)分市場(chǎng)，如中簡(jiǎn)科技主營(yíng)軍品小絲束，光威 復(fù)材軍民并重，中復(fù)神鷹主營(yíng)民品小絲束，吉林碳谷主營(yíng)原絲，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局較優(yōu)。

龍頭規(guī)模與盈利快速提升

國(guó)內(nèi)新能源需求快速增長(zhǎng)，使得國(guó)內(nèi)龍頭企業(yè)收入顯著快于海外。2017-2020 年國(guó)內(nèi)碳 纖維需求量從 2.3 萬(wàn)噸到 4.9 萬(wàn)噸，需求復(fù)合增速約 28%，其需求拉動(dòng)主要是風(fēng)電葉 片、碳碳復(fù)材，2017-2020 年風(fēng)電葉片、碳碳復(fù)材需求復(fù)合增速分別為 87%、49%。受 益于國(guó)內(nèi)風(fēng)電和光伏的景氣、及全球疫情影響海外企業(yè)進(jìn)口，國(guó)內(nèi)碳纖維企業(yè)收入迎來(lái) 高速增長(zhǎng)，尤其是率先突破大絲束規(guī)?；a(chǎn)的吉林碳谷。

龍頭企業(yè)收入增長(zhǎng)印證行業(yè)需求變化。以中復(fù)神鷹和吉林碳谷為例，中復(fù)神鷹過(guò)去三年 銷量復(fù)合增速約 17%（產(chǎn)能是其核心瓶頸），其中風(fēng)電葉片、碳碳復(fù)材、壓力容器、航 空航天領(lǐng)域銷量復(fù)合增速分別為 180%、142%、57%、47%，公司適當(dāng)調(diào)整了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)， 基本把握了主流的景氣方向；吉林碳谷過(guò)去三年銷量復(fù)合增速約 65%（產(chǎn)能基本匹配需 求），其中 24K/25K 產(chǎn)品銷量復(fù)合增速約 86%，大絲束碳纖維放量源于風(fēng)電需求旺盛。

毛利率：綁定軍品的企業(yè)毛利率持續(xù)高位，吉林碳谷和中復(fù)神鷹毛利率邊際改善顯著。 光威復(fù)材和中簡(jiǎn)科技綁定軍工企業(yè)，故毛利率過(guò)去幾年均保持在高位。中簡(jiǎn)科技第一大 客戶銷售額占比很高，而光威復(fù)材軍品收入占比持續(xù)下降，從 2014 年的 65%下降至目 前 50%左右。吉林碳谷和中復(fù)神鷹毛利率顯著改善，我們判斷源于需求改善+成本優(yōu)化， 其中中復(fù)神鷹各個(gè)需求領(lǐng)域的產(chǎn)品毛利率均在穩(wěn)步提升，說(shuō)明公司生產(chǎn)效率提升顯著。

吉林碳谷

吉林碳谷于 2008 年設(shè)立，主要產(chǎn)品為碳纖維原絲，可分為 1K、3K、6K、12K/S、24K、 25K 和 48K 等。2017 年之前公司產(chǎn)品主要以小絲束為主，2018 年實(shí)現(xiàn)了 24K、25K 產(chǎn)品的規(guī)?；a(chǎn)，2019 年實(shí)現(xiàn)了 48K 產(chǎn)品的規(guī)?；a(chǎn)。自 2018 年迎來(lái)新發(fā)展階 段，依靠 24/25K 產(chǎn)品在風(fēng)電領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)銷量快速增長(zhǎng)，整體運(yùn)營(yíng)出現(xiàn)顯著變化，毛利率 從 2018 年的-4%提升至 35%，歸屬凈利率從 2018 年的-37%提升至 13%。

大絲束原絲成為公司核心業(yè)務(wù)。公司將 24K/25K /48K 產(chǎn)品劃分為大絲束，過(guò)去三年大 絲束原絲銷量占比總原絲銷量的比例約 57%、79%、75%。其中，2019-2020 年 25K 收 入約 2.0、3.7 億元，占比碳纖維原絲收入的 67%、64%。公司下游主要是風(fēng)電領(lǐng)域， 風(fēng)電葉片主要使用 24K 及以上的碳纖維，大絲束碳纖維（≥24K）性價(jià)比高的優(yōu)勢(shì)使其 在風(fēng)電葉片領(lǐng)域成為大勢(shì)所趨，尤其是采用大絲束碳纖維拉擠梁片工藝以降低成本。

產(chǎn)能加速投放，奠定碳纖維原紗龍頭地位。2020 年公司碳纖維原絲產(chǎn)能為 2.45 萬(wàn)噸， 公司規(guī)劃新建碳纖維原絲產(chǎn)能 4 萬(wàn)噸（每條 5000 噸，共計(jì) 8 條），截至 2020 年末已投 產(chǎn)產(chǎn)能為 2 萬(wàn)噸，尚在建設(shè)中產(chǎn)能為 2 萬(wàn)噸。集團(tuán)規(guī)劃在“十四五”末形成 20 萬(wàn)噸碳 纖維全產(chǎn)業(yè)鏈，包括吉林碳谷 15 萬(wàn)噸碳纖維原絲、吉林國(guó)興 1.5 萬(wàn)噸大絲束碳纖維、 吉林凱美克 600 噸碳纖維、吉林化纖集團(tuán) 3.5 萬(wàn)噸大絲束碳纖維、吉林國(guó)興復(fù)材 1 萬(wàn)噸 碳纖維及復(fù)合材料等 5 個(gè)重點(diǎn)規(guī)劃項(xiàng)目，屆時(shí)吉林碳谷原絲產(chǎn)能有望達(dá)到 20 萬(wàn)噸。

部分企業(yè)外購(gòu)吉林碳谷的原絲生產(chǎn)碳纖維。從吉林碳谷前五大客戶來(lái)看，精功系列收入 占比約 50%，含吉林精功碳纖維有限公司、浙江寶旌炭材料有限公司（原浙江精功碳纖 維有限公司）、浙江精業(yè)新興材料有限公司、紹興寶旌復(fù)合材料有限公司；宏發(fā)系列收入 占比約 15%，其中宏發(fā)新材主營(yíng)玻纖和碳纖維多軸向增強(qiáng)材料，下游為風(fēng)電葉片企業(yè)。 值得注意的是，吉林精功碳纖維作為吉林碳谷的第一大客戶，其設(shè)備主要采購(gòu)于浙江精 功科技股份有限公司。

中復(fù)神鷹

中復(fù)神鷹隸屬中建材系，成立于 2006 年，由是由中國(guó)復(fù)合材料集團(tuán)有限公司、連云港 鷹游紡機(jī)有限責(zé)任公司和江蘇奧神集團(tuán)有限責(zé)任公司合資組建。

公司不斷實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。2008 年，公司建成千噸級(jí) SYT35（T300 級(jí)）碳纖維生產(chǎn)線， 并實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。2009 年，公司啟動(dòng)國(guó)際先進(jìn)的干噴濕紡碳纖維技術(shù)攻關(guān)，開始在工 藝上向國(guó)際先進(jìn)水平靠近。僅僅三年后，公司即自主突破了干噴濕紡千噸級(jí) SYT49 （T700 級(jí)）碳纖維產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。2015 年，公司突破了百噸級(jí) SYT55（T800 級(jí)）碳纖 維產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。2017 年突破了實(shí)現(xiàn)干噴濕紡千噸級(jí) SYT55 規(guī)模化生產(chǎn)和穩(wěn)定供應(yīng)，并 在當(dāng)年獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。幾乎每 2-3 年的時(shí)間就能實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品的規(guī)?；a(chǎn)道路。

基本實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)東麗的全牌號(hào)覆蓋。公司對(duì)外銷售產(chǎn)品主要為碳纖維，主要產(chǎn)品型號(hào)包括 SYT45、SYT45S、SYT49S、SYT55S、SYT65 和 SYM40 等，涵蓋了高強(qiáng)型、高強(qiáng) 中模型、高強(qiáng)高模型等類別，在航空航天、風(fēng)電葉片、體育休閑、壓力容器、碳/碳復(fù)合 材料、交通建設(shè)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。SYT45S、SYT49、SYT49S 屬于 T700 級(jí)碳纖維， SYT55S 屬于 T800 級(jí)碳纖維，SYT65 屬于 T1000 級(jí)碳纖維。公司產(chǎn)品型號(hào)基本實(shí) 現(xiàn)了對(duì)日本東麗主要碳纖維型號(hào)的對(duì)標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)型、高強(qiáng)中模型、高強(qiáng)高模型各類 型碳纖維的品種覆蓋，且力學(xué)性能上已可追趕上國(guó)際先進(jìn)水平的腳步。

以量取勝，產(chǎn)能利用率遠(yuǎn)高于行業(yè)。公司以民品碳纖維銷售為主，雖然銷售單價(jià)低于以 軍品為主的光威復(fù)材、中簡(jiǎn)科技，但根據(jù)中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2020 年公司碳 纖維產(chǎn)量排名國(guó)內(nèi)第二位，市場(chǎng)占有率達(dá) 7.4%，產(chǎn)能利用率常年保持在 90%以上的高 位，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)行業(yè)平均水平，這使得公司成為最快實(shí)現(xiàn)盈利的工業(yè)用碳纖維企業(yè)。

西寧基地投產(chǎn)，產(chǎn)能瓶頸緩解，成本同步下降。公司位于連云港的生產(chǎn)基地現(xiàn)有產(chǎn)能規(guī) 模 3500 噸/年，目前已滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，西寧萬(wàn)噸碳纖維項(xiàng)目預(yù)計(jì)將于今年分批建成陸續(xù) 投產(chǎn)，該項(xiàng)目投產(chǎn)后不僅解決公司產(chǎn)能瓶頸，同時(shí)有望降低制造成本。根據(jù)招股說(shuō)明書， 公司目前紡絲速度達(dá)到 400m/min，單線規(guī)模達(dá)到 5000 噸/年，但西寧萬(wàn)噸碳纖維項(xiàng)目 的紡絲速度設(shè)計(jì)能力達(dá)到 550 m/min，截至目前西寧基地已建成投產(chǎn) 6000 噸/年產(chǎn)能。

背靠中建材，擁有良好的客戶基礎(chǔ)。中復(fù)神鷹背靠中建材系，下游客戶以風(fēng)電葉片、碳 碳復(fù)材、體育休閑為主，且多為行業(yè)龍頭，如碳碳熱場(chǎng)行業(yè)龍頭金博股份，最大葉片制 造商中材科技等，擁有良好客戶基礎(chǔ)，擁有核心客戶和市場(chǎng)的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。此外，中復(fù)神 鷹也正在向材料端向應(yīng)用端邁進(jìn)，啟動(dòng)航空航天高性能碳纖維及原絲試驗(yàn)線項(xiàng)目，碳纖 維航空應(yīng)用研發(fā)及制造項(xiàng)目也已落地上海，將為中國(guó)大飛機(jī)的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程助力。

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