碳纖維產業鏈市場分析報告2020年9月

Page3目錄碳纖維行業技術壁壘高，制備工藝復雜5碳纖維材料性能優異，應用領域廣5制備工藝環節復雜，高精尖技術有待完善7大絲束纖維成市場主流發展，技術難題有待攻克8需求端：下游應用領域廣闊，驅動碳纖維發展9碳纖維國內外需求結構差異大，國內市場進口依賴嚴重9航空航天：更新換代，啟用碳纖維新型材料12風電市場：潛力巨大，碳纖維作葉片提高發電效率13新能源汽車：應運而生，碳纖維是最理想的輕量化材料15體育休閑：發展穩定，著重控制成本克服同質化問題16供給端：日美龍頭優勢明顯，國產企業需迎頭趕上18全球碳纖維產能擴張，國內市場供不應求18他山之石國際龍頭的成長之路18國內新興企業快速發展，產業前景任重道遠21龍頭企業分析23光威復材（300699.SZ）23中簡科技（300777.SZ）24精功科技（002006.SZ）24吉林化纖（000420.SZ）25市場提示：26Page4圖表目錄圖：碳纖維特征5圖：碳纖維生產鏈（以丙烯腈路線為例）6圖：碳纖維生產工藝流程7圖：國內公司碳纖維企業近期研究進展8圖：全球碳纖維需求（千噸）10圖：2019全球碳纖維下游需求量結構（千噸）10圖：2019全球碳纖維需求產值結構（百萬美元）10圖：中國碳纖維需求量（噸）圖：中國碳纖維下游需求結構（噸）圖：2019年中國碳纖維需求量來源占比12圖：2019年中國碳纖維需求額來源占比12圖：全球航空航天領域碳纖維需求量（噸）12圖：2019年全球航空航天碳纖維市場需求結構（噸）12圖：民用飛機C91913圖：全球2019年新增風電裝機容量（單位：）13圖：全球風電陸上裝機總容量比例14圖：全球風電非陸上裝機總容量比例14圖：風輪直徑擴大的趨勢14圖：新能源汽車2012-2020H1產量統計15圖：新能源汽車2012-2020H1銷量統計15圖：2019全球碳纖維運行產能區域占比18圖：國際小絲束碳纖維產能占比19圖：國際大絲束碳纖維產能占比19圖：東麗碳纖維發展史19圖：赫氏公司工業、商業飛機銷額（百萬美元）20圖：赫氏公司商業飛機銷額（百萬美元）20圖：赫氏公司民用飛機發展歷程20圖：2019年國內產業碳纖維產能（單位：噸）21圖：光威復材2012-2019年營業總收入（萬元）23圖：光威復材2012-2019年歸母凈利潤（萬元）23圖：中簡科技2013-2019年營業收入（萬元）24圖：中簡科技2013-2019年歸母凈利潤（萬元）24圖：精功科技碳纖維發展歷程24圖：精功科技2001-2019年營業收入（萬元）25圖：精功科技2001-2019年歸母凈利潤（萬元）25表：碳纖維及其余材料性能對比5表：三類原材料碳纖維對比6表：兩類絲束碳纖維對比7表：原絲生產過程8表：國內外生產碳纖維對比9表：風電葉片大梁的制備工藝15表：汽車企業碳纖維應用發展情況16表：碳纖維電池箱加工工藝16表：碳纖維在體育用品的應用17表：上市公司產品技術對比21表：光威復材核心技術研究歷程23Page5碳纖維行業技術壁壘高，制備工藝復雜碳纖維材料性能優異，應用領域廣圖：碳纖維特征資料來源:赫氏公司、市場研究部整理2表：碳纖維及其余材料性能對比材料名稱拉伸強度（MPa）彈性模量斷裂伸長率（）密度（3）7.852.822.541.441.76鋁合金E3430360035306370549040201414T300碳纖維碳纖維1.811.91資料來源:《高性能纖維》，中國知網、市場研究部整理碳纖維復合材料是由碳纖維與金屬、陶瓷、樹脂等基體制作而成。碳纖維和樹脂制作的復合材料，其比強度和比模量在所有現存的工程材料中居首位。碳纖維復合材料具有各類優異性能，材料密度低、熱膨脹系數小、比熱容高，具有超強拉伸彈性，耐高溫，耐腐蝕性以及優越的能量吸收性能。因此，碳纖維復合材料在軍工、航天、交通、汽車以及體育領域都有廣泛應用。碳纖維屬于復雜技術產業的典型代表，通過不同的制作工藝得到的產品也差異巨大。上游原材料的要求高，中間過程產出復雜，需要大量穩定的核心機械設備。Page6圖：碳纖維生產鏈（以丙烯腈路線為例）資料來源:新材料在線、市場研究部整理注：以上相關上市公司僅為產業鏈梳理盤點列示，不作為投資評級建議按原材料的不同，碳纖維可分為三類。世界上能夠達到工業規?；a的主要6-8%，黏膠基碳纖維產量最低。產業中最早開發的是黏膠基碳纖維，該類纖維強力較低，主要應用于耐燒蝕材料及隔熱材料。瀝青基碳纖維彈性模量好，熱膨脹系數小、熱導率高、但抗拉強度和抗壓強度低，且瀝青的提取成本較高。綜合性能最好，價格適中，生產難度較瀝青更低，品種多，是全球碳纖維市場的主流產品。表：三類原材料碳纖維對比分類特征劣勢份額PAN度低，品種多，價格適中PAN基/制作工藝復雜，成導熱性高，拉伸模量高，抗沖擊性強開發早，耐溫性高碳化收益率低，本高資料來源:新材料在線、市場研究部整理根據應用領域的不同，碳纖維按照絲束大小通常可以分為大絲束碳纖維和小絲束碳纖維。一般將48（每束含有48根碳纖維）及以上稱為大絲束碳纖維，也稱為工業級碳纖維，主要有、、、、K等；反之則稱為小絲束碳纖維，也稱為宇航級碳纖維，主要有24K世紀主要產品。大絲束碳纖維雖然過去就有生產，但是由于其抗拉強度不高，與小絲束有較大尤其是公司生產的大絲束碳纖維，打開了大絲束碳纖維在汽車領域的應用之門。大絲束碳纖維應用的整個產業鏈Page7表：兩類絲束碳纖維對比分類絲束尺寸拉伸強度領域高低國防軍工、航天航空、體育器材風電能源、汽車行業資料來源:《大絲束碳纖維發展現狀及我國技術瓶頸和發展建議》、市場研究部整理制備工藝環節復雜，高精尖技術有待完善碳纖維制造過程核心是將通過紡絲過程獲得的原絲經過一系列高溫熱處理工程轉變為碳纖維的過程。以主流產品基碳纖維為例：從原絲開始，通過丙烯腈單體聚合再通過濕法或干濕法紡絲得到原絲，經過預氧化、碳化、石墨化的過程，使高分子發生氧化、熱解以及環化等一系列化學反應，形成石墨態的碳纖維。圖：碳纖維生產工藝流程資料來源:新材料在線、市場研究部整理原絲是制造碳纖維的原材料，原絲的性能很大程度可以決定碳纖維的性能。聚合溶液制備通常是丙烯腈在二甲基亞砜（DMSO）中聚合，經脫單脫泡產廠家采用該法，結合間歇或半連續聚合工藝流程。間歇聚合即聚合主題過程在獨立設備和時段內一次完成，進出料均為間歇過程，嚴格按批次操作?；祭w維的主流紡絲方法是濕法紡絲。其中，國內的濕法紡絲僅限濕噴濕紡，即噴絲板浸入凝固浴中，紡接與凝固浴接觸，紡絲原液從噴絲板噴出后經過空氣段進入凝固浴。干噴濕紡技術可以明顯提高在紡絲過程中的牽伸倍率，因此T300碳纖維生產線中普遍適用濕噴濕紡，而T700碳纖維需要的牽伸力度更大，適用干噴濕紡。加工處理原絲是碳纖維生產至關重要的環節，在整個制備過程中，高溫處理設備最為關鍵核心，設備的穩定性直接關系到生產鏈的運轉能力和產品性能。Page8表：原絲生產過程工序設備工程溫度/℃主要反應在氧化性氣氛中施加一定的張力，在PAN基礎上形成大量環狀結構預氧化過程200-300300-400400-900900-1500>2000PAN直連發生斷裂，進行交聯反應開始熱分解反應纖維發生收縮，碳元素迅速升高高溫使得纖維內部形成發達的石墨網面結構石墨化過程資料來源:中國知網、市場研究部整理大絲束纖維成市場主流發展，技術難題有待攻克大絲束碳纖維復合材料具有更大的市場。企業選擇大絲束品種重要的目標是追求低成本和大規模工業應用，工業用碳纖維方面對碳纖維的價格更加敏感，而對碳纖維的性能要求不像航空航天和軍工要求那么高，因此，從產業升級和經濟學的角度來看，大絲束碳纖維復合材料具有更大的市場。就目前情況來看，我國碳纖維市場主要以小絲束為主，隨著近幾年工業領域對碳纖維需求量的大幅度增加，大絲束生產開始起步，企業開始著手于大絲束碳纖維的研究。圖：國內公司碳纖維企業近期研究進展資料來源:公司公告、市場研究部整理雖然大部分龍頭企業已投入大量資金積極研發創新大絲束纖維，但由于我國整體起步較晚，產品與國外有較大差距，產業鏈不完備，基礎薄弱，技術相對落后，開展大規模工業化生產還存在較多技術難題。（檢驗檢測數據支撐，給研發和生產增加了難度。大絲束碳纖維沒有相應的技術標準，大、小絲束碳纖維由于其所含碳纖維根數的不同，在浸漬環氧樹脂制備試樣時，其浸漬程度不同，對力學性能測試結果準確性有較大影響，而且測試時加載的速率及試樣儀器的設置、加強片的要求等都會對測試結果造成差異，結果會造成大絲束碳纖維力學性能測試結果與真實值之間存在較大偏差。（的化工合成和纖維的紡絲上游原絲技術不過關，國內企業在高端原絲自主研發方面實力差，還處于第二階段，而國外龍頭公司的高端原絲研發已進入第三階段，產品差異化明顯，線出來的纖維是預氧絲。另外，原絲原料的替代方面，主要思路有瀝青、聚烯烴及木質素等，目前并未有重大突破。除中簡科技的聚合物專利中有對所得紡絲原液中聚合物分子量分布進行檢測外，其他公司紡絲原液專利均未提及所得原液分子量性能參數，且大多是“能有效Page9等定性描述，且方法均為傳統的一次性聚合法，與日本東麗公司技術水平相差較大。1.1-1.3較低時，所得預碳化纖維的取向度以及致密性不充分，會導致碳纖維的股拉伸彈性模量降低。石墨化過程同理，牽伸比在1-1.05時，碳纖維性能最好。表：國內外生產碳纖維對比處理過程標準國內成果300-9001-1.05國際成果300-8001-1.3/℃/℃預氧化過程1000-18000.96-11000-20000.96-1.05石墨化過程資料來源:東麗公司、市場研究部整理（的著重點是考察制備過程中的條件均一性，環境干擾容易造成碳纖維的內部缺陷和性能下降。例如干噴濕紡的凝固浴液面波動要求小于0.05mm，牽引過程中輥的轉速恒定，摩擦力需盡量控制防止產生毛絲，凝固過程中凝固浴的水流溫度和速度需要保持恒定，預氧化和碳化過程中氣體通入排除需要爐內受溫均衡等等。不利于鋪層設計，容易出現粘連、斷絲現象，影響生產效率和產品外觀，材料性能得不到有效轉換，產品性能不穩定。由于絲束較粗，單層厚度較大，樹脂不容易浸透纖維束內部，不能夠均勻浸潤，單絲之間容易產生空隙等缺陷，成形過程中出現纖維屈曲及鋪層角度錯位的可能性增加，力學性能分散性變大，在后續的織物編織和預浸料制備過程中工藝性變差，難以滿足結構設計的要求，不利于界面粘連?；教祭w維需高效的設備處理，(大絲束(高速模經濟。預氧化過程在一定溫度梯度的熱環境下，對原絲進行較長時間熱處理，使其成為具有熱穩定性結構的纖維。生產工藝中最大的難點在于預氧化過程中容易出現集中放熱，產生失火等安全事故，造成重大損失。碳化爐高溫處理設備穩定性和可靠性不足，很難規?；瑱C械設備占比成本大，碳化爐技術缺失沒有能力生產高強高模系列。石墨化爐溫度要達到℃，而能穩定耐受這一高溫的爐體原材料受限。需求端：下游應用領域廣闊，驅動碳纖維發展碳纖維國內外需求結構差異大，國內市場進口依賴嚴重新材料在線統計結果顯示，全球碳纖維市場穩定增長，年需求總量約為萬噸同比增長年萬噸，為，預計年全球總需求將達到萬噸。經歷了年的努力，全球碳纖維的需求第一次做到萬噸以上。這說明下游需求正在不斷擴大規模，這是碳纖維復合材料產業鏈的復雜性決定的。前期對碳纖維的大力投入隨著研究端不斷產生新突破得到回報，一步步開發碳纖維行業的潛能和價值。一旦核心技術取得突破，技術難關被攻破，需求端將在短時間內將急劇擴張。Page10圖：全球碳纖維需求（千噸）資料來源:《2019全球碳纖維復合材料市場報告》、市場研究部整理年全球碳纖維市場，航空航天、體育器材、汽車、建筑補強、模塑混配等經典大需求端穩步發展，風電、壓力容器等新興領域將成為又一個驅動市場的重要引擎。全球下游需求中，風電和航空航天占比接近一半，其次是體育休閑和汽車市場。下游需求產值來看，年全球碳纖維銷售金額為億美元，同比增速為，其中航空航天下游產值占比近，風電葉片雖然需求量大，但是單價低，產值占比較低，僅為。風電葉片：年需求增速為航空航天：年需求增速為，主要是波音和空客產能增加。體育休閑：每年按照的增速穩定增長。圖：2019全球碳纖維下游需求量結構（千噸）圖：2019全球碳纖維需求產值結構（百萬美元）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,資料來源:：賽奧碳纖維技術、市場研究部整理資料來源:賽奧碳纖維技術、市場研究部整理中國碳纖維總需求已從年的千噸，增長到年的千噸，為，高于全球平均水平。年中國碳纖維總需求占全球總，預計年中國總需求將達到千噸。當前國內碳纖維仍年國內產量為國內產量已經連續兩年增速超過年國內產量將超過進口量。Page圖：中國碳纖維需求量（噸）資料來源:賽奧碳纖維技術、市場研究部整理，其次是風電葉片占比為范圍內的占比。2019年國內風電葉片市場高速增長拉動了行業需求增長，年風電市場消耗碳纖維萬噸，同比增速達到，其中國產風電葉片碳纖維約萬噸碳纖維基本都來自進口的維斯塔斯企業。除此之外，航空航天工業碳纖維仍處于起步階段，未來空間巨大。圖：中國碳纖維下游需求結構（噸）電,,,,,,,,,,,,資料來源:賽奧碳纖維技術、市場研究部整理國內碳纖維進口依存度仍在3韓國公司主要供給小絲束碳纖維，優越的核心技術和品牌效應幫助企業牢牢穩固在全球市場前茅。年中國的小絲束市場容量大約有產噸。爾泰克體系提供了大約噸主要也集中在大絲束市場。國內市場需求大絲束市場大約有噸，其中國產噸，幾乎以上是進口需求。經過對比國內市場需求量和需求額，分析向中國銷售碳纖維及中間制品（預浸料Page12明顯高于國際價格。圖：2019年中國碳纖維需求量來源占比圖：2019年中國碳纖維需求額來源占比土耳其匈牙利3.5%2.9%土耳其其他進口2.1%6.6%英國4.0%匈牙利其他進口3.4%3.2%日本27.8%英國3.7%墨西哥3.8%中國大陸31.7%韓國5.5%韓國4.5%墨西哥6.5%美國7.3%美國12.0%中國臺灣15.0%中國大陸25.5%日本20.3%中國臺灣10.7%資料來源:賽奧碳纖維技術、市場研究部整理資料來源:賽奧碳纖維技術、市場研究部整理航空航天：更新換代，啟用碳纖維新型材料航天航空是碳纖維全球最大的需求市場，年需求量為萬噸，全球占比預計到年需求量將翻倍達到萬噸。具體來看，商用飛機需求貢獻最大，年達到萬噸，占比約。年三大因素對該應用市場有二是新的單通道飛機平臺，是否會同雙通道飛機、一樣，廣泛地使藝。圖：全球航空航天領域碳纖維需求量（噸）圖：2019年全球航空航天碳纖維市場需求結構（噸）通用無人,,,,440,650,,,,資料來源:賽奧碳纖維技術、市場研究部整理資料來源:賽奧碳纖維技術、市場研究部整理國內航空航天碳纖維領域處于起步階段，年國內需求量僅為到國內總需求的力。航空領域應用包括軍機和民機兩個市場。該市場的特點是產品主要采用熱壓罐成型（占維在航空航天領域擴大應用的驅動力。航空航天領域碳纖維技術含量極高，精密度要求也非常高，產品價格也顯著高于平均水平，國內正在加大研發生產。國內的主要研究項目是大型民用飛機，以及正在與俄羅斯合作研制寬體客機，前者復合材料用量占結構Page13質量分數的，后者預計不少于。若進入批生產后，碳纖維需約2。目前國內主要依靠赫氏和東麗兩家巨頭企業進口碳纖維。圖：民用飛機資料來源:百度百科、市場研究部整理風電市場：潛力巨大，碳纖維作葉片提高發電效率年風電度電成本的降5以上，僅在至年期間，新建海上風電的價格就下降了三分之一。年全球市場的風電新增裝機容量為，較年新增，成為史上新增比例第二的年份，僅次于年新增63.8GW。圖：全球2019年新增風電裝機容量（單位：）020152016201720182019資料來源:《全球風電發展報告2019》、GWEC市場研究部預測年全球風電裝機總容量超過，較年增長。其中，中美兩國是全球最大的陸上風電市場，分別占據了36.8%和的份額。英國、額，中國緊隨其后，占據的份額。由此可見，我國在新能源風力發電的發展十分迅猛，國內風電市場大。Page14圖：全球風電陸上裝機總容量比例圖：全球風電非陸上裝機總容量比例其他15.8%意大利2.0%加拿大2.0%英國中國36.6%2.0%巴西3.0%法國3.0%西班牙4.0%印度5.9%德國8.9%美國16.8%資料來源:《全球風電發展報告2019》、GWEC市場研究部預測資料來源:《全球風電發展報告2019》、GWEC市場研究部預測風電已經越過了世界上大多數地方化石燃料發電成本的競爭臨界點。據統計，風電葉片尺寸迅速發展，到米逐步增長到米，預計未來葉片尺寸還將進一步增大到米甚至更高。風輪直徑擴大，必然導致葉片剛度下降，更加容易變形。原有鋼鐵材料做成的大葉片質量非常大，當風力發電葉片轉動時，摩擦力非常大，容易造成葉片損耗，不利用發電效率。在控制質量的前提下，提高葉片剛度，碳纖維（主要是大絲束碳纖維）作為質量輕、強度高、模量高的新型材料在風電葉片領域的應用必將進一步提升。圖：風輪直徑擴大的趨勢資料來源:GE、市場研究部預測是全球領先的風電設備制造巨頭，經過研發創新，在大梁結構上采用了革命性的創新設計，將從前作為整體成型的主梁主體受力部分拆分為拉擠梁碳纖維為主要材料的碳梁應用前景廣闊。Page15表：風電葉片大梁的制備工藝項目/碳纖維浸料碳纖織物碳纖板材真空袋壓成型蒙皮、梁帽、葉根資料來源:《國產碳纖維在風電葉片產業中的機會》、市場研究部預測年將是風電發展創紀錄的一年，預測將有的新增容量，其GWEC5年的年均增長率為。風電市場的蓬勃發展成為碳纖維市場的重要驅動力，國內碳纖維供應商如光威復材與的合作已于年開始，標志著碳纖維的需求又將實現長遠的進展。新能源汽車：應運而生，碳纖維是最理想的輕量化材料新能源汽車成為碳纖維下游應用的中流砥柱。各大車企爭相布局新能源汽車，萬輛、累計產銷量超過年，中國新能源汽車年銷量要達到汽車市場需求總量的，市場前景廣闊。2019年我國新能源汽車總計生產量的年下滑年1-6月中國新能源汽車產量達到萬輛，同比下降。圖：新能源汽車2012-2020H1產量統計圖：新能源汽車2012-2020H1銷量統計新能源汽車產量（萬）新能源汽車銷量（萬）增長率140120100400%350%300%250%200%150%100%50%140400%350%300%250%200%150%100%50%12010000-50%-50%資料來源:中國汽車工業協會、前瞻產業研究院、市場研究部預測資料來源:中國汽車工業協會、前瞻產業研究院、市場研究部預測在年3月表示將穩定和擴大汽車消費的政策建議，督促各地區加快出臺刺激汽車消費的政策措施；并且調整新能源汽車政策，進一步推動汽車產業協調健康發展。疫情結束后我國新能源汽車市場份額在汽車行業整體中的占比有望提升。年月程學會編制的《節能與新能源汽車技術路線圖》正式發布，明確新能源汽車作為未來汽車行業發展方向的必要和必然性，更是確定了汽車輕量化作為七大領按高強鋼、鋁合金、鎂合金和碳纖維復合材料的順序逐步過渡的輕量化技術總3個方面闡述了年整體比的輕量化規劃，足見輕量化技術在新能源汽車開發中占據了舉足輕重的地位。實現輕量化歸根到底需要車身的材料輕量化，而碳纖維增強復合材料是最理想的輕量化材料。迄今為止碳纖維綜合性能最好，并能在工程上應用，替代鋼材Page16可減重以上。碳纖維復合材料制造汽車車身和底盤，汽車整車的重量可以40%-60%，相當于鋼結構的1/3-1/6，拉伸輕度是同類鋼結構的7-8倍。以碳纖維復合材料為結構的汽車不僅在整車質量上減小6%-8%的燃油效率，達到節能減排的目的。表：汽車企業碳纖維應用發展情況項目工藝/Z-9、Z-22全碳纖維承載式車身總質量只有112.2kg碳纖維復合材料用于車身的比例高達45%采用了整體成型碳纖維復合材料上車體德國大眾汽車“2LCC1研究純電動汽車ARCFOX-1車殼材質全部采用碳纖維材料，29個碳纖維復合材料零部件總質量僅為46.7kgK50資料來源:公開資料、市場研究部預測碳纖維在燃料電池方面的應用也有極大優勢。目前燃料電池汽車的復合壓縮天然氣以及氫氣瓶需要碳纖維優良的耐高溫、抗沖擊性能。電池箱體是電池模塊的承載件，電池模塊需要通過它連接到車身上。其次，動力電池一般安裝在車體下部，考慮到電池模塊的工作環境，電池箱體需要具有對模塊的防護功能，需要考慮模塊的防水防塵以及道路環境對電池箱體的腐蝕，同時電池箱體考慮承受車輛運行過程中的振動和沖擊等。表：碳纖維電池箱加工工藝工藝RTM優勢適用零件批量大生產適用零件批量大生產真空輔助成型（VARI）資料來源:挪恩復材、市場研究部預測在鋪層設計方面，電池箱體的碳纖維編織布可采用—和—兩種織布混合的方式，共層碳纖維平紋織布加樹脂的設計。同時由于電池模塊需要通過電池箱體連接在車體上，電池箱體在連接處采用了金屬緊固件進行連接，這些緊固件部分采用埋入方式，通過控制埋入的深度使連接處能夠承受較高的拉伸強度；部分緊固件和碳纖維本體之間采用結構膠粘結在一起。電池箱是新能源汽車的心臟，高性能的電池箱在任何類型的新能源汽車都是不可或缺的。碳纖維復合材料可以滿足動力電池箱的要求：高強度、輕量化以及優良的耐腐蝕性。隨著新能源汽車的需求和產能不斷提高，電池箱這樣的重要部件需求自然隨之增長。作為碳纖維行業的下游需求端，新能源汽車必將帶動碳纖維長足發展。體育休閑：發展穩定，著重控制成本克服同質化問題體育休閑領域是碳纖維最早應用的領域之一。碳纖維復合材料質量輕、比強度和比模量高、疲勞強度大、阻尼性能好，相比其他工業，碳纖維的破損安全性能好，設計自由度大，作為體育器材不會傷害人體，并能最大限度地發揮使用效果。2019年全球體育領域的碳纖維復合材料需求達到千噸，占總需求的，相比年的9千噸增長了化為控制成本端以提高利潤的戰略思路，市場趨于飽和，碳纖維單價較穩定。早在年代，碳纖維就被應用于釣竿的制作，現在，在體育休閑領域，碳纖維主要用于釣竿、高爾夫球桿、網球拍等產品的制作。碳纖維復合材料的比強度愈高，構件自重愈小；比模量愈高，構件的剛度愈大。因此充分利用碳纖維復合材料的特性，可提升諸多體育項目的成績。Page17表：碳纖維在體育用品的應用項目/體育用品優勢碳纖維撐竿可以保證撐竿既柔韌結實又不會斷裂或扭結，它可將運動員持竿快速助跑的動能部分轉變成撐竿的彈性變形能，當撐竿被壓彎到最大弧度后，這部分彈性變形能再釋放出來，轉變成運動員的勢能，幫助運動員騰空躍起，飛越橫桿。高爾夫球桿頭重桿輕便于提高揮桿速度，可使球獲得較大的初速度。碳纖維復合材料具有高阻尼特性，可使擊球時間延長，球被擊得更遠?？梢猿惺鼙饶举|拍框更強的網線拉力，以保證擊球時不變形。減振阻尼性好的碳纖維復合材料，在賦予運動員舒適感的同時也使網球獲得了較大的初速度。提高弓和箭的比彈性，由碳纖維復合材料制作的弓臂(弓片kgHun2的彎曲應力，賦予箭最大的初速度和最遠的射程。碳纖維復合材料的耐疲勞特性是玻璃鋼和金屬材料所無法比擬的。賦予了車體良好的剛性和減震性能，車體重量進一步下降，騎乘舒適性更好。資料來源:市場研究部預測體育休閑市場國際競爭激烈，行業發展階段已經從最初的技術競爭進入了成本競爭，要求企業需要在成本控制端上下功夫。體育休閑領域屬于民用領域，對于性能要求不如航空航天高，并且體育類的產品都有一定的可替代性，目前的行業進入壁壘較以前更低。T300-T700級別碳纖維，但低端碳纖維的生產線容易出現重復建設率高、同質化嚴重的問題。據賽奧碳纖維技術發布的報告，年相比于航空航天大多都在元/kg領域的碳纖維售價僅僅在元/kg產但進口量遲遲無法下降，其中一個很大的原因是國產碳纖維價格高，產能不達標、生產效率低，下游成本高于加過關稅后的進口碳纖維成本。Page18供給端：日美龍頭優勢明顯，國產企業需迎頭趕上全球碳纖維產能擴張，國內市場供不應求在年，全世界產能增速較前幾年有所下滑，預計本年全球運行產能為154.9千噸。這是由于世界龍頭企業的擴產計劃紛紛在年或者年年中達成，符合上升企業的發展規律，例如卓爾泰克在匈牙利增產噸的計劃以及美國龍頭企業赫氏公司的擴產計劃均在今年達成。從全球產能分區域份額圖來看，美國、日本依舊領跑全球，在行業中占據舉足輕重的地位。大陸地區緊隨其后，達到左右的份額。世界碳纖維份額的競爭，充分反映該區域的綜合投資水平。美國地區綜合投資環境較好，地廣人稀，具有生產要素優勢，產業鏈生態完備，其主要困境在于人工，碳纖維行業需要高精尖技術人才，生產線上也需要訓練有素的員工。日本的投資環境、生產要素低于世界平均水平，但該區域企業擁有頂尖的技術以及研發手段，利用價格優勢仍然能夠領跑全球。中國的投資環境處于全球中等水平，在人工上占有巨大優勢，主要困境在于技術研發，產品還有大量提升空間。圖：2019全球碳纖維運行產能區域占比西班牙匈牙利德國資料來源:《2019全球碳纖維復合材料市場報告》、市場研究部預測年全國碳纖維理論產能為需求的，供應量比年增長了/產能比為，該數據比去年增長個百分點，與國際的平均水平仍有差距。結合國內總需求千噸的數據，可以明確得到：年中國碳纖維市場的總體情況是供不應求。他山之石——國際龍頭的成長之路目前全球碳纖維生產主要集中在日、美、德、中、韓等國。其中日本、美國供給頭部市場比例遠超其他國家或地區，兩者作為碳纖維研發的領軍者，發展較早，工藝技術完備，產品性能好，出品率高，在下游應用端擁有品牌效應。在小絲束范圍里，日本碳纖維產業排名首位，掌握主要話語權，與高精尖科技如航空航天領域聯系緊密，正逐步開拓新能源汽車市場。而美國碳纖維產業在大絲束研發中取得突破性成果，憑借自身地理、技術以及應用優勢，吸引大量Page19圖：國際小絲束碳纖維產能占比圖：國際大絲束碳纖維產能占比東麗（日）SGLAKSA藍星（中）東邦（日）東麗（日）9.0菱（日）三菱（日）資料來源:賽奧碳纖維、市場研究部預測資料來源:賽奧碳纖維、市場研究部預測東麗（）航空等高端領域站穩腳跟。最初東麗碳纖維主要適用于釣魚竿、高爾夫球桿等年研究實現了碳纖維在波音承力結構的應用，這使得東麗迎來了噸級別的需求及量產。進入世紀結構質量的，推動東麗擴大到萬噸級別的量產，將東麗從長期虧損的泥潭中挽救出來，幫助其穩固行業龍頭的地位。圖：東麗碳纖維發展史資料來源:東麗官網、市場研究部預測在深度參與波音復合材料研發與批產過程中，東麗公司依靠其深厚的航空領域背景，成功走出了一條碳纖維的產業化之路。其背后主要有以下幾點優勢：T300目前國產同類碳纖維；包括成本和工藝性樹脂、預浸料以及原絲，在生產過程中提高了優質碳纖維的出品率；東麗公司在波音長期駐有幾百名技術人員，給予碳纖維應用指導，實時反東麗公司有足夠承受長期虧損的財力(碳纖維只是東麗集團的一小部分)和承受外界壓力包括董事會成員)的能力。Page20赫氏（）赫氏成立于45年的經驗，擁有廣泛的認證。赫氏生產范圍廣泛的高性能碳纖維，用于一般工業以及航空航天，是美國軍用碳纖維的領先供應商。他們擁有大絲束纖維的高超研究成果，產量居全球首位。圖：赫氏公司工業、商業飛機銷額（百萬美元）圖：赫氏公司商業飛機銷額（百萬美元）180016001400120010008006004002000商業飛機銷額調整后營業利潤25002000150010005000201420152016201720182019201420152016201720182019資料來源:赫氏官網、市場研究部預測資料來源:赫氏官網、市場研究部預測公司自建立起至的側重起伏不定，從年起公司進入盈利穩定期，參與大型軍民飛機項目后才實現長期持續增長。圖：赫氏公司民用飛機發展歷程資料來源:赫氏官網、市場研究部預測赫氏公司的碳纖維產業之路主要依靠投入大量資本，提升產業規模。大絲束纖維在工業中需求很高，且精密程度要求比航空領域低，同時價格也略低。赫氏年底，赫氏正式在法國開設新的碳纖維生產線，提高了公司全球產能，同時年第一季度推出平方米的研發中心，支持高性能復合材料的創新，并繼續擴大其在用于航空結構應用的復合材料方面的市場份額。Page21國內新興企業快速發展，產業前景任重道遠我國從年代開始研發聚丙烯腈基碳纖維，起步落后于歐美日本。研業發展興起，國家大力扶持，碳纖維復合材料領域技術水平和產業化程度加速發展，奮起直追，進入前所未有的新階段。圖：2019年國內產業碳纖維產能（單位：噸）70006000500040003000200010000資料來源:賽奧碳纖維、市場研究部預測目前國內碳纖維行業仍處于初級階段，競爭不充分，熟練掌握核心技術并能使起生產規模化的企業相對較少。加之國內碳纖維產能利用率不足，碳化單線能力僅噸/年，遠低于國際標準噸/年，缺少國際競爭優勢。國內行業領軍碳纖維上市公司為光威復材、中簡科技、精功科技。上述三家公司均屬于國內碳纖維行業國產企業的領跑者，在產品性能、生產線設備、核心技術三方面具有大優勢。光威復材主打GQ系列，針對T300的小絲束纖維，中簡科技著重研究T700的大絲束纖維，而精功科技主要產品是千噸碳纖維成表：上市公司產品技術對比公司名稱主營業務主要產品技術水平GQ3522T300GQ4522T700QM4035M40J級碳纖維工程化生產的關鍵設備與技術；QM4050型碳纖維（M55J承擔國家科技部“863”計劃項目。產與銷售的高新技術企業。規?；a碳纖維新高為系列碳纖維；主要收入和利潤來自GQ3522。ZT7T700ZT8T800產品性能達到科技部“863”項目指標；ZT9系列碳纖維研發產品已通過第三方取樣和北京航空航天大學檢測，性能水平達到T1000/T1100級；在高模高強碳纖維方面，碳纖維具備穩定生產能力，M55J和M60J2017年通過北京航空航天大學檢測。從事高性能碳纖維及相關產品研技術企業。公司收入和利潤主要來自于規?；a的產品ZT7系列碳纖維。主要從事碳纖維復合材料裝備、、機器人智能裝備等高新技術產品公司收入和利潤主要來自于千噸碳纖維生產線以及碳纖維石墨化生產。術公司合作完成，聯合數十年終于得到成果。有效付款1米的碳纖維石墨化生產研究出突破性成果。與大啊公司簽訂了大絲束碳纖維的研發合同。資料來源:《中簡科技招股說明書》、公司公告、市場研究部預測市場地位高：上述三家公司的碳纖維及碳纖維產品在質量指標的達標性和工程化生產的穩定性方面，在市場化競爭中脫穎而出，成為航空某型號產品指定供應商，其中中簡科技的大絲束纖維在此型號應用示范效應的牽引下，已迅速完成在其它七個型號的推廣應用，成為國內諸多碳纖維企業中極少數能夠依靠碳Page22纖維產品盈利的企業之一。成本端優勢大：近期受到國外領先企業的傾銷打壓，國內碳纖維企業生存面臨巨大壓力，大部分企業處于虧損狀態，該行業內的企業只有憑借先進的生產技術和自主設計的國產化設備，控制成本。人工及廠房方面在國內具有明顯的成本優勢，正在建設的募集資金投資項目以及后續擴產計劃的實施，將進一步降低生產成本，提高核心競爭力，鞏固和拓展自己企業在國內航空航天高端領域及民用中高端市場的領先地位。客戶黏性高：上述公司主要客戶為大型高科技企業，其中中簡科技和光威復材主要服務于航空航天企業，該類企業資金實力雄厚，信譽良好，且與上游公司保持長期的合作關系。航空航天產品需要經過立項、方案論證、工程研制、定型等階段，一旦定型批產，所用原材料、零部件一般不能輕易更換。通常情況下，航空航天產品使用周期較長，確保了公司高性能碳纖維產品在航空航天領域的市場地位。與此同時，公司依靠自身強大的技術創新能力，不斷研制更高性能的碳纖維產品，以滿足客戶不斷增長的新型號需求，進一步增強客戶粘性以及交易的可持續性。Page23龍頭企業分析碳纖維產業鏈可以分為上游聚丙烯腈等原材料、中游碳纖維制造和下游碳纖維復合材料應用。上游主要上市公司有：中國石化、東華能源、衛星石化和萬華化學等；中游碳纖維上市公司有：光威復材、中簡科技、恒神股份、吉林化纖、上海石化、精功科技等；下游碳纖維復合材料上市公司有：金發科技、雙一科技、國恩股份、沃特股份、中廣核技、方大炭素、上緯新材（已過會）等。（以上相關上市公司僅為產業鏈梳理盤點列示，不作為投資評級建議）光威復材（300699.SZ）威海光威復合材料股份有限公司專業從事碳纖維及復合材料的研發、生成與銷售的高新技術企業。公司發展落腳于高端裝備設計制造技術，建立了從碳纖維到復合材料制品的完整產業鏈。公司主要布局于國防軍工及民用領域，是國民經濟的重要戰略物資。表：光威復材核心技術研究歷程年份研發2014年2016年2017年對風電碳梁進行技術攻關VESTAS裝機試驗，開始批量供應VESTAS公司碳梁業務實現收入2.65.2的角度看，公司2018年碳梁生產線僅為條，對應約450萬米/年碳梁產能2018年2019年上半年公司將自身產能提升至條；下半年，公司公告碳梁生產線進一步擴產資料來源:公司公告、市場研究部預測公司致力于緊密聯系下游企業，確定大客戶訂單，提高客戶黏性。大合同對公司業績增長十分重要，公司通過長期大額合同確保未來收益，增強穩定性。公司還在中美洲、歐洲布置了風電碳梁業務，其中中美洲業務占碳梁業務的四成左右，目前受疫情蔓延影響，近期會存在推遲發貨情況。公司目前擁有三個在建項目，其中公司與內蒙古包頭市九原區人民政府、九原工業園區管理委員會以及維斯塔斯風力技術中國強公司與的深度合作，借助包頭市資源，拓展銷售渠道。圖：光威復材2012-2019年營業總收入（萬元）圖：光威復材2012-2019年歸母凈利潤（萬元）200,000180,000160,000140,000120,000100,00080,00060,00040,00020,000060%50%40%30%20%10%60,00060%40%20%營業總收入增長率歸母凈利潤增長率50,00040,00030,00020,00010,0000-20%-40%-60%-80%-10%2012201320142015201620172018201920122013201420152016201720182019資料來源:Wind市場研究部預測資料來源:Wind市場研究部預測Page24中簡科技（300777.SZ）公司是生產高性能碳纖維及碳纖維織物的高新技術企業，公司自成立以來專注ZT7系列碳纖維產品已批量穩定生產規模，可應用于航空航天領域。近年來，公司業績穩步增長，綜合毛利率維持在較高水平，年度實現的毛利率較上年度上升個百分點，主要原因為：公司產品銷售價格較為穩定，