全球及中國陶瓷基復合材料（CMC）行業現狀及前景分析周泉周泉2023-04-2116:07一、陶瓷基復合材料綜述復合材料是由兩種或兩種以上異質、異形、異性的材料復合形成的新型材料。按用途可以分為結構復合材料和功能復合材料。按組成材料分，分為金屬基復材（MMC）和非金屬基復材，其中非金屬基復材分為聚合物基復材（PMC）和陶瓷基復材（CMC）。復合材料分類復合材料分類資料來源：公開資料，產業研究院整理陶瓷基復合材料（CMC）是以陶瓷為基體與各種纖維復合的一類復合材料，在繼承單相陶瓷耐高溫的優點基礎上，通過增韌機理設計，達到增加材料韌性的目的，有效解決了陶瓷的脆性問題，在航空、航天、國防等領域得到廣泛應用。陶瓷基復材組合及性能情況陶瓷基復材組合及性能情況資料來源：公開資料，產業研究院整理二、陶瓷基復合材料產業鏈從產業鏈來看，上游原材料主要包括增強纖維、界面層和陶瓷基體，其中陶瓷基體包括非氧化物基體、氧化物基體材料、玻璃陶瓷基體；增強纖維主要有碳纖維、碳化硅纖維、氧化物纖維等；界面層主要包括熱解碳界面層（PyC）、BN界面層和復合界面層。下游應用市場主要包括航空發動機、剎車系統、高溫連接件、光學反光鏡等，其中CMC材料在航空/火箭發動機中主要應用于非轉子組件的熱端部件。陶瓷基復合材料產業鏈陶瓷基復合材料產業鏈資料來源：公開資料，產業研究院整理具體從下游應用來看，CMC材料應用領域包括航空航天、國防、能源與電力、電路與電子等，其中航空航天領域的應用發展較快，2021年占全球份額的36%以上，其次是國防、能源與電力、電路與電子等領域。2021年全球陶瓷基復合材料下游應用領域占比情況2021年全球陶瓷基復合材料下游應用領域占比情況資料來源：StraitsResearch，產業研究院整理相關報告：產業研究院發布的《2023-2028年中國陶瓷基復合材料行業市場發展現狀及投資策略咨詢報告》三、陶瓷基復合材料行業現狀分析從全球CMC材料市場規模來看，根據StraitsResearch數據，2021年全球陶瓷基復合材料（CMC）市場規模為30.6億美元，并預計將在2030年達到90.4億美元，期間年復合增長率為12.79%。2021-2030年全球陶瓷基復合材料市場規模及增速2021-2030年全球陶瓷基復合材料市場規模及增速資料來源：StraitsResearch，產業研究院整理從地區來看，目前北美地區在CMC材料的國際市場中占據最大份額，其CMC材料收入占全球總收入的44.9%以上。推動北美CMC材料需求的重要因素包括來自航空航天裝備制造商的需求和投資、以及為升級國防裝備與政府機構的合作。與此同時，預計亞太地區將以較快速度發展，主要受益于航空航天和國防工業不斷增長的需求和對新型技術發展的持續投入。2021年全球陶瓷基復合材料市場份額地區分布情況2021年全球陶瓷基復合材料市場份額地區分布情況資料來源：StraitsResearch，產業研究院整理需求量方面，據數據顯示，2020年全球陶瓷基復合材料市場需求為2400噸，預計到2026年全球市場規模將達到4900噸；國內方面，我國“十四五”期間內對陶瓷基復合材料的需求量將達100噸/年，且未來10年僅航發市場對CMC的需求將遞增10倍。2020-2026年全球及中國陶瓷基復合材料需求量情況2020-2026年全球及中國陶瓷基復合材料需求量情況資料來源：B&S，產業研究院整理四、陶瓷基復合材料行業競爭格局根據相關資料顯示，在連續纖維增韌陶瓷基復合材料研究及增強體纖維制備方面，日本企業領跑。日企業在連續纖維增韌陶瓷基復合材料的研究上處于世界前列，再增前提纖維的制備方面具有壟斷地位。目前，國外能夠實現碳化硅商業化出售的公司只有日本碳素公司（Nicalon系列）、日本宇部公司（ZMI和Tyranno系列）、美國道康寧公司（Syramic纖維）和NASA（Syramic-iBN纖維）。美國GE公司已經大量使用日本碳素公司的Nicalon纖維制備SiC/SiC導向葉片以及渦輪外環等部件，應用于其商業化的發動機中。全球陶瓷基復合材料主要增強纖維產品介紹全球陶瓷基復合材料主要增強纖維產品介紹資料來源：公開資料，產業研究院整理目前國內的北京航空航天大學和南京航空航天大學在CMC渦輪葉片方面的研究較多，并且主要集中的數值模擬方法和性能考核等方面。校企合作方面，火炬電子與廈門大學較早進行科研合作；國防科技大學與蘇州賽菲、寧波眾興新材展開合作；西安鑫垚依托西北工業大學陶瓷復合材料工程中心發展等。火炬電子是國內主要專業從事陶瓷電容器研發、生產、銷售和技術支持的企業，擁有多項具有知識產權的核心技術，是國家高新技術企業，公司核心產品包括“火炬牌”陶瓷電容器產品，“濕法淋幕工藝”等，產品在航空航天、通訊、電力、汽車等高端領域廣泛應用。從公司經營情況來看，2022年火炬電子實現營業總收入35.59億元，凈利潤為8.02億元，其中陶瓷材料業務營收1.009億元，占比僅為2.84%，隨著火炬電子CASAS-300特種陶瓷材料產業化，業務營收占比將持續提升。2014-2022年火炬電子營業總收入及凈利潤情況2014-2022年火炬電子營業總收入及凈利潤情況資料來源：公司公告，產業研究院整理五、陶瓷基復合材料行業發展前景在航天領域，CMC材料大量應用在發動機殼體、導彈彈翼、彈頭、航天飛機艙門、太陽能電池帆板、天線等部件上。作為近十多年來發展迅速的新型復合材料，CMC材料具有高熔點、剛度、硬度和高強溫度，抗蠕變，疲勞性能好等特點，在航天領域一直被廣泛采用，大量應用在發動機殼體、導彈彈翼、彈頭、航天飛機艙門、太陽能電池帆板、天線等部件上。尤其是作為高溫結構材料，CMC材料在航天飛行器需要承受極高溫度的特殊部位的使用具有很大的潛力，未來幾年全球市場對CMC材料的需求將會以較快的復合增速持續提升。同時，