k1体育·(中国)官方网站研究报告丨新材料系列研究之碳纤维日本东丽是目前国际上碳纤维的主要生产商，引领全球碳纤维产品与技术，国内企业直到最近10多年才开始掌握了东丽公司在上个世纪60年代就已经研发出的工艺，而且就同样规格的产品来说，国内产品在具体的指标上依然落后于国际领先水平。从这个意义上来说，碳纤维技术壁垒高，而国内产品落后太多是不争的事实。

　　国家政策重点支持碳纤维产业发展，《“十三五”材料领域科技创新专项规划》明确提出大力发展高性能碳纤维与复合材料，明确其对于国家航天航空、轨道交通等重大产业发展的巨大意义。从2008年开始，国内资本开始重新投资碳纤维产业，但是迄今整体收效并不明显。目前截至2016年底，中国地区有24家碳纤维生产企业，年生产能力近2万吨，但是实际产量不足5000吨。

　　从需求端，随着碳纤维生产成本的下降，下游应用从高端领域向中高端迁移，带来应用市场规模的稳步增长，但是需求增长的过程是相对缓慢的；从供给端，我国24家碳纤维企业号称总年产能接近2万吨，但是总产量不足5000吨，我国碳纤维依然严重依赖进口，随着国内企业研发投入带来产品性能和工艺稳定性的提升，进口替代空间巨大，应该是国内碳纤维企业未来发展的主要方向。

　　光威复材是A股第一家专注碳纤维及其相关产品研发与生产的上市公司，中简科技目前处于IPO报材料阶段，而江苏恒神则已于2015年挂牌新三板，但是至今仍然面临较大程度的亏损。作为国家重点支持的新材料和高新技术产业，我们认为高性能碳纤维的国产化只是时间问题，关注相关上市公司和龙头企业的研发推进和市场开拓进展。

　　风险提示：成本下降速度不达预期导致下游应用拓展较慢；国外技术封锁持续导致国内自主研发进展面临瓶颈

　　碳纤维是指通过将有机母体纤维经过高温（1000℃-3000℃）、惰性气体保护下，以高温分解与碳化的方式形成含碳量在90%以上的一种无机高分子材料。其有着优秀的力学性能， 虽然其比重只有钢材的四分之一，但其抗拉伸强度可达到钢的7倍以上，并且其有着巨大的耐高温性能，在2000℃并运用惰性气体对材料进行保护环境下，碳纤维是目前已知所有材料中强度唯一不下降的材料，碳纤维的优势是钢以及其他合金金属无法比拟的。

　　从碳纤维的发展历程来看，全球第一款现代意义的碳纤维产品是美国科学家1959年研发的“T hormei-25”粘胶基碳纤维，同年日本科学家发明了全球第一个聚丙烯晴基碳纤维，1967年日本东丽研制成功了T300聚丙烯晴基碳纤维，也就此奠定了公司在碳纤维领域的行业地位，随后的1969年，日本东丽公司又率先研发出了特殊单体共聚而成的PAN基碳纤维原丝，生产出当时最高模量和强度的碳纤维。日本企业在上个世纪80年代先后研发出了T800、T1000等高性能碳纤维，迄今仍然将高性能碳纤维的技术牢牢掌握在自己手中。

　　我国碳纤维行业其实从上个世纪60年代就开始有研究和生产，但是因为产业基础薄弱、技术推进缓慢等原因，目前已经大幅落后于日本等先进水平。尽管在2008年前后不少工业企业涌入碳纤维行业，但大多数企业在关键技术上无任何突破，工艺品质稳定性不足，导致“有产能，无产量”的现象出现；目前我国碳纤维材料仍然严重依赖进口。截至2016年底，中国地区有24家碳纤维生产企业，年生产能力近2万吨，但是实际产量不足5000吨。

　　碳纤维按照原丝类型分类可分为聚丙烯腈（PAN）基、沥青基和粘胶基等，按照按照制造条件和方法可以分为碳纤维（800-1600℃）、石墨纤维（2000-3000℃）、活性碳纤维以及气相生长碳纤维等；目前一般都按照其力学性能进行分类，包括高强型（GQ）、高强中模型（QZ）、高模型（GM）、高强高模型（QM）等，因为碳纤维的应用主要是因为其优良的力学性能。也有时会按照丝束大小划分为小丝束和大丝束，通常将24K及以下的称为小丝束碳纤维k1体育，主要应用于国防军工等高科技领域，以及飞机、导弹、火箭、卫星k1体育、渔具、网球拍等；将48K以上碳纤维称为大丝束碳纤维，主要应用于工业领域如纺织、机电、土木建筑、交通运输和能源等。

　　工艺复杂，成本较高。碳纤维制备经历了从原料到原丝再通过碳化和复合的全过程，才能最终应用于下业。碳纤维的制备工艺相对复杂，对设备、工艺精度的要求很高，其成本高昂与其技术壁垒和制造成本也息息相关。

　　随着各类应用场景对材料性能要求的提升，尽管碳纤维成本高昂，它的应用领域也在不断扩展，从过去主要应用于航空航天等要求苛刻的场景，到汽车、风电等新场景，碳纤维的应用范围还在不断扩展。

　　从我国碳纤维的应用来看，由于我国航天航空工业仍欠发达，航空航天并不是碳纤维最主要的应用，体育休闲是最重要的应用场景之一，但是工业级的应用也在不断增长。

　　事实上，作为一种材料，碳纤维的性能也并不完美：首先它的耐磨性比较差，在实际使用时都需要有其他材料作为保护层；其次它的抗剪性能比较差，应用过程中需要考虑实际受力状况。在具体的应用中，一般都要和其他材料一起加工制备成符合一定性能要求的复合材料。

　　碳纤维价格昂贵k1体育，限制其应用拓展：相比于钢材等传统材料，碳纤维价格昂贵是不争的事实，因此下游应用要考虑具体的性价比。尽管没有非常明确的市场价（订单制，往往是商业合同形式），对应东丽T300及同等性能产品，原丝售价约40元/公斤，碳纤维约180元/公斤，预浸料约600元/公斤，民用级的复合材料售价约在1000元/公斤，汽车复合材料约3000元/公斤，而航空复合材料则约8000元/公斤（数据来源：江苏恒神公开资料）。

　　具体应用的拓展还是要看性价比，目前碳纤维在航空航天之外领域的应用主要集中在高端领域，因此市场规模仍然偏小。汽车是一个庞大的市场，但是出于成本考虑，目前真正使用碳纤维材料的只有极少的高端车型。

　　（1）从需求端，随着碳纤维生产成本的下降，下游应用从高端领域向中高端迁移，带来应用市场规模的稳步增长，但是需求增长的过程是相对缓慢的；

　　（2）从供给端，我国24家碳纤维企业号称总年产能接近2万吨，但是总产量不足5000吨，我国碳纤维依然严重依赖进口，随着国内企业研发投入带来产品性能和工艺稳定性的提升，进口替代空间巨大，应该是国内碳纤维企业未来发展的主要方向。

　　目前A股纯正碳纤维标的是光威复材，稳定量产型号为GQ3522（可比东丽T300），其他高性能的型号还在试验当中，2016年总收入超过6亿元，毛利率60%左右，正在申报IPO的中简科技主要生产ZT7（可比东丽T700）型号的碳纤维，2016年产能50吨，产量超过45吨，销售收入1.5亿元，毛利率超过67%；新三板上市公司江苏恒神目前能够稳定生产型号HF10（可比T300），公司仍然处于亏损状态。

　　▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼▼

　　▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲