碳纤维是一种高强度、高模量的高性能纤维材料，碳纤维密度不到钢的1/4、强度是钢的5-7倍，广泛应用于航空航天、能源装备、交通运输、体育休闲等领域。经过多年的研发和约十年的产业化建设，我国建立起了自己的碳纤维技术体系和较完整的碳纤维产业，初步形成了产业化的碳纤维研发与生产平台，逐步打破了日、美长期的技术封锁和市场垄断局面。
一、国内外碳纤维行业发展概述
全球碳纤维产业“三强争霸”
早期碳纤维可以追溯到19世纪末期，20世纪中叶发达国家投入大量人力和物力研究碳纤维，在军用航空航天领域实现了应用，此后日本大阪工业研究所发明了PAN纤维制造碳纤维的方法，各种碳纤维制备技术相继涌现。进入21世纪以来，碳纤维生产工艺技术已经成熟，随着碳纤维应用领域的扩大，碳纤维的市场需求急剧增加，碳纤维产业日趋成熟。
从全球碳纤维产能分布来看，2017年全球碳纤维理论产能约达到15.1万吨，美国、日本和中国大陆理论产能分列前三位，总体来看，产能分布格局保持稳定态势。从产量分布情况来看，碳纤维的生产主要集中在日本、美国、德国等少数发达国家和我国的台湾省。
图表：2012-2017年全球碳纤维行业产能情况
资料来源：赛瑞研究
国内碳纤维产业“风起云涌”
长期以来，日本、美国等发达国家在碳纤维高端产品、技术装备等方面对我国进行封锁或限制。随着近年来中国对碳纤维的需求量日益增长，碳纤维已被列为国家化纤行业重点扶持的新产品，成为国内新材料行业研发的热点。为全面掌握碳纤维核心技术，国内企业注重自主创新，某些关键设备的研发已取得突破性成果，高性能纤维的生产工艺也在不断进步。但是，受国外低价倾销和恶意竞销的影响，加上我国碳纤维企业小而散的状态，质量尚不太稳定，而且生产成本高，全行业实现盈利企业并不多。
从供给能力来看，目前国内大小碳纤维生产企业达40多家，2010至2017年期间，我国碳纤维产能从0.64万吨增至2.6万吨，增长4倍多，年复合增长率超过16%。
图表：2010-2017年中国碳纤维产能情况
资料来源：赛瑞研究
二、碳纤维行业市场竞争格局
全球范围内，碳纤维核心生产技术主要掌握在日本和美国等少数几个国家，生产能力和市场需求亦主要集中在上述地区。碳纤维理论产能前五家公司：日本东丽、卓尔泰克（Zoltek，2014年被东丽收购）、德国西格里（SGL）、日本三菱丽阳（MRC）、日本东邦（Toho）。几年，随着国内企业在碳纤维领域不断加大投入，研发生产实力得到大幅提升，出现了以江苏恒神、中复神鹰、光威复材、精功集团及中简科技等为代表的企业。
图表：2017年全球重点碳纤维企业产能情况
资料来源：赛瑞研究
整体来看，虽然我国在碳纤维产业有了长足的进步，但整体而言碳纤维产业仍基本被西方发达国家所垄断。全球碳纤维技术主要掌握在日本公司手中，日本生产的碳纤维无论质量还是数量上均处于世界领先地位。美国是继日本之后掌握碳纤维生产技术的少数几个发达国家之一，同时是世界上最大的PAN基碳纤维消费国。德国的西格里集团（SGL）公司依靠德国强大工业创新体系在全球碳纤维市场也拥有一席之地。
三、碳纤维行业发展趋势分析
1、碳纤维研制和产业化建设将进一步加快
经过多年的研发和约十年的产业化建设，我国建立起了自己的碳纤维技术体系和较完整的碳纤维产业，初步形成了产业化的碳纤维研发与生产平台，建立了针对国产高性能碳纤维的应用评价、复合材料制备与应用体系。国内碳纤维制造已开始逐步打破了日、美长期的技术封锁和市场垄断局面。未来几年，在国家政策的强力支持及国内碳纤维规模化发展推动下，我国碳纤维的产业化进程将进一步加快，进一步打破国外产品和技术垄断。
2、碳纤维产业将加速进口替代
总体来看，国内T300级和T700级碳纤维产品质量已达到国外同类产品水平，在航天航空、国防军工、体育休闲等领域部分替代进口。但是国内碳纤维行业对外依存度依然非常高，进口产品占整个市场销量的80%以上，高端产品市场甚至达到95%。国内政策已经明确提出到2020年，我国碳纤维技术创新、产业化能力和综合竞争能力达到国际水平，国家政策鼓励进口替代的意图非常明确，随着国内碳纤维产业链的不断成熟，国内碳纤维将加速进口替代进程。
3、应用领域不断扩大，工业消费占比逐步上升
碳纤维除了用于航天航空和风电、汽车、体育用品及国防领域等主要领域外，在轨道交通、电力输送、海洋工程、建筑补强、石油开采、压力容器等领域的需求潜力同样可观。从全球碳纤维应用来看，工业领域的应用仍占主流，我国受限于产品技术水平难以满足规模生产高端碳纤维，体育休闲领域占据了大部分市场。目前国内体育休闲市场已经逐渐饱和，未来几年，随着碳纤维生产技术的进步及工业应用领域的拓展，工业领域的占比将逐步扩大，预计到2020年将超过60%。
4、低端产品竞争加剧，行业开始走向整合
国产碳纤维整体性能、质量与国际先进国家相比存在较大差距，产品又都集中于低端产品，纤维应用技术服务能力差，产品市场接受程度不高。大多数碳纤维企业并没有完全掌握工艺技术和设备性能，造成产品质量稳定性差，且产品同质化非常严重。初步统计的国内16家具备原丝和碳纤维产业链的企业中，有13家采用了DMSO纺丝工艺路线。所有的碳纤维企业都以生产高强型T300级和T700级以及高强中模型T800级碳纤维为主，产品又都集中在3K、6K、12K、24K，而24K以上的大丝束品种基本没有生产。
随着龙头企业规模化生产能力逐渐形成，加上日本企业在低端产品市场对于价格的刻意打压，低端产品的利润空念将会被进一步压缩，缺乏核心竞争优势和技术的中小企业将面临更大的生存压力，行业整合或将加速到来。
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