1、 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后第请务必阅读正文之后第 56 页起的免责条款和声明页起的免责条款和声明 风、光、氢、无人机等风、光、氢、无人机等领域推升需求领域推升需求，高高性能性能碳纤维国产替代碳纤维国产替代加速加速 新材料行业碳纤维专题报告之一2022.11.29 中信证券研究部中信证券研究部 核心观点核心观点 李超李超 新材料行业首席分析师 S01 陈旺陈旺 新材料分析师 S03 张柯张柯 新材料分析师 S03 受益于下游应用领域的多维发展与渗透率的提升，受益于下游应用领域的多维发展与渗透率的提升，预计预计风

2、、光、氢、无人机等风、光、氢、无人机等领域将合力推升领域将合力推升 2025 年全球碳纤维需求至年全球碳纤维需求至 26.0 万吨，对应万吨，对应 2022-2025 年年CAGR 达达 23.5%。碳纤维全球供需缺口在中长期维度下。碳纤维全球供需缺口在中长期维度下料料将持续存在，将持续存在，预计预计2025 年达年达 2.5 万吨。随着我国碳纤维技术与产能瓶颈的突破，万吨。随着我国碳纤维技术与产能瓶颈的突破，预计预计 2021-2025年碳纤维国产量年碳纤维国产量 CAGR 将达将达 42%，高性能碳纤维的国产替代将持续加速。首，高性能碳纤维的国产替代将持续加速。首次覆盖碳纤维行业并给予“强

3、于大市”评级。次覆盖碳纤维行业并给予“强于大市”评级。概况：碳纤维发展受“高性价比”和“高性能”双驱动，产业链中游是核心。概况：碳纤维发展受“高性价比”和“高性能”双驱动，产业链中游是核心。聚丙烯腈（PAN）基标模碳纤维是市场主流，在大丝束高性价比、小丝束高性能双驱动下，当前大、小丝束全球需求相当。碳纤维产业链覆盖广，包含从原油到终端应用的完整制造过程，其中，中游是核心环节：1）原丝是生产高品质碳纤维的关键，其成本约占碳纤维生产成本的 51%，原丝制造壁垒在于聚合，一步法和两步法的选择需要综合研判；2）碳纤维生产的核心在于预氧化；3）碳纤维复材成型工艺的选择，必须同时满足材料性能、产品质量和经

4、济效益等多种因素；4）原丝、碳纤维、复材环节设备要求高。需求：需求：预计预计风、光、氢、无人机等领域将推升风、光、氢、无人机等领域将推升 2025 年全球碳纤维需求至年全球碳纤维需求至 26 万万吨。吨。随着碳纤维在众多下游应用领域渗透率不断提高，我们预计 2025 年全球碳纤维总需求将达到 26 万吨，其中：1）风、光、氢三大新能源领域有望达 13.3万吨，其占 2025 年全球碳纤维总需求的比例分别为 30.7%/14.1%/6.2%，对应2022-2025 年需求 CAGR 分别为 25.8%/48.2%/25.7%，风电仍是推动碳纤维需求增长的第一力量；2）航空航天领域有望达 3.4

5、万吨，其中无人机是推升碳纤维需求的新兴力量，我们预计全球无人机领域碳纤维需求有望从 2022 年的 0.47万吨增至 2025 年的 1.47 万吨，对应 2022-2025 年 CAGR 为 45.8%。供给：高行业壁垒与集中度下供给：高行业壁垒与集中度下 2021 年我国碳纤维产能跃居世界第一，年我国碳纤维产能跃居世界第一，2021-2025年碳纤维国产量年碳纤维国产量 CAGR 有望达有望达 42%。中长期维度下，碳纤维供需缺口或将持续存在，我们预计 2025 年全球缺口达 2.5 万吨。国产碳纤维型号已成功覆盖 T300级至 T1100 级、M35 至 M65 级，实现了对日本东丽主要

6、型号的对标，部分型号抗拉强度、拉伸模量、延伸率等性能指标甚至更优。2021 年我国更是首次超越美国以 6.34 万吨运行产能跃居世界第一，未来全球预计将迎来中国盛宴。我们预计 2021-2025 年碳纤维国产量 CAGR 将达 42%，2022 年有望成为国产量超越进口量的首年，碳纤维国产替代有望加速。展望：展望：预计预计 2023 年我国碳纤维市场价将弱调整，年我国碳纤维市场价将弱调整，T700 级及更高性能的级及更高性能的 12K 及及以下丝束规格供应商以下丝束规格供应商经营比较优势将凸显经营比较优势将凸显。我们预计 2023 年我国碳纤维主流市场参考价为：1）T300（12K）120-1

7、50 元/kg，降幅 4%；2）T300（24/25K）110-140 元/kg，降幅 7%；3）T300（48/50K）100-130 元/kg，降幅 7%；4）T700（12K）200-250 元/kg，降幅 2%。我们预计 2022 年较于 2021 年新增产能中，小/中/大丝束投放占比分别为 40%/7%/53%，至 2025 年，其占比更是分别被拉至 25%/8%/67%，在碳纤维产能投放冲击下（以大丝束扩产为主），T700级及更高性能的 12K 及以下丝束规格供应商承压更小，经营前景更广阔。风险因素：风险因素：行业产能扩张超预期；上游原材料价格大幅上涨；碳纤维在下游领域的渗透率提升

8、不及预期；国产化不及预期。新材料新材料行业行业 评级评级 强于大市（首次）强于大市（首次）新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 2 投资策略：投资策略：中长期在碳纤维制造应用多维发展背景下，1）碳纤维渗透率持续提升、2）碳纤维需求持续放量、3）碳纤维供需缺口持续存在、4）国产碳纤维实现与海外产品全方位对标，国产替代加速，这四大趋势均将对国产碳纤维市场增长给予强力支撑，预计将驱动 2021-2025 年碳纤维国产量 CAGR 达 42%，行业景气度有望持续向上，同时碳纤维企业盈利有望持续增长。我们首次覆盖碳纤维行业并给予

9、“强于大市”评级。从光伏、储氢等高价值领域小丝束需求持续攀升的角度来看，推荐国产小丝束碳纤维产能龙头中复神鹰；从“十四五”期间军工材料发展具有高确定性的角度来看，推荐军民融合碳纤维龙头光威复材；从风电高景气推升大丝束需求角度来看，推荐大丝束原丝龙头吉林碳谷；从多领域下游驱动碳/碳、碳/陶等复材高速增长的角度来看，推荐光伏热场碳/碳复材龙头金博股份。重点公司盈利预测、估值及投资评级重点公司盈利预测、估值及投资评级 简称简称 代码代码 收盘价收盘价 EPS PE 评级评级 21 22E 23E 24E 21 22E 23E 24E 中复神鹰 688295.SH 47.61 0.31 0.73 1.

10、01 1.27 154 65 47 37 买入 光威复材 300699.SZ 70.75 1.46 1.83 2.57 3.34 48 39 28 21 买入 吉林碳谷 836077.BJ 53.85 1.04 2.07 3.11 3.76 52 26 17 14 买入 金博股份 688598.SH 261.75 5.33 7.06 8.19 9.80 49 37 32 27 增持 资料来源：Wind，中信证券研究部预测 注：股价为 2022 年 11 月 29 日收盘价 ZVaXuZrX9YvZtQbRbPaQnPpPnPtRlOoPrQiNpMoO7NmMyRNZpNtMNZsOpQ 新材

11、料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 3 目录目录 投资聚焦投资聚焦.6 投资亮点.6 投资逻辑.6 风险因素.6 概况：轻量化、高性能、广应用的新型材料概况：轻量化、高性能、广应用的新型材料.7 碳纤维具备无可比拟的材料优势，应用领域及产业链覆盖极广.7 碳纤维产业链中游是核心环节，技术、资金、设备、产品质量门槛高.9 需求：风光氢合力推动碳纤维进入黄金发展期需求：风光氢合力推动碳纤维进入黄金发展期.15 风机大型化趋势推动碳纤维复材渗透率提高.16 性能优异的 IV 型储氢瓶带动碳纤维需求.20 碳/碳复材作为热场系统

12、的主要耗材受益于光伏产业高景气.23 航空航天领域军民两用需求持续释放.27 预计 2022-2025 年全球碳纤维需求 CAGR 将达 23.5%.35 供给：行业集中度高，我国产能扩张加速国产替代供给：行业集中度高，我国产能扩张加速国产替代.37 2022 年碳纤维供需整体持平，预计 2025 年供需缺口 2.5 万吨.37 国产企业已打破日、美技术封锁，布局碳纤维全序列产品.42 高壁垒下头部玩家竞争将提升碳纤维综合技术，国产全面替代指日可待.45 展望：2023 年我国碳纤维市场价将弱调整，T700 级及以上中小丝束供应商凸显比较优势.48 风险因素风险因素.51 投资策略投资策略.5

13、2 投资亮点.52 投资逻辑.52 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 4 插图目录插图目录 图 1：碳纤维的比强度/比模量与其他材料的对比.8 图 2：碳纤维的广泛下游应用.8 图 3：碳纤维分类.8 图 4：碳纤维全产业链.9 图 5：碳纤维生产成本构成.9 图 6：碳纤维生产流程.11 图 7：2016-2021 年全球和中国碳纤维需求量.15 图 8：2016-2021 年全球和中国碳纤维市场规模.15 图 9：2021 年全球碳纤维市场需求-应用及占比.16 图 10：2021 年中国碳纤维市场需求-应用及

14、占比.16 图 11：全球及我国陆地风电和海上风电新增装机量预测.16 图 12：风机零部件成本占比.17 图 13：拉挤成型过程.18 图 14：风电叶片中的碳梁使用.18 图 15：风电装机尺寸和单机容量的发展.18 图 16：2015 年碳纤维和玻璃纤维在风电叶片的渗透率.19 图 17：2021 年碳纤维和玻璃纤维在风电叶片的渗透率预测.19 图 18：储氢瓶压力容器类型和结构.21 图 19：先进碳基复合材料产业链情况.23 图 20：2013-2021 年全球光伏硅片产能与产量.24 图 21：2011-2021 年全球光伏新增装机量.24 图 22：单晶拉制炉热场系统构成.24

15、图 23：单晶拉制炉热场系统的碳基复材产品部件及优势.24 图 24：碳纤维复合材料在航空航天领域应用实例.28 图 25：碳纤维复合材料在军机上的使用比例.29 图 26：2021 年美、中、俄、印四国军机数量.29 图 27：复合材料在波音和空客飞机上的应用比例.30 图 28：2021 年航空航天领域碳纤维需求分布.30 图 29：未来 20 年商用飞机新机交付量预测.31 图 30：2020-2027 年全球无人机复合材料市场规模.32 图 31：航空航天领域碳纤维需求-趋势.35 图 32：2015-2021 年全球碳纤维运行产能、产量及产能利用率.37 图 33：2015-2025

16、 年全球碳纤维供需关系（仅统计可行性高的扩产项目）.38 图 34：2015-2025 年全球碳纤维供需关系（统计可行性高和较高的扩产项目）.39 图 35：2015-2025 年全球碳纤维供需关系（统计可行性高、较高和其余扩产项目）.41 图 36：2020 年全球小丝束碳纤维主要生产企业占能比.42 图 37：2020 年全球大丝束碳纤维主要生产企业占能比.42 图 38：2021 年全球碳纤维行业竞争格局（按运行产能）.44 图 39：2021 年中国碳纤维行业竞争格局（按运行产能）.44 图 40：2015-2021 年我国碳纤维运行产能全球占比.44 图 41：2021 年全球碳纤维

17、运行产能-区域.44 图 42：碳纤维上中游年度产能集中度.46 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 5 图 43：2021 年中国大陆碳纤维及原丝运行产能.46 图 44：国内碳纤维进口出均价情况.48 图 45：2016-2025 年国内碳纤维的国产率情况.48 图 46：华东地区国产碳纤维市场价.48 图 47：华东地区丙烯腈市场价.49 图 48：2021 年我国碳纤维运行产能分布情况.50 图 49：2022 年较于 2021 年新增产能分布情况.50 图 50：2023 年较于 2021 年新增产能分布情

18、况.51 图 51：2025 年较于 2021 年新增产能分布情况.51 表格目录表格目录 表 1：碳纤维的优良性能.7 表 2：一步法和两步法对比.10 表 3：原丝和碳纤维生产设备情况.12 表 4：碳纤维制造公司生产工艺对比.13 表 5：预浸料及碳纤维复材主要成型工艺情况.14 表 6：2021 年中国风场项目不同单机容量的经济指标.17 表 7：全球风电领域碳纤维需求测算.20 表 8：储氢容器性能对比.21 表 9：全球储氢瓶及压力容器领域碳纤维需求测算.22 表 10：单晶拉制炉热场系统中各零部件渗透率.24 表 11：全球光伏热场及整体碳/碳复材领域碳纤维需求测算.26 表 1

19、2：各种飞行器减重的经济效益数据分析表.27 表 13：中美三代及以上部分战斗机对比情况.29 表 14：未来 20 年全球和中国客机碳纤维需求测算.31 表 15：未来 20 年 C919 客机碳纤维需求测算.32 表 16：中国及全球民用无人机碳纤维需求测算.33 表 17：军用无人机复材比例.34 表 18：全球无人机碳纤维需求测算（含军用）.34 表 19：碳纤维在航天领域的应用.34 表 20：全球碳纤维总需求测算.35 表 21：2021 年全球碳纤维运行产能及扩产计划-制造商.37 表 22：可行性高的国内外碳纤维扩产项目梳理.38 表 23：可行性较高的国内外碳纤维扩产项目梳理

20、.40 表 24：其余国内外碳纤维扩产项目梳理 .41 表 25：各公司碳纤维产品对比性能对比.42 表 26：碳纤维壁垒梳理.45 表 27：碳纤维行业相关企业投资项目.46 表 28：2022 年 1-6 月按主要国别/地区分碳纤维产品进口情况表（吨）.47 表 29：碳纤维相关企业总结.53 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 6 投资聚焦投资聚焦 投资投资亮点亮点 目前正处于碳纤维发展关键期：（1）轻量化、高性能等特性持续助力碳纤维下游应用领域的快速拓展，我们预计风、氢、光、无人机等领域将推升 2025 年全

21、球碳纤维需求至 26万吨，对应 2022-2025 年全球需求量 CAGR 为 23.5%；（2）全球碳纤维产能扩张速度稳健，碳纤维供需缺口仍将持续存在，我们预计 2025 年缺口达 2.5 万吨；（3）我国成功突破日、美技术封锁，掌握碳纤维核心生产技术，众多厂商具备以 DMSO 为溶液的一步法聚合工艺、兼备湿纺纺丝和干喷湿纺喷丝凝固工艺，国产碳纤维型号覆盖 T300 级至 T1100 级、M35至 M65 级，实现了对日本东丽主要碳纤维型号的对标；（4）2021 年我国碳纤维产能首次超越美国，以 6.34 万吨的总运行产能占据全球 30.5%的比例，成为全球最大产能国，未来全球有望迎来中国盛

22、宴；（5）我们预计 2021-2025 年我国碳纤维产量将从 2.9 万吨增至 11.9万吨，对应 2021-2025 年 CAGR 达 42%，同时 2022 年有望成为国产量超越进口量的首年，我国碳纤维的国产替代有望加速；（6）我们预计 2023 年我国碳纤维主流市场参考价为：1）T300（12K）120-150 元/kg，降幅 4%；2）T300（24/25K）110-140 元/kg，降幅 7%；3）T300（48/50K）100-130 元/kg，降幅 7%；4）T700（12K）200-250 元/kg，降幅 2%；（7）我们预计 2025 年较于 2021 年新增产能中，大丝束投

23、放占比高达 67%，在碳纤维产能投放冲击下，T700 级及更高性能的 12K 及以下丝束规格供应商经营前景更广阔。投资投资逻辑逻辑 中长期在碳纤维制造应用多维发展背景下，1）碳纤维渗透率持续提升、2）碳纤维需求持续放量、3）碳纤维供需缺口持续存在、4）国产碳纤维实现与海外产品全方位对标，国产替代加速，这四大趋势均将对国产碳纤维市场增长给予强力支撑，预计将驱动 2021-2025年碳纤维国产量 CAGR 达 42%，行业景气度有望持续向上，同时碳纤维企业盈利有望持续增长。我们首次覆盖碳纤维行业并给予“强于大市”评级我们首次覆盖碳纤维行业并给予“强于大市”评级。重点推荐四条主线：1）光伏、储氢等高

24、价值领域小丝束需求有望随着新能源发展趋势高速攀升，推荐国产小丝束碳纤维产能龙头中复神鹰；2）“十四五”期间军工材料的发展具有高确定性，推荐军民融合碳纤维龙头光威复材；3）风电持续高景气且是推动碳纤维需求增长的第一动力，国产大丝束突破下，推荐大丝束原丝产能龙头吉林碳谷；4）碳/碳、碳/陶等复材在光伏、制动盘、军工等多领域下游驱动下，有望迎来高速增长，推荐光伏碳/碳热场龙头金博股份。风险因素风险因素 行业产能扩张超预期；上游原材料价格大幅上涨；碳纤维在下游领域的渗透率提升不及预期；国产化不及预期。新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责

25、条款和声明 7 概况概况：轻量化、高性能、广应用的新型材料：轻量化、高性能、广应用的新型材料 碳纤维具备无可比拟的材料优势碳纤维具备无可比拟的材料优势，应用领域及产业链覆盖极广，应用领域及产业链覆盖极广 碳纤维是新一代轻量化高性能的军民两用技术密集型材料。碳纤维是新一代轻量化高性能的军民两用技术密集型材料。碳纤维是单丝直径为 5-10微米、含碳量高于 90%、由碳主链构成的无机纤维，由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴方向堆砌并在高温环境下裂解碳化形成，既具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性。其优良性能包括低密度、高轴向强度与比性能、高耐化学腐蚀性、无蠕变、耐高低温、低且各向异性

26、热膨胀系数、耐疲劳等，被誉为 21 世纪的“新材料之王”。表 1：碳纤维的优良性能 优良性能优良性能 说明说明 低密度 一般碳纤维的密度为 1.75g/cm3，仅为铝（2.7g/cm3）、钛（4.5g/cm3）、钢密度（7.85g/cm3）的 65%、39%和 22%，因此，在相同尺寸的结构件中，用碳纤维分别代替铝、钛和钢将减重约 35%、61%和 77%高轴向强度 强度是指材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力，碳纤维沿纤维轴方向表现出高强度，其径向强度不如轴向强高比性能 强度或比模量（即刚度）与密度的比值分别为比强度和比模量，比模量是确定材料刚度（即抗变形能力）的最有效方法，以碳纤维增强

27、环氧树脂复合材料为例，其比强度、比模量在现有结构材料中是最高的 高耐化学腐蚀性 碳是最稳定的化学元素之一，高含碳量（90%）是碳纤维化学性质稳定，耐腐蚀的主要原因，碳纤维对一般的有机溶剂、酸、碱都具有良好的耐腐蚀性 无蠕变 蠕变是指在应力作用下固体材料缓慢且永久的变形，碳纤维无蠕变 耐高低温 在非氧化气氛条件下，碳纤维可在 2000时使用，且在 3000的高温下不融熔软化，在-180低温下，钢铁变得比玻璃脆，而碳纤维依旧柔软 低且各向异性热膨胀系数 大多数碳纤维在室温下的热膨胀系数为负数，即-(0.5-1.6)10-6K-1，在 200-400时为 0，在小于 1000时仅为1.510-6K-

28、1，碳纤维不易变形和膨胀，能够在温差较大的条件下保持物体原来的形状 耐疲劳 疲劳是指在循环应力下，发生在材料某点处局部的、永久性的损伤递增过程，经足够的应力或应变循环后，损伤累计可使材料产生裂纹，或使裂纹进一步扩展至完全断裂，而碳纤维呈现优良的耐疲劳性与疲劳极限，其使用寿命较长。X 射线透光性佳 碳纤维 X 射线透过性佳的特性有利于其在医疗设备或其他 X 射线系统中的应用拓展 优良导电导热性能 碳纤维具有良好的导电和导热性能，其导热系数为 0.025-0.09Cal/cm s，电阻率为(0.8-1.8)10-3 cm 电磁屏蔽性能优良 碳纤维良好的导电性能使其具有优良的电磁屏蔽能力 资料来源：

29、Dexcraft，AnyTesting，高分子网，中信证券研究部 碳纤维大多作为增强材料碳纤维大多作为增强材料与基体材料复合后以碳纤维复材的形式应用在轻量化与基体材料复合后以碳纤维复材的形式应用在轻量化/高强高强/高模高模/高韧性高韧性等领域。等领域。与基体材料（陶瓷、金属、高分子等）复合后的碳纤维复合材料克服了单一组分材料的缺点，提高了整体材料性能，其密度、拉伸强度、拉伸模量、比强度、比模 量 范 围 分 别 为 1.5-2g/cm3、3500MPa、230-430GPa、1750-2333MPacm3/g、153-215GPacm3/g。在相同尺寸的结构件中，用碳纤维分别代替铝/钛/钢将减

30、重约35%/61%/77%，但其强度却被提高至远高于钢材的水平（碳纤维复材的比强度、比模量分别是结构钢的 3-9 倍、65-86 倍），因此碳纤维及其复合材料被广泛应运在能源装备、航空航天、国防军事、土木工程、交通运输、赛车运动以及其他体育休闲等领域中。新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 8 图 1：碳纤维的比强度/比模量与其他材料的对比 资料来源：The fatigue of carbon fibre reinforced plastics-A review（Parvez Alam、Dimitrios Mamali

31、s、Colin Robert 等），中信证券研究部 图 2：碳纤维的广泛下游应用 资料来源：江苏浩瑞恩国际贸易有限公司网站 聚丙烯腈（聚丙烯腈（PAN）基标模碳纤维是市场主流。）基标模碳纤维是市场主流。碳纤维可以按照原丝类型、纤维形态、丝束规格、生产工艺、力学性能等标准进行分类，其中常用的三大分类维度是原丝类型、丝束规格和力学性能：1）按照原丝类型可分为聚丙烯腈（PAN）基、沥青基、粘胶基等，其中PAN 基碳纤维因生产工艺简单、原料来源丰富及优越的拉伸强度迅速占据市场（产量占有率约为 91%）；沥青基碳纤维保持约 1000 吨年产量（日、美企业平分秋色）；粘胶基碳纤维基本停产（有可能完全退出碳

32、纤维市场）。2）碳纤维的应用形态是纤维状丝束，按照丝束规格可分为小、大、巨丝束，以一条丝束内碳纤维单丝的根数进行划分，小丝束碳纤维包括1K、3K、6K、12K、24K 等型号，大丝束碳纤维包括 48K、60K、80K 等型号（目前小、大丝束需求相当），巨丝束包括 100K 及以上型号。3）按照力学性能可分为标模（拉伸模量约 230-265GPa）、中模（拉伸模量约 270-315GPa）和高模（拉伸模量大于 315GPa）。图 3：碳纤维分类 资料来源：2021 全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥），中国化学纤维工业协会，东丽官网，中简科技招股说明书，中信证券研究部 新材料新材料行业行业碳纤

33、维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 9 碳纤维产业链覆盖广，碳纤维产业链覆盖广，完整的碳纤维产业链包含从原油到终端应用的完整制造过程：完整的碳纤维产业链包含从原油到终端应用的完整制造过程：上游企业首先从石油、煤炭、天然气等化石燃料中制得丙烯，并经氨氧化后得到丙烯腈；丙烯腈经聚合和纺丝生成原丝之后，通过预氧化、低温/高温碳化等工艺步骤得到碳纤维；碳纤维可随后被制成碳纤维织物、碳纤维预浸料（中间料）、碳纤维复材制件；产业链下游应用主要集中在风电、航空航天、体育休闲等领域。从全产业链来看，中游是核心环节，技术、资金、设备、产品质量门槛高。图 4：

34、碳纤维全产业链 资料来源：中复神鹰官网、招股说明书，光威复材招股说明书，中简科技招股说明书，中信证券研究部 碳纤维碳纤维产业链中游是核心环节，产业链中游是核心环节，技术、资金、技术、资金、设备、设备、产品质量门槛高产品质量门槛高 原丝是生产高品质碳纤维的关键原丝是生产高品质碳纤维的关键，其，其成本成本约约占碳纤维生产成本的占碳纤维生产成本的 51%。通常碳纤维的强度显著依赖于原丝的微观形态结构及其致密性，原丝品质缺陷（表面孔洞、沉积、刮伤以及单丝间黏结等），在后续加工中很难消除。而原丝成本一般占碳纤维生产成本的 51%左右，高质量原丝用量与碳纤维产出比约为 2.2:1，有效产率约为 45%，而

35、低质量原丝用量与碳纤维产出比约为 2.5:1，有效产率仅为 40%。低质量原丝必然增加碳纤维的生产成本，原丝制备能力将直接影响未来碳纤维的竞争格局。图 5：碳纤维生产成本构成（单位：$/kg 和%）资料来源：赛瑞研究，中信证券研究部 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 10 溶液纺丝法是原丝生产的大前提溶液纺丝法是原丝生产的大前提，不同环节不同环节多种细分多种细分工艺工艺并存并存。按成纤高聚物的性质不同，纺丝方法可分为熔体纺丝法和溶液纺丝法（即熔液纺丝法）两大类及非常规的纺丝方法，但由于聚丙烯腈（即 PAN）在 22

36、0-300 C 时会软化分解，在熔体纺丝过程中处于不稳定状态，因此溶液纺丝更适用于碳纤维原丝的生产，即将成纤高聚物溶解在某种溶剂中，制备成具有适宜浓度的纺丝溶液，再将该纺丝溶液从微细的小孔吐出进入凝固浴或是热气体中，高聚物析出成固体丝条，经拉伸定型洗涤干燥等处理即可得到成品纤维。在溶液在溶液纺丝法的制造纺丝法的制造大大前提下，前提下，按照按照纺丝溶剂的选择、聚合工艺的连续性、纺丝溶剂的选择、聚合工艺的连续性、纺丝原液的凝固方式纺丝原液的凝固方式等，等，可对可对溶液纺丝法溶液纺丝法进进一步细分一步细分：纺丝溶剂：有机溶剂包括 DMSO（二甲基亚砜）、DMAc（N,N-二甲基乙酰胺）、DMF（N,

37、N-二甲基甲酰胺）；无机溶剂包括 NaSCN（硫氰酸钠）等 聚合工艺的连续性：可以分为一步法、两步法来制备纺丝溶液 纺丝原液的凝固方式：干法纺丝、湿法纺丝和干喷湿纺（即干湿法纺丝）原丝工艺壁垒原丝工艺壁垒在于在于聚合环节聚合环节，一步法和两步法各有优缺点。，一步法和两步法各有优缺点。聚合物的分子量及其分布不仅直接影响纺丝液的流变性和可纺性，还在一定程度上影响 PAN 原丝的性能和质量，具有较高的分子量以及适合的分子量分布是生产优质 PAN 原丝的基本要求。一步法采用均相溶液聚合工艺，聚合纺丝一条线，工序较少，操作性强，可控性好，产品起步性能高，但胶状PAN 不易保存，更适合连续平稳的生产，成本

38、较高。两步法生产工艺额外增加水洗过滤步骤以去除聚合物中的杂质和各种金属离子，进而提高纺丝原液聚合物分子量和浓度上限，其粉末状 PAN 纯度较高且储存周期长。两步法聚合工艺可实现连续进料、耗时短，并且由于聚合釜大（水相反应更均匀）能实现更大的产量，但产品起步性能低。因此，一步法与两步法不能简单对比评价，聚合工艺的选择需要综合研判。表 2：一步法和两步法对比 两步法两步法 一步法一步法 特点特点 工艺相对复杂，水相沉淀聚合得到 PAN 固体粉末后经粉碎、烘干等工序后再溶解产生纺丝原液。水相聚合可以获得溶液聚合不能得到的高分子量 PAN，溶解得到的原液可用于纺丝的 PAN 原液范围广，提高了纺丝原液

39、聚合物分子量和浓度上限 均相溶液聚合工艺，流程较短，工序较少，操作性强，可控性好，利于获得高质量的 PAN 原丝。溶剂介质既能溶解单体又能溶解聚合体，聚合纺丝一条线 工艺区别工艺区别 溶剂溶剂 DMSO、DMF、DMAc DMSO、DMF、DMAc、NaSCN、ZnCl2 优点优点 1）纺丝原液聚合物分子量和浓度上限高；2）粉末状 PAN易储存；3）可实现连续进料；4）耗时短（反应时间 3.5h）；5）产量大；6）成本低 1）工序少；操作性强，可控性好；2）产品起步性能高 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 11 两

40、步法两步法 一步法一步法 缺点缺点 产品起步性能低 1）胶状 PAN 不易保存；2）灵活性不强，更适合连续平稳的生产；3）耗时长（反应时间 10h 以上）；4）成本高，产量小 资料来源：吉林碳谷向不特定合格投资者公开发行股票说明书，中信证券研究部 注：优缺点信息来源于中信证券研究部产业调研 碳纤维生产流程复杂碳纤维生产流程复杂，技术关键点多技术关键点多，预氧化预氧化是核心是核心。碳纤维生产全过程连续走丝，涉及 3000 多个工艺点，任何一道工序出现些许问题都会影响生产的稳定性和最终产品的质量。原丝到碳纤维制成的中间环节包括预氧化、碳化、石墨化（非必要，制备高模碳纤维的额外步骤）、表面处理、上浆

41、、烘干等步骤：1）预氧化主要包含 PAN 分子链上的侧基CN 环化交联过程，即 PAN 分子链由原来的热塑性线形结构转变成非塑性耐热梯形结构，同时抑制热解小分子的产生以提高碳纤维的性能和碳化收率，保证 PAN 原丝在预氧化过程中形成合适的环化结构是获得理想碳纤维的最基本因素；此外，预氧化时间占碳纤维总生产时间的90%左右，极大程度上控制着碳纤维的质量和产量；2）预氧化和后续的碳化/石墨化环节是制备高性能碳纤维的关键，直接决定碳纤维的强度和模量；3）表面处理影响碳纤维性能的发挥；4）上浆可形成有机保护层，减少碳纤维起毛断丝现象。图 6：碳纤维生产流程 资料来源：中复神鹰、光威复材、中简科技招股说

42、明书，国产高性能 PAN 基碳纤维制备技术研究进展（刘瑞刚、徐坚），Preparation and Characterization of PAN-based Carbon Fiber with Carbonization Temperature（Hyun Jae Lee、J.Won、S.Lim 等），中信证券研究部 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 12 原丝和碳纤维生产设备原丝和碳纤维生产设备要求高要求高。原丝到碳纤维生产过程中用到的设备较多，主要有：原丝设备（聚合釜、喷丝板等）、纺丝设备（碳纤纺丝机、蒸气牵伸

43、机、水洗机等）、预氧化设备（预氧化炉、前期驱动装置）、碳化炉（分为低温和高温碳化炉，与之配套的是非接触式迷宫密封装置、加热系统、废气排出和处理系统以及牵伸装置）、石墨化炉等。整体来看，1）原丝生产设备目前国产化程度低，碳纤维生产设备目前部分厂商仍然使用进口设备，进口设备与国产设备在 T700 级别性能没有明显差异，真正差距在更高级别；2）原丝单万吨设备投资为 2.1-2.2 亿，其中聚合釜占 1.5-1.6 亿，碳纤维生产单万吨设备投资（针对风电用碳纤维）约为 7 亿，其中炉体占 50%；3）设备部分进口、部分国产对产品的一致性有影响，兼容设计需要运行经验。表 3：原丝和碳纤维生产设备情况 领

44、域领域 特点特点 原因原因或解释说明或解释说明 原丝 目前国产化程度低 1）获取进口设备难度低；2）原丝生产设备相比碳纤维生产设备价值量低 单万吨投资 2.5-2.7 亿，设备占 2.1-2.2 亿，其中聚合釜 1.5-1.6 亿 碳纤维 目前部分厂商仍然用进口设备 进口设备与国产设备在 T700 级别性能没有明显差异，真正差距在更高级别 1）T700 与 T300 对设备温度的要求没有本质区别，预氧化炉与低温碳化炉可以通用；2）高温碳化炉 T700 温度要求比 T300 高50左右，主要性能差异在于原丝方面 单万吨投资（针对风电用碳纤维）约为 7 亿，其中炉体占 50%1）国外炉体比国内价格

45、高 20%；2）其他设备（如收丝机）国内已经比较成熟，成本较低，海外价格会更高，整条产线会高近 30%部分进口、部分国产对产品的一致性有影响 1）部分企业通过采购整套设备，掌握相应原理结构后，设备采取组装的方式；2）部分企业采购部分设备，其余自己配套；3）整条生产线的兼容设计需要运行经验，对新企业难度大 对专业的设备制造厂要求更高 1）生产大丝束对温度要求相对不高，但是对单条产线运行速度，包括炉宽、炉形高度要求更高；2）生产小丝束对升温曲线，最高温度及温控精度的要求更高 资料来源：中信证券研究部产业调研 中游碳纤维制造厂商原丝及碳化工艺中游碳纤维制造厂商原丝及碳化工艺指标差距较大指标差距较大，

46、东丽，东丽技术领先技术领先全行。全行。目前，海内外碳纤维重点企业均以自制原丝为主，以日本东丽为首的多数企业采用以 DMSO 为溶剂的一步法聚合工艺。喷丝凝固工艺方面，干喷湿纺法较湿纺存在明显的效率优势，其中日本东丽的干喷湿纺法纺速领先，达 700m/min，国内企业大多掌握干喷湿纺法，其中光威复材及中复神鹰原丝纺速可超 500m/min。碳化阶段，国内企业碳化线速约为 10-13m/min，碳化单线产能最高达 3000 吨/年，接近日本东丽 4000 吨/年的单线产能。成型工艺方面，日本东丽公司成型工艺储备领先行业，能够根据客户需求开发成型工艺。国内企业对缠绕成型的掌握度较高，热压成型、RTM

47、、模压成型技术亦逐渐成熟。新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 13 表 4：碳纤维制造公司生产工艺对比 公司公司 原丝阶段原丝阶段 碳化阶段碳化阶段 设备国产设备国产化率化率 碳纤维碳纤维 复材工艺复材工艺 是否自制是否自制 聚合工艺聚合工艺 喷丝凝固喷丝凝固工艺工艺 纺速纺速 碳化速度碳化速度 单线碳化产能单线碳化产能 非中国大陆地区企业 日本东丽 是 DMSO为溶 剂 的 一步法 T700、T800 和 T1000 采用干喷湿法纺丝，其他为湿法纺丝 700m+/min/4000 吨/年/热压罐成型（AC）、片状模

48、塑料（SMC）、树脂传递模塑成型（RTM）、直接胶带插入式注塑成型 日本东邦 是 ZnCl2为溶剂 的 一 步法 湿法纺丝/注塑成型 三菱丽阳 是 DMF 为溶剂 的 一 步法、DMAC 为 溶 剂 的两步法 干喷湿法纺丝/模压成型 Hexcel 是 NaSCN 为溶 剂 的 一步法 干喷湿法纺丝/模压成型 陶氏 是 DMAC为溶 剂 的 两步法/中国大陆地区企业 光威复材 是 DMSO 为溶剂的一步法 湿纺、干喷湿法纺丝 70-150m/min（湿纺）；500m/min（干喷湿纺）10m/min（湿纺），12-13m/min（干喷湿法）2000 吨/年（包头一期）/零漆胶热压罐成型、缠绕成型

49、 恒神股份 是，但目前向吉林系购买部分 DMSO 为溶剂的一步法 湿纺、干喷湿法纺丝 100 m/min（湿纺）/1000 吨/年/树脂传递模塑成型（RTM）、缠绕成型 中简科技 是 DMSO 为溶剂的一步法 湿纺、干喷湿法纺丝 130 m/min（湿纺）10m/min 1000 吨/年（千吨线）98%/中复神鹰 是 DMSO 为溶剂的一步法 干喷湿法纺丝 400m/min（西宁一期）；550min/min（西宁二期）3000 吨/年（西宁二期）85-90%缠绕成型、RTM（研发中）、热压罐成型（研发中）、模压成型（研发中）吉林碳谷 是 DMAc为溶剂的两步法 湿法纺丝；有结合两步法纺丝液的干

50、喷湿纺技术储备 100 m/min（湿纺）/资料来源：关于中复神鹰碳纤维股份有限公司首次公开发行股票并在科创板上市之战略投资者核查事项的法律意见书，中复神鹰 2022 年半年报，中简科技招股说明书，中简科技调研披露，光威复材业绩交流，恒神股份官网，纺织导报，吉林碳谷招股说明书，东丽官网，东邦官网，Hexcel 官网，陶氏官网，中信证券研究部 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 14 碳纤维复材碳纤维复材成型成型工艺的选择，必须同时满足材料性能、产品质量和经济效益等多种因素。工艺的选择，必须同时满足材料性能、产品质量和

51、经济效益等多种因素。碳纤维制品的制成一般会经历原丝制备、碳纤维制造、（织物/预浸料）、复材制件生产三大（或四大）环节。碳纤维（或织物）与树脂、陶瓷等材料结合后，便可形成碳纤维复材，随后经成型工艺加工即可得到下游应用的最终产品。碳纤维复材成型工艺主要分为两类：1）预浸料铺放成型，即生产预浸料后通过压力罐或其他模具，在一定温度和压力下压挤成型；2）不需要生产预浸料型，直接将碳纤维（或织物）和树脂混杂在模具内成型。碳纤维复材生产各种工艺的成本、用途均不同，但对设备投资要求较高，且与下游应用联系深入，复材生产设备包括热压罐、固化炉、复合材料数控下料铣、激光铺层定位系统、自动铺带机、RTM 成型设备、缝

52、合设备以及无损检测设备等，多由美国公司垄断，国内部分企业在自动化铺放工艺的工程化应用方面取得了较大突破。表 5：预浸料及碳纤维复材主要成型工艺情况 领域领域 工艺工艺 特点特点 预浸料 溶剂型工艺 只适用于制备织物预浸料 热熔型工艺 热熔法工艺是生产碳纤维预浸料的主流工艺，可分为一步法和两步法，国内 90%流行两步法热熔型工艺 碳纤维复材 预浸料铺放成型 即生产预浸料后通过压力罐或其他模具，在一定温度和压力下压挤成型，包括热压罐、真空袋压成型等工艺 不需要生产预浸料型 直接将碳纤维（或织物）和树脂混杂在模具内成型，包括 RTM、拉挤板和缠绕成型等工艺 资料来源：中信证券研究部产业调研 新材料新

53、材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 15 需求需求：风光氢风光氢合力合力推动碳纤维进入黄金发展期推动碳纤维进入黄金发展期 我我国碳纤维国碳纤维需求需求增速增速远超远超全球全球，是全球最大需求市场，是全球最大需求市场。尽管疫情对航空业造成的打击严重影响了相关领域碳纤维的需求，2020、2021 年全球碳纤维的需求量仍然达 10.7 和 11.8万吨，市场规模分别为 26.2、34.0 亿美元。2021 年我国碳纤维的需求量和市场规模分别为6.2 万吨和 15.9 亿美元，同比增长 27.7%和 54.7%，而 2021 年全球

54、碳纤维的需求量和市场规模仅同比增长 10.4%和 30.1%。此外，2016-2021 年中国碳纤维的需求量和市场规模CAGR 分别为 26.1%和 26.9%，远超全球的 9.1%和 9.9%，作为碳纤维第一大需求国，中国市场已然在全球占据举足轻重的地位。图 7：2016-2021 年全球和中国碳纤维需求量 资料来源：2016-2021全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥），中信证券研究部 图 8：2016-2021 年全球和中国碳纤维市场规模 资料来源：2016-2021全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥），中信证券研究部 我国碳纤维应用分布具有本国特色，与全球差异较大我国碳纤维应用分布

55、具有本国特色，与全球差异较大，未来将持续，未来将持续朝朝航空航天航空航天迈进迈进。全球碳纤维前三应用领域涉及风电叶片、体育休闲和航空航天，而我国最大碳纤维需求端来源于风电叶片，其 2021 年需求量为 2.25 万吨，占我国碳纤维需求比例的 36.1%，第二、三应用领域来源于体育休闲（28.1%）和碳/碳复材（11.2%），航空航天领域碳纤维需求（3.2%）远远低于全球（14.0%），其主要原因是国内碳纤维生产技术有限，无法批量供应 T800 强度以上的小丝束碳纤维。2016-2021全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥）显示，2016至 2021 年我国碳纤维需求量占全球比例分别为 26%/

56、28%/33%/36%/46%/53%，而我国碳纤维市场规模占全球比例分别为 23%/24%/28%/29%/39%/47%，低于碳纤维需求量占比，表明目前我国碳纤维需求结构偏低端，产品均价较低，随着未来我国碳纤维在航空航天等高端领域的拓展，碳纤维需求结构将向高端化迈进。7.7 8.4 9.3 10.4 10.7 11.8 2.0 2.3 3.1 3.8 4.9 6.2 26%28%33%36%46%53%0%10%20%30%40%50%60%0.02.04.06.08.010.012.014.02001920202021全球（万吨）中国（万吨）中国需求占比21.2 2

57、3.4 25.7 28.7 26.2 34.0 4.8 5.7 7.1 8.2 10.3 15.9 23%24%28%29%39%47%0%10%20%30%40%50%055402001920202021全球（亿美元）中国（亿美元）中国市场规模占比 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 16 风机大型化趋势推动碳纤维复材渗透率提高风机大型化趋势推动碳纤维复材渗透率提高 风电行业延续高景气度，中国市场表现亮眼风电行业延续高景气度，中国市场表现亮眼（新增装机量新增装机量占比约占

58、比约 50%）。全球低碳经济蓬勃发展，风电行业活跃度极高，2021 年全球风电新增装机总量为 93.6GW，其中陆风和海风新增装机量分别为 72.5GW 和 21.1GW，海风增速达 208%；较于 2020 年全球 95.3GW的新增装机总量，同比下降 1.8%，主因是中国陆风抢装结束，装机量高位回落。我国在全球风电市场表现亮眼，近三年新增装机总量占全球比例 50%上下。我们预测 2025 年全球风电新增装机量有望达 136GW，陆风和海风分别为 100 和 36GW，其中中国市场将分别占据57 和 17GW。图 11：全球及我国陆地风电和海上风电新增装机量预测（单位：GW）资料来源：GWE

59、CGlobal Wind Report 2021、GWECGlobal Wind Report 2022，中信证券研究部预测 风机大型化风机大型化兼备效率和经济效益，兼备效率和经济效益，是风电发展主流趋势。是风电发展主流趋势。风机大型化一方面可以增大扫风面积，提高发电功率，另一方面，单机容量/功率的增长使得相同风力容量项目所需风机台数减少，有助于降低均摊建设成本以及后期运维成本。国际风力发电网 2021 年数据显示，以一个 100MW 中国陆地风场为例，单机功率从 2MW 上升到 4.5MW，静态投资从 6449 元/kW 下降到 5517 元/kW，项目全投资 IRR 上升 2.4%，LCO

60、E 下降 13.6%。54.6 88.4 72.5 79.0 84.0 93.0 100.0 24.3 50.6 30.7 43.0 47.0 52.0 57.0 6.2 6.9 21.1 18.0 22.0 30.0 36.0 2.5 3.8 16.9 11.0 13.0 15.0 17.0 44.0%57.1%50.8%55.7%56.6%54.5%54.4%0%10%20%30%40%50%60%02040608002020212022E2023E2024E2025E全球陆风新增装机量中国陆风新增装机量全球海风新增装机量中国海风新增装机量中国新增装机量占比图 9：2

61、021 年全球碳纤维市场需求-应用及占比（%）图 10：2021 年中国碳纤维市场需求-应用及占比（%）资料来源：2021 全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥），中信证券研究部 资料来源：2021 全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥），中信证券研究部 28.0%14.0%15.7%8.1%9.0%9.3%7.2%8.7%风电叶片航空航天体育休闲汽车混配模成型压力容器碳碳复材其他36.1%3.2%28.1%2.6%4.8%4.8%11.2%9.2%风电叶片航空航天体育休闲汽车混配模成型压力容器碳碳复材其他 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅

62、读正文之后的免责条款和声明 17 表 6：2021 年中国风场项目不同单机容量的经济指标 单机容量单机容量(MW)台台数数 项目容量（项目容量（MW）静态投资（元静态投资（元/kW）全投资全投资 IRR 资本金资本金 IRR LCOE（元（元/kWh）2.0 50 100 6449 9.28%18.24%0.3451 2.2 45 99 6375 9.45%18.85%0.3414 2.3 43 99 6279 9.67%19.66%0.3366 2.5 40 100 6221 9.82%20.19%0.3336 3.0 33 99 6073 10.18%21.54%0.3262 4.0 25

63、 100 5767 10.97%24.63%0.3108 4.5 22 99 5517 11.68%27.49%0.2933 资料来源：国际风力发电网，中信证券研究部 具备高具备高比强度、比模量比强度、比模量的碳纤维复材在风机大型化发展中具有不可替代的优势。的碳纤维复材在风机大型化发展中具有不可替代的优势。在风机大型化的主流趋势下，利用碳纤维复材替代传统材料的优势在于：1）降低净重（减小单位功率重量），起到节约零部件采购成本的作用，推动风机降本（风机的主要成本来源于零部件原材料，原材料的定价方式多数是以重量计价，而叶片原材料又在其中占比最大，达23.3%）；2）提高风电叶片的弯曲刚度、缓解疲劳

64、特性，更耐恶劣气候条件；3）使离心风机的功率更光滑更平衡，提高风力应用效率；4）利用碳纤维的导电性能防止雷击对风机的损害等。图 12：风机零部件成本占比 资料来源：中国科学技术协会，中信证券研究部 Vestas 碳纤维主梁可运用于兆瓦级的叶片碳纤维主梁可运用于兆瓦级的叶片，不仅不仅扩展扩展了了碳纤维的使用范围碳纤维的使用范围，并且，并且推动推动了了碳纤维风电叶片的低成本化碳纤维风电叶片的低成本化。2015 年以前，风电叶片大梁所用碳纤维主要采用预制体/环氧树脂灌注成型或预浸料铺贴真空袋压固化成型工艺，部分采用小丝束碳纤维，应用规模相对较小且平均成本较高，因此碳纤维应用比例偏低。自 2016 年

65、起，Vestas 拉挤梁片工艺获得突破，其设计理念是把整体化成型的主梁主体受力部分拆分为高效低成本高质量的拉挤梁片标准件，再把标准件一次组装整体成型。拉挤工艺大大提高了纤维体积含量（可达69%），降低了主体承载部分的重量，并且通过标准件的生产方式提高了生产效率，降低生产和运输成本。Vestas 碳梁专利保护在 2022 年 7 月 19 日到期，这意味着其他风电叶片制造商将可以不受限制地推出应用碳梁的风电叶片产品，风电用碳纤维（尤其是大丝束）有望开启加速。23.3%9.3%4.4%4.4%4.2%3.5%3.2%2.0%44.7%叶片齿轮箱机座变桨控制系统变频器主轴变桨轴承发电机其他 新材料新

66、材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 18 图 13：拉挤成型过程 图 14：风电叶片中的碳梁使用 资料来源：风电叶片用碳梁的生产技术及性能研究（林凤森）资料来源：上纬新材招股说明书 在以下假设下：在以下假设下：1）CWECGlobal Offshore Wind Report 2021显示，2020 年陆风/海风单机的平均功率为 2.5/6.0MW，鉴于风电机组逐渐大型化（即单机平均功率提升），且海风单机的功率、尺寸通常大于陆风单机，结合Expert elicitation survey predicts 37%to 49%

67、declines in wind energy costs by 2050（Ryan Wiser、Joseph Rand、Joachim Seel 等）预测的 2035年陆风/海风单机的平均功率为 5.5/17.0MW，以 2020-2035 年 15 年陆风/海风单机容量提升的 CAGR 分别为 5.40%和 7.19%为基准，我们预测 2025 年陆风/海风单机的平均功率分别为 3.3/8.5MW；图 15：风电装机尺寸和单机容量的发展 资料来源：Expert elicitation survey predicts 37%to 49%declines in wind energy cost

68、s by 2050(Ryan Wiser、Joseph Rand、Joachim Seel 等)，中信证券研究部 2）据国产碳纤维在风电叶片产业中的机会（沈真），当风轮直径大于 80 米（即单机功率大于 1.8MW）时，使用碳纤维替代玻璃纤维才具有可行性，CWEC Global Wind Report 2022显示全球风机平均风轮直径自 2010 年起已达 82 米，且在 2020 年增至 120 米；3）据 GWEC 数据，2020 和 2021 年全球陆风/海风新增装机量分别为 88.4/6.9 和72.5/21.1GW，而广州赛奥统计的全球风电用碳纤维需求总量在2020和2021年分别为

69、3.06和 3.30 万吨，计算可得 1GW 陆风/海风装机需要约 343/37 吨碳纤维。中科院宁波材料所钱 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 19 鑫博士在 风电应用急剧增长致使中国成为碳纤维最大需求方，频频扩产将对日企构成威胁一文中估算认为至少需要 1吨碳纤维才能制造足够的风机叶片来产生 1MW 的功率，则 1GW风电装机对应 1000 吨碳纤维使用量，这意味着当前碳纤维在全球陆风/海风装机中整体渗透率仅为34%和4%左右。MAKE数据显示2015年2.0-2.99MW 风机中碳纤维的渗透率为16%，而 4.

70、0-8.0MW 风机中碳纤维渗透率为 0%，同时 MAKE 认为 2021 年 3.0-4.0MW 风机中碳纤维渗透率可达 39%，8.0-10.0MW 风机中碳纤维渗透率可达 43%，因此我们假设 2020 年碳纤维在陆风/海风装机中整体渗透率分别为 35%和 5%，且由于海上风机面临的恶劣天气情况更为显著，而碳纤维具有良好的耐化学腐蚀性，因此碳纤维在海风装机中渗透率的提升会更快，假设陆风/海风渗透率将逐年分别提升 5/10pcts，并在 2025 年分别达 60%和 55%；4）结合 3）中“至少需要 1 吨碳纤维才能制造足够的风机叶片来产生 1MW 的功率”，我们预计 2020 年陆风

71、2.5MW/海风 6.0MW 单台风机的叶片碳纤维使用总量分别为 2.5/6.0吨，随着风机的大型化，预计单台风机的叶片碳纤维使用总量在 2025 年分别达 3.3/8.5 吨；5）广州赛奥数据显示 2020、2021 年风电领域碳纤维均价分别为 14 和 16.8 美元/kg，鉴于2022年碳纤维价格走势，我们预计2022年T300级风电用碳纤维均价将下降5%左右，而碳纤维扩产项目落地投产将带来生产规模化效应，因此我们预计碳纤维单价将从 2023 年起每年下行 7%，2025 年风电领域碳纤维均价将达 12.8 美元/kg；结合以上假设及陆风/海风新增装机量数据，我们预计我们预计 2022-

72、2025 年全球风电领域碳纤年全球风电领域碳纤维需求量分别为维需求量分别为 4.0/5.0/6.5/8.0 万吨，万吨，2022-2025 年需求量年需求量 CAGR 为为 25.8%；我们预计；我们预计 2025年全球风电领域碳纤维市场规模可达年全球风电领域碳纤维市场规模可达 10.2亿美元，亿美元，2022-2025年市场规模年市场规模CAGR为为 17.0%。图 16：2015 年碳纤维和玻璃纤维在风电叶片的渗透率 图 17：2021 年碳纤维和玻璃纤维在风电叶片的渗透率预测 资料来源：MAKE，中信证券研究部 资料来源：MAKE，中信证券研究部 29%16%24%0%20%40%60%

73、80%100%6.0-7.99MW5.0-5.99MW4.0-4.99MW3.0-3.99MW2.0-2.99MW1.0-1.99MW10.00MV8.0-9.99MW6.0-7.99MW5.0-5.99MW4.0-4.99MW3.0-3.99MW2.0-2.99MW1.0-1.99MW0.99MW玻璃纤维碳纤维 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 20 表 7：全球风电领域碳纤维需求测算 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2022-2025CAGR 新增装机量（GW）95.3 93

74、.6 97.0 106.0 123.0 136.0 11.9%陆风装机量（GW）88.4 72.5 79.0 84.0 93.0 100.0 8.2%陆风单机平均容量（MW）2.5 2.6 2.8 2.9 3.1 3.3 5.4%陆风装机量（万台）3.54 2.75 2.84 2.87 3.01 3.08 碳纤维渗透率 35%40%45%50%55%60%碳纤维风机数（万台）1.24 1.10 1.28 1.43 1.66 1.85 单台风机的叶片碳纤维使用总量（吨）2.5 2.6 2.8 2.9 3.1 3.3 陆风碳纤维质量（万吨）陆风碳纤维质量（万吨）3.10 2.90 3.56 4.2

75、0 5.12 6.00 19.1%海风装机量（GW）6.9 21.1 18.0 22.0 30.0 36.0 26.0%海风单机平均容量（MW）6.0 6.4 6.9 7.4 7.9 8.5 7.2%海风装机量（万台）0.11 0.33 0.26 0.30 0.38 0.42 碳纤维渗透率 5%15%25%35%45%55%碳纤维风机数（万台）0.01 0.05 0.07 0.10 0.17 0.23 单台风机的叶片碳纤维使用总量（吨）6.0 6.4 6.9 7.4 7.9 8.5 海风碳纤维质量（万吨）海风碳纤维质量（万吨）0.03 0.32 0.45 0.77 1.35 1.98 63.9

76、%全球海陆风机碳纤维总需求（万吨）全球海陆风机碳纤维总需求（万吨）3.1 3.2 4.0 5.0 6.5 8.0 25.8%风电领域碳纤维价格（美元风电领域碳纤维价格（美元/kg）14.0 16.8 16.0 14.8 13.8 12.8 -7.0%风电领域碳纤维市场规模（亿美元）风电领域碳纤维市场规模（亿美元）4.4 5.4 6.4 7.4 8.9 10.2 17.0%资料来源：Global Wind Report 2021、Global Wind Report 2022（GWEC），2021 全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥），2020 全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥），中科院宁

77、波材料所钱鑫博士，MAKE，Expert elicitation survey predicts 37%to 49%declines in wind energy costs by 2050（Ryan Wiser、Joseph Rand、Joachim Seel 等），中信证券研究部预测 性能优异的性能优异的 IV 型储氢瓶带动碳纤维需求型储氢瓶带动碳纤维需求 氢燃料电池车的发展氢燃料电池车的发展将将带动高压储氢瓶碳纤维需求的增长。带动高压储氢瓶碳纤维需求的增长。高压气态储氢（采用高压将氢气压缩到耐高压的容器里）是目前最常用并且发展比较成熟的储氢技术，根据安全制造材质和工艺，气瓶一般分为四型：

78、I 型是金属气瓶；II 型是金属内胆纤维环向缠绕气瓶；III 型是金属内胆纤维全缠绕气瓶；IV 型是非金属类的纤维全缠绕气瓶。当前市场氢燃料车的储氢瓶以 III 型和 IV 型为主，较于 III 型储氢瓶，IV 型储氢瓶具有轻量化、高储氢密度等特点，且体积容量多 10%，成本却仅为 III 型的 63-67%，因此 IV 型未来有望取代 III 型储氢瓶。而IV 型储氢瓶的碳纤维应用比例因高压而高于 III 型，IV 型储氢瓶的发展将进一步推升碳纤维需求，而大丝束碳纤维的缠绕效率是小丝束的 3-4 倍，在大丝束性能有所突破的前提下，其需求将同步提升，但当前以 T700 级小丝束为主。新材料新材

79、料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 21 图 18：储氢瓶压力容器类型和结构 资料来源：美国机械工程师协会（ASME）和国际标准化组织（ISO）表 8：储氢容器性能对比 分类分类 材料材料 优劣势优劣势 压强（压强（MPaMPa）成本成本 重量体积比重量体积比（kg/Lkg/L）储氢密度储氢密度（g/Lg/L）使用寿命使用寿命 应用应用 型 全金属（钢质）氢密度低；安全性能差；质量重；17.5-20 低 0.9-1.3 14-17 15 年 CNG 气体储运；加氢站等固定式储氢 型 金属内胆（钢质）+纤维环向缠绕（碳纤维、玻璃

80、纤维）氢密度低；安全性能差；质量重；26.3-29.9 中等 0.6-0.95 14-17 15 年 CNG 车用气瓶；加氢站等固定式储氢 III 型 金属内胆（钢/铝质）+纤维全缠绕（碳纤维、玻璃纤维）氢密度高；高安全性；质量轻；30-70 最高 0.35-1 40 15-20 年 CNG 车用气瓶；氢燃料电池供氢系统 IV 型 非金属（塑料内胆）+纤维全缠绕（碳纤维、玻璃纤维）氢密度高；高安全性；质量轻；66 以上 高 0.3-0.8 49 15-20 年 国外主要应用于氢燃料电池汽车；国内处于研发阶段 资料来源：氢能与燃料电池产业储氢瓶（罐）市场发展与投资前景预测分析报告（2021 版）

81、（车研咨询），中信证券研究部 在以下假设下：在以下假设下：1）根据国家发展改革委编制的氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年），2025年氢燃料电池车保有量约 5 万辆，基于此我们预测 2022-2025 年我国氢燃料电池车产量为5000/8000/12000/16000 辆；2）当前氢燃料电池主要应用在商用车领域，2020 年我国商用/乘用车占氢燃料电池车总量的 100%和 0%，高工氢电网数据显示 2021 年我国商用/乘用车比例分别约为 99%和 1%，鉴于乘用车氢燃料电车将逐步普及，我们假设乘用车占比以每年 1%的增速增长至 2025 年的 5%，而商用车将逐年以 1%的减速降

82、至 2025 年 95%的比例；3）广州塞奥数据表明，商用车通常携带 6-8 个储氢瓶，电池中国网数据表明，乘用车通常携带 2-3 个储氢瓶，我们假设商用/乘用车储氢瓶平均数量分别为 7/2.5 个；4）每辆氢燃料电池汽车至少携带 5-6kg 氢气，中国储能网数据显示，每 70MPa/5.6kg 的 IV 型储氢瓶的碳纤维增强树脂基复材用量为 62-72kg，在碳纤维占复材体积含量 60%（质 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 22 量含量约为 66.7%）的前提下，单个储氢瓶碳纤维平均用量约为 45kg；5）氢智

83、会、氢云链、中国汽车工业协会、韩国国土交通部、次时代自动车振兴中心等数据显示，2019/2020/2021 年全球氢燃料电池车保有量分别为 24132/33398/49562 辆，可得 2020/2021 年全球氢燃料电池车产量分别为 9266/16164 辆。中国汽车工业协会显示我国2020/2021 年氢燃料电池车产量分别为 1199/1777 辆，计算可得占全球比例分别为 12.9%和 11.0%。鉴于我国积极推进氢能及氢燃料电池汽车产业发展并且在世界氢燃料电池车产业中占据重要地位，我们乐观推测我国燃料电池车占全球比例在 2022-2025 年分别为19%/23%/27%/30%，202

84、5 年占比仅同比提升 3pcts 是由于 2025 年我国新增氢燃料电池车产量有所放缓；6）据广州塞奥预测，2022 年储氢瓶占压力容器比例约为 63%，由于呼吸气瓶和 CNG气瓶增长较为稳定，远低于储氢瓶增速，我们认为储氢瓶占比会逐年提高，假设 2020-2025年储氢瓶占压力容器比例分别约为 37%/50%/63%/68%/70%/72%；7）广州赛奥数据显示 2020、2021 年压力容器领域碳纤维均价分别为 20、24 美元/kg，鉴于 2022 年碳纤维价格走势，我们预计 2022 年 T700 级碳纤维均价将下降 1%左右，而碳纤维扩产项目落地投产将带来生产规模化效应，但 T700

85、 级碳纤维价格降幅会低于 T300 级碳纤维，因此我们预计碳纤维单价将从 2023 年起每年下行 2%，2025 年压力容器领域碳纤维均价将达 22.4 美元/kg；结合以上数据及假设对商用/乘用车碳纤维需求进行求和，我们预计我们预计 2022-2025 年全球年全球储氢瓶储氢瓶和和压力容器领域压力容器领域碳纤维需求量分别为碳纤维需求量分别为 0.8/1.1/1.4/1.6 万吨万吨和和 1.3/1.6/1.9/2.3 万吨，万吨，2022-2025 年需求量年需求量 CAGR 分别为分别为 25.7%和和 20.2%；我们预计我们预计 2025 年全球储氢瓶年全球储氢瓶和和压力压力容器容器领

86、域碳纤维市场规模领域碳纤维市场规模分别分别可达可达 3.6 和和 5.1 亿美元，亿美元，2022-2025 年市场规模年市场规模 CAGR 分别分别为为 23.2%和和 17.8%。表 9：全球储氢瓶及压力容器领域碳纤维需求测算 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2022-2025CAGR 单个储氢瓶氢气携带最小值（kg）5-6 5-6 5-6 5-6 5-6 5-6 CFRP 中碳纤维体积含量 60%60%60%60%60%60%单个储氢瓶 CFRP 用量（kg）62-72 62-72 62-72 62-72 62-72 62-72 单个储氢瓶碳纤维平均用

87、量（kg）45 45 45 45 45 45 我国氢燃料电池车产量（辆）1199 1777 5000 8000 12000 16000 47.4%我国氢燃料电池车保有量（辆）7352 9129 14129 22129 34129 50129 52.5%我国商用车比例 100%99%98%97%96%95%我国商用车产量（辆）1199 1759 4900 7760 11520 15200 45.8%商用车储氢瓶平均数量（个）7 7 7 7 7 7 我国商用车碳纤维需求量（吨）我国商用车碳纤维需求量（吨）378 554 1544 2444 3629 4788 45.8%我国乘用车比例 0%1%2%

88、3%4%5%我国乘用车产量（辆）0 18 100 240 480 800 100.0%商用车储氢瓶平均数量（个）2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 23 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2022-2025CAGR 我国乘用车碳纤维需求量（吨）我国乘用车碳纤维需求量（吨）0 2 11 27 54 90 100.0%我国氢燃料电池车碳纤维需求量（万吨）我国氢燃料电池车碳纤维需求量（万吨）0.04 0.06 0.16 0.25 0.37 0

89、.49 46.4%我国氢燃料电池车产量占全球比例我国氢燃料电池车产量占全球比例 12.9%11.0%19.0%23.0%27.0%30.0%全球氢燃料电池车碳纤维需求量（万吨）全球氢燃料电池车碳纤维需求量（万吨）0.3 0.5 0.8 1.1 1.4 1.6 25.7%储氢瓶领域碳纤维价格（美元储氢瓶领域碳纤维价格（美元/kg）20.0 24.0 23.8 23.3 22.8 22.4 -2.0%全球储氢瓶领域碳纤维市场规模（亿美元）全球储氢瓶领域碳纤维市场规模（亿美元）0.6 1.2 1.9 2.5 3.1 3.6 23.2%储氢瓶占压力容器比例 37%50%63%68%70%72%全球压力

90、容器领域碳纤维需求全球压力容器领域碳纤维需求（万吨）（万吨）0.8 1.0 1.3 1.6 1.9 2.3 20.2%全球压力容器领域碳纤维市场规模（亿美元）全球压力容器领域碳纤维市场规模（亿美元）1.6 2.4 3.1 3.7 4.4 5.1 17.8%资料来源：氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年）（国家发展改革委），高工氢电网，中国储能网，电池中国网，氢智会，氢云链数据库，中国氢能联盟，中国汽车工业协会，韩国国土交通部，次时代自动车振兴中心，日本自动车贩卖协会联合会，德国联邦交通局，香橙会研究院，广州赛奥，中信证券研究部预测 碳碳/碳复材作为热场系统的主要耗材受益于光伏产业高景

91、气碳复材作为热场系统的主要耗材受益于光伏产业高景气 碳基复合材料应用领域广阔。碳基复合材料应用领域广阔。先进碳基复材是指以碳纤维为增强体，以碳或碳化硅等为基体，以化学气相沉积或浸渍等工艺形成的复合材料，主要包括碳/碳复合材料产品和碳/陶复合材料产品等。除光伏热场外，碳基复合材料还可应用于半导体热场、刹车制动、密封耐磨、耐腐蚀等领域应用，但在半导体热场领域，碳基复材占比远低于石墨。图 19：先进碳基复合材料产业链情况 资料来源：金博股份招股说明书，中信证券研究部 光伏行业的快速发展推动光伏行业的快速发展推动碳碳/碳复材需求快速增长。碳复材需求快速增长。全球光伏硅片产量持续增长，自2013 年的

92、38.4GW 增长至 2021 年的 170GW，八年间 CAGR 为 20.4%。据 CPIA 预测，2025 年全球光伏新增装机量将在 270-330GW 之间，对应 2021-2025 年 CAGR 在12.3%-18.0%之间。硅片可由单晶拉制炉、多晶铸锭炉制造，碳/碳复材又是单晶拉制炉、多晶铸锭炉热场系统的耗材，因此受益于光伏行业，碳/碳复材需求有望保持快速增长。新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 24 图 20：2013-2021 年全球光伏硅片产能与产量（单位：GW）资料来源：CPIA，中信证券研究部

93、图 21：2011-2021 年全球光伏新增装机量（单位：GW）资料来源：CPIA，中信证券研究部 碳碳/碳复材在碳复材在晶硅制造晶硅制造热场系统中渗透率逐步提升热场系统中渗透率逐步提升，直拉单晶硅工艺目前直拉单晶硅工艺目前是是市场市场主流。主流。光伏行业发展早期，即 2005 年之前，晶硅制造热场系统（主要包括单晶拉制炉、多晶铸锭炉）部件主要是以等静压石墨等特种石墨为主，随着 N 型电池的发展、N 型硅片需求的增长，碳/碳复材产品因技术、性能、成本、供货周期等优势，在热场系统中的渗透率逐步提升，成为晶硅制造热场系统的主要耗材。此外，单晶硅在与多晶硅竞争多年后，逐渐淘汰多晶硅的市场，生产单晶硅

94、的直拉单晶硅工艺已成为主流。图 22：单晶拉制炉热场系统构成 资料来源：金博股份招股说明书，中信证券研究部 图 23：单晶拉制炉热场系统的碳基复材产品部件及优势 资料来源：金博股份招股说明书，中信证券研究部 表 10：单晶拉制炉热场系统中各零部件渗透率（%）年份年份 2010 2016 2019 产品产品 碳基复合材料碳基复合材料 等静压石墨等静压石墨 碳基复合材料碳基复合材料 等静压石墨等静压石墨 碳基复合材料碳基复合材料 等静压石墨等静压石墨 坩埚坩埚 90%50%85%15%导流管导流管 90%30%70%55%45%保温筒保温筒 90%70%45%55%加热器加热器 99%97%95%

95、其他其他 95%80%65%资料来源：金博股份招股说明书，中信证券研究部 57 68 84 100 122 161 185 247 415 39 50 60 75 105 115 138 168 233 05003003504004502013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021产能产量30.23238.44353700020021 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声

96、明 25 直拉单晶硅工艺直拉单晶硅工艺对碳对碳/碳复材的需求来自三方面。碳复材的需求来自三方面。单晶拉制炉的主要消耗品部件为坩埚、加热器、导流筒、保温筒等，其需求主要分为新增需求、替换需求和改造需求：1）新增需求：新增单晶炉装机带来的需求；2）改造需求：通过热场改造以提升原有设备生产效率来适应硅片发展趋势；3）替换需求：在单晶炉不更换的情况下，消耗件因使用寿命问题需定期更换。在以下假设下：在以下假设下：1）光伏电站容配比：假设 2020-2025 全球光伏电站容配比为 1.2；2）新增产能中单晶硅片占比：据 CPIA 数据，2020 年全球新增硅片产能中单晶硅片占比为 90%，单晶硅片渗透率呈

97、逐年上升趋势，假设 2021-2025 年单晶硅片占比分别为95%/98%/100%/100%/100%；3）单晶硅片产能利用率：据 CPIA 数据，2020 年全球光伏硅片整体产能利用率为 68%，且 2013-2020 年的整体产能利用率在 68%-86%之间浮动。我们预计 2020、2021 年单晶硅片产量分别约为 140 和 194GW，而 CPIA 数据显示 2020、2021 年单晶硅片产能为 199.8和 339GW，由此测算 2020、2021 年单晶硅片产能利用率约为 70%和 57%。随着硅片向大尺寸迭代、新进入者入局带动新一轮扩产，硅片环节竞争趋于激烈化，且由于疫情导致的

98、全球开工率不足、终端需求疲软等因素，产能利用率可能进一步下降，我们预测未来几年单晶硅片产能利用率逐年降低 2pcts，到 2025 年降至 49%；4）当年单晶硅片新增产能：当年单晶硅片总产能与去年单晶硅片总产能的差值；5）单晶硅片产能存量改造比率：鉴于单晶硅片产能中老产能可通过技改升级为兼容产能，同时考虑到设备优化迭代放大新建产能成本优势，我们假设 2021-2025 年单晶硅片产能存量改造比率稳定在 10%；6）单 GW 所需单晶炉台数：据金博股份关于向特定对象发行股票申请文件的审核问询函的回复，单 GW 产能所需单晶拉制炉约 75-80 台，我们假设 2020 年单 GW 产能所需单晶炉

99、台数为 80 台，随着技术的升级，我们预测单 GW 所需单晶炉台数将逐年递减，并在 2025年达 65 台；7）新建单晶炉碳/碳复材需求：据金博股份关于向特定对象发行股票申请文件的审核问询函的回复，新建单晶拉制炉对碳基复材热场部件的需求约为 270kg/台；8）单晶炉替换碳/碳复材需求：在单晶拉制炉不更换的情况下，碳/碳热场消耗件因使用寿命问题需要定期更换，据金博股份关于向特定对象发行股票申请文件的审核问询函的回复，每台单晶拉制炉对碳基复材热场部件的替换性需求约为 225kg；9）光伏热场碳/碳复材总需求：新增、改造、替换需求的总和；10）碳/碳复材碳纤维质量占比：Electrical Beh

100、avior of Carbon Fiber/Phenolic Composite during Pyrolysis（Williane Oliveira de Souza、Kledermon Garcia、Christian Frederico de Avila Von Dollinger 等）和Effect of fiber weight fraction on mechanical 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 26 properties of carboncarbon composite（Padmayya

101、Shaniyara Naik、Surendranathan Attakuli Orangalu、Neelakantha V.Londhe）研究显示碳纤维复材中碳纤维质量占比浮动范围为 30-73%，因此我们假设碳/碳复材中碳纤维质量占比为 65%；11）据我们的产业调研，光伏热场碳/碳复材占碳/碳复材比例在近年较高且逐年提升，假设 2020-2022 年占比分别为 55%/65%/80%，但在航天、刹车盘碳/碳复材需求带动下，光伏热场碳/碳复材占比将会在中长期降低，我们预测 2023-2025 年光伏热场碳/碳复材占比分别为 75%/70%/65%；12）碳/碳复材领域碳纤维均价：广州赛奥数据

102、显示 2020、2021 年碳/碳复材领域碳纤维均价分别为 18、21.6 美元/kg，鉴于 2022 年以来的碳纤维价格走势，我们预计 2022 年T700 级碳纤维均价将下降 1%左右，而碳纤维扩产项目落地投产将带来生产规模化效应，但 T700 级碳纤维价格降幅会低于 T300 级碳纤维，因此我们预计碳纤维单价将从 2023 年起每年下行 2%，2025 年碳/碳复材领域碳纤维均价将达 20.1 美元/kg；结合以上数据及假设，我们预计我们预计 2022-2025 年全球年全球光伏热场和整体碳光伏热场和整体碳/碳复材碳复材领域领域碳纤碳纤维需求量分别为维需求量分别为 1.1/2.1/2.7

103、/3.7 万吨万吨和和 1.4/2.8/3.9/5.7 万吨，万吨，2022-2025 年需求量年需求量 CAGR分别分别为为 48.2%和和 58.8%；我们预计我们预计 2025 年全球年全球光伏热场和整体碳光伏热场和整体碳/碳复材碳复材领域领域碳纤维市场碳纤维市场规模规模分别分别可达可达 7.4 和和 11.4 亿美元，亿美元，2022-2025 年市场规模年市场规模 CAGR 分别分别为为 45.2%和和 55.6%。表 11：全球光伏热场及整体碳/碳复材领域碳纤维需求测算 单位单位 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2022-2025CAGR 全球新

104、增装机量 GW 130 170 250 350 435 520 27.7%容配比 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 新增产能中单晶硅片占比 90%95%98%100%100%100%单晶硅片产量需求 GW 140 194 294 420 522 624 28.5%单晶硅片产能利用率 70%57%55%53%51%49%当年单晶硅片总产能 GW 200 339 533 790 1020 1269 33.5%当年单晶硅片新增产能 GW 82 139 194 257 230 249 单晶硅片产能存量改造比率 10%10%10%10%10%10%当年存量改造产能 GW 20 34 53

105、79 102 127 当年替换产能 GW 98 166 286 454 688 893 单 GW 产能所需单晶炉 台 80 77 74 71 68 65 新建单晶炉碳/碳复材需求 kg/台 270 270 270 270 270 270 单晶炉替换碳/碳复材需求 kg/台 225 225 225 225 225 225 新建需求 万吨 0.18 0.29 0.39 0.49 0.42 0.44 改造需求 万吨 0.04 0.07 0.11 0.15 0.19 0.22 替换需求 万吨 0.18 0.52 1.25 2.63 3.56 5.00 光伏热场碳/碳复材总需求 万吨 0.4 0.9 1

106、.7 3.3 4.2 5.7 48.2%碳/碳复材中碳纤维质量占比 65%65%65%65%65%65%光伏热场碳光伏热场碳/碳复材中碳纤维需求碳复材中碳纤维需求 万吨 0.3 0.6 1.1 2.1 2.7 3.7 48.2%碳碳/碳复材领域碳纤维均价碳复材领域碳纤维均价 美元/kg 18.0 21.6 21.4 21.0 20.5 20.1 -2.0%光伏热场碳光伏热场碳/碳复材领域碳纤维市场规模碳复材领域碳纤维市场规模 亿美元 0.5 1.2 2.4 4.5 5.6 7.4 45.2%新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条

107、款和声明 27 单位单位 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2022-2025CAGR 光伏热场碳/碳复材占碳/碳复材比例 55%65%80%75%70%65%碳碳/碳复材领域碳纤维总需求碳复材领域碳纤维总需求 万吨 0.5 0.9 1.4 2.8 3.9 5.7 58.8%碳碳/碳复材领域碳纤维市场规模碳复材领域碳纤维市场规模 亿美元 0.9 1.9 3.0 5.9 8.0 11.4 55.6%资料来源：CPIA，金博股份关于向特定对象发行股票申请文件的审核问询函的回复，Electrical Behavior of Carbon Fiber/Phenolic

108、 Composite during Pyrolysis（Williane Oliveira de Souza、Kledermon Garcia、Christian Frederico de Avila Von Dollinger 等），Effect of fiber weight fraction on mechanical properties of carboncarbon composite（Padmayya Shaniyara Naik、Surendranathan Attakuli Orangalu、Neelakantha V.Londhe），2021 全球碳纤维复合材料市场报告（广

109、州赛奥），2020 全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥）中信证券研究部预测 航空航天领域军民两用需求持续释放航空航天领域军民两用需求持续释放 碳纤维正推动航空航天迈入轻量化时代碳纤维正推动航空航天迈入轻量化时代，减重，减重兼备功能和兼备功能和经济效益经济效益。碳纤维复材最大优势在于减重，军用飞行器方面，减重一方面可以节省燃料，另一方面还可以提升飞行作战半径，提高其战场生存能力和战斗能力；而民用飞行器方面，减重可以节省燃料，并提高航程和载重能力，具有显著的经济效益。同时碳纤维复材还克服了金属材料易疲劳和易腐蚀的缺点，其良好的成型性促使结构设计和制造成本下行，是大型整体化结构的理想材料。碳纤维复

110、材在航空领域应用大致可分为三类：应用在受力不大或非承力构件阶段(如舵面、口盖等)；应用在次承力或承力较大构件阶段(如机翼等)；应用在主承力构件或复杂受力构件阶段(如机身、中央翼盒)等。2）航天领域应用主要涉及卫星、宇航器，航天动力系统等。航空航天领域对碳纤维的需求主要来自两大方面，一是不断提高的碳纤维复材的应用比例，二是新增的飞机和导弹等订单。表 12：各种飞行器减重的经济效益数据分析表 种类种类 效益（美元效益（美元/kg）轻型民航机轻型民航机 60 直升机直升机 100 航空发动机航空发动机 450 战斗机战斗机 450 干线飞机干线飞机 450 超音速民航机超音速民航机 1000 近地轨

111、道卫星近地轨道卫星 2000 同步轨道卫星同步轨道卫星 20000 航天飞机航天飞机 30000 资料来源：碳纤维及石墨纤维（贺福），中信证券研究部 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 28 图 24：碳纤维复合材料在航空航天领域应用实例 资料来源：中简科技招股说明书，中信证券研究部 航空领域航空领域 军机领域军机领域 碳纤维复材的应用程度是衡量碳纤维复材的应用程度是衡量军机军机先进程度的重要指标之一，先进程度的重要指标之一，国内外国内外军机碳纤维复材军机碳纤维复材应应用比例用比例已已大幅提升大幅提升至近至近 30%

112、及以上及以上。碳纤维复材在军机的应用研究始于上世纪 70 年代，以美国军机为例，Mirage-2000 战机碳纤维复合材料用量仅 7%，到 F-22 和 F-35 为代表的第四代战斗机上碳纤维复合材料用量分别达 24%和 36%，目前国外军机上碳纤维复材用量在20%-50%之间。对比国内，以我国战斗机歼系列为例，碳纤维复合材料用量从歼-8 的 1%，逐渐扩大到歼-10 的 6%和歼-11 的 10%，歼-20 用量已高达 27%。新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 29 图 25：碳纤维复合材料在军机上的使用比例（%

113、）资料来源：图文解说高性能碳纤维在航空领域的应用（钱鑫），中信证券研究部 预计预计未来我国军机至少还有未来我国军机至少还有 1 万架上升空间万架上升空间，其中新增三代及以上歼击机的需求在，其中新增三代及以上歼击机的需求在3000-3500 架左右架左右。World Air Forces directory 2022（FlightGlobal）数据显示，2021 年我国军用飞机数量总数为 3285 架，相较于美国（13246 架）和俄罗斯（4173 架）具有一定的差距，若看齐美国军用飞机总数，我国至少有 1 万架的上升空间。目前我国歼击机以二代和三代为主，而美国现役歼击机以三代机和四代机结合为主

114、。我国军机正处于更新换代的关键时期，老旧机型将逐渐退役，若对标美国，则未来我国新增三代及以上歼击机的需求在3000-3500 架左右。图 26：2021 年美、中、俄、印四国军机数量（架）资料来源：World Air Forces directory 2022（FlightGlobal）表 13：中美三代及以上部分战斗机对比情况 类别类别 中国型号中国型号 中国目前保有量中国目前保有量+订单量订单量 美国同级别型号美国同级别型号 美国目前保有量美国目前保有量+订单量订单量 差距差距 三代以下歼击机 J-7；J-8；JH-7 664 F-105 等 0 664 三代中型歼击机 J-10 260

115、F-16 780 520 三代重型歼击机 J-11；J-16 315 F-15 428+142 255 三代舰载机 J-15 45+50 F/A-18 571+58 534 四代重型歼击机 J-20 19 F-22 178 1785 F-35/A 153+1473 四代舰载机 FC-31 0 F-35B/C 98+541 639 0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%生产者-欧盟生产者-欧盟和其他生产者-美国生产者-中国27407746279825463266092204450100

116、020003000400050006000战斗机特种飞机空中加油机运输机武装直升机教练机美国中国俄罗斯印度 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 30 类别类别 中国型号中国型号 中国目前保有量中国目前保有量+订单量订单量 美国同级别型号美国同级别型号 美国目前保有量美国目前保有量+订单量订单量 差距差距 总计 4397 总计（歼击机）总计（歼击机）3224 资料来源：World Air Forces directory 2022（FlightGlobal）预计预计未来我国三代及以上歼击机带来的未来我国三代及以上歼击机

117、带来的新增新增碳纤维需求约碳纤维需求约 5000 吨。吨。随着国内军机列装提速和单机碳纤维用量的提升，军用碳纤维将成为未来空间较大的一部分。假设 1）未来我国新增三代及以上歼击机的需求中 45%来自于 J-10/J-11/J-16 机型，55%的需求来自于 J-20；2）J-16 的碳纤维复材比例介于 J-10 和 J-20 之间，约为 15%，则新增三代及以上歼击机对应碳纤维总需求量为 5082 吨。民机领域民机领域 民用客机是航空领域碳纤维主需求端，民用客机是航空领域碳纤维主需求端，预计预计全球使用碳纤维的商用飞机在未来全球使用碳纤维的商用飞机在未来 20 年还年还有有 4 万余架上升空间

118、。万余架上升空间。商用飞机碳纤维复材应用比例正逐渐增加，空客 A320、380 系列的使用比例分别为 13-14%和 22%，在更为先进的 A350XWB 双发宽体客机上已达 52%（民机结构复材的使用量上限约为 60%）。广州赛奥数据显示 2021 年全球航空航天领域碳纤维需求主要来源于商用飞机，其需求达 5800 吨，占比 35.3%。此外，中国商飞市场预测年报（2021-2040 年）（中国商飞）预测未来 20 年全球将有超过 41429 架新机交付，价值约6.1 万亿美元，其中 50 座级以上涡扇支线客机、120 座级以上单通道喷气客机和 250 座级以上双通道喷气客机分别为 7535

119、、29482 和 4412 架。图 27：复合材料在波音和空客飞机上的应用比例 资料来源：航空航天复合材料发展现状及前景（唐见茂），中信证券研究部 图 28：2021 年航空航天领域碳纤维需求分布（单位：吨）资料来源：2021 全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥），中信证券研究部 5800,35.3%2600,12.8%3450,15.8%1500,9.1%3450,21.0%商用飞机公务机军用飞机直升机无人机通用飞机航天飞行汽车 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 31 图 29：未来 20 年商用飞机新机交付量

120、预测（单位：架）资料来源：中国商飞市场预测年报（2021-2040 年）（中国商飞），中信证券研究部 预计预计未来未来 20 年全球和我国民用客机碳纤维总需求可分别达年全球和我国民用客机碳纤维总需求可分别达 47.8 和和 11.2 万吨，市场规万吨，市场规模分别为模分别为 318.9 和和 74.7 亿美元亿美元。根据中国商飞市场预测年报（2021-2040 年）（中国商飞）预测的未来 20 年全球和我国客机交付数量，参考中国商飞 ARJ-21、C919 及 CR929三种座级的客机的空重质量，我们预测涡扇支线/单通道喷气/双通道喷气客机空重质量分别为 25/50/150 吨，由于客机的碳纤

121、维复材使用比例随着客机的新型化而逐渐提升，我们预测全球范围内新增的涡扇支线/单通道喷气/双通道喷气客机的碳纤维复材使用比例分别为5%/15%/45%，因此我们预计未来 20 年用于全球和我国交付客机的碳纤维总需求分别为47.8 和 11.2 万吨，市场规模分别达 318.9 和 74.7 亿美元。表 14：未来 20 年全球和中国客机碳纤维需求测算 未来未来 20 年年 涡扇支线客机涡扇支线客机 单通道喷气客机单通道喷气客机 双通道喷气客机双通道喷气客机 合计合计 全球客机需求数量（架）4412 29482 7535 41429 我国客机需求数量（架）953 6295 1836 9084 空重

122、，即结构和系统的总质量（吨）25 50 150/碳纤维复合材料应用比例 5%15%45%/碳纤维复合材料中碳纤维质量分数 65%65%65%/全球客机领域碳纤维需求量（万吨）全球客机领域碳纤维需求量（万吨）0.36 14.37 33.06 47.79 我国客机领域我国客机领域碳纤维需求量（万吨）碳纤维需求量（万吨）0.08 3.07 8.06 11.20 航空航天领域碳纤维均价（万美元/万吨）6.67 6.67 6.67 /全球客机碳纤维需求市场（亿美元）全球客机碳纤维需求市场（亿美元）2.4 95.9 220.6 318.9 我国客机我国客机碳纤维需求市场（亿美元）碳纤维需求市场（亿美元）0

123、.5 20.5 53.8 74.7 资料来源：中国商飞，广州赛奥，中信证券研究部预测 C919 有望打开国产空间有望打开国产空间，未来未来 20 年我国年我国 C919 客机碳纤维需求可达客机碳纤维需求可达 1.12 万吨，市场万吨，市场规模规模 7.5 亿美元。亿美元。中国商飞 C919 大型客机副总设计师傅国华在 2017 年 C919 大型客机首飞前集中采访座谈活动中表示 C919 国内需求保守估计 2000 架左右，约等于我国未来 20年 120 座级以上单通道喷气客机交付架数预测量（6295 架）的 1/3。根据中国商飞的规划，C919客机将采取分步走的策略来提高复材使用比例：第一阶

124、段10%-15%，第二阶段23%-25%（凤凰新闻网 https:/ 10 年，则第一阶段平均比例为 12.5%，对应 900 架 C919，第二阶段平均比例为 24%，对应 595375362948244050003000035000双通道喷气客机单通道喷气客机涡扇支线客机中国全球 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 32 架 C919。我们预计第一、第二阶段对应碳纤维需求分别为 0.33 和 0.78 万吨，而生产规模化效应预计会导致航空航天领域碳

125、纤维均价每 5 年下降 3%左右，因此预计 10 年和未来10-20 年市场规模分别为 2.2 和 5.2 亿美金。综上，预计未来 20 年用于 C919 客机交付的碳纤维总需求为 1.12 吨，市场规模为 7.5 亿美元。表 15：未来 20 年 C919 客机碳纤维需求测算 未来未来 10 年年 未来未来 10-20 年年 合计：未来合计：未来 20 年年 C919 需求数量（架）900 1100 2000 C919 空重，即结构和系统的总质量（吨）45.7 45.7/碳纤维复合材料结构质量分数 10-15%23-25%/碳纤维复合材料结构质量平均分数 12.5%24%/碳纤维复合材料中碳

126、纤维质量分数 65%65%/C919 客机客机碳纤维需求量（万吨）碳纤维需求量（万吨）0.33 0.78 1.12 航空航天领域碳纤维均价（万美元/万吨）6.67 6.67 /C919 客机客机碳纤维需求市场（亿美元）碳纤维需求市场（亿美元）2.2 5.2 7.5 资料来源：中国商飞，广州赛奥，中信证券研究部预测 无人机无人机领域领域 民用及军用无人机市场相继放量，推动碳纤维需求增长民用及军用无人机市场相继放量，推动碳纤维需求增长。根据应用领域划分，无人机分为拥有物流运输、地质测绘、空中摄影等功能的民用无人机以及承担情报侦察、军事打击、通信等功能的军用无人机。碳纤维复材强度高、重量轻、抗腐蚀性

127、能优越，能够有效提升无人机性能。Drone Industry Insight 公布的调研结果显示，2020 年全球无人机复合材料市场规模约为 12.24 亿美元，并预计 2027 年全球无人机复合材料市场规模约为 32.22 亿美元，年复合增长率为 14.8%，上游碳纤维材料市场空间广阔。图 30：2020-2027 年全球无人机复合材料市场规模（亿美元）资料来源：Drone Industry Insight（含预测），中信证券研究部（1 1）民用领域）民用领域：2025 年全球年全球民用民用无人机碳纤维需求约为无人机碳纤维需求约为 5700 0 吨，吨，2022-2025 年年 CAGR达达

128、 49.8%。航空工业集团发布的通用航空产业发展白皮书（2022）显示，2021 年全球民用无人机市场规模已超 1600 亿元，预计 2025 年将达 5000 亿元。另据中国工业无人机行业研究报告（Frost&Sullivan，转引自智研咨询）披露，在工业级无人机市场高速增长的推动下，2024 年我国民用无人机市场规模将达 2076 亿元，年复合增长率达 31.74%。假12.2432.2205520202027E 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 33 设 1）消费级无人机平均重量为 2

129、千克，工业级无人机平均重量为 25 千克；2）碳纤维复合材料在民用无人机领域应用比例较低、无人机领域碳纤维质量分数为 60%；3）航空航天领域碳纤维均价在规模化效应下每 5 年降低 3pcts。我们预计中国和全球民用无人机碳纤维需求将分别从 2022 年的 952 吨和 1705 吨增至 2025 年的 2979 吨和 5728 吨，对应 2022-2025年 CAGR 分别为 46.3%和 49.8%。表 16：中国及全球民用无人机碳纤维需求测算 单位单位 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2022-2025 CAGR 全球民用无人机市场规模 亿元 1605 2142

130、 3153 4157 5000 32.6%中国民用无人机市场规模 亿元 869 1196 1650 2076 2600 29.5%中国民用无人机市场全球占比 54%56%52%50%52%中国消费级无人机市场占比 45%39%31%27%22%中国消费级无人机市场规模 亿元 391 469 516 568 572 6.8%消费级无人机单价 元 5000 5000 5000 5000 5000 消费级无人机销量 万架 782 938 1032 1135 1144 6.8%消费级无人机单机重量 kg 2 2 2 2 2 消费级无人机碳纤维复材占比 2.0%2.0%2.0%2.0%2.0%消费级无人

131、机碳纤维复材重量 吨 313 375 413 454 458 中国工业级无人机市场占比 55%61%69%73%78%中国工业级无人机市场规模 亿元 478.10 726.78 1133.77 1507.91 2028.00 40.8%工业级无人机单价 元 45000 45000 45000 45000 45000 工业级无人机销量 万架 106 162 252 335 451 40.8%工业级无人机单机重量 kg 25 25 25 25 25 工业级无人机碳纤维复材占比 3.0%3.0%4.0%4.0%4.0%工业级无人机碳纤维复材重量 吨 797 1211 2519 3351 4507 碳

132、纤维质量分数 60%60%60%60%60%中国民用无人机碳纤维需求中国民用无人机碳纤维需求 吨 666 952 1759 2283 2979 46.3%航空航天领域碳纤维均价 美元/kg 72 72 71 71 70 中国民用无人机碳纤维市场规模中国民用无人机碳纤维市场规模 亿美元 0.48 0.68 1.25 1.61 2.09 45.4%全球民用无人机碳纤维需求全球民用无人机碳纤维需求 吨 1230 1705 3362 4573 5728 49.8%全球民用无人机碳纤维市场规模全球民用无人机碳纤维市场规模 亿美元 0.89 1.22 2.39 3.23 4.02 48.9%资料来源：通用

133、航空产业发展白皮书（2022）（航空工业集团），中国工业无人机行业研究报告（Frost&Sullivan，转引自智研咨询），中信证券研究部预测（2）军用领域军用领域：预计预计 2025 年全球年全球军军用用无人机碳纤维需求约为无人机碳纤维需求约为 9000 吨，吨，2022-2025年年 CAGR 达达 43.5%。由于军用无人机对续航、重量等指标敏感，碳纤维复材被大规模运用于新型军用无人机机体，我国自主研发的彩虹系列、翼龙 I-D、云影、风影军用无人机均主要使用碳纤维复材制造。Drone Industry Insights 预计当前全球范围内民用无人机占比约为35%，假设 1）民用市场增速大

134、于军用市场，占比逐年提升 1%；2）航空航天领域碳纤维均价在规模化效应下每 5 年降低 3pcts。我们预计全球军用无人机和全球无人机碳纤维需求将分别从 2022 年的 3032 吨和 4737 吨增至 2025 年的 8959 吨和 14687 吨，对应 2022-2025年 CAGR 分别为 43.5%和 45.8%。新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 34 表 17：军用无人机复材比例 无人机无人机型号型号 复合材料占比复合材料占比 翼龙 I-D 75%云影 60%彩虹-4 80%彩虹-5 80%风影 60%资

135、料来源：航天彩虹副总裁李平坤今日关注和军情解码采访记录，央广网，中国航空工业集团，中信证券研究部 注：风影/彩虹-5 与云影/彩虹-4 机体结构类似，故预估复合材料占比与云影/彩虹-4 相同 表 18：全球无人机碳纤维需求测算（含军用）单位单位 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2022-2025 CAGR 全球民用无人机占比 35%36%37%38%39%全球军用无人机占比 65%64%63%62%61%全球无人机碳纤维需求全球无人机碳纤维需求 吨 3514 4737 9087 12034 14687 45.8%全球无人机碳纤维市场规模全球无人机碳纤维市场规模 亿美元

136、 2.5 3.4 6.5 8.5 10.3 44.9%全球军用无人机碳纤维需求全球军用无人机碳纤维需求 吨 2284 3032 5725 7461 8959 43.5%全球军用无人机碳纤维市场规模全球军用无人机碳纤维市场规模 亿美元 1.6 2.2 4.1 5.3 6.3 42.6%资料来源：Drone Industry Insights，通用航空产业发展白皮书（2022）（航空工业集团），中国工业无人机行业研究报告（Frost&Sullivan），中信证券研究部预测 航天领域航天领域 高性能碳（石墨）纤维复材高性能碳（石墨）纤维复材在航天领域的在航天领域的应用水平和规模已关系到武器装备的跨越

137、式提应用水平和规模已关系到武器装备的跨越式提升和型号研制的成败升和型号研制的成败。高性能碳（石墨）纤维复材可作为结构、功能或结构/功能一体化构件材料应用在导弹、运载火箭和卫星主体上，如碳/碳和碳/酚醛是弹头端头和发动机喷管喉衬及耐烧蚀部件等重要防热材料，在美囯侏儒、民兵、三叉戟等战略导弹上均已成熟应用，如法国的阿里安-2 火箭改型、日本的 M-5 火箭等发动机壳体均采用碳纤维复材，碳（石墨）纤维复材的发展推动了航天整体技术的发展。表 19：碳纤维在航天领域的应用 应用应用 解释说明解释说明 卫星及空间卫星及空间站的结构材站的结构材料和部件料和部件 高模量碳纤维质量小，刚性大，尺寸稳定性和导热性

138、好，很早就应用于人造卫星结构体、太阳能电池板和天线中。现今的人造卫星上的展开式太阳能电池板多采用碳纤维复合材料制作，而空间站和天地往返运输系统上的一些关键部件也往往采用碳纤维复合材料作为主要材料 导弹用结构导弹用结构材料材料 导弹发射筒采用先进复合材料保守估计可降低重量 30%，对于提高地面生存能力至关重要，同时，复合材料的耐环境腐蚀、耐疲劳等优点，可以显著提高发射筒的重复使用寿命，降低发射成本 运载火箭用运载火箭用结构材料结构材料 美国、日本、法国的固体火箭发动机壳体主要采用碳纤维复合材料，例如美国三叉戟-2 导弹、战斧式巡航导弹、大力神-4 火箭、法国的阿里安-2 火箭改型、日本的 M-5

139、 火箭等的发动机壳体，其中使用量最大的是美国赫克里斯公司生产的拉伸强度为 5.3GPa 的 IM-7 碳纤维，性能最高的是东丽 T800 纤维，拉伸强度 5.65GPa、杨氏模量 300GPa 功能复合材功能复合材料料 功能材料在航天领域的应用更为广泛，其中最重要的是返回式航天器的表面热防护功能材料。航天飞行器（导弹、火箭、飞船、航天飞机等）以高超声速往返大气层时，在气动加热下，其表面温度高达 4000-8000；固体和液体火箭发动机工作时，燃烧室产生的高速气流冲刷喷管，烧蚀最苛刻的喉衬部位温度瞬间可超过 3000。因此必须采取有效的热防护措施，以保护内部结构在一定温度范围内正常工作。目前主要

140、的方法是通过表面材料的自身烧蚀引起质量损失，吸收并带走大量的热量，阻止外部热量向结构内部传递。所用材料包括碳-碳复合材料、耐烧蚀纤维陶瓷隔热材料、梯度功能复合材料 资料来源：航空航天复合材料发展现状及前景（唐见茂），中信证券研究部 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 35 航空航天领域碳纤维需求将持续增长航空航天领域碳纤维需求将持续增长，预计预计 2022-2025 年年全球需求量全球需求量 CAGR 将将达达26.4%。据广州赛奥2021 全球碳纤维复合材料市场报告，全球航空航天领域碳纤维需求量从 2013 年开始

141、快速增长，2020、2021 年商业航空受到疫情影响，波音及空客大幅削减客机产量，2020、2021 年航空航天领域碳纤维需求均约 1.65 万吨。疫情反复延迟了航空业的复苏，广州赛奥预计航空航天领域碳纤维需求将在 2024 年恢复到疫情前水平，结合无人机快速发展推升碳纤维需求，我们预计 2025 年全球航空航天领域碳纤维需求有望达 3.42万吨，2022-2025 年 CAGR 为 26.4%。图 31：航空航天领域碳纤维需求-趋势（万吨）资料来源：2021 全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥），中信证券研究部预测 预计预计 2022-2025 年全球碳纤维需求年全球碳纤维需求 CAGR

142、将达将达 23.5%轻量化高性能创造需求轻量化高性能创造需求，2025 年全球碳纤维年全球碳纤维需求需求有望有望达达 26 万吨，万吨，2022-2025 年年 CAGR为为 23.5%。对钢铁、铝合金等传统材料的轻量化替代，较于玻璃纤维、特种石墨等新型材料更卓越的性能，是碳纤维应用拓展的主要推动力，目前已实现了对航空航天、风电、光伏热场、汽车、轨道交通、船舶、建筑补强、压力容器瓶、混配模成型、电缆芯、体育休闲等领域的全覆盖。体育休闲、混配模成型等碳纤维市场将稳健增长，而风电、光伏热场、储氢瓶、无人机等市场前景更为光明，结合我们的预测及广州赛奥的统计数据，我们预计 2025 年全球碳纤维需求将

143、达到 26.0 万吨，2022-2025 年 CAGR 为 23.5%；全球碳纤维市场规模将达到 66.0 亿美元，2022-2025 年 CAGR 为 20.4%。表 20：全球碳纤维总需求测算 领域领域 指标指标 2022E 2025E 2022-2025 CAGR 风电 全球市场需求（万吨）4.0 8.0 25.8%全球市场规模（亿美元）6.4 10.2 17.0%储氢瓶 全球市场需求（万吨）0.8 1.6 25.7%全球市场规模（亿美元）1.9 3.6 23.2%光伏热场碳/碳复材 全球市场需求（万吨）1.1 3.7 48.2%全球市场规模（亿美元）2.4 7.4 45.2%无人机 全

144、球市场需求（万吨）0.5 1.5 45.8%全球市场规模（亿美元）3.4 10.3 44.9%体育休闲 全球市场需求（万吨）1.9 2.2 5.1%全球市场规模（亿美元）5.3 5.8 3.0%1.65 1.69 3.42 0.00.51.01.52.02.53.03.54.0 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 36 领域领域 指标指标 2022E 2025E 2022-2025 CAGR 汽车 全球市场需求（万吨）1.1 1.4 7.4%全球市场规模（亿美元）2.4 2.8 5.2%混配模成型 全球市场需求（万吨

145、）1.2 1.6 9.4%全球市场规模（亿美元）2.5 3.1 7.2%建筑 全球市场需求（万吨）0.5 0.6 8.6%全球市场规模（亿美元）1.1 1.4 6.4%压力容器（排除储氢瓶）全球市场需求（万吨）0.5 0.6 9.6%全球市场规模（亿美元）1.1 1.4 7.4%碳/碳复材（排除光伏热场）全球市场需求（万吨）0.3 2.0 91.4%全球市场规模（亿美元）0.6 4.0 87.5%航空航天（排除无人机）全球市场需求（万吨）1.2 1.9 16.9%全球市场规模（亿美元）8.7 13.7 16.2%电子电气 全球市场需求（万吨）0.2 0.3 8.7%全球市场规模（亿美元）0.6

146、 0.8 6.6%船舶 全球市场需求（万吨）0.17 0.22 9.3%全球市场规模（亿美元）0.5 0.6 7.1%电缆芯 全球市场需求（万吨）0.1 0.2 9.9%全球市场规模（亿美元）0.3 0.4 7.7%其余 全球市场需求（万吨）0.18 0.23 10.0%全球市场规模（亿美元）0.4 0.5 7.8%总计总计 全球市场需求（万吨）全球市场需求（万吨）13.8 26.0 23.5%全球市场规模（亿美元）全球市场规模（亿美元）37.8 66.0 20.4%资料来源：广州赛奥，中信证券研究部 注：风电、储氢瓶、光伏热场、无人机、压力容器（排除储氢瓶）、碳/碳复材（排除光伏热场）、航空

147、航天（排除无人机）领域数据为中信证券研究部预测，其他领域为广州赛奥预测 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 37 供给供给：行业集中度高，行业集中度高，我国我国产能扩张加速国产替代产能扩张加速国产替代 2022 年碳纤维供需整体持平，年碳纤维供需整体持平，预计预计 2025 年供需缺口年供需缺口 2.5 万吨万吨 全球碳纤维产能稳步扩张，全球碳纤维产能稳步扩张，2015-2021 年产能扩张年产能扩张 CAGR+7.5%。2015-2020 年全球碳纤维产能利用率整体在 70%上下波动，但 2021 年过快的产能扩建

148、速度致使产能利用率下滑。广州奥赛数据显示，2020、2021 年全球碳纤维运行产能分别为 17.2 和 20.8 万吨，同比增幅达 21%，以 2015 年 13.5 万吨的全球碳纤维运行总产能为基准，则 2015-2021 年CAGR+7.5%，其中，2021 年全球十强厂家包含了吉林化纤集团、中复神鹰与宝旌三家中国大陆企业。由于碳纤维基本需求面长期旺盛，相关制造商积极扩产，全球产能扩张节奏整体稳健。图 32：2015-2021 年全球碳纤维运行产能、产量及产能利用率 资料来源：2015-2021全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥），全拓数据，百川盈孚，2021 年全球最新碳纤维的供应、需

149、求情况概述及未来的发展趋势分析（钱鑫），中信证券研究部 表 21：2021 年全球碳纤维运行产能及扩产计划-制造商（万吨）公司公司 运行产能运行产能 扩产计划扩产计划 并购产能并购产能 公司公司 运行产能运行产能 扩产计划扩产计划 并购产能并购产能 东丽+Zoltek 2.91 0.6 2.84 恒神股份 0.55 2.0-吉林化纤 1.6 2.7-光威复材 0.51 1.0-Hexcel 1.6-DowAksa 0.36 1.0-东邦/帝人 1.45-晓星 0.4 1.8-三菱三菱 1.43-太钢钢科 0.24-SGL 1.3-UMATEX 0.2-中复神鹰 1.15 1.4-蓝星 0.2-

150、宝旌 1.05 2.1-上海石化 0.15 1.2-台塑 0.88-中简科技 0.13 0.1 Cytec/Solvay 0.7-中国其他 0.17-新创碳谷 0.6 1.2-世界其他 0.35-资料来源：2021 全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥），中信证券研究部 13.5 13.9 14.7 15.5 15.5 17.2 20.8 9.5 9.7 10.3 10.8 10.8 11.8 11.9 70.4%69.8%70.1%69.7%69.7%68.6%57.4%0%10%20%30%40%50%60%70%80%0552001920202

151、021全球碳纤维运行产能（万吨）全球碳纤维产量（万吨）产能利用率 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 38 中长期碳纤维中长期碳纤维供需缺口仍将持续存在供需缺口仍将持续存在，预计预计 2025 年缺口年缺口 2.5 万吨。万吨。2021 年起碳纤维供需平衡的情况被打破，逐渐呈现供不应求的态势，尽管目前碳纤维厂商纷纷公布扩产计划，但扩产计划到项目建成落地之间仍有较多阻碍需要克服。结合各个厂商扩产的可行性与当前进度，在以下前提下：仅统计可行性高的扩产项目，可行性高项目指项目已开工并有望建成投产；项目建成与满产之间需要爬坡

152、，根据项目建成时间给予不同项目当年产能利用率为 50%或 70%或 100%，我们预计 1）2022 年全球碳纤维需求和产量分别为 13.8 万吨和14.1 万吨，整体呈现供需持平情况；2）较于 2021 年，2023 年将有较大产能集中投放，2023年全球碳纤维产量将达 17.5 万吨，略高于 16.6 万吨的需求，碳纤维均价于 2023 年仍将走低；3）2025 年全球碳纤维产量将达 23.5 万吨，供需缺口达 2.5 万吨，中长期维度碳纤维赛道仍然景气。图 33：2015-2025 年全球碳纤维供需关系（吨，仅统计可行性高的扩产项目）资料来源：各公司公告，2021 全球碳纤维复合材料市场

153、报告（广州赛奥），中信证券研究部预测 表 22：可行性高的国内外碳纤维扩产项目梳理 厂商厂商 碳纤维扩计划碳纤维扩计划 预计建预计建成时间成时间 较于较于 2021 年年2022 年新增年新增产量产量（吨）（吨）较于较于 2021 年年2023 年新增年新增产量产量（吨）（吨）较于较于 2021 年年2025 年新增年新增产量产量（吨）（吨）可行性可行性 中国大陆 吉林系（凯美克）600 吨/年 1K、3K 碳纤维项目 2022 600 600 600 高 吉林系（国兴碳纤维）年产 1.5 万吨大丝束碳纤维 2022 3000 10500 15000 高 吉林系（吉林化纤）1.2 万吨碳纤维复

154、材项目 2023 0 6000 12000 高 宝旌系（浙江宝旌）2500 吨碳纤维生产线 2021 2500 2500 2500 高 宝旌系（浙江宝旌）2000吨高性能PAN基碳纤维碳化项目 2023 0 0 2000 高 中复神鹰 西宁一期 1.1 万吨碳纤维 2022 7000 11000 11000 高 西宁二期 1.4 万吨碳纤维 2023 0 7000 14000 高 光威复材 包头一期 4000 吨碳纤维 2023 0 2000 4000 高 上海石化 1500 吨/年 PAN 基碳纤维 2021 500 1500 1500 高 1.2 万吨 48K 碳纤维 2024 0 0 1

155、2000 高 新创碳谷 1.8 万吨大丝束碳纤维 2023 4200 6300 18000 高 中简科技 1000 吨/年国产 T700 级碳纤维（注：目前生产 ZT7-3K 碳纤维，产能在 250-300 吨之间）2022 250 250 300 高 6.8 7.7 8.4 9.3 10.4 10.7 11.8 13.8 16.6 26.0 9.5 9.7 10.3 10.8 10.8 11.8 11.9 14.1 17.523.5 05000212022E2023E2025E需求产量 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳

156、纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 39 厂商厂商 碳纤维扩计划碳纤维扩计划 预计建预计建成时间成时间 较于较于 2021 年年2022 年新增年新增产量产量（吨）（吨）较于较于 2021 年年2023 年新增年新增产量产量（吨）（吨）较于较于 2021 年年2025 年新增年新增产量产量（吨）（吨）可行性可行性 年产 1500 吨（12K）高性能碳纤维及织物产品项目 2024 0 0 1500 高 恒神股份 2 万吨/年高性能碳纤维，一期项目建成 5000 吨产能，包括一条干喷湿纺碳化线、一条大丝束碳化线以及配套的原丝生产线 2024 0 0 2500

157、高 兰州蓝星 2500 吨碳纤维生产线 2023 0 1250 2500 高 太钢钢科 年产 1800 吨高端碳纤维项目于2021 年投产 2025 1800 1800 1800 高 ZOLTEK 6000 吨碳纤维 2023 0 0 6000 高 非中国大陆 DOWAKSA 1800 吨碳纤维 2022 900 1800 1800 高 韩国晓星 2023 年碳纤维总产能达 9000 吨（2021 年末产能 4000 吨）2023 1250 3750 5000 高 台湾台塑 仁武碳纤扩建，新增产能 1600 吨 2024 0 0 1600 高 总计总计 22000 56250 115600 资

158、料来源：各公司公告，2021 全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥），中信证券研究部预测 注：预计建成时间根据公司公告推算，新增产量为中信证券研究部预测 若统计若统计包含包含可行性可行性较高较高扩产项目扩产项目，中长期维度碳纤维产量或将略高于需求中长期维度碳纤维产量或将略高于需求。在以下前提下统计的扩产项目涵盖可行性高和较高项目，可行性较高项目指项目已开工但产线开车需要时间验证，或厂商已具备成熟碳纤维生产经验但目前仅公布相应碳纤维扩产规划目标；项目建成与满产之间需要爬坡，根据项目建成时间给予不同项目当年产能利用率为 50%或70%或 100%，我们预计 1）可行性较高扩产项目将在 2023 年

159、额外新增 0.20 万吨产量，2023年全球碳纤维产量将达 17.7 万吨，高于 16.6 万吨的需求；3）可行性较高扩产项目将在 2025年额外新增 2.83 万吨产量，2025 年全球碳纤维产量将达 26.3 万吨，略高于 26.0 万吨的需求。图 34：2015-2025 年全球碳纤维供需关系（吨，统计可行性高和较高的扩产项目）资料来源：各公司公告，2021 全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥），中信证券研究部预测 6.8 7.7 8.4 9.3 10.4 10.7 11.8 13.8 16.6 26.0 9.5 9.7 10.3 10.8 10.8 11.8 11.9 14.1 17

160、.7 26.3 05000212022E2023E2025E需求产量 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 40 表 23：可行性较高的国内外碳纤维扩产项目梳理 厂商厂商 碳纤维扩计划碳纤维扩计划 预计建成预计建成时间时间 较于较于 2021 年年2022 年新增年新增产量产量（吨）（吨）较于较于 2021 年年2023 年新增年新增产量产量（吨）（吨）较于较于 2021 年年2025 年新增年新增产量产量（吨）（吨）可行性可行性 中国大陆 国泰大成 一

161、期 3000 吨碳纤维 2023 0 0 3000 较高 新疆隆炬 一期 6000 吨碳纤维 2024 0 0 6000 较高 宝旌系（吉林宝旌）当前产能 0.8 万吨 25-50K 碳纤维，计划十四五末形成年产 1.2 万吨产能 2025 0 0 4000 较高 太钢钢科 拟投资建设两条2000吨的生产线和一条试验线，“十四五”末实现年产6000 吨高端碳纤维产能 2025 0 0 4000 较高 内蒙古中晶 2500 吨高性能碳纤维及氢能源气瓶产业化项目（12K-T700 级 PAN 基碳纤维）2024 0 0 2500 较高 长盛（廊坊）科技 800 吨/年高性能碳纤维碳化线项目 不明，

162、假设2025 年达产 0 0 800 较高 河南能源集团等 商丘碳基新材料及新能源产业园建设项目内容包括年产 1.2 万吨碳纤维项目、900 台风机叶片项目和1.5GW 集中式风力发电项目 一期 2023年建成投产，二期2025 年建成投产 0 2000 8000 较高 总计总计 0 2000 28300 资料来源：各公司公告，2021 全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥），中信证券研究部 注：预计建成时间根据公司公告推算，新增产量为中信证券研究部预测 若若统计统计包含所有包含所有碳纤维扩产项目碳纤维扩产项目，则则 2025 年年全球碳纤维产量将达全球碳纤维产量将达 46.1 万吨万吨，或，

163、或不能不能真实反映产量趋势真实反映产量趋势。在以下前提下统计的扩产项目涵盖可行性高、较高及其余扩产项目，其余扩产项目指厂商仅公布相应碳纤维扩产规划目标，但未见项目开工，或厂商建设进程受疫情或其他负面扰动较大，或厂商为新进入者；项目建成与满产之间需要爬坡，根据项目建成时间给予不同项目当年产能利用率为 50%或 70%或 100%，我们预计 1）其余扩产项目将在 2023 年额外新增 0.45 万吨产量，2023 年全球碳纤维产量将达 18.2 万吨，高于 16.6万吨的需求；3）其余扩产将在 2025 年额外新增 19.8 万吨产量，2025 年全球碳纤维产量将达 46.1 万吨。但这些扩产项目

164、的产业化进程仍需等待时间的验证。新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 41 图 35：2015-2025 年全球碳纤维供需关系（吨，统计可行性高、较高和其余扩产项目）资料来源：各公司公告，2021 全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥），中信证券研究部预测 表 24：其余国内外碳纤维扩产项目梳理 厂商厂商 碳纤维扩计划碳纤维扩计划 预计建成时预计建成时间间 较于较于 2021年年 2022 年年新增新增产量产量（吨）（吨）较于较于 2021 年年2023 年新增年新增产量产量（吨）（吨）较于较于 2021年年 2025

165、年新增年新增产产量量（吨）（吨）中国大陆 宝旌系（浙江宝旌）“十四五”期间建设6万吨碳纤维原丝项目和年产1.8万吨的碳丝项目（余 1.35 万吨碳纤维）2025 0 0 13500 兰州蓝星 二期项目建成后碳纤维最终产能达 2.5 万吨/年 2025 0 0 21000 吉林化纤 6 万吨碳纤维项目 2025 0 0 60000 国泰大成 建设规划为 2.5 万吨的原丝、1 万吨碳纤维、碳纤维织物及复合材（余 7000 吨碳纤维）不明，假设2025 年达产 0 0 7000 克拉玛依愿景 项目一期主要建设高性能长丝中试装置，年产 1.5 万吨高性能纤维生产线、年产 1.5 万吨编织物等各类复合

166、材料生产线；项目二期主要建设年产 3.5 万吨高性能长丝生产线；项目三期主要建设年产 2 万吨高性能纤维生产线、年产 4.5吨高性能长丝生产线、年产 1 万吨风电拉挤板等各类复合材料生产线；项目四期主要建设国家级新材料研究院、企业研发测试平台 一期 2023 年5 月完工 0 4500 15000 河南能源集团等 在河南永煤碳纤维老厂区投资建设煤系沥青基高性能碳纤维产品，建设高端碳纤维中试基地，产能规划 100 吨/年 不明，假设2025 年达产 0 0 100 霍尔果斯旭航 年产 12000 吨 T800 高性能碳纤维及碳纤维装备制造产业基地项目 不明，假设2025 年达产 0 0 1200

167、0 新疆隆炬 年产 5 万吨高性能碳纤维，满足 T400、T700、T800、T1000等级别碳纤维的生产和产品开发（余 4.4 万吨）不明，假设2025 年达产 0 0 44000 杭州超探 新建 1 万吨高性能碳纤维生产线项目、0.25 万吨碳/碳复合材料及碳素产品生产线项目等 不明，假设2025 年达产 0 0 10000 张掖碳谷 年产4000吨T800高性能碳纤维及碳纤维装备制造产业基地项目 不明，假设2025 年达产 0 0 4000 恒沣新能源 年产 1000 吨通用碳纤维和 100 吨高性能碳纤维项目 不明，假设2025 年达产 0 0 1100 蒙发集团等 鄂尔多斯碳纤维全产

168、业链生产基地项目，生产 T800-T1000高性能碳纤维产品，形成 30000 吨原丝、10000 吨碳丝以及 5000 吨复合材料的规模 不明，假设2025 年达产 0 0 10000 总计总计 0 4500 197700 资料来源：各公司公告，2021 全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥），中信证券研究部 注：预计建成时间根据公司公告推算，新增产量为中信证券研究部预测 6.8 7.7 8.4 9.3 10.4 10.7 11.8 13.8 16.6 26.0 9.5 9.7 10.3 10.8 10.8 11.8 11.9 14.1 18.246.020152016

169、2002020212022E2023E2025E需求产量 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 42 国产企业国产企业已打破日、美技术封锁，布局碳纤维全序列产品已打破日、美技术封锁，布局碳纤维全序列产品 碳纤维产能分布不同，国际碳纤维市场及世界级碳纤维技术依然为日、美企业所垄断。碳纤维产能分布不同，国际碳纤维市场及世界级碳纤维技术依然为日、美企业所垄断。日本东丽（Toray）是高性能碳纤维研究与生产的“领头羊”，东丽与卓尔泰克合并后，2021年总运行产能在业内更是一枝独秀达 5.75 万吨。美国是

170、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，也是世界上最大的 PAN 基碳纤维生产国和消费国之一。据2021全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥），2021 年日、美碳纤维总运行产能为 7.37 万吨，占全球比例的 35.5%。中国化学纤维工业协会 2020 年数据显示，日本企业在小丝束碳纤维市场上占有绝对优势，产能占比达 49%；在大丝束市场上，美、德企业处于明显的主导地位，产能占比达 89%。图 36：2020 年全球小丝束碳纤维主要生产企业占能比（单位：%）资料来源：中国化学纤维工业协会，中信证券研究部 图 37：2020 年全球大丝束碳纤维主要生产企业占能比（单位：%）资料来源

171、：中国化学纤维工业协会，中信证券研究部 我国企业崛起正当时，碳纤维产品我国企业崛起正当时，碳纤维产品已已实现与日本东丽主要型号的对标实现与日本东丽主要型号的对标，部分型号甚至性部分型号甚至性能更优能更优。2010-2020 年十年间我国碳纤维发展特点是“狂飙猛进”和“优胜劣汰”，大浪淘沙下稳扎稳打的企业迎来了春天，例如中复神鹰、中简科技、光威复材、原丝龙头吉林碳谷等。国产碳纤维型号覆盖 T300 级至 T1100 级、M35 至 M65 级，产品性能指标实现了对日本东丽主要碳纤维型号的对标，包括高强标模型、高强中模型、高强高模型等各类型碳纤维品种，部分产品的性能甚至超越东丽同级别碳纤维产品，如

172、中复神鹰 SYT55S（T800 级）具有稍高的强度和模量优势，如光威复材 TZ1100G（T1100 级）具有延伸率优势，如恒神股份 HM37（M40 级）的抗拉强度、拉伸模量、延伸率更高。表 25：各公司碳纤维产品对比性能对比 对标日本对标日本东丽等级东丽等级 公司公司 型号型号 抗拉抗拉强度强度 拉伸拉伸模量模量 延 伸延 伸率率 对标日本对标日本东丽等级东丽等级 公司公司 型号型号 抗拉抗拉强度强度 拉伸拉伸模量模量 延 伸延 伸率率 MPa GPa%MPa GPa%T300 级 日本东丽 T300 3530 230 1.5 T1100 级 日本东丽 T1100GC 7000 324

173、2.0 中复神鹰 SYT35 3500 230 1.5 光威复材 TZ1100G 7000 324 2.2 SYT45 4000 230 1.7 M35 级 日本东丽 M35JB-6K 4510 343 1.3 光威复材 TZ300 3530 230 1.5 M35JB-12K 4700 343 1.4 恒神股份 HF10-12K 3850 230 1.6 中复神鹰 SYM35 4900 340 1.4 T400 级 日本东丽 T400HB 4410 250 1.8 恒神股份 HM34-6K 4700 340 1.3 中复神鹰 SYT45S 4500 230 1.8 HM34-12K 4600

174、 340 1.3 26%13%10%8%7%6%4%26%小丝束东丽（日）东邦（日）三菱（日）台塑Hexcel（美）Cytec（美）AKSA（土）其他58%31%9%1%1%大丝束Hexcel（美）SGL（德）三菱（日）东丽（日）蓝星（中）新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 43 对标日本对标日本东丽等级东丽等级 公司公司 型号型号 抗拉抗拉强度强度 拉伸拉伸模量模量 延 伸延 伸率率 对标日本对标日本东丽等级东丽等级 公司公司 型号型号 抗拉抗拉强度强度 拉伸拉伸模量模量 延 伸延 伸率率 MPa GPa%MPa

175、GPa%恒神股份 HF20 4450 240 1.8 M40 级 日本东丽 M40JB 4400 377 1.2 T700 级 日本东丽 T700SC 4900 230 2.1 中复神鹰 SYM40 4700 375 1.2 中复神鹰 SYT49S 4900 230 2.1 光威复材 TZ40J 4410 377 1.2 光威复材 TZ700S 4900 230 2.1 恒神股份 HM37-6K 5000 380 1.3 恒神股份 HF30T-12K 4950 235 2.1 HM37-12K 4900 380 1.3 中简科技 ZT7 4900 235 2.1 中简科技 ZM40J 4400

176、 380 1.2 T800 级 日本东丽 T800HB 5490 294 1.9 M45 级 日本东丽 M46JB-6K 4200 436 1.0 T800SC 5880 294 2.0 光威复材 M46JB-12K 4020 416 0.9 中复神鹰 SYT55S 5900 295 1.9 TZ46J 4210 436 1.0 光威复材 TZ800H 5490 294 1.9 恒神股份 HM43-6K 4900 430 1.1 TZ800S 5880 294 2.0 HM43-12K 4800 430 1.1 恒神股份 HF40-24K 5500 295 1.9 M50 级 日本东丽 M50

177、JB 4120 475 0.9 HF40-6K 5700 295 1.9 光威复材 TZ50J 4120 475 0.9 中简科技 ZT8 5500 290 1.9 恒神股份 HM47-6K 4000 475 0.7 ZT9 5800 330 1.7 M55 级 日本东丽 M55J 4020 540 0.8 T1000 级 日本东丽 T1000GB 6370 294 2.2 光威复材 TZ55J 4020 540 0.8 中复神鹰 SYT65 6400 295 2.1 M60 级 日本东丽 M60JB 3820 588 0.7 光威复材 TZ1000G 6370 294 2.2 光威复材 TZ

178、60J 3820 588 0.7 恒神股份 HF40T 6000 295 2.0 M65 级 日本东丽 M65J 3500 640 0.6 光威复材 TZ65J 3600 640 0.6 资料来源：中复神鹰、光威复材、恒神股份、日本东丽官网，中简科技招股说明书，中信证券研究部 我国碳纤维我国碳纤维 CR5 达达 78.1%，高于全球高于全球行业集中度行业集中度下实现碳纤维整体技术下实现碳纤维整体技术 T400 以上以上。2021 年全球前五大厂商的运行产能合计占有率为 57.0%，国内前五大厂商的运行产能合计占有率为 78.1%，行业集中度超过全球。国内厂商中，2021 年吉林化纤、中复神鹰、

179、宝旌碳纤维的运行产能均超 1 万吨，国产碳纤维行业整体达到 T400 的技术能力，部分企业实现了 T700 碳纤维规模化生产，T800 已经进入了小批量试验生产阶段，但龙头企业和国际巨头在产能和技术方面仍存在不小的差距，T1000、T1100、M60、M65 级等碳纤维产品的产业化技术攻关亟待解决。新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 44 图 38：2021 年全球碳纤维行业竞争格局（按运行产能）资料来源：2021 全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥），中信证券研究部 图 39：2021 年中国碳纤维行业竞争格局（

180、按运行产能）资料来源：2021 全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥），中信证券研究部 2 2021021 年我国首次超越美国成为碳纤维最大产能国年我国首次超越美国成为碳纤维最大产能国，未来全球未来全球预计预计将迎来中国盛宴。将迎来中国盛宴。广州赛奥数据显示我国 2015-2021 年碳纤维运行总产能分别为 2.38/2.38/2.60/2.68/2.69/3.62/6.34 万吨，对应产能扩张 CAGR+17.7%，占全球比例分别为 17.6%/17.1%/18.0%/17.0%/17.3%/21.1%/30.5%。2015-2019 年期间我国碳纤维企业运行产能扩张缓慢，但国内生产工艺及技

181、术的突破使得我国从 2020 年起开启产能的持续高速扩张，其同期运行产能增速达 35%。2021 年随着各企业扩产项目的落地投产，中国大陆地区更是首次超越美国，以 6.34 万吨的总运行产能占据全球 30.5%的比例，成为全球最大产能国。此外，中复神鹰、光威复材、吉林化纤、上海石化、兰州蓝星、新创碳谷等厂商的万吨级产线均处于规划在建途中，中国厂商的产能占比将在未来持续提高，较长期保持第一产能国的地位。图 40：2015-2021 年我国碳纤维运行产能全球占比（%）资料来源：2015-2021全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥），中信证券研究部 图 41：2021 年全球碳纤维运行产能-区域（

182、单位：万吨和%）资料来源：中国海关，中信证券研究部 27.7%7.7%7.7%7.0%6.9%6.3%5.5%5.1%26.2%东丽+Zoltek吉林化纤Hexcel东邦/帝人三菱SGL中复神鹰宝旌其他25.2%18.1%16.6%9.5%8.7%8.0%3.8%3.2%2.4%4.6%吉林化纤中复神鹰宝旌新创碳谷恒神股份光威复材太钢钢科兰州蓝星上海石化其他17.6%17.1%18.0%17.0%17.3%21.1%30.5%15%17%19%21%23%25%27%29%31%33%20002112.0%30.5%23.5%7.4%6.3%4.2%

183、3.5%4.2%2.5%1.9%日本中国大陆美国匈牙利墨西哥中国台湾法国韩国德国英国土耳其俄罗斯西班牙其他 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 45 高壁垒下高壁垒下头部玩家头部玩家竞争将提升碳纤维综合技术竞争将提升碳纤维综合技术，国产全面替代指日可待国产全面替代指日可待 技术、设备、成本、资金和应用是碳纤维行业最为核心的竞争要素。技术、设备、成本、资金和应用是碳纤维行业最为核心的竞争要素。碳纤维属于技术密集型产品，产业链长，产品系列众多，生产技术繁杂，且研发周期长，资金投入量大，同时对产品性能与质量稳定性要求严苛，

184、种种因素共同铸就了极高的行业壁垒。表 26：碳纤维壁垒梳理 壁垒壁垒 解释说明解释说明 碳纤维生产技术上存在配方壁垒、工艺壁垒和工程壁垒，难度依次增加 1）配方壁垒主要是各种原辅料的配比，比如原丝制备环节中丙烯腈与溶剂、引发剂的配比等，配方一般可通过购买或挖角技术人员等方式获取，取得后可迅速消化吸收，壁垒突破时间为 1-2 年；2）工艺壁垒是指在配方的基础上，配合装备、人工进行不断地工艺调整和磨合，最后才能工业 化生产出合格的产品，比如原丝生产过程中的喷丝工艺、蒸汽牵伸工艺等，工艺壁垒突破时间为 3-5 年；3）多道生产工艺就组成了全套工程体系，工程体系需要每个生产工艺的协调配合，工程壁垒突破

185、时间在 5 年以上 碳纤维装备的国产化设计和制造能力是发展该产业的基础和前提 设备是技术改良的实现手段，另外工艺参数调试也需要借助设备来实现。现阶段，碳纤维相关设备的设计与制造依然是我国发展碳纤维产业的一大重要短板。一方面，欧美发达国家对一些关键设备（如优质的氧化炉和碳化炉）采取禁运政策。另一方面，对于一些从国外引进的非禁运通用型生产装备，国内企业缺乏对进口装备的技术参数和性能指标的消化吸收能力，也缺少根据自身技术特点进行二次改造的能力 规模生产与工艺技术革新是碳纤维降本增效的两大重要举措 一方面，在生产过程中通过对工艺技术和设备进行不断优化改进以使资源的综合利用率得以有效提高，从而实现生产成

186、本的降低。另一方面，原丝及碳纤维生产规模的扩大将降低原料采购成本并摊薄固定资产折旧费用，带动成本下降 从事碳纤维行业非常考验相关企业的资金实力 碳纤维属于技术及资金密集型行业，新品的技术开发，碳纤维相关生产设备，丙烯腈、油剂等原材料及能源成本，动辄就是几十亿的投资；且考虑到碳纤维研发周期较长，无法快速实现销售，需要相关企业具备雄厚的资金实力和畅通的融资渠道予以支持 高端碳纤维应用领域的验证周期长，客户使用粘性高 1）高端应用领域相关型号产 品研制需经过立项、方案论证、工程研制、设计定型与生产定型等多个阶段，从研制到实现销售的周期较长。以航空用碳纤维为例，航空结构通常采用积木式验证方法，从材料到

187、结构逐步验证，一款新的复材产品进入机型，周期起码为十年；2）在航空航天等军工装备生产过程中，一旦型号确定下来后所有原材料不会轻易更改，否则会触发新一轮应用验证流程，机会成本较高，因此已具备稳定供货资格的企业先发优势极为深厚，细分市场格局相对固化 资料来源：复材云集，中信证券研究部 我国我国碳纤维产业链中上游碳纤维产业链中上游高高集中，集中，碳纤维碳纤维头部玩家头部玩家的竞争的竞争有望进一步提升综合能力。有望进一步提升综合能力。我国丙烯腈、原丝及碳纤维产能集中度较高，CR5 在 2020 年和 2021 年均大于 75%，占据较大市场份额，其中碳纤维生产原料丙烯腈主要集中于上海赛科、斯尔邦、吉林

188、石化等，原丝及碳纤维产能主要集中在吉林化纤、中复神鹰、宝旌碳纤维、恒神股份等制造商。据各家碳纤维企业公布的扩产项目计划，估算可得万吨碳纤维原丝生产线投资范围为 1-2 亿，万吨原丝+碳纤维生产线投资范围为 20-30 亿，而万吨航空航天极碳纤维生产线投资额更是超 100亿，资金壁垒使得大量企业较难进入到这一行业，头部玩家之间的竞争更有利于其综合能力的多向提升。新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 46 图 42：碳纤维上中游年度产能集中度 资料来源：2021 全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥），2020 全球碳纤维

189、复合材料市场报告（广州赛奥），化工在线，卓创化工，金联创化工，隆众化工，中信证券研究部 图 43：2021 年中国大陆碳纤维及原丝运行产能（万吨）资料来源：2021 全球碳纤维复合材料市场报告（广州赛奥），中信证券研究部 表 27：碳纤维行业相关企业投资项目 公司公司 项目名称项目名称 产品描述产品描述 覆盖环节覆盖环节 年产能（万吨）年产能（万吨）投资额（亿元）投资额（亿元）投资强度投资强度 （亿元（亿元/万吨）万吨）吉林碳谷 15 万吨碳纤维原丝项目 碳纤维原丝 原丝 15 21.44 1.4 吉林化纤 1.2 万吨碳纤维复材项目 碳纤维复材 碳纤维+复材 1.2 14.59 12.2 上

190、海石化 2.4 万吨/年原丝、1.2万吨/年 48K 大丝束碳纤维 48K 大丝束碳纤维 原丝+碳纤维 1.2 34.90 29.1 中复神鹰 西宁年产万吨高性能碳纤维及配套原丝项目 高性能碳纤维 原丝+碳纤维 1.0 20.58 20.6 航空航天高性能碳纤维及原丝试验线项目 中高模碳纤维 原丝+碳纤维 0.02 2.33 116.5 光威复材 军民融合高强度碳纤维高效制备技术产业化项目 12K 碳纤维 T700S、T800S 原丝+碳纤维 0.2 4.70 23.5 包头万吨碳纤维产业化项目 24K 以内的高级别碳纤维产品，同时承担T1000 项目 原丝+碳纤维 1.0 20.00 20.

191、0 中简科技 高性能碳纤维及织物产品项目 12K 高性能碳纤维及织物产品 原丝+碳纤维 0.15 18.67 124.5 资料来源：各公司官网、年报、公告、招股说明书，中信证券研究部 碳纤维国产化碳纤维国产化正正加速加速，2022H1 碳纤维进口量已同比下降碳纤维进口量已同比下降 16%。根据中国海关数据，我国大陆碳纤维进口来源主要是日本、中国台湾、韩国、美国、墨西哥，占比达 88%。2021H1受“东丽风波”事件影响，日本对中国大陆的出口量有所减少，2022H1 日本对我国大陆的出口虽有所增长，但涨幅并不明显，主要是受日本本土以及欧美需求增长的影响，日本出口到我国市场的碳纤维依然紧缺。202

192、2 年 1-6 月，我国进口碳纤维产品合计 14739 吨，较 2021年同比下降 16%，原因一方面是波音、空客等欧美主要企业对碳纤维需求逐渐恢复，出口到国内总量减少，另一方面也表明国产碳纤维供给逐步增加，市场份额正逐渐提高。57%76%71%88%62%81%61%77%75%89%60%78%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%CR3CR5CR3CR5CR3CR5丙烯腈原丝碳纤维202020210123456原丝碳纤维 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 47 表 28：2022

193、年 1-6 月按主要国别/地区分碳纤维产品进口情况表（吨）国别国别/地区地区 总量总量 总量占比总量占比 同比同比 总量总量 14739 -16%其中：日本 4306 29%+14%其中：碳纤维 3630 +26%碳纤维织物 123 -73%碳纤维预浸料 553 +27%中国台湾 2686 18%-23%其中：碳纤维 2325 -26%碳纤维织物 107 -57%碳纤维预浸料 254 +138%韩国 2381 16%+9%其中：碳纤维 2209 +12%碳纤维织物 24 -80%碳纤维预浸料 148 +63%美国 1855 13%-15%其中：碳纤维 1585 -20%碳纤维织物 88 +3%

194、碳纤维预浸料 182 +84%墨西哥 1847 13%+17%其他 1664 11%-62%资料来源：中国海关，中信证券研究部 2021-2025 年碳纤维年碳纤维国产量国产量 CAGR 有望有望达达 42%。从进出口均价来看，国外企业严禁向中国出口军工级碳纤维，且东丽采取低价打压国内企业的策略，使得碳纤维进口均价基本维持在 20 美元/kg 以下；尽管由于出口数量较少导致出口均价波动幅度较大，但是出口均价的中枢明显高于进口均价，我们认为国内头部企业的高端产品已实现出口，迈出国产替代的关键一步。广州赛奥统计数据显示，2021 年我国碳纤维进口量为 3.31 万吨，国产化率为47%，同比提升 9

195、pcts。随着未来中国碳纤维厂商生产技术及产能持续提升，碳纤维国产化进程有望加速，2022 年碳纤维国产量有望超过进口量，依据中国海关上半年数据，我们预计 2022 年国产化率将达 56%，2025 年增至 75%。结合广州赛奥对 2025 年中国碳纤维市场销售总量为 15.9 万吨的预测，计算可得 2025 年碳纤维国产量为 11.9 万吨，对应2021-2025 年碳纤维国产量 CAGR 达 42%。新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 48 图 44：国内碳纤维进口出均价情况 资料来源：中国海关，中信证券研究部

196、图 45：2016-2025 年国内碳纤维的国产率情况 资料来源：广州赛奥（含预测），中信证券研究部预测 注：2022-2025 年国产化率为中信证券研究部预测，2022-2025 年中国碳纤维市场销售总量为广州赛奥预测 展望：展望：2023 年我国碳纤维市场价年我国碳纤维市场价将将弱调整，弱调整，T700 级及以上级及以上中小丝束中小丝束供应供应商商凸显比较凸显比较优势优势 2022 年国内外碳纤维市场价格高位走跌。年国内外碳纤维市场价格高位走跌。1）2022 年 1-7 月，光伏热场碳/碳复材和储氢瓶领域碳纤维需求增量大，而市场整体供应偏紧，因此 T700 级碳纤维价格高位守稳；而T300

197、 级碳纤维受疫情影响导致工厂库存积压，加之国内整体产量增加，但需求跟进不足，价格普遍下调。2）2022 年 8-9 月中旬，T700 级碳纤维价格小幅走高，T300 级碳纤维价格宽幅下降；3）2022 年 9 月下旬至今，供应端新装置陆续投产，且 T700 及 T300 级各型号碳纤维库存均偏高，市场现货供应略显充足，持货商出货承压；需求端受制于外围经济环境影响，各地疫情反复，下游企业开工不足，且有一定库存，整体采购偏弱，需求偏淡，因此T700 及 T300 级碳纤维市场价格同步下滑。截至 2022 年 11 月 25 日，国产 T300（12K）、T300（48/50K）、T300（24/2

198、5K）、T700（12K）市场价格较今年年初跌幅分别为 9.6%、5.2%、4.9%、1.3%。图 46：华东地区国产碳纤维市场价（元/kg）资料来源：百川盈孚，中信证券研究部 020406080100120出口均价（美元/kg）进口均价（美元/kg）18%32%29%32%38%47%56%63%70%75%0%10%20%30%40%50%60%70%80%02468101214进口量-万吨国产量-万吨国产化率（右轴）00260280T300(12K)T300(48/50K)T300(24/25K)T700(12K)新材料新材料行业行业碳纤维专题

199、报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 49 我们我们预计到预计到明年明年年底国内碳纤维市场价格年底国内碳纤维市场价格以以区间内偏弱调整为主。区间内偏弱调整为主。碳纤维价格受多种因素影响，包括原料成本、供应面、进出口面、需求面以及其他因素：原料成本原料成本：预计预计未来一年未来一年丙烯腈市场价格丙烯腈市场价格将将偏强盘整，价格波动空间为偏强盘整，价格波动空间为 500-1000元元/吨左右吨左右。丙烯腈仍有新产能投产预期，且部分装置重启恢复，供应量预期增加，但同时下游行业开工率上调，在供需均有提升条件下，市场价格波动不大。在其他成本变化有限的前提下，

200、我们预计未来一年（即 2023 年）碳纤维成本面影响有限，难以形成利好支撑。图 47：华东地区丙烯腈市场价（元/吨）资料来源：金联创，中信证券研究部 供应面供应面：2022023 3 年底前国内各型号碳纤维供应年底前国内各型号碳纤维供应料料将保持较为充裕。将保持较为充裕。国内碳纤维产能持续扩张，据我们统计（表 23），2022、2023 年国内确定性高的新增碳纤维产能投放分别约为 2 万吨和 3 万吨，且碳纤维装置或将维持稳定运行为主，因此各型号碳纤维供应将保持较为充裕。进出口面：进出口面：2022 年将成为国产比例大于进口比例的首年，未来碳纤维出口将增加。年将成为国产比例大于进口比例的首年，

201、未来碳纤维出口将增加。尽管我国部分产品型号仍需依赖进口，但在我国厂商积极扩产下，碳纤维产量正大幅增加，我们预计 2022 年碳纤维国产量将大于进口量，且未来出口量将持续有所增加。需求面需求面：2022 年年需求小幅增加，中长期维度来看需求依旧旺盛。需求小幅增加，中长期维度来看需求依旧旺盛。在以下领域 1）风电叶片：未来会有较大的放量，但受制于碳纤维高价以及补贴退坡的影响，短期需求增量有限；2）体育休闲：国内外疫情反复，影响下游接单情况；3）碳/碳复材：整体需求表现较好，光伏热场由于其他主体原料价格连续上涨，对碳纤维降本需求较为突出，但鉴于光伏在我国能源比重较大，光伏热场碳/碳复材应用前景依然广

202、阔，且中长期维度会有碳/陶制动盘带来的增量；4）压力容器：储氢瓶国内整体需求受政策补贴影响大，量小但增速快；5）航空航天：受疫情影响较大，但无人机作为新兴力量将推动该领域碳纤维需求增量。总体而言，我们预计 2022 年碳纤维市场需求小幅增加，但中长期来看，碳纤维需求将在 2023-2025 年有突出增幅。050000000250002016/5/12016/8/12016/11/12017/2/12017/5/12017/8/12017/11/12018/2/12018/5/12018/8/12018/11/12019/2/12019/5/12019/8/12019/11

203、/12020/2/12020/5/12020/8/12020/11/12021/2/12021/5/12021/8/12021/11/12022/2/12022/5/12022/8/1 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 50 综上，综上，我们我们预计预计未来一年未来一年原料面给予碳纤维支撑不足，供应端较为充裕，而需求面增幅原料面给予碳纤维支撑不足，供应端较为充裕，而需求面增幅有限有限，未来一年，未来一年碳纤维价格区间碳纤维价格区间将将偏弱调整偏弱调整。我们预计未来一年（即 2023 年）碳纤维主流市场参考价为：1）

204、T300（12K）120-150 元/kg，降幅 4%；2）T300（24/25K）110-140元/kg，降幅 7%；3）T300（48/50K）100-130 元/kg，降幅 7%；4）T700（12K）200-250元/kg，降幅 2%。我国碳纤维扩产以大丝束为主，我国碳纤维扩产以大丝束为主，T700 级及更高性能的级及更高性能的 12K 及以下丝束规格及以下丝束规格供应商供应商发展发展前景更广阔前景更广阔。2021 年我国碳纤维 6.34 万吨的总运行产能中，6.05 万吨碳纤维的丝束规格分布较为明确，在我国市场丝束规格划分体系下，即 1/3/6K、12K、24/25/35/48/50

205、K 分别属于小、中、大丝束，2021 年我国 6.05 万吨运行产能中小/中/大丝束占比分别为 19%/13%/68%。结合表 23 我们对可行性高的扩产项目统计，2022 年新增产能中，预计小/中/大丝束投放占比分别为 40%/7%/53%。在中长期维度下，2025 年新增产能（较于 2021 年）中，预计大丝束占比将进一步被拉升至 67%，而小/中丝束占比分别为 25%/8%。大丝束过快的扩张或将使供应大于需求，而 12K 及以下碳纤维不仅扩张速度较慢，且光伏、储氢瓶、无人机等下游需求增速快，结合上文我们对碳纤维价格的预判，我们认为在产能投放冲击下，T700级及更高性能的 12K 及以下丝

206、束规格碳纤维供应商经营前景更广阔。图 48：2021 年我国碳纤维运行产能分布情况 资料来源：各公司公告，中信证券研究部统计 注：小/中/大丝束规格按照我国市场体系进行划分，并非按东丽标准 图 49：2022 年较于 2021 年新增产能分布情况 资料来源：各公司公告，中信证券研究部测算 注：小/中/大丝束规格按照我国市场体系进行划分，并非按东丽标准 19%13%68%小丝束中丝束大丝束40%7%53%小丝束中丝束大丝束 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 51 图 50：2023 年较于 2021 年新增产能分布情

207、况 资料来源：各公司公告，中信证券研究部测算 注：小/中/大丝束规格按照我国市场体系进行划分，并非按东丽标准 图 51：2025 年较于 2021 年新增产能分布情况 资料来源：各公司公告，中信证券研究部测算 注：小/中/大丝束规格按照我国市场体系进行划分，并非按东丽标准 风险因素风险因素 行业产能扩张超预期行业产能扩张超预期：在我们统计确定性高的扩产项目前提下，2025 年相较于 2021年，我国碳纤维新增产能规划近 11 万吨，若所有项目成功落地且产能实现满产，则产能扩张将超预期，可能造成行业供给过剩。上游原材料价格大幅上涨上游原材料价格大幅上涨：碳纤维的成本包括丙烯腈等基础化工原料，若原

208、料价格发生大幅波动，将影响碳纤维的生产成本。碳纤维在下游领域的渗透率提升不及预期碳纤维在下游领域的渗透率提升不及预期：碳纤维作为新材料，因性能优异而在风电、光伏、储氢等诸多新兴领域展现出应用潜力。若碳纤维的成本并未持续下降或下游出现其他更优异的材料，阻碍碳纤维应用的推广，将对碳纤维的未来需求增长造成不利影响。国产化不及预期国产化不及预期。2021 年我国碳纤维国产化率为 46.9%，随着国内碳纤维产线的投产/爬坡，国产化率可能逐步上行。但若国产碳纤维的产品验证、产线建设、产能爬坡受到影响，存在碳纤维的国产化不及预期的风险。37%7%56%小丝束中丝束大丝束25%8%67%小丝束中丝束大丝束 新

209、材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 52 投资策略投资策略 投资投资亮点亮点 目前正处于碳纤维发展关键期：（1）轻量化、高性能等特性持续助力碳纤维下游应用领域的快速拓展，我们预计风、氢、光、无人机等领域将推升 2025 年全球碳纤维需求至 26万吨，对应 2022-2025 年全球需求量 CAGR 为 23.5%；（2）全球碳纤维产能扩张速度稳健，碳纤维供需缺口仍将持续存在，我们预计 2025 年缺口达 2.5 万吨；（3）我国成功突破日、美技术封锁，掌握碳纤维核心生产技术，众多厂商具备以 DMSO 为溶液的一步法聚合

210、工艺、兼备湿纺纺丝和干喷湿纺喷丝凝固工艺，国产碳纤维型号覆盖 T300 级至 T1100 级、M35至 M65 级，实现了对日本东丽主要碳纤维型号的对标；（4）2021 年我国碳纤维产能首次超越美国，以 6.34 万吨的总运行产能占据全球 30.5%的比例，成为全球最大产能国，未来全球有望迎来中国盛宴；（5）我们预计 2021-2025 年碳纤维国产量将从 2.9 万吨增至 11.9 万吨，对应 2021-2025 年 CAGR 达 42%，同时 2022 年有望成为国产量超越进口量的首年，我国碳纤维的国产替代有望加速；（6）我们预计 2023 年我国碳纤维主流市场参考价为：1）T300（12

211、K）120-150 元/kg，降幅 4%；2）T300（24/25K）110-140 元/kg，降幅 7%；3）T300（48/50K）100-130 元/kg，降幅 7%；4）T700（12K）200-250 元/kg，降幅 2%；（7）我们预计 2025 年较于 2021 年新增产能中，大丝束投放占比高达 67%，在碳纤维产能投放冲击下，T700 级及更高性能的 12K 及以下丝束规格供应商经营前景更广阔。投资投资逻辑逻辑 中长期在碳纤维制造应用多维发展背景下，1）碳纤维渗透率持续提升、2）碳纤维需求持续放量、3）碳纤维供需缺口持续存在、4）国产碳纤维实现与海外产品全方位对标，国产替代加速

212、，这四大趋势均将对国产碳纤维市场增长给予强力支撑，预计将驱动 2021-2025年碳纤维国产量 CAGR 达 42%，行业景气度有望持续向上，同时碳纤维企业盈利有望持续增长。我们首次覆盖碳纤维行业并给予“强于大市”评级。我们首次覆盖碳纤维行业并给予“强于大市”评级。重点推荐四条主线：1）光伏、储氢等高价值领域小丝束需求有望随着新能源发展趋势高速攀升，推荐国产小丝束碳纤维产能龙头中复神鹰；2）“十四五”期间军工材料的发展具有高确定性，推荐军民融合碳纤维龙头光威复材；3）风电持续高景气且是推动碳纤维需求增长的第一动力，国产大丝束突破下，推荐大丝束原丝产能龙头吉林碳谷；4）碳/碳、碳/陶等复材在光伏

213、、制动盘、军工等多领域下游驱动下，有望迎来高速增长，推荐光伏碳/碳热场龙头金博股份。新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 53 表 29：碳纤维相关企业总结 公司公司 产品产品 产品性能产品性能 聚合工艺聚合工艺 纺丝纺丝工艺工艺 当前运行产能当前运行产能 “十四五十四五”公司公司产产能能规划目标规划目标 授权授权专利专利 吉林碳谷 1K、3K、6K、12K/KK/S、24K、25K、35K、48K、50k 原丝,力争未来五年实现 75K、100K、480K 等系列产品稳定大规模生产 全部产品碳化后可达T400；1-2

214、5K 产品碳化后亦可实现 T700 无 机 氧 化还 原 三 元水 相 悬 浮聚 合 工 艺技术、DMAc为溶剂 的 两 步法 湿法纺丝；但有结合两步法纺丝液的干喷湿纺技术储备 8 万吨原丝（22年底约 10 万吨）近 21 万吨原丝 碳纤维相关专 利 15 项（为避免申请国家专利中因技术公示而产生较大范围的技术泄密，大部分的技术仍以非专利形式的专有技术存在）吉林化纤集团 吉林凯美克：1K、3K；吉林宝旌：25-50K；国兴碳纤维：1K、3K、6K、12K、18K、25K、35K、48K、50K T300、T700 DMAc为溶剂 的 两 步法 湿法纺丝 4.9 万吨碳纤维、1.5 万吨复材（

215、至 2022 年底）10 万吨碳纤维、7.5万吨复材 吉林化纤：碳纤维相关专利 27 项；吉林宝旌：碳纤维相关专利18 项；国兴碳纤维：碳纤维相关专利 8项；共计碳纤维相关专利53 项 上海石化 12K、48K T300 NaSCN 为溶 剂 的 一步法 湿法纺丝 3000 吨原丝，1500 吨 碳 纤维，48K 大丝束碳纤维项目一期工程原丝1.2万吨/年，碳纤维 6000 吨/年已于 2022 年10 月开车 预计于 2024 年建成投产 2.4 万吨/年原丝，1.2 万吨/年48K 大丝束碳纤维项目；“十四五”期间碳纤维产能有望扩张至 3-4 万吨/年 碳纤维相关专利 186 项 中复神鹰

216、 1K、3K、6K、12K、24K T300、T400、T700、T800、T1000、M30、M35、M40 DMSO为溶 剂 的 一步法 湿法纺丝、干喷湿法纺丝 1.45 万吨碳纤维 2.85 万吨碳纤维 碳纤维相关专利 182 项 光威复材 1K、3K、6K、12K、24K T300、T700、CCF700G、T800、T1000、T1100、M40、M45、M50、M55、M60、M65，T800H 正在进行验收 DMSO为溶 剂 的 一步法 湿法纺丝、干喷湿法纺丝 2655 吨碳纤维 13685 吨 碳 纤 维（2655吨+5030吨在建+6000 吨包头二期）碳纤维相关专利 491

217、 项 中简科技 3K、6K、12K、24K T700、T800、T1000/T1100（ZT9 少量供应）、M40、M55（产线在建）DMSO为溶 剂 的 一步法 湿法纺丝、干喷湿法纺丝 800 吨原丝、420 吨 3K 碳纤维或 1360 吨12K 碳纤维 3800 吨原丝、820吨 3K 碳 纤 维 或2860吨12K碳纤维 碳纤维相关专利 38 项 恒神股份 1K、3K、6K、12K、24K、50K T300、T400、T700、T800、T1000、T1100、M35、M40、M45、M50 DMSO为溶 剂 的 一步法 湿法纺丝、干喷湿法纺丝 5000 吨 碳 纤维、1500 万平方

218、米织物及预浸料、5000 吨复合材料制件 2.5 万吨碳纤维 碳纤维相关专利 246 项 新材料新材料行业行业碳纤维专题报告之一碳纤维专题报告之一2022.11.29 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 54 公司公司 产品产品 产品性能产品性能 聚合工艺聚合工艺 纺丝纺丝工艺工艺 当前运行产能当前运行产能 “十四五十四五”公司公司产产能能规划目标规划目标 授权授权专利专利 金博股份 碳基复合材料/2600 吨碳基复材（至 2022 年底）3500 吨碳基复材 碳基复材相关 专 利 100项 天宜上佳 子公司天力新陶、天启光峰：碳基复合材料、树脂基碳纤维复合材料/2000 吨碳/碳复材（江油基

219、地）3000 吨碳/碳复材+60 万盘高性能碳/陶制动盘+5.5 万件碳/碳预制体及喉衬 上市公司专利共 255 项 楚江新材 子公司天鸟高新：高性能碳纤维织物、碳刹车预制件、碳/碳、碳/陶复材预制件；顶立科技：碳基、碳/陶复材及其制造装备/480 吨环形高性能碳纤维预制体、650 吨碳纤维热场预制体已于2021年释放部分产能 3000 吨碳/碳复材 天鸟高新：碳纤维相关专利 26 项；顶立科技：碳纤维相关专利15 项；共计碳纤维相关专利 41 项 精功科技 可交付 1K、3K、6K、25K、50K生产线 提供碳纤维微波石墨化生产线，普通T300/T400 碳丝经过微波石墨化处理后，最终产 品

220、 品 质 等 级 可 达T700/T800 以上，公司目前的微波石墨化技术适用于12K-48K碳纤维产品/2020 年向吉林精功交付 2500吨级 25K/50K大丝束碳纤维生产线，系国内首条接近全国产化的千吨级别生产线/碳化设备相关专利 45 项 资料来源：iFund，Wind，相关公司招股说明书，相关公司年报、公司公告，国家知识产权局，中信证券研究部 注：中复神鹰、恒神股份、金博股份、天宜上佳专利口径来源于公司半年报，统计日期为 2022 年 6 月 30 日，其余公司专利信息采用 2022 年 11 月 24 日国家知识产权局口径 55 分析师声明分析师声明 主要负责撰写本研究报告全部或

221、部分内容的分析师在此声明：（i）本研究报告所表述的任何观点均精准地反映了上述每位分析师个人对标的证券和发行人的看法；（ii）该分析师所得报酬的任何组成部分无论是在过去、现在及将来均不会直接或间接地与研究报告所表述的具体建议或观点相联系。一般性声明一般性声明 本研究报告由中信证券股份有限公司或其附属机构制作。中信证券股份有限公司及其全球的附属机构、分支机构及联营机构（仅就本研究报告免责条款而言，不含 CLSA group of companies），统称为“中信证券”。本研究报告对于收件人而言属高度机密，只有收件人才能使用。本研究报告并非意图发送、发布给在当地法律或监管规则下不允许向其发送、发布

222、该研究报告的人员。本研究报告仅为参考之用，在任何地区均不应被视为买卖任何证券、金融工具的要约或要约邀请。中信证券并不因收件人收到本报告而视其为中信证券的客户。本报告所包含的观点及建议并未考虑个别客户的特殊状况、目标或需要，不应被视为对特定客户关于特定证券或金融工具的建议或策略。对于本报告中提及的任何证券或金融工具，本报告的收件人须保持自身的独立判断并自行承担投资风险。本报告所载资料的来源被认为是可靠的，但中信证券不保证其准确性或完整性。中信证券并不对使用本报告或其所包含的内容产生的任何直接或间接损失或与此有关的其他损失承担任何责任。本报告提及的任何证券或金融工具均可能含有重大的风险，可能不易变

223、卖以及不适合所有投资者。本报告所提及的证券或金融工具的价格、价值及收益可跌可升。过往的业绩并不能代表未来的表现。本报告所载的资料、观点及预测均反映了中信证券在最初发布该报告日期当日分析师的判断，可以在不发出通知的情况下做出更改，亦可因使用不同假设和标准、采用不同观点和分析方法而与中信证券其它业务部门、单位或附属机构在制作类似的其他材料时所给出的意见不同或者相反。中信证券并不承担提示本报告的收件人注意该等材料的责任。中信证券通过信息隔离墙控制中信证券内部一个或多个领域的信息向中信证券其他领域、单位、集团及其他附属机构的流动。负责撰写本报告的分析师的薪酬由研究部门管理层和中信证券高级管理层全权决定

224、。分析师的薪酬不是基于中信证券投资银行收入而定，但是，分析师的薪酬可能与投行整体收入有关，其中包括投资银行、销售与交易业务。若中信证券以外的金融机构发送本报告，则由该金融机构为此发送行为承担全部责任。该机构的客户应联系该机构以交易本报告中提及的证券或要求获悉更详细信息。本报告不构成中信证券向发送本报告金融机构之客户提供的投资建议，中信证券以及中信证券的各个高级职员、董事和员工亦不为（前述金融机构之客户）因使用本报告或报告载明的内容产生的直接或间接损失承担任何责任。评级说明评级说明 投资建议的评级标准投资建议的评级标准 评级评级 说明说明 报告中投资建议所涉及的评级分为股票评级和行业评级（另有说

225、明的除外）。评级标准为报告发布日后 6 到 12 个月内的相对市场表现，也即：以报告发布日后的 6 到 12 个月内的公司股价（或行业指数）相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅作为基准。其中：A 股市场以沪深 300指数为基准，新三板市场以三板成指（针对协议转让标的）或三板做市指数（针对做市转让标的）为基准；香港市场以摩根士丹利中国指数为基准；美国市场以纳斯达克综合指数或标普 500 指数为基准；韩国市场以科斯达克指数或韩国综合股价指数为基准。股票评级股票评级 买入 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅 20%以上 增持 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于 5%20%之间 持有 相对同期相

226、关证券市场代表性指数涨幅介于-10%5%之间 卖出 相对同期相关证券市场代表性指数跌幅 10%以上 行业评级行业评级 强于大市 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅 10%以上 中性 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于-10%10%之间 弱于大市 相对同期相关证券市场代表性指数跌幅 10%以上 56 特别声明特别声明 在法律许可的情况下，中信证券可能（1）与本研究报告所提到的公司建立或保持顾问、投资银行或证券服务关系，（2）参与或投资本报告所提到的 公 司 的 金 融 交 易，及/或 持 有 其 证 券 或 其 衍 生 品 或 进 行 证 券 或 其 衍 生 品 交 易。本 研 究 报 告

227、涉 及 具 体 公 司 的 披 露 信 息，请 访 问https:/ 本研究报告在中华人民共和国（香港、澳门、台湾除外）由中信证券股份有限公司（受中国证券监督管理委员会监管，经营证券业务许可证编号：Z20374000）分发。本研究报告由下列机构代表中信证券在相应地区分发：在中国香港由 CLSA Limited（于中国香港注册成立的有限公司）分发；在中国台湾由 CL Securities Taiwan Co.,Ltd.分发；在澳大利亚由 CLSA Australia Pty Ltd.（商业编号：53 139 992 331/金融服务牌照编号：350159）分发；在美国由 CLSA（CLSA Am

228、ericas,LLC 除外）分发；在新加坡由 CLSA Singapore Pte Ltd.（公司注册编号：198703750W）分发；在欧洲经济区由 CLSA Europe BV 分发；在英国由 CLSA（UK）分发；在印度由 CLSA India Private Limited 分发（地址：8/F,Dalamal House,Nariman Point,Mumbai 400021；电话：+91-22-66505050；传真：+91-22-22840271；公司识别号：U67120MH1994PLC083118）；在印度尼西亚由 PT CLSA Sekuritas Indonesia 分发；

229、在日本由 CLSA Securities Japan Co.,Ltd.分发；在韩国由 CLSA Securities Korea Ltd.分发；在马来西亚由 CLSA Securities Malaysia Sdn Bhd 分发；在菲律宾由 CLSA Philippines Inc.（菲律宾证券交易所及证券投资者保护基金会员）分发；在泰国由 CLSA Securities(Thailand)Limited 分发。针对不同司法管辖区的声明针对不同司法管辖区的声明 中国大陆：中国大陆：根据中国证券监督管理委员会核发的经营证券业务许可，中信证券股份有限公司的经营范围包括证券投资咨询业务。中国香港：中

230、国香港：本研究报告由 CLSA Limited 分发。本研究报告在香港仅分发给专业投资者（证券及期货条例（香港法例第 571 章）及其下颁布的任何规则界定的），不得分发给零售投资者。就分析或报告引起的或与分析或报告有关的任何事宜，CLSA 客户应联系 CLSA Limited 的罗鼎，电话：+852 2600 7233。美国：美国：本研究报告由中信证券制作。本研究报告在美国由 CLSA（CLSA Americas,LLC 除外）仅向符合美国1934 年证券交易法下 15a-6 规则界定且 CLSA Americas,LLC 提供服务的“主要美国机构投资者”分发。对身在美国的任何人士发送本研究报

231、告将不被视为对本报告中所评论的证券进行交易的建议或对本报告中所述任何观点的背书。任何从中信证券与 CLSA 获得本研究报告的接收者如果希望在美国交易本报告中提及的任何证券应当联系CLSA Americas,LLC（在美国证券交易委员会注册的经纪交易商），以及 CLSA 的附属公司。新加坡：新加坡：本研究报告在新加坡由 CLSA Singapore Pte Ltd.，仅向（新加坡财务顾问规例界定的）“机构投资者、认可投资者及专业投资者”分发。就分析或报告引起的或与分析或报告有关的任何事宜，新加坡的报告收件人应联系 CLSA Singapore Pte Ltd，地址：80 Raffles Plac

232、e,#18-01,UOB Plaza 1,Singapore 048624，电话：+65 6416 7888。因您作为机构投资者、认可投资者或专业投资者的身份，就 CLSA Singapore Pte Ltd.可能向您提供的任何财务顾问服务，CLSA Singapore Pte Ltd 豁免遵守财务顾问法（第 110 章）、财务顾问规例以及其下的相关通知和指引（CLSA 业务条款的新加坡附件中证券交易服务 C 部分所披露）的某些要求。MCI（P）085/11/2021。加拿大：加拿大：本研究报告由中信证券制作。对身在加拿大的任何人士发送本研究报告将不被视为对本报告中所评论的证券进行交易的建议或

233、对本报告中所载任何观点的背书。英国：英国：本研究报告归属于营销文件，其不是按照旨在提升研究报告独立性的法律要件而撰写，亦不受任何禁止在投资研究报告发布前进行交易的限制。本研究报告在英国由 CLSA（UK）分发，且针对由相应本地监管规定所界定的在投资方面具有专业经验的人士。涉及到的任何投资活动仅针对此类人士。若您不具备投资的专业经验，请勿依赖本研究报告。欧洲经济区：欧洲经济区：本研究报告由荷兰金融市场管理局授权并管理的 CLSA Europe BV 分发。澳大利亚：澳大利亚：CLSA Australia Pty Ltd(“CAPL”)(商业编号：53 139 992 331/金融服务牌照编号：3

234、50159)受澳大利亚证券与投资委员会监管，且为澳大利亚证券交易所及 CHI-X 的市场参与主体。本研究报告在澳大利亚由 CAPL 仅向“批发客户”发布及分发。本研究报告未考虑收件人的具体投资目标、财务状况或特定需求。未经 CAPL 事先书面同意，本研究报告的收件人不得将其分发给任何第三方。本段所称的“批发客户”适用于公司法（2001）第 761G 条的规定。CAPL 研究覆盖范围包括研究部门管理层不时认为与投资者相关的 ASX All Ordinaries 指数成分股、离岸市场上市证券、未上市发行人及投资产品。CAPL 寻求覆盖各个行业中与其国内及国际投资者相关的公司。印度：印度：CLSA

235、India Private Limited，成立于 1994 年 11 月，为全球机构投资者、养老基金和企业提供股票经纪服务（印度证券交易委员会注册编号：INZ000001735）、研究服务（印度证券交易委员会注册编号：INH000001113）和商人银行服务（印度证券交易委员会注册编号：INM000010619）。CLSA 及其关联方可能持有标的公司的债务。此外，CLSA 及其关联方在过去 12 个月内可能已从标的公司收取了非投资银行服务和/或非证券相关服务的报酬。如需了解 CLSA India“关联方”的更多详情，请联系 Compliance-I。未经中信证券事先书面授权，任何人不得以任何目的复制、发送或销售本报告。未经中信证券事先书面授权，任何人不得以任何目的复制、发送或销售本报告。中信证券中信证券 2022 版权所有。保留一切权利。版权所有。保留一切权利。