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[Table_Industry]

证券研究报告/行业深度报告 2017 年 09 月 14 日

化工 碳纤维系列报告之一：

——行业风口即将到来（行业简介及中国市场分析）

[Table_Main] [Table_Title] 评级：增持（维持）

分析师：王席鑫

执业证书编号：S0740517010008

电话：021-20315135

Email：wangxx@r.qlzq.com.cn

分析师：肖晴

执业证书编号：S0740517020005

Email：xiaoqing@r.qlzq.com.cn

[Table_Profit] 基本状况 上市公司数 297

行业总市值(百万元) 3521976.00

598279 行业流通市值(百万元) 2751296.98

739746 [Table_QuotePic] 行业-市场走势对比

公司持有该股票比例

[Table_Report] 相关报告 << 坚 定 看 好 公 司 长 期 发 展 大 空

间>>2017.09.12

<<锂电材料持续落子，受益新能源行业

崛起>>2017.09.12

<<维生素各品种景气持续提升，重点关

注兄弟科技>>2017.09.11

[Table_Summary] 投资要点

碳纤维性能优异：碳纤维具有高比强度、高比模量、抗蠕变、导电、导热等特性，强度比钢大、密度比铝小、比不锈锅耐腐蚀、比耐热钢耐高温、又能像铜一样导电，集优异的电学、热学和力学性能于一身。碳纤维与树脂（一般为环氧丙烷）基体的复合材料是一种高性能的结构材料，最初被广泛的用于航空航天，随后也成功应用于民用航空、土木建筑、体育器材、风电、及汽车领域。

碳纤维需求攀升，其中工业领域应用将是未来需求增加的主要动力：碳纤维在体育休闲、建筑、飞机和风机叶片上的应用已比较成熟，在汽车上的市场也逐渐开启，并且在其他工业领域的应用也是日趋增长。随着规模化生产和产品技术提升导致的成本下降，碳纤维有望得到大规模普及。其中汽车应用将会是未来碳纤维的一个重要的下游。目前阶段，包括中国、英国、法国等多国宣布禁售燃油车时间表，新能源汽车是是未来汽车发展三大方向之一，而解决动力问题间接的关键因素之一就是应用碳纤复合材料减轻汽车重量，节约能源，增加可靠性。随着新能源汽车的发展，预计汽车的碳纤维需求预期将从 2013 年的 2600 吨增长至 2020 年的 23000 吨，成为与航空航天持平的两个最大消费市场之一。

我国碳纤维经历艰难缓慢的发展期后，即将迎来发展的春天：中国从上世纪 60 年代开始碳纤维生产的研究，同时也是碳纤维的消费大国，然而我国碳纤维消费仍主要依赖进口，国产碳纤维产业在原丝的生产和碳化技术上存在技术瓶颈，产品仍处于初级阶段，落后世界领先水平，同时以美、日为首的发达国家始终保持着对中国碳纤维行业严格的技术封锁，价格竞争也导致碳纤维企业常年亏损。我们认为，随着技术的逐步突破，在下游需求的拉动下，中国的碳纤维行业将迎来发展的春天。

布局碳纤维企业众多，看好一体化全产业链布局的企业：材料从发现到产业化到商业应用一般都要经历几十年的过程，碳纤维是目前为止无论产业化还是商品化壁垒都很高的新材料，从原丝到最终的复合材料制品每一个环节都有技术壁垒，同时每一个环节的附加值也都很高。更重要的是，碳纤维的应用开发是一个系统的工程，涉及到材料的应用和与之相匹配的下游工艺、设备等共同开发，因此仅做碳纤维的某一个环节的企业不具备优势，我们看好具备碳纤维及其制品全产业链研发、制造能力的企业。

目前我国布局碳纤维行业的上市公司主要有康得新、光威复材等，行业内优秀的公司还有包括中复神鹰、中简科技、恒神股份等。从公司的布局来看，1）康得新的碳纤维主要定位于新能源汽车产业，作为中国少有的从碳纤维原丝到下游应用全产业布局的企业，整合了国内一流的碳纤维技术团队，依托全球唯一实现汽车轻量化的德国宝马的相关设计和生产公司的合作，未来将打造完整的新能源汽车工业产业链以及商业生态链。2）光威复材主要产品包括碳纤维、碳纤维织物、碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料、碳纤维复合材料制品及碳纤维核心生产设备等，具备不同系列碳纤维产品规模化生产能力。公司主营业务收入主要来自于军品材料销售，主要客户为军工企业。目前公司已具备将核心技术应用于民用领域的条件，正在推进相关核心技术在民用领域中的应用。2016 年公司碳纤维产能共计 327吨，其中 T300 产能 176 吨，已经稳定供货十年；T800 产能 105 吨，与国外同类产品相当，具备生产能力 (承担国家项目任务，未进行批量生产)；T700 产能 46 吨（2016 年 11-12 月已经小批量生产，形成试运行产能）。高强型 T1000 级碳纤维已经突破关键技术，目前正处于小批量试制阶段，高模型 M55J 级碳纤维已经基本掌握关键装备制造技术与关键工艺路线。

风险提示：碳纤维下游行业需求不达预期

(8%)

(3%)

3%

8%

14%

19%

9/14

/16

11/1

4/1

6

1/14

/17

3/14

/17

5/14

/17

7/14

/17

化工 沪深300

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行业深度研究

内容目录

1. 碳纤维——皇冠上的明珠 ............................................................................... - 6 -

1.1 碳纤维：集优异的电学、热学和力学性能于一身 .................................. - 6 -

1.2 碳纤维按原丝、性能、功能分类 ............................................................ - 7 -

2 碳纤维从原丝到碳纤维制品设计多学科，工艺复杂 ......................................... - 8 -

2.1 碳纤维生产工艺（原丝-碳纤维） .......................................................... - 9 -

2.1.1 聚丙烯腈（PAN）基碳纤维 .............................................................. - 10 -

2.1.2 沥青基碳纤维 ................................................................................... - 11 -

2.1.3 粘胶(纤维素)基碳纤维 ..................................................................... - 12 -

2.2 碳纤维复合材料（CFRP）成型工艺 .................................................. - 13 -

2.2.1 预浸料热压罐工艺............................................................................ - 14 -

2.2.2 树脂传递模塑工艺（RTM） ............................................................ - 14 -

3. 碳纤维的应用 ................................................................................................ - 16 -

3.1 汽车工业 ——新能源汽车 .................................................................. - 17 -

3.2 航天航空领域的应用 ........................................................................... - 21 -

3.2.1 航天应用 .......................................................................................... - 21 -

3.2.2 航空应用 .......................................................................................... - 22 -

3.3 风电工业 ............................................................................................. - 24 -

3.4 体育休闲工具 ...................................................................................... - 25 -

3.5 其他应用 ............................................................................................. - 26 -

3.5.1 土木建筑领域的应用 ........................................................................ - 26 -

3.5.2 氢罐压力容器 ................................................................................... - 26 -

3.5.3 石油工业的应用 ............................................................................... - 26 -

3.5.4 输电线路 .......................................................................................... - 26 -

4 世界碳纤维产业化格局：发达国家形成技术垄断 ........................................... - 27 -

4.1 主要的碳纤维企业 ............................................................................... - 27 -

4.2 碳纤维市场格局 .................................................................................. - 28 -

5 我国碳纤维产业发展情况 ............................................................................... - 29 -

5.1 我国是碳纤维主要来自进口 ................................................................. - 29 -

5.2 自 70 年代开始发展碳纤维技术 ........................................................... - 30 -

5.3 原丝生产和碳化技术是制约我国碳纤维产品质量的瓶颈 ..................... - 31 -

5.4 国外企业压价竞争阻碍我国碳纤维发展 ............................................... - 33 -

5.5 我国碳纤维消费结构有待改善 ............................................................. - 33 -

6 知名碳纤维企业经营模式 ............................................................................... - 34 -

6.1 东丽——帮客户想好怎么用 ................................................................. - 34 -

6.2 土耳其阿克萨——瞄准工业应用，定位清晰 ....................................... - 34 -

7 国内碳纤维行业相关公司 ............................................................................... - 35 -

7.1 康得新——打造 4.0 版的智能化碳纤维产业生态链 ............................. - 35 -

7.2 光威复材——国内少数实现盈利的碳纤维企业 .................................... - 37 -

7.3 恒神股份——全产业链布局碳纤维 ..................................................... - 39 -

7.8 中简科技——航空航天领域高性能碳纤维提供商 ............................... - 40 -

7.3 中复神鹰——高性能低成本碳纤维生产者 ........................................... - 41 -

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行业深度研究

图表目录

图表 1：碳纤维编织布......................................................................................... - 6 -

图表 2：碳纤维物理化学性能优异 ...................................................................... - 6 -

图表 3：碳纤维主要的物理性能 .......................................................................... - 6 -

图表 4：几种主要材料的物理性能对比 ............................................................... - 7 -

图表 5：碳纤维的分类......................................................................................... - 7 -

图表 6：PAN 基碳纤维是主要的碳纤维品种....................................................... - 8 -

图表 7：几种碳纤维的主要性能指标 ................................................................... - 8 -

图表 8：碳纤维产业链......................................................................................... - 9 -

图表 9：碳纤维产业链利润构成 .......................................................................... - 9 -

图表 10：生产碳纤维的能耗及排放气体量与其他材料的比较 ............................ - 9 -

图表 11：碳纤维生产成本 ................................................................................. - 10 -

图表 12：几种碳纤维的生产工艺差别............................................................... - 10 -

图表 13：PAN 碳纤维制备流程 ........................................................................ - 10 -

图表 14：碳纤维原丝生产和碳纤维成型是难点 ................................................ - 11 -

图表 15：沥青基碳纤维制备流程 ...................................................................... - 11 -

图表 16：中国企业布局的沥青基碳纤维情况.................................................... - 12 -

图表 17：粘胶基碳纤维制备过程 ...................................................................... - 13 -

图表 18：主要的 CFRP 成型工艺特点 .............................................................. - 13 -

图表 19：庞巴迪 CRJ 系列副翼和襟翼采用 RTM 工艺制造 ............................. - 14 -

图表 20：HP-RTM 工艺流程 ............................................................................. - 15 -

图表 21：碳纤维应用进化史 ............................................................................. - 16 -

图表 22：全球碳纤维市场需求预测 .................................................................. - 16 -

图表 23：全球碳纤维市场需求预测 .................................................................. - 16 -

图表 24：2020 年碳纤维细分领域需求 ............................................................. - 16 -

图表 25：碳纤维性能优异应用在各领域 ........................................................... - 17 -

图表 26：碳纤维结构汽车较钢结构汽车减重超过 50%以上 ............................. - 17 -

图表 27：汽车上的碳纤维制品 ......................................................................... - 18 -

图表 28：不同等级汽车对碳纤维的需求量 ....................................................... - 19 -

图表 29：宝马 I3 及碳纤维车体 ........................................................................ - 19 -

图表 30：宝马碳纤维的生产模式 ...................................................................... - 19 -

图表 31：汽车行业企业与碳纤维公司合作布局碳纤维汽车 .............................. - 20 -

图表 32：空客飞机交付数量增长 ...................................................................... - 22 -

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行业深度研究

图表 33：航空航天碳纤维需求逐年增长 ........................................................... - 22 -

图表 34：波音 787 飞机材料的构成 .................................................................. - 23 -

图表 35：V-22 鱼鹰式倾转旋翼机制造材料构成 ............................................... - 23 -

图表 36：世界风力发电机组装机容量及增长率 ................................................ - 24 -

图表 37：世界风力发电向大功率、长叶片方向发展 ......................................... - 24 -

图表 38：各大厂商在大功率叶片中采用碳纤维叶片 ......................................... - 24 -

图表 39：中国风电工业用碳纤维 4 年内实现倍增 ............................................ - 25 -

图表 40：自行车用碳纤维需求量 ...................................................................... - 25 -

图表 41：ACCC 导线的性能优势 ..................................................................... - 26 -

图表 42：碳纤维关键技术发展的四个阶段 ....................................................... - 27 -

图表 43：小丝束碳纤维行业集中度 .................................................................. - 28 -

图表 44：大丝束碳纤维行业集中度 .................................................................. - 28 -

图表 45：世界小丝束碳纤维区域集中度 ........................................................... - 29 -

图表 46：大丝束碳纤维区域集中度 .................................................................. - 29 -

图表 47：09-14 年我国碳纤维需求量（吨）和增速 ......................................... - 29 -

图表 48：我国碳纤维逐月进口量（吨） ........................................................... - 29 -

图表 49：我国碳纤维用在部分军机上及其应用比例 ......................................... - 30 -

图表 50：我国主要的碳纤维生产企业............................................................... - 31 -

图表 51：国内 T700S 级以上等级碳纤维核心技术被国外封锁 ........................ - 31 -

图表 52：目前我国碳纤维产品结构 .................................................................. - 32 -

图表 53：07-14 年我国碳纤维产量统计 ............................................................ - 32 -

图表 54：09-14 年日本 T700 价格 .................................................................... - 33 -

图表 55：碳纤维三大应用领域国内、国际成熟度对比 ..................................... - 33 -

图表 56：康得新与控股集团共同布局碳纤维全产业链 ..................................... - 36 -

图表 57：正在建设的碳纤维车体设计项目 ....................................................... - 36 -

图表 58：光威复材股权结构 ............................................................................. - 38 -

图表 59：光威复材经营情况 ............................................................................. - 38 -

图表 60：光威复材产品业务收入占比............................................................... - 38 -

图表 61：公司发展历程 .................................................................................... - 39 -

图表 62：恒神全产业链布局碳纤维 .................................................................. - 39 -

图表 63：500 公里高速列车车头罩................................................................... - 40 -

图表 64：500 公里高速列车车头罩................................................................... - 40 -

图表 65：中简科技经营情况 ............................................................................. - 41 -

图表 66：中简科技业务收入占比 ...................................................................... - 41 -

图表 67：公司碳纤维产品的发展历程............................................................... - 41 -

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行业深度研究

图表 68：中复神鹰的 PAN 基碳纤维原丝和碳纤维 .......................................... - 42 -

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行业深度研究

1. 碳纤维——皇冠上的明珠

1.1 碳纤维：集优异的电学、热学和力学性能于一身

碳纤维是一种含碳量 90%以上的纤维状碳材料，它是由片状石墨微晶等

有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶

石墨材料。碳纤维具有高比强度、高比模量、抗蠕变、导电、导热等特

性，强度比钢大、密度比铝小、比不锈锅耐腐蚀、比耐热钢耐高温、又

能像铜一样导电，集优异的电学、热学和力学性能于一身。

碳纤维除了用于高温绝热材料外，很少直接使用，一般是与树脂、陶瓷、

金属等材料复合后作为复合材料的增强体来使用。碳纤维与树脂（一般

为环氧丙烷）基体的复合材料是一种高性能的结构材料，最初被广泛的

用于航空航天，随后也成功应用于民用航空、土木建筑、体育器材、风

电、及汽车领域。

图表 1：碳纤维编织布 图表 2：碳纤维物理化学性能优异

来源：公开资料，中泰证券研究所 来源：公开资料，中泰证券研究所

图表 3：碳纤维主要的物理性能

性能指标 碳纤维性能 备注

耐热性

在不接触空气或者氧化性气氛

时，碳纤维具有突出的耐热性，

在高于 1500℃下强度才开始下

降

热膨胀系

数 各向异性

平行于纤维方向为负值

垂直于纤维方向为正值

热导率 各向异性

平行于纤维方向：16.74W/(m·K)

垂直于纤维方向:0.837W/(m·K)

温度上升，热导率下降

密度 1.5~2.0g/cm3 密度与原丝结构、碳化温度有关

拉伸强度 2~7GPa

拉伸模量 200~700Gpa （模量：材料在受力状态下应力与应

碳纤维

导电

高强度

高模量

······

耐摩擦

耐腐蚀

耐高温

导热

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行业深度研究

变之比）

来源：公开资料，中泰证券研究所

图表 4：几种主要材料的物理性能对比

材料种类 密度（g/cm3） 拉伸强度（兆帕） 弹性模量（兆帕） 比强度（米） 比模量（千米）

高模量碳纤维复合材料 1.6 1100 190000 6.2 1.2

高强度碳纤维复合材料 1.5 1400 130000 9.3 0.87

玻璃增强塑料 2 1100 40000 5.5 0.2

钢 7.8 1000 214000 1. 0.27

铝 2.6 400 700 0 1.5 0.27

注：比强度是材料强度除以其表观密度，又称强度-重量比。比强度越高表明达到相应强度所用的材料质量越轻；比模量是模量与密度之比，比

模量越大，零件的刚性就愈大。

来源：中国产业信息，中泰证券研究所

1.2 碳纤维按原丝、性能、功能分类

根据碳纤维制备原丝的类型、碳纤维性能和其功能性分别将碳纤维分类，

具体见下面的表格。

图表 5：碳纤维的分类

分类依据 碳纤维种类

原丝类型 聚丙烯腈基

粘胶基

沥青基

木质素纤维基

其他有机纤维基

性能 通用级 CF：拉伸强度＜1.4 GPa，拉伸模量＜140 Gpa

高强度（HS）

高模量（HM）

超高强（UHS）

超高模（UHM）

高强高模 CF

中强中模 CF

功能 受力结构用

耐焰用

导电用

润滑用

耐磨用

活性 CF

来源：公开资料，中泰证券研究所

由于碳纤维中的碳元素耐高温，并且对大多数化学试剂是惰性，在各种

溶剂中不溶解,所以碳纤维不能用一般的熔体纺丝法和溶液纺丝法来制

请务必阅读正文之后的重要声明部分 - 8 -

行业深度研究

造，只能通过有机高分子纤维的固相碳化制得。可以用来制取碳纤维的

原料有许多种，按它的来源主要分为两大类，一类是人造纤维，如粘胶

丝，人造棉，木质素纤维等，另一类是合成纤维，它们是从石油等自然

资源中提纯出来的原料，再经过处理后纺成丝的，如腈纶纤维，沥青纤

维，聚丙烯腈(PAN)纤维等。经过多年的发展，目前只有粘胶(纤维素)

基纤维、沥青纤维和聚丙烯腈(PAN)纤维三种原料制备碳纤维工艺实现

了工业化。

图表 6：PAN 基碳纤维是主要的碳纤维品种

来源：《高科技纤维与应用》，中泰证券研究所

图表 7：几种碳纤维的主要性能指标

碳纤维种类 抗拉强度/Mpa 抗拉模量/Gpa 密度/(g/cm3) 断后延伸率/% 产量占比/% 应用领域

PAN 基 >3500 >230 1.76-1.94 0.6-1.2 91

绝热材料、密封材料、

摩擦材料、功能材料、

结构材料

沥青基 1600 379 1.7 1 8 绝热材料、密封材料、

摩擦材料、

粘胶基 2100-2800 414-552 2 0.7 1 隔热材料、耐烧蚀材料

来源：《化工新材料》，中泰证券研究所

2 碳纤维从原丝到碳纤维制品设计多学科，工艺复杂

碳纤维的生产工艺复杂，从碳纤维纺丝、预氧化、碳化到复合材料成型

再到终端的应用要经历复杂且很长的过程。碳纤维的生产过程中涉及多

原料、多技术和多学科的结合，生产过程中的需要的化工原材料有引发

剂、共聚单体、丙烯晴和溶剂；而纺丝过程属于纺织学；聚合过程涉及

高分子学。

碳纤维产业链上依次有原材料、中间材料、复合材料以及终端成品四大

部分，每一级深加工都会产生高附加值。碳纤维生产的原材料包括原丝

聚合、纺丝、炭化。中间材料即把碳纤维编织成布或者针刺成毡，做成

请务必阅读正文之后的重要声明部分 - 9 -

行业深度研究

预浸料，将碳纤维布和树脂预先结合在一起。最终的制品即复合材料就

是利用碳纤维布或者预浸料通过成型工艺进行成型。

碳纤维产业链上每一个环节的附加值都很高，尤其是原丝的制备、碳纤

维、复合材料加工这三个环节占据了产业链上利润的 85%。

图表 8：碳纤维产业链 图表 9：碳纤维产业链利润构成

来源：中泰证券研究所 来源：碳纤维资讯，中泰证券研究所

2.1 碳纤维生产工艺（原丝-碳纤维）

从碳纤维生产过程的投入产出来看，碳纤维是一种高投入、高耗能、低

产出、有污染的产品。统计表明生产 1kg 碳纤维的能耗是 478.496 MJ，

是铝的 2 倍，铜的 5 倍，钢的 20 倍，玻璃纤维无捻纤的 15 倍，所以生

产成本一直居高不下。

图表 10：生产碳纤维的能耗及排放气体量与其他材料的比较

材料种类 总能耗/MJ kg-1 CO2 排放量/kg kg-1 NOx 排放量/kg kg-1 SOx 排放量/kg kg-1

碳材料 (PAN) 478.495 29.713 2.01 0.068

铝 211.85 - - -

铜 88.22 - - -

钢 23.52 - - -

玻璃纤维无捻纱 30 2.509 0.002 0.014

切断丝束毡 4 .814 0.003 0.176

来源：碳纤维资讯，中泰证券研究所

由碳纤维生产成本价来看，原丝占 55％、所消耗电能占 10％、工人工

资占 20％、所需氮气占 3％、其他占 12％。可见在碳纤维的生产中，原

丝是非常重要的环节，它不仅影响碳纤维的生产成本，更重要的是它决

定了碳纤维品质的高低，拥有高品质原丝的生产技术对生产厂家来说十

分重要。

请务必阅读正文之后的重要声明部分 - 10 -

行业深度研究

图表 11：碳纤维生产成本

来源：《化工新材料》，中泰证券研究所

图表 12：几种碳纤维的生产工艺差别

项目 PAN 基 沥青基 粘胶基

原料 丙烯腈(AN) 沥青基 毛/浆粕

聚合物 聚丙烯晴(PAN) 中间相/各项沥青 -

原丝溶液 纺丝液 - 纺丝液

纺丝方法 湿纺或干纺 融纺 湿纺

拉伸方法 湿拉伸 - 湿拉伸

稳定化温度/℃ 200-300 （空气中） >200 （空气中） >200 （空气中）

炭化温度/℃ 1100-1200 （氮气中） >1000（氮气中） >1000（氮气中）

石墨化温度/℃ >2000 （氮气中） >2000（氮气中） >2000（氮气中）

表面处理方式 表面浸蚀 表面浸蚀 表面浸蚀

来源：《化工新材料》，中泰证券研究所

2.1.1 聚丙烯腈（PAN）基碳纤维

PAN 基碳纤维占据了碳纤维市场份额的 90%左右，PAN 基碳纤维的炭

化收率比粘胶纤维高，可达 45％以上，而且因为生产流程，溶剂回收，

三废处理等方面都比粘胶纤维简单，成本低，原料来源丰富，加上聚丙

烯腈基碳纤维的力学性能，尤其是抗拉强度，抗拉模量等为三种碳纤维

之首。所以是目前应用领域最广，产量也最大的一种碳纤维。

按纺丝方法，PAN 原丝制备方法可分为湿法、干法、干湿法和熔融法等。

大多数 PAN 基碳纤维生产企业的生产线都是从原丝开始，到碳纤维最

终完成碳纤维制品开发。目前，世界 PAN 基碳纤维技术主要掌握在日

本的东丽公司、三菱人造丝公司和东邦公司。

图表 13：PAN 碳纤维制备流程

请务必阅读正文之后的重要声明部分 - 11 -

行业深度研究

来源：公开资料，中泰证券研究所

在目前碳纤维产业链诸多环节中，少数企业掌握核心技术，包括 PAN 原

丝生产中的聚合、喷丝、牵引等几个步骤，以及碳化过程中的低温碳化、

高温碳化两个环节。从原丝-碳纤维的产业链中，这两个环节所占利润高

达 55%-75%。

图表 14：碳纤维原丝生产和碳纤维成型是难点

来源：公开资料整理，中泰证券研究所

2.1.2 沥青基碳纤维

沥青基碳纤维是产量仅次于 PAN 的第二大原料路线，沥青基碳纤维的优

势为生产成本低、价格低廉，价格仅为聚丙烯腈基碳纤维的 1/3~1/4。

1965 年日本群马大学的大谷杉郎研制成功，在日本吴羽化学公司实现工

业化生产。随后美国联合碳化物公司也于 1970 年成功开发出了以石油

沥青为原料的沥青基碳纤维。

图表 15：沥青基碳纤维制备流程

请务必阅读正文之后的重要声明部分 - 12 -

行业深度研究

来源：公开资料，中泰证券研究所

沥青基碳纤维分为通用级低性能沥青基碳纤维和高性能沥青基碳纤维。

与 PAN 碳纤维对比，其强度方面不如 PAN 基碳纤维，但高性能沥青基

碳纤维在模量、摩擦和导热方面具有优势，因此在某些领域具有不可替

代的优势地位。

全球沥青基碳纤维年产量约为 3000 吨，日本的吴羽公司是最大的沥青

基碳纤维生产企业，其它生产企业还有日本三菱化学、日本石墨纤维公

司、日本 Petoca Materials 公司和美国 Cytec 公司等。我国企业仅在通

用级沥青基碳纤维生产方面有涉及，鞍山赛诺达公司已经在 20 多年前

就开始生产通用级沥青基碳纤维，技术是从美国引进的，经过多年的消

化吸收后已经掌握了生产和设备制造技术，但其产品的性能较日本企业

仍有一些差距。

图表 16：中国企业布局的沥青基碳纤维情况

企业名称 产品等级或种类 预计产能（t/a）

上海宏特 通用级 5000

四川创越 通用级 400

济宁碳素集团 通用级 百吨级（纺丝沥青 1000t/a，中间相沥青 50t/a）

天津和兴化工 通用级 百吨级

新疆库尔勒 纺丝沥青 数百吨级

大连明强化工 纺丝沥青 百吨级

来源：《沥青基碳纤维的研发及产业化，2014》，中泰证券研究所

2.1.3 粘胶(纤维素)基碳纤维

粘胶基碳纤维主要用于耐烧蚀材料和隔热材料，可以制造火箭、导弹和

航天飞机的鼻锥及头部的大面积烧蚀屏蔽材料、固体发动机喷管等，是

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行业深度研究

解决宇航和导弹技术的关键材料。在民用市场方面，利用其柔软与导电

性制作电热产品，利用其孔隙结构发达和容易调控的特性制造活性碳纤

维系列制品，是良好的环保材料和医用卫生材料。

由于粘胶(纤维素)基碳纤维的制备成本比较高，粘胶基碳纤维生产线每

吨产品建设投资高达一千多万元，所以粘胶基碳纤维的产量不足世界碳

纤维总产量的 1%，但由于其耐烧蚀的优点，使其具有不可替代的地位。

生产粘胶基碳纤维的原料来自于木浆和棉浆。我国采用棉浆，美国、俄

罗斯和白俄罗斯则以木浆为主。粘胶纤维素浆粕配制成纺丝液，通过湿

法纺制成粘胶连续长丝。粘胶纤维经水洗、干燥和浸渍催化剂后，再经

预氧化和碳化工序就可转化为碳纤维。浸渍催化剂和预氧化处理是制造

粘胶基碳纤维的重要工序，是由有机粘胶丝转化为无机碳纤维的关键所

在。

图表 17：粘胶基碳纤维制备过程

来源：公开资料，中泰证券研究所

2.2 碳纤维复合材料（CFRP）成型工艺

成型工艺是将原材料转化成结构件的关键工艺，碳纤维复合材料的加工

成型工艺有很多种，环氧树脂基复合材料有多种成型方式，包括预浸料

热压釜、预浸料真空袋压、RTM（树脂传递模塑）、模压、搓卷、手糊

等。对于航空航天部件而言，目前最常用的方法仍为预浸料热压罐工艺

和 RTM 工艺，而热压罐成型工艺也最成熟。而汽车部件的生产主要采

用模压成型工艺，特别是 RTM 工艺，是公认的低成本复合材料成型技

术，在汽车工业上已经广泛采用。

图表 18：主要的 CFRP 成型工艺特点

设备投资 设备使

用费用

生产

周期 能源消耗

产品

性能

纤维

含量

孔隙

含量

模具

费用

人工

费用 环境污染 大型构件制造 批量化生产效率

热压罐 多（百

万级） 长 高 好 高

非常

低 高 较高 小 受热压罐限制 较低

湿法铺叠 少 长 低 一般 不高 高 低 高 大 适合 一般

VARTM 少 短 低 好 较高 较低 低 低 小 适合 低

HP-RTM 中 很短 中 较好 高 非常

低 高 低 无

受压机操作台

面限制 高

模压预浸

料 中 较短 高 好 较高 较低 高 高 小

受压机操作台

面限制 一般

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来源：FRPAPP，中泰证券研究所

2.2.1 预浸料热压罐工艺

预浸料热压罐工艺的特点是部件质量高、性能稳定、产品重复性好，但

人工铺贴时劳动量大、工时费用高、效率低、管理难度大。可以想象的

是，像 A350 外翼面板这样大尺寸的复合材料部件是难以使用手工铺贴

的。所以，目前随着产品的大型化，使用自动铺带工艺和自动铺丝工艺

已成为一种发展的必然。

目前预浸料制作仍然使用溶剂法和热熔法两种工艺，但基于质量稳定性

以及对预浸料物理性能指标高精度控制的考虑，越来越多的预浸料使用

热熔法制造。在设备创新上，有些设备制造商已将传统的两步法生产串

联在一台设备上，从而使得预浸料的生产更高效。当然，针对航空业对

质量的要求，为了确保产品质量的同一性和重复性，同时也是更好的保

护知识产权，也有些大型企业采用中央厨房式的生产方式，将预浸料的

树脂膜集中生产，然后由各卫星工厂生产预浸料。在力学性能上，一级

结构材料对其的要求已基本确定，波音和空客的规范对此也提出了具体

的要求。

2.2.2 树脂传递模塑工艺（RTM）

RTM 属于复合材料的液体成形或结构液体成形技术范畴。RTM 成型工

艺始于 20 世纪 50 年代，是为了克服手糊工艺的缺点而发展起来的一

种成型技术，基本原理是将纤维增强材料预先铺设在封闭的模腔内，锁

紧模具，用压力将树脂胶液注入模腔，浸透增强材料后固化，然后脱模

成型。RTM 成型工艺的主要特点为闭模操作、无污染、成型压力低、增

强材料可按设计要求铺设、制品两面光洁及能制成形状复杂的大型制品

等，因此广泛应用于汽车、建筑、体育用品、航空航天等领域，能规模

化生产出高品质的复合材料制品。

使用树脂传递模塑工艺制造的复合材料部件已经作为结构材料服役于许

多大型商用飞机。庞巴迪 CRJ 系列的副翼和襟翼使用了 RTM 工艺制

造，不仅节省了大量的劳动力成本和材料，而且减少了许多传统的组装

工作。例如，对于 NextGen 支线飞机而言，其副翼的零部件数量减少了

80%，襟翼的零部件数量减少了 95%。

图表 19：庞巴迪 CRJ 系列副翼和襟翼采用 RTM 工艺制造

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来源：《碳纤维复合材料在航空工业中的应用技术》，中泰证券研究所

HP-RTM 即高压树脂传递模塑工艺，是一种应对大批量生产高性能热固

性复合材料零件的新型工艺，这种工艺是为了解决 RTM 工艺生产效率

低、产品进度不够、孔隙率高等缺点。HP-RTM 工艺最大的优点就是能

够实现低成本、大批量短周期、高质量。

图表 20：HP-RTM 工艺流程

来源：Dieffenbacher公司,中泰证券研究所

HP-RTM 在宝马 i3 的车身 Life 模块结构的生产上已经成功应用。宝马与

西格里合作开发了固化时间为 2min 及 5min 的环氧树脂，采用压力高达

2900psi（203kg/cm2），注射速率为 200g/s 的 HP-RTM 技术，优化了

树脂系统、工艺和模具设计正确组合的 RTM 工艺，实现了“一分钟循

环周期”。

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3. 碳纤维的应用

碳纤维的应用起点是国防、航空航天等军用该领域，后来逐步拓展到各

个领域中，并深刻的影响着经济、科技和人类的生活。根据用途和分为

航空航天，工业应用，体育休闲。

图表 21：碳纤维应用进化史

来源：公开资料，中泰证券研究所

目前国内外一致认为，最富有前景的应用领域是工业应用，如汽车工业，

应用碳纤复合材料可以减轻重量，节约能源，增加可靠性；风力发电是

能源领域增长最快的，其叶片使用碳纤维量可观。随着汽车轻量化和风

力发电的不断发展，我国的碳纤维在工业领域的应用将越来越多。

图表 22：全球碳纤维市场需求预测

来源：中国产业信息网，中泰证券研究所

图表 23：全球碳纤维市场需求预测 图表 24：2020 年碳纤维细分领域需求

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来源：中国产业信息网，中泰证券研究所 来源：中国产业信息网，中泰证券研究所

图表 25：碳纤维性能优异应用在各领域

应用领域 对应的性能

航天航空 轻量化、耐腐蚀、耐热性、耐磨损、导热性、尺寸稳定性、耐烧蚀

电子电器及仪器 高比强、高比模轻、线膨胀系数小、电池屏蔽型好、减振

医用器材 高比强、高比模轻、x射线透过性好、生物相容性好

新能源 高比强、高比模轻、、线膨胀系数小耐腐蚀、导电减振

土木建筑 高比强、高比模轻、导电、加工性好

交通工具 高比强、高比模、减振吸能

机械 高比强、高比模、尺寸稳定、耐腐蚀、耐磨损

来源：中国产业信息网，中泰证券研究所

3.1 汽车工业 ——新能源汽车

碳纤维扩大应用最重要的方向之一是在汽车工业的应用。

汽车行业未来发展的几个方向：轻量化、低成本和新能源汽车是最终的

发展目标。汽车轻量化是节能减排的重要手段，若汽车整车重量降低

10%，燃油效率可提高 6%-8%；汽车整备质量每减少 100 公斤，百公

里油耗可降低 0.3-0.6 升，二氧化碳排放可减少约 10 克/公里。并且，

目前新能源汽车主要的动力来源为锂电池，目前存在续航能力短的致命

缺点，而短时间内想要提升锂电动力电池的续航能力存在困难，所以，

通过实现汽车结构材料和部件的轻量化实现续航能力的提升是目前的主

要解决方案之一。

在汽车车身、零部件中使用碳纤维复合材料，可以降低汽车的重量。中

国产业信息网发布的《2015-2020 年中国碳纤维行业运营态势与投资前

景分析报告》指出：车体每减重 30%，一次性充电行驶里程可增加 33%。

碳纤维高强度、高模量、低密度，是汽车轻量化理想的材料。

图表 26：碳纤维结构汽车较钢结构汽车减重超过 50%以上

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零件 钢 FRP 质量减轻（%）

车身 209 4 55.02

车架 128 94 26.56

前端 44 13 70.45

发动机罩 22 8 63.64

罩盖 19 6 68.42

保险杠 56 20 64.29

车轮 42 23 45.24

车门 71 28 60.56

其他 31 16 48.39

共计 622 302 51.45

来源：《新能源汽车轻量化发展与碳纤维应用开发》，中泰证券研究所

碳纤维增强复合材料在汽车上的使用不仅可以起到减重提高然后效率的

作用，还能提高汽车抗冲击性能，这得益于碳纤维增强复合材料能量吸

收能力是钢或铝材的 4 ～ 5 倍。另外，使用碳纤维结构件制作的车体，

采用整体成型的方式，大大降低了程序化组装工数，减少零件数和装配

成本。据福特研究称，复合材料可以将零部件种类减为原来的 8%， 加

工费用降低 60%，粘结费用相对焊接减少 25%~40%。

图表 27：汽车上的碳纤维制品

来源：网络资料，中泰证券研究所

根据全球碳纤维市场预测，到 2020 年全球汽车生产台数约为 1 亿台，

数量分布根据车型规格的不同呈现金字塔形分布。其中金字塔底端的绝

大部分为一般轿车，约占生产汽车数的 90%，高级车约为 500 万台，

占 5%，位于金字塔顶端的超高级车约为 50 万台， 超级跑车 5000 台，

碳纤维增强复合材料的真正市场就在金字塔顶端的这 10% 之中。预测

2010-2017 年，世界汽车碳纤维复合材料的复合年均增长率将达到

31.5%。据统计 2012年碳纤维在航空航天和国防领域的消费量约占 40%，

预计从 2012 至 2020 年其需求将由 8000 吨增至 23000 吨，而汽车的需

求预期将从 2013 年的 2600 吨增长至 2020 年的 23000 吨，与航空航天

持平，成为两个最大消费市场。预计到 2020 年，汽车碳纤维市场将达

到 27 亿美元。

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图表 28：不同等级汽车对碳纤维的需求量

2018 年全球不同车型汽车产量

预计

碳纤维材料使用率——

乐观预测/中性预测 碳纤维需求量

超跑-6K 100%/50% 600t/300t

顶级豪华汽车-600K 10%/5% 46000t/23000t

豪华汽车-4 Million

一般汽车-92 Million 0.1%/0.05% 9200t/4600t

2017 全球汽车产量-97 Million —

来源：《新能源汽车轻量化发展与碳纤维应用开发》，中泰证券研究所

宝马 I3 电动车车身是碳纤维复合材料在汽车上应用的最成功案例。得益

于两项关键技术：1、宝马和 SGL 经过 10 年的研究，开发了用于汽车

的碳纤维和碳纤维布，大大降低了成本；2、开发的新树脂体系及高压

RTM 成型工艺，提高效率，降低生产成本，使得批量化生产成为可能。

同时，也采用了新的设计理念，I3 由 Life 和 Drive 两个独立模块拼合而

成。I3汽车总重1248kg，比传统的电动车减重250-350kg;7系减重130kg，

综合油耗降低 16.7%。

图表 29：宝马 I3 及碳纤维车体

来源：网络资料，中泰证券研究所

宝马与三菱、德国西格里进行全产业链跨国合作。聚丙烯腈纤维原丝由

西格里集团和日本三菱人造丝公司在日本大竹合资公司生产，随后将聚

丙烯腈纤维原丝运到美国摩西湖工厂进行碳化，生产的碳纤维运到德国

的宝马与西格里合资的工厂加工成不同类型的编织材料，并且回收多余

的废纤维。最后，这些碳纤维织物在德国的宝马工厂，用于宝马 i 系列

汽车零部件的生产和整车的组装。西格里集团从原丝、碳纤维、预浸料

到最终产品的自动化生产的产业链融合模式，率先实现了碳纤维在中高

端汽车领域的规模化应用。

图表 30：宝马碳纤维的生产模式

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来源：宝马官网，中泰证券研究所

宝马碳纤维汽车，将碳纤维增强塑料和钢铝材料运用在同一个车身上，

生产工艺极为复杂。宝马汽车中有三十多种零部件使用了碳纤维复合材

料。宝马的工程师已经为制造汽车零件所需要的碳纤维建立了一个产品

“目录”——每种碳纤维产品根据部件不同的应用会记录不同的铺层、

纤维的方向和单位面积的重量等。

除了宝马以外，其他的汽车公司也对将碳纤维应用在汽车上有了极大的

兴趣，通过战略合作关系来推动碳纤维技术在汽车上的发展。

在丰田的燃料电池汽车 Mirai 中，采用 CFRP 用于汽车结构件，制造了

燃料电池反应堆框架。这是世界上第一次 CFRP 用于汽车结构件而大批

量生产的汽车。

英国 GMD 与东丽公司合作开发 Teewave AR1 跑车，在车身、底盘、座

舱结构、车内饰板、座椅等实用碳纤维材料，CFRP 用量 160kg，车身

重 846kg，跟钢结构比减重 550kg， 10 分钟完成部件成型。

日本富士重工业推出的运动型斯巴鲁翼豹WRX STI，车顶采用东丽公司

的 CFRP 材料，减重 80%。

梅赛德斯-奔驰 SLR 迈凯轮跑车，使用碳纤维制成前端碰撞缓冲构件，

车身壳体、车门和发动机罩均有碳纤维复合材料制成，主体结构减重

30%。

特斯拉的 Roadster 双座跑车拥有碳纤维车身，采用卓尔泰克的 50k 碳

纤维，BPA 环氧树脂，RTM 工艺成型。

大众、奔驰、PSA 等多家集团公司也都在开发汽车用碳纤维复合材料，

应用于车身、轮毂、座椅、氢气瓶、前舱盖、底盘结构件、传动轴等部

件。全球主要碳纤维生产商和主要汽车生产商纷纷结成联盟，谋求共同

发展。

图表 31：汽车行业企业与碳纤维公司合作布局碳纤维汽车

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OEM 碳纤维合作企业 合作方式

戴姆勒 东丽 成立合资企业

GM 帝人株式会社 成立合资企业

Ford 陶氏 联合开发

Audi 福伊特（西格里第三大股

东） 联合开发

大众 西格里 入股西格里

兰博基尼 Quantum & Callaway

Golf 签订三方合作协议

来源：公开新闻整理，中泰证券研究所

我国汽车厂商布局碳纤维汽车的情况：

上汽乘用车：上海耀华中大新材料公司，交通大学、同济大学合作开发

碳纤维复合材料后尾门、电池盒上盖、前保险杠、翼子板。属于研制产

品，不是批量产品。

奇瑞汽车：与中科院宁波材料研究所研究碳纤维车身，纤维插电式混合

动力“艾瑞泽 7”，车身 218kg，减重达 200kg。（数据来源于 2014 上海

工博会）这款车型的核心优势在于车身采用碳纤维复合材料，外壳重量

减轻 10%，油耗降低 7%;车身总体减重达 40%~60%后，整体可操控性

加强，带来更为出色的加速感受;由于碳纤维抗拉强度高达 3500MPa 以

上，是钢的 7~9 倍，该车较之传统车型更加安全可靠。

北汽：2015 年北汽在车展上展示了新能源全新的碳纤维概念车身及车内

显示系统，车身重量仅相当于同级车身的大约 20%。而为这款车提供车

身材料的正是康得新复合材料股份有限公司。

3.2 航天航空领域的应用

3.2.1 航天应用

碳纤维复合材料应用于航天结构，可比常规的金属结构减重 30%左右，

是减轻质量最具发展和应用潜力的先进材料，目前国外航天领域将碳纤

维用在卫星结构、运载火箭、精密支撑结构件等几个方面。

1）卫星：因为卫星结构纯属有效载荷，减重的经济效益很大，又因其空

间环境恶劣，要求卫星结构的尺寸和性能稳定、变形一致、CFRP 具有

较高的比强度、较大的比刚度和良好的抗疲劳性能等特性，适于用来制

造卫星本体的结构，所以在卫星的主体骨架结构、外壳结构、太阳能电

池板组件、桁架结构、天线结构、仪器安装板和支架结构等都在不断扩

大使用 CFRP。

在法国电信一号通信卫星、日本JERS-1地球资源卫星等均采用了CFRP。

日本东丽公司的 T800 和 T1000 等高强度纤维和 M40J、M50J、M55J

及 M60J 等高模量碳纤维，使 CFRP 在卫星上的应用从次承力结构件

转入主承力结构件。

2）运载火箭： CFRP 耐高温、比强度高、比模量高，因此能应用在火

箭的排气锥体、发动机的盖、壳体、燃烧室、发动机喷管、喉衬、扩散

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段以及整流罩等部位。目前，运载火箭上所采用的 CFRP 件比铝合金构

件轻 10%~25%。美国、日本、法国的固体发动机壳体主要采用 CFRP，

如美国三叉戟-2 导弹、大力神-4 火箭、法国的阿里安娜 2 型火箭、日本

的 M-5 火箭等发动机壳体。

使用量最大的是美国赫克里斯公司生产的 IM-7 碳纤维，性能最高的是日

本东丽公司生产的 T800 碳纤维。

3）精密支撑结构：CFRP 在复杂的空间环境条件下能够具有非常好的尺

寸稳定性。随着空间技术的发展，CFRP 逐步应用于空间光学遥感仪器

的结构件和支撑各光学元件的精密结构件中，且有逐步增长的趋势。

美国哈勃空间望远镜的主支撑结构采用了 CFRP 制成的精密桁架结构。

CFRP 桁架结构可以达到工作环境下高稳定性的要求。

我国在航天领域对 CFRP 结构的研究始于 70 年代，在我国自行研制的

卫星结构中，大量采用 CFRP 结构。自从 1984 年我国东方红 1 号卫星

上首次使用碳纤维/环氧复合材料以后， CFRP 在我国卫星的结构件、

大型运载火箭以及空间相机上获得了广泛的应用。

3.2.2 航空应用

航空工业最早大量采用碳纤维复合材料，自上世纪 40 年代开始，复合

材料就应用于军用飞机上，飞行器的质量轻，就意味着油耗的降低，速

度的加快，碳纤维强度高、密度低、变形量低的特点决定了碳纤维是理

想的航空材料。随着复合材料性能的不断提高，其后作为结构材料在军

用飞机上大量使用，后拓展应用到商用飞机上。

商用飞机上将碳纤维复合材料用做一、二级结构材料以及机内装饰材料。

波音 787 客机达到全机结构质量比的 50%，空中客车 A380 客机更是达

到了全机机构质量比的 85%。

中模量碳纤维的商品化为碳纤维复合材料在大型商用飞机上作为结构件，

特别是一级结构件提供了可能。一级结构件碳纤维复合材料中东丽的

T800 级材料、赫氏的 IM 系列都是典型的代表。

图表 32：空客飞机交付数量增长 图表 33：航空航天碳纤维需求逐年增长

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来源：wind，中泰证券研究所 来源：复材在线，中泰证券研究所

碳纤维复合材料的轻质高强和优良的可设计性的特性在波音 787上体现

的淋漓尽致。波音 787 是史上首架超远程中型客机。波音 787 低燃料消

耗、较低的污染排放使得其比同类飞机的飞行过程节能 20%的燃油，总

废弃排放量减少 20%，降低噪音 60%以上。这一系列的优良的运营指标

来源于飞机整体重量减轻以及飞机的主翼可以采取前所未有的设计来降

低阻力。这两点革命性的突破恰恰就在于波音 787上大量采用复合材料，

其中以碳纤维复合材料为主，碳纤维复合材料使用量占到了全机体积的

80%。

图表 34：波音 787 飞机材料的构成

来源：波音官网，中泰证券研究所

波音公司的碳纤维主要由日本东丽供应。2014 年，波音公司与东丽签订

了规模达到 1 万亿的飞机用碳纤维订单，在今后的 10 年里，东丽除向

现有的 787 机型供应碳纤维以外，还将独家向最早于 2020 年投入使用

的 777X 供应主机翼用的碳纤维复合材料。

V-22“鱼鹰”飞机是由美国贝尔直升机公司和波音直升机公司共同研制

的。V-22 飞机机体结构几乎全部采用复合材料件的飞机，采用碳纤维环

氧树脂固体铺层结构。机翼除铝制前缘外，均采用复合材料。全机结构

中仅用 454 公斤的金属件，机身结构减重 50%，制造成本节省 53%，

而且大多数金属紧固件，装配于飞机外部表面，颇易于检修。

图表 35：V-22 鱼鹰式倾转旋翼机制造材料构成

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来源：google图片，中泰证券研究所

3.3 风电工业

风能作为一种清洁能源近 10 年来在世界范围内高速发展，根据 201 1

年世界风力发电协会的报道，风力发电设备能力达 237 016 MW，约为

世界耗电量的 3％。201 1 年的能力比上一年增加 20.37％，预测到 2015

年为 500000 MW，到 2020 年为 1000000 MW。今后将大力开发海上

发电，这是因为其发电效率高而且环保。

图表 36：世界风力发电机组装机容量及增长率

来源：wind，GWEC，中泰证券研究所

随着风力发电机功率增大，风力发电机的叶片直径也日趋大型化，长 25

m 的翼曾用玻璃纤维复合材料制造，但大型化后，风容易使翼变形。为

使前端不接触风轮支柱，翼的刚性是重要因素，因此翼的支撑物要用碳

纤维复合材料。翼长超过 40 m 时，外板也要用碳纤维复合材料。

图表 37：世界风力发电向大功率、长叶片方向发展 图表 38：各大厂商在大功率叶片中采用碳纤维叶片

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来源：GWEC，中泰证券研究所 来源：GWEC，中泰证券研究所

图表 39：中国风电工业用碳纤维 4 年内实现倍增

年份 新增装机容量 折合 3MW 风机台数 碳纤维风机渗透率 碳纤维风机叶片数量 碳纤维需求量 (t)

2014 23GW 13121 0 47000 11280

2015 31GW 10333 0 31000 9300

2016 23GW 7667 0 23000 8258

2017E 25GW 8333 0 25000 10000

来源：wind，GWEC，中泰证券研究所

3.4 体育休闲工具

碳纤维复合材料产品在体育休闲产品中应用广泛，例如高尔夫球杆、自

行车、球拍、钓鱼竿和滑雪橇等，其中高尔夫球杆、网球拍和钓鱼竿是

主要的需求来源，主要产自美国、中国、日本和中国台湾省。

碳纤维复合材料的在体育休闲产品中的另一个重要方面的应用在于高端

自行车自行车以及登山车。为了减轻重量，减小风阻，高端自行车的车

构架、前叉部件、车轮、曲轴、以及座位支架等均可使用碳纤维复合材

料，比例可达 30%～40%，碳纤维复合材料在满足了车体良好的刚性和

减震性能的同时可保证车辆的轻质化。

图表 40：自行车用碳纤维需求量

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来源：复材在线，中泰证券研究所

3.5 其他应用

3.5.1 土木建筑领域的应用

水泥在土木建材领域中用量最大，但水泥也有诸如脆性大、抗拉强度低

等缺点，而现在用混凝土或水泥做基体制成的碳纤维增强复合材料，克

服了水泥强度低、在混凝土中易开裂、易受到氯盐、硫酸盐等侵蚀的缺

点，在冬季及寒冷地区有很大的应用空间。在大

型建筑中，钢筋的使用量相当惊人，如果采用自身较轻的碳纤维，可以

大大降低建筑结构的重量，方便施工，减少安装时间，降低施工周期。

用碳纤维和树脂制成的碳纤维复合材料片，拉伸模量高、拉伸强度大，

广泛应用于加固受损的钢筋混凝土结构物，用在石油平台上可使石油平

台壁的耐冲击性能大大增强。

3.5.2 氢罐压力容器

燃料电池车是未来的环保车，其所用氢罐正在开发中，运行 500 km 需

要 6~7 kg氢气，用 70MPa压力注入的氢罐可载于车内。梅赛德斯、BMW、

丰田公司正在研发燃料电池车。韩国现代汽车公司 2012 年起发售的燃

料电池车上载有 2 个碳纤维复合材料制氢罐。丰田公司也将于 2015 年

发售燃料电池车。此外，新能源页岩气罐也用碳纤维复合材料制造。

3.5.3 石油工业的应用

美国经过多年的努力，在 20 世纪 90 年代初研制成功了碳纤维复合材料

连续抽油杆，试验结果表明：碳纤维复合材料连续抽油杆克服了普通钢

抽油杆质量大、能耗高、失效次数多、活塞效应大、作业速度慢、易磨

损的缺点，是一种很有发展前途的特种抽油杆。近来亚洲第一大石油公

司中国石油天然气股份有限公司计划大力发展碳纤维产业，拓宽碳纤维

复合材料的应用领域，不断向高端市场延伸，特别是海上钻井平台，目

前每个平台要使用钢材 8 万吨，如果改用复合材料，则每个平台仅消耗

1．3 万吨的碳纤维复合材料。深海油气田将是碳纤维复合材料发挥作用

的重要领域。

3.5.4 输电线路

碳纤维复合芯导线(ACCC)技术代表输电线路未来发展趋势相比传统的

钢芯铝绞线，ACCC 复合导线增容、节能效果明显；碳纤维合成芯导线

在国外的应用比较成熟，美国 CTC 公司生产的 ACCC 碳纤维合成导线

于 2004 年 8 月开始试用和运行。至今其产品已在全球 280 个电力传输

项目中得到应用。在国内，ACCC 复合导线技术也得到国家电网公司的

认可，已于 13 年底被纳入国网集中招标。

图表 41：ACCC 导线的性能优势

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ACCC 导线与钢芯铝绞线相比

材料和结构 采用高性能碳纤维（T-700 以上）和玻纤的符合材料作为芯材

强度 抗拉强度为钢丝的 1.9 倍

重量 ACCC 导线单位长度重量约为常规钢芯铝绞线的 60-80%

载流量 ACCC 导线的综合载流量理论可提高至钢芯铝绞线的 2 倍

来源：《ACCC碳纤维复合芯导线技术在我国的应用前景分析》，中泰证券研究所

4 世界碳纤维产业化格局：发达国家形成技术垄断

碳纤维最早的研发和量产上的突破源于 20 世纪后期的日本，随后日本

和美国等国家均已实现规模化稳定生产。总体来看，碳纤维制造关键技

术的发展可分为四个标志性阶段。

图表 42：碳纤维关键技术发展的四个阶段

来源：《中国材料进展》，中泰证券研究所

4.1 主要的碳纤维企业

世界碳纤维的生产主要集中少数发达国家，主要生产商为日本的东丽、

东邦特耐克丝、三菱人造丝三大集团和美国的卓尔泰克、赫氏和德国的

西格里公司等。

东丽集团：全球最大的碳纤维制造商，13 年收购卓尔泰克

2014 年营业收入 18,377.8 亿日元，营业利润为 1,052.5 亿日元，其中

碳纤维占总销售收入的 8%。东丽碳纤维合成材料业务部提供应用于航

天航空、体育休闲、土木和工业领域的 PAN 系碳纤维。

东丽拥有以日本本土为核心的日、美、法、韩 4 个生产基地，目前已形

成 11 000 ～12 000 t/a的T700S和 4500ｔ/a的 T800碳纤维生产能力，

小丝束碳纤维产能已占全球 40%的市场份额。东丽集团 14 年 9 月宣布

其在法国的拉克工厂先建的 PAN 原丝工厂建成，该工厂是东丽集团 12

年 3 月宣布的扩产计划的一部分，该计划将在其日美法韩四个低级新建

产能。2015 年公司 PAN 基碳纤维的总产能达到 27100 t，2020 年扩大

至 50000 t。

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行业深度研究

2013 年，东丽集团以 5.84 亿美元收购碳纤维世界排名第三位的美国卓

尔泰克公司。卓尔泰克公司是碳纤维主要生产企业之一，具有 13000 吨

碳纤维和 4000 吨预氧化丝产能。

赫氏复材：中模量碳纤维技术的领导者

赫氏公司拥有 40 年的碳纤维制造经验，有大量的航空航天数据资料，

并在美国和欧洲拥有多个制造厂。赫氏公司是一个中模量碳纤维技术的

领导者，能够自主生产供应聚丙烯腈（PAN），并专注于原丝和碳纤维的

研发，目前碳纤维差能超过 7000t。

赫氏公司14年9月宣布投资 2.5亿美元通过法国鲁西荣新增原丝和碳纤

维生产线来扩大其碳纤维产能，预计 18 年完全投产，该工厂的碳纤维

将提供给赫氏的客户，包括空客公司、Safran 公司。

东邦特耐克丝：全球第二大碳纤维制造商

东邦从 1964 年就开始研究碳纤维，于 1975 年开始量产聚丙烯腈系的碳

纤维“TENAX”。目前，日本 TENAX 已形成 13500t/a 的碳纤维生产能

力。

4.2 碳纤维市场格局

碳纤维主要以 PAN 为主，因此我们也以 PAN 来说明现在碳纤维市场的

格局。PAN 基碳纤维产品主要分为大丝束(48K～480K)和小丝束(1K～

24K)，分别以日本和美国为代表。大丝束碳纤维对前驱体要求较低，产

品成本低，比较适合于一般民用产品。小丝束碳纤维追求高性能，代表

着国际碳纤维发展的先进水平，在航空航天领域应用广泛。

PAN 基大丝束碳纤维由美国福塔菲尔和美国卓尔泰克司商品化。世界主

要生产大丝束碳纤维的厂家是美国福塔菲尔、卓尔泰克和阿尔笛拉三大

公司，其大丝束的生产能力之和占世界总量的 75%。日本东丽公司、三

菱公司目前也开始量生 24K 级别大丝束碳纤维。

世界小丝束碳纤维生产主要被东丽、东邦和三菱所控制，三者合计占据

了全球小丝碳纤维名义产能的 70%以上。2005 年以前世界 PAN 基碳

纤维小丝束碳纤维生产主要集中在亚洲地区，2006 年以后美洲和欧洲的

小丝束碳纤维生产能力大幅度提升，成为新的小丝束碳纤维生产中心。

总体来看，目前世界 PAN 基小丝束碳纤维按地区的生产能力亚洲约占

50%，美洲约占 30%，欧洲则占 20%。此外，日本石墨纤维和三菱公司

沥青基碳纤维生产能力约占世界总量的 78%。

图表 43：小丝束碳纤维行业集中度 图表 44：大丝束碳纤维行业集中度

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行业深度研究

来源：复材在线，中泰证券研究所 来源：复材在线，中泰证券研究所

图表 45：世界小丝束碳纤维区域集中度 图表 46：大丝束碳纤维区域集中度

来源：复材在线，中泰证券研究所 来源：复材在线，中泰证券研究所

5 我国碳纤维产业发展情况

5.1 我国是碳纤维主要来自进口

我国是碳纤维消费大国，年用量已达数千吨，然而我国碳纤维消费目前

仍主要依赖进口，国产碳纤维产业仍处于初级阶段，产品价格单一，落

后世界领先水平。据最新的数据统计，国内 PAN 基碳纤维产能约为 1.5

万吨/年，全国产量 3200 吨，其中 12K 碳纤维占比超过 90%。

图表 47：09-14 年我国碳纤维需求量（吨）和增速 图表 48：我国碳纤维逐月进口量（吨）

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行业深度研究

来源：中国产业信息网,中泰证券研究所 来源：wind，中泰证券研究所

5.2 自 70 年代开始发展碳纤维技术

碳纤维因其在航空航天等国防工业中的重要用途，被视为政治敏感的战

略资源。由于碳纤维特殊的战略地位，在冷战时期，以美国为首的巴黎

统筹委员会对当时的社会主义阵营实行全面禁运政策。冷战结束后，西

方国家对我国这种政策一直在延续，国外的碳纤维出口到中国，必须经

过层层审核，而且原丝一律不能直接出口到中国，必须做成对应下游的

制品，并且是作为民用的应用。

正是因为这种严格的技术封锁和产品封锁，在我国老一辈的科学家师昌

旭先生以及其他材料科学家的积极推动下，从 1975 年开始，国家政策

部署碳纤维的应用，并制定 10 年发展计划，组织了原丝、碳化、结构

材料、放热材料、测试检验技术 5 个攻关组。中科院山西煤炭化学研究

所在 1976 年建成了我国第一条 PAN 基碳纤维扩大试验生产线，生产相

当于东丽公司 T200 的碳纤维。大连兴科碳纤维有限公司很早就实现了

工业化碳纤维生产，该公司拥有多项专利，2003 年形成年产 800 t 碳

纤维的生产能力，可生产 1 K、3 K、6 K、12 K 至 320 K 碳纤维、预

氧丝、碳纤维布、防火保温材料、发热丝、电热丝等各种碳纤维制品， 产

品各项技术指标可达到国外同类产品（T300）先进水平，还与大连理工

大学合作成立了碳纤维技术研发中心。到 2007 年的时候，国产 T300

级别的碳纤维研制成功，开始慢慢应用在军工新型装备领域，例如中航

工业下属的沈飞研制生产的歼 11B战斗机就广泛采用国产碳纤维材料制

成的垂直尾翼部件。另外直 10 和直 19 武装直升机也大量使用由国产碳

纤维材料制作的机身框架结构、直升机旋翼、机翼蒙皮和直升机尾翼部

件。现阶段，我国军用碳纤维材料短缺的问题已经得到有效缓解。

图表 49：我国碳纤维用在部分军机上及其应用比例

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行业深度研究

来源：《合成材料老化与应用》，中泰证券研究所

T300、T700 碳纤维实现了国产化，更高性能的国产碳纤维制备技术有

所突破。目前国内从事碳纤维产业化的单位主要有吉林石化碳纤维厂、

中复神鹰碳纤维有限公司、威海拓展纤维责任有限公司、恒神股份。我

国碳纤维生产企业产能扩张仍然十分迅速，国有企业与民营企业并行发

展。

国内碳纤维企业中，威海拓展、中复神鹰、江苏恒神三家公司的产能占

了全国总产能的 80%以上。

图表 50：我国主要的碳纤维生产企业

企业名称 原丝产能（吨/年） 碳丝产能（吨/年）

威海拓展纤维有限公司 5500 2600

中复神鹰碳纤维有限公司 12000 5000

江苏恒神股份有限公司 7500 4600

中简科技发展有限公司 4600 100

江苏航科复合材料科技有限公司 100 25

中油吉林石化公司 260 115

吉林碳谷碳纤维有限公司 5000 0

方大江城碳纤维有限公司 0 500

吉林神舟碳纤维有限公司 0 50

吉林市吉研高科技纤维有限公司 0 175

来源：公开资料整理，中泰证券研究所

5.3 原丝生产和碳化技术是制约我国碳纤维产品质量的瓶颈

我国碳纤维复合材料产业目前有主要两个制约瓶颈，其一为原丝生产技

术，其二为碳化技术，使得我碳纤维产品原丝质量差，价格高，品种单

一。 碳纤维原丝的喷丝工艺聚丙烯腈聚合工艺、丙烯腈溶剂及引发剂的

配比等关键技术仍然掌握在日本的东丽公司、东邦 Tenax 集团和三菱人

造丝集团。高性能碳纤维产品方面 (T800 等) 依然受到日美企业对华严

格的出口限制，并且生产技术的出口也需要出口国政府的特别批准。

图表 51：国内 T700S 级以上等级碳纤维核心技术被国外封锁

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行业深度研究

来源：碳纤维专家咨询介绍，中泰证券研究所

碳纤维生产的核心自主知识产权和技术的缺失使得我国内尚不能稳定生

产质量可靠的 T300 碳纤维大、小丝束原丝，也无法生产 T700 级别以上

的碳纤维原丝。与此同时，国产的碳化设备工作温度只能维持在 1400℃

以下，作为发热体的碳化硅在高温环境下抗负荷强度低，不能制作大尺

寸工业规模碳化炉，无法实现 1500℃的最佳工艺。国外采用高纯石墨材

料 1800℃以上的高温碳化炉，并且严格限制对我国的出口。

目前国内产能主要为相当于或者次于 T300 级的低端碳纤维产品，而

T700 级碳纤维尚未规模化量产，而 T800、MJ 系列碳纤维尚在攻关。

目前国内以 3K、12K 的 T300 级碳纤维为主打产品，许多低端产品毛丝

多，性能指标不稳定，通用性差，无论生产技术还是设备规模均有较大

差距，因此成本差异很大，导致我国碳纤维产品没有市场竞争力。目前

我国碳纤维产业的重点应放在技术攻关和研发上， 国内企业对 T300 级

碳纤维产能扩张速度过快，显得有些盲目。

虽然近几年中国碳纤维产量快速增长，14 年中国碳纤维生产大约 3200

吨，但是相比 15000 吨的产能，生产线的开工率还是很低，主要还是因

为中国碳纤维质量不达标，稳定性差。

图表 52：目前我国碳纤维产品结构 图表 53：07-14 年我国碳纤维产量统计

来源：《化工新材料》，中泰证券研究所 来源：《化工新材料》，中泰证券研究所

• 达到国外同类产品水平T300级碳纤维

• 干喷湿法纺丝T700级碳纤维实现工业化生产T700级碳纤维

• 已开展批量试产T800级碳纤维

• 突破关键研制技术M50J碳纤维

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行业深度研究

5.4 国外企业压价竞争阻碍我国碳纤维发展

尽管我国从 70 年代就开始重视碳纤维的研究，但企业碳纤维的产业化

道路在我国走的并不顺畅。一方面是技术上的瓶颈，但更重要的是国外

企业对我国不断的压制，通过价格竞争的方式，把相同系列产品的价格

压到中国企业的成本线以下（国产 T700系列碳纤维成本大约在 100-150

元每公斤之间，而销售价格普遍在 90-130 元每公斤），使得我国行业内

的企业始终处于亏损的状态，从而无法继续进行产品研发的再投入，最

终将中国企业陷入质量差、亏损的恶性循环中。

图表 54：09-14 年日本 T700 价格

来源：wind，中泰证券研究所

5.5 我国碳纤维消费结构有待改善

我国碳纤维最大的领域是体育休闲用品，消费结构存在明显的缺陷。在

东莞、厦门、威海有大量的球拍、钓鱼竿生产厂家，这些制品占到中国

碳纤维总消费量的 60%以上，中国的钓鱼竿占到全世界鱼竿产量的 70%

以上，这些产品附加值比较低，从总体上看，全球碳纤维在体育休闲用

品上应用份额处于逐渐降低的态势。在工业领域，碳纤维的应用才开始

起步，如大尺寸的风力发电叶片，传统玻璃纤维已经无法满足强度和刚

度要求，碳纤维将会是不可替代的增强材料。包括最近几年快速发展的

复合材料导线芯，目前也已经实现规模化生产，目前处于市场推广阶段，

所以在工业领域，碳纤维的应用正处在快速上升的阶段。在航天领域，

碳纤维应用技术成熟，像火箭和导弹喷嘴，头锥等部件，但是航空领域

还处于起步阶段，中国还缺少这方面的技术人才，所用的碳纤维复合材

料主要应用于非乘力部件，而美国和欧洲的大飞机已经广泛采用了碳纤

维复合材料作为主结构部件。

图表 55：碳纤维三大应用领域国内、国际成熟度对比

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行业深度研究

应用领域 国内 国际

航天航空 航天成熟，航空起步 成熟应用

航空 性能较差，应用于非承力结构件 大量应用于 1、2 级结构件

航天 导弹、火箭应用成熟 导弹、火箭、航天飞机等

工业用 研发、起步阶段 应用推广，用量逐步扩大

风力发电叶片 75 米 5M 风力发电叶片供应

抽油杆 小批量生产和应用

建筑补强 大量应用，年用 1000 吨以上量在 技术成熟，应用上升

电缆导线芯 实现规模化生产

体育休闲 用量最大，产业化生产

高尔夫杆 预浸料用量大，搓管工艺成熟，市场用量稳

定

钓鱼竿 2014 年进口量处于首位，渔具产量和国际市

场份额世界领先 市场份额已经处于逐渐降低的态势

球拍球类 2014 年用碳纤维 1330 吨，占总进口量

11.3%

来源：中国产业信息网，中泰证券研究所

6 知名碳纤维企业经营模式

6.1 东丽——帮客户想好怎么用

东丽创建于 1926 年，从 60 年底开始研究碳纤维。目前该公司已在 23

个国家和地区开有关碳纤维及复合材料产品的各项业务，其中小丝束碳

纤维产能已占全球 40％的市场份额，是碳纤维领域不折不扣的领导者。

公司经过半个多世纪的积累，产品型号和规格十分齐全，涵盖中高强（T

系列）、高强中模（M 系列）、高强高模（MJ 系列）及相应的复合材料

制品，可满足不同应用领域的需求。

从原材料到复合材料要跨越很长的产业链，东丽将产业链分为原料供应、

工艺生产和复合材料应用，并根据自身的而优劣势采取不同的经营策略。

原材料方面，公司与道康宁、陶氏化学等公司合作，保障原材料供应；

工艺生产是公司的核心优势，公司牢牢掌握生产环节，确保技术不外泄；

应用方面，公司积极与下游航空航天、建筑、汽车等行业内的企业建立

合资公司或进行战略合作。

东丽的技术毋庸置疑是全球最领先的，在实现产业化以后，关键是如何

实现商业化。东丽在生产工艺技术日益成熟、产品质量趋于稳定后，越

来越侧重于复合材料应用领域方面的研究，而产业化使得东丽在全球有

着非常高的市场份额。中国工程院院士姚穆曾说过，东丽的碳纤维卖得

好，是因为它把其产品怎么用都已经帮人想好了。

6.2 土耳其阿克萨——瞄准工业应用，定位清晰

阿克萨是全球最大的腈纶生产企业，06 年开始致力于碳纤维产品的研发。

08 年建立第一条中试产线，09 年第一条规模化生产线建成，12 第二条

规模化生产线建成后年产能达到 3500t。12 年阿克萨和陶氏化学合作设

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行业深度研究

立道·阿克萨，双方分别利用在原丝制备和树脂试剂上的优势联合开发

碳纤维制品。从规模上看，道·阿克萨不算是碳纤维行业内的龙头，但

其产业化步伐迅速，市占率提升很快。

公司依托其在聚丙烯腈聚合方面的优势，以更低的价格供应碳纤维，在

短时间内占据了一定的市场份额。公司清晰地将自己的产品定位于民用

工业领域，只专注于工业级碳纤维的生产，通过持续稳定供应通用型号

级别和规格的产品满足民用工业领域的大量需求，并借助成本优势在激

烈的全球竞争中求得生存和发展。

7 国内碳纤维行业相关公司

布局碳纤维企业众多，看好一体化全产业链布局的企业：材料从发现到

产业化到商业应用一般都要经历几十年的过程，碳纤维是目前为止无论

产业化还是商品化壁垒都很高的新材料，从原丝到最终的复合材料制品

每一个环节都有技术壁垒，同时每一个环节的附加值也都很高。更重要

的是，碳纤维的应用开发是一个系统的工程，涉及到材料的应用和与之

相匹配的下游工艺、设备等共同开发，因此仅做碳纤维的某一个环节的

企业不具备优势，我们看好具备碳纤维及其制品全产业链研发、制造能

力的企业。

目前我国布局碳纤维行业的上市公司主要有康得新、光威复材等，行业

内优秀的公司还有包括中复神鹰、中简科技、恒神股份等。从公司的布

局来看，1）康得新的碳纤维主要定位于新能源汽车产业，作为中国少有

的从碳纤维原丝到下游应用全产业布局的企业，整合了国内一流的碳纤

维技术团队，依托全球唯一实现汽车轻量化的德国宝马的相关设计和生

产公司的合作，未来将打造完整的新能源汽车工业产业链以及商业生态

链。2）光威复材主要产品包括碳纤维、碳纤维织物、碳纤维预浸料、玻

璃纤维预浸料、碳纤维复合材料制品及碳纤维核心生产设备等，具备不

同系列碳纤维产品规模化生产能力。公司主营业务收入主要来自于军品

材料销售，主要客户为军工企业。目前公司已具备将核心技术应用于民

用领域的条件，正在推进相关核心技术在民用领域中的应用。2016 年公

司碳纤维产能共计 327 吨，其中 T300产能 176吨，已经稳定供货十年；

T800 产能 105 吨，与国外同类产品相当，具备生产能力 (承担国家项目

任务，未进行批量生产)；T700 产能 46 吨（2016 年 11-12 月已经小批

量生产，形成试运行产能）。高强型 T1000 级碳纤维已经突破关键技术，

目前正处于小批量试制阶段，高模型 M55J 级碳纤维已经基本掌握关键

装备制造技术与关键工艺路线。

7.1 康得新——打造 4.0 版的智能化碳纤维产业生态链

康得新与康得集团共同布局碳纤维产业链。形成了全产业链布局和完整

的碳纤维轻量化工业化产业链，同时，对外合作全球最牛的汽车轻量化

设计（雷丁公司）、技术研发中心（慕尼黑大学）、宝马汽车零配件最大

供应商（GFG）、宝马碳纤维企业（SGL），共同推进碳纤维的发展。

碳纤维原丝项目由康得集团主导，在廊坊建设，总建筑面积 40 多万平

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行业深度研究

米，一期投入近 30 亿，一期规划产能 1700 吨已经投产， 二期 3400

吨，总产能 5100 吨。

公司具有国际一流的技术水平、专业的团队和先进的配套设备（意大利

原丝生产线、美国氧化/碳化生产线），是第一家拿到全套具有美国和意

大利安全委员会批准证书关键设备的国内企业。目前经营能够生产

T700/800/1000 型号的碳纤维原丝，并且通过北京化工大学的检测，产

品质量和性能与国际一线企业相当。

图表 56：康得新与控股集团共同布局碳纤维全产业链

来源：公司网站，中泰证券研究所

碳纤维复合材料布局方面，康得集团与康得新共同投资成立康得复材公

司，其中康得新占股本 18%，康得集团占比 60%。同时，康得新在欧洲

设立汽车设计中心和复材研发中心：康得新同德国慕尼黑工业大学的国

际领先碳纤维复合材料研究中心合作在德国设立康得新欧洲复合材料研

发中心；与雷丁公司合资设立康得新-雷丁汽车设计中心，建立具有国际

领先水平的汽车轻量化解决方案设计中心。其中慕尼黑工业大学碳纤维

研究所是德国国家级的碳纤维研究机构，同宝马、奥迪、欧洲宇航防务

集团、通用、SGL、GFG 等公司开展密切合作，为其研发新一代碳纤维

应用技术；雷丁是德国著名的汽车设计和制造公司，在碳纤维复合材料

汽车零件设计制造及整车设计领域享有盛名。

图表 57：正在建设的碳纤维车体设计项目

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行业深度研究

来源：公司网站，中泰证券研究所

下游应用进展情况：1）17 年 4 月，康得复材与北汽集团签订中国首个

碳纤维部件量产订单；2）17 年 6 月，与蔚来签订协议，提供价值高达

十余亿元人民币的大规模碳纤维复合材料总成部件。3）17 年 7 月，携

手北汽集团与常州市高新区管委会在北京签订协议，三方将共同出资，

建设“工业 4.0 智能化碳纤维车体及部件工厂”，从事碳纤维新能源汽车

车身零部件研发、生产及销售。该项目计划总投资 120 亿元人民币，分

三期建成，设计年产能 600 万件，以满足未来车企汽车轻量化对碳纤维

部件的增长需求，推动中国汽车碳纤维轻量化未来发展。北汽、奔驰、

麦格纳将在常州建设年产能 40 万辆新能源电动车生产基地。康得碳纤

维工业 4.0 华东综合基地落户常州，将与北汽、奔驰、麦格纳新能源电

动车实现配套。

7.2 光威复材——国内少数实现盈利的碳纤维企业

公司是目前国内生产品种最全、生产技术最先进、产业链最完整的碳纤

维行业龙头企业之一。主要产品包括碳纤维、碳纤维织物、碳纤维预浸

料、玻璃纤维预浸料、碳纤维复合材料制品及碳纤维核心生产设备等，

具备不同系列碳纤维产品规模化生产能力。公司位于国家碳纤维及其复

合材料产业基地威海市，依托“碳纤维制备及工程化国家工程实验室”

平台，形成了具有自主知识产权的碳纤维各环节关键技术，并应用于产

业化生产。

公司主营业务收入主要来自于军品材料销售，主要客户为军工企业。目

前公司已具备将核心技术应用于民用领域的条件，正在推进相关核心技

术在民用领域中的应用。2016年公司碳纤维产能共计 327吨，其中 T300

产能 176 吨，已经稳定供货十年；T800 产能 105 吨，与国外同类产品

相当，具备生产能力 (承担国家项目任务，未进行批量生产)；T700 产

能 46 吨（2016 年 11-12 月已经小批量生产，形成试运行产能）。高强

型 T1000 级碳纤维已经突破关键技术，目前正处于小批量试制阶段，高

模型 M55J 级碳纤维已经基本掌握关键装备制造技术与关键工艺路线。

上市募资 11.5 亿元优化碳纤维产品结构，大幅提升生产能力，改善现金

流状况：公司募资投资四大项目①军民融合高强度碳纤维高效制备技术

产业化项目（T700），新建 PAN 原丝高效制备生产线和与之配套的预氧

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行业深度研究

化碳化生产线，形成2,000吨/年左右碳纤维（12K碳纤维T700S、T800S）

生产能力，优化干湿法纺丝技术，能够大幅降低公司碳纤维单位生产成

本；②高强高模型碳纤维产业化项目，采用湿法生产高强高模型碳纤维，

新建石墨化生产线一条，形成 20 吨/年 M40J 级/M55J 级碳纤维生产能

力，开拓下游航天领域及高端民用领域市场；③先进复合材料研发中心

项目是公司在现有民用复合材料研制领域基础上向更高性能碳纤维复合

材料研制的延伸，研发内容包括 M55J、M60J、T1000 级碳纤维）的工

艺技术、关键设备、检测方法等方面研究，以加强航空、航天、舰船等

领域高端复合材料的技术和工艺研究；④补充营运资金项目募集资金用

于补充营运资金，降低资产负债率，增强公司与金融机构的议价能力，

减少利息支出。

图表 58：光威复材股权结构

来源：公司公告，中泰证券研究所

图表 59：光威复材经营情况 图表 60：光威复材产品业务收入占比

来源：wind，中泰证券研究所 来源：wind，中泰证券研究所

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行业深度研究

7.3 恒神股份——全产业链布局碳纤维

江苏恒神股份有限公司创建于 2007 年 8 月，占地 107 万平方米，公司

下设三个事业部（碳纤维、中间产品和复合材料事业部），两大中心（工

程技术中心、营销中心），在英国布里斯托建立了欧洲技术研发中心，广

泛吸收和消化国际上先进的技术资源。组建了碳纤维及其复合材料领域

的国际化技术团队，引进国内碳纤维及复合材料行业专家 60 人，并从

国外知名公司引进各类专家 15 人。目前拥有员工 1300 余人，其中科研

人员 400 余人，约占员工数的 30%。

公司总投资近 40 亿元，目前建有碳纤维千吨级生产线 5 条（湿法纺丝

线 4 条，干喷湿纺线 1 条），年产碳纤维 4500 吨、织物和预浸料 1500

万平方米、增强增韧树脂 1200 吨以及复合材料制品 5000 吨。产品规格

T300、T700、T700S、T800、M 系列，3K/6K/12K，年产 20 吨高模量

碳纤维生产线正在试验中。

图表 61：公司发展历程

来源：公司官网，中泰证券研究所

恒神建立“碳纤维-上浆剂-织物-树脂-预浸料-复合材料和应用设计”的

完整产业链，已成为中国碳纤维行业的一大亮点。集碳纤维及复合材料

设计、研发、生产、销售、技术应用服务为一体的国家高新技术企业，

拥有从碳纤维到上浆剂、织物、树脂、预浸料、复合材料产品及设计应

用服务的完整产业链，产品广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车、海

洋工程及新能源等领域。

图表 62：恒神全产业链布局碳纤维

请务必阅读正文之后的重要声明部分 - 40 -

行业深度研究

来源：公司网站，中泰证券研究所

凭借多年的研发技术积累和市场开发拓展，公司目前已经在民用市场实

现了 200%的增长，同时在航空航天、轨道交通和汽车市场等高端领域

也取得了进展。15 年，在航空航天方面，销售大幅增长，包括飞机平尾

在内的二十多个复合材料结构件研发项目在同步进行中，部分项目认证

工作已取得重大成果；轨道交通方面，司与中国中车集团合作，研制开

发了多款复合材料车体结构制件并已投入试运行；汽车轻量化方面，与

多家汽车公司正在积极探讨合作项目。

500 公里高速列车车头罩：公司为南车集团青岛四方车辆厂研制的 500

公里高速列车车头罩已经于 2011 年底正式装车运行。

轨道列车碳纤维复合材料司机室：首件样品设计研发制作已完成，已通

过南车株洲电力机车有限公司验收，已装车试运行。

图表 63：500 公里高速列车车头罩 图表 64：500 公里高速列车车头罩

来源：公司网站，中泰证券研究所 来源：公司网站，中泰证券研究所

7.8 中简科技——航空航天领域高性能碳纤维提供商

公司是专业从事高性能碳纤维及相关产品研发、生产、销售和技术服务

的高新技术企业。公司自成立以来，以“技术领先，注重应用，技术向

纵深发展，应用向纵横发展”为战略目标，用科技与创新为社会持续提

供更高性能的碳纤维。公司产品主要应用于航空航天领域，各项指标参

数要求较高，在航空航天装备论证阶段即对碳纤维各项指标予以确定，

目前公司所生产碳纤维主要为高端、高性能型碳纤维产品，已达到同类

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行业深度研究

产品国际先进水平。公司着眼于高性能碳纤维产品研发、制造，致力于

成为具有自主知识产权的国产高性能碳纤维及相关产品研发制造商。

公司生产的 ZT7 系列(高于 T700 级)高性能碳纤维率先实现国产航空

航天重点型号的全面批量稳定应用。公司 IPO 上市募集资金投资项目主

要依托公司在碳纤维领域多年的技术沉淀和工程化专业设备的经验积累，

在现有高性能碳纤维生产线的基础上，对公司原丝纺丝线进行扩建，同

时在公司现有土地新建一条千吨级规模的氧化碳化生产线，新增 T700

级碳纤维生产能力 1000 吨/年。项目建成后，将进一步提升公司高性能

碳纤维产品的产能和工艺水平，可以生产 ZT7 系列（高于 T700 级）、

ZT8 系列（T800 级）和试制 ZT9 系列（T1000/T1100 级）碳纤维，

满足不同高端客户和业务发展的需求。

图表 65：中简科技经营情况 图表 66：中简科技业务收入占比

来源：wind，中泰证券研究所 来源：wind，中泰证券研究所

7.3 中复神鹰——高性能低成本碳纤维生产者

2006 年，由中国复合材料集团有限公司、连云港鹰游纺机有限责任公司

和江苏奥神集团有限责任公司合资组建成立了中复神鹰碳纤维有限公司。

公司总投入资金 10 亿元，形成了年产 4200 吨碳纤维的生产能力，公司

同时具有湿纺和干喷湿纺碳纤维生产技术，是国内主要的碳纤维生产和

销售企业

公司主要生产 PAN 基碳纤维原丝、碳丝及其复合材料，有全套的碳纤

维原丝生产线和碳化生产线，产品包括 1 K、3 K、6 K、12 K 原丝和 1

K、3 K、6 K、12 K 碳丝，主要应用于高档体育用品、土木建筑、机械

零部件等领域，拓展了碳纤维在风力叶片、电缆复合芯、压力容器、交

通运输等新兴工业领域的应用。

图表 67：公司碳纤维产品的发展历程

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行业深度研究

来源：公司官网，中泰证券研究所

图表 68：中复神鹰的 PAN 基碳纤维原丝和碳纤维

来源：公司官网，中泰证券研究所

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行业深度研究

投资评级说明：

评级 说明

股票评级

买入 预期未来 6~12 个月内相对同期基准指数涨幅在 15%以上

增持 预期未来 6~12 个月内相对同期基准指数涨幅在 5%~15%之间

持有 预期未来 6~12 个月内相对同期基准指数涨幅在-10%~+5%之间

减持 预期未来 6~12 个月内相对同期基准指数跌幅在 10%以上

行业评级

增持 预期未来 6~12 个月内对同期基准指数涨幅在 10%以上

中性 预期未来 6~12 个月内对同期基准指数涨幅在-10%~+10%之间

减持 预期未来 6~12 个月内对同期基准指数跌幅在 10%以上

备注：评级标准为报告发布日后的 6~12 个月内公司股价（或行业指数）相对同期基准指数的相对市场表现。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，美股市场以标普 500 指数或纳斯达克综合指数为

基准（另有说明的除外）。

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