来源：雪球App，作者： 九方金融研究所，（https://xueqiu.com/1438272693/340620125）
简要：
一、碳纤维行业概况
1.1 碳纤维定义与特性
碳纤维是由粘胶、腈纶、芳纶、聚酰亚胺等纤维在高温下烧制而成的高端化纤品种，具有优异的力学性能，轻于铝却强于铁，同时具备高弹性模量、耐高低温、耐腐蚀、耐疲劳等特性。因其卓越性能，被誉为“黑色黄金”和“新材料之王”，广泛应用于风电、航空航天、汽车工业、建筑等领域。
1.2 分类方式
碳纤维主要有三种分类方式：从原材料角度、产品规格角度、力学性能角度。
二、国内外碳纤维产业现状
2.1 全球碳纤维产业格局
技术垄断：碳纤维技术长期被日美欧企业垄断，日本东丽是全球高性能碳纤维的领头羊。
市场需求：2024年全球碳纤维需求预计为15.61万吨，同比增长35.7%，市场需求旺盛。
2.2 中国碳纤维产业发展
发展历程：中国碳纤维工业经历了长期低水平徘徊、技术转型和快速发展三个阶段，目前国产化取得长足进步。
产能扩张：自2017年起，国产碳纤维产能扩张加速，2022年国产供应量首次高于进口量。
市场地位：中国已成为全球碳纤维最大市场，2024年占全球需求的53.9%。
三、碳纤维产业链分析
3.1 产业链构成
碳纤维产业链包含从一次能源到终端应用的完整制造过程，涉及预氧化、炭化、预浸料等多个环节，技术壁垒高。
3.2 成本构成
核心环节：中游是碳纤维产业链的核心环节，技术、资金、设备、产品质量门槛高。
成本分布：PAN原丝占据碳纤维生产过程一半成本，其次为氧化、碳化环节。
规模效益：通过规模化生产，碳纤维生产成本可大幅降低，如中科院宁波材料所数据显示，生产成本可从9.88美元/kg降至2.03美元/kg。
3.3 产业链附加值
下游碳纤维制品和复合材料附加值更高，如工业领域高端应用的碳纤维制品平均价格为500~1000元/千克，远高于上游碳纤维产品。
四、重点公司分析
4.1 光威复材
业务布局：全产业链布局的高端碳纤维企业，产品涵盖T300至T1100级、M35至M65级。
产能扩张：内蒙古光威项目一期已正式运营，威海拓展竞拍土地建设原丝生产线。
市场表现：碳纤维及织物是公司最重要的营收和利润来源，2023年碳纤维业务收入16.67亿元。
4.2 中简科技
市场定位：军工碳纤维龙头，深度绑定航空航天集团企业。
技术实力：国内首家突破并掌握T700级碳纤维工程化技术的企业，产品应用于我国航空航天八大型号。
产能扩张：四期项目将形成年产1500吨高性能碳纤维产能。
4.3 中复神鹰
产量规模：碳纤维产量位居全国第一，2023年末总产能达2.85万吨。
市场拓展：产品涵盖1K-48K各种型号，广泛应用于压力容器、碳/碳复材、航空航天等领域。
产能扩张：连云港3万吨扩建项目稳步推进，投产后将成为全球最大的高性能碳纤维生产基地。
4.4 吉林化纤
技术突破：完成干喷湿法高性能碳纤维产能5000吨，发布类似T800碳纤维产品。
未来规划：计划开发T1000、T1100及M40高模系列产品，拓展高端领域应用市场。
4.5 上海石化
产能扩张：宣布约31.96亿元人民币总投资的6万吨原丝及3万吨碳纤维扩建计划。
市场布局：大丝束碳纤维生产技术难度大但成本低，有助于提高下游企业应用碳纤维的积极性。
4.6 宝旌（宝武碳业）
股权变动：中国宝武下属浙江宝旌炭材料有限公司转让吉林宝旌炭材料有限公司51%股权给吉林化纤。
产能扩张：旗下宝万碳纤维项目年产12万吨PAN基碳纤维原丝，一期项目已正式投产。
4.7 精工科技
设备供应：碳纤维设备整线供应商，交期短、单线年产能高、提供交钥匙工程一站式服务。
在手订单：碳纤维装备在手订单充足，计划依靠募资扩大产能。
五、碳纤维行业发展趋势
5.1 国产化加速
随着国内企业技术突破和产能扩张，碳纤维国产化进程加速，未来有望在全球市场占据更大份额。
5.2 技术创新
干喷湿纺等先进生产工艺的应用，将进一步提升国产碳纤维的性能和降低成本。
5.3 市场需求增长
风电、新能源汽车、航空航天等领域对碳纤维的需求持续增长，为行业发展提供强大动力。
5.4 短板领域突破
在T800等中模量碳纤维应用领域，国内企业正通过技术创新和市场拓展，逐步缩小与国际先进水平的差距。
六、总结：
碳纤维行业作为新材料领域的重要组成部分，正经历着国产化加速和短板领域突破的关键时期。国内重点企业在技术创新、产能扩张和市场拓展方面取得显著成效，未来有望在全球碳纤维市场中占据更加重要的地位。同时，随着风电、新能源汽车等下游领域的快速发展，碳纤维行业将迎来更加广阔的发展前景。
正文：
碳纤维（性能优异的“黑色黄金”）：是由粘胶、腈纶、芳纶、聚酰亚胺等纤维在高温下烧制而成，属于化纤的高端品种。其力学性能优异，轻于铝，却强于铁，且具有高弹性模量、耐高低温、耐腐蚀、耐疲劳等优异特性。碳纤维因其优良的性能而被广泛应用到风电行业、航空航天、汽车工业、建筑行业等领域，被誉为21世纪的“新材料之王”。目前对于碳纤维的分类主要有三种方式，分别是从原材料、产品规格、力学性能角度出发。
国内碳纤维产业相关上市公司包括航空航天和高端民用碳纤维全产业链企业光威复材、恒神股份，航空航天碳纤维领先企业中简科技，高端民用碳纤维企业中复神鹰、吉林化纤、上海石化等。
碳纤维行业集中度不断上升：
碳纤维行业产能不断释放的同时开工率开始回升：
2025年以来碳纤维总库存明显下降
碳纤维长期被日美欧企业垄断，中国企业取得长足进步。PAN基碳纤维的生产起步于20世纪60年代，日美领先。目前，世界碳纤维技术仍主要掌握在日本公司手中，其生产的碳纤维无论质量还是数量上均处于世界领先地位，日本东丽是世界上高性能碳纤维研究与生产的领头羊。
我国碳纤维工业总体上与日本碳纤维的研发同步进行，经历了长期低水平徘徊、技术转型和快速发展3个阶段。依靠长期自主研发，打破了国外技术装备封锁，碳纤维产业化目前取得长足进步。
2017年之前，碳纤维以进口为主，自2017年始，国产碳纤维产能扩张加速。2022年国产碳纤维供应量达到4.5万吨，首次高于进口量。
2022年，中国多企业宣布扩产，包括吉林化纤、宝旌碳纤维、中复神鹰等，并计划在2022/2023年完成，拉动全球碳纤维产能快速扩张。
全球碳纤维市场需求：相对2023年的11.5万吨，2024年的全球需求为15.61吨，同比增长了35.7%。
碳纤维产业链长，技术壁垒高。碳纤维的产业链包含从一次能源到终端应用的完整制造过程，包含预氧化、炭化、预浸料等多个过程。碳纤维工艺复杂，涉及多种设备，生产条件要求严格，整个工艺流程中涉及技术参数控制点3000-5000个。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。
碳纤维上中游行业集中度较高：我国丙烯腈、原丝及碳纤维产能集中度较高，2020年和2021年CR5产能集中度均大于75%。碳纤维生产原料丙烯腈主要集中于上海赛科、斯尔邦、吉林石化等，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，资金壁垒与技术壁垒使大量企业难以进入。
碳纤维产业链成本构成：PAN原丝占据碳纤维生产过程一半成本。碳纤维的制备工艺主要包括丙烯晴聚合物溶液制备、PAN原丝制备、PAN纤维预氧化及热稳定化、PAN预氧纤维碳化、表面处理等。从工艺流程看，PAN原丝成本占比过半，其次为氧化、碳化环节。
通过规模化生产，可以实现在相同时间及能耗下更大的丝束通过量，降低总体生产成本。根据中科院宁波材料所特种纤维事业部数据，通过生产规模的扩大，可以将碳纤维生产成本从9.88美元/kg降低至2.03美元/kg，降幅约20.5%。
下游碳纤维制品附加值高：在碳纤维产业链中，下游环节（碳纤维制品、碳纤维复材）附加值更高，以工业领域高端应用的碳纤维产业链为例，上游碳纤维产品平均价格为80~140元/千克，预浸料平均价格为120~200元/千克，而下游碳纤维制品平均价格为500~1000元/千克。从头部企业毛利率来看，从碳纤维、预浸料到碳纤维制品，产品毛利率逐渐提高。
聚丙烯腈基已成为碳纤维市场主流：聚丙烯腈基碳纤维结构性能优越，占据全球90%市场。碳纤维按照原丝类型可分为聚丙烯腈基、沥青基、粘胶基等。其中聚丙烯腈基碳纤维因生产工艺简单、原料来源丰富及优越的结构和功能特性迅速占据市场，2020年全球产量占有率达到91%。黏胶基和沥青基碳纤维用途较单一，产量也较为有限。沥青基碳纤维保持约1000吨年产量，被日、美企业平分秋色；粘胶基碳纤维基本停产，有可能完全退出碳纤维市场。
聚丙烯腈国内产能不断释放，出口量逐渐赶超进口。丙烯腈原材料丰富易得，可通过从石油、煤炭、天然气等化石燃料中制备得到。由于国内新增产能不断释放，2014-2022年我国丙烯腈进口量逐年下降，出口量不断上升。2022年丙烯晴表观消费达270万吨，进口为10.4万吨，出口达到21.7万吨。随着山东海江、浙江石化等新产能陆续释放，国内自给率不断提升。从历史价格看，丙烯腈价格基本与原油价格走势相一致，近年来波动幅度明显减弱。此外，随着国内近年来丙烯腈产能释放，国产丙烯腈价格从原来高于进口价逐渐趋近于与进口相一致。
大丝束开启产业化布局：大丝束成本低、生产技术难度大，国产企业开始布局。
小丝束碳纤维力学性能优异，但成本较高，抑制了下游企业应用碳纤维的积极性。而大丝束碳纤维最大的优势为在相同的生产条件下可大幅度提高碳纤维的单线产能，实现生产的低成本化。大丝束碳纤维生产技术难度更大，体现在原丝、预浸料和碳化等多个环节的均匀性和毛丝控制等方面。
此前大丝束碳纤维生产技术主要掌握在美国、德国、日本的几家大公司手中。上海石化建设国内首套万吨级大丝束碳纤维国产线；吉林化纤48K大丝束在相同工艺条件下，能够大幅度提升碳纤维单线生产能力。国产大丝束有望逐步迎来大规模应用。
2024年的应用市场格局：
风电市场此前对碳纤维的需求疲软，2024年由疲转强，实现了120%的高速增长；
航空航天军工市场迅速回暖，并体现出20%强劲的增长。
体育休闲市场结束了近几年的过山车一样的变化，回到了正常轨道，且体现出高速增长，比2023年同比增长了51.6%。
压力容器市场主要受中国市场需求下滑的影响，2024年全球数据与2023年保持零增长。
碳碳复材（包括保温毡）主要受中国的光伏行业影响，2024年有一定程度的降低，而全球其他区域有一定的增长，整体市场与去年保持一样。其他的市场，大都保持正常的稳定增长。
模量：标准模量是指拉伸模量为230-270GPa；中等模量是指拉伸模量为270-350GPa；高模量是指拉伸模量超过350GPa。
大丝束HeavyTow≥48K.目前已经出现“大丝束化”的小丝束产品（比如日本东丽与帝人推出的36K），吉林的风电35K专用产品。统计上，用“标模-低成本”，“标模-高性能”概念。以风电为主驱动的应用市场，刺激了低成本碳纤维供应的增长，这个趋势将持续；在四大类碳纤维品种的全球占比看，中国总体发展是均衡的，目前的主要短板是以T800为主的中模量的应用，我们缺乏类似B787及A350这样的复材飞机的支撑，出现短板。未来可以通过其他航空器及高端体育器材的发展，带动国内中模碳纤维的发展。
2024年，全世界主要增加的产能是：卓尔泰克在墨西哥增加6000吨；吉林化纤增加5000吨高性能；韩国晓星公司在华工厂增长5000吨；光威复材在内蒙古增加2600吨；宝武碳业（宝旌）向吉林化纤转让合资企业的股份，产能减少6500吨。
全球十强：韩国晓星新进入，吉林化纤集团、中复神鹰、新创碳谷三家中国大陆企业。2024年已经宣布并在进行中的扩产有：
东丽欧洲计划投资1.2亿欧元，法国工厂年产量将从5000吨增至6000吨，东丽美国投资1500万美元升级生产线，实现T1100G产能翻番（2024年初已经完成），扩建其位于加利福尼亚州MorganHill的工厂，东丽韩国扩建3300吨产能的第三条生产线，把年生产能力提高到8000吨/年，到2025年，东丽集团至少增加7500吨/年小丝束产能；
吉林1.5万吨高性能碳纤维，已经完成了其中的5000吨;
中复神鹰3万吨（2026年完成）;
上海石化3万吨大丝束碳纤维;
韩国晓星在中国的另外5000吨及越南的21600吨扩产计划等。
宝旌3万吨原丝2024年开车，应该在2025年宣布碳化扩产计划;
恒神榆林建设2万吨的扩产计划，有望在2025年开车；
中简科技宣布的四期扩建计划，建设1500吨宇航级碳纤维。
干喷湿纺可实现高速纺丝，碳纤维密度较高；国外先进企业以干喷湿纺工艺为多。我国虽起步较晚，但中复神鹰、光威复材、中简科技、恒神股份等企业已实现干喷湿纺工艺技术的突破。
国产碳纤维型号已覆盖T300级至T1100级、M35至M65级。碳纤维产品已实现与国际头部企业（日本东丽）主要型号的对标，部分型号甚至性能更优。如中复神鹰SYT55S（T800级）具有更高的强度和模量优势；光威复材TZ1100G（T1100级）具有延伸率优势；恒神股份HM37（M40级）的抗拉强度、拉伸模量、延伸率更高。
2024年新进入排名的企业有：山东永成4000吨碳纤维，国泰大成3000吨碳纤维。
相对2023年的全球运行产能29万吨，2024为30.9万吨，增长6.5%。所有的新增产能由墨西哥、中国及韩国贡献。
近几年，中国运行产能在全球的占比：
2019年17.3%，全球第三；
2020年21.1%，全球第二；
2021年30.5%，全球第一；
2022年43.3%，全球第一；
2023年47.7%，全球第一；
2024年48.6%，全球第一名。
中国碳纤维市场
2024年中国碳纤维的总需求为8.4万吨，相对2023年的6.9万吨，同比增长了21.7%，其中，进口量为1.6万吨（占总需求的19.5%，比2023增长2.1%），国产纤维供应量为6.76吨,（占总需求的80.1%，比2023年增长了27.6%）。
2023年进口碳纤维呈现断崖式下降，2024年的进口量出现小幅回升。海关数据显示，2024年的进口增长主要是日本及台湾产品贡献的，主要市场是高端体育器材（国际品牌方对材料的指定）。国内碳纤维与日本性价比方面还有差距，主要表现在“工艺适配性”上。
在目前的碳纤维应用领域内，中国优势应用行业是体育休闲、碳碳复材（包含耐火保温毡）、建筑、电子电气；航空航天军工及压力容器迅猛发展，大幅度缩小了与国际的差距，但主力需求的商用航空应用刚起步；风电(中国市场总需求2.2万吨中，有1.2万吨是国内风电企业)与国际依然有巨大差距;汽车及混配模成型因中国新能源车的高速发展而应用潜力巨大。
在国产碳纤维供应方面，从2015的13.4%一路爬升，到2024年80%。中国是世界碳纤维的最大市场，2024年占全球的53.9%。2024年，相对2023年，小丝束方面，日本增长36%、中国台湾增长24%、韩国减少35%；大丝束方面，美国减少了6.78%，墨西哥减少了67%，匈牙利降低了98.38%，几乎归零（因为俄乌战争导致欧洲能源价格高企）。
2024年中国产能达到15万吨，相对2023年的13.8万吨，增长了8.5%，其中新增产能的贡献者：
吉林化纤增加5000吨高性能碳纤维;
韩国晓星公司在华工厂增长5000吨;
光威复材在内蒙古增加2600吨;
宝武碳业（宝旌）向吉林化纤转让合资企业的股份，产能减少6500吨。
2024年新进入统计的企业：
山东永成4000吨碳纤维，国泰大成3000吨碳纤维。
如果按照运行产能计算，我国的产能利用率只有45%，主要原因是当期产能过剩。
中国碳纤维产业：
第一类航空航天军工应用企业，主要针对航空航天兵器海工及核工军品市场，以及商用航空航天，通用航空及无人机等市场。国内以光威复材、中简科技、太钢钢科为代表，中复神鹰及恒神部分产能、煤化所扬州基地、西安康本、河南永煤、中油吉化、吉研高科和吉林神舟等。
光威复材：全产业链布局的高端碳纤维企业。内蒙古光威项目一期年产4000吨碳纤维生产线已完成全部设备安装调试及试产工作，具备正常生产经营所需条件，已正式投入运营，威海拓展竞拍土地，用于建设年产2600吨聚丙烯腈基碳纤维原丝生产线；全资子公司威海拓展与客户A签订《物资采购合同》，合同总金额为366361.67万元。
公司全方位布局碳纤维产业链，公司开发并量产了T300/700/800/1000级，M50J级、M55J级等规格碳纤维，并将产品延申到碳梁、预浸料、复合材料及制品以及碳纤维生产设备。其中碳纤维及织物是公司最重要的营收和利润来源。
公司碳纤维产品结构丰富合理，2023年以传统定型产品为主的T300占据51%，T700以上高端产品占比近半，新定型航空用碳纤维为主的T800级别占比17.20%，新定型卫星结构应用为主的MJ系列碳纤维占比12.39%。
公司的CCF700G碳纤维产品历经十余年验证通过装机评审，成为我国某重要机型的配套材料供应商。
光威复材，T300产品为当前公司主要产品，T700级、T800级以及MJ级产品已形成一定体量，并且快速增长。2023年，光威复材碳纤维业务收入16.67亿元，其中，以传统定型产品为主的T300级别占比51.12%，贡献销售收入8.52亿元，同比微增2.91%，以工业用高性能碳纤维为主的T700级别占比15.57%，贡献销售收入2.60亿元，同比增长16.06%，以新定型航空用碳纤维为主的T800级别占比17.20%，贡献销售收入2.87亿元，同比增长50.61%，以新定型卫星结构应用为主的MJ系列碳纤维占比12.39%，贡献销售收入2.07亿元，同比增长54.45%，前沿新产品贡献销售收入0.62亿元，占比3.72%。
中简科技：军工碳纤维龙头，深度绑定航空航天集团企业。四期项目新增用地56亩，建筑面积3.6万平方米，将形成年产1500吨高性能碳纤维产能。华泰投资转让无限售条件流通股至中石化资本，占公司总股本5.0927%，占剔除公司回购专用账户中的股份数量后总股本5.1062%。国产碳纤维已在国产民航大飞机供应商体系中初露头角，光威复材、中复神鹰、长盛科技皆参与中国商飞C919国产碳纤维的验证，其中长盛科技某款T800级别产品已获得中国商飞C919机型PCD的预批准，未来国产的碳纤维也将广泛用于C929及以后的机型。
公司是具有完全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，是国内首家突破并掌握T700级碳纤维工程化技术的企业，技术水平及产品质量的稳定性处于行业领先水平，产品各项技术指标达到国际同类型产品先进水平。具备高强型ZT7系列（高于T700级）、ZT8系列（T800级）、ZT9系列（T1000/T1100级）和高模型ZM40J（M40J级）石墨纤维工程产业化能力，产品各项技术指标已达到国际同类产品的先进水平，目前是国内航空航天领域T700级碳纤维稳定批量供应商，产品应用于我国航空航天八大型号。
公司研发强度高，2023年研发支出占营业收入比重大幅提升，达到20.7%。公司客户集中在我国航空航天集团企业，与主要客户形成了紧密的战略合作关系，2023年前两大客户销售收入占比达到99%。航空航天型号装备研制使用周期长，航空航天型号产品的研制均需经过立项、方案论证、工程研制、定型等阶段，只有通过设计定型批准的产品才可实现批量销售，一旦型号确定，所用原材料不会轻易更改。而零部件材料一旦确定了供应商不会轻易更改，公司的客户黏性极强。
中简科技，公司新一代碳纤维ZT9H产品2023年实现收入1.50亿元。中简科技可生产高强型ZT7系列（高于T700级）、ZT8系列（T800级）、ZT9系列（T1000/T1100级）和高模型ZM40J（M40J级）石墨纤维，其中，ZT7系列碳纤维已经率先稳定批量在航空、航天领域应用多年。ZT9H碳纤维是公司自2015年开始研制的；经过4年的持续自主创新和验证迭代，2019年实现了新一代碳纤维复合材料性能指标的跨代提升，开始了新一代应用的深化研究和验证工作；2023年实现了稳定批产供应，贡献收入1.50亿元，占公司当年营收的27%。
太钢钢科也可生产T800级碳纤维，产品主要用于航天领域。太钢钢科主要生产T300级1K、3K和T700级、T800级6K、12K碳纤维，产品主要应用于航天领域。
中复神鹰：产量全国第一，产品性能达到大飞机要求。公司碳纤维产量位居全国第一。2023年末公司总产能达到2.85万吨，产能规模跃居世界前三，连云港3万吨项目稳步推进，该项目投产后，连云港将成为全国乃至全球最大的高性能碳纤维生产基地，能极大提升国产高性能碳纤维替代能力和全球竞争力，充分受益于规模效应。
公司产品涉及1K-48K各种型号，在传统成熟和战略新兴领域全覆盖。产品涵盖了高强标模、高强中模、高强高模等系列，成熟掌握万吨碳纤维制造技术。公司高性能碳纤维产品基本实现T700级及以上产品型号全覆盖。公司成功制备出干喷湿纺T700级48K大丝束碳纤维，产品性能与国际同类产品相当，产品兼顾了小丝束的工艺性能和大丝束成本优势。
产品在压力容器、碳/碳复材、航空航天、风电叶片及体育休闲等领域实现广泛应用。公司T700级及以上产品系列在国内市场已连续多年保持市场占有率50%以上，碳/碳复材领域占比达60%。热场占有率50%以上，在国内储氢瓶领域占比达80%，碳/碳复材领域占比达60%。
公司已完全掌握T800级航空预浸料生产技术，产品主要性能达到国产大飞机要求，目前正在开展工艺性能评价与验证。上海航空预浸料项目已通过量产线PCD批准，并完成T800级碳纤维预浸料第二产线建设，投产后有望进一步推动大飞机用碳纤维及预浸料的国产化进程。
中复神鹰相继开发出T700、T800、T1000、M30、M35、M40等级别的碳纤维，在售碳纤维产品全部为干喷湿纺碳纤维产品。中复神鹰自2009年开始开展干喷湿纺技术的自主研发，2013年在国内率先实现了千吨级SYT49（T700级）干喷湿纺关键技术突破，建成了国内首条千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线，2015年实现了高强中模型SYT55（T800级）碳纤维百吨级工程化，2017年建成了具有完全自主知识产权的千吨级T800级碳纤维生产线。此外，根据中复神鹰2023年年报，子公司神鹰上海“碳纤维航空应用研发及制造”项目顺利通过量产线PCD预批准，完成T800级碳纤维预浸料项目建设，开发的预浸料通过AS9100体系认证。
第二类高性能工业应用企业，主要针对高端体育器材、压力容器、高性能热场材料、先进电子材料、飞行汽车等先进工业领域。以中复神鹰、江苏恒神、长盛科技为代表，2024年，山东国泰大成、山东永成也进入该领域。
中复神鹰：连云港总投资59亿元的3万吨扩建项目首条聚合生产线主体设备已完成安装，首条碳化生产线主体设备正在安装中，计划2025年具备投产能力；JEC正式推出4款更高性能、更低成本新品：通用型工业级T800：SYT55T-16K，成本降低40%；风叶专用大丝束：SYT45M-48K，拉挤板模量提升8%，碳板用量减少5-7%；工程化量产高强高模碳纤维：SYM50X-12K，强度5,000MPa，模量475GPa；首款高强高模碳纤维：SYM55X-12K，强度5,000MPa，模量540GPa。
从产品结构来看，目前国内碳纤维产品主要为小丝束，随着我国大丝束产能扩张，碳纤维生产成本优势有望进一步凸显。从生产要素来看，全球成本构成中能源占比约为7%，远低于国内的30%左右。氧化、碳化是压缩生产成本的关键，因此与其相对应生产环节的设备、能耗是实现降本的关键。随着国产碳纤维产能利用率提升，生产工艺不断完善和成熟，使得单位电耗不断下降。同时，随着光威复材、中复神鹰在电价更低的内蒙古和青海西宁扩产，进一步推动电费下降。未来国产碳纤维能源成本仍有进一步下降空间。
中航高科：预浸料龙头，深度参与国产大飞机研制过程。中航高科是航空工业集团旗下A股上市公司，2019年剥离地产业务后，公司聚焦航空新材料、高端智能装备两大板块，其中新材料业务贡献九成以上收入和全部的毛利。
公司是航空碳纤维预浸料龙头企业，子公司航空工业复材深度参与国产大飞机预浸料研制，2018年其生产的C919用国产预浸料完成首批交付，实现了此领域国产材料零的突破；2020年年报披露两种C919国产预浸料在新生产线验证中通过中国商飞PCD预批准，开展C919升降舵工艺验证试验，参与C919第三战线复合材料尾翼优化项目；2021年完成C919某试验件的设计，并获得CR929飞机前机身工作包唯一入选供应商资格。公司已与航空工业制造院签署了《先进航空复合材料系列预浸料技术实施许可协议》，为国产
T800级预浸料产业化发展创造了条件。2023年公司完成C929前机身上壁板试生产验证（PPV）壁板研制，向中国商飞公司提交了PPV分析报告并通过其评审，为后续产品研制和交付奠定基础；完成商用航空发动机复材关键零组件的研制和交付。
公司高端智能装备业务主要产品为立式加工中心、卧式加工中心、龙门加工中心、数控车床、柔性组合加工中心及航空专用装备等。
江苏恒神：榆林恒神投资的47.35亿，2万吨高性能碳纤维项目开工项目，主要包括：新建20条大丝束湿纺原丝生产线、湿纺碳化生产线、干喷湿纺原丝生产线、干喷湿纺碳化生产线以及配套的公用工程和辅助生产设施等。
长盛科技：科研攻关及技术迭代上也取得一定成绩：2024年9月29日，通过了《高强高模聚丙烯腈碳纤维ZA70（T1100级）工业化规模制备技术》科技成果评审，专家组一致认为：长盛科技在自主设计的国产装备上开发了全流程的核心制备技术，实现了ZA70碳纤维的千吨级量产；该项目技术复杂、研制难度大，其研究成果技术成熟可靠，自主可控，总体技术达到国际先进水平。
第三类低成本工业应用企业，主要针对是风电叶片、新能源汽车、轨道交通、常规体育器材、常规热场材料、新型功能材料等。以吉林化纤、上海石化、宝旌、蓝星、新疆隆矩为代表。
吉林化纤集团:2024年完成干喷湿法高性能碳纤维产能5000吨，正式发布类似T800碳纤维产品，吉林化纤将利用这项新技术加快开发T1000、T1100以及M40高模系列产品，不断拓展高端领域应用市场；
中国宝武下属浙江宝旌炭材料有限公司在上海联合产权交易所公开挂牌，转让吉林宝旌炭材料有限公司51%股权，转让底价为12,498万元，吉林化纤购买股份。
上海石化：宣布约31.96亿元人民币总投资的6万吨原丝及3万吨碳纤维的扩建计划。
宝武碳业（含宝旌）：旗下宝万碳纤维项目年产12万吨PAN基碳纤维原丝，规划用地760亩，分一二两期建设。其中一期项目第一阶段新建3条聚合生产线、5条纺丝生产线，形成年产2.5万吨PAN基碳纤维原丝生产能力，于2024年11月进入试生产阶段，目前已正式投产。
精工科技：碳纤维设备整线供应商。公司碳纤维设备交期短（9个月内完工并一次开车）、单线年产能高（可达3000吨/年）、交钥匙工程一站式服务（具备完善整线供应能力）。公司当前的碳化线年产能可达3000吨，达到国际一流水准。
千吨级碳纤维生产线由实现对PAN基碳纤维原丝连续多道热处理和后续处理，得到高性能碳纤维。生产线采用集中控制系统，综合计算机技术、网络通讯技术、冗余及自诊断技术，是碳纤维全自动连续碳化生产线。碳纤维微波石墨化生产线基于使用普通碳丝为原料设计，利用微波与碳纤维直接耦合加热实现石墨化，大幅提升碳纤维性能等特性，普通T300/T400碳丝经过微波石墨化处理后，模量和强度均可提升10-15%，最终产品品质等级可达T700/T800以上。
2023年9月，精工科技公告中标吉林国兴碳纤维有限公司年产6万吨碳纤维项目（8条碳化生产线），项目中标金额为12.7亿元，占公司2022年度经审计营业收入的47.68%。
碳纤维装备在手订单充足，公司拟依靠募资扩大产能。2024年3月公司发布公告显示，公司拟募集资金9.43亿元，用于“碳纤维及复材装备智能制造建设项目”等项目。建成并达产后将主要形成年产高性能碳纤维成套装备20套的生产能力。
碳纤维多数应用领域未来5~10年都处于高景气阶段。全球风电装机量保持增长，中国新增风电装机量领跑全球，而碳纤维复材在风机大型化发展中具有不可替代的优势。因此扩产对于企业较为关键。
碳中和为碳纤维行业带来新的发展机会，例如新能源车等领域创造新的需求。轻量化是新能源汽车发展的重要组成部分，碳纤维复材顺应轻量化趋势，广泛应用于燃料电池和储氢罐。
全球厂商可分为三个产业群落。第一群落为完全的小丝束企业，第二群落为完全的大丝束企业，第三群落为有能力或潜力兼顾大小丝束的企业。完全的小丝束企业：目前主要应用于航空航天市场，若未来大丝束碳纤维供应充足，该群落将受到严重冲击。完全的大丝束企业：生产技术难度大，但成本低，提高了下游企业应用碳纤维的积极性。有能力或潜力兼顾大小丝束的企业：可实现应用领域多点开花。
碳纤维复合材料因其轻质、高强度、高弹性模量等特性，在航空航天领域应用广泛，显著提升武器装备性能。碳纤维的发展经历了三代，从低强度、低模量到高强度、高模量，其中东丽公司和美国佐治亚理工学院等企业的研发成果尤为突出。这些突破性的进展满足了新一代航空武器装备的高性能要求，预示着未来航空航天领域的材料将更加先进，为提升军民飞行器性能提供了有力支撑。
三代碳纤维分类
第一代碳纤维
特征：低强度、低模量碳纤维
产品：东丽公司的T300和赫氏公司的AS4
用途：T300主要用于波音737等型号的次承力构件，AS4应用在早期F-14战斗机的平尾等部位。
第一代碳纤维：碳纤维以拉伸强度和弹性模量为主要指标，目前商业化产品已经发展到第二代，日美两国在广泛应用的第二代碳纤维产品上性能相当。第一代以20世纪60年代东丽公司的T300和赫氏公司的AS4低强低模碳纤维为代表，T300主要用于波音737等型号的次承力构件，AS4应用在早期F-14战斗机的平尾等部位。
第二代碳纤维
特征：高强度、中等模量碳纤维
产品：东丽公司的T800和赫氏公司IM7系列为代表，同代产品还有东丽的T700、T1000，赫氏的IM8、IM9等
用途：航空航天等领域应用最广泛
第二代碳纤维：第二代高强度、中等模量碳纤维以20世纪80年代东丽公司的T800和赫氏公司IM7系列为代表，同代产品还有东丽的T700、T1000，赫氏的IM8、IM9等。T800强度比T300强度提高了68%，模量提高了28%，大量用于A350、波音787等飞机机翼机身的主承力结构。IM7比AS4强度提高了37%，模量提高了21%，大量用于美国的“三叉戟”Ⅱ潜射导弹及F-22、F-35战斗机等。
现阶段，航空航天等领域应用最广泛的是第二代高强度中等模量碳纤维，由于模量偏低，且碳纤维材料脆性大，易导致复合材料结构部件的疲劳损伤，甚至发生灾难性破坏，限制了航空武器装备性能的提升，更难以满足新一代航空武器装备的性能要求。随着美国启动第六代战斗机、新一代远程轰炸机、第一代无人舰载作战飞机的研制，航空武器装备对巡航速度、航程、机动性、隐身性能、防护能力和维修性等指标都提出了更高要求，这就需要拉伸强度、断裂韧性、冲击性能等综合性能更高的碳纤维。要获得综合性能高的碳纤维，就必须在强度和模量这两个基本属性上取得突破，而第三代碳纤维的主要技术特征就是同时实现高拉伸强度和高弹性模量。
同时实现高的拉伸强度和弹性模量是碳纤维研制过程中的技术难点。原丝制备和碳化是碳纤维制备的两个核心工艺：高质量的PAN原丝是实现碳纤维高性能和批量生产的关键；碳化过程的控制与碳纤维的拉伸强度和弹性模量直接相关。多年的碳纤维研制经历表明：大幅度地提高碳纤维弹性模量时，拉伸强度会明显降低；而当保持碳纤维的高拉伸强度时，又很难大幅度提高纤维的弹性模量。究其原因，碳纤维是由大量石墨微晶组成的各向异性材料。高强度碳纤维通常要求微晶尺寸较小，而高模碳纤维通常要求微晶尺寸较大，如何解决这一矛盾是碳纤维研制中的最大难题。
第三代碳纤维
特征：高强度、高模量碳纤维
产品：东丽宣布研制成功的T1100G碳纤维、佐治亚理工学院的研发产品
用途：东丽的第三代碳纤维产品强度更高，更适用于抗拉强度设计值高的结构件；美国的产品弹性模量更高，更适用抗弯、抗冲击、抗疲劳强度设计值高的部件。
第三代碳纤维：日美从两条不同的技术途径都获得了高强度、高模量碳纤维。
从目前的研究成果来看，东丽的第三代碳纤维产品强度更高，更适用于抗拉强度设计值高的结构件；
美国的产品弹性模量更高，更适用抗弯、抗冲击、抗疲劳强度设计值高的部件。日美相关企业和机构都明确表示第三代碳纤维的应用目标是航空航天高端市场，替代目前的T800和IM7第二代碳纤维产品，提高军机结构部件强度、刚度等综合性能。东丽是传统PAN溶液纺丝技术的先驱，原丝技术高度成熟，产业化能力强，从第一、第二代产品来看，其第三代产品有望在未来5～10年实现工业化生产并全面投放市场。美国放弃传统溶液原丝制备工艺，采用凝胶纺丝技术，有更大余地对工艺优化，碳纤维性能也有更大提升空间。美国计划于2030年前后面世的第六代战斗机、新一代远程轰炸机、第一代无人舰载作战飞机极有可能通过应用第三代碳纤维技术而大幅提高作战性能。
日本东丽公司通过突破碳化工艺，使碳纤维强度和模量同时提升10%以上，率先达到了第三代碳纤维的技术要求。东丽公司认为，碳纤维同时获得高拉伸强度和高弹性模量的关键在于碳化过程中的热处理技术及高温设备。在热处理技术方面，温度、牵伸、催化、磁场等许多因素都会影响纤维碳化后的性能。2014年3月，东丽宣布研制成功的T1100G碳纤维。东丽利用传统的PAN溶液纺丝技术，精细控制碳化过程，在纳米尺度上改善碳纤维的微结构，对碳化后纤维中石墨微晶取向、微晶尺寸、缺陷等进行控制，从而使强度和弹性模量都得到大幅提升。T1100G的拉伸强度6.6GPa，比T800提高12%；弹性模量324GPa，提高10%，正进入产业化阶段。
美国佐治亚理工学院研究小组通过突破原丝制备工艺，在保持碳纤维高强度同时，弹性模量提升28%以上。赫氏公司的碳纤维产品30年来一直停留在中等弹性模量水平，性能难以突破。美国国防预研局（DARPA）在2006年启动先进结构纤维项目，目的是召集全国优势科研力量，开发以碳纤维为主的下一代结构纤维。佐治亚理工学院作为参研机构之一，从原丝制备工艺入手，提高碳纤维弹性模量。
2015年7月，该研究小组利用创新的PAN基碳纤维凝胶纺丝技术，将碳纤维拉伸强度提升至5.5～5.8GPa，拉伸弹性模量达354～375GPa。虽然拉伸强度和IM7相当，但弹性模量实现了28%～36%的大幅提升。这是目前报道的碳纤维高强度和最高模量组合。其机理是凝胶把聚合物链联结在一起，产生强劲的链内力和微晶取向的定向性，保证在高弹性模量所需的较大微晶尺寸情况下，仍具备高强度。这表明美国已经具备了第三代碳纤维产品的自主研发实力。
相比传统的金属材料和其他纤维制成的复合材料，碳纤维复合材料具备质量轻、强度高、弹性模量高的特点，可比传统铝合金结构减重30%，对武器装备性能提升贡献巨大，被广泛用于制造航空器机体及发动机、导弹外壳等。美国F-22、F-35战斗机的碳纤维复合材料用量比例分别达到24%和36%，以A350、波音787为代表的新型大型民机的碳纤维复合材料用量比例更是达到了50%以上。碳纤维复合材料的运用已成为衡量武器装备先进性的标志之一。碳纤维是构成复合材料的关键原材料，承担着复合材料约90%的载荷，其拉伸强度和弹性模量是实现复合材料结构性能目标的关键。
碳纤维在军工产业链中的应用：
碳纤维的拓展应用：材料性能与市场需求共振。
PAN基碳纤维的发展历程
军工板块中的光威复材、中简科技、中航高科等企业。
参考资料：
20250523-中泰证券-新材料行业24年年报及25年Q1季报总结
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