化学纤维行业深度分析报告
// 2022.12.30
碳纤维行业系列报告——供需格局分析
证券研究报告
投资评级:看好(首次) 大国之材骐骥一跃，黑金时代未来可图
最近 12 月市场表现 核心观点
化学纤维 沪深300碳纤维被誉为黑色黄金，国产碳纤维把握“管制”机遇，实现国产替代。
上证指数 碳纤维是一种无机高分子纤维，其力学性能出色，密度比铝更低，强度约是钢
2%
的 7 倍，是目前已经量产的高性能纤维中具有最高比强度、比模量的纤维，并
-4%
且具有良好的化学稳定性，应用领域广泛。近年来美日对中国碳纤维进行管
-11%
制，对于美国来说，碳纤维一直在商业控制清单中，对于日本，2017 年提出
-17%
的《外汇法》修订草案，对高端碳纤维和技术的出口需取得国家许可。国内碳
-24%
纤维把握机遇逆势突破，上下游产业协同共同研发，最终实现技术突破并稳定
-30%
量产，目前国内产能已开始铺开并且技术也在不断迭代，实现“突破管制”并
实现“进口替代”。
分析师毕春晖
SAC 证书编号：S0160522070001碳纤维国产替代稳步推进，下游领域成多点开花状态。风电叶片、体育
bich@ctsec 休闲及航空航天覆盖近6 成碳纤维需求。其中，风电叶片应用的碳纤维价格最
低，消耗的量也最多，航空航天领域应用价格最高，并且市场规模（产值）也
是最大；国内市场看，国产替代稳步推进，但在高端领域比如航空航天、压力
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容器等与国际水平差距较大。从应用领域来看：）风电领域：应用以大丝束
1. 《炼化-聚酯专题报告（二）》 2018- 1
07-10 为主，Vestas 相关专利到期，叶片拉挤工艺有效降低叶片加工物料损耗，催化
碳纤维在风电领域应用，我们预计2025 年需求可达6.3 万吨；2）压力容器：
目前应用以小丝束 T700 级别以上碳纤维为主，“双碳”政策催化，我们预计
2025 年该领域应用可达 6316 吨；3）碳 /碳复材：目前主要应用在单晶拉制炉、
碳陶刹车中，通常应用T700 级别碳纤维，也有部分T300 级别碳纤维，得益
于光伏行业高景气度，我们预计 2025 年国内应用可达 3.3 万吨。4）航空航
天：应用以高端小丝束为主，国内目前该领域应用处于验证阶段，预计未来随
着军机换代和 C919 交付，或可持续放量，预计到 2030 年每年可释放 1708 吨；
5）体育休闲：该领域应用量大，根据赛奥碳纤维，预计 2025 年以前可实现平
均每年约5%的增长，预计 2025 年需求可达2.2 万吨；6）汽车：随着碳纤维
降本增效，成本对汽车领域应用制约日渐减少，待未来碳纤维材料在汽车领域
应用的技术有所突破，有望成为豪车标配，预计2025 年需求可达13693 吨。
行业技术壁垒高，国内厂商突破大规模量产后产能快速铺出。碳纤维行
业壁垒主要体现在两个方面：1）原丝环节技术难度大。无论干喷湿纺还是湿
法的技术路线都很难突破，而且不同技术路线生产出的产品适应的领域也不
同，除此以外，一步法或者两步法生产工艺路线的选择也都会影响原丝品质上
限及生产成本；2）碳化环节资金壁垒高。万吨原丝产线投资可能仅需 1-2 亿
人民币，但是碳化环节万吨碳纤维投入需要 10 亿以上。目前，国内碳纤维原
丝和碳化环节均已实现技术突破，产能快速铺开，2021年国内产能已达 6.3 万
吨，近年来产能利用率也达到了 50%左右的水平，根据各公司扩产计划，25年
大丝束原丝产能可达 37.2 万吨，大丝束碳纤维产能可达 20.8 万吨，小丝束碳
纤维产能可达 11.9 万吨。
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化学纤维/ 行业深度分析报告 / 2022.12.30
行业深度分析报告/证券研究报告
从供需平衡关系来看，我们预计中长期内国内高端小丝束碳纤维持续紧缺，
小丝束厂家通常一体化发展，原丝与碳丝产能相对匹配；大丝束碳纤维碳化环
节有所过剩，大丝束原丝略微短缺。从供给格局来看：1）小丝束：厂家先发
优势更强，某些高端市场应用切入后不可替代性强。但是目前每家企业面对的
市场仍有所差异，且行业景气度高，竞争压力小，但是长期看竞争会愈发激烈；
2）大丝束碳化环节：资本密集，由于碳纤维品质继承于原丝，碳化环节的差
异性较小，目前竞争已经相对激烈，目前已经有大丝束碳纤维企业试图向原丝
环节延伸；3）大丝束原丝环节：目前来看大丝束原丝主要由吉林碳谷供应，
议价能力强，未来若有新的原丝供应厂商成功量产出优质产品则竞争可能会
恶化。
投资建议：国内碳纤维企业技术近年来在碳纤维品质以及生产成本两个方向
持续突破，国内碳纤维已经实现国产替代，除了国内市场未来仍有国际市场可
期。建议关注技术产品过硬，深度布局民用小丝束并向航天延伸的中复神鹰
（生产上持续扩产，布局低电价地区西宁生产基地未来成本可进一步下探）；
持续降本增效的大丝束碳纤维的核心标的吉林碳谷（国内产能有望持续保持
优势的国内大丝束原丝龙头标的）和吉林化纤（国内大丝束碳化环节龙头企
业）；深耕军用以及航空航天，盈利能力显著更强，并且有扩张计划的中简科
技和光威复材；上游设备端也有望受益于国内扩张浪潮，建议关注精功科技。
风险提示：下游需求释放不及预期，扩产不及预期，行业竞争加剧价格下滑，
原材料和能源价格波动风险。
表 1：重点公司投资评级:
总市值 收盘价 EPS（元）PE
代码 公司 投资评级
（亿元）（12.29） 2021A2022E2023E2021A2022E2023E
688295 中复神鹰 384.3042.700.350.671.02122.063.741.9增持
000420 吉林化纤 109.174.44-0.06-0.010.07 - - 67.8增持
836077 吉林碳谷 148.7446.681.042.063.0444.722.615.4增持
002006 精功科技 113.4324.920.240.841.23103.829.720.2 -
300777 中简科技 216.0549.150.501.031.5698.347.531.6 -
300699 光威复材 376.5872.651.461.902.4049.838.330.2 -
数据来源：wind数据，财通证券研究所
注：除中复神鹰、吉林化纤、吉林碳谷外均采用 Wind 一致预期
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行业深度分析报告/证券研究报告
内容目录
1 碳纤维材料性能出色、性质稳定，应用领域广 ............. 8
1.1 碳纤维性质优异，被誉为黑色黄金 ............... 8
1.2 碳纤维复材下游应用广泛 ............... 10
2 国产替代稳步推进，下游应用多点开花 ................ 12
2.1 海内外碳纤维需求稳增，高端领域应用有所分化 .......... 12
2.1.1 全球市场：风电领域需求高增，航天领域应用价值量最高 ........... 12
2.1.2 国内市场：逐步实现进口替代，政策推动未来广阔市场可期 ....... 13
2.2 碳纤维下游应用领域广泛，新能源领域是看点 .............. 15
2.2.1 风电领域：中短期看，风电应用有望随价格下行放量 ............ 15
2.2.2 压力容器：长期看氢储用碳纤维市场空间大，并且价值量相对更高 ......... 19
2.2.3 碳/碳复材：光伏高景气带动碳/碳复材领域应用............... 20
2.2.4 航空航天：航空航天领域高价值量，国产替代正在进行 ........ 22
2.2.5 体育休闲：疫情影响体育休闲子领域出现分化，总体维持平稳 .......... 26
2.2.6 汽车：汽车市场发展受限于成本，往后看有望成为豪车标配 ....... 27
3 打破技术壁垒缩小生产差距，国产替代正当时 ........... 28
3.1 碳纤维材料全产业链复杂，参与厂商众多 ............... 28
3.2 碳纤维行业属于技术密集型、资金密集型 ............... 29
3.2.1 原丝价值量高，重要性强，技术路线复杂且壁垒极高 ............ 29
3.2.2 碳化环节资金门槛高 ................... 34
3.3 全球供给以美日企业为主，中国企业快速发展 .............. 34
3.3.1 日美仍是中高端碳纤维主要参与者 ................ 34
3.3.2 我国碳纤维产能快速铺开，产能利用率也明显提升 ......... 36
3.4 技术壁垒突破，供给市场火热 .............. 37
3.4.1 大丝束原丝、碳丝实现规模化生产重大突破，产能快速铺开 ....... 37
3.4.2 高端小丝束性能不断提升，初步实现国产替代 .......... 38
4 行业先发优势明显，有望维持强者恒强的局面 ........... 39
4.1 高端小丝束短缺，大丝束原丝短缺 ............. 39
4.2 小丝束市场：市场有望持续高景气 ............. 39
4.3 大丝束各个环节格局产生分化 .............. 41
4.3.1 碳丝环节资本密集，行业产品差异性小，竞争激烈 ......... 41
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eVcUaUzVpPoN6M9R8OpNoOsQtQkPoOpOjMnPnO8OnMvMuOoNvNNZsOtQ行业深度分析报告/证券研究报告
4.3.2 原丝环节受益供给集中，对下游议价权相对较强，盈利水平较好 ...... 41
5 行业公司概览 .................. 42
5.1 精功科技：国内碳纤维设备龙头，充分受益国产替代 ......... 42
5.2 中复神鹰：民用碳纤维先行者，技术创新引领国产替代 ............ 43
5.3 吉林碳谷：大丝束原丝领域龙头，未来有望持续维持优势 ........ 45
5.4 吉林化纤：“吉林系”核心标的，深度布局碳纤维行业 ......... 47
5.5 中简科技：军用碳纤维龙头企业，供需两旺业绩持续高增 ........ 48
5.6 光威复材：产品覆盖领域广，军民双领域驱动 .............. 49
5.7 恒神股份：小丝束产品在多个领域实现应用 ........... 50
6 投资建议 ................... 51
7 风险提示 ................... 51
图表目录
图 1. 原丝及碳纤维图例（白色的为碳纤维原丝，黑色的为碳纤维碳丝） .......... 8
图 2. 以东丽为例，不同力学性质的碳纤维的应用领域不同 ............. 9
图 3. 碳纤维复材加工流程工艺图 .................... 10
图 4. 全球碳纤维需求（千吨） ................. 12
图 5. 2021 年全球碳纤维市场需求以量拆分 .................. 12
图 6. 2021 年全球碳纤维市场需求以价拆分 .................. 13
图 7. 航空领域应用均价最高（美元/Kg） ............ 13
图 8. 中国碳纤维需求近年来 CAGR27.7%保持持续景气（吨） .......... 13
图 9. 2021 年中国碳纤维市场需求以量拆分 .................. 14
图 10. 2021 中国及全球碳纤维应用对比（千吨） ............... 14
图 11. 风机单瓦时成本（美元/kWh） ................... 16
图 12. 不同功率风机新增装机容量占比 ................. 16
图 13. 风电叶片尺寸分布 .................... 16
图 14. 大型风电叶片需要高强材料 .................. 16
图 15. 风电叶片结构示意图 ................ 17
图 16. 拉挤工艺生产流程 .................... 18
图 17. 压力容器领域碳纤维需求量 .................. 20
图 18. 单晶拉制炉结构 ................. 21
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行业深度分析报告/证券研究报告
图 19. 保时捷 PCCB 碳陶刹车 .................. 21
图 20. 国内及全球范围航天领域碳纤维使用情况（千吨） ............. 23
图 21. 随着时代推进，飞机中碳纤维占比提升 ............ 23
图 22. B787 材料使用分布图 ............... 23
图 23. 复合材料在A380 上的应用分布 .................. 23
图 24. 国内外民用客机先进复合材料应用情况 ............ 23
图 25. 先进复合材料在军机上的应用 .............. 25
图 26. 中美部分无人机复合材料占比 .............. 25
图 27. 国外直升机复材材料应用 ............... 25
图 28. 复合材料在无人机结构中的应用情况 ................ 25
图 29. 2015-2021 年体育休闲各领域占比（吨） ................. 27
图 30. 体育用品碳纤维需求及预测 .................. 27
图 31. 蔚来 ES6 碳纤维后地板 .................. 27
图 32. 汽车领域碳纤维需求及预测 .................. 27
图 33. 碳纤维材料发展历史 ................ 28
图 34. 碳纤维材料全流程 .................... 29
图 35. 碳纤维的成本拆分 .................... 29
图 36. 吉林碳谷毛利率水平 ................ 29
图 37. 干法碳纤维表面 ................. 30
图 38. 湿法碳纤维表面 ................. 30
图 39. 干法和湿法的对比 .................... 31
图 40. 一步法和两步法流程对比 ............... 32
图 41. 全球产能分布（千吨） ................... 35
图 42. 全球企业扩产计划（千吨） .................. 35
图 43. 小丝束产能分布 ................. 36
图 44. 大丝束产能分布 ................. 36
图 45. 国内产能及利用率逐年提升 .................. 36
图 46. 国内逐步摆脱进口依赖 ................... 37
图 47. 2021 年国内碳纤维及原丝产能情况（吨） ............... 37
图 48. 中复神鹰、光威复材、中简科技碳纤维均价（万元/吨） ........... 40
图 49. 国内复材验证过程 .................... 40
图 50. 原油到丙烯价格传递顺畅 ............... 42
图 51. 丙烯到丙烯腈价格传递顺畅 .................. 42
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