在当前科技进步的浪潮中，高技术新材料在推动产业发展、提升国家竞争力方面的作用日益显著。

碳纤维，被誉为“新材料之王”，在众多高技术材料中独树一帜。其拥有低密度、高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、导电、导热等一系列卓越特性。

碳纤维在国防军工和国民经济各领域得到广泛应用，如航空航天、军工、轨道交通、体育用品、新能源汽车、建筑和消费电子等。

碳纤维是由有机纤维在1000-3000°C高温惰性气体中裂解碳化后制成，碳含量超过90%，是目前可获得的最轻无机材料之一。其不仅具有碳材料的固有特性，而且具有纺织纤维的柔软可加工性。

碳纤维的制备技术从传统的湿法纺丝到干喷湿纺，再到近年的干喷干纺技术，其生产效率和性能都得到了显著提升。

随着国内外碳纤维产业的快速发展和市场需求的不断增长，碳纤维在以风电为代表的可再生能源领域的应用前景也将十分广阔。

玻纤/碳纤维增强材料在叶片上的应用部位：

资料来源：高国强《复合材料在风电叶片制造领域的应用和未来发展》

此外，在航空航天领域，国内对碳纤维的需求也持续增长。以C919大型客机为例，其雷达罩使用了玻璃纤维复合材料，而受力较小的部件如襟翼也采用了玻璃纤维复合材料。此外，C919的舱门和客货舱地板采用了芳纶蜂窝材料，具有稳定、轻质的结构和很高的比强度，与泡沫芯材相比具有更高的剪切强度，与金属蜂窝相比更加耐腐蚀。

根据《2022全球碳纤维复合材料市场报告》，预计到2025年中国碳纤维市场需求为13.22万吨，进口依赖度将降低至16.2%。

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碳纤维的分类包括原丝类型、丝束规格和力学性能。

原丝类型主要有PAN基、沥青基和粘胶基，其中PAN基碳纤维因生产工艺简单、原料丰富及优越的拉伸强度占据市场主导地位。丝束规格可分为小丝束、大丝束和巨丝束。力学性能可分为标模、中模和高模。

在将碳纤维原丝转化为可用的复合材料部件的过程中，复合成型是不可或缺的环节。

碳纤维增强体与树脂基体必须经历特定的复合成型步骤，才能成功制造出碳纤维复合材料。在此过程中，树脂基体需在严格控制的条件下浸渍碳纤维或碳纤维织物，形成预浸料，这在大多数成型工艺中都是直接使用的材料。

在碳纤维产业链中，上游企业从化石燃料中提取丙烯，制得PAN原丝；中下游企业通过预氧化、低温和高温碳化得到碳纤维，可进一步加工成碳纤维织物和预浸料，与树脂、陶瓷等材料结合形成碳纤维复合材料，最终通过各种成型工艺得到下游应用所需的最终产品。

碳纤维产业链产业链及代表厂商梳理：

资料来源：中复神鹰、中简科技、中信证券

碳纤维产业链包括生产设备、原丝、中间体、制品和应用五个环节。

在生产设备方面，美国和日本企业占据高端市场的大部分份额。由于其研发较早，工艺技术完备，生产的碳纤维无论质量还是数量上均处于世界领先地位。在原丝、中间体和制品方面，日本东丽公司是行业的领头羊。

近年来，我国碳纤维的国产化率快速提升，从2016年的18.41%提升至2022年的50%以上。随着国内技术进步，高性能碳纤维的国产替代空间将进一步打开，从而摆脱对进口的依赖。

2022年，国内碳纤维运行产能达到89.2万吨，产量约为47.4万吨，产能利用率较2021年上升至53.15%。

吉林化纤集团、新创碳谷、光威包头等企业在2022年新增扩产。预计2023年将有更多企业投产，如宝旌系、中复神鹰和上海石化等。

吉林化纤集团现有运行产能2.5万吨大丝束碳纤维占比28%位居国内第一；中复神鹰、光威复材主产高性能小丝束技术和规模均领先。国内主要厂商还包括江苏恒神和威海拓展等。

碳纤维具有极高的强度和刚度，同时重量极轻，这使得它在众多领域中具有巨大的优势。随着科技的不断进步和碳纤维制造技术的不断改进，碳纤维的成本正在逐渐降低，使其在许多传统领域中也具有竞争力。碳纤维作为性能优异的新材料，应用前景和市场空间十分广阔。

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