碳纖維前端模塊行業(yè)發(fā)展趨勢

碳纖維前端模塊行業(yè)發(fā)展趨勢

碳纖維產(chǎn)業(yè)迎來大規(guī)模發(fā)展碳纖維是制造先進(jìn)復(fù)合材料的重要增強(qiáng)材料，強(qiáng)度高、抗摩擦、耐腐蝕，可廣泛應(yīng)用于航空航天、能源裝備、交通運(yùn)輸、體育休閑等領(lǐng)域。自誕生以來，高端碳纖維復(fù)合材料技術(shù)長期掌握在發(fā)達(dá)國家手中。為了擺脫核心技術(shù)受制于人的局面，我國在2000年后開始大力發(fā)展碳纖維產(chǎn)業(yè)，并將其列為國家重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，十四五規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要更是將在碳纖維復(fù)合材料領(lǐng)域開展協(xié)同應(yīng)用試點(diǎn)示范和加強(qiáng)碳纖維及其復(fù)合材料的研發(fā)應(yīng)用列入其中。在雙碳目標(biāo)引領(lǐng)下，碳纖維產(chǎn)業(yè)將迎來大規(guī)模發(fā)展，市場應(yīng)用不斷拓展。根據(jù)賽奧碳纖維《2016—2021全球碳纖維復(fù)合材料市場報告》，我國碳纖維需求量從2016年的1．96萬噸增至2021年的6．24萬噸，年均復(fù)合增長率為26．06%，2021年同比增速達(dá)27．69%，預(yù)計2025年國內(nèi)需求量為15．93萬噸。碳纖維復(fù)合材料行業(yè)特點(diǎn)（一）碳纖維復(fù)合材料技術(shù)密集碳纖維復(fù)合材料行業(yè)的技術(shù)難點(diǎn)主要體現(xiàn)在配方研發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝技術(shù)積累等方面。在復(fù)合材料配方研發(fā)方面，復(fù)材產(chǎn)品定制化程度較高，不同部件通常需單獨(dú)研發(fā)，隨著下游應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，復(fù)合材料制造廠商必須通過持續(xù)的研發(fā)創(chuàng)新，以滿足客戶在產(chǎn)品性能、成本、輕量化等方面的需求；在結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝技術(shù)方面，復(fù)合材料制品整體制造方案的設(shè)計依賴于企業(yè)自身長期的工藝摸索和經(jīng)驗(yàn)積累，不是短期的大額資本投入所能彌補(bǔ)。（二）碳纖維復(fù)合材料集中度低從全產(chǎn)業(yè)鏈看，制造碳纖維產(chǎn)品的上游碳纖維材料和中游復(fù)合材料均是產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)，全環(huán)節(jié)技術(shù)壁壘較高。其中，上游碳纖維生產(chǎn)流程復(fù)雜、前期投入巨大，從全球范圍及國內(nèi)市場來看均呈現(xiàn)集中度較高的競爭格局；碳纖維最主要的應(yīng)用形式是形成碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，由于終端應(yīng)用場景豐富，聚焦于中游碳纖維復(fù)合材料開發(fā)及下游應(yīng)用的廠商眾多，碳纖維復(fù)材制品行業(yè)整體集中度較低，呈現(xiàn)分散化特點(diǎn)。根據(jù)公開披露信息，目前碳纖維復(fù)合材料制品相關(guān)收入規(guī)模均較小，處于小企業(yè)、大市場的發(fā)展階段，在交通裝備、醫(yī)療健康、體育健康、民用航空等領(lǐng)域具有一定先發(fā)優(yōu)勢，隨著行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展擴(kuò)大，行業(yè)未來將擁有充足的市場空間。碳纖維下游需求占比從碳纖維下游需求量來看，2021年我國對碳纖維需求占比較高的領(lǐng)域是風(fēng)電葉片與體育休閑，需求量占比分別是36%、28%，在航空航天領(lǐng)域占比僅為3%。未來隨著我國碳纖維技術(shù)的提升以及航空航天的發(fā)展，碳纖維需求量將會進(jìn)一步擴(kuò)大。進(jìn)入碳纖維行業(yè)的主要壁壘（一）碳纖維行業(yè)技術(shù)壁壘碳纖維復(fù)合材料行業(yè)具有較高的技術(shù)壁壘。首先，復(fù)合材料產(chǎn)品制造是以設(shè)計為主導(dǎo)，材料為基礎(chǔ)，綜合成型制造、工藝檢測、結(jié)構(gòu)分析、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等多學(xué)科知識的系統(tǒng)工程，具有跨專業(yè)、多技術(shù)融合的特點(diǎn)。其次，碳纖維復(fù)合材料用途廣泛，但客戶定制化程度高，需要依據(jù)豐富的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)在可實(shí)踐前提下及時響應(yīng)客戶需求。此外，在碳纖維復(fù)合材料及制品的應(yīng)用中，行業(yè)內(nèi)企業(yè)經(jīng)過長時間的積累形成了各自的復(fù)合材料數(shù)據(jù)庫及仿真應(yīng)用平臺，打造自身的研發(fā)體系和生產(chǎn)體系，構(gòu)建了獨(dú)特的競爭優(yōu)勢和準(zhǔn)入門檻，因此形成了較高的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)壁壘。（二）碳纖維行業(yè)人才壁壘由于碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)品一般具有產(chǎn)品、工藝多樣化、單件加工、關(guān)鍵環(huán)節(jié)較多等特點(diǎn)，在生產(chǎn)制造過程中需要一批技術(shù)經(jīng)驗(yàn)豐富、工藝操作嫻熟的生產(chǎn)型人才。同時，復(fù)合材料生產(chǎn)與應(yīng)用融合了材料學(xué)、機(jī)械制造、軟件分析等學(xué)科知識，培育具備多領(lǐng)域?qū)I(yè)知識、深度掌握核心技術(shù)的復(fù)合型人才也需要較長時間的積累。穩(wěn)定、高質(zhì)量的研發(fā)力量能夠有效保障企業(yè)日常研發(fā)工作有序開展、研發(fā)計劃如期執(zhí)行、研發(fā)成果滿足要求。此外，采購、銷售團(tuán)隊(duì)的專業(yè)素質(zhì)、市場洞察力、與客戶及供應(yīng)商日常協(xié)調(diào)維護(hù)需較長時間的沉淀積累。行業(yè)新進(jìn)入者較難在短時間內(nèi)獲得并積累一批具備豐富制造技術(shù)經(jīng)驗(yàn)、擁有各類專業(yè)素養(yǎng)的優(yōu)秀人才，從而形成了較高的人才壁壘。（三）碳纖維行業(yè)客戶資源壁壘碳纖維復(fù)合材料下游客戶包含軌道交通、民用航空、高端醫(yī)療影像等高精尖裝備及高端體育健康器械客戶，對產(chǎn)品性能、穩(wěn)定性等方面要求較高，且具有定制化的需求，較為看中復(fù)合材料企業(yè)的技術(shù)開發(fā)能力、產(chǎn)品質(zhì)量管理水平、經(jīng)驗(yàn)積累情況等。多數(shù)碳纖維預(yù)浸料、制品的應(yīng)用領(lǐng)域下游客戶均對供應(yīng)商實(shí)行嚴(yán)格的認(rèn)證機(jī)制，且驗(yàn)證期耗時較長，通常從技術(shù)開發(fā)到量產(chǎn)耗時數(shù)月甚至數(shù)年時間。目前，優(yōu)質(zhì)的國內(nèi)碳纖維復(fù)合材料及制品生產(chǎn)商較少，碳纖維產(chǎn)品下游應(yīng)用客戶與生產(chǎn)企業(yè)間建立了長期合作關(guān)系，合作粘性較強(qiáng)，碳纖維復(fù)合材料及制品生產(chǎn)企業(yè)一旦進(jìn)入客戶的供應(yīng)商體系后穩(wěn)定性較好，從而形成較高的客戶資源壁壘。國內(nèi)企業(yè)大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)，碳纖維行業(yè)迎來爆發(fā)期國內(nèi)碳纖維龍頭大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)，將改變世界碳纖維產(chǎn)能格局。從全球碳纖維企業(yè)的后續(xù)擴(kuò)產(chǎn)計劃來看，碳纖維產(chǎn)能擴(kuò)張主要以中國企業(yè)為主。未來幾年國內(nèi)碳纖維企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)計劃總量預(yù)計接近30萬噸，但需關(guān)注各企業(yè)的項(xiàng)目落地性以及落地時間和實(shí)際產(chǎn)能，在供給短缺的背景下，率先實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目落地和產(chǎn)能擴(kuò)大，并穩(wěn)定生產(chǎn)的企業(yè)將具備明顯的先發(fā)優(yōu)勢，搶占更多的市場份額。碳纖維行業(yè)屬于國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在輕量化市場具有廣闊的發(fā)展前景，在國防安全、航空航天等板塊具有不可替代的優(yōu)勢。我國碳纖維市場規(guī)模一直保持增長趨勢，從2017年的38．1億元增長至2021年的106．4億元，年均復(fù)合增長率達(dá)29．3%，預(yù)計2023年中國碳纖維市場規(guī)模將達(dá)153．7億元。未來隨著航空航天、風(fēng)電葉片、碳復(fù)合材料等新興產(chǎn)業(yè)的需求帶動，我國對碳纖維的需求還有望進(jìn)一步提高。碳纖維行業(yè)投融資情況在綠色能源和新型材料發(fā)展的帶動下，中國碳纖維復(fù)合材料的下游應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴(kuò)大，開始在汽車制造、建筑交通等方面布局，并進(jìn)一步加大了在風(fēng)電設(shè)備領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。隨著下游行業(yè)的興起，碳纖維行業(yè)也逐漸成為投資者關(guān)注的領(lǐng)域。數(shù)據(jù)顯示，2021年我國碳纖維行業(yè)相關(guān)投資事件為8起，達(dá)到歷史新高，投資金額達(dá)6．9億元。2022年1-8月，投資數(shù)量為3起，投資金額達(dá)到歷史新高，達(dá)6．4億元。碳纖維行業(yè)未來發(fā)展趨勢（一）碳纖維原材料加速，推動國產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料及制品在下游的廣泛應(yīng)用現(xiàn)階段，國內(nèi)碳纖維市場仍以進(jìn)口碳纖維為主、國產(chǎn)碳纖維為輔，但國內(nèi)廠商已逐步實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破，國產(chǎn)碳纖維產(chǎn)品型號基本實(shí)現(xiàn)了對國際領(lǐng)先廠商主要碳纖維型號的對標(biāo)。賽奧碳纖維數(shù)據(jù)顯示，2021年國內(nèi)碳纖維需求量為6．24萬噸，國產(chǎn)碳纖維供應(yīng)量為2．93萬噸，若國產(chǎn)碳纖維全部供應(yīng)于國內(nèi)需求，國產(chǎn)化率約47．00%，較2020年增長9個百分點(diǎn)，趨勢明顯。未來，隨著我國碳纖維原材料加速，我國碳纖維行業(yè)整體亦將實(shí)現(xiàn)的突破，為碳纖維復(fù)合材料及制品在下游更廣泛的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。（二）碳纖維復(fù)合材料及制品應(yīng)用領(lǐng)域橫向拓展、縱向延伸，促進(jìn)碳纖維全產(chǎn)業(yè)鏈高速發(fā)展長期以來，由于碳纖維應(yīng)用技術(shù)開發(fā)難度較高，研發(fā)設(shè)計時間長、研發(fā)投入大、生產(chǎn)成本高，我國碳纖維下游主要應(yīng)用于體育健康、風(fēng)電葉片、建筑加固等領(lǐng)域，在軌道交通及民用航空等新興領(lǐng)域涉足尚淺。而碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，一方面離不開碳纖維原材料的技術(shù)開發(fā)及生產(chǎn)制造能力，另一方面，將碳纖維原材料制作為預(yù)浸料等中間體及最終制品，將新材料開發(fā)與下游領(lǐng)域應(yīng)用需求結(jié)合，以進(jìn)一步驗(yàn)證材料性能，對于新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展亦至關(guān)重要。未來，隨著碳纖維國產(chǎn)進(jìn)程加速，圍繞國產(chǎn)碳纖維適配的基體樹脂與中間材料的改性與賦能、碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)品的設(shè)計與制造技術(shù)的提升，國產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料及制品的應(yīng)用將得到進(jìn)一步拓展與深化，促進(jìn)碳纖維全產(chǎn)業(yè)鏈的高速發(fā)展。碳纖維行業(yè)發(fā)展歷程（一）全球碳纖維行業(yè)發(fā)展歷程全球碳纖維行業(yè)起步于20世紀(jì)70年代，經(jīng)過近30年的不斷發(fā)展，碳纖維生產(chǎn)工藝技術(shù)于21世紀(jì)初趨于成熟。在碳纖維行業(yè)起步階段，碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域較窄，主要在國防和部分工業(yè)領(lǐng)域小部分應(yīng)用，隨著更高性能碳纖維制備技術(shù)取得突破、復(fù)合材料成型技術(shù)進(jìn)步，碳纖維產(chǎn)品在工業(yè)機(jī)械、建筑補(bǔ)強(qiáng)、壓力容器、飛機(jī)主承力結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸擴(kuò)大，碳纖維生產(chǎn)成本也逐漸降低。（二）我國碳纖維行業(yè)發(fā)展歷程我國碳纖維行業(yè)幾乎和日本、美國等發(fā)達(dá)國家同時起步，但由于相關(guān)知識儲備不足等因素，發(fā)展較為緩慢。同時，日本、美國等國家對碳纖維核心技術(shù)形成壟斷，禁止碳纖維供應(yīng)商對我國關(guān)鍵行業(yè)進(jìn)行出口，試圖延緩我國重大裝備等高端領(lǐng)域的長期發(fā)展。21世紀(jì)以來，我國加大對于碳纖維領(lǐng)域的支持力度，相繼出臺多項(xiàng)法律法規(guī)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，鼓勵高性能碳纖維復(fù)合材料研發(fā)、生產(chǎn)及下游應(yīng)用。伴隨著國家政策的大力扶持，國內(nèi)碳纖維行業(yè)在技術(shù)