20170914-中泰证券-碳纤维系列报告之二_巡礼全球碳纤维行业霸主_日本_34页_3mb

日本碳纤维行业分析总结

核心内容

日本在全球碳纤维行业中占据主导地位，拥有东丽、帝人和三菱三大龙头企业，合计占据全球约50%的市场份额。日本碳纤维行业深耕近60年，通过技术积累、政策支持、产业链整合和下游合作，形成了完善的产业格局和高壁垒的行业环境。日本企业注重垂直经营、专利保护、技术细节差异化和成本控制，以应对未来汽车、航空等下游领域的增长需求。

主要观点

• 技术优势：日本在碳纤维制备工艺中掌握核心技术，尤其是PAN原丝制备和碳化环节，这些环节占整个产业链利润的55%~75%。日本企业通过专利布局和严格保密，保持其在技术上的领先地位。

• 产能与规模：日本企业碳纤维产能均在1万吨/年以上，规模化生产有效降低边际成本。据ORNL研究，合理规模化生产可使碳纤维生产总成本降低21%。

• 产业链整合：日本三大企业均注重产业链垂直经营，涵盖从原材料到复合材料的各个环节。例如，东丽实现了从PAN原丝到复合材料的全覆盖，三菱丽阳则实现了原料到最终产品的“一条龙”生产体系。

• 产品差异化：三大企业分别在不同性能层次和应用领域开发产品，以避免同质竞争。东丽以飞机应用为主，帝人专注于热塑性碳纤维，三菱则在大丝束和沥青基碳纤维方面有较强优势。

• 下游合作：日本碳纤维企业与汽车、航空等下游行业巨头建立了长期合作关系，如东丽与波音、丰田，帝人与通用，三菱与宝马。这些合作不仅保障了稳定订单，还促进了技术协同和市场拓展。

• 高毛利率：由于高技术壁垒和规模化优势，日本碳纤维企业保持较高的毛利率，近三年持续增长。复合材料作为高附加值环节，进一步提升企业利润空间。

• 创新与研发：日本企业不断投入研发，采用新原料和工艺降低成本、提高效率，如溶剂可溶性耐火聚合物、微波碳化技术、等离子表面处理等。同时，推出高性能碳纤维产品，如东丽的T2000、帝人的Tenax XMS32、三菱的Pyrofil MR70，以满足高端应用需求。

关键信息

1. 日本碳纤维行业发展历程

• 1959年：日本工业技术院大阪工业试验所进藤博士采用PAN奥纶为原料研究开发PAN基碳纤维。
• 1961年：进藤博士开发出PAN基碳纤维技术。
• 1963年：进藤昭男宣布PAN是最适合生产碳纤维的前躯体。
• 1965年：日本群马大学的大谷衫郎利用沥青研制出沥青基碳纤维。
• 1969年：东丽研制成功高比强度和高比模量的碳纤维。
• 1971年：东丽开始生产PAN基碳纤维（Toraca T300）。
• 1975年：东邦开始生产PAN基碳纤维，东丽的碳纤维成功应用于波音737的次承力部件。
• 1986年：东丽研制成功高强中模碳纤维T1000。
• 1990年：东丽新式高强高模碳纤维预浸料应用于波音777飞机。

2. 政策与产业联盟

• 日本政府高度重视碳纤维发展，将其纳入“能源基本计划”、“经济成长战略大纲”和“京都议定书”等政策中，给予资金和人力支持。
• 日本碳纤维产业联盟成立于1978年，成员涵盖制造商、中间材料企业、复合材料加工企业和回收企业，推动技术标准化和产业协同。

3. 产能与市场占比

• 2014年，全球碳纤维产能约14.3万吨，日本企业占全球产能的约50%。
• 小丝束碳纤维市场，日本企业占全球产能49%；大丝束市场，日本企业占全球产能52%。
• 日本企业碳纤维产能持续扩张，东丽、帝人、三菱分别在2015~2018年间增加0.45万吨/年、0.3万吨/年和1.13万吨/年。

4. 专利布局

• 截至2014年7月，日本企业拥有全球碳纤维相关专利数量的半数以上，其中东丽、三菱和东邦分别拥有912件、879件和300件专利。
• 日本企业专利覆盖产业链各个环节，尤其在生产设备（D01F）和产品处理（D06M）方面技术布局较全面。

5. 产品与应用

• 碳纤维按机械性能分为标准、中弹性模量和高弹性模量，日本企业产品覆盖三大性能层次。
• 东丽、帝人和三菱分别推出T2000、Tenax XMS32、Pyrofil MR70等高性能产品，适用于飞机、汽车、高端运动休闲等不同领域。

6. 成型技术与成本控制

• 热塑性CFRP成型时间较短，可实现约1分钟成型，适用于汽车制造。
• 三菱开发出微波碳化技术，大幅缩短碳化时间，降低能耗。
• 等离子处理技术使表面处理能耗降低约50%，提高与树脂的粘合度。

7. 未来发展趋势

• 随着下游需求增长，日本企业持续扩张产能，增强市场地位。
• 通过技术创新，日本企业不断降低生产成本，提高碳纤维性能，拓展应用领域。
• 日本碳纤维行业维持较高毛利率，预计未来仍将保持增长态势。

风险提示

• 汽车需求增长不及预期。
• 产能扩张可能引发潜在产能过剩。

图表目录（关键图表）

• 图表1：日本碳纤维发展阶段
• 图表2：日本碳纤维行业发展历史上的大事件
• 图表3：日本碳纤维产业联盟
• 图表4：小丝束碳纤维各厂商市场份额
• 图表5：小丝束碳纤维各厂商市场份额
• 图表6：东丽全球碳纤维业务布局
• 图表7：帝人全球碳纤维业务布局
• 图表8：三菱化学全球碳纤维业务布局
• 图表9：东丽在碳纤维产业链上的布局
• 图表10：东丽碳纤维产品体系
• 图表11：帝人碳纤维产品体系
• 图表12：三菱丽阳的一条龙生产体系
• 图表13：日本碳纤维龙头企业生产的不同性能碳纤维型号
• 图表14：日本东丽碳纤维产品型号
• 图表15：三菱丽阳碳纤维性能及其用途分布
• 图表16：日本碳纤维龙头企业碳纤维产品的应用
• 图表17：日本碳纤维巨头技术细节及产品差异
• 图表18：截至2014年7月全球碳纤维相关专利数量排名
• 图表19：截至2014年7月日本碳纤维企业专利的技术布局情况
• 图表20：截至2014年7月日本碳纤维企业专利的区域分布情况
• 图表21：日本碳纤维企业与下游巨头建立的合作
• 图表22：碳纤维厂商与下游客户间分工
• 图表23：全球碳纤维在汽车工业领域需求量
• 图表24：CFRP在宝马汽车零部件应用比例
• 图表25：全球风电叶片新增装机容量
• 图表26：风电叶片直径越来越大
• 图表27：全球碳纤维在航空领域需求量
• 图表28：波音飞机碳纤维使用比例大幅提高
• 图表29：原料丙烯腈价格自2014年秋开始大幅下跌
• 图表30：原油价格自2014年下半年开始大幅下跌
• 图表31：碳纤维主要应用领域需求预测
• 图表32：2015年-2020年碳纤维需求CAGR
• 图表33：PAN基碳纤维制备工艺流程
• 图表34：全球碳纤维产量区域分布
• 图表35：碳纤维生产的规模效应
• 图表36：日本企业碳纤维产能扩张规划
• 图表37：2015-2018年日本企业碳纤维产能增长量
• 图表38：PAN基碳纤维创新工艺和现行工艺比较
• 图表39：微波碳化创新技术与现有技术比较
• 图表40：等离子处理碳纤维
• 图表41：碳纤维复合材料分类及其性能、应用
• 图表42：日本CFRP的成型方法及其特点
• 图表43：日企近年展开的碳纤维相关收购事项
• 图表44：东丽公司业务发展历程
• 图表45：东丽主营业务和产品销售占比
• 图表46：东丽近年净销售收入和营业利润
• 图表47：东丽近年碳纤维净销售收入和营业利润
• 图表48：帝人材料业务发展历程
• 图表49：帝人主营业务分布
• 图表50：帝人产品营业额占比
• 图表52：帝人近三年净销售收入和营业利润
• 图表53：帝人碳纤维业务销售收入和营业利润
• 图表54：三菱化学控股公司业务发展历程
• 图表55：三菱化学控股主营业务
• 图表56：三菱化学控股产品营业额占比
• 图表57：三菱近年净销售收入和营业利润
• 图表58：三菱近年碳纤维材料销售收入和营业利润