航空装备深度报告：碳纤维_53页_4mb

航空装备深度报告：碳纤维总结

核心内容

碳纤维是一种含碳量高于90%的无机纤维，具有轻质高强、耐高温、耐腐蚀、导电导热性好等优异性能，被誉为“黑色黄金”和“新材料之王”。其主要为聚丙烯腈（PAN）基碳纤维，占全球产量90%以上。碳纤维在航空航天、风电、体育休闲、汽车交通等领域广泛应用，是国家战略性新材料。

主要观点

• 性能优势：碳纤维具备优异的力学性能和化学稳定性，是航空航天领域不可替代的材料，同时在风电、体育等民用领域也有重要应用。
• 市场增长：全球碳纤维市场需求持续增长，2015-2021年CAGR为12.2%；中国市场需求增速更快，2015-2021年CAGR达23.2%。
• 国产化提升：中国碳纤维国产化率逐年提升，2021年达到46.9%，预计2025年将超过60%，高性能碳纤维目标自给率超80%。
• 技术突破：中国在高性能碳纤维技术上取得突破，实现了T700、T800等高端产品规模化生产，部分企业已掌握干喷湿纺工艺，提升生产效率和产品质量。
• 应用领域：航空航天是碳纤维应用的核心领域，其中商用飞机、战斗机、无人机、导弹、航天飞行器等均广泛使用碳纤维复合材料，带动高性能碳纤维需求快速增长。
• 成本与工艺：大丝束碳纤维因成本低、生产效率高，成为推动民用领域应用的重要因素；干喷湿纺技术具有速度和性能优势，是高端碳纤维制造的关键。

关键信息

全球市场概况

• 需求增长：2021年全球碳纤维需求量为11.8万吨，同比增长10.4%；销售金额达34亿美元，同比增长30%。
• 应用领域：风电叶片（28%）、航空航天（15%）、体育休闲（20%）为前三大应用领域，合计占比57.7%。
• 价格差异：航空航天领域碳纤维单价为7.2万美元/吨，远高于其他领域。

中国市场情况

• 需求增速：2021年我国碳纤维需求总量为6.24万吨，同比增长27.7%；国产碳纤维销量2.9万吨，国产化率46.9%。
• 进口依赖：日本和韩国曾为我国主要进口国，但随着国产化率提升，进口占比下降至11%。
• 应用结构：国内碳纤维需求以风电叶片（36.1%）和体育休闲（28.1%）为主，航空航天应用占比较低，但正在快速提升。

高端应用领域

航空航天领域

• 军用飞机：碳纤维在军用飞机中使用比例逐年提升，歼-20达到27%，而歼-10和歼-11分别为10%和6%。
• 商用飞机：C919、CR929等国产大飞机大量使用碳纤维复合材料，C919机身15%、CR929机身和机翼50%。
• 无人机：碳纤维复合材料占无人机结构质量60%-80%，有助于减轻重量、提升性能，未来需求将持续增长。
• 导弹与航天：碳纤维复合材料用于导弹弹头、发动机壳体、火箭喷管等关键部件，显著提升武器系统性能和使用寿命。

企业动态

• 中简科技：专注于航空航天领域，ZT7系列碳纤维及织物稳定应用于主要型号产品，千吨线投产增强供应能力。
• 光威复材：国内碳纤维产业链最完整企业，产品覆盖军民两用，T300和T800系列稳定供货。
• 中复神鹰：国内干喷湿纺工艺领导者，产能和成本优势显著，已实现高性能碳纤维的工业化生产。
• 中航高科：航空碳纤维预浸料龙头，航空新材料主业成长加速，助力国产大飞机发展。

风险提示

• 疫情对宏观经济和下游需求的冲击
• 产能提升及消化不及预期
• 军品降价对毛利率的影响
• 新型号研制与批产进度不及预期

图表目录

• 图1：碳纤维产业链
• 图2：PAN基碳纤维生产工艺示意图
• 图3：碳纤维织物生产流程图
• 图4：预浸料生产流程图
• 图5：碳纤维中游产品及对应国内供应商
• 图6：湿法纺丝示意图
• 图7：干法纺丝工艺过程
• 图8：干喷湿纺工艺过程
• 图9：日本东丽高性能碳纤维产品
• 图10：2007-2021年全球碳纤维市场需求及增长率
• 图11：2021年全球碳纤维下游需求量及比重
• 图12：2021年全球碳纤维下游需求金额及比重
• 图13：2020-2021年全球碳纤维不同下游应用单价
• 图14：2007-2021年中国碳纤维市场需求
• 图15：碳纤维国产化率水平
• 图16：2020-2021年中国碳纤维需求量来源
• 图17：2020-2021年中国碳纤维需求金额来源
• 图18：2020-2021年中国不同需求来源碳纤维单价
• 图19：2021年中国碳纤维下游需求量及比重
• 图20：2021年全球与中国主要碳纤维下游需求领域比重
• 图21：碳纤维主要应用领域
• 图22：2015-2021年全球及中国航空航天领域碳纤维需求增长情况
• 图23：2021-2025年全球航空航天领域碳纤维需求增长趋势
• 图24：2021年全球航空航天领域碳纤维分市场需求占比
• 图25：2020-2021年全球航空航天领域碳纤维分市场需求量
• 图26：碳纤维复合材料在航空产品应用比例图
• 图27：我国战斗机中碳纤维的应用
• 图28：全球军机数量前十国家
• 图29：中美战斗机代际对比
• 图30：美国“全球鹰”无人侦察机
• 图31：我国“雷鸟”碳纤维复合材料无人机
• 图32：2018—2023年我国无人机产业规模及增长预测
• 图33：碳/碳复合材料用于火箭发动机喷管
• 图34：碳纤维在航天飞行器中的应用
• 图35：2020-2021我国火箭发射情况
• 图36：2006—2020年我国卫星导航与位置服务产业产值
• 图37：风电叶片直径发展趋势
• 图38：2015-2021年全球及中国风电叶片碳纤维需求增长情况
• 图39：2021-2025年全球风电叶片碳纤维需求增长趋势
• 图40：2015-2021年全球及中国运行总产能及增速
• 图41：2021年全球碳纤维主要生产企业运行产能及扩产计划
• 图42：2021年中国主要生产企业原丝及碳纤维运行产能

表格目录

• 表1：不同原丝种类的碳纤维对比
• 表2：小丝束与大丝束的性能对比
• 表3：各形态碳纤维对比
• 表4：高性能碳纤维分类
• 表5：碳纤维复合材料分类
• 表6：小丝束碳纤维和大丝束碳纤维制备过程成本对比
• 表7：大丝束碳纤维增产项目
• 表8：三种纺丝工艺对比
• 表9：国内公司干喷湿纺技术及产业化水平汇总
• 表10：国内主要企业产品与日本东丽性能对比
• 表11：各种飞行器减重的经济效益
• 表12：碳纤维复合材料在民机中的应用情况
• 表13：碳纤维复合材料在民机领域的需求预测
• 表14：各种飞行器减重的经济效益
• 表15：国外部分固体火箭发动机壳体应用碳纤维材料的情况
• 表16：日、美主要碳纤维材料性能
• 表17：碳纤维相关政策梳理
• 表18：碳纤维部分国家专项支持项目
• 表19：国内厂商/研究机构近年来技术突破
• 表20：碳纤维核心生产商扩产计划
• 表21：中航高科子公司情况及主要业务
• 表22：光威复材主要产品
• 表23：中简科技碳纤维技术发展历程
• 表24：中简科技主要碳纤维产品
• 表25：中复神鹰核心技术
• 表26：中复神鹰主要产品