新材料是国家重点发展的战略新兴产业，更是中国制造2025十大产业之一，而随着大功率、长叶风电片，汽车轻量化，航空航天，兵器装备等领域需求的快速增长，细分子行业碳纤维的工业化时代悄然来临。碳纤维行业具有极高的技术壁垒，关键技术和高端设备都掌握在日欧美等发达国家手中，国内企业虽进入行业时间晚，与国外知名企业差距较大，但在国家政策的大力支持下，碳纤维已逐渐实现国产化，部分企业甚至已突破关键技术，值得股权投资机构重点关注，提前布局。为此，云泽资本新材料投资总监马龙（清华大学金融学硕士、材料学学士）仅就碳纤维行业投资要点与投资机会进行简单分享。
【投资要点】
性能优异，技术壁垒高
碳纤维是由聚丙烯腈（PAN）等有机母体纤维采用高温分解法在1,000摄氏度以上高温的惰性气体下碳化形成的含碳量在90%以上的无机高分子纤维。碳纤维具有重量轻、高强度、高模量等优异性能，是发展国防军工与国民经济的重要战略物资。
碳纤维产业链长、生产工艺复杂、生产设备要求严格，整体技术壁垒相当高。碳纤维的制备是从丙烯开始，得到丙烯后需制备丙烯腈单体、聚丙烯腈（PAN）、PAN原丝（PAN原丝的生产是碳纤维技术的核心，其缺陷会全部进入碳纤维中，且其成本占碳纤维的成本超过一半以上。原丝的制备工艺有湿喷湿纺和干喷湿纺，湿喷湿纺效率低、成本高，干喷湿纺效率高、成本低，是未来的发展方向，全球仅有少数几家掌握该技术。）；原丝预氧化形成预氧丝、预氧丝经过碳化处理或石墨化处理初步得到碳纤维（预氧化和碳化是制备高性能碳纤维的关键步骤，直接决定碳纤维的强度和模量。）；碳纤维表面处理（增大纤维的比表面积，增强纤维表面的化学活性，产生适合粘接的表面形态。）、碳纤维上浆处理（形成有机保护层，减少碳纤维起毛断丝现象。）；与基体复合得到碳纤维复合材料（碳纤维是与树脂、金属等材料复合成强度、模量等综合指标合格的复合材料，目前使用最多、最广泛的是树脂基复合材料。从碳纤维到碳纤维复合材料，还涉及到中间产品即碳纤维织物和预浸料。）。
上述生产过程中涉及3300多个控制点，800多个关键控制点，工艺复杂，这些工艺的达标需要多年的经验积累。碳纤维生产过程中用到的设备较多且大部分依赖进口，主要设备有：纺丝设备（碳纤纺丝机、蒸气牵伸机、水洗机等）、预氧化设备（预氧化炉、前期驱动装置）、碳化炉（分为低温碳化炉和高温碳化炉，与之配套的是非接触式迷宫密封装置、加热系统、废气排出和处理系统以及牵伸装置）、石墨化炉、复合材料生产设备（热压罐、固化炉、复合材料数控下料铣、激光铺层定位系统、自动铺带机、RTM成型设备、缝合设备以及无损检测设备等）。
应用领域多，市场前景广
碳纤维应用领域较多，就大领域来讲，主要是工业领域、航空航天和休闲领域。全球范围内，碳纤维在工业领域的应用占比约为51%，工业领域中应用较多的是风电叶片和汽车领域，其中，风电叶片领域占比约24%，汽车领域占比约12%，而大功率、长叶片及轻量化是未来的发展趋势，这两大领域的应用占比有望再度提升；碳纤维在航空航天领域应用占比约22%，随着采用碳纤维的机型增多及使用比例的不断提升，该领域未来的应用占比也会相应增加；碳纤维在休闲领域应用占比约为19%，且逐年下降。国内碳纤维应用主要集中在休闲领域，占比近60%，其次是工业领域，占比为35%，航空航天领域的应用仅为3%。
碳纤维按产品规格可分为大丝束碳纤维（成本较低）和小丝束碳纤维（成本高、工艺要求更严格、性能较好），产业结构的转型升级主要是依靠大丝束碳纤维。在应用领域中，工业领域主要使用大丝束碳纤维，而工业领域涵盖纺织、医药卫生、机电、土木建筑、交通运输和能源等细分领域，市场规模非常庞大，国内对此认识不足，布局有限。航空航天、休闲领域、国防军工等领域主要使用小丝束碳纤维。
碳纤维按军民应用可分为军品和民品，军品应用包括航空航天、电子通讯、兵器装备等领域，民品应用则包含风电叶片、核电装备、船舶制造、重大基础设施建设、轨道交通、汽车零部件、医疗器械、体育休闲等领域。军品碳纤维质量稳定性要求远高于民品碳纤维，验证难度大，从研制到销售周期长，此外，为保证认证产品的及时供货，需安排专线生产，整体门槛高于民品碳纤维，但民品碳纤维的市场前景更广阔。
国内有效供给明显不足，合理需求快速扩张
全球范围内碳纤维供给快速扩张，2010年、2016年产能分别为8.43万吨、15.10万吨，年复合增长率为8.68%，其中小丝束碳纤维约占比72%，大丝束碳纤维占比28%。而随着工业应用、航空航天、体育休闲等领域对碳纤维的需求大幅度增加，全球碳纤维市场规模不断增长，2010年、2016年需求分别为4.27万吨、6.51万吨，年复合增长率为6.21%。（数据来源：前瞻产业研究院）
国内碳纤维供给和需求的增长均超过全球水平，其中，2010年、2016年国内产能分别为7143吨、18000吨，年复合增长率达14.11%；国内需求分别为7562吨、21300吨，年复合增长率达15.94%。国内供给和需求都处于高速增长阶段，但有效供给却存在明显不足。有效供给不足主要是受制于无法突破一些关键技术，从而导致生产线运行及产品质量极不稳定，产能利用率较低，2010年国内碳纤维产量为1500吨，产能利用率为21.0%，近几年随着部分企业在部分技术上的突破，产能利用率有了一定提升，2016年国内碳纤维产量为4600吨，产能利用率提升至25.6%，而随着国内企业在研发实力上的进一步突破，相关数据预测，2017年国内碳纤维产量接近5500吨，2020年超过7000吨，而国内需求2020年极有可能冲刺4万吨大关。（数据来源：前瞻产业研究院）
国外高度垄断，国内发展滞后
全球碳纤维行业竞争高度集中，日本及欧美领先且占据垄断地位。在小丝束市场，日本三家企业东井、东邦、三菱占全球市场份额的54%，其次是美国Hexcel和台湾台塑；在大丝束市场，美国Hexcel和德国SGL公司占全球市场份额的73%。
碳纤维的发展严重依赖于高端装备和复杂的生产工艺，而国外对我国进行了严格的技术封锁。国内企业在积极自主研发高端设备，但有些设备还是得从国外进口，国内碳纤维生产工艺还不够成熟，各工艺数据的逻辑关系以及与设备的匹配还没有完全掌握到最佳状态，因此，国内碳纤维企业产品的质量稳定性不够高，与国外差距还是比较大。国内目前主要碳纤维技术水平如下表：
恒神股份
简介：恒神股份（832397）从2014年9月开始自主研发碳纤维技术，先后突破T700、T800、T1000级碳纤维技术，其中前两者已能规模化生产，但T1000级碳纤维还未量产。公司是国内唯一一家拥有自原丝、碳纤维、上浆剂、织物、树脂、预浸料、复合材料制品至设计应用服务的完整产业链。公司碳纤维产能4700吨，织物和预浸料1500万平米，复合材料制件5000吨，单线千吨级碳纤维生产线5条，是国内最具规模的碳纤维及复合材料制件生产企业之一，但产能利用率不到30%。公司专利59项，发明专利23项。
2016年实现营收1.95亿元，同比增长29.85%，但净利润为-2.27亿元，同比多亏损0.79亿元（2015年净利润-1.48亿元）。公司大幅亏损主要是因为：（1）国内碳纤维市场应用的拓展及生产水平的提升均需时间的积累，公司的产能未完全释放；（2）公司产品的应用领域主要是重大装备领域和高端工业制造领域，这两大领域盈利能力并未得到充分体现；（3）公司研发投入继续保持高位，2016年研发支出0.62亿元；（4）公司部分二期工程在产能还未实现达产的情况下进行转固，弱化了产品单位固定生产成本的降低。2017年上半年实现营收1.10亿元，同比增长20.56%，净利润为-1.21亿元，同比多亏损0.43亿元（2016年上半年净利润-0.78亿元）。公司继续亏损是因为：（1）公司的产能仍未完全释放；（2）公司研发投入继续保持增加，同比增长0.12亿元。
吉林碳谷
简介：吉林碳谷（836077）从2008年进入碳纤维生产序列，自主研发，突破T300级碳纤维技术，且已稳定生产出各项指标达到或超过日本东丽T300级碳纤维，产能达到5000吨，公司目前正进行年产10000吨PAN基碳纤维原丝生产线的建设，与此同时，公司在T700级、T800级碳纤维工程化研究方面也取得了重大进展。
2016年公司实现营收1.71亿元，同比大幅增长115.03%，净利润151.52万元，终于扭亏为盈；2017年上半年公司实现营收0.54亿元，同比小幅下降，净利润-244.37万元，同比亏损有所收窄。
中复神鹰
简介：中复神鹰于2009年开始攻关碳纤维干喷湿纺技术，经过四年时间的努力，2012年公司终于实现干喷湿纺技术产业化，打破了国外的垄断，实现了自主化生产，公司是继日本东丽和美国赫氏之后的全球第三家掌握该技术的公司。公司现拥有T300级、T700级、T800级碳纤维千吨级制备技术和M30级碳纤维百吨级制备技术，总体产能5500吨，公司产品已进入航天航空领域、国防军工领域和新能源汽车领域并能进行持续稳定供货，2016年公司已实现盈利。
兰州蓝星
简介：兰州蓝星碳纤维技术来源于母公司中国化工集团全资收购的英国老牌碳纤维生产企业考特尔兹公司，公司主打大丝束碳纤维产品，目前碳纤维产能为3100吨。
河南永煤
简介：河南永煤主要研发高性能碳纤维及碳复材料，拥有年产500吨T300宇航级高性能碳纤维生产线、年产100吨T700级宇航级高端碳纤维生产线，公司是航天系统唯一一家T300、T700均可稳定供货的公司，并已打开兵器、核工业领域市场，公司高端产品合格率2015年就已达到62.28%。
