高性能材料碳纤维发展前景广阔
碳纤维（Carbon Fiber，简称CF）是一种丝状碳素材料，由有机纤维经碳化以及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，含碳量高达90%以上。碳纤维具备优异的力学性能，同时具有轻质、高强度、高弹性模量、耐高低温、耐腐蚀、耐疲劳等优异特性，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度，广泛应用于航空航天、国防、交通、能源、体育休闲等领域。
性能与价格为推动下游应用，国产碳纤维需求复合增速达27.8%
碳纤维因其优异的性能具备广阔的下游应用空间，其中航空航天、风电、汽车和体育休闲领域的需求预计均会维持较快增长。航空航天等领域性能为碳纤维核心指标，风电、汽车等领域性价比为推动碳纤维应用核心因素，因此高性能碳纤维提高参数指标、中低端碳纤维降成本为主要发展方向。根据《2019年全球碳纤维复合材料市场报告》数据，预计全球碳纤维需求2019—2025年6年CAGR可达13%。我国碳纤维需求仍主要依赖进口，19年进口碳纤维占比可达70%，但国内碳纤维已占比稳步提升中，增速方面，中国市场相较于全球市场增长更快，预计19-25年会维持20%左右的复合增速，其中国产碳纤维受益于国产替代和技术突破6年CAGR可达27.8%，大大高于全球增速。
日美企业占据行业高点，国内企业在部分领域已实现国产替代
碳纤维主要可依据丝束数量分为小丝束(48K以下，主要用于航空航天等高端领域)、大丝束（48K及以上，主要用于民用和工业领域）碳纤维；依据力学性能分为T300/400/700/800/1000/1100等强度型号。国际碳纤维龙头东丽于2014年已经具备T1100级别的碳纤维的生产能力，而国内当前大部分企业仍处于T400产品稳定批量出货，少部分企业具备T700批量出货能力，T800产品尚处于研发阶段的水平，整体而言国内企业和国际龙头仍存在一定的技术差距。但是考虑到除航空航天等部分高端领域核心部件需要T800级及以上的碳纤维，大部分领域往往T400级别碳纤维已可以满足性能要求，故而国内企业已经在进行部分领域的国产替代。
国家政策大力支持，国内龙头企业或进入良性发展阶段
碳纤维作为战略型材料，国家推出了一系列政策鼓励支持碳纤维行业的发展。我国碳纤维企业从21世纪初至今逐渐增加到40家后又优胜劣汰至如今的10家左右，当前的行业龙头如光威复材、中简科技、中复神鹰、上海石化和吉林碳谷等企业均已基本度过了长期的亏损阶段，实现了公司的盈利，进入良性发展阶段，后续随着国内碳纤维企业的稳步发展和研发，我国碳纤维行业有望进一步提高国产替代比例，实现“从有到精”的跨越。
碳纤维：高性能材料，优异物理性质下游应用广阔
1.1. 碳纤维性能优异，较传统材料具备较大竞争优势
碳纤维（Carbon Fiber，简称CF）是一种丝状碳素材料，由有机纤维经碳化以及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，直径5-10微米，7-8根碳纤维并列在一起的直径约等于一根头发丝的直径，含碳量高达90%以上。碳纤维具备优异的力学性能，同时具有轻质、高强度、高弹性模量、耐高低温、耐腐蚀、耐疲劳等优异特性，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度，广泛应用于航空航天、国防、交通、能源、体育休闲等领域。
力学性能方面，我们对比了碳纤维和一般的钢材和玻璃纤维材料的性能，通过对比可以看出，碳纤维密度不到钢的1/4，碳纤维抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7倍以上，在性能方面较一般材料拥有较大优势。
碳纤维本身为丝状材料，而我们一般所提到的在终端产品上应用的碳纤维实际上是指碳纤维复合材料（CFRP），其为丝状的碳纤维原丝经过预氧化、碳化、纺织以及加入树脂、陶瓷。碳等补强材料并经过特殊复合成型工艺形成的一种具备优异物理性质的复合材料。碳纤维增强复合材料的比强度、比模量的综合指标，在现有结构材料中居于前列。在对结构轻量化有要求的领域，碳纤维复合材料具有不可替代的优势。
1.2. 多种分类标准并存，力学性能为材料核心指标
碳纤维具备多种分类标准，其可以按照原丝类型、力学性能和丝束大小进行分类。
碳纤维按照原丝种类可以分为聚丙烯腈（PAN）原丝、沥青纤维和粘胶丝，由这三大类原丝生产出的碳纤维分别称为聚丙烯腈（PAN）基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维。其中，聚丙烯腈（PAN）基碳纤维因其优异的品质和较低的成本，占据了当前行业的主流地位，产量占碳纤维总量的90%以上；而相对的沥青基碳纤维市占率约8%，粘胶基碳纤维还不足1%。
力学性能为碳纤维核心性能指标，碳纤维按照力学性能可分为高强型、高强中模型、高模型和高强高模型，其主要依据拉伸强度和拉伸弹性模量进行分类。日本东丽作为当前国际碳纤维行业龙头，其产品强度型号在业内具备较强的普适性，因此此处将我国的国家标准型号与东丽碳纤维型号进行了匹配。
碳纤维的主要力学指标包括抗拉强度和拉伸模量，其中抗拉强度为材料拉断时所承受的最大拉力和截面积的比值，其值越大则材料抗断裂能力越强；而拉伸模量则为材料拉伸单位强度所需要的力与材料截面积的比值，其值越大则材料弹性越强。当前碳纤维力学性能主要提升方向即围绕以上两大指标，通过提升其抗拉强度和拉伸模量来提高碳纤维的整体性能。（来源：互联网）
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