摘要：碳基材料主要指的是用碳纖維(CF)、碳化硅纖維、碳納米管(CNT)、石墨烯等碳系材料作為填充材料與聚合物基體復(fù)合制成的屏蔽材料。近年來(lái)，得益于碳基材料逐步滲透各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域以及下游市場(chǎng)需求不斷拓展，我國(guó)功能性碳基材料規(guī)模不斷擴(kuò)大。2023年，中國(guó)功能性碳基材料市場(chǎng)規(guī)模為192.31億元，同比增長(zhǎng)27.85%。

一、定義及分類

碳基材料主要指的是用碳纖維(CF)、碳化硅纖維、碳納米管(CNT)、石墨烯等碳系材料作為填充材料與聚合物基體復(fù)合制成的屏蔽材料。碳基材料以碳原子形成的芳香環(huán)結(jié)構(gòu)為主要骨架，具有比表面積大、表面形態(tài)較為均一、孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)的特點(diǎn)，作為厭氧消化工藝中的功能載體被廣泛研究。到目前為止，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的碳基材料有碳納米管、富勒烯、石墨烯、多孔碳、熒光碳及其復(fù)合材料。

二、行業(yè)政策

1、主管部門和監(jiān)管體制

功能性碳基材料行業(yè)主管部門包括國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、國(guó)家工業(yè)和信息化部及其下屬分支機(jī)構(gòu)。國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)主要負(fù)責(zé)產(chǎn)業(yè)政策制定，指導(dǎo)行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、行業(yè)體制改革、新建項(xiàng)目與技術(shù)改造等工作；工業(yè)和信息化部主要負(fù)責(zé)擬定并組織實(shí)施行業(yè)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)政策和標(biāo)準(zhǔn)等。

2、行業(yè)相關(guān)政策

目前，我國(guó)功能性碳基材料仍處于產(chǎn)業(yè)化初始階段，高強(qiáng)高模碳纖維、聚酰胺66等產(chǎn)品仍面臨國(guó)際貿(mào)易和技術(shù)壁壘。此外，關(guān)鍵制造裝備也處于以引進(jìn)為主、研制和仿制為輔的狀態(tài)，高端分析測(cè)試設(shè)備更是基本依賴進(jìn)口，具有工匠精神的專業(yè)工程技術(shù)人才出現(xiàn)斷層?；诖?，2021年，工信部將碳基材料納入“十四五”原材料工業(yè)相關(guān)發(fā)展規(guī)劃。提出實(shí)施關(guān)鍵短板材料攻關(guān)行動(dòng)，采用“揭榜掛帥”“賽馬”等方式，支持材料生產(chǎn)、應(yīng)用企業(yè)聯(lián)合科研單位，開(kāi)展寬禁帶半導(dǎo)體及顯示材料、集成電路關(guān)鍵材料、生物基材料、碳基材料、生物醫(yī)用材料等協(xié)同攻關(guān)。2022年《關(guān)于印發(fā)原材料工業(yè)“三品”實(shí)施方案的通知》中指出開(kāi)展高端鋼鐵材料、半導(dǎo)體材料、光伏封裝材料、天然纖維材料、循環(huán)再利用化學(xué)纖維材料、碳基材料、硅基材料等關(guān)鍵基礎(chǔ)材料和電弧爐煉鋼等新工藝標(biāo)準(zhǔn)制定，完善覆蓋材料研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用、服役全生命周期、全產(chǎn)業(yè)鏈以及消費(fèi)者關(guān)注的標(biāo)準(zhǔn)體系。一系列法律法規(guī)、產(chǎn)業(yè)政策的制定，對(duì)我國(guó)功能性碳基材料行業(yè)發(fā)展起到了規(guī)劃、引導(dǎo)等宏觀調(diào)控作用，有利于產(chǎn)業(yè)的健康有序發(fā)展。

三、行業(yè)壁壘

1、技術(shù)壁壘

功能性碳基材料行業(yè)對(duì)技術(shù)的要求較高，其核心體現(xiàn)在生產(chǎn)裝備的設(shè)計(jì)，原材料及催化劑的選擇，以及碳化、石墨化環(huán)節(jié)工藝條件、溫度、加工時(shí)間的精確控制等方面，涉及機(jī)械、材料、熱處理等多個(gè)領(lǐng)域的理論與實(shí)務(wù)知識(shí)。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)裝備進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，改進(jìn)和優(yōu)化生產(chǎn)工藝等技術(shù)創(chuàng)新方式，在提升產(chǎn)品性能的同時(shí)降低生產(chǎn)成本，是功能性碳基材料企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。此外，由于碳基材料應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，開(kāi)發(fā)應(yīng)用于不同領(lǐng)域的功能性碳基材料產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)功能性碳材料的多領(lǐng)域應(yīng)用，需要針對(duì)具體應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行持續(xù)的技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，這對(duì)功能性碳基材料生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)水平提出了更高的要求。因此，功能性碳基材料行業(yè)存在一定的技術(shù)壁壘。

2、客戶壁壘

功能性碳纖維材料下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，且下游制造商大多對(duì)供應(yīng)商實(shí)施較為嚴(yán)格的準(zhǔn)入制度，僅有產(chǎn)品品質(zhì)、供貨能力及售后服務(wù)質(zhì)量受到認(rèn)可的供應(yīng)商，方能進(jìn)入其合格供應(yīng)商名錄。同時(shí)，下游客戶為確保自身產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，在確定合格供應(yīng)商后，雙方合作關(guān)系一般較為穩(wěn)固。因此，行業(yè)新的進(jìn)入者很難在短期內(nèi)進(jìn)入行業(yè)內(nèi)知名客戶的供應(yīng)鏈體系，行業(yè)存在客戶資源壁壘。

3、資金壁壘

功能性碳基材料行業(yè)屬于資本密集型行業(yè)。一方面，功能性碳基材料的生產(chǎn)，涉及編織、針刺、預(yù)氧化、碳化、石墨化等多道工序，對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備較多，生產(chǎn)場(chǎng)地占用、固定資產(chǎn)投入較大。另一方面，下游客戶規(guī)模較大、信譽(yù)較好，同時(shí)在信用期等合同條款方面也具有較大的話語(yǔ)權(quán)。客戶信用期相對(duì)較長(zhǎng)形成的應(yīng)收賬款對(duì)公司流動(dòng)資金要求較高，從而形成了行業(yè)較高的資金壁壘。

四、產(chǎn)業(yè)鏈

1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析

碳基材料是主要以煤、石油或它們的加工產(chǎn)物等有機(jī)物質(zhì)作為主要原料經(jīng)過(guò)一系列加工處理過(guò)程得到的一種非金屬材料，其主要成分是碳。因此功能性碳纖維材料上游包括煤、石油、甲烷、丙烯、黏膠纖維、PAN纖維等原材料。中游為功能性碳基材料生產(chǎn)，碳纖維石墨烯、碳納米管、碳復(fù)合材料都屬于碳基材料。功能性碳基材料下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，涵蓋風(fēng)電葉片、體育休閑、航空航天、壓力容器、汽車、熱場(chǎng)材料以及建筑建材等行業(yè)，且隨著各國(guó)對(duì)碳基材料的研究日益深入，其應(yīng)用領(lǐng)域仍在持續(xù)擴(kuò)展中。

功能性碳基材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

煤

國(guó)家能源投資集團(tuán)有限責(zé)任公司

晉能控股集團(tuán)有限公司

山東能源集團(tuán)有限公司

中國(guó)中煤能源集團(tuán)有限公司

陜西煤業(yè)化工集團(tuán)有限責(zé)任公司

山西焦煤集團(tuán)

石油

中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司

中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司

中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司

中海油田服務(wù)股份有限公司

甲烷

廣東華特氣體股份有限公司

河南心連心深冷能源股份有限公司

深圳市粵佳氣體有限公司

丙烯

東華能源股份有限公司

萬(wàn)華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司

中國(guó)神華能源股份有限公司

中國(guó)石油化工股份有限公司

中國(guó)石油天然氣股份有限公司

上游

平頂山東方碳素股份有限公司

威海光威復(fù)合材料股份有限公司

中復(fù)神鷹碳纖維股份有限公司

江蘇天奈科技股份有限公司

中游

風(fēng)電葉片

體育休閑

航空航天

壓力容器

汽車

熱場(chǎng)材料

下游

2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析

（1）安徽楚江科技新材料股份有限公司

楚江創(chuàng)立于1999年，專注于材料的研發(fā)與制造，業(yè)務(wù)涵蓋先進(jìn)銅基材料和軍工碳材料兩大板塊，在安徽、上海、廣東、江蘇和湖南設(shè)有生產(chǎn)和研發(fā)基地，包括精密銅帶、高端銅導(dǎo)體、銅合金線材、精密特鋼、碳纖維復(fù)合材料和高端裝備及新材料六大類產(chǎn)品。其中碳纖維預(yù)制件位居國(guó)內(nèi)龍頭地位；高端導(dǎo)體、合金線材、高端熱工裝備均位于國(guó)內(nèi)行業(yè)頭部位置。楚江是國(guó)家航天航空、國(guó)防軍工等領(lǐng)域特種大型熱工裝備的核心研制單位，承擔(dān)著國(guó)內(nèi)飛機(jī)碳剎車盤預(yù)制件的供應(yīng)，生產(chǎn)的碳纖維預(yù)制件產(chǎn)品在軍品領(lǐng)域處于優(yōu)勢(shì)地位，是國(guó)產(chǎn)民航大飛機(jī)C919、國(guó)產(chǎn)民航支線飛機(jī)ARJ-21等國(guó)產(chǎn)民航飛機(jī)碳剎車預(yù)制件的供應(yīng)商。2024年上半年，楚江新材高端裝備及碳纖維新材料業(yè)務(wù)收入為6.65億元，毛利率為39.26%。

（2）湖南金博碳素股份有限公司

湖南金博碳素股份有限公司主要從事先進(jìn)碳基復(fù)合材料及產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，服務(wù)于太陽(yáng)能光伏、半導(dǎo)體、鋰電、氫能、汽車等國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是一家具有自主研發(fā)能力和持續(xù)創(chuàng)新能力的高新技術(shù)企業(yè)，致力于為客戶提供性能優(yōu)秀、性價(jià)比高的先進(jìn)碳基復(fù)合材料產(chǎn)品和全套解決方案。金博股份設(shè)立以來(lái)，依靠自主研發(fā)和持續(xù)創(chuàng)新，在先進(jìn)碳基復(fù)合材料生產(chǎn)制備低成本化、產(chǎn)品品種多樣化和裝備設(shè)計(jì)自主化等方面取得重大突破，掌握了先進(jìn)碳基復(fù)合材料低成本制備核心技術(shù)并實(shí)現(xiàn)了批量產(chǎn)業(yè)化。

五、行業(yè)現(xiàn)狀

得益于碳基材料逐步滲透各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域以及下游市場(chǎng)需求不斷拓展，我國(guó)功能性碳基材料規(guī)模不斷擴(kuò)大。2023年，中國(guó)功能性碳基材料市場(chǎng)規(guī)模為192.31億元，同比增長(zhǎng)27.85%。功能性碳基材料因其優(yōu)異的性能，被廣泛應(yīng)用于多個(gè)高端領(lǐng)域。在航空航天領(lǐng)域，碳基材料用于制造火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管、航天飛機(jī)的端頭帽和機(jī)翼前緣的熱防護(hù)系統(tǒng)等關(guān)鍵部件?。在汽車工業(yè)中，碳基材料用于剎車盤、制動(dòng)盤等部件，以提高汽車的制動(dòng)性能?。此外，碳基材料還在醫(yī)學(xué)、電子、光伏發(fā)電等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。這些應(yīng)用普遍都有著較高的增速，是典型的新興行業(yè)，對(duì)于碳基材料的增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力較強(qiáng)，預(yù)計(jì)未來(lái)我國(guó)功能性碳基材料市場(chǎng)將延續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

六、機(jī)遇與挑戰(zhàn)

1、機(jī)遇

（1）國(guó)家利好政策持續(xù)發(fā)力

碳基材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、導(dǎo)熱、導(dǎo)電、耐高溫、耐腐蝕、柔軟易編織、可復(fù)合性強(qiáng)等一系列其他材料所不可替代的優(yōu)良性能，是國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位。早在2017年，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)品和服務(wù)指導(dǎo)目錄（2016版）》中，明確把高性能碳纖維及其復(fù)合材料，碳/碳復(fù)合材料作為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)品。此后，國(guó)務(wù)院、發(fā)改委、工信部等多個(gè)部門陸續(xù)發(fā)布相關(guān)政策，鼓勵(lì)碳基材料研發(fā)創(chuàng)新，提高國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品供給能力，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了良好的政策環(huán)境。

（2）下游市場(chǎng)需求旺盛

隨著科技的進(jìn)步，碳基材料在結(jié)構(gòu)優(yōu)化、性能提升和生產(chǎn)工藝改進(jìn)方面取得了顯著進(jìn)展。這些創(chuàng)新不僅提高了碳基材料的競(jìng)爭(zhēng)力，還為其開(kāi)拓了新的應(yīng)用領(lǐng)域。例如，碳/碳復(fù)合材料在航空航天、汽車工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用不斷拓展，碳/陶復(fù)合材料在剎車系統(tǒng)、熱防護(hù)系統(tǒng)等方面也展現(xiàn)出巨大潛力。同時(shí)，隨著下游各應(yīng)用領(lǐng)域的不斷發(fā)展壯大，如光伏、半導(dǎo)體、化工等，對(duì)高性能碳基材料的需求持續(xù)增長(zhǎng)，為行業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。

（3）國(guó)際合作促進(jìn)國(guó)產(chǎn)材料市場(chǎng)拓展

在全球經(jīng)濟(jì)一體化的背景下，功能性碳基材料行業(yè)面臨著國(guó)際合作與市場(chǎng)拓展的機(jī)遇。隨著貿(mào)易政策的調(diào)整和國(guó)際經(jīng)濟(jì)合作的深化，中國(guó)的碳基材料企業(yè)有望享有更多國(guó)際機(jī)會(huì)。一方面，中國(guó)可以通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，提升本土企業(yè)的技術(shù)水平和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力；另一方面，中國(guó)碳基材料企業(yè)可以積極開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng)，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，推動(dòng)其在全球價(jià)值鏈中的地位提升。此外，隨著“一帶一路”等國(guó)際合作倡議的推進(jìn)，中國(guó)碳基材料企業(yè)還可以借助政策東風(fēng)，加強(qiáng)與沿線國(guó)家的經(jīng)貿(mào)合作，共同開(kāi)拓第三方市場(chǎng)。

2、挑戰(zhàn)

（1）“卡脖子”技術(shù)亟待突破

功能性碳基材料的生產(chǎn)涉及復(fù)雜的技術(shù)工藝和高質(zhì)量的原材料供應(yīng)。目前，我國(guó)在高精尖碳基材料領(lǐng)域仍大量依賴進(jìn)口，存在“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)。此外，碳基材料的主要原材料如碳纖維、碳化硅等價(jià)格較高且供應(yīng)不穩(wěn)定，增加了生產(chǎn)成本和市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。因此，提高自主創(chuàng)新能力，加強(qiáng)科技攻關(guān)，降低對(duì)進(jìn)口材料的依賴度，以及積極開(kāi)發(fā)新型原材料替代品，給行業(yè)內(nèi)企業(yè)帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。

（2）環(huán)保要求趨嚴(yán)

功能性碳基材料的生產(chǎn)過(guò)程需要嚴(yán)格控制溫度、壓力、濕度等多個(gè)因素，且需要在無(wú)塵車間中進(jìn)行，生產(chǎn)工藝要求嚴(yán)格。同時(shí)，隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，碳基材料行業(yè)面臨著更大的環(huán)保壓力。如何在保證產(chǎn)品質(zhì)量和性能的同時(shí)，降低生產(chǎn)過(guò)程中的能耗和排放，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)，是行業(yè)面臨的重要挑戰(zhàn)。

（3）利潤(rùn)空間不斷壓縮

隨著功能性碳基材料行業(yè)的快速發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。國(guó)內(nèi)外眾多企業(yè)紛紛涌入這一領(lǐng)域，導(dǎo)致產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重，“價(jià)格戰(zhàn)”愈演愈烈，生產(chǎn)商利潤(rùn)空間被壓縮。與此同時(shí)，原材料價(jià)格和人工成本的持續(xù)上漲，給功能性碳基材料企業(yè)帶來(lái)了前所未有的成本壓力；疊加環(huán)保投入的增加，企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本不斷上升，也對(duì)利潤(rùn)空間構(gòu)成了壓力。

七、競(jìng)爭(zhēng)格局

從競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)來(lái)看，國(guó)際上的碳纖維及功能性碳基材料巨頭，如德國(guó)西格里（SGL Carbon SE）、美國(guó)摩根先進(jìn)材料（Morgan Advanced Materials plc）、法國(guó)美爾森（Mersen SA）以及日本吳羽株式會(huì)社等，憑借其在技術(shù)研發(fā)、規(guī)?；a(chǎn)、產(chǎn)品性能等方面的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，長(zhǎng)期占據(jù)高端市場(chǎng)。同時(shí)，國(guó)內(nèi)功能性碳基材料企業(yè)迅速崛起，如東方碳素、光威復(fù)材、中復(fù)神鷹、天奈科技、金博股份、楚江新材料、寶武碳業(yè)、米格新材、億達(dá)碳業(yè)等，這些企業(yè)通過(guò)自主研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新，不斷提升產(chǎn)品性能和質(zhì)量，逐漸縮小與國(guó)際巨頭的差距。同時(shí)，國(guó)內(nèi)企業(yè)還積極開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng)，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，使得功能性碳基材料行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。

八、發(fā)展趨勢(shì)

隨著全球新材料產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，全球新材料產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值規(guī)模將保持正增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，且高端材料技術(shù)壁壘日趨顯現(xiàn)。目前，我國(guó)碳基材料應(yīng)用水平與發(fā)達(dá)國(guó)家存在明顯的差距，且在技術(shù)領(lǐng)域原創(chuàng)創(chuàng)新能力不足，行業(yè)發(fā)展受限。未來(lái)，隨著科研投入的不斷增加和技術(shù)的不斷創(chuàng)新，碳基材料的制備工藝和性能優(yōu)化將取得更大突破，進(jìn)一步提高其應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程不斷加速。同時(shí)，隨著國(guó)家對(duì)新材料產(chǎn)業(yè)的政策支持和資金投入不斷增加，功能性碳基材料將實(shí)現(xiàn)規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化發(fā)展。此外，國(guó)產(chǎn)功能性碳基材料技術(shù)革新，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，也將進(jìn)一步推動(dòng)產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景拓展，由現(xiàn)階段航空、航天、核能、電子、冶金、交通等傳統(tǒng)領(lǐng)域向風(fēng)電、光伏、運(yùn)載火箭、超高聲速飛行器、6G通信、高端裝備等新興領(lǐng)域滲透。