科技行业通用技术系列报告（12）：国产碳纤维企业正快速突围

1、 HYPERLINK / 请仔细 HYPERLINK / 请仔细目录 HYPERLINK l _bookmark0 碳纤维：坚如磐石、韧如发丝的“新材料之王”4 HYPERLINK l _bookmark1 碳纤维被誉为“新材料之王，高强、高模是技术发展趋势 4 HYPERLINK l _bookmark9 产业链较长且工艺复杂，下游产品附加值更高6 HYPERLINK l _bookmark19 产业前景：国产碳纤维在航空航天领域发展空间巨大9 HYPERLINK l _bookmark24 航空航天：商用飞机占据半壁江山，战略性看好我国市场前景10 HYPERLINK l _bookmar

2、k29 非航市场：风电叶片、体育休闲等领域空间广阔11 HYPERLINK l _bookmark40 竞争格局：日本美国明显领先，我国企业快速突围15 HYPERLINK l _bookmark43 产业布局：垂直一体化是趋势，中国产学研布局趋于完整15 HYPERLINK l _bookmark48 产能规模：日美企业明显领先；我国企业产能利用率仍待提升16 HYPERLINK l _bookmark53 产品技术：我国已实现部分级别的量产，在航空航天领域的应用相对成熟18 HYPERLINK l _bookmark56 财务指标：我国企业业绩高增长，ROE 已与国际龙头相当19 HYPE

3、RLINK l _bookmark66 他山之石：探寻 与Hexcel 成长路径21 HYPERLINK l _bookmark68 以体育休闲为突破口，把握机遇切入航空市场21 HYPERLINK l _bookmark71 Hexcel：从特种市场入手，收并购拓展新领域22 HYPERLINK l _bookmark74 投资建议：关注光威复材、中简科技、中航高科24图表 HYPERLINK l _bookmark2 图表1: 碳纤维应用场景4 HYPERLINK l _bookmark3 图表2: 与主流材料对比，碳纤维强度更优4 HYPERLINK l _bookmark4 图表3:.

4、密度更小4 HYPERLINK l _bookmark5 图表4: 碳纤维主要分类方式5 HYPERLINK l _bookmark6 图表5: 碳纤维及其各种应用形式5 HYPERLINK l _bookmark7 图表6: 碳纤维力学性能等技术特征5 HYPERLINK l _bookmark8 图表7: 当前主要牌号的碳纤维抗拉强度、抗拉模量6 HYPERLINK l _bookmark10 图表8: 碳纤维产业链6 HYPERLINK l _bookmark11 图表9: 从原丝到碳纤维7 HYPERLINK l _bookmark12 图表10: 原丝制备的两种主流工艺7 HYPER

5、LINK l _bookmark13 图表11: 国外先进企业以干喷湿纺为主；我国现阶段已实现工艺技术的突破7 HYPERLINK l _bookmark14 图表12: 碳纤维成本构成7 HYPERLINK l _bookmark15 图表13: 碳纤维单位成本逐年下降7 HYPERLINK l _bookmark16 图表14: 碳纤维复合材料分类8 HYPERLINK l _bookmark17 图表15: 碳纤维复合材料分类8 HYPERLINK l _bookmark18 图表16: 不同应用领域、不同环节产品平均价格8 HYPERLINK l _bookmark20 图表17: 全

6、球碳纤维市场需求9 HYPERLINK l _bookmark21 图表18: 中国碳纤维市场需求9 HYPERLINK l _bookmark22 图表19: 航空航天在全球碳纤维需求量占比23%9 HYPERLINK l _bookmark23 图表20: 航空航天在中国碳纤维需求量占比3%9 HYPERLINK l _bookmark25 图表21: 全球航空航天碳纤维需求拆分（2018）10 HYPERLINK l _bookmark26 图表22: 国内军机碳纤维用量远不及国外机型10 HYPERLINK l _bookmark27 图表23: 近年来民用机型的碳纤维用量大幅提升10

7、 HYPERLINK l _bookmark28 图表24: 我国航空航天碳纤维市场空间预测11 HYPERLINK l _bookmark30 图表25: 碳纤维应用于风电叶片11 HYPERLINK l _bookmark31 图表26: 风电叶片长度与重量的权衡11 HYPERLINK / 请仔细 HYPERLINK l _bookmark32 图表27: 全球风电新增装机量12 HYPERLINK / 请仔细 HYPERLINK l _bookmark33 图表28: 我国是最大的新增市场12 HYPERLINK l _bookmark34 图表29:2018 年全球十大陆上风电整机制

8、造商（按新增装机量）12 HYPERLINK l _bookmark35 图表30:2018 年全球十大海上风电整机制造商（按新增装机量）12 HYPERLINK l _bookmark36 图表31: 我国风电叶片碳纤维市场空间预测13 HYPERLINK l _bookmark37 图表32: 全球体育休闲碳纤维需求拆分（2018）13 HYPERLINK l _bookmark38 图表33: 汽车中的碳纤维14 HYPERLINK l _bookmark39 图表34: 市场调研机构Lucintel 预计，当碳纤维生产成本减半、碳纤维在汽车中的应用将大幅提升14 HYPERLINK l

9、 _bookmark41 图表35: 全球高性能碳纤维发展历程15 HYPERLINK l _bookmark42 图表36: 我国碳纤维产业发展历程15 HYPERLINK l _bookmark44 图表37: 在碳纤维产业链的垂直布局15 HYPERLINK l _bookmark45 图表38:Hexcel 在碳纤维产业链的垂直布局15 HYPERLINK l _bookmark46 图表39: 中国企业及科研单位在碳纤维产业链的产品布局16 HYPERLINK l _bookmark47 图表40: 国内碳纤维产业的“产学研”分布16 HYPERLINK l _bookmark49

10、图表41: 全球碳纤维企业产能分布（2018 年）17 HYPERLINK l _bookmark50 图表42: 我国碳纤维企业产能分布（2018 年）17 HYPERLINK l _bookmark51 图表43: 全球小丝束（左、大丝束（右）碳纤维市场份额划分（2018 年）17 HYPERLINK l _bookmark52 图表44: 全球主要碳纤维生产企业产线情况一览（2019/07）17 HYPERLINK l _bookmark54 图表45: 各牌号碳纤维的国内外近况（2019/07）18 HYPERLINK l _bookmark55 图表46: 全球碳纤维厂商产品应用领域

11、18 HYPERLINK l _bookmark57 图表47: 东丽碳纤维业务近5 年收入CAGR14%19 HYPERLINK l _bookmark58 图表48: 主要企业碳纤维业务收入对比19 HYPERLINK l _bookmark59 图表49: 国产碳纤维企业收入快速增长19 HYPERLINK l _bookmark60 图表50: 光威复材与中简科技净利润CAGR 超过65%19 HYPERLINK l _bookmark61 图表51: 中简科技近两年ROE 与赫克赛尔相当19 HYPERLINK l _bookmark62 图表52: 中简科技2017 年以来利润率大

12、幅提升19 HYPERLINK l _bookmark63 图表53: 光威复材周转率更高20 HYPERLINK l _bookmark64 图表54: 光威复材与中简科技权益乘数对比20 HYPERLINK l _bookmark65 图表55: 经营活动现金流净额（国产碳纤维企业对比）20 HYPERLINK l _bookmark67 图表56: 全球碳纤维竞争格局演变21 HYPERLINK l _bookmark69 图表57: 日本碳纤维协会成员及主要职责21 HYPERLINK l _bookmark70 图表58: 发展历程关键节点22 HYPERLINK l _bookma

13、rk72 图表59:Hexcel 发展历程关键节点23 HYPERLINK l _bookmark73 图表60:Hexcel 营收、利润及估值23 HYPERLINK l _bookmark75 图表61: 全球碳纤维企业估值表（2019/8/13）24 HYPERLINK / HYPERLINK / 请仔细碳纤维：坚如磐石、韧如发丝的“新材料之王”（Carbon Fiber）是由有机纤维（粘胶基、沥青基、聚丙烯腈基纤维等）在高温环境下裂解碳化形90%高强度、高模量、导电、导热、耐高温、耐腐蚀、抗冲刷及溅射以及良好的可设计性、可复合性等一系列其他材料所不可替代的优良性能，是火箭、卫星、导弹、

14、战斗机和舰船等尖端武器装备必不可少的战略新兴材料。图表 1: 碳纤维应用场景资料来源：中简科技招股说明书， 图表 2: 与主流材料对比，碳纤维强度更优图表 3: .密度更小资料来源：Hexcel 官网， 资料来源：Hexcel 官网， 基碳纤维应用最广泛；应用于航空航天的主要为小丝束碳纤维。碳纤维有多种分类 90%以上。按用途分类，包括大丝束、小丝48K1业及高科技领域。1 碳纤维丝束中单丝数量，1K 即为 1000 根。按原丝种类分类应用简介分类图表 4: 碳纤维主要分类方式按原丝种类分类应用简介分类聚丙烯腈原丝 聚丙烯腈（PAN）基碳纤维，市场份额约沥青纤维沥青基碳纤维，市场份额约8%粘胶

15、丝按形态分类按形态分类长丝长丝应用在工业结构件和宇航结构件中短纤维、短切纤维短纤维主要应用在建筑行业，如短碳纤维石墨低频电磁屏蔽混凝土、工业用碳纤维毡等按力学性能分类按制造条件和方法分类、活性碳纤维、气相生长碳纤维通用型碳纤维强度为、模量为100GPa左右按力学性能分类按制造条件和方法分类高性能型碳纤维按用途分类工业级（大丝束） 宇航级（小丝束）按用途分类高强型（强度2000MPa、模量250GPa），超高强型（强度大于4000MPa） 高模型（模量300GPa以上），超高模型（模量大于450GPa）通常把48K及以上碳纤维称为大丝束碳纤维，包括60K、120K、360K和480K等。工业级碳

16、纤维应用于不同民用工业，包括：纺织、医药卫生、机电、土木建筑、交通运输和能源等小丝束碳纤维初期以1K、3K、6K为主，逐渐发展为12K和24K，主要应用于国防工业和高技术，以及体育休闲用品（如：飞机、导弹、火箭、卫星和钓鱼杆、高尔夫球杆、网球拍等资料来源：中简科技招股说明书， 图表 5: 碳纤维及其各种应用形式碳纤维5mm短切碳纤维碳纤维织物碳纤维预浸料碳纤维复合材料资料源：官，威材网，碳纤维5mm短切碳纤维碳纤维织物碳纤维预浸料碳纤维复合材料拉伸强度2和拉伸模量3需要，国外碳纤维厂商开发了超高强度、超高模量的碳纤维。如日本东丽公司生产的小丝束碳纤维的产量和性能都居世界前列，代表当今世界先进水

17、平，东丽量产的1000碳纤维是目前拉伸强度最高的碳纤维（图 。目前我国国家标准以拉伸强度、拉伸模量为主要指标，并参考日本东丽标准，对碳纤维产品进行了编号分类。分类高强型我国代号 拉伸强度（Mpa） 拉伸模量（Gpa）220-260220-260260-350260-350分类高强型我国代号 拉伸强度（Mpa） 拉伸模量（Gpa）220-260220-260260-350260-350260-350260-350400-450450350350-400400-450450-500500-550550断裂伸长率（%）1.3-2.01.8-2.51.3-1.91.4-2.11.5-2.30.6密度（

18、g/cm3） 对应日本东丽代号GQ3522GQ4522 QZ4526 QZ5026 QZ5526 QZ6026 3500-450045004500-50005000-55005500-600060003000-35003000-350045004000-45004000-45004000-45004000-45004000-45001.780.021.800.021.800.021.800.021.800.021.81T300T700高强中模型高模型T800高强高模型资料源聚烯）碳维国标（T275220，官网，简技股明，2 拉伸强度（tensile strength）是金属由均匀塑性形变向局部

19、集中塑性变形过渡的临界值，也是金属在静拉伸条件下的最大承载能力。 HYPERLINK / 请仔细3 拉伸模量（tensile modulus HYPERLINK / 请仔细图表 7: 当前主要牌号的碳纤维抗拉强度、抗拉模量 T 为 N K 产业链较长且工艺复杂，下游产品附加值更高产业链较长、研制工艺较为复杂，设计与成型一体化要求较高。碳纤维复合材料产业链包括原丝、碳纤维、上浆剂、树脂、预浸料、复合材料制品等环节。产品研制一体化成型要求较高，碳纤维与树脂、上浆剂等材料之间工艺参数必须系统配合，同时需要满足下游应用场景对产品性能的要求。聚丙烯腈（PAN）碳纤维树脂碳纤维制品碳纤维复合材料部件碳纤维

20、碳纤维制品碳纤维复合材料部件工业产品原丝（用于预浸或增强）碳纤维编织布碳纤维预浸布碳纤维短纤碳纤维部件聚丙烯腈（PAN）碳纤维树脂碳纤维制品碳纤维复合材料部件碳纤维碳纤维制品碳纤维复合材料部件工业产品原丝（用于预浸或增强）碳纤维编织布碳纤维预浸布碳纤维短纤碳纤维部件资料来源：中简科技招股说明书， 碳纤维原丝制备是 PAN 基碳纤维的关键步骤，其性能与制备工艺紧密相关。聚丙烯腈（PAN） 基碳纤维是当前应用最广泛的碳纤维，PAN 原丝制备是其关键步骤。原丝的结构与性能直接影响碳纤维的品质，只有制得强度高、取向度高、杂质和缺陷少、结构均匀的原丝才能制备出高质量的碳纤维；而原丝的性能和品质取决于制备

21、工艺等因素4。干喷湿纺可实现高速纺丝、纤维密度较高；国外先进企业以干喷湿纺为主。当前，原丝（即干湿法（即湿法5本东丽、美国赫氏生产的绝大多数高性能碳纤维均是通过干湿法制备6；我国起步较晚， 现阶段中复神鹰、光威复材、中简科技、恒神股份等已实现工艺技术的突破。4 PAN 原丝生产过程对碳纤维强度的影响因素，齐志军。5 高性能碳纤维原丝与干喷湿纺，贺福。 HYPERLINK / 请仔细6 HYPERLINK / 请仔细图表 9: 从原丝到碳纤维资料来源：中简科技招股说明书， 图表 10: 原丝制备的两种主流工艺方法喷丝孔径纺丝液牵伸率纺丝速度纤维形态湿法纺丝小中、低相对分子质量和喷丝后为负牵伸纺丝

22、速度一般密度较低，纤维表面有沟槽（0.050.07nm）中等固质量分数一般负牵30%50%干喷湿纺大（0.10.3nm）高相对分子质量、高固质量分数和高粘度喷丝后为正牵伸一般正牵纺丝速度快，比湿法快23倍密度较高，纤维表面较平滑（图表 11: 国外先进企业以干喷湿纺为主；我国现阶段已实现工艺技术的突破工艺路线国内企业及进展国外企业及进展干喷湿纺中复神鹰已突破干喷湿纺千吨级SYT49（T700级）产业化技术（2012年），填补国内空白。日本Toray 干喷湿纺为主美国Hexcel 干喷湿纺为主光威复材已实现干喷湿纺工艺 T700S 级小批量生产（2016年）。干湿法制备：GQ4522（T700级

23、，湿法/干湿法）、QZ5526（T800级，湿法/干湿法）。中简科技受让取得中科院山西煤炭研究所的干湿法制备工艺技术（2008年）。恒神股份已建成干喷湿纺原丝生产线（引进吸收）。干湿法制备：HF30S（T700S 级）、 HF40S（T800S 级）、M 系列。湿法光威复材湿法制备：GQ3522（T300级）、GQ4522（T700级，湿法/干湿法）、QZ5526（T800级，湿法/干湿法）、QZ6026（T1000级）、QM4035（M40J级）、QM4050（M55J级）。日本Toray T800H-12K中简科技已研制成功湿法纺丝T1000 级碳纤维（2015年）。湿法纺丝速度超过 13

24、0 米/分钟。恒神股份湿法制备：HF10（T300 级）、HF30G（T700G 级）、HF40H（T800H 级）。目前碳纤维成本中制造费用占比较高，单位成本呈逐年下降的趋势。碳纤维主要原材料纤维成本中占比约（约7080包括生产设备折旧以及高温加热产生的电费。随着生产工艺的日臻完善、规模效应逐渐显现，碳纤维生产的单位成本逐年下降，中简科技的碳纤维生产单位成本从 2016 年的图表12:碳纤维成本构成图表13:碳纤维单位成本逐年下降碳纤维成本构成中简科技碳纤维单位成本逐年下降15.28%11.53%100089450%图表12:碳纤维成本构成图表13:碳纤维单位成本逐年下降碳纤维成本构成中简科

25、技碳纤维单位成本逐年下降15.28%11.53%100089450%73.22%79.23%80061659960040011.50%9.24%200中简科技光威复材（2018年）（2016年）201620172018制造费用：设备折旧、高温加热电费等单位成本（元/KG)资料来源：中简科技招股说明书，光威复材招股说明书，中金公司研究部资料来源：中简科技招股说明书，中金公司研究部100%0 HYPERLINK / 请仔细直接人工 HYPERLINK / 请仔细碳纤维制品及复材碳纤维织物与预浸料是重要的中间产品。碳纤维较少直接应用，往往以其制品或复合材料的形式广泛应用，碳纤维织物、碳纤维预浸料（P

26、repreg）等中间材料是主要的碳纤维制品。成本构成主要中间产品 性能特点图表 14: 碳纤维复合材料分类成本构成主要中间产品 性能特点碳纤维编织物 1）碳纤维经编织设备加工而成，是碳纤维重要的应用形式之一。纤维织物可分为单向织物、双向织物（平纹、斜纹和缎纹）和多轴向织物 。碳纤维预浸料 1）由碳纤维纱、环氧树脂等经过涂膜、热压、冷却、覆膜、卷取等工艺加工而成。分别是波音与空客的主要碳纤维预浸料供应商。生产成本的近90%为碳纤维原材料包括碳纤维、树脂、离型纸、玻璃布、PE膜等， 占生产成本的80%以上。 HYPERLINK / 请仔细（ HYPERLINK / 请仔细CFRP 合材料（RP、碳

27、纤维增强炭基复合材料（C、碳纤维增强金属基复合材（RM碳纤维增强陶瓷基复合材料（CFRC）和碳纤维增强橡胶复合材料（CFRR）等。目前碳纤维复合材料以 CFRP 为主，占全部碳纤维复合材料市场份额的 90%以上7。图表 15: 碳纤维复合材料分类分类子分类特点应用领域树脂基复合材料（CFRP）热固性树脂（TS）强度、刚度高；酚醛树脂基耐热性好宇宙飞行器外表面防热层及火箭喷嘴（酚醛树脂 ）、钓渔竿、建筑补强等热塑性树脂（TP）耐湿热、强韧、优良的成型加工性碳/碳复合材料（C/C）由碳纤维及其制品（碳布等）增强的复合材料低密度、耐烧蚀、抗热震、高导热、低膨胀、摩擦磨损性能优异导弹弹头、固体火箭发动

28、机喷管、航天飞机、飞机刹车盘、人工骨骼等金属基复合材料（CFRM）锕、铝、镍、铜高比强度、高比模量、优异的疲劳强度宇航结构机械等材料、汽车、铁道、陶瓷基复合材料（CFRC）-改善韧性、提高机械冲击/热冲击性发动机高温部件等橡胶基复合材料（CFRR）-改善热疲劳性、提高使用寿命管材、耐磨衬轮、特殊密封件等资料来源：光威复材招股说明书， 下游碳纤维制品附加值高。碳纤维产业链中，下游环节（碳纤维制品、碳纤维复材）附加值更高，以应用于军用航空结构件的碳纤维产业链为例，上游碳纤维产品平均价格为3000 元/千克，而下游碳纤维制品平均价格约 1 万元/千克1.5 万元/千克。图表 16: 不同应用领域、不

29、同环节产品平均价格应用领域单价（元/kg）碳纤维预浸料制品体育休闲80140120200300500风电叶片梁板80-150工业领域高端应用801401202005001000武器装备（缠绕用）250300-通用飞机和无人机-800100020003000军用无人机-1500250050008000民用航空（国内）-25003000800010000军用航空（结构件）30005000700010000150002017 7 光威复材招股说明书。产业前景：国产碳纤维在航空航天领域发展空间巨大碳纤维市场规模近 10 年保持快速增长。10 年快速增长，行业规模从8 年的.4 千吨增至8 年的2.6

30、千吨（对应市场规模约25.71 亿美元，R 达10%。中国市场虽然体量较小，但增速较快，201831千吨、20082018年CAGR 达 15%；国产碳纤维增长迅速，从 2013 年的 2 千吨增至 2018 年的 9 千吨。（占比、体育休闲（占比 、汽车（占比 ）等领域，且航空航天领域价值量更高、49%（占比，航空航天等高技术应用领域仍然有待开发。图表17: 全球碳纤维市场需求图表18: 中国碳纤维市场需求10090807060504020100全球碳纤维市场需求（千吨）92.6CAGR 10%(20082018)84.276.568.453.542.744.1 46.350.136.4 9

31、2.6CAGR 10%(20082018)84.276.568.453.542.744.1 46.350.136.4 35.5全球碳纤维市场需求（千吨）中国碳纤维市场需求（千吨）9CAGR 15%(20082018)722423216168898714139CAGR 15%(20082018)72242321616889871413143025201510502008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018进口国产资料源赛碳维 资料源赛碳维 图表19: 航空航天在全球碳纤维需求量占比23%图表20: 航空航天在中国碳纤维需求量占比3%

32、全球碳纤维需求按应用领域分布（2018；内环：按金额；外环：按量）中国碳纤维需求按应用领域分布（2018；按量）体育休闲, 15%汽车13%混配模成型, 8%8%风电叶片, 23%建筑补强, 6%混配模成型, 5%49%航空航天,23%1% 2%1% 1%1%12%风电叶片, 23%压力容器, 7%建筑, 4%碳碳复材, 3%电子电气, 1%电缆芯, 1%船舶, 1%其他, 2%体育休闲, 44%压力容器, 4%碳碳复材, 3%航空航天, 3%电子电气, 3%汽车3%电缆芯2%船舶, 1%其他, 3% HYPERLINK / 请仔细资料源赛碳维 资料源赛碳维 HYPERLINK / 请仔细航空

33、航天：商用飞机占据半壁江山，战略性看好我国市场前景（） 使得其广泛应用于军用与民用飞机、发动机、运载火箭、航天载荷等的结构材料。从需Hexcel 为其提供碳纤维预浸料。图表 21: 全球航空航天碳纤维需求拆分（2018）航空航天碳纤维需求拆分（2018，千吨）公务机, 2.2, 11%军用飞机, 2.1,10%商用飞机, 14.5,69%直升机, 1.1, 5%无人机, 0.5, 2%通用飞机, 0.4,2%航天, 0.2, 1%碳纤维应用领碳纤维应用领域具体应用航空飞机一次构造材料主翼、尾翼和机体运载火箭的排气锥体、发动机盖等人造卫星结构体、太阳能电池板和天线、导弹壳体等航天飞机二次构造材料

34、内装材料、地板材、桁梁、刹车片直升机叶片运载火箭的排气锥体、发动机盖等人造卫星结构体、太阳能电池板和天线、导弹壳体等航天（碳纤维减重效率约 20%40%20%-40%；对军用飞机而言，减重图表 22: 国内军机碳纤维用量远不及国外机型图表 23: 近年来民用机型的碳纤维用量大幅提升25民用飞机碳纤维含量（吨/架）A38023B78723A35023图表 22: 国内军机碳纤维用量远不及国外机型图表 23: 近年来民用机型的碳纤维用量大幅提升25民用飞机碳纤维含量（吨/架）A38023B78723A350232015B77710A3407A3301119811985199219941998200

35、6碳纤维量（吨/架）20112014资料来源：中简科技招股说明书，中金公司研究部（508 中简科技招股说明书。 HYPERLINK / 请仔细9 HYPERLINK / 请仔细未来十年我国航空航天碳纤维需求 CAGR 可达 18%。我们战略性看好我国航空航天领域C919、ARJ21 C919 机身使用的碳纤维复合材料C919 T300 碳纤维材料正进行PCD 2028 5500 吨、市场空间超过 0 亿元（按 0 万元吨计算，2012028 年 R 可达 。图表 24: 我国航空航天碳纤维市场空间预测(吨)5512470840113410283424112076177414851000 (吨)

36、5512470840113410283424112076177414851000 12205000400030002000100002018A 2019E 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E02018A 2019E 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E25%(吨)1431221048974635446392632(吨)143122104897463544639263215%10%5%0%我国航空航天碳纤维需求（吨/年）我国航空航天碳纤维市场空间（亿元）Y

37、oY（右轴）资料来源：中国商飞官网，中简科技招股书， 非航市场：风电叶片、体育休闲等领域空间广阔风电叶片碳纤维复合材料在风电叶片的应用前景较好。风力发电技术沿着增大单机容量、减轻单合材料突破了玻璃纤维复合材料的性能极限，具有“高弹轻质”的优势，其弹性模量与23 70%80%13。据美国卓尔泰克1450 米时，碳纤维复合材料较玻璃纤维更具有性价比。图表 25: 碳纤维应用于风电叶片图表 26: 风电叶片长度与重量的权衡资料源：， 资料来源：Windtech-international， 10 碳纤维复合材料让飞机更轻盈，民航管理 2018,(11),63。11 风电叶片用国产碳纤维预浸料工艺性能

38、和力学性能研究，宋秋香等。12 先进生物质复合材料在风电叶片中的应用，江泽慧等。13 碳纤维复合材料在风电叶片中的应用，牟书香等。 HYPERLINK / 请仔细14 HYPERLINK / 请仔细风力作为清洁能源的代表之一， 20 80 GWEC 数据统计，2018 年全球风电新增装机量51.3（陆上与海上合计591W2023 61.34GW。目前，中国已成为最大的新增市场，2018 41%； 据 WC 预测，到 3 年中国市占率约 （约 22W。图表27: 全球风电新增装机量图表28: 我国是最大的新增市场全球风电新增装机量（GW）706050403020102023E2022E2023E

39、2022E2021E2020E2019E201820172016201520142013201220112010200920080%风电新增装机市场国家/地区分布7%1%16%6%5%10%2%19%6%10%2%22%3%14%2%11%5%16%2%10%6%8%2%11%18%23%19%7%1%16%6%5%10%2%19%6%10%2%22%3%14%2%11%5%16%2%10%6%8%2%11%18%23%19%20%19%18%41%31%30%34%32%36%陆上海上中国欧洲北美太平洋亚洲（不包含中国）拉丁美洲非洲海上 HYPERLINK / HYPERLINK / 请仔细

40、资料源：GWEC，资料源：GWEC，未来 5 年我国风电叶片碳纤维需求 CAGR 可达 16%，国产碳纤维面临发展机遇。根据赛奥碳纤维技术数据统计，2018 7000 吨；我们预计到2023 15000 吨，20182023 CAGR 16%。风电叶片市场将成为国产碳纤维增长的主要驱动力之一。 在全球风电整机市场市占率第一，光威复材已成为其核心供应商。维斯塔斯（a（8 年新增装机量市占率约2018年度供应商最佳贡献奖；其国产大丝束碳梁已处于规模应用初期。金风科技是全球第二大风电整机制造商，我们认为国产风机叶片碳纤维渗透率将逐步提升。 的风机制造商，在国内市占率占绝对优断增加，碳纤维复合材料的使

41、用是必然趋势，国产风机叶片的碳纤维渗透率将逐步提升。图表 29: 2018 年全球十大陆上风电整机制造商（按新增装机量）图表 30: 2018 年全球十大海上风电整机制造商（按新增装机量）资料来源：彭博新能源财经， 资料来源：彭博新能源财经， 31我国风电叶片碳纤维市场空间预测20182019E2020E2021E2022E2023E全球风电新增装机量（GW/年）516466586257中国风电新增装机量（GW/年）212020202021新增装机量同比增速（%）-5%-1%-1%2%4%碳纤维用量同比增速（%）20%19%17%14%13%碳纤维需求量（吨/年） 70008374994211

42、6811329515001资料来源：GWEC，Vestas 官网，赛奥碳纤维， 体育休闲我们看好体育休闲领域的稳健增长，未来将有较大的替代空间。碳纤维在体育器材领域（70 了碳纤维的体育休闲应用领域（R 约%。目前，我国体育休闲领域内应用的碳纤维仍然以进口为主，国产碳纤维主要应用在钓鱼竿。我们认为，随着我国碳纤维制备工艺的提升，未来实现产业化应用后在体育休闲领域具有较大的替代空间。图表 32: 全球体育休闲碳纤维需求拆分（2018）体育休闲碳纤维需求拆分（2018，千吨）自行车22%钓鱼竿, 3.2,23%球拍, 1.9,13%曲棍球杆1,7%滑雪杆, 0.6, 4%其他, 0.5, 4%高尔

43、夫, 3.9,27%资料来源：赛奥碳纤维， 汽车碳纤维复合材料顺应了汽车轻量化发展的趋势。碳纤维可为汽车提供超轻质复合材料， 从而提高燃油效率，是汽车轻量化的最佳选择。宝马首款采用碳纤维材料的车型 i3、i8 概念车于 4 （1 ，此后推出了7 ES6 使用了碳纤维底板SGL 40%17。15 参考中简科技招股说明书。16 https HYPERLINK /es6?noredirect :/es6?noredirect= HYPERLINK / 请仔细17 HYPERLINK /travel/2019-05/14847158.html?agt=15422 /travel/2019-05/148

44、47158.html?agt=15422 HYPERLINK / 请仔细 HYPERLINK / 请仔细图表 33: 汽车中的碳纤维 HYPERLINK / 请仔细图表 34: 市场调研机构 Lucintel 预计，当碳纤维生产成本减半、碳纤维在汽车中的应用将大幅提升资料来源：Lucintel， 竞争格局：日本美国明显领先，我国企业快速突围日本、美国为行业领头羊，我国尚处于追赶期。日本、美国在全球碳纤维产业中处于领先地位，较早地研制出高性能产品并形成了行业规范、代表先进技术方向，代表性企业包括日本东丽（oy、美国赫克赛尔（Hc，已实现AN基碳纤维的“标准化、系（0世纪0年，但由于工艺基础薄弱、

45、装备技术落后等原因，碳纤维质量低下、性能稳定性差，聚丙烯腈基碳纤维国产化技术长期徘徊在较低水平。在师昌绪院士的推动下，我国碳纤维产业在步入新世第一阶段第二阶段第三阶段第四阶段20世纪60年代20世纪70年代20世纪80年代20世纪90第一阶段第二阶段第三阶段第四阶段20世纪60年代20世纪70年代20世纪80年代20世纪90年代至今突破PAN基碳纤维连续制备技术路线级、M40级生产日美不断推出高性能PAN基碳纤维产品，包括高强型、高强中模型、高模中强型持续研发高性能产品，并发展多功能、低成本化产品N （图表 36: 我国碳纤维产业发展历程十三五期间：T800级及以上产业化、重点应用开发十二五期

46、间：T700级产业化十一五期间：T300级突破第一阶段十三五期间：T800级及以上产业化、重点应用开发十二五期间：T700级产业化十一五期间：T300级突破基本实现T300级在民用领域的应用；初步进行了军用领域的应用20世纪60年代21世纪初21世纪至今研究工作起步研发单位包括： 中科院长春应用化学研究所、中石油吉化、中科院山西煤化所、北京化工大学低谷期仅中科院山西煤炭化学研究所、吉林化学纤维厂、吉林炭素有限公司和北京化工大学可实现小批量生产奋力追赶期师昌绪院士大力推动、国家五年计划对产业 的专项支持， 涌现出一批优秀企业， 打破了国外垄断实现了干喷湿纺关键技术和核心装备自主化实现了T800级

47、千吨级产业化，重点开发T1000等更高级别 HYPERLINK / 请仔细（ HYPERLINK / 请仔细产业布局：垂直一体化是趋势，中国产学研布局趋于完整产业链垂直布局是发展趋势。从产品布局来看，国际龙头企业如东丽、赫克赛尔均采用（图表 37: Toray 在碳纤维产业链的垂直布局图表 38: Hexcel 在碳纤维产业链的垂直布局资料源：官，资料来源：Hexcel 官网， HYPERLINK / 请仔细图表 39: 中国企业及科研单位在碳纤维产业链的产品布局 HYPERLINK / 请仔细吉林碳谷上海石化山西煤化所中复神鹰光威复材中简科技恒神股份中航复材原丝碳纤维碳纤维织物碳纤维预浸料碳

48、纤维复合材料资料来源：各公司官网，公司年报， 我国碳纤维企业依靠中科院、北京化工大学、东华大学等科研机构的研发力量，形成了较好的“产学研”分布。图表 40: 国内碳纤维产业的“产学研”分布（产能规模：日美企业明显领先；我国企业产能利用率仍待提升日本美国企业产能规模明显领先。2018 13.5 万吨，日本企业占据半壁江山、合计产能约7.6 万吨，其中日本东丽/三菱/东邦184.9/1.5/1.2 万吨产能领先；此外，德国西格里（SGL）1.3 万吨、美国赫氏（Hexcel）1 万吨。中国大陆及台湾地3.5 万吨，其中台塑/中复神鹰0.9/0.6/0.46 万吨领先。ResearchInChina

49、49%；在大丝52%24%76%。我国企业整体产能利用率较低；大丝束正在突破。虽然我国碳纤维企业的合计产能已仅次于日本，但实际有效产出较低。据赛奥碳纤8 年国产碳纤维约0 。维仍有较多产线尚未达到盈亏平衡点（例如恒神股份。8 东邦（）现已合至人株式社（nm。 HYPERLINK / 请仔细目前国产碳纤维以小丝束碳纤维为主，大丝束碳纤维领域有少数企业开始突破，上2018 48K HYPERLINK / 请仔细图表 41: 全球碳纤维企业产能分布（2018 年）图表 42: 我国碳纤维企业产能分布（2018 年）43: 全球小丝束（左、大丝束（右）碳纤维市场份额划分（2018 年）资料来源：Res

50、earchInChina， 图表 44: 全球主要碳纤维生产企业产线情况一览（2019/07）公司产线布局东丽在日本、法国、美国、韩国、匈牙利、墨西哥拥有碳纤维产线；年产能4.9万吨三菱在日本、美国等拥有碳纤维产线，年产能1.5万吨帝人在日本、美国、欧洲拥有碳纤维产线；年产能1.2万吨赫克赛尔在美国、法国、日本拥有碳纤维产线；年产能1万吨西格里在欧洲、北美拥有碳纤维生产线；年产能1.3万吨中复神鹰建成了4套聚合系统、6条原丝生产线、10条碳化生产线，拥有千吨级SYT49（T700级）产线，百吨级SYT55（T800级） 产线，已批量投产；年产能6000吨年产2万吨高性能碳纤维及配套原丝项目正在

51、建设中（西宁）恒神股份拥有单线千吨级碳纤维生产线5条（江苏）；年产能4500吨光威复材碳纤维年产能3100吨中简科技碳纤维产能50吨，在建产能1000吨（江苏）吉林碳谷原丝年产能5000吨中航复材预浸料年产能150万平方米（包括碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维及其织物的预浸料，2014年数据）资料来源：各公司官网，公司年报， 19 HYPERLINK /tech/2018-07/25/c_1123172266.htm /tech/2018-07/25/c_1123172266.htm产品技术：我国已实现部分级别的量产，在航空航天领域的应用相对成熟东丽代表了世界最先进水平；我国已实现部分级别的量产。从

52、产品性能来看，日本东丽T1000 碳纤维代表了T300T700T800 T1000 等级别的技术工艺实现突破。图表 45: 各牌号碳纤维的国内外近况（2019/07）级别国外近况国内公司进展国内企业是否实现量产T300上世纪70年代东丽研制成功光威复材：T300产业化项目已于2009年建成投产恒神股份：HF10（T300级）产品性能和稳定性通过了航空鉴定，已批量供应T700上世纪7080年代东丽研制成功中简科技：ZT7系列已批量应用于航空航天光威复材：TZ700S（T700S级）碳纤维原丝纺速度实现500米/分钟，通过了航天某型号地面试验恒神股份：HF30G（T700G级）已实现千吨级产业化生

53、产中复神鹰：已掌握T700规模化生产技术T800上世纪80年代东丽研制成功中简科技：ZT8系列（T800级）通过科技部专家现场取样评价，产品性能达到科技部863项目指标光威复材：T800H碳纤维在某型号实现首飞，具备量产能力恒神股份：T800级已实现稳定生产中复神鹰：已掌握T800规模化生产技术T1000上世纪80年代东丽研制成功中简科技：ZT9系列（T1000/T1100级）研发产品已通过第三方取样和北京航空航天大学检测光威复材：QZ6026（T1000级）碳纤维在工程化生产线上实现连续生产成功中复神鹰：百吨级T1000碳纤维生产线实现投产且运行平稳T1100 下一代高强碳纤维，东丽尚未实现

54、量产M40高模量碳纤维，技术成熟已量产 中简科技：M40J碳纤维具备稳定生产能力光威复材：M40J一条龙项目完成评审验证，并开展了批次稳定性取样评价M50高模量碳纤维，技术成熟已量产M55高模量碳纤维，技术成熟已量产 中简科技：M55J通过科技部的课题验收光威复材：联合研制的QM4050（M55J级）通过了科技部863课题验收，已在部分型号中开展验证工作M60高模量碳纤维，技术成熟已量产 中简科技：M60J于2017年通过北京航空航天大学检测资料来源：各公司官网，公司年报， 国际企业广泛布局下游应用领域、各有侧重；国产碳纤维有望从航空航天领域向工业领域不断渗透。从产品应用来看，东丽、赫克赛尔、

55、帝人、三菱等均广泛布局下游应用领域，在航空航天、风电叶片、体育休闲等已实现成熟应用。其中，东丽、赫克赛尔在航（是波音与空客的碳纤维预浸料供应商克后，在风电叶片领域具有领先优势；SGL 则在汽车领域具有领先优势。国产碳纤维主要在航空航天领域应用较为成熟，我们认为，未来有望通过航空航天应用的日臻成熟， 带动工业应用（如风电叶片等）的蓬勃发展。图表 46: 全球碳纤维厂商产品应用领域TorayHexcelSGLTeijinMitsubishi中复神鹰光威复材中简科技恒神股份中航复材台塑军工民用航空风电叶片汽车体育休闲压力容器 HYPERLINK / 请仔细 HYPERLINK / 请仔细财务指标：我

56、国企业业绩高增长，ROE 已与国际龙头相当我国优质企业已实现盈利，正处于快速成长期。日本东丽 2018 年碳纤维业务实现收入2159 亿日元，20132018 年 CAGR 约 14%。对比来看，我国企业目前体量较小，但处于快速成长期，光威复材 20132018 年收入 CAGR 达 22%、归母净利润 CAGR 达 65%。20132018碳纤维及复材业务营业总收入 20132018 CAGR14% 20132018 CAGR6% 423327332309317296216186178158162113图表47: 东丽碳纤维业务近5年收入CAGR20132018碳纤维及复材业务营业总收入 2

57、0132018 CAGR14% 20132018 CAGR6% 423327332309317296216186178158162113450400350300200150100500FY2013FY2014FY2015FY2016FY2017FY2018东丽（十亿日元）西格里（百万欧元）02018财年各企业碳纤维相关业务收入对比（百万美元）19471771Toray与SGL为碳纤维及复材业务Hexcel为复合材料业务光威复材与中简科技为营业总收入49819931TorayHexcelSGL光威复材19471771Toray与SGL为碳纤维及复材业务Hexcel为复合材料业务光威复材与中简科技

58、为营业总收入49819931资料源：Factset， 资料源：Factset，万资，图表49: 国产碳纤维企业收入快速增长图表50: 光威复材与中简科技净利润CAGR超过65%1,6001,4001,20020132018营业总收入（百万元）50040030020132018归母净利润（百万元） 20142018 CAGR65% 20142018 CAGR75%2371761993771,00080060010007551513-74757211041214002000-60-59-251-42-148-227-332-95-226 20132018 CAGR22% 20132018 CAGR

59、59% 20132018 CAGR13% 1,364 20132018 CAGR22% 20132018 CAGR59% 20132018 CAGR13% 1,364 20132018 CAGR 63% 94963349954346820172213 2291689021 2060 4611215079光威复材中简科技恒神股份吉林碳谷FY2013FY2014FY2015FY2016FY2017FY2018光威复材中简科技恒神股份吉林碳谷资料源万资，。：据位百元民币资料源万资，。：据位百元民币ROE 已与国际龙头相当。2018 财年光威复材/ROE 分别为/21E （日本东丽（碳梁占比较多（几乎

60、全部为航空特种领域。图表51: 中简科技近两年ROE与赫克赛尔相当图表52: 中简科技2017 年以来利润率大幅提升FY2018各企业ROEFY2018各企业ROE对比（%）20151050光 中 帝 东 三 赫 威 简 人 丽 菱 克 复 科化 赛 0655732 3431 382528152111655732 3431 382528152111销售净利率（%）材技学尔控股FY2013FY2014FY2015FY2016FY2017FY2018光威复材中简科技 HYPERLINK / 请仔细资料源万资，Factset，资料源万资， HYPERLINK / 请仔细图表53: 光威复材周转率更高