空天系列报告二：太空碳纤维：黑金时代开启-国联民生

太空碳纤维：黑金时代开启研究团队：研究团队：军工组吴爽报告日期：2026年1月24日请务必阅读最后请务必阅读最后•碳纤维被誉为“黑色黄金”，按力学性能分为T系列（侧重拉伸强度，如T300）和M系列（侧重拉高温石墨化处理（含碳量超99%），模量可达300-600GPa，更适合太空环境。•碳纤维在火箭中用于整流罩、级间段、着陆腿等关键部位，能实现20%-50%的减重效果。SpaceX的“猎鹰9号”将其应用于整流罩、级间段等复合结构。国内案例“微光一号”是全碳纤维火箭，减重•卫星中碳纤维用于散热片、精密结构、太阳能电池板吊杆和天线反射器等，占比约15.1%。目前铝合金仍主导（36.7%），但碳纤维因低热膨胀系数和减重效果，渗透率有望提升。Starlink卫星迭代显示，单星重量从227kg（V0.9）增至1250kg（V2.0），假设碳纤维占比15%，单星用量从34kg升至188kg。此外，太阳翼从刚性向柔性发风险提示：技术发展不及预期风险；需求不及预期风险；11证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明碳纤维：“黑色黄金”性能优异录卫星用碳纤维：受益于整星重量增大，未来单星碳录相关公司风险提示22证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明碳纤维：“黑色黄金”性能优异碳纤维：“黑色黄金”性能优异小丝束/中小丝束T300/T700/T800等小丝束/中小丝束运用于装备的不同部位小丝束-大丝束T300-T700风电主要运用于叶片、梁小丝束-大丝束应用于大型建筑物增加建筑物的强度、耐腐蚀性小丝束-大丝束用于高档体育器材44证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明T系列：代表以拉伸强度为主的碳纤维（抗断能），），核心工艺路径差压：T系列工艺止步于碳化阶段，碳含量从60%升至95%；而MJ系列则是碳纤维原丝经过预氧化、碳化后，再进一步进行2200-3000石墨化处理制得，使纤维含碳量升至99%以上并实现纤维高度取向，拉伸模量可达300-600GPa。该石墨化环节对热工装备（石墨化控、运行稳定性等极为苛刻，目前其国产化率不足30%，是制约国内MJ系列碳纤维规模化放量的关键因素之一。模量分类纤维类型纤维根数抗拉模量（GPa）伸长率（%）密度（g/cm³)标准模量2304,4102504,9002304,900240294294294278294M35J4,510M40J4,400M46J4,200436M55J4,020M60J55证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明航空航天为碳纤维重要应用领域碳纤维的产业链覆盖从化工原材料到下游应用的完整制造过程。产业链上游属于石油化工行业，从原油原料中制得聚丙烯腈原丝再到碳纤维；产业链中分领域看，2024年中国碳纤维的需求量在体育休闲、风电叶片、航空航天军工方面分别为2.需求/吨需求占比/右轴25,50030.30%22,00026.20%9,0009,000资料来源：灼鼎咨询，《2024全球碳纤维复合材料市场报告》林刚，国联民生证66证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明火箭用碳纤维：未来有望向整流罩、级间段、着陆腿等部位拓展碳纤维增强复合材料在运载火箭领域的应用主要应用部位：整流罩、发动机壳体、级间段舱体等关美国的大力神-4火箭将IM7/8552碳纤维复合材料应用于整流罩、级间段舱体、锥形尾舱承载结构、级间段蒙皮和锥形尾舱壳体；日本韧性强、绝缘耐温湿、结构功能一体化、可设计性强，成为航图表：碳纤维增强复合材料在国内外运载火资料来源：《激光加工碳纤维增强复合材料及其在航空航天领域应用（特邀）》-李欣等，国联民生证券研究所项目应用部位材料型号发动机壳体法国阿里安娜2型火箭\欧洲织女星运载火箭\俄罗斯Proton-M火箭点阵圆锥壳适配器CFRP美国大力神-4火箭整流罩、级间段舱体、锥形尾舱承载结构、级间段蒙皮和锥形尾舱壳体等助推器T1000英国OrbexPrime发动机壳体碳纤维增强铝基复合材料中国长征-11运载火箭全整流罩M40J资料来源：《碳纤维增强复合材料在航空航天领域的应用》-黄亿洲等，《碳纤维复合材料在航空航天领域的应用进展及趋势分析》-张壮等，国联民生证券研究所整理88证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明“猎鹰9号”的碳纤维复合材料应用：整流罩、*请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告9*请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告10核心定位：国内首款全碳纤维复合材料的中型液体复用运载火箭，全球首款资料来源：微光启航WELIGHT微信公众号，国联民生卫星用碳纤维：受益于整星重量增大，未来单星碳纤维渗透率有望进一步提升碳纤维的具体应用部位精密结构：结构件、光学平台和仪器设备等的制作都采用了碳纤维材料，卫星发射过程中，它们能保护载荷不受损害，其卓越的耐用性能够承受太空中的极反射器和天线：高模量碳纤维使反射器、天线和图表：散热片碳纤维应用示意图图表：精密结构碳纤维应用示意图图表：太阳翼碳纤维应用示意图图表：反射器、天线碳纤维应用示意图资料来源：TorayAdvancedComposites官网,国联民生证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明图表：典型近地轨道卫星的预计平均构成认知差：铝合金仍占主导，碳纤维在卫星中占比仍有较大提升空间图表：典型近地轨道卫星的预计平均构成此外，热控涂层与油漆（约2%）、多层隔热材料（3.7剂与密封剂（约7%）以及光学材料（2.9资料来源：《Spacewaste:AnupdateoftheanthropogenicmatterinjectionintoEarthatmosphere》LeonardSchulz等，国联民生证券研究所证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明不同系统在卫星中重量占比andDesign》(Wertz储能装置（如锂离子电池）、电源控制单元（调节电压与充放综合来看，太阳翼中碳纤维用量或不高，刚性向柔性太阳翼转变证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明太阳翼：柔性相比刚性，碳纤维用量或会适当减少，但对碳纤维在卫星整体用量影响较小太阳电池阵基板结构：“铝蜂窝芯子＋碳纤维矩形围框＋碳纤维图表：刚性基板资料来源：《太阳电池阵基板结构优化设计》张燕娜，赵泓滨，国联民生证券研究所图表：太阳翼的结构组成资料来源：未来天玑，国联民生证券研究所图表：太阳电池阵基板结构资料来源：《太阳电池阵基板结构优化设计》张燕娜，赵泓滨，国联民生证券研究所证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明太阳翼：柔性相比刚性，碳纤维用量或会适当减少，但对碳纤维在卫星整体用量影响较小柔性的薄膜结构作为基板，碳纤维蒙皮或不再需要国内商业卫星领域采用的基于剪刀叉展开机构以及卷曲杆的柔性太阳翼方案，展构为碳纤维复材。图表：银河航天灵犀03星柔性太阳翼展开状态图表：全球首款大规模卷式全柔性太阳翼展开状态证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明卫星通胀逻辑：受益于整星重量增大，未来单星碳纤维有望渗透率进一步参考starlink卫星迭代，从V0.9—V2.0单星重量从227kg提升至1250kg，假设碳纤维用量占比为15%，带动单星碳纤维用量从34kg提升至188kg。V0.9V1.0V1.5 V2.0 资料来源：SpaceflightNow，Space，EverydayAstronaut，Teslarati，国联民生证券研究所证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明相关公司拥有M40J级生产线和M55J级生产线各一条，目前公司是我国航天卫星用碳纤维的核心供应商，2025年公司创新性的采用干喷湿纺技术制备了超高模量M55J级碳纤维产品，可满足无人机、卫星等对轻量化与现阶段，产品已通过初步性能评估，正在卫星结构件领域应用验证。公司M级碳纤维项目覆盖聚合、纺丝、碳化全核心生产环节，目前正稳步推进纺丝环节试生产前期筹备工作，各项工作有序开展中。资料来源：光威复材、中复神鹰、和顺科技投资者问答，国联民生证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明风险提示风险提示技术发展不及预期风险：若商业航天相关的火箭、卫星技术发展速度不及预期，将直接导致行业整体发展放缓，进而影响对高性能碳纤维材料的需求释放节奏。需求不及预期风险：碳纤维在太空领域的需求与卫星发射规模高度绑定，若未来卫星发射数量、频次不及预期，将直接缩小碳纤维的市场空间，影响产业链上下游企业的业绩增长。行业竞争加剧风险：随着卫星碳纤维市场潜力逐步释放，其高价值属性或将吸引更多企业进入该领域，行业竞争可能进一步加剧，现有企业的市场份额、盈利能力可能面临挤压。2121证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明THANKS致谢执业证书：S0590523110001邮箱：wushuang@联系我们：9无锡江苏省无锡市金融一街8号国联金融大厦8楼上海上海市虹口区杨树浦路188号星立方大厦B座7层9北京北京市西城区丰盛胡同20号丰铭国际大厦B座5F深圳深圳市福田区中心四路1号嘉里建设广场1座10层01室2222证券研究报告*请务必阅读最后一页免责声明分析师承诺：本报告署名分析师具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并登记为注册分析师，基于认真审慎的工作态度、专业严了研究人员的研究观点，结论不受任何第三方的授意、评级说明：投资建议评级标准评级以报告发布日后的12个月内公司股价（或行业指数）相对同期基准指数的涨跌幅为基准。其中：A股以沪深300指数为基准；新三板以三板成指或三板做市指数为基准；北交所以北证50指数为基准；港股以恒生指数为基准；美股以公司评级相对基准指数涨幅15%以上谨慎推荐相对基准指数涨幅5%～15%之间相对基准指数涨幅-5%～5%之间相对基准指数跌幅5%以上行业评级相对基准指数涨幅5%以上相对基准指数涨幅-5%～5%之间相对基准指数跌幅5%以上本报告由国联民生证券股份有限公司或其关联机构制作。国联民生证券股份有限公司具有中国证监会许可的证券投资咨询业务资格。本报告的分销依据不同国家、地区的法律、法规和监管要求由国联民生证券于该国家或地区的具有相关合法合规经营资质的子公司/经营机构完成。在遵守适用的法律法规情况下，本报告亦可能由国联证券国际金融有限公司在香港地区发行。国联证券国际金融有限公司具备香港证监会批复的就证券提供意见（4号牌照）的牌照，接受香港证监会监管，负责本报告于中国香港地区的发行与分销。本报告仅供本公司授权之机构及个人使用，本公司不会因任何人收到本报告而视其为客户。本报告仅为参考之用，并不构成