新材料之首碳纖維行業特點及全球重點企業優勢概況

1、碳纖維行業特點

(1)碳纖維行業屬於資本和技術密集型行業,行業壁壘高

碳纖維屬於高技術密集型產品,涉及精餾純化、高分子合成、化纖紡制、高溫處理、表面處理及界面科學等多學科交叉,產業鏈長,產品系列多,生產技術複雜,產業發展涉及產、學、研、用各個環節。特別是在航空航天領域,由於應用的特殊性,碳纖維產品的質量標準高、研發週期長、資金投入大,行業壁壘高,同時對穩定性有非常苛刻的要求。

(2)應用領域不斷拓展,潛在市場逐步成熟

碳纖維下游應用技術的開發難度較高,碳纖維與樹脂、上漿劑等材料之間工藝參數必須系統配合,複合材料設計與成型需要一體化,下游領域的應用開發需要較長的研發過程。加之研發投入大、生產成本高,導致碳纖維應用範圍長期侷限在航空航天和高端民用領域。近年來,隨著碳纖維應用成本的下降,碳纖維下游應用領域逐步擴展到一般工業領域,風電設備、汽車製造、軌道交通等領域的應用不斷拓展。

新材料之首碳纖維行業特點及全球重點企業優勢概況

(3)日本及歐美領先企業壟斷全球市場

由於碳纖維生產工藝流程複雜、研發投入巨大、研發週期較長,使得國際上真正具有研發和生產能力的碳纖維公司屈指可數。美國注重原始創新,日本擅長精細化生產,在碳纖維產業發展中各具優勢。日本東麗、美國赫克塞爾壟斷航空航天高性能碳纖維市場,日本東邦和日本三菱也在高性能碳纖維領域佔據了一席之地;其他重點企業也各具特色,在原料多元化、合成體系、紡絲技術、絲束規格等方面具備各自的優勢。隨著中簡科技生產的 T700 級碳纖維和光威復材、恆神股份為代表的國內企業生產的 T300 級碳纖維在航空航天領域應用的逐步擴大,一定程度上削弱了日本及歐美等國在高性能碳纖維領域的壟斷地位。

(4)市場和政府在行業發展中發揮重要作用

碳纖維與國防工業密不可分,市場和政府在行業發展中發揮重要作用。美國和日本採取以市場為主的模式,主要依靠大企業研發和生產,同時供應民用和國防應用領域。日本通過各種途徑支持本國碳纖維企業發展,將其作為十大戰略性產業之一;美國從 20 世紀 70 年代先後贊助執行了飛行能效(Aircraft EnergyEfficiency,ACEE)計劃、先進複合材料技術(Advanced Composite Technology,ACT)計劃和低成本複合材料計劃等,最終目的在於提供在製造成本上有競爭力的複合材料機翼和機身的製造技術。1988 年,美國國會通過法令,軍用碳纖維所用聚丙烯腈原絲要逐步實現自給,國防工業所需的重要材料都必須立足於本國生產,波音可以使用日本東麗的碳纖維,國防工業則必須採用美國赫克塞爾或美國氰特的碳纖維,同時對高端碳纖維產品和技術裝備出口進行嚴格管控。俄羅斯由國家主導研發和生產,國有部門負責開發研究生產製造,保障國防工業和重大工程的需求。

相關報告:北京普華有策信息諮詢有限公司《碳纖維行業市場監測及發展前景預測研究報告》

2、行業主要經營模式

目前,全球碳纖維市場被日本東麗、日本東邦、日本三菱麗陽及美國赫克塞爾等少數幾個公司所壟斷,日本東麗和美國赫克塞爾是全球經營最為成功的碳纖維生產企業。其經營模式如下:

(1)日本東麗的經營和管理採用內部治理模式,其主要特點是股東穩定,股東包含幾個銀行股東,股東間互相持股且均不參與對方公司管理,公司董事全部來自公司內部,公司管理者和決策者有豐富的碳纖維專業知識,因此,日本東麗管理者不會單獨追求股東利益,而會把公司長遠發展作為目標,通過持續投入,提高企業創新能力,技術創新不斷推動公司碳纖維產業發展,促使日本東麗成為全球碳纖維行業的老大。

(2)美國赫克塞爾的發展得益於美國國防部制定的碳纖維本土化政策,上世紀八十年代,美國的幾個碳纖維公司均採用外部治理模式,但由於碳纖維作為國家特殊的戰略物資材料,受日本東麗等公司的制約,美國碳纖維企業均瀕臨倒閉。美國國防部適時推出碳纖維等關鍵材料本土化的國家戰略,由此扶持了美國赫克塞爾、美國氰特等本土碳纖維企業的發展,最終擺脫了對日本碳纖維的依賴。

3、行業競爭格局和市場化程度

(1)我國碳纖維行業技術上與國外差距較大

我國碳纖維行業目前仍處於初級階段,由於碳纖維行業涉及精餾純化、高分子合成、化纖紡制、高溫處理、表面處理及界面科學等多學科交叉,且精密製造的工藝門檻甚高,掌握高性能碳纖維研發核心技術並能夠實現穩定、成本可控的規模化生產的企業較少,絕大多數企業不能滿足航空航天等高端產業的規模化應用需求,主要圍繞體育休閒等低端領域;在高性能碳纖維研發生產方面,國內部分碳纖維企業基本實現 T700 級、T800 級碳纖維技術突破,但穩定性、產品離散度等指標與國外優勢企業相比存在一定差距。

(2)全球碳纖維產能主要集中在日美兩國

日本是全球碳纖維的主要製造廠商,代表企業包括日本東麗、日本東邦和日本三菱麗陽等,其他地區的主要廠商包括美國的赫克塞爾、卓爾泰克以及德國的西格里等。根據 CCeV 的數據統計,日本東麗是全球唯一一個碳纖維產能超過 2萬噸的企業,是全球碳纖維領域無可爭議的龍頭,長期為波音公司和空中客車公司主要的穩定供貨商,其他重點企業也各具特色和優勢,市場化程度較高。

從全球碳纖維的理論產能區域來看,美國、日本和中國位列前三,三者合佔到了全球超過 60%的產能分佈。根據數據統計,2016 年,中國的碳纖維理論產能約為 1.8 萬噸,但 2016 年的實際產量僅為 4,600 噸,且以低端碳纖維為主,整體產能利用率較低。

(3)國內碳纖維市場呈結構性分化趨勢

目前,我國大多數碳纖維企業所提供產品以中低端碳纖維為主,加之國外龍頭企業依靠自身規模化、低成本化優勢對國內傾銷式銷售低端碳纖維,嚴重製約國內低端碳纖維生產企業的生存發展,導致我國低端碳纖維領域產能過剩問題嚴重。以生產中低端碳纖維為主企業競爭激烈,毛利率普遍為負,國內多數碳纖維廠家仍處在虧損狀態。

相較而言,受技術研發限制,國內碳纖維企業尚無法大規模提供高性能碳纖維,而國外龍頭企業在高端碳纖維方面對國內採取禁運或限制某些領域應用措施;與此同時,以航空航天、軍工等為代表的領域對高端碳纖維需求旺盛。綜上上述因素,國內高性能碳纖維長期處於供不應求局面,產品銷售價格較高。

4、行業內主要企業

全球範圍內,碳纖維核心生產技術主要掌握在日本和美國等少數幾個國家,生產能力和市場需求亦主要集中在上述地區。碳纖維行業從技術實力、生產能力、銷售能力來看,具有代表性的境外企業主要有日本東麗(TORAY)、日本東邦(TOHO)、日本三菱麗陽(MITSUBISHI)、美國赫克塞爾(HEXCEL)、美國卓爾泰克(ZOLTEK)、德國西格里(SGL)、美國氰特(CYTEC)、土耳其阿克薩(AKSA)。

近幾年,隨著國內企業在碳纖維領域不斷加大投入,研發生產實力得到大幅提升,出現了以中簡科技、光威復材、江蘇恆神、中復神鷹等為代表的企業。

(1)境外主要企業

A.日本東麗(TORAY)

日本東麗成立於 1926 年,當時主要生產粘膠人造絲。1970 年 1 月 1 日,正式更名為東麗株式會社。日本政府於 1985 年 9 月簽署《廣場協議》後,日元匯率一路飆升,日本東麗藉助纖維紡織行業以及整個日本工業結構調整的機會,對各項事業進行重組並優化公司結構,擴大海外生產基地。經歷九十年的發展,日本東麗完善了從上游原絲製備到下游複合材料製品設計製造的整個產業鏈,在全球 26 個國家和地區開展業務,目前主要從事纖維和織物、樹脂和化學成品、IT相關產品、碳纖維複合材料、環境和工程等業務。日本東麗 2016 財年實現營業收入 20,265.00 億日元,淨利潤 994 億日元。

2002 年 7 月,東麗集團設立東麗(中國)投資有限公司 Toray Industries(China)Co.,Ltd.(TCH),主要用於投資管理中國事業,另外,東麗還在南通和上海分別建立了東麗纖維研究所(中國)有限公司及其分公司,建立了以有機合成化學、高分子化學為中心的研究基地。

日本東麗在全球碳纖維行業處於領先地位,研發水平超前,日本東麗於 2014年已開發出 TORAYCA®T1100G 高拉伸強度和高彈性模量碳纖維,而我國大部分企業尚未能大批量生產 T700 級碳纖維。由於日本東麗現今的研發理念、大規模化的生產模式,使得其在同級別碳纖維生產方面具有低成本優勢,在國內外碳纖維市場具有較強的競爭力。

B.日本東邦(TOHO)

日本東邦成立於 1934 年 6 月,該公司由東邦特耐克絲和 6 家子公司組成,母公司為帝人集團(Teijin)公司,主要涉及碳纖維複合材料業務、紡織纖維業務,日本東邦於 1975 年開始量產聚丙烯腈系的碳纖維“TENAX”,2002 年,在中國上海設立東邦特耐克絲株式會社上海代表處。

帝人集團(Teijin)公司於 1918 年成立,經過近百年發展,公司業務領域涉及高性能纖維與複合材料,電子材料與化工產品,醫藥醫療,纖維產品與流通和IT 等,是全球屈指的碳纖維、芳綸纖維製造商之一,同時也是全球領先的聚碳酸酯樹脂製造商之一。2016 財年,實現了 1,141.1 億日元的營業額,淨利潤 162.2 億元日元。

日本東邦是一家領先的全球化公司,在日本、德國和美國均設有機構和生產工廠,年產能力逾 1 萬噸,產品廣泛應用於航空航天、汽車、工程塑料、電子、體育休閒等領域。

C.日本三菱麗陽(MITSUBISHI)

日本三菱麗陽成立於 1933 年 8 月,1962 年 10 月,開始生產聚丙烯纖維,1975年開始生產預浸料,1983 年開始生產碳纖維。三菱麗陽實現了從丙烯纖維原料丙烯腈的合成到聚合、原絲、碳纖維、產品等一條龍生產。

三菱麗陽集團同時擁有 PAN 基碳素纖維和瀝青基碳素纖維,以及以碳素纖維為基本原材料生產的中間材料和成型加工品,通過完善的產品鏈,在體育用品、產業資材、航空航天、汽車及環境等廣泛領域內展開經營。根據其經營計劃,從2017 年 4 月開始還將與三菱化學、三菱樹脂實現整合,成為新的綜合性化學生產商“三菱化學株式會社”。通過整合,以確立創造高成長及高收益型事業體的機制。

D.美國赫克塞爾(Hexcel Corporation)

美國赫克塞爾成立於 1946 年,是一家全球領先的複合材料公司,該公司開發製造輕質、高性能的複合材料,包括碳纖維、增強織物、預浸料、蜂窩芯、樹脂系統、膠粘劑和複合材料構件,產品廣泛應用於民用飛機、宇航、國防和一般工業。

2016 財年,美國赫克塞爾營業總收入 20.04 億美元,淨利潤 2.50 億美元;2016財年複合材料業務收入為 16.10 億元。美國市場為美國赫克塞爾貢獻了近 50%的營業收入。

E.美國卓爾泰克(Zoltek Companies, Inc.,)

美國卓爾泰克創立於 1975 年,1988 年卓爾泰克公司以美國宇航局大型運輸機的相關業務及火箭噴管為契機,進入了碳纖維領域。作為世界領先的大絲束碳纖維生產廠家,美國卓爾泰克主要生產碳纖維預浸料,多軸布,符合各種工程塑料用的短切碳纖維,預氧絲。1992 年該公司在納斯達克上市並募集資金 400 萬美元,利用募集資金完善了碳纖維生產線,1995 年利用增發股票募資,進一步完善了歐洲市場佈局及原材料供應體系。

2013 年 9 月 27 日,日本東麗宣佈收購美國卓爾泰克,於 2014 年 2 月 28 日完成了所有的收購程序。收購完成後,美國卓爾泰克從納斯達克退市。

F.德國西格里(SGL Group - The Carbon Company)

德國西格里是德國SIGRI股份有限公司和美國大湖碳素公司於1992年合併而成,德國西格里(SGL)是全球領先的碳素石墨材料及相關產品製造商之一,擁有從碳石墨產品到碳纖維及碳碳複合材料在內的完整生產線,其產品在鋼鐵、鍊鋁、汽車製造、化工、電子半導體、光伏和 LED 產業、鋰離子電池等行業具有廣泛應用。在風能、航天航空、國防工業等領域的碳素石墨材料及其相關產品的應用也呈上升趨勢。西格里集團在全球擁有超過 40 個生產基地,市場及服務網絡覆蓋 100 多個國家。

德國西格里於 1998 年進入中國,集團旗下中國業務主要分佈在上海,由上海西格里東海碳素有限公司、西格里特種石墨(上海)有限公司、西格里石墨技術(上海)有限公司及其生產基地組成。

2016 財年,德國西格里營業收入為 7.7 億歐元,受非經常性損益影響,整體盈利有所降低,實現淨利潤-1.11 億歐元。

G.美國氰特(CYTEC Solvay Group)

美國氰特公司是世界領先的經營特種化工及材料技術的公司之一,公司前身是美國氰胺公司化工部,1993 年在紐約證券交易所上市,是一家特種化學品和特種材料的創新公司,在研究,開發和生產領域居全球領先地位。該公司致力於創造領先的技術方案服務於全球市場,包括:航空航天、塗料、礦業、塑料和水處理,產品包括:碳纖維原絲生產、碳纖維生產、碳纖維織物生產、預浸料生產、UV/EB 能量固化樹脂,液體塗料樹脂,氨基交聯劑,粉墨塗料樹脂,塗料助劑,採礦劑,磷化學品,聚合物添加劑,界面活性劑和特殊單體等。

H.土耳其阿克薩(Akrilic Kimya Sanayii)

土耳其阿克薩是全球最大的腈綸製造商。該公司從 1971 年開始生產腈綸絲,於 2008 年下半年開始碳纖維試生產,並於 2009 年第 3 季度開始商業化生產。2012年,美國陶氏化學(DOW)與土耳其阿克薩(AKSA)組建合資公司 DowAksa,專業生產碳纖維,並致力於下游製品的研發。近年來,土耳其阿克薩的產業化發展比較迅速,主要用於民用工業領域。2010年 1 月進入中國市場,經歷五年多的耕耘,其國內市場主要分佈在建築加固、運動器材、熱場材料等領域。

(2)境內主要企業

A.光威復材

光威復材成立於 1992 年,註冊資本 2.76 億元。產品主要包括碳纖維及碳纖維織物、碳纖維預浸料、玻璃纖預浸料、碳纖維複合材料製品等,其中,碳纖維及碳纖維織物由其全資子公司威海拓展生產,主要型號為 GQ3522 型(T300 級)碳纖維及織物,應用於航空航天領域。其他產品主要分佈於漁具、體育休閒等工業領域。2016 年度,光威復材實現營業收入 6.33 億元,淨利潤 2.20 億元,其中碳纖維及織物營業收入為 4.37 億元,佔合計營業收入比重為 69.04%。

B.恆神股份

恆神股份成立於 2007 年,註冊資本 12.74 億元,2015 年 5 月在全國中小企業股份轉讓系統(新三板)掛牌(代碼 832397,簡稱“恆神股份”)。恆神股份主營產品有丹強絲和碳纖維兩大板塊,2013 年丹強絲產品營收佔比達到 98%。2015 年開始專營碳纖維及相關產品,丹強絲業務不再經營,其主要產品為 T300 級碳纖維。2016年度,恆神股份累計實現營業收入 1.95 億元,淨利潤為-2.27 億元。

C.中復神鷹

中復神鷹是中國建築材料集團公司碳纖維業務的核心企業,成立於 2006 年,註冊資本 6.15 億元。主營業務為碳纖維原絲、碳纖維、碳纖維製品的研發、製造。

D.江蘇航科

江蘇航科成立於 2010 年 2 月,註冊資本 5,500 萬元,主營業務為高性能碳纖維及其複合材料的研究、開發、生產、銷售。

新材料之首碳纖維行業特點及全球重點企業優勢概況


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