1.碳纤维简介
碳纤维(Carbon Fiber，简称 CF)是由聚丙烯腈(PAN)(或沥青、粘胶)等有机 母体纤维采用高温分解法在1,000摄氏度以上高温的惰性气体下碳化(其结果是去除碳 以外绝大多数元素)制成的，是一种含碳量在90%以上的无机高分子纤维。
完整的碳纤维产业链包含从一次能源到终端应用的完整制造过程:先从石油、 煤炭、天然气等化石燃料中制得丙烯，并经氨氧化后得到丙烯腈;丙烯腈经聚合和 纺丝之后得到聚丙烯腈(PAN)原丝;再经过预氧化、低温和高温碳化后得到碳纤维; 碳纤维可制成碳纤维织物和碳纤维预浸料，作为生产碳纤维复合材料的原材料;碳 纤维与树脂、陶瓷等材料结合，形成碳纤维复合材料，最后由各种成型工艺得到下 游应用需要的最终产品。
2.碳纤维行业情况
2.1 全球碳纤维情况
全球碳纤维需求:
根据赛奥碳纤维数据:2009-2018年，全球碳纤维需求量从3.55万吨增长到9.26万 吨，10年增长了1.6倍。
风电叶片、航空航天、体育休闲和汽车占碳纤维需求量的74%。2018年，全球碳纤 维需求量9.26万吨，其中风电叶片需求量2.20万吨，占比23.76%;航空航天需求量2.10 万吨，占比22.68%;体育休闲需求量1.43万吨，占比15.44%;汽车需求量1.08万吨，占 比11.66%。
航天航空占碳纤维需求金额的49%。从金额的角度，2018年，全球碳纤维25.71亿美 元，其中应用于航天航空领域销售金额12.60亿美元，占49.0%;体育休闲领域销售金额 3.29亿美元，占比12.8%;风电叶片领域销售金额3.08亿美元，占比12.0%;汽车领域销 售金额1.94亿美元，占比1.94亿美元，占比7.6%。
应用于航天航空领域的碳纤维，销售量虽然只占22.7%，但是销售金额占49.0%。应 用于航天航空领域的碳纤维销售均价60美元/吨，远高于其他应用领域的销售价格。
全球碳纤维供给:
美国、日本、中国碳纤维理论产能占比到达60%，集中度非常高。根据赛奥碳纤维 数据:2018年，全球碳纤维理论产能达到15.48万(小丝束9.77万吨，大丝束5.71万吨)， 其中，美国碳纤维理论产能为3.73万吨，占比24%;日本碳纤维理论产能为2.91万吨， 占比19%;中国大陆的碳纤维产能为2.68万吨，占比17%，另外匈牙利(1万吨)、墨西哥 (1万吨)、中国台湾(0.88万吨)和法国(0.82万吨)。
2.2 我国碳纤维情况:“有产能，无产量”现象严重
我国碳纤维需求量情况:10年增长了2.6倍，体育器材占需求的近一半 2009-2018年，我国碳纤维需求量从8600吨增长到31000吨，10年增长了2.6倍。2018年我国碳纤维需求量为3.10万吨，相对2017年增长32%，占全球碳纤维需求量的33.5%。我国碳纤维下游应用领域只要集中在体育器材，占需求量的近一半。
进口量占我国碳纤维需求量的71%
2018年我国碳纤维及制品需求量为3.10万吨，其中进口量2.20万吨，占比71%，国 产碳纤维0.90万吨，占比29%。我国碳纤维进口来源:日本7673吨，占比34.9%;中国台 湾5598吨，占比25.4%;韩国2669吨，占比12.1%。
2018年我国碳纤维及中间市场的市场规模7.11亿美元，碳纤维均价22.9美元/千克， 其中国产碳纤维市场规模1.62亿美元，国产碳纤维均价为18美元/千克。
我国碳纤维供给情况:
2018年我国碳纤维理论产能为2.68万吨，占全球碳纤维产能的17.3%。产能千吨以 上的有8家、产能500-100吨的有4家、产能100-500吨的有5家、产能100吨以下的有2家， 其中产能最大的为中复神鹰拥有6000吨/年的碳纤维产能。
2018年我国碳纤维销量只有9000吨，假设产销率100%，国内碳纤维产能利用率大概 33.6%。同样，假设产销率100%，2018年全球碳纤维产能利用率大概59.8%;去除我国， 全球其他地区碳纤维产能利用率大概65.3%。
碳纤维生产全过程流程长，工序多，技术和生产壁垒高是我国“有产能，无产量” 的重要原因。聚丙烯腈(PAN)基碳纤维的生产主要分为两步，第一步是聚丙烯腈通过 聚合、纺丝形成碳纤维原丝，第二步是原丝经过整理后，送入氧化炉制得预氧化纤维(俗 称预氧丝)，预氧丝进入碳化炉制得碳纤维，碳纤维经表面处理、上浆即可得到碳纤维 产品。全过程连续进行，任何一道工序出现问题都会影响稳定生产和碳纤维产品的质量， 全过程流程长，工序多，技术和生产壁垒非常高。
2.3 碳纤维价格差异非常大
不同型号及不同应用领域的碳纤维价格差异巨大，碳纤维价格从每千克几十元到上 千元不等，部分特种用途碳纤维价格甚至达到了每千克万元。比如T300级别的碳纤维， 用于风电叶片(>24K)产品单价大概80元/千克左右，而用于军工领域(3K、6K)的产 品单价却达到了1000-3000元/千克。原因是由于高品质小丝束纤维的工艺流程长、控制 精度高、生产效率低，导致出品单位质量纤维的能耗成倍增长。另外，军工领域用碳纤 维，有时候需要专线专用，使得生产成本更加高昂。
3. 我国军机升级换代加速促进高端碳纤维需求
碳纤维因其“轻而强”和“轻而硬”的特性，被广泛应用于战斗机和直升机的机体、 主翼、尾翼、刹车片及蒙皮等部位，减重效果显著，并且碳纤维复合材料逐渐从承力、 次承力结构向主承力结构方向发展。随着军用飞机越来越高端先进，复合材料在军用飞 机的使用量比例越来越高。以美国战机为例，早期的F-16A复合材料使用比例只有2%， 而以F-22和F35为代表的第四代战斗机上复合材料使用比例高达24%和36%。
我国战斗机使用碳纤维复合材料比例也不断提升，歼-8使用碳纤维复合材料比例1%， J10使用碳纤维复合材料比例6%，J11碳纤维复合材料使用比例10%。另外，我国最新J20、 直20大量使用复合材料。
根据《飞行国际》发布的《WorldAirForce2019》，我国现有各类战机总数3187架， 其中我国作战飞机1624架、特种飞机97架、战斗直升机902架、运输机193架。
我国仍有三成比例作战飞机是二代作战飞机。这里作战飞机包含有战斗机、战斗轰 炸机、强击机、战略轰炸机等装备有进攻性武器系统的固定翼战机。我国作战飞机中， 有J-7、J-8二代作战飞机561架，占我国作战飞机比例高达34.5%;三代作战飞机J-10有 260架、J-11/15su-27/30/35有391架，合计651架，占我国作战飞机比例为40.1%。美国 作战飞机基本上是三代以上作战飞机，并拥有四代作战飞机F-22 178架，F-35 214架。 二代作战飞机已经不适合现代战争，随着我国第三代作战飞机日趋成熟，新型战机歼-16， 歼-10c以及五代隐身战斗机歼-20的相继服役，未来二代作战飞机将逐渐退役。
4.我国民用大飞机量产将带来大量碳纤维需求
C919 是中国首款完全按照国际先进适航标准和主流市场标准自主研发的单通道干 线飞机。首架 C919 客机于 2017 年 5 月 5 日首飞，第二架、第三架、第四架、第五架、 第六架C919分别在2017年12月17日、2018年12月28日、2019年8月1日、2019 年 10 月 24 日、2019 年 12 月 27 日完成了首次飞行，六架试飞机全部投入试飞工作，进 入大强度的试飞阶段。截至 2018 年 2 月 26 日累计获 28 家客户 815 架订单，计划于 2021 年取得适航证并首架交付。
另外，中俄联合研制的 CR929 宽体客机，用双通道客舱布局，基本型命名为 CR929-600，航程为 12000 公里，座级 280 座。此外还有缩短型和加长型，分别命名为 CR929-500 和 CR929-700。目前 CR929 正在开展初步设计和系统供应商的选择工作，力 争在 2021 年实现首架 CR929 开工制造。
C919机身中碳纤维复合材料用量约为12%，正在研发的C929机身中碳纤维复合材料 有望超过50%。大飞机C919，后续的C919量产，将带来国内碳纤维新的需求。目前国内 中游下游碳纤维复材企业已经广泛参与到型号配套过程中，个别上游纤维企业也开始进 入到PCD适航认证阶段。
在光威复材披露的公司投资者关系活动记录表， C919目前面向全球进行采购，公 司积极参与了C919 试航认证，目前公司已经成为合格的供应商之一。
5.国内碳纤维上市公司对比分析
5.1 盈利能力:产品主要应用于军品的国内少数碳纤维企业获得持续盈利
国内碳纤维企业整体盈利能力较弱:碳纤维研发投入大、周期长，研发失败风险非 常大。另外，在碳纤维规模化生产中，生产流程较长，生产技术及生产工艺极为复杂， 生产控制精度要求高，若生产企业不具备保持生产线长周期稳定运行的技术水平及管理 能力，极易造成产品质量的不稳定，进而影响终端产品碳纤维复合材料制品的质量和性 能。致使国内碳纤维行业产能利用率非常低，而碳纤维的生产成本中折旧成本占比非常 高，这是国内碳纤维企业实现稳定盈利非常难。
另外一个重要原因:全球碳纤维市场主要控制在日本、美国等少数发达国家企业手 中，集中度非常高，几大国际碳纤维生产巨头利用其技术垄断和规模化生产优势，对我 国高端碳纤维领域采取技术封锁和出口限制，低端碳纤维领域采取低价倾销的销售策略， 致使国内大部分碳纤维生产企业技术水平落后，经营业绩长期处于亏损状。因此，我国 碳纤维市场中的企业，如果产品需求主要是国内军工(碳纤维相对高端)，企业盈利能 力就相对较好;如果产品需求主要面对低端的民用领域，企业盈利能力就普遍较弱。
国内碳纤维已上市或登陆新三板的碳纤维企业共有4家:光威复材、中简科技、恒 神股份、吉林碳谷。在4家碳纤维企业中，只有光威复材和中简科技实现持续的较好盈 利。
光威复材自产碳纤维产品主要用于航空航天等军品;中简科技生产的碳纤维及碳纤 维织物主要客户为国内大型航空航天企业集团，产品最终用户为军方。
5.2 光威复材和中简科技对比分析
2019年，光威复材碳纤维产量735.58吨，销量638.30吨;碳纤维织物生产量54.88 万平米，销售量48.55万平米。同期中简科技碳纤维产量90.61吨，销量79.86吨。
2019年，光威复材收入17.15亿元，同比增长25.77%;归属于上市公司股东的净利 润5.19亿元，同比增长37.88%。中简科技收入2.34亿元，同比增长10.28%;归母净利润 1.37亿元，同比增长13.33%。光威复材收入是中简科技的6.3倍，光威复材归母净利润 是中简科技的2.8倍。
2016-2019年，光威复材ROE分别为15.19%、12.85%、13.91%和17.27%;中简科技ROE 分别14.94%、24.07%、21.05%和16.58%，2019年环比下降较多主要原因是公司2019年IPO 增加资产较多。
2016-2019，光威复材碳纤维及织物毛利率分别为77.30%、78.02%、79.99%和79.29%; 中简科技碳纤维及织物(使用综合毛利率)分别为67.94%、77.73%、79.61%和82.35%，， 两者相差无几。
5.3 碳纤维的生产成本中折旧成本占比非常高
碳纤维生产具有占地面积大、设备价值高的特点，各期折旧摊销较大，折旧占碳纤 维生产成本的比例普遍较高。光威复材2000吨/年T700S/T800S级碳纤维项目投资总额 4.70亿元，碳纤维单吨投资额23.5万元/吨;中简科技1000吨/年T700级碳纤维扩建项目 投资总额为6.83亿元，碳纤维单吨投资额68.3元/吨。如果碳纤维生产线产能利用率过 低，生产线单线产能低，单位生产成本中折旧成本就是过高，使碳纤维企业很难实现盈 利。
（报告来源：东莞证券）
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