碳纤维市场分析报告( 65 页)

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目录

1 碳纤维——性能优异工业材料，制造全环节技术壁垒高 .......... 6

2 性能/成本区分高低端市场，高端航空刚需、赛道长且佳....... 11

2.1 商业模式端，市场需求差异下高低端市场驱动力不同 ....... 11

2.1.1 航空航天高端领域技术为先，中低端市场拓展限制在成本 ......... 11

2.1.2 原材料与能耗构成碳纤维主要成本，发挥规模优势利于降成本 .......... 14

2.2 市场空间广，下游市场以CFRP 为主，因需求差异致天花板有别 ....... 19

2.2.1 国外航空市场内资短期难进入，战略意义催生国内刚需特征 ..... 21

2.2.2 风力发电建设刺激碳纤维需求，大丝束契合低成本特性 ............. 26

2.2.3 汽车轻量化确实是碳纤维长期机遇，但短期发展桎梏于性价比 .......... 29

2.2.4 体育产业最先实现碳纤维产业化，成本竞争或降低市场毛利 ..... 32

3 日美巨头主导国际市场，大小丝束竞争格局存在显著差异 ............. 34

3.1 财务指标看，外企长期技术积淀造就其产品性能与成本控制优势 ..... 34

3.2 性能与成本差异，致大小丝束在竞争格局存在较大差异 ............ 37

3.2.1 小丝束：先发优势、产业支持、固有格局，强者恒强或延续 ..... 39

3.2.2 大丝束：直面国际巨头竞争，扩产能、降成本是竞争关键 ......... 42

4 海外巨头：技术是基因，产能促成长，政策控环境 ....... 44

4.1 日本东丽&美国HEXCEL 全面领先 ...... 44

4.1.1 正确判断、合理选择市场，绑定客户、并购扩渠道 ............ 46

4.1.2 产能高效布局降成本，产销反馈机制促发展 ...... 50

4.1.3 重视各环节技术研发，产品持续领先升级 .......... 53

4.1.4 赫氏发展得益于碳纤维本土化政策，历次重组聚焦复材经营 ..... 56

4.2 复盘启示：中短期依托政策聚焦航空，长期完善产业链技术升级 ..... 59

4.2.1 国内龙头依托政策优势，中短期聚焦国内航空航天 ............ 59

4.2.2 国内复材尚有拓展空间，联合客户进行系统化开发 ............ 61

4.2.3 产能及产业链整合、市场战略选择是行业长期发展目标 ............. 63

5 投资建议&风险提示...... 65

图表目录

图表1： 碳纤维力学性能出色，是军民用重要基础材料 ........ 6

图表2： 碳纤维在部分性能上不劣于其他主要工业材料 ........ 6

图表3： 碳纤维原丝及碳纤维复合材料均是产业链上重要的两个环节 ........... 7

图表4： 东丽聚丙烯腈（PAN）基碳纤维牌号分类 ........ 7

图表5： 我国国家标准与日本东丽性能匹配表 ..... 7

图表6： 同级别大丝束部分性能优于小丝束 ......... 8

图表7： 国内企业碳纤维纺丝工艺主要以湿法为主....... 8

图表8： 三代碳纤维技术变迁主要集中在碳纤维微结构和纺丝技术 ...... 9

图表9： 碳纤维复合材料种类繁多，应用广泛 ............ 10

图表10： 碳纤维复合材料成型加工过程，其中成型阶段以及基体树脂为关键要素 ............ 10

图表11： 北航研制的大型自动铺带机 ...... 11

图表12： 碳纤维预浸料手动铺叠 ..... 11

图表13： 碳纤维复材下游不同应用领域的商业模式存在较大差异 ............. 12

图表14： 高端市场碳纤维价格明显高于中低端市场 .......... 12

图表15： 以中简科技为例高端领域碳纤维价格稳定 .......... 13

图表16： 热塑性复材在商业航空器上使用量增加 ..... 13

图表17： 国内航空高韧性树脂基复材发展趋势......... 13

图表18： 中低端碳纤维产品需求强烈 ...... 14

图表19： 技术竞争转化为成本竞争 .......... 14

图表20： 高能耗与原丝是导致碳纤维复材高成本的主要因素 ............ 15

图表21： 规模优势、材料替代、提供转化工艺、整合下游为碳纤维降成本的主要路径 ............. 15

图表22： 产量的提高将利于降低多环节成本............. 16

图表23： 碳纤维具有显著的规模优势 ...... 16

图表24： 设备折旧等固定成本高占比表明产量摊薄成本的重要性 ............. 16

图表25： 以PAN 原丝替代材料降低成本 ........... 17

图表26： 干喷湿纺通过扩产降低成本 ...... 17

图表27： 优化设备降低成本 ............. 17

图表28： 实现原丝材料替代可降低成本 ........... 18

图表29： 国内销量/理论产能明显落后 ..... 18

图表30： 国内企业集中度不断提高 .......... 18

图表31： 国外龙头企业大多全产业覆盖，集中发展高端领域 ............ 19

图表32： 2018 全球碳纤维需求以航空与风电多 ....... 20

图表33： 2018 年中国碳复材最大应用领域为体育............. 20

图表34： 碳纤维在各潜在市场应用的特征差异......... 20

图表35： 成本降低推动碳纤维应用市场发展............. 21

图表36： 航空材料历经四代变迁，碳纤维复合材料在航空航天领域具有较为广阔的应用前景 .......... 21

图表37： 军民用飞机上复合材料使用量中占比逐渐提升 ........... 22

图表38： 全球航空航天碳纤维需求不断增长............. 22

图表39： 商用客机与军用飞机占航空需求主导......... 22

图表40： F/A-18E/F 战斗机大量使用CFRP ......... 23

图表41： 美国军机复合材料使用情况 ...... 23

图表42： 军费增长为军备建设提供强劲支撑............. 23

图表43： 中国装备费在国防费中比例不断提高......... 23

图表44： B787 机身结构约50%为复合材料 ...... 24

图表45： 复合材料在商用客机中使用比例提高......... 24

图表46： 赫氏通过稳定研发投入与下游合作获得更多市场份额 ........ 24

图表47： C919 碳纤维复合材料用量12%，对比竞争机型A320、B737 约50%的用量还有很大差距 .. 25

图表48： 国内外复合材料鉴定流程繁琐且漫长......... 25

图表49： 国产飞机审飞难，耗时长 .......... 26

图表50： 风电叶片要求材料轻、强度高、成本低 ..... 26

图表51： 支撑梁是叶片中碳纤维应用最多的部位 ..... 26

图表52： GE 预测风轮直径将扩大 ............. 27

图表53： 碳层压板比玻璃层压板承压能力强............. 27

图表54： 高性价比、高弹性市场驱动高风电市场需求 ...... 27

图表55： 全球风电市场规模逐步扩大且增速稳定 ..... 28

图表56： 2018 年中国风电市场潜在规模巨大 ........... 28

图表57： 风电成本低且下降快 ......... 29

图表58： 风电中碳纤维比玻璃纤维优惠 ........... 29

图表59： 运用碳纤维车身利于提升赛车性能............. 29

图表60： 汽车重量越小燃油效率越高 ...... 29

图表61： 运用碳纤维可显著减轻汽车重量 ....... 30

图表62： 轻量化趋势使得汽车复材应用比例增加 ..... 30

图表63： 宝马将碳纤维应用于多个车型 ........... 30

图表64： 碳纤维复合材料具有性能及减重优势......... 31

图表65： 碳纤维比铝合金减重大但成本高 ....... 31

图表66： 近年汽车与碳纤维制造商合作增加............. 31

图表67： 碳纤维比铝合金、钢铁减重大但成本高 ..... 31

图表68： 碳纤维在新能源汽车上的能源节省效应不显著 ........... 32

图表69： 碳纤维在高尔夫球杆上广泛应用 ....... 32

图表70： 碳纤维减轻球杆质量，提高击球速度......... 32

图表71： 高尔夫为体育碳纤维市场最大应用领域 ..... 33

图表72： 全球体育休闲碳纤维需求缓慢提升............. 33

图表73： 体育应用碳纤维市场需求增速逐步放缓 ..... 33

图表74： 外企营收规模远大于国内企业 ........... 34

图表75： 13-18 年内资预付占比随营收增加下降 ...... 34

图表76： 国内外企业应收占流动资产比重差异明显 .......... 34

图表77： 从国家重视程度看碳纤维技术升级的难度 .......... 35

图表78： 国内外企业毛利率差异较大 ...... 36

图表79： 国内外主要碳纤维企业成本差异较大......... 36

图表80： 国内折旧摊销占营业成本较高 ........... 36

图表81： 国内外企业在产能、销量、客户存在较大差异，外资高端居多 .......... 37

图表82： 复合材料结构设计与传统材料不同，设计性强是主要特征 ......... 37

图表83： 复合材料结构设计与实验流程相较传统材料复杂 ....... 38

图表84： 光威复材在碳梁业务中受制于成本控制 ..... 38

图表85： 国内三家主要碳纤维公司均有其优势小丝束产品 ....... 39

图表86： 头部企业注重研发以持续提升竞争力......... 40

图表87： 相关公司主要产品与国家政策导向一致，易于承接更多国家项目 ...... 40

图表88： 航空用碳纤维业务是头部企业稳定发展的“压舱石” ............ 41

图表89： 碳纤维复材企业多与客户保持紧密合作，国内重点复材设备较为紧缺 ....... 42

图表90： 全球大丝束产能相对小丝束产能较小......... 42

图表91： 同级别大丝束制备技术难度更大 ....... 43

图表92： 同级别大丝束部分性能优于小丝束............. 43

图表93： 国内大丝束新建项目利于发挥各地区区位优势 ........... 44

图表94： 全产业链布局利于承接碳梁业务 ....... 44

图表95： 东丽深耕材料领域，业务结构较为稳定 ..... 45

图表96： HEXCEL 营收、毛利稳步增长 ..... 45

图表97： 东丽&赫氏碳纤维“有产能、有产量” .......... 46

图表98： 东丽各发展阶段对市场有不同的把握......... 47

图表99： “另辟蹊径”入行业，“曲线救国”拓市场 ...... 47

图表100： 赫氏高模高强产品几乎覆盖军机F22，大客户订单稳增 ..... 48

图表101： 国防及商航成为赫氏营收主要推动力......... 48

图表102： 商业航空复材业务贡献赫氏主要营收......... 48

图表103： 波音787 机型放量贡献赫氏主要营收且对客户依赖大 ........ 49

图表104： 东丽绑定大客户与技术并购，产业结构与渠道综合拓展 ............. 49

图表105： 赫氏以产能扩张、拓展下游为主导进行整合 ...... 50

图表106： “母公司”思维下的战略布局，东丽产销反馈机制健全 ........ 51

图表107： 东丽研发集中于本土，致管理费用偏高 ..... 51

图表108： 东丽资产投资占比多年领先国内主要公司 .......... 52

图表109： 我国公司产能仍有很大差距 ...... 52

图表110： 地区产能建设与营收规模相匹配，高效布局 ...... 52

图表111： HEXCEL 制造厂遍布全球且每一家都通过了质量管理体系认证 ............. 53

图表112： 东丽具有完整的复合材料研发体系，且综合性强，利于快速实现成果研发及应用转化 ...... 54

图表113： 东丽高性能产品覆盖领域广 ...... 55

图表114： NANAOLLOY®与常规CFRP 性能比较 ............ 55

图表115： 用于CFRP 的新型高压釜技术（左） TORAYCA® MX 系列优势（右） ........... 55

图表116： 产品持续升级，注重价格与性能在多个市场的应用 ............ 56

图表117： 碳纤维“本土化”政策促进赫氏业绩改善 ..... 57

图表118： 赫氏在历史发展时期经历多次业务重组，逐步将经营重心转至航空复材领域 ............. 58

图表119： 高占比的航空用复材业务下，赫氏复材业务营业利润率高于且波动性小于东丽 ......... 59

图表120： 东丽高经营杠杆下业绩波动较大 ....... 59

图表121： 聚焦高盈利航空复材赫氏毛利率改善......... 59

图表122： 东丽碳纤维部门折旧占比高于营收占比，可以依靠营收能力强的传统部门资金支持 .......... 60

图表123： 波音787 全部复材几乎由东丽、赫氏包揽 .......... 61

图表124： 中航复材在国内碳纤维复材技术及设备有领先优势 ............ 62

图表125： 轨道交通复材产业化阶段流程 ........... 62

图表126： 国际巨头大多实现全产业链覆盖（指从PAN 原丝到复材） ........ 63

图表127： 国内企业产业链整合或可大幅降低采购成本 ...... 63

图表128： 业务营收受下游景气度影响明显，市场选择应审慎 ............ 64