国内碳纤维龙头企业，光威复材：军民并行共进，打开成长空间

 

 

由于性能优异，碳纤维复合材料已发展成为目前最重要的航空结构材料。

 

与其他航空航天金属合金相比，碳纤维复合材料有比强度/模量更高，重量更轻，耐腐蚀性和抗疲劳寿命性更好及有效载荷更大等优点，在过去 40 年中被广泛应用于航空领域。

碳纤维复合材料起初主要应用于飞机的非承力部件如飞机雷达罩、舱门、整流罩等，后来逐渐过渡到飞机尾翼的垂直尾翼、水平尾翼及方向舵等一些非主要承力部件，例如法国幻影 2000 战斗机尾翼的设计就采用了复合材料。

 

随着制备工艺及结构设计水平的进步,碳纤维复合材料开始应用于飞机的主要承力部件。

 

目前碳纤维复合材料已发展成为最重要的航空结构材料，其用量成为衡量航空飞行器先进性的重要指标之一。

 

我国三代机及四代机换装需求紧迫，新机型有望加速放量。

 

根据 World Air Force 2022 数据，2021 年我国歼-7、歼-8 为主的二代战机数量 561 架，占比 46.75%；以歼-10、歼-11/16、及歼-15 为主的三代战机数量 620 架，占比 51.67%；而新型四代机战机歼-20 仅有 19 架，占比 1.58%。

 

横向比较来看，美军当前已全部切换至三代（F-15、F-16、F/A-18）及以上战机，其中三代机占比 82.62%，四代机占比 17.38%。由此可见，我国存量战机中二代机占比仍处高位，换装需求较为紧迫，“十九大”报告中明确指出，到本世纪中叶把人民军队全面建成世界一流军队，根据 World Air Force 2022，2021 年我军二、三、四代战斗机合计 1200 架，仅为美军的 55.76%，我们认为，我军新型号战机有望迎来加速放量阶段。

 

 

伴随新一代战机对隐身及减重要求进一步增加，复合材料用量占比不断增加，根据《航空复合材料技术》，1969 年时，美军 F-14A 战机碳纤维复材用量仅有 1%，到当前美军主战战机 F-22 与 F-35 碳纤维复合材料用量已经达到 24%与 36%，以隐身特性见长的 B-2 隐形轰炸机复材用量更是超过了 50%，可见国外战机中复材用量占比呈增长趋势。

 

根据产业信息网及智研咨询，我国二代战机中，歼-7 复材占比 3%；三代机中，歼-10 复材占比 6%，歼-11 复材占比约为 10%；四代机中，歼-20 复材占比 20%。虽我军新机型中复材用量已逐步增加，但与美军横向比较看，仍有较大提升空间。

 

从下游主机厂看，以 J-20、Z-20、Y-20 等为代表的新机型逐步量产，其复合材料占比较原有机型均有较大程度的提高，势必带动碳纤维需求量的进一步提升。

军机方面，受益于新机型加速放量及复材占比提升，碳纤维需求进一步增加，假设：

 

1）数量方面，美国三代机保有量不变，四代机每年增加数量与 2021 年保持一致（85 架）；考虑到当前我国与美国军机数量及代次差距以及自身的代际更新需求，假定 2026 年我国三代机及四代机数量分别为美国的 45%及 40%；

2）碳纤维复合材料中碳纤维占比为 60%。基于以上假设，预计 2022-2026 年我国战斗机碳纤维需求量合计为 441 吨。

此外，凭借优异的性能，碳纤维复合材料目前在导弹、火箭、卫星等领域均得到广泛应用。

 

高模碳纤维由于具备轻质、高强、高模、高导热、高导电、尺寸稳定性好、耐疲劳性能好、 抗振性好、耐受环境交变能力突出、环境适应性强等优势，作为增强体被广泛应用于临近空 间及外层空间用的结构和功能复合材料中。

 

1）在导弹方面，碳纤维的大量使用可减轻导弹质量，增加导弹射程，提高落点精度，常用于导弹壳体、发射筒等结构中。美国的 PAC-3 发动机壳体使用 IM-7 碳纤维、战斗部壳体使用T300碳纤维；俄罗斯圆锤潜艇发射导弹、白杨-M 型导弹的发动机喷管及大面积防热层均使用粘胶基碳纤维增强的酚醛复合材料；我国陆基洲际导弹东风-31 弹头使用了碳纤维增强复合材料，潜射洲际弹道导弹巨浪-II 的发动机喷管采用的是碳-碳复合材料。

2）在火箭上，碳纤维复合材料的使用可以使运载火箭在保证强度、刚度的前提下进一步降低自身结构重量，提高有效载荷。美国大力神-4 火箭的整流罩、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均采用的是 IM7/8552 碳纤维复合材料；英国 Orbex Prime 采用了碳纤维增强铝基复合材料，每枚火箭的重量仅为相同尺寸火箭的 70%，并且能在 60s 内 从 0 加速到 1330km/h；我国长征-11 运载火箭全整流罩采用碳纤维增强复合材料，在降低装配难度的同时，还进一步提高了火箭的运载能力。

3）在卫星上，据文献《碳纤维复合材料在航空领域中的应用现状及改进》，若使用碳纤维复合材料取代铝材料，卫星质量可减少约 30%，从而进一步节约发射所耗燃料以及运行所需费用。我国“风云二号气象卫星”和“神州”系列飞船均采用碳纤维复合材料作为主承力构件，很大程度减少了卫星自身结构质量，有利于节约发射成本。

 

 

尽管目前与发达国家相比仍具有一定差距，但随着相关制造及设计技术的不断改进，碳纤维复合材料在航天领域的应用有望得到进一步拓展。此外，在“十四五”期间积极备战的大背景下，伴随着战略储备需求及实战化演练消耗的增加，航天领域碳纤维需求或将持续提升。

 

 

军品行业准入壁垒高，市场先发优势显著。航空航天型号产品的研制均需经过立项、方案论证、工程研制、定型等阶段，从研制到实现销售的周期漫长，只有通过设计定型批准的产品 才可实现批量销售，且一旦型号确定，所用原材料不会轻易更改。

 

公司及相关产品历经十年研发、验证及生产历程，打破国外垄断，形成军品稳定供货局面，市场先发优势显著。

 

 

湿法T300产品是公司定型碳纤维主要产品，公司为型号用国产碳纤维的主供应商，目前在航空、航天等高端领域大量应用十余年，一代装备一代材料，已定型产品短期内仍处于稳定增长状态。

 

2022年8月，公司 CCF700G 碳纤维通过装机评审，为公司新增一款配套航空装备用的碳纤维定型产品，使公司成为现有航空装备全系列的碳纤维供应商，目前处于逐步放量的过程中。

 

此外，非定型产品 T800H 级纤维是公司储备的下一代航空装备用主力材料，据公司公告，目前尚未正式批产，验收工作正在有序推进，该产品已形成批量供应且应型号需求处于逐步增长阶段。

 

特种产品中 T300 需求稳定，700G 及 800H 的需求正逐步增长，有望为公司业绩带来新的可持续增长点。

 

 

公司使用募集资金投资建设高强高模型碳纤维产业化项目，旨在为市场提供性能优越的高强高模型碳纤维产品。

 

募投项目主要产品为采用湿法工艺生产的 M40J/M50J 级碳纤维，建成后可形成 20 吨/年的生产能力，主要应用于航天领域特定的高端场景。

 

据公司公告，目前高强高模型碳纤维已逐步起量，21 年实现上千万收入，随着相关应用的发展，预计在 22-23 年完全释放产能。公司拓展高强高模型碳纤维产品，利于优化产品结构，有望为公司产品向航天领域进一步拓展奠定坚实基础。

 

 

 

我国碳纤维需求增速超全球，各应用领域市场空间广阔。

 

碳纤维市场增长迅猛，据赛奥碳纤维，全球来看，2021 年全球碳纤维需求总量为 11.8 万吨，较 2020 年 10.69 万吨，增长 10.4%，到 2025年全球碳纤维消费量有望达到 20 万吨，5年复合增速为 14.1%，到 2030 年全球碳纤维消费量预计为 40 万吨，2025-2030 年复合增速约为 14.9%。

 

我国来看，2021 年我国碳纤维总需求量为 6.24 万吨，较 2020 年的4.89万吨，同比增长27.7%，且预计在 2025 年我国碳纤维总需求有望达到 15.9万吨，对应5年复合增速为 26.3%。我国碳纤维需求增速超全球增速，随着技术进步，各应用领域市场空间广阔。

 

从应用端来看，航空航天等高端应用领域与全球仍有差距但发展潜力巨大。

 

2021 年全球碳纤维应用领域集中于风电叶片、体育休闲、航空航天等领域，应用量占比分别为 28%、15.7%和 14%。

 

2021 年我国碳纤维应用领域则主要集中于风电叶片、体育休闲及碳碳复材，占比分别为 36.1%、28.1 及 11.2%。我国碳纤维应用以民用工业领域为主，而在高端应用如航空航天领域，我国应用占比仅为 3.2%，与全球