深度剖析：碳纤维产业领军企业光威复材

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深度剖析：碳纤维产业领军企业光威复材

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一、公司简介

光威复材是一家研发和生产高性能碳纤维及碳纤维复合材料的民营高新技术企业。公司的主营业务包括:碳纤维、碳纤维织物、碳纤维预浸料、碳纤维复合材料制品及碳纤维核心生产设备的研发、生产与销售。

(一)公司发展历程

1995年，陈光威先生于威海创立了光威渔具。在 1998 年，光威集团就引进了国内第一条宽幅碳纤维预浸料生产线。2002 年，公司成立了中国第一家从事碳纤维研发生产的民营企业— —威海拓展纤维有限公司。

2007年公司正式进入军用航空碳纤维供应体系。2005 年光威拓展承担的两项“863”碳纤维专项通过国家鉴定，并启动了国产碳纤维在中国军用航空制造领域的应用验证工作。同年，公司建成了国内首条 T300级别(公司编号 CCF300)的碳纤维生产线，产能在百吨级别。2007 年，公司 T300 级别的产品通过了验证，经过总装备部的批准立项后，公司正式进入军品供应链体系。

2014年公司由有限公司改制为股份公司，公司名称也变更为光威复材股份公司。2017 年，光威复材在创业板正式上市。

……

(二)主营业务:军用碳纤维+风电碳梁

过去三年公司收入和利润保持快速增长。公司 2018 年收入 13.63 亿元，净利润 3.76 亿元。2017 年前公司业务增长动力为军用碳纤维订单增长。增速在 17%左右，利润率较高。2017 年后，风电碳梁业务成为公司新增长点，收入增速大幅提高，2017、2018 年收入增速分别为49.9%、 43.6%。由于风电碳梁业务的利润率水平比军用碳纤维低，因此公司毛利率水平由2016年的 61% 下降到 2018 年的 46.7%。

公司三项费用基本稳定。管理费用率变化主要是会计科目变化。财务费用率下降是受公司上市影响，销售费用率基本稳定。

军用碳纤维和风电碳梁业务是公司收入主要来源。2018 年，公司主营收入占比前三位的业务分别是碳纤维、碳梁、预浸料。他们的占比分别是 44%、38%、14%。目前公司碳纤维收入来源主要是用在军用航空制造领域的 T300 级小丝束碳纤维，碳梁业务主要是应用在 VSTAS 的风电叶片上。预浸料主要销售给光威集团和其他碳纤维下游企业，销售给集团的预浸料主要应用在钓鱼竿等体育休闲领域，占比约为预浸料收入的50%左右。

军用碳纤维业务是公司主要利润来源。分析公司 2018 年利润结构可以发现，碳纤维占比最高为 76%，碳梁占比 18%、预浸料占比5%。目前公司主要利润来源还是利润水平高的军用碳纤维业务。

(三)2019年上半年:业绩增长强劲、盈利能力提升

2019年上半年公司经营状况良好。2019 年上半年，公司实现营业收入 8.36 亿元，同比上升 28.5%，归属母公司净利润为3.10亿元，同比上升 44.73%，扣非后净利润为 2.83 亿元。同比增长 91.06%。公司 2019 年上半年整体的收入和利润增速均保持了较高速度的增长。2019 年上半年 ROE 为 10.35%，相比去年同期公司提升约 2.4 个百分点。下半年公司产品的主要下游客户:军用航空航天和风电领域依然在景气周期上升阶段，我们认为公司全年高增长可期

军用碳纤维业务保持高增长和高盈利能力:公司2019年上半年军用碳纤维收入 4.57 亿元，与去年同期相比增长 31.38%。公司军用碳纤维高增长的原因主要是碳纤维在航空航天领域的应用不断扩大，并且公司配套的下游型号订单快速增长。上半年军用碳纤维毛利率为81.71%，军用宇航级碳纤维高技术门槛和高质量要求，是公司军用碳纤维业务保持高利润率水平的重要原因。

风电碳梁业务稳定快速增长，前景广阔:公司风电碳梁业务在2019年上半年收入 2.99 亿元，同比增长 38.65%。碳梁业务毛利率上升 2 个点至 22.23%，主要原因是碳梁产量增加，固定资产折旧下降。我们认为伴随风机风轮直径不断扩大，碳纤维在风电领域的需求将持续增长。公司下游客户 VESTAS在手订单充足，同时公司在包头投资的大丝束项目也可以保证公司未来在风电领域的增长。

二、碳纤维-应用广泛的高性能新型材料

公司主要产业是碳纤维和碳纤维复合材料，碳纤维是一种高强度、高模量、质量轻的高性能新材料，以碳纤维为增强材料的树脂基复合材料应用领域十分广泛。为了帮助投资者更好的理解碳纤维及碳纤维复合材料行业的基础技术特征，更准确的把握公司投资价值，我们将首先对报告中常用的专业术语做一个简要解释，然后再介绍碳纤维、碳纤维复合材料的材料特性、生产工艺流程和下游应用情况。

(一)碳纤维材料特性:高强+高模+轻质

碳纤维(Carbon Fiber)是一种以碳为主要成分的纤维材料，碳纤维中的碳分子数量高于90%，碳纤维直径范围在 5~8μm 内，仅为人的头发丝的1/3左右。由于碳纤维高强、高模、轻质的特点，在航空航天、风电新能源、体育休闲、轨道交通等领域有广泛的应用。

碳纤维的比强度和比模量要远高于钢和铝合金。根据下表比较可以发现，碳纤维的比强度和比模量远高于高强度钢和高强铝合金。因此，使用碳纤维增强的树脂基复合材料是一种优良的高强度、高模量、轻比重的结构材料。实践证明，用碳纤维复合材料代替钢或铝，减重效率可达 20%到 40%。碳纤维首先在追求速度和控制质量的产业部门得到广泛应用。

碳纤维还有耐腐蚀、抗疲劳、导电等多种优点。除此之外，碳纤维还具有耐腐蚀，抗疲劳，耐高温、膨胀系数小、尺寸稳定性高、导电等优点。这些优点使得碳纤维以及使用碳纤维做增强材料的树脂基复合材料的应用领域，迅速的从航空航天扩大到其他的工业部门，包括:新能源、汽车交通、生物医疗、信息技术、轨道交通、海洋科技等。

碳纤维本身种类繁多，不同碳纤维性能各异，价格差异巨大，而碳纤维下游应用领域广泛，不同下游行业对材料的性能需求不同，价格敏感度不同。对碳纤维根据不同维度进行分类，能够方便下游行业准确匹配自身需求。目前常用的碳纤维分类维度包括:纤维数量、制造原料、力学性能、纤维状态。

1、根据纤维数量分为小丝束和大丝束碳纤维:小丝束碳纤维指碳纤维单丝数量≤24K，具体有可以细分为 1K、3K、6K、12K、24K 等不同品种，主要用在航空航天领域;大丝束指单丝数量≥48K;应用领域更加多元化，也是研制低成本碳纤维的重要发展方向。
2、根据制造原料划分:聚丙烯晴(PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维、黏胶基碳纤维。应用最广泛的是聚丙烯晴(PAN)基碳纤维，占全球高性能碳纤维的 80%以上。日本于 1959 年首先发明了聚丙烯腈(PAN)基碳纤维，60 年代初投入工业化生产，70 年代中期研发了以碳纤维为增强相的高性能复合材料。目前日本东丽公司生产的 PAN 基碳纤维的质量与产量代表了世界先进水平。
3、根据力学性能划分:碳纤维可以根据不同的强度和模量的力学性能进行分类。由于日本东丽公司是碳纤维产业界的龙头，产业界习惯根据东丽的产品标号作为碳纤维力学分类的参考。东丽公司以 T 字母开头为高强度级别碳纤维，M 开头的为高模量级别碳纤维，而用 M 开头、J 后缀的为高强高模(M-J)级别的碳纤维。
4、根据纤维状态划分:根据纤维状态可以将碳纤维划分为长丝纤维碳纤维、短丝纤维碳纤维、短切纤维碳纤维。

根据碳纤维材料力学性能进行分类是在碳纤维分类方法中最重要的一种分类方法。正如前面提到的那样，由于日本东丽公司在碳纤维领域的龙头地位，在表示碳纤维不同材料力学性能时，市场上常用日本东丽公司的产品标号作为碳纤维的标号。

实际上各国和各家碳纤维生产企业都有自己对于碳纤维材料力学性能的划分体系和标号，例如:日本东丽公司 T800 级别的碳纤维，美国HEXCEL公司对应的是 IM7 标号，中国国标对应的是 QZ5526。碳纤维工艺流程复杂，各家公司无法做到生产的碳纤维性能指标完全一样。因此建立适合中国自身需求的碳纤维标号体系和评价体系也是发展中国碳纤维产业的关键基础工作。

(二)碳纤维产业链和工艺流程

碳纤维的产业链长，工业流程复杂，为了简单起见，我们重点为投资者介绍与光威复材(300699)业务关联性较高的聚丙烯腈(PAN)制备碳纤维的工艺流程以及预浸料+固化的复合材料部件成型工艺流程。

聚合溶解:聚丙烯腈制备碳纤维的第一步是将聚丙烯腈用聚丙烯腈单体加入 2%的第二和第三共聚单体，在引发剂的作用下进行溶解共聚，得到聚丙烯腈共聚物原液。

纺丝(湿法纺丝/干喷湿纺):纺丝是将聚丙烯腈原液抽取成聚丙烯腈原丝。一般采用湿法纺丝，包括原液过滤、喷丝、凝固浴(溶剂的水溶液)、水洗、拉伸等几个阶段。纺丝过程必须在洁净的无尘纺丝车间进行，避免空气中的尘埃粒子污染原丝。干喷湿法纺丝是近年来发展起来的纺丝新方法，与湿法纺丝的最大区别是:喷丝板和凝固浴之间3-10mm 的间隙。纺丝液由喷丝板喷出之后先经过空气层，然后进入凝固浴。空气干层是有效拉伸区，不仅可提高纺丝速度，纤维的结构均匀致密，更容易得到高强度高取向度的纤维。

预氧化:原丝在 200~300°C下氧化气氛中(空气)受张力的情况下进行。预氧化的目的是使线型分子链转化成耐热梯形六元环结构，以使 PAN 纤维在高温碳化时不熔不燃，保持纤维形态，从而得到高质量的 CF。预氧化将使纤维颜色由白到黄，再到棕褐色直至最后变成黑色。

碳化:碳化阶段又可以细分为预碳化和碳化两个阶段。处理温度分别为 400~600°C和 600~ 1000°C。碳化必须在惰性气体保护下，一般采用高纯度氮气(含量为 99.990%~99.999%)，纤维中的非碳原子如 N、H、O 等元素被裂解出去，纤维中的含碳量从 60%左右提高到 92%以上。碳化时纤维也会发生物理收缩和化学收缩，因此，碳化时也必须加适量的张力进行拉伸，以得到优质碳纤维。

石墨化:石墨化是在 2500~3000°C高温下，在密封装置中采用保护气体进行，多使用高纯氩气，也可采用高纯氦气，并对纤维施加张力，目的是引起纤维石墨化晶体取向，使之与纤维轴方向的夹角进一步减小，以提高碳纤维的弹性模量。石墨化过程中，结晶碳含量不断提高，可达99%以上，纤维结构不断完善，由碳纤维的乱层石墨结构变成石墨纤维的类似石墨的层状结晶结构。

表面处理和上浆:成品的碳纤维还需进行表面处理和上浆。表面处理是对纤维表面进行氧化或涂覆处理，以增加纤维的润湿性、抗氧化性，以及与基材的黏着性。表面处理后的碳纤维还需进行上浆，目的是保护碳纤维表面处理(特别是臭氧处理或等离子体处理)后产生的表面活性，有利于改善与树脂基体的黏合力及后加工性能，防止毛丝的产生。碳纤维经上浆后，复合材料强度提高 15%~20%。

预浸料:预浸料是热压罐、模压等碳纤维复合材料成型工艺中很重要的中间材料。预浸料可以分为单向纤维预浸料和纤维织物预浸料。复合材料的制造主要采用单向预浸料，单向预浸料的常用制备工艺为湿法阵列式连续排铺法:一定数量的纤维从纱架引出，经过平行整齐排铺后，同时连续进入胶槽浸胶，再经挤胶、烘干、垫铺隔离纸(或膜)和压实后，收卷后得到。

成型:一般根据下游应用的具体设计要求，使用敷设或缠绕工艺制备需要的结构形状，在通过热压罐或模压工艺固化成型后制成对应的复合材料部件，经过检测后，就可以应用到具体的下游行业了。

光威复材目前业务主要包括碳纤维、预浸料、碳纤维结构件，主要的收入利润来源是供应给航空航天的小丝束碳纤维和供应给风电领域的碳梁。下面我们将重点介绍碳纤维在航空航天和风电这两个领域的应用情况。

(三)碳纤维在航空航天的应用

1、军机使用复合材料比例在 20-65%之间

复合材料最先在军用飞机上开始应用。1960 年代，以玻璃纤维为增强材料的复合材料开始应用在军用飞机的整流罩、襟副翼部件，之后美国在海军F-14 战斗机的水平垂尾上使用了硼纤维复合材料。

1970 年代聚丙烯腈(PAN)碳纤维复合材料工业化应用后，连续碳纤维增强的复合材料开始应用于军机垂直尾翼(垂尾)、水平尾翼(平尾)等受力较大、尺寸较大的部件上。1976 年，麦道公司在 F-18 战斗机使用碳纤维复合材料制造机翼，此后，军用飞机开始在机翼一级的部件大量使用复合材料。

根据复合材料占飞机结构重量的比例不同，可以大概估计出该型飞机使用复合材料的部件位置:

1、一架军机的垂尾、平尾全采用复合材料，复合材料使用量可以可占结构总重的5%左右。 2、在垂尾、平尾的基础上，机翼使用复合材料，可以使得复合材料占机体结构总重的 13%以上。

3、在军机的机翼、机身等主要承力结构上的应用复合材料，复合材料将占全机结构重量的20%以上。

目前世界三代军机上复合材料用量一般占全机结构重量的 20%~50%不等。复合材料在无人机上使用比例更高。美国“全球鹰”无人机复合材料占比 65%。

碳纤维复合材料在军用航空领域最开始应用是第一代 T300 级别的碳纤维，后面发展到 T700 级别。而先进民机和航天装备等则使用第二代碳纤维-T800 级别或 M 级别的碳纤维，甚至还要用到更高的M-J级别的碳纤维。第三代碳纤维目前各国还在研制中(例如:日本 1100G)，还没有在型号上的具体应用。

碳纤维复合材料在中国军机领域已经得到广泛应用。中国最早从20 世纪 70 年代开始在军用飞机上探索复合材料应用。1977 年首飞的强击机“强-5”的进气道壁板是我国第一个复合材料飞机结构件。在“六五” 期间开始研制了复合材料的垂尾。中国第一个大规模应用复合材料的飞机型号是直-9，但该型飞机使用的碳纤维和树脂在很长一段时间依赖进口，碳纤维和树脂一直是直-9 国产化的难题。

1990 年代，中国开始研制复合材料的前机身，复合材料开始在中国军机的机翼、机身等主要承力结构上的得到应用。中国新一代军机上碳纤维复合材料的使用比例已经超过 20%，我们有理由相信，未来碳纤维复合材料在中国军机上的应用前景广阔。

2、先进民机使用复合材料比例超过 50%

民用飞机更加注重经济性能，碳纤维复合材料高比强度、高比模量复合民用飞机结构轻量化的趋势要求。因此，上世纪 70 年代聚丙烯腈碳纤维复合材料技术成熟后，其在民用飞机结构件中的使用比例逐步提高。

复合材料在民用飞机上使用发展也可以分为4 个阶段:

1、第一个阶段:1970 年代，主要应用在受力较小的前缘、口盖、整流罩、扰流板。

2、第二个阶段:1980 年代，开始应用在受力较小的升降舵、方向舵、襟副翼。波音 757 首次将复合材料应用在受力较小承力部件上，比例约为 4%。

3、第三个阶段:1990 年代，应用在受力较大的部件上，主要是垂尾、平尾等。波音 777 在平尾等部位使用了复合材料，复合材料占比上升到 11%。

4、第四个阶段:2009 年后，伴随 T800 级别碳纤维技术的成熟，碳纤维复合材料开始应用在主承力结构件上。波音B787 是 T800 首次在大型民用飞机上应用，复合材料占比为 50%。同一时期，空中客车公司研发的空客 A350 的复合材料占比为约 52%左右。

碳纤维-树脂基复合材料在中国民机领域刚刚起步。国外先进民用飞机的复合材料已经运用到机身、机翼、中央翼盒等主承力部件，而中国民用飞机才刚刚起步，中国的民用飞机设计师首先考虑的是解决有和无的问题，因此在复合材料使用上相对保守。中国第一款自主研制的喷气式客机 ARJ21 的复合材料占比约 4%左右，中国商飞的 C919 复合材料占比 12%左右，未来 C929 的复合材料占比会超过 20%。尽管目前碳纤维复合材料应用在中国民机上才刚刚起步，但应用空间十分巨大。

(四)碳纤维在风电领域的应用

光威复材(300699)从 2017 年开始，风电碳梁业务出现爆发增长，拓展了公司下游应用领域，为公司持续成长提供了新的动力。了解碳纤维在风电领域应用的情况，有助于投资者更深刻认识到公司的投资价值。

1、风轮直径扩大增加碳纤维在风电领域应用

风轮直径扩大将增加碳纤维在风电领域应用。根据 GE 的分析结果，到 2025 年风轮直径将从现在的 100m扩大到 160m，IEA 的分析也可以得出类似的结论。由此可见，为了提高风机效率，满足更广泛的风场条件，现在业界已经形成共识:风轮直径扩大是风电未来的发展趋势。风轮直径扩大，必然导致叶片刚度下降，更加容易变形。如何在一定控制质量的前提下，提高叶片刚度，是风电叶片设计必须要考虑的问题。碳纤维(主要是大丝束碳纤维)作为质量轻、强度高、模量高的新型材料在风电叶片领域的应用必将进一步提升。

2、VESTAS 的创新设计打开碳纤维应用大门

目前，风电叶片大梁主要采用的三种制造工艺生产:

1、预浸料铺贴真空袋压成型;

2、织物预成型+真空导入;

3、拉挤成型

过去主要是工艺 1、2，效率低、成本高。按这样的材料与工艺，只有 40 米以上的风电叶片(即风轮直径80 米，功率 1.8 兆瓦以上)使用碳纤维替代玻璃纤维才可能被用户接受。而在 VESTAS 新的结构工艺下，工艺 3 拉挤成型碳梁应用前景广阔。

VESTAS 通过创新设计将主梁承力结构分拆为可装配的拉挤梁片标准件。VESTAS 是全球领先的风电设备制造巨头。该公司在大梁结构上采用了革命性的创新设计:把整体化成型的主梁主体受力部分拆分为高效低成本高质量的拉挤梁片标准件。然后把这些标准件一次组装整体成型。

高效、低成本、高质量的碳纤维拉挤梁片工艺，使得碳纤维使用成本大幅降低。

1、通过拉挤工艺生产方式大大提高了纤维体积含量，降低了主体承载部分的重量; 2、通过标准件的生产方式大大提高了生产效率，保证产品性能的一致性和稳定性; 3、大大降低了运输成本和最后组装整体成型的生产成本;

4、预浸料和织物都有一定的边角废料，拉挤梁片及整体灌注极少。

按这种设计和工艺制造的碳纤维主梁，兆瓦级的叶片均可使用，大大扩展了碳纤维使用范围。

VESTAS 这种用新设计和新工艺制造的碳纤维主梁，完成技术攻关后，碳纤维在风电领域的使用量进入快速增长。以中国为例:2014 年风电领域的碳纤维用量还是 0，到 2018 年就激增到 8000 吨。

三、碳纤维复合材料市场前景广阔

碳纤维及碳纤维复合材料由于其优良的材料特性，在航空航天、风电、体育休闲等许多下游领域都有广泛的应用。下面我们将分析全球和中国碳纤维需求供给总量的变化情况，以及需求和供给的结构分布。

(一)碳纤维需求分析

1、全球碳纤维需求持续增长

过去 4 年全球碳纤维市场需求保持了 15%左右的复合增速。从全球范围来看，2018 年全球碳纤维市场需求为 92,600 吨。过去 4 年保持了 15%以上的复合增速。奥盛在《2018 年全球碳纤维复合材料市场报告》中预测未来两年，全球碳纤维需求依然可以保持10%以上的增速。国际主要厂家均在扩大产能，这是市场需求旺盛的例证。

2018 年全球树脂基复合材料的需求 142,300 吨。碳纤维最主要的用途就是作为树脂基复合材料中的增强剂。2018 年全球树脂基复合材料的需求 142,300 吨。过去 10 年，全球树脂基复合材料市场保持稳定增长。我们发现碳纤维市场变化和树脂基复合材料市场变化高度相关。

碳纤维下游应用领域中，按金额统计航空航天占比最高，按用量统计风电叶片占比最高。按质量统计，2018 年全球碳纤维总需求为 92,600 吨，应用占比前 3 的下游行业分别是风电叶片 24%、航空航天 23%、体育休闲 15%。

按金额统计，2018 年全球碳纤维总需求为 25.71 亿美元，应用占比前 3 的下游行业分别是航空航天 49%、体育休闲 13%、风电叶片 12%。航空航天依然是碳纤维应用最重要的领域。但是碳纤维在风电叶片领域应用增长表明:低成本碳纤维技术的创新，可以创造工业领域新的需求。

全球树脂基复合材料按金额和用量统计，占比第一的分别还是航空航天和风电叶片。 按质量统计，2018 年全球碳纤维树脂基复合材料总需求为 142,300 吨，应用占比前 3 的下游行业分别是风电叶片 24%、航空航天 23%、体育休闲 15%。

按金额统计，2018 年全球碳纤维总需求为 139 亿美元，应用占比前 3 的下游行业分别是航空航天 70%、体育休闲 7%、汽车 5%。

值得注意的是，在树脂基复合材料按金额统计时，航空航天领域金额占比70%远高于碳纤维按金额统计时的 49%。表明在航空航天领域，经过碳纤维到树脂基复合材料的过程，经济附加值大大增加了。

按质量划分时，尽管风电叶片在碳纤维和树脂基复合材料都是占比第一，但是从金额角度来看，风电叶片领域占碳纤维需求的 12%，而仅占树脂基复合材料需求的 5%。

整体而言，从金额角度来看，目前碳纤维和树脂基复合材料领域最重要的应用还是航空航天产业。由于低成本碳纤维技术应用技术的创新，风电领域正成为碳纤维重要的新应用领域。

2、中国需求日益重要，进口替代正在进行

中国碳纤维需求增加是全球碳纤维需求持续增长的重要因素。2018 年，中国碳纤维需求量为 3.1 万吨(不同机构预测略有不同，但都保持了高增速)。在过去十年间，保持了 14%左右的复合增长率，并在最近 3 年呈现加速增长的态势。

国产碳纤维的低端进口替代已经完成，高端进口替代正在进行。过去十年国产碳纤维产业进步明显。2008 年中国碳纤维需求中，进口比例高达 98%。到 2018 年，中国碳纤维需求中进口比例快速下降到 61%。与全球的结构不同，按用量划分，中国碳纤维应用最多的下游行业是体育休闲，其次为风电，而航空航天仅排在第八位(全球为第二)。这表明:中国碳纤维低端的进口替代已经完成，高端进口替代正在进行。以航空航天、风电叶片为代表的应用领域前景广阔。

在树脂基复合材料领域，按质量统计，2018 年中国树脂基复合材料总需求为 47,692 吨，应用占比前 3 的下游行业分别是体育休闲 42%、风电叶片 26%、建筑 6%。

按金额统计，2018 年全球碳纤维总需求为 282.9 亿元，应用占比前 3 的下游行业分别是航空航天 38%、体育休闲 31%、碳碳复材 9%。航空航天依然是中国树脂基复合材料应用最重要的领域，但从金额占比来看远远低于全球水平。从用量来看，中国的树脂基复合材料在低端领域占比较高，高端产品成长空间大。

(二)碳纤维供给分析

日本依然是全球最大的碳纤维供应国。2018 年，全球碳纤维理论产能为 13.5 万吨。日本依然是全球碳纤维的生产大国。2018 年，东丽+Zoltek 的产能为 4.9 万吨、三菱 1.5 万吨、东邦 1.2 万吨。

中国产能在过去几年增长迅速。2018 年中国碳纤维企业排名前三的是中复神鹰、江苏恒神、威海拓展，理论产能分别是6000 吨、4650 吨、3100 吨。

台塑和土耳其的阿克萨是光威复材风电碳梁业务碳纤维原料——T300 级别大丝束碳纤维的主要供应厂商，其理论产能分别是 9000 吨和 4000 吨。

(三)碳纤维产业新趋势和行业特点

在分析了碳纤维的应用，以及需求和供给后，我们也发现当前碳纤维产业和应用的一些新趋势和行业特点。

1、降低成本、提升需求的新趋势

由于碳纤维的种类很多，而不同下游应用领域对碳纤维的性能要求不同，价格承受能力不同，因此，应用不同领域，不同性能的碳纤维价格相差巨大。例如，碳纤维航空航天领域主要应用的是高端碳纤维，因此应用在航空航天领域的碳纤维均价最高为 60 美元/公斤。在风电领域应用碳纤维时，成本是需要考虑的重要因素，因此风电领域碳纤维的均价为14 美元/公斤。

将低碳纤维成本是扩展碳纤维应用领域的新趋势。伴随复合材料用量的增长，高成本制约了复合材料进一步推广。降低成本将决定复合材料应用的前景。最近几年，碳纤维从“贵族材料” 向“平民材料”转化的产业趋势日益明显。未来“降价格、提用量”可能是碳纤维产业成长的重要特征。

不仅是工业级碳纤维提出降价的要求，在高端的航空航天领域，降低成本也是工业界追求的目标。欧洲航空复合材料工业的规划中就明确提出:目前的复合材料技术已达到使飞机减重 20% 以上，但其代价是成本增加了 10%~30%。未来复合材料发展目标是减重至 30%，而成本下降到 40%。

2、行业特点:周期长、投入高、粘性大

碳纤维行业的特点十分鲜明:周期长、投资高、粘性大。这也是碳纤维行业壁垒比较高的重要原因。研制周期长:碳纤维行业是复合材料最上游，在工程化试制后，还有经历预浸料、制品、部件、结构件、型号的一系列认证(军品业务更加严格)。因此，从投产到盈利周期特别长。

研发投入高:碳纤维的生产工艺流程长、技术参数多，试错成本大。在研制过程中，消耗原材料和能源的试错成本就远远高于生产设备的购置成本。

案例:根据新闻报道，在研制碳纤维的过程中，光威超过投资 30 亿、恒神投资超过 48 亿。此外比较公司扩产公告，光威复材-2000 吨/年 T700\T800 项目中投资成本为 23.5 万元/吨、中简科技-1000 吨/年 T700 扩建项目中投资成本为 30 万元/吨、中国巨石-30 万吨/年玻璃纤维项目投资成本为 0.6 万元/吨。碳纤维行业的投资强度原高于玻纤行业。

客户粘性大:正是由于碳纤维的研制周期长，并与客户型号和产品深度绑定，客户一旦选定了碳纤维供应商，一般不会轻易的更换。在航空航天、风电等领域更是如此。

(四)碳纤维在中国:封锁中成长+替代空间大

1、中国碳纤维产业在封锁中成长

早在上世纪 70 年代，中国航空航天工业就开始在一些型号上开始探索碳纤维的应用。但受制于中国的工业水平，国产碳纤维很长时间内无法满足性能要求。一直到 21 世纪初，中国必须通过一些渠道进口少量日本东丽的 T300-3K 级碳纤维，满足国内航空航天产业的需求。由于碳纤维的军事用途，国外在更高级别的碳纤维上对中国严格封锁。

中国碳纤维产业在封锁中成长。21 世纪初，由于众所周知的原因，日本等国际碳纤维厂家对中国进行了更加严厉的封锁，连T300 级别的碳纤维也无法通过一些渠道获得了。为了保证中国航空航天的战略需要。中国下定决心实现碳纤维国产化，并制定相应的发展规划。第一步是实现 T300 级别碳纤维的突破，首先解决军品的有无问题。光威就是这个时候进入碳纤维生产领域，并最后存活下来。

进过近 20 年的努力中，中国碳纤维产业取得了长足的进步目前 T300 级别已经成功实现产业化应用。T700 级别实现产业化，应用推广程度与配套的型号进度相关。T800 级别在工程试验阶段，并与型号研制中进行验证。M40J 高模还在验证阶段，并与型号研制紧密配合。

2、军用价高盈利强+民用低成本解决方案是关键

军用高端碳纤维价格高，产品盈利能力强。军用航空航天对碳纤维性能要求最高，同时对质量控制最严。由于中国现在已经无法从国外获得高质量的碳纤维，因此应用在航空航天领域的碳纤维价格最高，盈利能力最强。目前应用在军品领域的碳纤维标号主要包括T300、T700、T800 及 M 高模系列，丝束一般为 3K、6K、12K 的小丝束。价格从数千元-万元/千克不等。

民用碳纤维价格承压，通过创新开拓新应用场景是关键。在民用领域，成本是影响客户使用碳纤维代替其他材料的关键。并且民用碳纤维价格受国际巨头影响大，一般参照日本东丽定价。国内民用低端碳纤维生产企业受东丽等国外厂商的价格压制，盈利能力很低。国内生产民用碳纤维的企业必须通过与下游应用厂商紧密合作，通过创新开拓低成本的新应用场景，才能够提升民用碳纤维企业的盈利和成长空间。光威复材和 VESTAS 在风电碳梁领域的合作就是很好的案例。

3、中国碳纤维和碳纤维复合材料的成长空间巨大

在航空航天领域:2018 年全球碳纤维和树脂基复合材料用量分别是 21,000 吨和 32,300 吨，中国的用量分别为 1,000 吨 1,538 吨。中国与全球相比还有巨大的差距。除了中国军用飞机的碳纤维应用比例还有待提高外，另一个非常关键的因素是:大型民用飞机是现在碳纤维复合材料用量的重要领域，而中国在该领域还是一个追赶者，才刚刚起步。

在风电应用领域:中国碳纤维用量有了明显的提高。但目前低成本解决方案的专利掌握在 VESTAS 手中，国产风电设备制造商需要找到新的低成本解决方案，才有可能继续提升中国风电领域的碳纤维用量。

在体育休闲领域:中国制造已经是体育休闲领域设备的主要供给方。在该领域，中国用量基本就是全球的用量。

在汽车应用领域:目前主要应用在高端汽车领域，这是中国短板。降低碳纤维使用成本是扩大碳纤维在汽车领域应用的关键。

四、公司投资价值分析

(一)发展战略清晰

光威复材(300699)自成立起，公司的发展战略就十分清晰，并且一旦确定方向后，公司也有足够的执行力实现制定的战略。回顾公司发展历史，公司最开始生产碳纤维钓鱼竿，属于碳纤维在下游体育休闲领域的产品。然后在 1998 年从碳纤维制品向上延伸，开始生产碳纤维预浸料。

在 21 世纪初，公司抓住国家下决心实现碳纤维国产化的历史机遇，进一步沿着产业链向上延伸，开始研发宇航级的小丝束碳纤维。经过多年艰苦的努力，公司在 T300 级小丝束碳纤维上实现突破，并成功应用在国内多个军机型号上。光威复材从开始决定研发碳纤维，耗时 10 余年，投资 30 多亿元，在这么长的过程中，没有强大的战略执行力，是无法坚持到成功的那一天。

公司的产业发展路径主要是由下游向上游延伸。在率先突破技术性能要求高的宇航级小丝束碳纤维后，又抓住与风电巨头 VESTAS 的合作契机，开始进军大丝束碳纤维。

目前公司通过技术创新、优良的产品性能在宇航级小丝束碳纤维市场上已经获得了成功。在大丝束工业级的市场上，公司通过积极与下游客户合作，实施创新满足了下游客户低成本碳纤维应用解决方案，正在此基础上进一步将产业链延伸至大丝束碳纤维研制生产领域。

(二)宇航级小丝束客户粘性大，后续型号可期

公司湿法生产的 T300-3K 级别的宇航级小丝束碳纤维早在 2005 年就通过鉴定，并实现稳定的工业化生产。目前我国主要新型军机大多在那个时间段研制并首飞，公司军用碳纤维相关配套型号现在正处在订单放量阶段。军用型号一旦选定了碳纤维供应商，在型号的生命周期内，一般不会有大的变化。因此，公司在高强标模宇航级小丝束碳纤维领域的客户粘性大，有较大的优势。

未来新型号方面，在 T700S(即干喷湿纺方法生产的 T700 碳纤维)级别上，公司 2017 年开始为航天某新型固体火箭型号配套，一旦型号定型，是公司新的收入增长点。在T800 级别上，公司 2018 年开始在某新型直升机中进行应用验证，一旦型号定型，将是公司新的收入增长点。

根据碳纤维型号及投产周期时间来估算，公司T700S 与 T800 级的产品有望在 2020 年产生销售收入。整体而言，公司在宇航级小丝束碳纤维领域订单饱满，后续型号充足，预期能够保证未来 2-3 年 30%左右的增长，利润率也能够基本保持稳定。

(三)与 VESTAS 深度合作，风电碳梁订单无忧

公司 2014 年根据 VESTAS 的工艺技术要求，开始研发风电碳梁，2015 年在 VESTAS 的合作伙伴中率先研制成功，并通过了VESTAS 的认证。2016 年装机实验成功。风电碳梁业务开始成为公司收入和利润的新增长点。

公司风电碳梁业务 2017、2018、2019H1 分别实现收入 2.6 亿、5.2 亿、3.0 亿元。公司的碳梁产能也在按计划扩张，目前碳梁生产线已经从 30 条增加到 40 条，产能从 450 万米提高至 600 万米。公司后续还有可能将生产线提升至 50 条。公司供给 VESTAS 的碳梁占其总需求的 20-30%左右。

公司在风电碳梁业务上的突破，是碳纤维公司通过积极响应下游应用领域的创新需求，为下游客户实现低成本应用解决方案，从而实现客户和应用领域拓展的经典案例。

(四)包头大丝束项目提供新增长点

大丝束碳纤维和小丝束碳纤维在性能和生产工艺上有较大不同。大丝束碳纤维界面性能比小丝束差，力学性能略低于小丝束。但大丝束碳纤维的优点是价格远低于小丝束碳纤维，因此大丝束碳纤维在工业级别的应用比宇航级的小丝束更广阔。如果说宇航级小丝束碳纤维追求的是高性能，那么工业级的大丝束碳纤维追求的是低成本+规模效应。

(五)光威复材-SWOT 分析

我们对公司的 SWOT 分析如下图所示: