碳纖維醫療設備部件行業市場現狀調查及投資策略

政策大力推進碳纖維行業發展近年來，我國陸續出臺了一系列鼓勵政策對碳纖維行業的發展給予了巨大的政策支持。一方面，《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》《關于擴大戰略性新興產業投資培育壯大新增長點增長極的指導意見》等長期統籌規劃的出臺，明確了碳纖維的重要戰略地位和發展方針，為碳纖維行業的發展提供了長期驅動力。另一方面，如《原材料工業三品實施方案》《關于化纖工業高質量發展的指導意見》等政策持續引導并進一步提升碳纖維材料重點品種的關鍵生產和應用技術，促進碳纖維及其復合材料的開發，提升行業產業化水平，拓寬材料應用領域。由于我國碳纖維相關技術起步晚于國外等因素，長期以來，國內碳纖維市場中進口碳纖維的供給量遠超國產碳纖維。2020年以來受全球新冠疫情的影響，全球貿易整體受到較大沖擊，國外碳纖維出口國內的難度加大，國內碳纖維市場整體呈現供不應求的局面。隨著我國碳纖維技術水平的提高，我國逐漸打破日本、美國的市場壟斷，國產化進一步推進。2021年碳纖維國產化率水平已達47%，較2020年提升9個百分點。預計未來將加快國產化腳步，降低對外依賴程度。碳纖維下游需求占比從碳纖維下游需求量來看，2021年我國對碳纖維需求占比較高的領域是風電葉片與體育休閑，需求量占比分別是36%、28%，在航空航天領域占比僅為3%。未來隨著我國碳纖維技術的提升以及航空航天的發展，碳纖維需求量將會進一步擴大。碳纖維行業發展情況廣義的碳纖維行業包含碳纖維原材料、碳纖維復合材料以及碳纖維復合材料制品等細分領域，碳纖維產業鏈則包含從天然能源到終端應用的完整制造過程。行業產業鏈中下游的碳纖維復合材料應用環節，直接上游為碳纖維原材料及樹脂材料，下游應用領域包括交通裝備及其他工業、醫療健康、體育健康、民用航空及建筑加固等領域。復合材料一般由基體和增強材料兩部分組成。基體材料主要起支撐和保護增強材料的作用；增強材料作為復合材料的主要承力組分，是復合材料強度和剛度的主要來源，增強材料多為纖維材料。按基體材料的類別可分為無機非金屬基復合材料、金屬基復合材料和樹脂基復合材料，按增強纖維類別可分為玻璃纖維、芳綸纖維、碳纖維等復合材料。高性能纖維主要用作增強體來制造輕質高強的高性能復合材料，在提高材料效率和節能減排上體現出巨大經濟效益。根據《中國新材料產業發展報告（2020）》，碳纖維復合材料是目前用得最多也是最重要的一種高性能纖維復合材料，隨著碳纖維生產工藝技術持續提升，碳纖維產業日趨成熟，在今后較長的時間內，其主導地位仍不可能被替代。與傳統結構材料相比，碳纖維復合材料具有耐腐蝕、抗疲勞、耐高溫、膨脹系數小、可設計性強、易于大面積整體成型加工等優點。因而，碳纖維增強的樹脂基復合材料是當代先進復合材料發展主流。樹脂材料在復合材料中作用是將碳纖維粘結，固定纖維位置并提升復合材料層間剪切性能，同時傳遞纖維應力并保護纖維避免磨損和腐蝕。樹脂的性能會直接影響碳纖維復合材料的結構強度與剛度、使用溫度、斷裂韌性和耐濕熱老化等制品使用性能；另一方面，應用需求的升級，對樹脂材料也提出了更高的阻燃、低溫快速固化等新要求，將進一步推動樹脂功能化改性與技術創新，對碳纖維復合材料的應用與發展起著重要作用。碳纖維行業發展面臨的機遇與挑戰（一）碳纖維行業發展面臨的機遇1、碳纖維復合材料受到產業政策的大力支持，已成為國家發展的關鍵戰略材料先進復合材料對國民經濟發展有極為重要的作用，以碳纖維為增強材料的先進復合材料，近年來在全球快速發展，包括航空航天、風電、軌道交通、汽車等行業已經廣泛應用。我國已推出了諸多政策以促進碳纖維產業的發展。《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》中將碳纖維作為高端新材料納入制造業核心競爭力提升范疇，指出要加強碳纖維等高性能纖維及其復合材料的研發應用等。碳纖維下游高端裝備應用方面，國家發改委將航空航天用新型材料開發生產、城市軌道交通車體、轉向架、齒輪箱及車內裝飾材料輕量化應用、高端放射治療設備等列為鼓勵類產業；《交通強國建設綱要》提出推進裝備技術升級，推廣新能源、清潔能源、智能化、數字化、輕量化、環保型交通裝備及成套技術裝備。國家支持性的產業政策將助力碳纖維產業各環節長期良好發展。2、碳纖維復合材料應用領域廣闊，并將廣泛運用于戰略性產業碳纖維復合材料具有高比強度、高比模量、可設計性好、可大面積整體成型、耐腐蝕、抗疲勞性能好、特殊電磁性能等一系列的優異性能，既可作為承載負荷的結構材料，又可作為防熱、防燒蝕、防腐蝕的功能性材料。在民用航空、軌道交通、電動汽車、能源、海洋工程等領域的尖端技術發展中，特別是在裝備結構輕量化上具有無可替代的地位，碳纖維復合材料的應用水平和應用比例已成為衡量新一代裝備先進性的重要標志。目前，我國碳纖維復合材料正處于高速發展的關鍵時期。其中，在軌道交通領域，以碳纖維復合材料為主要發展趨勢的先進復合材料，對車輛輕量化、提速、降噪、降低能源消耗具有重要的意義。目前，雖然碳纖維復合材料在軌道交通領域的應用仍處于量產早期，但隨著我國碳纖維復合材料上下游產業的成熟發展，原材料及工藝制造成本下降將加快推動軌道交通車輛碳纖維復合材料工程化應用進程，提升碳纖維復材制品的滲透率。碳纖維在體育健康領域的應用已經過半世紀的發展，憑借其輕質高強的優勢成為高端器械的最優選擇，滲透率不斷提高。隨著運動健康理念的普及以及人均消費能力的提升，將持續驅動體育器械市場長期平穩增長。在民用航空領域，碳纖維復合材料是大型整體化結構的理想材料，與常規材料相比，碳纖維復合材料可使機體減重約20~40%，并能夠克服金屬材料容易出現疲勞和被腐蝕的缺點，增強其耐用性。隨著碳纖維復合材料應用領域的不斷拓展，未來更多高性能、低成本的碳纖維復合材料將被投入使用。3、國產碳纖維工藝技術持續突破，產能釋放驅動應用拓展我國碳纖維研究雖起步較早，但由于工藝基礎薄弱、裝備技術落后等原因，聚丙烯腈基碳纖維國產化技術長期徘徊在較低水平。步入21世紀后，我國碳纖維產業得到快速發展，國內廠商先后實現技術突破、釋放產能，碳纖維國產化率持續提升。此外，國產碳纖維工藝技術提升及產能釋放所推動的規模化成本效應將進一步降低碳纖維制造成本。隨著國產碳纖維供給增加、成本下降，碳纖維復合材料應用將延伸至更多領域，下游應用場景逐漸拓寬。（二）碳纖維行業發展面臨的挑戰隨著碳纖維復合材料及制品下游應用需求的不斷增長，部分碳纖維生產企業將通過往下游產業鏈延伸，進入碳纖維復合材料及制品制造領域，行業競爭將不斷增加。同時，大多數碳纖維復合材料產品需要進行定制化生產，不同的解決方案適用的場景、效果需要較長時間檢驗，部分新進入企業為獲取訂單，將可能利用其產業鏈優勢進行價格競爭，一定程度上影響行業的健康發展。碳纖維行業未來發展趨勢（一）碳纖維原材料加速，推動國產碳纖維復合材料及制品在下游的廣泛應用現階段，國內碳纖維市場仍以進口碳纖維為主、國產碳纖維為輔，但國內廠商已逐步實現關鍵技術突破，國產碳纖維產品型號基本實現了對國際領先廠商主要碳纖維型號的對標。賽奧碳纖維數據顯示，2021年國內碳纖維需求量為6．24萬噸，國產碳纖維供應量為2．93萬噸，若國產碳纖維全部供應于國內需求，國產化率約47．00%，較2020年增長9個百分點，趨勢明顯。未來，隨著我國碳纖維原材料加速，我國碳纖維行業整體亦將實現的突破，為碳纖維復合材料及制品在下游更廣泛的應用奠定基礎。（二）碳纖維復合材料及制品應用領域橫向拓展、縱向延伸，促進碳纖維全產業鏈高速發展長期以來，由于碳纖維應用技術開發難度較高，研發設計時間長、研發投入大、生產成本高，我國碳纖維下游主要應用于體育健康、風電葉片、建筑加固等領域，在軌道交通及民用航空等新興領域涉足尚淺。而碳纖維產業的發展，一方面離不開碳纖維原材料的技術開發及生產制造能力，另一方面，將碳纖維原材料制作為預浸料等中間體及最終制品，將新材料開發與下游領域應用需求結合，以進一步驗證材料性能，對于新材料產業發展亦至關重要。未來，隨著碳纖維國產進程加速，圍繞國產碳纖維適配的基體樹脂與中間材料的改性與賦能、碳纖維復合材料產品的設計與制造技術的提升，國產碳纖維復合材料及制品的應用將得到進一步拓展與深化，促進碳纖維全產業鏈的高速發展。風電將帶動碳纖維持續發展根據相關數據顯示，2021年，我國市場風電用碳纖維為2．25萬噸，為國內碳纖維最大應用領域，占比達到了全球風電用碳纖維的68%。隨著國內碳纖維快速擴張并持續降本增效、維斯塔斯拉擠工藝專利到期、風機大型化趨勢及海上風電快速滲透等多重利好因素疊加，預計國內風電用碳纖維將獲得更大發展空間，持續帶動國內碳纖維需求增長。碳纖維市場規模碳纖維行業屬于國家戰略性新興產業，在輕量化市場具有廣闊的發展前景，在國防安全、航空航天等板塊具有不可替代的優勢。中國碳纖維市場規模從2017年的38．1億元增長至2021年的106．4億元，年均復合增長率達29．3%，一直保持增長趨勢。相關研究機構預測，2023年中國碳纖維市場規模將達153．7億元。進入碳纖維行業的主要壁壘（一）碳纖維行業技術壁壘碳纖維復合材料行業具有較高的技術壁壘。首先，復合材料產品制造是以設計為主導，材料為基礎，綜合成型制造、工藝檢測、結構分析、實驗驗證等多學科知識的系統工程，具有跨專業、多技術融合的特點。其次，碳纖維復合材料用途廣泛，但客戶定制化程度高，需要依據豐富的專業經驗在可實踐前提下及時響應客戶需求。此外，在碳纖維復合材料及制品的應用中，行業內企業經過長時間的積累形成了各自的復合材料數據庫及仿真應用平臺，打造自身的研發體系和生產體系，構建了獨特的競爭優勢和準入門檻，因此形成了較高的技術與經驗壁壘。（二）碳纖維行業人才壁壘由于碳纖維復合材料產品一般具有產品、工藝多樣化、單件加工、關鍵環節較多等特點，在生產制造過程中需要一批技術經驗豐富、工藝操作嫻熟的生產型人才。同時，復合材料生產與應用融合了材料學、機械制造、軟件分析等學科知識，培育具備多領域專業知識、深度掌握核心技術的復合型人才也需要較長時間的積累。穩定、高質量的研發力量能夠有效保障企業日常研發工作有序開展、研發計劃如期執行、研發成果滿足要求。此外，采購、銷售團隊的專業素質、市場洞察力、與客戶及供應商日常協調維護需較長時間的沉淀積累。行業新進入者較難在短時間內獲得并積累一批具備豐富制造技術經驗、擁有各類專業素養的優秀人才，從而形成了較高的人才壁壘。（三）碳纖維行業客戶資源壁壘碳纖維復合材料下游客戶包含軌道交通、民用航空、高端醫療影像等高精尖裝備及高端體育健康器械客戶，