碳纤维行业之光威复材研究报告

碳纤维行业之光威复材研究报告一、公司概况：国内碳纤维龙头，高端技术助业绩腾飞1.1公司简介：碳纤维产业龙头，军民融合引领拓展威海光威复合材料股份有限公司（以下简称“公司”、“光威复材”）于1992年在山东威海成立，前身是威海光威复合材料有限公司，是专业从事高性能碳纤维及复合材料研发和生产的高新技术企业。2008年光威集团召开股东会议作出决议，同意将原下属企业威海市碳素渔竿厂规范为威海光威复合材料有限公司。2014年复材有限整体变更为股份有限公司，发起人为光威集团、中信合伙、威和合伙、光辉合伙、光威合伙和拓展合伙。2017年9月，光威复材获准在创业板上市，是全国第一家碳纤维行业A股上市公司。公司业务涵盖碳纤维、系列化的树脂体系、各种预浸料、复合材料构制件和产品的设计开发、装备设计制造等，依托在碳纤维领域的全产业链布局，成为复合材料业务的系统方案提供商。公司控股股东为光威集团，实际控制人为陈亮先生，也是现任公司董事。截止至目前，光威集团持股比例为37.33%，北京信聿投资中心持股比例为8.37%。拓展纤维板块与能源新材料板块是公司的主要收入和利润来源。子公司方面，威海拓展纤维是公司生产、销售碳纤维及织物的经营主体，其碳纤维及织物产品带来高额利润，近三年内毛利率保持在75%-80%；光威精密机械公司负责碳纤维产业相关的机械设备、配件、模具、中压容器的制造销售；光威能源新材料主要负责碳梁制造，与负责碳梁销售部分的光威香港共同体现公司碳梁业务的盈利能力，近三年碳梁业务收入占营收的25%-30%。1.2经营情况及前景展望：业绩快速增长，经营质量稳中有进公司近年来业绩快速增长，主营业务高度集中。2017年-2020年，公司营收从9.49亿元增长到21.16亿元，年均复合增长率为30.64%，同期公司归母净利润从2.37亿元增长到6.42亿元，年均复合增速达到39.40%。根据近期发布的2021年度三季报，尽管受到疫情的影响，但是公司仍实现单季度营收6.79亿元，同比增长13.52%，归母净利润1.84亿元，同比增长6.66%，表现了很强的抗风险能力。公司现金流充沛，负债率状况良好。自2018起经营活动现金流净额两年保持稳健增长，2020年达到9.6亿元，流动性好，负债率处在20%的低位。2021Q3经营活动现金流净额为-0.65亿元，有所下滑，主要系公司保障产品交付增加材料采购所致。公司盈利能力较强，毛利率、净利率水平相对平稳。近年来销售毛利率和销售净利率分别稳定在50%和30%左右。2018年因军用碳纤维及织物业务占公司营业收入比重下降，公司毛利率也略有下降。2019-2020年间随着公司主营业务碳纤维及织物业务的快速增长，公司毛利率逐步上升。2021年前三季度，公司毛利率为47.60%，净利率为31.50%，相对于过去两年的公司净利率30.33%、30.43%以及毛利率49.81%、48.01%，毛利率、净利率波动幅度均较小，仍然保持在较高水平。低利率民品占比提升，公司毛利率有所下滑。一方面是由于低利率的民品营业收入占比提高进而导致毛利率较高的碳纤维及织物的营收份额受到影响，另一方面是由于碳纤维供应紧张使得原材料价格上涨进而影响碳梁业务的扩张。但民品占比上升、市场份额更加稳固推动营收结构更加健康，营业收入多元化有利于抵抗风险。公司主要军品碳纤维及织物业务价格稳定，毛利率波动主要受单位营业成本变动影响且常年居高，保持在70%以上。碳纤维及织物毛利率逐年稳定提升，主要影响因素包括：（1）碳纤维及织物成本构成中折旧摊销、人工成本等固定成本占比较大，直接材料成本相对固定、总成本增长较慢，因此存在明显规模效应，产量变动对产品单位成本影响较大，单位生产成本随着产量逐年提升而下降。（2）公司营业成本采用加权平均法结转，因此前期存货单位成本会影响本期营业成本变动幅度。（3）由于军品质量及稳定性要求高，前几年存在不合格品处置损失导致营业成本偏高，但是随着公司的工艺技术及生产管理水平的持续提高，碳纤维及织物良品率持续提升，相关影响逐年减少。碳纤维及其织物制造费用约占65%，主要原因是碳纤维生产所需设备价值高，各期折旧较大，碳纤维生产需要高温加热，耗电量大，电费占成本比重高；同时公司生产线复杂、设备众多、日常维护成本较高，其他制造费用比较大。直接材料和直接人工成本近五年占生产成本两成左右，波动幅度不大。公司机器设备占固定资产比重较大，导致每年折旧以及新增折旧影响产品成本。部分机器设备折旧完毕但依然增加产值，导致碳纤维及织物毛利率居高。公司机器设备按照年限平均法折旧10年，每年折旧设备原值9.5%，但是近五年设备新增折旧一直低于全年9.5%水平。按9.5%的折旧比例来看，2020年0.68亿元的新增折旧应该对应资产原值为7.18亿元。这说明账面原值为12.42亿的机器设备有5.24亿已经扣完但是依旧增加产值，极大减少了折旧成本，降低了碳纤维及织物生产成本。公司自上市来整体费用率呈下降趋势，但2021H1费用率较去年上升。销售费用与上年同期同比增加34.06%，其变动原因主要系碳纤维（含织物）。财务费用与上年同期同比增加18.51%，主要原因系汇率波动形成汇兑损失。管理费用与上期同比减少12.63%，主要原因系办公费用减少。1.3主营业务：五大业务板块，加速布局全产业链发展模式光威复材产品主要应用领域分为国防军工和民用两大板块，基本实现“军品优先，以民养军”的战略格局。其中国防军工板块包括航空航天、轨道交通、风力发电、新能源汽车、建筑补强等领域；民用板块包括风电叶片、核电装备、船舶制造、重大基础设施建设、轨道交通、汽车零部件、医疗器械、高端体育休闲用品等领域。2021上半年，公司营业收入12.83亿元，同比增长27.73%，军民品占比分别为55%、45%。公司近几年逐步调整业务结构，业务结构更趋合理，业务发展更趋健康。在整体业绩快速增长的同时，自2017年起公司民品业务快速增长，使公司军品业务占比出现一定程度下降，从2018年到2020年军民品营收各占总营收的半数左右，占比差距大幅缩小。公司主营业务收入主要来源于威海拓展的碳纤维及织物，业务主要由军品订单合同带动。2020年碳纤维及织物业务占公司总营收的50.95%，毛利率水平显著高于碳梁和预浸料，长期稳定在70%以上。2017至2020年，公司碳纤维及织物营收呈现逐年递增趋势，与中国在航空等领域的国防投入持续增加相匹配。2021上半年公司碳纤维及织物业务实现营收7.3亿元，同比增长26.35%。2020至2021年碳纤维及织物毛利率略微下降，主要是军品价格下降、直接材料费用提升所致，但由于军品的稳定性、对产品质量的高要求性，价格下降幅度不大。公司风电碳梁和复合材料业务占比逐年攀升。2017年，公司与维斯塔斯风力技术公司签署合作谅解备忘录，就协调碳梁业务全球产业布局和双方进一步深化合作达成初步意向，风电碳梁业务逐渐成为公司新的业务增长点，跃升公司第二大主营业务，2020年碳梁业务对公司的销售收入贡献率为33.93%。2018至2020年受国外疫情影响，一方面由于碳纤维供需关系紧张导致碳梁业务扩张速度变缓，但碳梁业务收入从2018H1的2.16亿到2021H1的3.12亿，复合增速达到13.02%，说明碳梁业务仍保持持续增长态势。另一方面，民品出口业务下降，受碳纤维价格上涨以及汇率波动影响，产品订单交付不足，导致碳梁业务毛利下降；从全业务而言，采用自供碳纤维毛利率应该会有提升。公司其他业务板块齐头并进，市场需求旺盛。公司通用新材料板块主要从事碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、石英纤维等纤维及织物的预浸料生产，并且逐渐向复合材料应用装备领域延伸，2020年预浸料业务对公司的销售收入贡献率为11.18%，较上年同期增长33.61%。2018年至2021年，由于航空航天、轨道交通、风电等领域对国产碳纤维预浸料需求量的急剧增加，预浸料营业收入实现增长，进而使得预浸料毛利率实现稳步上涨。公司复合材料板块具备结构设计、有限元仿真、工艺设计和开发、零部件装配、性能测试和无损检测等完整的复合材料制品设计和开发能力，产品覆盖航空航天、轨道交通、机械电子、医疗器械等领域。2020年复合材料板块由于产业结构调整以及部分项目暂未结题，导致收入和利润均有小幅下降，销售收入为4,003.16万元，较上年同期下降0.02%。2021年上半年，复合材料板块实现收入2,761.27万元，较上年同期增长97.04%。募投项目有序进展，公司产能持续扩张。碳纤维板块现有产能1855吨，产能利用率94.45%，在建产能6000吨，其中“军民融合高强度碳纤维高效制备技术产业化项目”2000吨产能已完成验收结项。另外，“高强高模型碳纤维产业化项目”的产品M40J级、M55J级国产碳纤维历经多个航天应用场景的应用验证，有望在2021年得到放大应用。在通用新材料板块方面，为满足航空航天、轨道交通、风电等领域对国产碳纤维预浸料需求量的急剧增加，公司计划到2022年将预浸料产能的扩大至4200万平米/年。在能源新材料板块，公司于2019年7月19日与维斯塔斯维斯塔斯、包头市政府共同签署万吨级碳纤维产业园项目入园协议，拟投资20亿元分三期在包头市九原工业园区内投资建设万吨碳纤维产业化项目以解决碳梁业务及其他民用产品用大丝束碳纤维的需求，规划产能1万吨，一期在建产能4000吨，八个主要建筑单体全部完成基础工程，预计2022年建成投产。同时为满足维斯塔斯碳梁需求以及拓展电缆芯、碳纤维筋材、建筑补强板材等产品的需求，公司计划到2022年拉挤产品产能扩大至3750万米。此外为适应复合材料市场急速发展需求，公司规划建设先进复合材料研发中心项目，一期建筑面积13254.32㎡，二期建筑面积13465㎡，三期建筑面积32833.31㎡。截至2021年8月，复合材料板块先进复合材料研发中心二期工程完工并投入使用，AV500直升机、多款无人机等20余个重点项目进展顺利，部分已实现首架份交付，带动公司业务向下游延伸的目标和路径更加明确。二、行业分析：产业格局稳定，碳纤维需求快速增长2.1碳纤维基本概念：首选减重材料，性能优越应用广泛碳纤维是减重材料的首选。碳纤维是由聚丙烯腈（或沥青、粘胶）等有机母体采用高温分解法在高温惰性气体下碳化制成的含碳量在90%以上的无机高分子纤维，具有出色的力学性能和化学稳定性，并具有低密度、耐腐蚀、耐高温等特点。在高端装备减重领域，减重部件的工作环境通常较为复杂，应用对象主要是既有变形约束，同时需要减重的结构。因此在减重设计过程中，需要比较不同材料弹性模量进行结构设计，在满足结构变形要求的前提下确定设计方案，进而进行强度方面的校核。因此高端装备减重选材可简要归纳为“先模量后强度”，在相同强度要求下比模量最高的碳纤维则成为减重材料的首选。碳纤维生产工艺十分复杂，且对设备、技术等要求极高。在不同原丝类型碳纤维产品中，PAN（聚丙烯腈）制作流程简单、生产成本低，是目前与未来主流发展方向，目前市场份额90%以上。在纺丝阶段工艺中，喷丝凝固成型的方法可采用干法、湿法、干喷湿纺法。不同的纺丝方法会影响碳纤维形貌与性能。干湿法和湿法得到的碳纤维单丝直径接近，干湿法制得的碳纤维表面形貌光滑,无明显沟槽。湿法制得的碳纤维表面粗糙，纵向沟槽明显；干湿法能得到相对湿纺更致密化的原丝。整体水平上，干湿法获得的碳纤维尺寸参数较大,形状参数偏小,拉伸强度较湿法纺丝得到了提高，但是拉伸性能的稳定性不及湿法纺丝，需要进一步提高产品的质量稳定性和性能一致性。此外，与纯湿纺相比，干喷湿纺法可纺出较高密度且无明显皮芯结构的原丝，大幅提高了纤维的抗拉强度，可生产细特化和均质化的高性能碳纤维。不同碳纤维力学性能差别较大，应用领域也各有针对性。碳纤维可以分为高强型、高强中模、高模、高强高模4类，同一品类碳纤维产品因丝束大小不同，亦可分为大丝束与小丝束两种。大丝束、小丝束性能和价格有较大差异。碳纤维大丝束和小丝束划分的根本来源于碳纤维原丝数量，如1K、3K、6K、12K、24K和48K等。小丝束碳纤维碳化设备好，生产工艺把控严格，性能强于大丝束，总体来看大丝束的价格是小丝束价格的50%-60%左右。小丝束类产品（24K以下）通常用于国防、民用航空、休闲体育等领域，而大丝束类产品（48-80K）则主要用于纺织、土木建筑、运输等方面。一个国家在碳纤维领域的发展深度与碳纤维大丝束和小丝束的批量制备技术密不可分，因此中国近年大力发展碳纤维技术。碳纤维广泛应用于航空航天、风电叶片、体育用品领域，良好的性能决定其具备高昂的价格。但也因为这一原因，碳纤维作为一种材料，并没有像铜、铁等材料一样普及。如运输行业中，2020年全球船舶行业对碳纤维的需求只占总需求的1%，中国只占0.2%；2020年全球汽车行业对碳纤维的需求只占总需求的12%，中国只占2.5%。从这一角度来看，碳纤维的民品市场发展前景广阔，前提条件是通过提高碳纤维丝束量来降低碳化过程中的工艺难度和设备成本或采用“干喷湿纺法”原丝制备工艺实现产品改进和工艺改进，从而降低生产成本。2.2市场空间：国产化稳步推进，市场需求高速增长2.2.1全球碳纤维需求快速增长，中国增速提升更加明显近十年，全球碳纤维需求整体呈现快速增长态势，中国增速提升预计更加明显。根据2020年全球碳纤维复合材料市场报告预计，2025年全球碳纤维需求有望达到20万吨，2030年有望达到40万吨，需求增长翻番，速度明显加快。2025年中国碳纤维需求有望达到14.9万吨，未来五年复合增长率高达25%。在全球需求分布方面，风电叶片、航空航天与休闲体育占比最多的三大细分领域。在国内需求分布方面，目前中国碳纤维用量最大的领域为风电叶片，与世界水平相当，但低端产品仍占据需求主要份额。世界主流碳纤维应用领域航空航天在国内需求占比仅为3.5%。中国近年碳纤维需求大致可以分为两大阶段。第一阶段为2012年前，中国碳纤维下游领域建设仍处于初级阶段；第二阶段为2013年至今，碳纤维下游需求爆发式增长，2013年年度需求达到1.5万吨，需求的大幅上升主要源于下游产品需求的增长以及国产碳纤维产业化建设基本完成，低成本碳纤维开始进入市场。近5年中国碳纤维需求增速始终维持在两位数，随着下游领域的不断扩张以及碳纤维重点使用领域的转移，国内需求增速有望继续提升。国家在2008年后出台政策明确规定军用碳纤维不得使用进口产品，且世界范围内民用高端碳纤维仍对中国施行严格禁运，因此国内小丝束以及高端大丝束企业将充分受益于军品与高端民品市场份额。国产碳纤维2020年需求创新高，预计国产将超过进口。据赛奥碳纤维统计，2020年中国碳纤维的总需求为48851吨，对比2019年的37840吨，同比增长了29%，其中，进口量为30351吨（占总需求的62%，同比增长17.5%），国产纤维供应量为18450吨（占总需求的38%，同比增长53.8%）。2020年的中国市场对进口和国产碳纤维均供不应求。对于国产的18450吨销量，相比2019年的12000吨，增长率为53.8%。连续三年超过30%的高速增长，说明国产碳纤维的巨大进步；赛奥碳纤维预测2025年国产销量将超过进口，估计这个超越会提前2-3年实现。2.2.2军品：军机数量不断增长，碳纤维复材占比持续提升碳纤维及其复合材料优异性能满足军用需求。在军用航空领域，高性能碳纤维复合材料主要应用于导弹弹头、弹体箭体、发动机壳体的结构部件和卫星主体结构承力；在卫星构件领域，高模量碳纤维主要应用于电池板支架、桁架、夹层面板及卫星成立筒；在战斗机和直升机领域，碳纤维复合材料主要应用于战机主结构、次结构件和战机特殊部位的特种功能部件。目前战斗机上的碳纤维复合材料用量已达到25%以上，军用直升机用量高达50%以上。国产碳纤维在航空航天领域的应用研究与协同发展已经过14年历程，成功的经验为其他国防领域的推广应用奠定了基础。军用碳纤维要求企业不仅有碳纤维生产能力，更需要具备必要的配套体系建设能力（装备、助剂、应用工艺性研究与服务）。技术与产品应实现系列化、应用的多元化，满足选材要求。此外，需要企业有必要的装备能力，真正实现自主可控。军用航空装备是中国军用碳纤维主要的应用领域。军用航空领域对于碳纤维需求的不断提升主要基于两大原因：一是军机数量的不断增长，二是碳纤维复合材料应用比例的持续提升。未来十年中国战斗机规模将上升到2000架左右，达到美国的2/3水平，其中二代机预计将全部替换为三代战斗机，替换需求在500-600架，另外空海军建设预计新增约400-500架三代机或四代机，总体需求数量在1000架左右，市场空间约为8000亿元。中国现役第三代战机碳纤维用量占比约为3%-5%，与美国第四代战机30%的平均碳纤维用量仍有较大差距，军机碳纤维使用比例仍有巨大提升空间。2.2.3风电叶片：碳纤维助力叶片大型化，国产碳纤维应用逐年上升风电叶片大型化趋势明显，碳纤维可降低叶片重量。根据中复神鹰招股说明书，采用碳纤维的120m风轮叶片可以有效减少总体自重38%，成本下降14%。大丝束碳纤维打破了碳纤维高价带来的应用局限，在风电叶片领域具备广阔的发展前景。据中航复材科技预测，2025年全球叶片碳纤维需求量将达到9.34万吨，2020-2025年CAGR高达25%。碳纤维能够降低风电叶片重量，有效提升风能资源利用率，促进风力发电向大功率方向发展。碳纤维材料能够满足大型化所需轻量化、高强度、高模量的要求。传统的玻璃纤维叶片在长度超过一定阈值之后，质量过大导致性能降低，出现共振扭转等问题。碳纤维主要应用于叶片中的关键部件，如碳梁梁帽。根据GWEC的数据，目前直径在111~130m的叶片占比最大，达到57%，取代了直径为91~110m的叶片，叶片大型化不断推进，风电碳纤维需求提升。中国风电叶片市场需求主要与维斯塔斯维斯塔斯的合作有关。2015年之前，风电叶片的碳纤维工艺主要是预浸料或织物的真空导入，部分采用小丝束碳纤维，平均价格偏高，近些年采用大丝束拉挤梁碳纤维，价格实现大幅降低。凭借拉挤梁片这项创新型技术成果，维斯塔斯成为全球风电巨头，其业务量的稳健扩张推动了碳纤维在风电叶片领域的应用，维斯塔斯选择光威复材和江苏澳盛两家企业作为碳梁主要供应商。2020年国内叶片碳纤维用量暴增，达到20kt。受2020年“断供”事件影响，光威复材加速布局大丝束碳纤维产能项目，未来国产碳纤维在维斯塔斯供应体系中份额将缓慢上升。2.2.4碳/碳复合材料：光伏发电建设加速，复材优势越趋明显“十三五”时期，中国光伏发电建设速度进一步加快，年平均装机增长率75%。2020年全国新增光伏并网装机容量达到48.2GW，累计光伏装机并网容量达到252.88GW，中国光伏发电市场储备规模雄厚。据不完全统计，2021年各省光伏电站配置规模（包括部分风电）合计89.28GW，已公布大基地规模超过60GW。在国内巨大光伏发电项目储备量推动下，2022年装机量有望超过75GW。碳/碳复合材料是指以碳纤维及其织物增强的碳基体复合材料，具有低密度、高强度、高模量、高导热性、低膨胀系数、摩擦性能好，以及抗热冲击性能好、尺寸稳定性高等优点，2016年以来在单晶拉制炉热场中渗透率快速提高，成为光伏用单晶拉制炉热场系统部件的主要材料。2021年碳基复材渗透率继续提升，在太阳能领域作为单晶硅炉、多晶硅铸锭炉及氢化炉热场的材料广泛使用。随着硅片大尺寸化的发展，热场系统大型化趋势加强，碳基复合材料的优势越趋明显。受益于光伏发电建设加速，碳/碳复合材料渗透率持续提升，未来有望持续扩大份额。2017年到2020年，全球碳/碳复合材料产能增长迅速，到2020年已达到5000吨，中国产能3000吨，为全球总产能的60%，占据重要地位。未来随着国内碳纤维需求的不断增长，预计2025年全球碳碳复材纤维需求将达到18565吨。2.2.5压力容器：碳纤维成就储氢瓶，国内市场供不应求随着对人口的增长和环境问题的关注，碳纤维将成为推动汽车用压力容器的关键因素。氢燃料车对氢气瓶既有极高的安全性要求、又有轻量化要求，碳纤维成为最佳选择。使用碳纤维复合材料的储气瓶重量比钢瓶减少70%左右。此外，碳纤维行业的发展能够有效解决氢能运输的困难。碳纤维增强聚合物（CFRP）复合材料通过使用碳纤维和环氧树脂包裹的塑料内衬组成的IV型储罐，为零排放燃料电池汽车提供了压缩氢气的轻质存储。2020年全球压力容器用碳纤维用量仍持续增长。据赛奥碳纤维统计，2020年全球压力容器用碳纤维用量8800吨，较2019年增长19%；中国用量2000吨，较2019年增长33%。根据现有中、美、日、韩等国氢能发展规划推算，2025年全球燃料电池汽车预计销售100万台；到2030年全球燃料电池汽车大约300-400万台，相应的碳纤维需求量18万吨，未来十年CAGR超过35%。中国氢能源需求不断提升。根据中国氢能联盟的预测，在2030年碳达峰愿景下，氢气的年需求量预期3715万吨。在2060年碳中和愿景下，中国氢气的年需求量将增至1.3亿吨左右，年复合增长率达到4.26%。其中，交通运输领域用氢4051万吨，占比31%。中国储氢瓶使用的碳纤维约有一半由国外厂商供应。其中，日韩企业占据中国进口储氢瓶用碳纤维70%以上的市场份额，近两年才逐渐开始国产化小批量替代。然而目前由于国际关系的变化，日本东丽的高性能碳纤维进入中国受到一定限制，今年以来东丽T700碳纤维价格从去年的不到200元/公斤上涨到300元/公斤以上，接近翻了1倍。而国内碳纤维供应商在优先满足航天军工领域应用需求的前提下，仅有少部分产品可以供应气瓶市场，导致今年中国储氢瓶用碳纤维供不应求。2.2.6商用航空航天：复材使用占比提升，应用需求潜力大民用航空复材使用占比逐步提升。C919大飞机是中国首款完全按照国际先进适航标准研制的单通道大型干线客机，最大航程超过5500公里，性能与国际新一代的主流单通道客机相当。目前C919已经完成6架试飞测试，在手订单超1000架，21年年底首次商业化交付运营。C919复合材料使用比例达到12%，波音

787和空客A350中的碳纤维复合材料用量占比已经达到50%以上。波音公司称,大量使用复合材料将减少更多维修时间和费用，而且每架飞机可节省燃料约20%。空中客车公司估计目前1架A340/500和A340/600飞机使用的复合材料将近6t,新的A380客机使用复合材料为25~30吨/架，其中85%是碳纤维复合材料。中国民用航空碳纤维复材使用占比仍有巨大上升空间。碳纤维复合材料在运载火箭中应用广泛。可用于制造固体发动机壳体结构、箭体整流罩、仪器舱、级间段、发动机喷管喉衬、卫星支架、低温贮箱等部件。近年来中国多种型号运载火箭也大量采用了碳纤维复合材料，碳纤维复合材料在卫星接口支架、整流罩、筒、梁等结构实现应用，尤其是上面级结构中广泛采用复材，有效地减轻了上面级结构质量，对提高运载火箭发射有效载荷的能力具有显著效果。商业航天发展前景广阔。中国商业航天起步于2015年，短短五年时间内，在国家政策的大力支持以及市场的需求驱动下，行业已经初具雏形，2020年市场规模约10202亿元。随着中国航天技术逐步提升以及下游应用场景更加丰富，市场将逐步完善。预计到2024年市场规模将达到24060亿元，碳纤维复合材料需求敞口随之加大。2.3竞争格局：日美占据主导地位，国内企业发展迅猛2.3.1日美占据主导地位，国内企业积极扩产全球碳纤维行业有效产能持续增加。2020年全球碳纤维行业有效产能为16.79万吨，比2019年增加了约1.3万吨，日本和美国依旧占据主导地位。2020年，碳纤维运行产能前五大公司日本东丽Toray产能5.45万吨、德国西格里SGL产能1.50万吨、日本三菱丽阳MRC1.43万吨、日本东邦/帝人TEIJIN1.26万吨、美国赫氏

HEXCEL1.02万吨，前五家公司合计产能10.66万吨，占全球总产能62%。日本东丽集团是全球最领先的碳纤维制造高科技跨国企业，以有机合成、高分子化学、生物化学为核心技术。公司主要生产原丝、碳纤维、碳纤维织物、预浸料、结构件，下游客户包括波音、空客、戴姆勒公司、SpaceX等航空航天和汽车制造巨头。德国西格里SGL业务涵盖了从原丝到碳纤维、织物和预浸料、再到碳纤维增强塑料（CFRP）部件成品在内的完整业务链。公司目前业务范围集中在汽车、新能源和数字化领域。此外，公司是世界上第一家采用连续高温工艺生产碳纤维软毡的公司。日本三菱丽阳株式会社MRC是全球领先的高性能热固性和热塑性材料半成品和成品零件制造商。主营业务包括：特种树脂和化学品、丙烯酸纤维、碳纤维及复合材料、合成纤维及膜。MRC实现了从丙烯纤维原料丙烯腈的合成到聚合、原丝、碳纤维、产品等一条龙生产。日本帝人TEIJIN是全球主要飞机制造商的领先供应商，公司在碳纤维领域、碳纤维复材领域、预浸料领域均有成熟产品。日本帝人绢丝株式会社成立于1918年，现有员工2万人。集团旗下负责碳纤维及复合材料业务的核心公司东邦特耐克丝株式会社(TohoTenax)于1975年开始量产聚丙烯腈系的碳纤维“TENAX”。通过战略性收购，帝人更好地为北美、欧洲和中国的汽车客户提供服务，并加深与全球主要汽车制造商的关系。美国赫氏

Hexcel是美国最大的碳纤维生产商。在航天项目中拥有超过45年的经验，认证最广泛，在全球拥有1350多项专利和正在申请中的专利。公司不断推出新的碳纤维产品，陆续推出HexBond679、最新HexAM®材料技术HexPEKK®EM、最新HexPly®XF表面技术。目前中国主要碳纤维企业包括光威复材、中简科技、中复神鹰等，该类企业以碳纤维及其制品为主营业务，掌握大量原丝/碳化核心工艺技术，各企业发展路径、业务侧重、技术水平有所不同。其中，光威复材、中简科技、中复神鹰具有核心设备自主设计制造能力，其他企业核心设备为外购获得。光威复材、中简科技、中复神鹰和恒神股份核心应用于军工和民用两大板块，其他企业目标市场以民用为主。2020年吉林化纤营业收入居于首位，光威复材紧随其后。2020年碳纤维主要企业市场份额中，吉林化纤占比28.86%，光威复材占比24.42%，上海石化占比17.10%，吉林碳谷、恒神股份、中复神鹰、中简科技分别占比12.72%，6.26%，6.15%，4.50%。光威复材是国内碳纤维行业领军企业，持续加强研发创新投入，新项目、新产品、新技术研发成果显著。公司是国内最早实施碳纤维国产化事业的民营企业，拥有近二十年连续碳纤维生产线开车生产历程，掌握先进工艺技术。中简科技公司科研实力雄厚，前身为成立于2008年4月的中简科技发展有限公司，专业从事高性能碳纤维及相关产品研发、生产、销售和技术服务。具有完全自主知识产权的国产高性能碳纤维及相关产品研发、并已成为国内航空航天领域ZT7系列碳纤维产品的唯一批量稳定供应商。中复神鹰是国内碳纤维行业龙头企业，率先打破国外高性能碳纤维垄断的市场格局，系统掌握了T700级、T800级碳纤维千吨规模生产技术以及T1000级的中试技术，在国内率先实现了干喷湿纺的关键技术突破和核心装备自主化，率先建成了千吨级干喷湿纺碳纤维产业化生产线。2.3.2发展高模高强碳纤维成为重点，中国研发需加快脚步新型高强高模碳纤维，是指同时具有高拉伸强度、高拉伸模量特性的新一代碳纤维，其典型特征在于高强度和高模量兼具。目前已经实现商业化生产的该型纤维代表为：日本东丽TORAYCA®MX碳纤维拉伸强度5700MPa、拉伸模量377GPa；以及美国赫氏公司新产品HexTowHM50型碳纤维拉伸强度5860MPa、拉伸模量345GPa。日本、美国相继实现新型高强高模碳纤维产品量产，无疑再次在高性能碳纤维领域确定了领先地位。国内外碳纤维已经历两代产品发展，伴随各类新一代战斗机、轰炸机、无人舰载作战飞机的研制，航空武器装备对碳纤维的拉伸强度、断裂韧性、冲击性能等综合性能提出了更高要求。在此背景下高模高强碳纤维成为发展重点，国内外竞相研发。中国近年来也加大碳纤维的技术研发。宁波材料所相继实现了T700、T800、T1000级高强中模碳纤维，以及M40J、M50J、M55J、M60J级高强高模碳纤维的关键制备技术、吨级研发与工程化能力。2017年在承接国家项目基础上，宁波材料所进一步加快新型高强高模碳纤维的批量制备工作，目前已经初步实现拉伸强度≥5000MPa、拉伸模量330-400GPa（相当于近期东丽M40X产品）小批量制备能力。相较于国外研发进度，中国仍需及时跟进。中国第二代碳纤维技术尚未全面突破，如不及时跟进第三代碳纤维的技术开发，会拉大中国与国外下一代航空武器装备性能之间的差距。应及早进行前瞻性布局，将相关顶尖科研机构汇聚实现关键技术的攻破，聚焦第三代高性能碳纤维制备技术研发，及碳纤维复合材料技术的研发。光威复材有望借鉴日本东丽碳纤维业务的发展路径。光威复材相较日本东丽起步较晚，但公司已经在二十多年来积累了比较深厚的技术实力、储备了较多专业人才，不仅成功研发了系列碳纤维原丝、碳纤维、预浸料及复合材料等产品，更具备了碳化、原丝等非标碳纤维设备开发能力，整体产业链布局也趋于完善。光威复材部分产品性能已可与日本东丽媲美，但两者之间差距仍然较大，日本东丽总产能已接近5万吨且仍在实施扩产计划，同时可以量产T1000超高强碳纤维，技术水平在行业中处于领先地位，新品研发上日本东丽直接与下游客户如波音等保持长期合作开发，发挥先发优势，未来光威复材可在研发能力、产品布局、客户合作等方面不断向日本东丽靠近。2.3.3国内军品碳纤维供应量持续上升十四五军费有望稳定增长，国内军品碳纤维供应量持续上升。根据光威复材和中简科技

2019年及2020年的营业总收入、军品销售收入测算2021年至2023年的军品碳纤维供应量。结果显示，随着营业总收入不断增加，军品的销售收入及市场渗透率呈增长趋势。预计2021年年末军品碳纤维供应量能够达到1140.58吨，2023年能够达到3989.42吨。首先，根据公司每年全部军方订单的销售收入在总销售收入的占比，测算当年的军品碳纤维渗透率，再根据我们对两家公司营业收入的预测及军品碳纤维渗透率的年增长率测算未来年份的军品渗透率，即军品碳纤维的弹性。其次，根据两家公司年报中披露的扩产计划测算出未来年份的碳纤维及织物产能。截至2020年，光威复材募投项目“军民融合高强度碳纤维高效制备技术产业化项目”2000吨产能已完成验收结项，预计2021年投产；

内蒙古光威低成本碳纤维项目规划产能1万吨，一期在建产能4000吨，预计2022年建成投产。结合产能利用率，推算光威复材

2022年的碳纤维及织物产能为2224.30吨。此外，结合产销率对碳纤维及织物未来的销量进行预测。预计2021年全年实现销量2050.03吨，2022年、2023年分别预计实现销量3355.78吨、6837.78吨。最后，根据碳纤维及营业收入总额预测测算出碳纤维平均单价，呈逐年增长趋势。根据军品营业收入及碳纤维及织物的营收占比，即可估算出军品碳纤维的供应量。军品碳纤维供应单价降低，但盈利能力不减。由于规模效应能够有效抵消降价对于盈利能力的不利影响，因此虽然军品碳纤维及织物的单价出现一定程度降价，但总供应量呈明显上升趋势，未来渗透率有望超过50%，与我们的预测保持一致。其次，本次降价的倡议并不具有强制性，而且在上半年航空板块已经在实操中兑现，未来的影响大概率有限，即军品营收不受军品单价降低影响稳定上升。此外，从毛利率构成方面看，以光威复材和中简科技为例，光威复材的折旧摊销费用在管理费用中占比18.71%，中简科技的折旧摊销费用在销售费用中占比18.21%，在管理费用中占比64.68%。据此可以认为，军品折旧摊销费用的比重在营业成本中的占比明显，对毛利率的影响较大。随着折旧计提完成，营业成本不断下降，毛利率将有所提升，能够抵消一部分军品单价降低带来的不利影响。三、军民品营收增长双轮驱动，产能扩张助力“光威”领先3.1核心技术自主可控，产品研发完善碳纤维全产业链布局3.1.1研发投入逐年增长，技术水平行业领先光威复材科研实力突出，承担了国家发改委、科技部863计划专项在内的各类项目70多项，共申请专利47项，其中发明专利占一半以上，曾荣获国家级和省部级科技奖项多个。2020年，公司获授权专利78项，创建市级创新工作室28个。公司目前拥有博士后科研工作站、碳纤维制备及工程化国家工程实验室、国际科技合作基地、山东省碳纤维及制品工程技术研究中心、山东省碳纤维制备技术企业重点实验室、中俄（威海）新材料合作研发中心、山东省企业重点实验室、国家级“企业技术中心”等多个国家和省部级研发平台，依托以上平台，公司从持续加强研发队伍建设，为丰富产