全球及中国陶瓷基复合材料（CMC）行业现状及前景分析

全球及中国陶瓷基复合材料（CMC）行业现状及前景分析周泉周泉2023-04-2116:07一、陶瓷基复合材料综述复合材料是由两种或两种以上异质、异形、异性的材料复合形成的新型材料。按用途可以分为结构复合材料和功能复合材料。按组成材料分，分为金属基复材（MMC）和非金属基复材，其中非金属基复材分为聚合物基复材（PMC）和陶瓷基复材（CMC）。复合材料分类复合材料分类资料来源：公开资料，产业研究院整理陶瓷基复合材料（CMC）是以陶瓷为基体与各种纤维复合的一类复合材料，在继承单相陶瓷耐高温的优点基础上，通过增韧机理设计，达到增加材料韧性的目的，有效解决了陶瓷的脆性问题，在航空、航天、国防等领域得到广泛应用。陶瓷基复材组合及性能情况陶瓷基复材组合及性能情况资料来源：公开资料，产业研究院整理二、陶瓷基复合材料产业链从产业链来看，上游原材料主要包括增强纤维、界面层和陶瓷基体，其中陶瓷基体包括非氧化物基体、氧化物基体材料、玻璃陶瓷基体；增强纤维主要有碳纤维、碳化硅纤维、氧化物纤维等；界面层主要包括热解碳界面层（PyC）、BN界面层和复合界面层。下游应用市场主要包括航空发动机、刹车系统、高温连接件、光学反光镜等，其中CMC材料在航空/火箭发动机中主要应用于非转子组件的热端部件。陶瓷基复合材料产业链陶瓷基复合材料产业链资料来源：公开资料，产业研究院整理具体从下游应用来看，CMC材料应用领域包括航空航天、国防、能源与电力、电路与电子等，其中航空航天领域的应用发展较快，2021年占全球份额的36%以上，其次是国防、能源与电力、电路与电子等领域。2021年全球陶瓷基复合材料下游应用领域占比情况2021年全球陶瓷基复合材料下游应用领域占比情况资料来源：StraitsResearch，产业研究院整理相关报告：产业研究院发布的《2023-2028年中国陶瓷基复合材料行业市场发展现状及投资策略咨询报告》三、陶瓷基复合材料行业现状分析从全球CMC材料市场规模来看，根据StraitsResearch数据，2021年全球陶瓷基复合材料（CMC）市场规模为30.6亿美元，并预计将在2030年达到90.4亿美元，期间年复合增长率为12.79%。2021-2030年全球陶瓷基复合材料市场规模及增速2021-2030年全球陶瓷基复合材料市场规模及增速资料来源：StraitsResearch，产业研究院整理从地区来看，目前北美地区在CMC材料的国际市场中占据最大份额，其CMC材料收入占全球总收入的44.9%以上。推动北美CMC材料需求的重要因素包括来自航空航天装备制造商的需求和投资、以及为升级国防装备与政府机构的合作。与此同时，预计亚太地区将以较快速度发展，主要受益于航空航天和国防工业不断增长的需求和对新型技术发展的持续投入。2021年全球陶瓷基复合材料市场份额地区分布情况2021年全球陶瓷基复合材料市场份额地区分布情况资料来源：StraitsResearch，产业研究院整理需求量方面，据数据显示，2020年全球陶瓷基复合材料市场需求为2400吨，预计到2026年全球市场规模将达到4900吨；国内方面，我国“十四五”期间内对陶瓷基复合材料的需求量将达100吨/年，且未来10年仅航发市场对CMC的需求将递增10倍。2020-2026年全球及中国陶瓷基复合材料需求量情况2020-2026年全球及中国陶瓷基复合材料需求量情况资料来源：B&S，产业研究院整理四、陶瓷基复合材料行业竞争格局根据相关资料显示，在连续纤维增韧陶瓷基复合材料研究及增强体纤维制备方面，日本企业领跑。日企业在连续纤维增韧陶瓷基复合材料的研究上处于世界前列，再增前提纤维的制备方面具有垄断地位。目前，国外能够实现碳化硅商业化出售的公司只有日本碳素公司（Nicalon系列）、日本宇部公司（ZMI和Tyranno系列）、美国道康宁公司（Syramic纤维）和NASA（Syramic-iBN纤维）。美国GE公司已经大量使用日本碳素公司的Nicalon纤维制备SiC/SiC导向叶片以及涡轮外环等部件，应用于其商业化的发动机中。全球陶瓷基复合材料主要增强纤维产品介绍全球陶瓷基复合材料主要增强纤维产品介绍资料来源：公开资料，产业研究院整理目前国内的北京航空航天大学和南京航空航天大学在CMC涡轮叶片方面的研究较多，并且主要集中的数值模拟方法和性能考核等方面。校企合作方面，火炬电子与厦门大学较早进行科研合作；国防科技大学与苏州赛菲、宁波众兴新材展开合作；西安鑫垚依托西北工业大学陶瓷复合材料工程中心发展等。火炬电子是国内主要专业从事陶瓷电容器研发、生产、销售和技术支持的企业，拥有多项具有知识产权的核心技术，是国家高新技术企业，公司核心产品包括“火炬牌”陶瓷电容器产品，“湿法淋幕工艺”等，产品在航空航天、通讯、电力、汽车等高端领域广泛应用。从公司经营情况来看，2022年火炬电子实现营业总收入35.59亿元，净利润为8.02亿元，其中陶瓷材料业务营收1.009亿元，占比仅为2.84%，随着火炬电子CASAS-300特种陶瓷材料产业化，业务营收占比将持续提升。2014-2022年火炬电子营业总收入及净利润情况2014-2022年火炬电子营业总收入及净利润情况资料来源：公司公告，产业研究院整理五、陶瓷基复合材料行业发展前景在航天领域，CMC材料大量应用在发动机壳体、导弹弹翼、弹头、航天飞机舱门、太阳能电池帆板、天线等部件上。作为近十多年来发展迅速的新型复合材料，CMC材料具有高熔点、刚度、硬度和高强温度，抗蠕变，疲劳性能好等特点，在航天领域一直被广泛采用，大量应用在发动机壳体、导弹弹翼、弹头、航天飞机舱门、太阳能电池帆板、天线等部件上。尤其是作为高温结构材料，CMC材料在航天飞行器需要承受极高温度的特殊部位的使用具有很大的潜力，未来几年全球市场对CMC材料的需求将会以较快的复合增速持续提升。同时，