2022年中简科技研究报告 聚焦航空航天赛道，碳纤维的产业皇冠

简介：从理论到实践，学者的华丽转身

快速发展，打造国产高性能碳纤维

公司以湿法碳纤维为主。公司目前主要产品为湿法ZT7系列（高于T700级）碳纤维，主要应用于航空航天领域。

股权结构：公司实控人为国内碳纤维行业领军人物

公司实际控制人是杨永岗（公司董事长）和温月芳（公司董事、总经理、总工程师），为一致行动人关系。 杨永岗和温月芳均毕业于山西煤化所，博士学历，长期从事高性能聚丙烯腈基碳纤维及其复合材料的研究。 杨永岗为科技部 863 主题专家组成员，2013 年 12 月，入选中组部第二批“万人计划”。温月芳曾作为课题负 责人或技术负责人承担了科技部、中科院、国家发改委等部委的多项科研项目。

持续研发投入，优化产品结构

2021年公司研发投入4449万元，研发费用率10.8%，同比增加45%；研发人员38人，占员工总数的 14.5%；2022年因为研发项目多处于前期验证阶段，前三季度研发费用同比收窄到2514万元。

研发高强高模碳纤维,开拓航空航天市场

公司持续加大研发投入，研发T1100、9H、ZM40H等超高强及高强高模碳纤维，开拓航空航天细分领域 市场。

发布股权激励，长期增长充满信心

10月12日公告股权激励草案，拟向公司董秘、中层、业务骨干等13人授予股权激励，共109万股，占总 股本的0.25%，其中董秘占比7.4%。该股权计划形成了对高管到技术骨干的有效激励，且体现了管理层对 业绩增长的决心与信心。

股权激励绑定核心人才，激励机制趋于完善

公司向激励对象授予第二类限制性股票109万股，其中首次授予87万股。预计首次授予的第二类限制性股票 应确认的权益费用为 1896 万元。

产品性能优越，定制化能力强

“原丝-碳丝-织物”一体化生产

公司掌握了从原丝到碳纤维再到碳纤维织 物的全产业链生产流程。在原丝与碳丝的生 产方面，公司采用DMSO（二甲基亚砜）一步 法纺丝工艺，目前主要批量生产 ZT7 系列碳 纤维。

公司生产设备 98%以上为自主研发设计和 国内制造。公司根据自身对碳纤维技术的理 解，以及长期对专用设备的研究，定制化开 发了与自身工艺技术相适应的专有生产设备， 关键设备全部实现国产化，使得所生产的碳 纤维产品质量稳定、成本降低。

采用DMSO一步法连续工艺

原丝的制备按所用原液的制备工艺不同可分为一步法和两步法。 DMSO一步法指的是聚合和纺丝的过程在同一溶剂当中进行。采取连续工艺，有利于规模化生产的工艺控 制和质量稳定性，生产流程更短。 DMAC两步法指的是先在水相悬浮液当中进行聚合，再将聚合物溶解在溶剂当中进行纺丝。工艺相对复杂， 采取不连续工艺，但通过水洗可得到高分子量PAN，制得的纤维结构均一、取向度高、缺陷少。

以湿纺技术为主，兼具两种纺丝工艺

干喷湿纺技术是指纺丝液经喷丝孔喷出后不立即进入凝 固浴，而是先经过空气层，再进入凝固浴进行双扩散、相分 离和形成丝条。 相比湿法，干喷湿纺生产的原丝表面光滑无沟槽，强度 更大，纺丝速度更快。

掌握先进工艺，有效提升碳纤维质量

公司在受让取得山西煤化所“干喷湿纺高性能 CCF-3 制备技术”基础上，通过多年自主研发和技术创 新，掌握了先进的碳纤维制备核心技术，已拥有10项发明专利，21项实用新型专利。

碳纤维定制化能力强

公司ZT7系列碳纤维产品比常规T700模量高，因该产品根据用户要求逐渐从T700演变改进。 公司对产品的研发定型、小批量供货的能力比较强。后续研发的一些产品，都是根据用户的要求进行个性化 定制，应用于某些细分领域。

聚焦航空航天赛道，碳纤维的产业皇冠

全球碳纤维市场需求变化

2021年：全球碳纤维需求为11.8万吨，同比+10.4%。 风电依然是主要市场，但对比20年仅增长7.8%，主要因为原材料涨价，以及抢装阶段性结束导致的需求放缓；体育市场需 求强劲，同比+20%；压力容器主要得益于氢气瓶，依然保持了 25%的高速增长；碳碳复材主要受光伏行业驱动，依然保持 70%超高速增长；汽车行业对比 2020 年有较大幅度的下滑，降低约24%，主要因为全球唯一两款大面积采用碳纤维的宝马I8 与I3，分别在2020年底与2021年中停产。

中国碳纤维市场需求变化

2021年：中国碳纤维总需求6.24万吨，同比+27.7%。其中，进口量为3.31万吨，同比+9.2%；国产供应量为2.93万吨，同 比+58.1%。国产化率持续提升，预计22年国产能超过进口。 碳碳复材已经迅速跃升为我国第三大应用市场；风电叶片、航空航天、压力容器、混配模成型等应用市场都有广阔的发展 空间。

航空航天：碳纤维材料优势明显

减重：飞机结构材料约占起飞总重量的 30%左右，用碳纤维复合材料代替钢或者铝，减重效率可达到 20%-40%。 增强耐用性：碳纤维复合材料可克服金属材料容易出现疲劳和被腐蚀的缺点，增强了飞机的耐用性。 降低成本：碳纤维复合材料的良好成型性可以使结构设计成本和制造成本大幅度降低。 作用：延长作战半径（军机），节省燃油，提高经济效益。

航空航天板块总产值较高

2021年航空航天全球市场需求达到11.88亿美金，占比35%。从金额看，航空航天领域市场占比最大，其中，航空航 天领域用到技术含量较高的小丝束碳纤维，其21年价格约为72美元/公斤，明显高于其他领域的碳纤维价格。

航空航天板块碳纤维需求变化

我国航空航天领域碳纤维需求逐年递增。我国航空航天领域碳纤维的需求从2015年的500吨，增长到 2021年的2000吨，CAGR为26.0%。

军用航空：国防开支稳步增长，军费提升空间巨大

国防开支稳步增长，军工需求增加。在近几年在地缘局势不稳定的情况下，中国国防需求大幅增加，2022年国 防预算为14504.5亿元人民币，同比增长7.1%。从军费占GDP的比重来看，我国军费/GDP占比在世界主要国家中仍 然处于极低的水平，提升空间巨大。

国产军机数量较美国仍有较大差距，未来有望快速增长。截至2020年底，美国军机数量13232架，排名第一， 我国军机数量排名第三，为3260架，与美国差距较大。自2011年至2020年，我国军机数量增加了662架，复合 增长率2.55%。中美不仅在军机数量上有较大差距，未来随着中国大力发展空军，服役战机数量有望快速增 长。

军用航空：军机复材用量提升，碳纤维前景广阔

随着军机的升级换代，碳纤维用量比例逐步提升。自20世纪70年代开始，国外军机开始使用复合材料，之后用 量逐步提升；我国先进战机碳纤维复合材料用量比例也在不断提高，最新的歼-20战机上复合材料占比已经达到 20%。预计未来10年，我国军用飞机领域碳纤维需求约4016吨。

军用航天：航天领域大放异彩

碳纤维是实现导弹武器轻量化、小型化和高性能化不可或缺的关键材料，使用了碳纤维外壳的导弹,比钢制材料导弹的射程远了 大约1000公里。除了导弹本身，碳纤维复合材料在发射筒上也有应用。如美国 MX 和平卫士洲际战略导弹的发射筒长22.4米，直径 2.5 米，当 采用传统高强钢为材料时重量超过 100 吨，使用碳纤维增强树脂基复合材料后仅 2 吨。我国战略导弹发射筒也采用了部分碳纤维 复合材料筒段，相比铝合金部件，重量降低28%。 我军新一代洲际弹道导弹———东风-41和巨浪2都采用了国产碳纤维材料生产的导弹壳体。

碳纤维很好满足了大型运载火箭结构的轻质化要求。相比铝合金部件，碳纤维树脂基复合材料可减重达20%以上，使用碳 纤维复合材料可增加有效载荷(约20公里/kg)和降低发射成本(约10000美元/kg)； 碳纤维及其复合材料能满足卫星和飞船等空间飞行器对结构轻质化和尺寸稳定性的较高要求。卫星和飞船等空间飞行器结 构件需要具有变形小和一定承载能力的材料，同时对结构材料的抗辐射和抗老化等空间环境性能也有较高要求，由于碳纤维 复合材料的广泛使用，目前国外先进卫星结构质量约占总重的5％。

民用航空：用量持续提升，性能逐步提高

波音及空客飞机碳纤维用量均逐年提升，2007年投入运营 的空客A380以及2009年投入运营的波音787的碳纤维占比均 超过50%。 飞机零部件使用的碳纤维型号从早期的T300逐渐变化成 T700、T800以及高模高强碳纤维。

民用航空：国产大飞机需求稳步提升

C919是我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，自2015年开始研制，预计将于2022年完成首批交 付，目前国内外累计28家客户已有超过850架订单。 C919机身复合材料总用量达12%-15%：包括T800级碳纤维复合材料、T300级碳纤维复合材料以及玻璃纤维复合材料三大类， 其中T800级高强碳纤维复合材料是在国内民机型号中首次使用，使用部件包括主承力部件如后机身和平垂尾等。 需求预测：据C919副总设计师傅国华预计，未来C919的国内需求保守估计为2000架，中国商飞预测C919的市场空间将超过 1000亿美元。

超级订单在手，产能三倍扩张

在手大额订单24.5亿，公司产能预计迅速打满

随着公司不断增加研发投入和产业化规模，提高技术水平和产品质量稳定性，在航空航天的应用领域不断扩 展，产品订单快速增长。 2022年，公司在手大额订单24.5亿元，预计公司460吨/年（3K）产能能在短期内迅速打满。

产品供不应求，产能逐步扩张

目前公司拥有碳纤维产能460吨（3K），以及两条原丝生产线产能920吨。公司原有碳纤维产能50吨（3K规格），通过不 断技改，到2021年9月前，公司碳纤维产能已提升到120吨（3K规格），2021年9月公司 IPO 募投项目“1000 吨/年国产 T700级碳纤维扩建项目”完成客户等同性验证，正式投产，新增碳纤维产能340吨（3K）。

千吨产能释放在即，业绩有望高速增长

2021年8月，公司披露 2021年度非公开发行A股 股票预案，拟募集不超过20亿，建设两条合计年产 1500吨（12K）高性能碳纤维及织物产品。

新产能产品结构丰富，下游客户需求旺盛

公司前期产能受限，产能主要满足重点客户，本次募投项目1500吨产能，能有效扩展公司供货范围，目前公 司已取得了多家客户出具的产品需求函，预计在“十四五”后期对相关产品有较高的需求量。

军工行业进入壁垒高，军用材料验证周期长

航空航天领域对碳纤维供应商的选择条件较为苛刻，在部分航空航 天应用上，产品的性能、质量稳定性等方面需要通过层层筛选乃至进行 严苛的积木式验证。 客户如更换供应商，则需要重新进行验证工作，漫长的验证周期将 会影响客户自身产品的稳定连续生产，因此，客户一般不会对通过验证 的供应商进行更换。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）