摘要：碳基材料主要指的是用碳纖維(CF)、碳化硅纖維、碳納米管(CNT)、石墨烯等碳系材料作為填充材料與聚合物基體復合制成的屏蔽材料。近年來，得益于碳基材料逐步滲透各個應用領域以及下游市場需求不斷拓展，我國功能性碳基材料規模不斷擴大。2023年，中國功能性碳基材料市場規模為192.31億元，同比增長27.85%。

一、定義及分類

碳基材料主要指的是用碳纖維(CF)、碳化硅纖維、碳納米管(CNT)、石墨烯等碳系材料作為填充材料與聚合物基體復合制成的屏蔽材料。碳基材料以碳原子形成的芳香環結構為主要骨架，具有比表面積大、表面形態較為均一、孔隙結構發達的特點，作為厭氧消化工藝中的功能載體被廣泛研究。到目前為止，已經發現的碳基材料有碳納米管、富勒烯、石墨烯、多孔碳、熒光碳及其復合材料。

二、行業政策

1、主管部門和監管體制

功能性碳基材料行業主管部門包括國家發展和改革委員會、國家工業和信息化部及其下屬分支機構。國家發展和改革委員會主要負責產業政策制定，指導行業結構調整、行業體制改革、新建項目與技術改造等工作；工業和信息化部主要負責擬定并組織實施行業規劃、產業政策和標準等。

2、行業相關政策

目前，我國功能性碳基材料仍處于產業化初始階段，高強高模碳纖維、聚酰胺66等產品仍面臨國際貿易和技術壁壘。此外，關鍵制造裝備也處于以引進為主、研制和仿制為輔的狀態，高端分析測試設備更是基本依賴進口，具有工匠精神的專業工程技術人才出現斷層。基于此，2021年，工信部將碳基材料納入“十四五”原材料工業相關發展規劃。提出實施關鍵短板材料攻關行動，采用“揭榜掛帥”“賽馬”等方式，支持材料生產、應用企業聯合科研單位，開展寬禁帶半導體及顯示材料、集成電路關鍵材料、生物基材料、碳基材料、生物醫用材料等協同攻關。2022年《關于印發原材料工業“三品”實施方案的通知》中指出開展高端鋼鐵材料、半導體材料、光伏封裝材料、天然纖維材料、循環再利用化學纖維材料、碳基材料、硅基材料等關鍵基礎材料和電弧爐煉鋼等新工藝標準制定，完善覆蓋材料研發、生產、應用、服役全生命周期、全產業鏈以及消費者關注的標準體系。一系列法律法規、產業政策的制定，對我國功能性碳基材料行業發展起到了規劃、引導等宏觀調控作用，有利于產業的健康有序發展。

三、行業壁壘

1、技術壁壘

功能性碳基材料行業對技術的要求較高，其核心體現在生產裝備的設計，原材料及催化劑的選擇，以及碳化、石墨化環節工藝條件、溫度、加工時間的精確控制等方面，涉及機械、材料、熱處理等多個領域的理論與實務知識。通過對生產裝備進行創新設計，改進和優化生產工藝等技術創新方式，在提升產品性能的同時降低生產成本，是功能性碳基材料企業的核心競爭力。此外，由于碳基材料應用領域廣泛，開發應用于不同領域的功能性碳基材料產品，實現功能性碳材料的多領域應用，需要針對具體應用場景進行持續的技術研發和創新，這對功能性碳基材料生產企業的技術水平提出了更高的要求。因此，功能性碳基材料行業存在一定的技術壁壘。

2、客戶壁壘

功能性碳纖維材料下游應用領域廣泛，且下游制造商大多對供應商實施較為嚴格的準入制度，僅有產品品質、供貨能力及售后服務質量受到認可的供應商，方能進入其合格供應商名錄。同時，下游客戶為確保自身產品質量的穩定性，在確定合格供應商后，雙方合作關系一般較為穩固。因此，行業新的進入者很難在短期內進入行業內知名客戶的供應鏈體系，行業存在客戶資源壁壘。

3、資金壁壘

功能性碳基材料行業屬于資本密集型行業。一方面，功能性碳基材料的生產，涉及編織、針刺、預氧化、碳化、石墨化等多道工序，對應的生產設備較多，生產場地占用、固定資產投入較大。另一方面，下游客戶規模較大、信譽較好，同時在信用期等合同條款方面也具有較大的話語權。客戶信用期相對較長形成的應收賬款對公司流動資金要求較高，從而形成了行業較高的資金壁壘。

四、產業鏈

1、行業產業鏈分析

碳基材料是主要以煤、石油或它們的加工產物等有機物質作為主要原料經過一系列加工處理過程得到的一種非金屬材料，其主要成分是碳。因此功能性碳纖維材料上游包括煤、石油、甲烷、丙烯、黏膠纖維、PAN纖維等原材料。中游為功能性碳基材料生產，碳纖維石墨烯、碳納米管、碳復合材料都屬于碳基材料。功能性碳基材料下游應用領域廣泛，涵蓋風電葉片、體育休閑、航空航天、壓力容器、汽車、熱場材料以及建筑建材等行業，且隨著各國對碳基材料的研究日益深入，其應用領域仍在持續擴展中。

功能性碳基材料行業產業鏈

煤

國家能源投資集團有限責任公司

晉能控股集團有限公司

山東能源集團有限公司

中國中煤能源集團有限公司

陜西煤業化工集團有限責任公司

山西焦煤集團

石油

中國石油天然氣集團有限公司

中國石油化工集團有限公司

中國海洋石油集團有限公司

中海油田服務股份有限公司

甲烷

廣東華特氣體股份有限公司

河南心連心深冷能源股份有限公司

深圳市粵佳氣體有限公司

丙烯

東華能源股份有限公司

萬華化學集團股份有限公司

中國神華能源股份有限公司

中國石油化工股份有限公司

中國石油天然氣股份有限公司

上游

平頂山東方碳素股份有限公司

威海光威復合材料股份有限公司

中復神鷹碳纖維股份有限公司

江蘇天奈科技股份有限公司

中游

風電葉片

體育休閑

航空航天

壓力容器

汽車

熱場材料

下游

2、行業領先企業分析

（1）安徽楚江科技新材料股份有限公司

楚江創立于1999年，專注于材料的研發與制造，業務涵蓋先進銅基材料和軍工碳材料兩大板塊，在安徽、上海、廣東、江蘇和湖南設有生產和研發基地，包括精密銅帶、高端銅導體、銅合金線材、精密特鋼、碳纖維復合材料和高端裝備及新材料六大類產品。其中碳纖維預制件位居國內龍頭地位；高端導體、合金線材、高端熱工裝備均位于國內行業頭部位置。楚江是國家航天航空、國防軍工等領域特種大型熱工裝備的核心研制單位，承擔著國內飛機碳剎車盤預制件的供應，生產的碳纖維預制件產品在軍品領域處于優勢地位，是國產民航大飛機C919、國產民航支線飛機ARJ-21等國產民航飛機碳剎車預制件的供應商。2024年上半年，楚江新材高端裝備及碳纖維新材料業務收入為6.65億元，毛利率為39.26%。

（2）湖南金博碳素股份有限公司

湖南金博碳素股份有限公司主要從事先進碳基復合材料及產品的研發、生產和銷售，服務于太陽能光伏、半導體、鋰電、氫能、汽車等國家戰略性新興產業，是一家具有自主研發能力和持續創新能力的高新技術企業，致力于為客戶提供性能優秀、性價比高的先進碳基復合材料產品和全套解決方案。金博股份設立以來，依靠自主研發和持續創新，在先進碳基復合材料生產制備低成本化、產品品種多樣化和裝備設計自主化等方面取得重大突破，掌握了先進碳基復合材料低成本制備核心技術并實現了批量產業化。

五、行業現狀

得益于碳基材料逐步滲透各個應用領域以及下游市場需求不斷拓展，我國功能性碳基材料規模不斷擴大。2023年，中國功能性碳基材料市場規模為192.31億元，同比增長27.85%。功能性碳基材料因其優異的性能，被廣泛應用于多個高端領域。在航空航天領域，碳基材料用于制造火箭發動機噴管、航天飛機的端頭帽和機翼前緣的熱防護系統等關鍵部件?。在汽車工業中，碳基材料用于剎車盤、制動盤等部件，以提高汽車的制動性能?。此外，碳基材料還在醫學、電子、光伏發電等領域有廣泛應用。這些應用普遍都有著較高的增速，是典型的新興行業，對于碳基材料的增長驅動力較強，預計未來我國功能性碳基材料市場將延續增長態勢。

六、機遇與挑戰

1、機遇

（1）國家利好政策持續發力

碳基材料具有高比強度、高比模量、導熱、導電、耐高溫、耐腐蝕、柔軟易編織、可復合性強等一系列其他材料所不可替代的優良性能，是國家鼓勵發展的產業之一，在國民經濟發展中占有重要地位。早在2017年，國家發改委發布的《戰略性新興產業重點產品和服務指導目錄（2016版）》中，明確把高性能碳纖維及其復合材料，碳/碳復合材料作為戰略新興產業重點產品。此后，國務院、發改委、工信部等多個部門陸續發布相關政策，鼓勵碳基材料研發創新，提高國產產品供給能力，為產業發展創造了良好的政策環境。

（2）下游市場需求旺盛

隨著科技的進步，碳基材料在結構優化、性能提升和生產工藝改進方面取得了顯著進展。這些創新不僅提高了碳基材料的競爭力，還為其開拓了新的應用領域。例如，碳/碳復合材料在航空航天、汽車工業等領域的應用不斷拓展，碳/陶復合材料在剎車系統、熱防護系統等方面也展現出巨大潛力。同時，隨著下游各應用領域的不斷發展壯大，如光伏、半導體、化工等，對高性能碳基材料的需求持續增長，為行業提供了廣闊的發展空間。

（3）國際合作促進國產材料市場拓展

在全球經濟一體化的背景下，功能性碳基材料行業面臨著國際合作與市場拓展的機遇。隨著貿易政策的調整和國際經濟合作的深化，中國的碳基材料企業有望享有更多國際機會。一方面，中國可以通過引進國外先進技術和管理經驗，提升本土企業的技術水平和國際競爭力；另一方面，中國碳基材料企業可以積極開拓國際市場，參與國際競爭，推動其在全球價值鏈中的地位提升。此外，隨著“一帶一路”等國際合作倡議的推進，中國碳基材料企業還可以借助政策東風，加強與沿線國家的經貿合作，共同開拓第三方市場。

2、挑戰

（1）“卡脖子”技術亟待突破

功能性碳基材料的生產涉及復雜的技術工藝和高質量的原材料供應。目前，我國在高精尖碳基材料領域仍大量依賴進口，存在“卡脖子”風險。此外，碳基材料的主要原材料如碳纖維、碳化硅等價格較高且供應不穩定，增加了生產成本和市場風險。因此，提高自主創新能力，加強科技攻關，降低對進口材料的依賴度，以及積極開發新型原材料替代品，給行業內企業帶來了巨大挑戰。

（2）環保要求趨嚴

功能性碳基材料的生產過程需要嚴格控制溫度、壓力、濕度等多個因素，且需要在無塵車間中進行，生產工藝要求嚴格。同時，隨著環保法規的日益嚴格，碳基材料行業面臨著更大的環保壓力。如何在保證產品質量和性能的同時，降低生產過程中的能耗和排放，實現綠色生產，是行業面臨的重要挑戰。

（3）利潤空間不斷壓縮

隨著功能性碳基材料行業的快速發展，市場競爭日益激烈。國內外眾多企業紛紛涌入這一領域，導致產品同質化嚴重，“價格戰”愈演愈烈，生產商利潤空間被壓縮。與此同時，原材料價格和人工成本的持續上漲，給功能性碳基材料企業帶來了前所未有的成本壓力；疊加環保投入的增加，企業的運營成本不斷上升，也對利潤空間構成了壓力。

七、競爭格局

從競爭市場來看，國際上的碳纖維及功能性碳基材料巨頭，如德國西格里（SGL Carbon SE）、美國摩根先進材料（Morgan Advanced Materials plc）、法國美爾森（Mersen SA）以及日本吳羽株式會社等，憑借其在技術研發、規模化生產、產品性能等方面的先發優勢，長期占據高端市場。同時，國內功能性碳基材料企業迅速崛起，如東方碳素、光威復材、中復神鷹、天奈科技、金博股份、楚江新材料、寶武碳業、米格新材、億達碳業等，這些企業通過自主研發和技術創新，不斷提升產品性能和質量，逐漸縮小與國際巨頭的差距。同時，國內企業還積極開拓國際市場，參與國際競爭，使得功能性碳基材料行業的競爭更加激烈。

八、發展趨勢

隨著全球新材料產業的迅猛發展，全球新材料產業產值規模將保持正增長態勢，且高端材料技術壁壘日趨顯現。目前，我國碳基材料應用水平與發達國家存在明顯的差距，且在技術領域原創創新能力不足，行業發展受限。未來，隨著科研投入的不斷增加和技術的不斷創新，碳基材料的制備工藝和性能優化將取得更大突破，進一步提高其應用價值和市場競爭力，國產化進程不斷加速。同時，隨著國家對新材料產業的政策支持和資金投入不斷增加，功能性碳基材料將實現規模化和產業化發展。此外，國產功能性碳基材料技術革新，實現規模化生產，也將進一步推動產品應用場景拓展，由現階段航空、航天、核能、電子、冶金、交通等傳統領域向風電、光伏、運載火箭、超高聲速飛行器、6G通信、高端裝備等新興領域滲透。