摘要：碳基材料主要指的是用碳纤维(CF)、碳化硅纤维、碳纳米管(CNT)、石墨烯等碳系材料作为填充材料与聚合物基体复合制成的屏蔽材料。近年来，得益于碳基材料逐步渗透各个应用领域以及下游市场需求不断拓展，我国功能性碳基材料规模不断扩大。2023年，中国功能性碳基材料市场规模为192.31亿元，同比增长27.85%。

一、定义及分类

碳基材料主要指的是用碳纤维(CF)、碳化硅纤维、碳纳米管(CNT)、石墨烯等碳系材料作为填充材料与聚合物基体复合制成的屏蔽材料。碳基材料以碳原子形成的芳香环结构为主要骨架，具有比表面积大、表面形态较为均一、孔隙结构发达的特点，作为厌氧消化工艺中的功能载体被广泛研究。到目前为止，已经发现的碳基材料有碳纳米管、富勒烯、石墨烯、多孔碳、荧光碳及其复合材料。

二、行业政策

1、主管部门和监管体制

功能性碳基材料行业主管部门包括国家发展和改革委员会、国家工业和信息化部及其下属分支机构。国家发展和改革委员会主要负责产业政策制定，指导行业结构调整、行业体制改革、新建项目与技术改造等工作；工业和信息化部主要负责拟定并组织实施行业规划、产业政策和标准等。

2、行业相关政策

目前，我国功能性碳基材料仍处于产业化初始阶段，高强高模碳纤维、聚酰胺66等产品仍面临国际贸易和技术壁垒。此外，关键制造装备也处于以引进为主、研制和仿制为辅的状态，高端分析测试设备更是基本依赖进口，具有工匠精神的专业工程技术人才出现断层。基于此，2021年，工信部将碳基材料纳入“十四五”原材料工业相关发展规划。提出实施关键短板材料攻关行动，采用“揭榜挂帅”“赛马”等方式，支持材料生产、应用企业联合科研单位，开展宽禁带半导体及显示材料、集成电路关键材料、生物基材料、碳基材料、生物医用材料等协同攻关。2022年《关于印发原材料工业“三品”实施方案的通知》中指出开展高端钢铁材料、半导体材料、光伏封装材料、天然纤维材料、循环再利用化学纤维材料、碳基材料、硅基材料等关键基础材料和电弧炉炼钢等新工艺标准制定，完善覆盖材料研发、生产、应用、服役全生命周期、全产业链以及消费者关注的标准体系。一系列法律法规、产业政策的制定，对我国功能性碳基材料行业发展起到了规划、引导等宏观调控作用，有利于产业的健康有序发展。

三、行业壁垒

1、技术壁垒

功能性碳基材料行业对技术的要求较高，其核心体现在生产装备的设计，原材料及催化剂的选择，以及碳化、石墨化环节工艺条件、温度、加工时间的精确控制等方面，涉及机械、材料、热处理等多个领域的理论与实务知识。通过对生产装备进行创新设计，改进和优化生产工艺等技术创新方式，在提升产品性能的同时降低生产成本，是功能性碳基材料企业的核心竞争力。此外，由于碳基材料应用领域广泛，开发应用于不同领域的功能性碳基材料产品，实现功能性碳材料的多领域应用，需要针对具体应用场景进行持续的技术研发和创新，这对功能性碳基材料生产企业的技术水平提出了更高的要求。因此，功能性碳基材料行业存在一定的技术壁垒。

2、客户壁垒

功能性碳纤维材料下游应用领域广泛，且下游制造商大多对供应商实施较为严格的准入制度，仅有产品品质、供货能力及售后服务质量受到认可的供应商，方能进入其合格供应商名录。同时，下游客户为确保自身产品质量的稳定性，在确定合格供应商后，双方合作关系一般较为稳固。因此，行业新的进入者很难在短期内进入行业内知名客户的供应链体系，行业存在客户资源壁垒。

3、资金壁垒

功能性碳基材料行业属于资本密集型行业。一方面，功能性碳基材料的生产，涉及编织、针刺、预氧化、碳化、石墨化等多道工序，对应的生产设备较多，生产场地占用、固定资产投入较大。另一方面，下游客户规模较大、信誉较好，同时在信用期等合同条款方面也具有较大的话语权。客户信用期相对较长形成的应收账款对公司流动资金要求较高，从而形成了行业较高的资金壁垒。

四、产业链

1、行业产业链分析

碳基材料是主要以煤、石油或它们的加工产物等有机物质作为主要原料经过一系列加工处理过程得到的一种非金属材料，其主要成分是碳。因此功能性碳纤维材料上游包括煤、石油、甲烷、丙烯、黏胶纤维、PAN纤维等原材料。中游为功能性碳基材料生产，碳纤维石墨烯、碳纳米管、碳复合材料都属于碳基材料。功能性碳基材料下游应用领域广泛，涵盖风电叶片、体育休闲、航空航天、压力容器、汽车、热场材料以及建筑建材等行业，且随着各国对碳基材料的研究日益深入，其应用领域仍在持续扩展中。

功能性碳基材料行业产业链

煤

国家能源投资集团有限责任公司

晋能控股集团有限公司

山东能源集团有限公司

中国中煤能源集团有限公司

陕西煤业化工集团有限责任公司

山西焦煤集团

石油

中国石油天然气集团有限公司

中国石油化工集团有限公司

中国海洋石油集团有限公司

中海油田服务股份有限公司

甲烷

广东华特气体股份有限公司

河南心连心深冷能源股份有限公司

深圳市粤佳气体有限公司

丙烯

东华能源股份有限公司

万华化学集团股份有限公司

中国神华能源股份有限公司

中国石油化工股份有限公司

中国石油天然气股份有限公司

上游

平顶山东方碳素股份有限公司

威海光威复合材料股份有限公司

中复神鹰碳纤维股份有限公司

江苏天奈科技股份有限公司

中游

风电叶片

体育休闲

航空航天

压力容器

汽车

热场材料

下游

2、行业领先企业分析

（1）安徽楚江科技新材料股份有限公司

楚江创立于1999年，专注于材料的研发与制造，业务涵盖先进铜基材料和军工碳材料两大板块，在安徽、上海、广东、江苏和湖南设有生产和研发基地，包括精密铜带、高端铜导体、铜合金线材、精密特钢、碳纤维复合材料和高端装备及新材料六大类产品。其中碳纤维预制件位居国内龙头地位；高端导体、合金线材、高端热工装备均位于国内行业头部位置。楚江是国家航天航空、国防军工等领域特种大型热工装备的核心研制单位，承担着国内飞机碳刹车盘预制件的供应，生产的碳纤维预制件产品在军品领域处于优势地位，是国产民航大飞机C919、国产民航支线飞机ARJ-21等国产民航飞机碳刹车预制件的供应商。2024年上半年，楚江新材高端装备及碳纤维新材料业务收入为6.65亿元，毛利率为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从事先进碳基复合材料及产品的研发、生产和销售，服务于太阳能光伏、半导体、锂电、氢能、汽车等国家战略性新兴产业，是一家具有自主研发能力和持续创新能力的高新技术企业，致力于为客户提供性能优秀、性价比高的先进碳基复合材料产品和全套解决方案。金博股份设立以来，依靠自主研发和持续创新，在先进碳基复合材料生产制备低成本化、产品品种多样化和装备设计自主化等方面取得重大突破，掌握了先进碳基复合材料低成本制备核心技术并实现了批量产业化。

五、行业现状

得益于碳基材料逐步渗透各个应用领域以及下游市场需求不断拓展，我国功能性碳基材料规模不断扩大。2023年，中国功能性碳基材料市场规模为192.31亿元，同比增长27.85%。功能性碳基材料因其优异的性能，被广泛应用于多个高端领域。在航空航天领域，碳基材料用于制造火箭发动机喷管、航天飞机的端头帽和机翼前缘的热防护系统等关键部件‌。在汽车工业中，碳基材料用于刹车盘、制动盘等部件，以提高汽车的制动性能‌。此外，碳基材料还在医学、电子、光伏发电等领域有广泛应用。这些应用普遍都有着较高的增速，是典型的新兴行业，对于碳基材料的增长驱动力较强，预计未来我国功能性碳基材料市场将延续增长态势。

六、机遇与挑战

1、机遇

（1）国家利好政策持续发力

碳基材料具有高比强度、高比模量、导热、导电、耐高温、耐腐蚀、柔软易编织、可复合性强等一系列其他材料所不可替代的优良性能，是国家鼓励发展的产业之一，在国民经济发展中占有重要地位。早在2017年，国家发改委发布的《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录（2016版）》中，明确把高性能碳纤维及其复合材料，碳/碳复合材料作为战略新兴产业重点产品。此后，国务院、发改委、工信部等多个部门陆续发布相关政策，鼓励碳基材料研发创新，提高国产产品供给能力，为产业发展创造了良好的政策环境。

（2）下游市场需求旺盛

随着科技的进步，碳基材料在结构优化、性能提升和生产工艺改进方面取得了显著进展。这些创新不仅提高了碳基材料的竞争力，还为其开拓了新的应用领域。例如，碳/碳复合材料在航空航天、汽车工业等领域的应用不断拓展，碳/陶复合材料在刹车系统、热防护系统等方面也展现出巨大潜力。同时，随着下游各应用领域的不断发展壮大，如光伏、半导体、化工等，对高性能碳基材料的需求持续增长，为行业提供了广阔的发展空间。

（3）国际合作促进国产材料市场拓展

在全球经济一体化的背景下，功能性碳基材料行业面临着国际合作与市场拓展的机遇。随着贸易政策的调整和国际经济合作的深化，中国的碳基材料企业有望享有更多国际机会。一方面，中国可以通过引进国外先进技术和管理经验，提升本土企业的技术水平和国际竞争力；另一方面，中国碳基材料企业可以积极开拓国际市场，参与国际竞争，推动其在全球价值链中的地位提升。此外，随着“一带一路”等国际合作倡议的推进，中国碳基材料企业还可以借助政策东风，加强与沿线国家的经贸合作，共同开拓第三方市场。

2、挑战

（1）“卡脖子”技术亟待突破

功能性碳基材料的生产涉及复杂的技术工艺和高质量的原材料供应。目前，我国在高精尖碳基材料领域仍大量依赖进口，存在“卡脖子”风险。此外，碳基材料的主要原材料如碳纤维、碳化硅等价格较高且供应不稳定，增加了生产成本和市场风险。因此，提高自主创新能力，加强科技攻关，降低对进口材料的依赖度，以及积极开发新型原材料替代品，给行业内企业带来了巨大挑战。

（2）环保要求趋严

功能性碳基材料的生产过程需要严格控制温度、压力、湿度等多个因素，且需要在无尘车间中进行，生产工艺要求严格。同时，随着环保法规的日益严格，碳基材料行业面临着更大的环保压力。如何在保证产品质量和性能的同时，降低生产过程中的能耗和排放，实现绿色生产，是行业面临的重要挑战。

（3）利润空间不断压缩

随着功能性碳基材料行业的快速发展，市场竞争日益激烈。国内外众多企业纷纷涌入这一领域，导致产品同质化严重，“价格战”愈演愈烈，生产商利润空间被压缩。与此同时，原材料价格和人工成本的持续上涨，给功能性碳基材料企业带来了前所未有的成本压力；叠加环保投入的增加，企业的运营成本不断上升，也对利润空间构成了压力。

七、竞争格局

从竞争市场来看，国际上的碳纤维及功能性碳基材料巨头，如德国西格里（SGL Carbon SE）、美国摩根先进材料（Morgan Advanced Materials plc）、法国美尔森（Mersen SA）以及日本吴羽株式会社等，凭借其在技术研发、规模化生产、产品性能等方面的先发优势，长期占据高端市场。同时，国内功能性碳基材料企业迅速崛起，如东方碳素、光威复材、中复神鹰、天奈科技、金博股份、楚江新材料、宝武碳业、米格新材、亿达碳业等，这些企业通过自主研发和技术创新，不断提升产品性能和质量，逐渐缩小与国际巨头的差距。同时，国内企业还积极开拓国际市场，参与国际竞争，使得功能性碳基材料行业的竞争更加激烈。

八、发展趋势

随着全球新材料产业的迅猛发展，全球新材料产业产值规模将保持正增长态势，且高端材料技术壁垒日趋显现。目前，我国碳基材料应用水平与发达国家存在明显的差距，且在技术领域原创创新能力不足，行业发展受限。未来，随着科研投入的不断增加和技术的不断创新，碳基材料的制备工艺和性能优化将取得更大突破，进一步提高其应用价值和市场竞争力，国产化进程不断加速。同时，随着国家对新材料产业的政策支持和资金投入不断增加，功能性碳基材料将实现规模化和产业化发展。此外，国产功能性碳基材料技术革新，实现规模化生产，也将进一步推动产品应用场景拓展，由现阶段航空、航天、核能、电子、冶金、交通等传统领域向风电、光伏、运载火箭、超高声速飞行器、6G通信、高端装备等新兴领域渗透。