編者按：本文為創業邦原創，作者王搏，未經授權嚴禁轉載。
新材料是國家重點發展的戰略新興產業之一，也是科創板六大重點推薦領域之一。新材料領域涉及領域甚廣，其中碳纖維、半導體材料、矽基新材料、鋰電材料、PI薄膜等領域是市場廣闊而又發展迅速的子行業，值得我們重點研究和跟蹤。
本篇文章我們將重點研究碳纖維行業，提到碳纖維複合材料，人們或許會想到美國的第四代隱身戰鬥機F22，其複合材料使用量在30%左右；先進的隱身轟炸機B2，其複合材料使用量更是高達60%；在民航飛機波音787上超過50%的機身應用了碳纖維複合材料。
國產殲-20第四代隱身戰鬥機（來源：中軍網）
實際上，碳纖維因為具有非常優異的特性，被業界譽為新材料「皇冠上的明珠」。其應用領域非常廣泛，既有高端的如航空、飛彈、航天等，又有就在我們身邊的應用如高爾夫球桿、網球拍、自行車等，還有其他工業領域如風電葉片、汽車車身及工業零部件等。
本篇我們首先分析碳纖維產業鏈，以及國內外發展現狀和趨勢，通過對科創板申報企業的業務分析和財務分析更好的了解行業特點，最後我們挖掘了值得投資者關注的未上市公司。
Part.1 碳纖維的概念和產業鏈碳纖維（Carbon Fiber，簡稱 CF）是由聚丙烯腈（PAN）（或瀝青、粘膠）等有機母體纖維採用高溫分解法在 1,000 攝氏度以上的高溫惰性氣體下碳化製成的含碳量在 90%以上的無機高分子纖維。下圖左側為碳纖維原絲（白色）和碳纖維成品（黑色），右側為碳纖維織物。
碳纖維原絲、成品和織物（來源：光威復材招股書和中復神鷹官網）
碳纖維具有出色的力學性能和化學穩定性，其密度僅為鋁的1/2，強度為鋼的7~9倍，是目前已大量生產的高性能纖維中具有最高的比強度（質量輕）和最高的比模量（剛度大）的纖維，這是碳纖維最重要的特點。
除此之外其還具有低密度、耐腐蝕、耐高溫、耐摩擦、抗疲勞、震動衰減性高、電及熱導性高、熱及溼膨脹係數低、X光穿透性高、非磁體但有電磁屏蔽效應等特點，是發展國防軍工與國民經濟的重要戰略物資。廣泛應用於軍工、航空航天、能源裝備、體育休閒、汽車工業、醫療器械、工程機械、交通運輸、建築材料等領域。
碳纖維最主要應用領域（來源：中復神鷹官網）
碳纖維按絲束大小分類，碳纖維可劃分為小絲束和大絲束，按照不同K數來劃分，1K表示一束碳纖維絲中含有1000根原絲。1-24K是屬於小絲束，48K以上的被稱為大絲束。
小絲束的抗拉強度十分穩定，離散性小，變異係數在5%以下，容易在生產和使用過程中，對其性能和質量進行有效的控制；而大絲束抗拉強度不穩定，變異係數高達15-18%，可靠性較差，大絲束碳纖維粘連、斷絲等現象更多，這樣會使強度、剛度受影響，性能有所降低，性能的分散性也會較大，不能作為承重結構加固材料。
小絲束碳纖維主要應用於國防軍工等高科技領域，以及體育休閒用品，如飛機、飛彈、火箭、衛星和漁具、高爾夫球桿、網球拍等。大絲束碳纖維主要應用於工業領域，包括：紡織、醫藥衛生、機電、土木建築、交通運輸和能源等。
碳纖維可以按力學性能分為高強型（GQ）、高強中模型（QZ）、高模型（GM）、高強高模型（QM）。實踐中，拉伸強度及模量是國際碳纖維分類的主要標準，業內一般採用日本東麗（TORAY）分類法，我國國標和日本東麗標準對比如下圖。
碳纖維產業鏈主要分為上遊原材料供應；中遊主要分為：原絲、碳纖維和複合材料三部分；下遊消費主要為航空航天、風電、體育休閒、汽車輕量化等領域。
碳纖維產業鏈（來源：光威復材招股書）
其中在上遊，聚丙烯腈相比瀝青和粘膠具有成品品質優異，工藝簡單和產品力學性能優良等特點，成為碳纖維原材料的主流，佔據90%以上市場份額。
產業中遊為碳纖維複合材料，複合材料是由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補短，產生協同效應，使複合材料的綜合性能優於原組成材料以滿足各種不同的要求。碳纖維複合材料以樹脂基複合材料（CFRP）為主，佔全部碳纖維複合材料市場份額的90%以上。碳纖維複合材料的製備難度，一方面在於基體樹脂材料的選擇，另一方面在於成型技術。
Part.2 市場競爭格局與發展趨勢（1）全球市場供求情況
全球碳纖維市場需求量從2010年的4.27萬噸增長到2017年的8.42萬噸，年複合增長率為10.19%，根據預測，今後兩年的年均增長率也在10%左右，預計在2019年達到10.19萬噸。
從全球碳纖維市場需求分布來看，2018年北美佔比33%，歐洲27%，日本佔比11%，亞太其他地區和中國佔比24%，整個需求地區分布還是比較均衡。
從2017年和2018年不同地區碳纖維需求變化來看，北美增速為23.8%，歐洲為21.6%，日本為21.9%，亞太其他地區和中國為27.4%，可以看出整個行業的需求增速保持了非常快速的增長。
從2018年全球碳纖維細分領域銷售量來看，風電葉片和航空航天是最大的市場，銷量佔比達到23%，其次是體育休閒佔比達15%，汽車佔比12%。
從細分領域銷售額來看，因為航空航天領域需求為高端碳纖維產品（T800及以上產品），價格較高（平均價格為60美元/千克，其他領域平均價格為18~23美元/千克），因此該領域銷售額佔比達到49%，是碳纖維最重要的市場。
從2013至2018年全球碳纖維需求端子行業複合增速來看，汽車領域作為新興的市場複合增速達到33%，航空航天為18%，風電葉片市場達到10%，可以說幾個領域需求的增速都是處於快速的成長期。
從碳纖維產業的供給端來看，全球碳纖維各國的生產份額如下圖所示，美國和日本的份額分別達到26%和18%，中國大陸生產份額為17%，中國臺灣為7%。但是中國大陸主要生產T700以下等級的碳纖維，全球高端碳纖維產能主要由美國和日本提供。
（2）中國碳纖維市場
我國碳纖維產業起步於20世紀60年代，不過在關鍵技術、產量及行業集中度上與日本、美國等先進國家差距較大。目前，我國碳纖維產業取得了初步發展，從20世紀60年代的中科院山西煤化所、長春應用化學研究所、化學研究所(北京)等科研機構為主體，發展到初步形成以江蘇、山東和吉林等地為主的碳纖維產業聚集地。
目前，國內T300級和T700級碳纖維產品質量已達到國外同類產品水平，在航天航空、工業領域、體育休閒等領域實現了部分替代進口。T800級碳纖維也有國內企業陸續開始生產，如中復神鷹、江蘇恆神、江蘇航科、中簡科技、光威復材、吉林碳谷、哈爾濱天順化工等。但國內企業在生產規模、整體成本、生產效率、良品率等還不能與國外巨頭相媲美。
由於高端碳纖維（T800及以上）可以應用於先進戰鬥機、飛彈等領域，西方國家在上世紀60年代就開始對華實施碳纖維材料的技術禁運，高強度碳纖維原絲和其生產技術是西方國家對中國嚴格禁運的最重要技術。
從2009年至2018年中國碳纖維需求量來看，從8600噸增長至31000噸，年複合增長率為15.31%，需求保持了較快增長，特別是最近兩年增速都在20%以上。同時我們可以看到，我國碳纖維產業對進口的依賴較為嚴重，雖然國產化率在不斷提高，但是截止到2018年底，對進口的依賴依然達到71%左右。
從2018年中國碳纖維細分領域需求佔比來看，與全球在結構上也有很大的區別，體育休閒（包括中國大陸體育和中國臺灣體育）佔到了最大份額，達到49.1%。在高端應用如民用航空、風電葉片和汽車等領域與國際差距較大，顯示出我國碳纖維商業化還落後於美日等領先國家，還有較大的發展空間。
從供給端來看，2009年至2018年，我國碳纖維的產能總體呈增長的趨勢，從6940噸增長至29500噸，年複合增長率為17.4%。目前我國生產的碳纖維全部為小絲束，其中12K佔比超過90%。
雖然國內碳纖維產能在2017年和2018年達到2.6萬噸和2.95萬噸，但是國內多數碳纖維企業在技術裝備、生產工藝與國際先進企業存在較大差距，產能實現率較低。2017年和2018年國內碳纖維實際產量為7400噸和9000噸，遠遠低於設計產能。預計未來幾年我國碳纖維行業在自主研發有所突破的情況下，產量將會保持較快增長。
我國碳纖維主要企業的產能如下圖所示，中復神鷹、江蘇恆神和精功集團為國內產能最大的前三家企業。同時在這些國內企業中光威復材和中簡科技已經上市，未來有望藉助資本市場的力量加速發展。
（3）碳纖維行業競爭格局
日本是全球最大的碳纖維生產國，日本的三家企業：日本東麗、日本東邦和日本三菱麗陽目前擁有全球丙烯腈基碳纖維50%以上的市場份額。目前，世界碳纖維技術主要掌握在日本公司手中，其生產的碳纖維無論質量還是數量上均處於世界領先地位，日本東麗更是世界上高性能碳纖維研究與生產的「領頭羊」。
美國是繼日本之後掌握碳纖維生產技術的少數幾個發達國家之一，同時又是世界上最大的丙烯腈基碳纖維消費國，約佔世界總消費量的 1/3。
目前，全球碳纖維市場中，小絲束佔比約為70%。日本碳纖維產業主打碳纖維小絲束市場，特別是與小絲束應用密切相關的航空航天領域，目前正逐步開拓碳纖維市場並滲透進入汽車、風力發電等領域。在小絲束碳纖維市場，前三名市場份額被日本企業壟斷。日本東麗市場份額佔比達到26%，日本東邦佔據13%，日本三菱佔據10%。
歐美企業則利用自身傳統製造業優勢，主打大絲束及大絲束密切應用的工業領域市場，如美國赫氏佔據大絲束市場份額的58%，德國西格裡公司佔據大絲束市場的31%。
從全球碳纖維企業產能來看，日本企業佔據主要的份額，其中日本東麗在2013年9月收購卓爾泰克後，產能遙遙領先其後的企業，在產能前五名企業中，日本也佔據三席。我國碳纖維企業整體和日本美國等領先國家還有一定差距。
（4）碳纖維產業發展趨勢
在高端應用領域，技術是最主要因素，供應關係和價格較為穩定。航空航天是碳纖維最重要的發展領域，其對碳纖維產品的性能要求高（需求T800及以上等級），產品附加值也更高，同時需求剛性。因為涉及軍工航天等領域，國外長期對我國高端碳纖維材料實施禁運，因此國產化需求更加強烈。能夠達到性能要求的企業在供應關係和供貨價格上比較穩定。
在中低端應用領域，成本競爭是最主要因素。相比於高端市場，中低端市場的碳纖維主要集中在T300和T700級別中。在工業領域、風電葉片和體育休閒等低端應用領域，發揮規模優勢是短期降成本的主要路徑，尋找性價比高的前驅體（PAN 原絲）、提高轉化過程中的工藝技術以及垂直整合下遊則屬於長期降低成本的主要思路。
Part.3 已申報科創板上市企業金博股份金博股份目前已經申請在科創板上市，金博股份是碳纖維產業中的中遊企業，其主要外購碳纖維來生產先進碳基複合材料，其上遊為碳纖維製造行業、下遊為光伏行業、半導體行業等。通過其招股書，我們可以更好的了解整個產業鏈特點，更加明確產業發展趨勢。
金博股份主要從事先進碳基複合材料及產品的研發、生產和銷售。先進碳基複合材料是指以碳纖維為增強體，以碳或碳化矽等為基體，以化學氣相沉積或液相浸漬等工藝形成的複合材料，主要包括碳/碳複合材料產品（碳纖維增強基體碳）、碳/陶複合材料產品（碳纖維增強碳化矽）等。
公司主營產品為光伏和半導體領域晶矽製造熱場系統系列產品，主要客戶包括隆基股份（601012）、中環股份（002129）、保利協鑫能源（03800.HK）、晶科能源（NYSE：JKS）、晶澳太陽能、神工半導體、有研半導體等行業內主要公司。公司是目前國內領先的晶矽製造熱場用先進碳基複合材料及產品供應商。
公司主營業務分析
公司主營業務收入的構成情況如下：
公司的具體產品示意如下所示：
1）單晶拉制爐熱場系統。
公司先進碳基複合材料產品應用於半導體行業的單晶拉制爐中，主要包括坩堝、導流筒、保溫桶、加熱器、板材和電極等，公司產品的主要特性在於安全性、節能、經濟性和可設計性。
2）多晶鑄錠爐熱場系統
公司先進碳基複合材料產品應用於半導體行業的多晶鑄錠爐中，主要產品包括鑄錠爐頂板、發熱體、蓋板、護板、緊固件和保溫條等。
3）真空熱處理領域
4）其他產品
公司財務分析
從盈利能力來看，2016至2018年，公司營收由8445萬增至1.8億，歸母淨利潤由2063萬增至5391萬，複合增速分別約45.99%和61.65%，保持了較快的增長。
從現金流來看，2016年至2018年，公司經營活動現金流淨額與公司淨利潤的比例在0.57~1.24之間，現金流狀況在正常範圍之內。2019年上半年，該比例偏低為0.26，不過半年度的數據並不能完全反映企業全年的經營，因此可以忽略。
從研發投入情況來看，我們對比了金博股份和已經上市的兩家碳纖維領域企業中簡科技和光威復材從2016年至2018年的研發投入金額及2018年研發投入佔比，從比較來看，金博股份2018年的研發投入佔比在15.67%，與其他兩家企業相比略好。
但是我們也可以看到，中國碳纖維企業由於規模較小，研發投入金額整體不足，金博股份和中簡科技2018年研發投入尚不足3000萬元，還有很大的空間。
從以上公司主營業務分析和財務分析可以看到，碳纖維複合材料因為具有優良的特性，應用範圍很廣，整個行業處於一個快速成長的發展階段，同時，國內企業在規模和技術上與國外先進企業還有較大的差距，需要在研發投入和市場拓展上投入更大的精力。
Part.4
值得關注的未上市企業
整個碳纖維產業鏈中，相對來說難度最大的領域或者產業瓶頸在於中遊的高性能碳纖維的製造，因此我們在尋找值得關注的未上市企業時也著重在行業上遊尋找，據此，我們挖掘了如下企業：
江蘇恆神
江蘇恆神股份有限公司創建於2007年，恆神股份同時採用連續聚合、間歇聚和溼法紡絲、幹噴溼紡工藝進行生產，碳纖維年生產能力5000噸，年產多種規格的織物和預浸料1500萬平方米、年產增強增韌樹脂1200噸以及複合材料製品5000噸。
公司是國內一家擁有自原絲、碳纖維、上漿劑、織物、樹脂、預浸料到複合材料製品的全產業鏈企業，產品廣泛應用於航空航天、軌道交通、汽車、海洋工程及新能源等領域。
恆神公司在突破T300、T700、T800級溼法紡絲碳纖維製造技術的基礎上，於2012年啟動更為先進、更高性能的T800S碳纖維幹噴溼紡製造技術的開發。經過兩年多的建設，於2014年9月建成幹噴溼紡專用原絲生產線和碳化生產線。2015年8月T800S碳纖維開始試生產。
精工碳纖維
精工碳纖維是碳纖維複合材料整體解決方案提供商。產業針對於航空航天、軌道交通、工程機械、船舶工程等領域，為不同領域客戶提供碳纖維、樹脂、預浸料基礎材料與高性能複合材料產品的研發、生產製造。
公司旗下擁有浙江精功碳纖維有限公司和吉林精功碳纖維有限公司（碳纖維製造）、精功（紹興）複合材料技術研發有限公司（複合材料技術研發）、精功（紹興）複合材料有限公司（複合材料製造）三大板塊。為客戶提供從材料到產品的整體解決方案。
公司專注於高強高模、高品質低成本的24K、48K大絲束碳纖維的研發和生產，公司擁有千噸級T700碳纖維產線。目前公司生產的「精功」牌JGC4525、JGC5025碳纖維產品達到國際國內同行業先進水平。
吉林碳谷
吉林碳谷碳纖維股份有限公司成立於2008年，是吉林奇峰化纖股份有限公司全資子公司。碳谷公司主要從事1K、3K、6K、12K、24K、48K等聚丙烯基碳纖維原絲及其相關製品的生產。
公司產品生產工藝屬於自主研發技術，採用三元法水相懸浮聚合兩步法生產碳纖維聚合物，以二甲基乙醯胺為溶劑溼法生產碳纖維原絲。其特點是工藝流程短、質量穩定、產量高、是國內首家獨創。
吉林碳谷產5000噸聚丙烯腈基碳纖維原絲於2011年9月建成投產。同時，公司正進行年產10000噸PAN基碳纖維原絲生產線的建設。公司主要產品為TG系列和HF系列。產品分布1.5K小絲束到48K大絲束。
吉林江城
吉林方大江城碳纖維有限公司主營業務為碳纖維及其複合材料製品生產和研發應用，主要產品包括1K、3K、6K、12K、24K 碳纖維及其製品的生產、研發以及應用，產品主要應用於民用及工業領域，如航空領域、石油開採、風力發電、電纜行業、汽車領域、文體用品等。
公司碳纖維年設計生產能力550噸，2011年9月25日第一批試生產碳纖維產品下線。其中1K、3K碳纖維已進入軍品市場，並成功應用在航空、航天等國防領域。同時，12K碳纖維已達到T400級，已完全能夠滿足生產建築物承重加固用碳纖維高強度Ⅱ級單向織物的技術要求。其中改進型12SK碳纖維達到準T700級，可滿足生產建築物承重加固用碳纖維高強度Ⅰ級單向織物的技術要求。
江蘇航科
江蘇航科複合材料科技有限公司是中科院西安光學精密機械研究所與鎮江市人民政府戰略合作協議的第一個產學研項目，公司主營業務為高性能碳纖維及其複合材料的研究、開發、生產、銷售，目標產品主要包括T700、T800、M50J、M55J、M60J等高性能碳纖維以及金屬基為代表的複合材料，致力於成為國內碳纖維以及複合材料高端產品的主要供應商之一。
2012年，江蘇航科公司建成國內首條T800生產線，年生產規模為25噸。2014年3月10日，江蘇航科千噸級T800高性能碳纖維產業化項目開工。項目總投資6億元，預計2015年初實現百噸級規模，初步滿足客戶需求；2015年底實現千噸級量產。航科將快速推進項目的二期建設，為我國尖端產品的更新換代提供堅實的材料基礎。