日本东丽集团是世界上高性能碳纤维研究与生产的“领头羊”。2017年全球碳纤维理论产能最大的五家企业合计占比57.92 ，此处选择生产规模最大的日本东丽集团进行简要介绍。日本东丽成立于1926年，1961年开始从事PAN基碳纤维的研发生产。受益于70年代碳纤维在体育休闲领域的应用，东丽集团进入碳纤维下游制品市场，在积累技术的同时也逐渐扩大自身的市场份额。90年代东丽卡碳纤维预浸材料被认定为波音公司客机的一次结构材料，自此成为波音公司碳纤维的主要供应商之一。2013年东丽集团收购大丝束生产商卓尔泰克公司的全部股权，进一步扩张碳纤维领域的市场份额。目前东丽集团是世界最大的碳纤维制造商，也是目前唯一一家碳纤维理论产能超过20千吨的公司，长期以来是波音公司和空中客车公司稳定供货商。经过多年的持续研发与应用实践，日本东丽集团已成为碳纤维生产行业中的标杆企业，国内碳纤维制造厂商的碳纤维产品也多以日本东丽集团的相应产品作为参考和比较基准。
由于碳纤维市场潜力巨大，主要碳纤维生产厂商近年来纷纷宣布扩产。日本东丽集团在2018年完成对墨西哥产能的扩建，将墨西哥工厂的产能由5千吨/年扩增至10千吨/ 年。德国西格里公司的英国生产基地由于原丝成本等原因，多年来维持现状。卓尔泰克2018年宣布在匈牙利新增产能5千吨/年，到2020年卓尔泰克总产能将达到25千吨/ 年。三菱于2018年投资1.22亿美元生产2千吨/年的大丝束产品。东邦公司2017年底在美国投资3.2亿美元新建碳纤维生产线，预计2020年会有较高产能增长。美国赫氏2018 年在法国花费2.5亿美元的碳纤维工厂开始运营，估计产能3千吨，同时该公司在美国三地扩产，2020年预计总产能15千吨。上述主要的碳纤维生产企业如按计划进行生产，在2020年的理论总产能将增加约30千吨，平均增长率为9.26 ，略低于碳纤维需求端10 的增长率，供求结构较为均衡。
3、国内碳纤维产业的发展与现状3.1 国内碳纤维的发展历程
国内碳纤维近年来取得较快发展。我国聚丙烯腈（PAN）基碳纤维的研究起步于20世纪60年代，最早从事碳纤维研发的机构主要为中科院山西煤化所、长春应用化学研究所、化学研究所（北京），但由于工艺基础薄弱、装备技术落后、西方国家技术封锁等原因，聚丙烯腈（PAN）基碳纤维国产化技术长期徘徊在较低水平。2002年建成第一条二甲基亚砜原丝工程化线后，国产化聚丙烯腈（PAN）基碳纤维实现转型升级， 国家科技部设立了“863”计划，重点支持国产聚丙烯腈基碳纤维的工程化研究，国家发改委、工信部等也加大支持工程化、产业化及其应用，国产碳纤维进入有序发展阶段.
目前国内碳纤维产业主要聚集于江苏、山东、吉林等地，具有较高的市场集中度。21 世纪以来，在国家大力扶持下，国内碳纤维产业取得了重大突破，初步形成了以江苏、山东和吉林等地为主的碳纤维产业聚集地。据不完全统计，截止2018年，全国约有20 余家聚丙烯腈基碳纤维生产企业和6家碳纤维研究单位，其中产能千吨以上的企业有 8家，这8家占据了国内大部分碳纤维市场。2018年全国碳纤维理论产能为26.8千吨，8家千吨级碳纤维企业的理论产能已经达到23.3千吨，占比86.94 ，具有较高的市场集中度。
近年来国家出台系列政策支持碳纤维产业的发展。自21世纪以来，碳纤维得到政府的高度重视，国家出台一系列政策支持碳纤维产业的发展，自此碳纤维步入快速发展期。国家在《国务院关于印发“十三五”国家科技创新规划的通知》中明确提出“重点研制碳纤维及其复合材料、高温合金、先进半导体材料、新型显示及其材料、高端装备用特种合金、稀土新材料、军用新材料等，突破制备、评价、应用等核心关键技术”；
《中国制造2025》中碳纤维被列为关键战略材料之一，并要求到2020年，国产碳纤维复合材料要满足大飞机技术要求，国产碳纤维用量要达到4000吨以上；到2025年高性能碳纤维基本实现自主保障。在国家的大力推动下，碳纤维行业将吸引越来越多的资金和人才加入其中，随着下游产业应用范围的扩大，碳纤维行业未来有望获得广阔发展。
3.2 国内碳纤维的主要应用
国内碳纤维目前主要应用于体育休闲和风电叶片领域。全球碳纤维主要应用于风电叶片、航空航天、体育休闲和汽车领域，其中数量占比最大的是风电叶片，2018年达到22千吨，占当年全球碳纤维需求量的23 ；以金额统计，占比最大的是航空航天， 2018年达到12.6亿美元，占当年全球碳纤维应用领域的49 。目前国内对于碳纤维的需求主要集中于体育休闲和风电叶片，2018年国内碳纤维的总需求量为31千吨，体育休闲和风电叶片领域对碳纤维的需求量为19.5千吨，占比达到国内总需求量的66.2 ， 航空航天的占比仅3.2 ，假设应用于航空航天领域碳纤维的单价是其他领域的3倍， 按金额计算则航空航天领域的碳纤维占比仅9，远低于国际水平。参照国外发展情况，未来国产碳纤维将更多应用于航空航天领域，这将极大地促进国内碳纤维的发展.
军用飞机更新换代将拉动高端碳纤维复合材料的需求。由于碳纤维复合材料在结构轻量化中无可替代的材料性能，在军用航空的应用领域得到了广泛应用和快速发展， 从1969年起，美国F14A战机碳纤维复合材料用量仅有1，到美国F-22和F35为代表的第四代战斗机上碳纤维复合材料用量达到24和36，在美国B-2隐身战略轰炸机上， 碳纤维复合材料占比更是超过了50，用量与日俱增。我军战斗机以二代和三代机为主，老式战机占比较高。根据飞行国际的数据，我国约60 的军用飞机面临退役，换成以三代、四代战斗机为标志的新一代空战力量，这将在很大程度上推动军用飞机的需求，为我国军用飞机制造业提供了难得的发展机遇，将拉动对高端碳纤维复合材料的需求。根据飞行国际统计，2018年中国现役战斗飞机为3187架，若按60 的比例进行更新换代约需更换1912架，以歼20作为新机参考标准，复合材料约为20 ，空机的重量为17吨，则全面更新换代后需要复合材料6501.5吨。假设全部使用碳纤维复合材料，以每吨6万美元的均价计算，将带来3.9亿美元的市场。
以C919飞机为代表的大型客机商业化将推动碳纤维在民航领域的发展。随着国民经济持续高速增长，航空运输需求旺盛，中央和地方政府不断加大对民用机场建设的投入，民用机场建设掀起新一轮发展高潮，极大促进了国内民用航空产业的高速发展， 客机需求数量激增。同时，国内民用飞机对于碳纤维复合材料的使用占比较低。目前最新的B787和A350，碳纤维复合材料的用量达到了50以上，而中国的C919飞机复合材料约为12 。根据中国商飞官网，C919已累计有815架订单，每架空机重量为42吨， 则总计需要4107.6千吨复合材料。假设所需复合材料均为碳纤维复合材料，以每吨6 万美元的均价计算，则C919飞机既有订单的全面交付将带来2.46亿美元的市场。未来以C919为代表的国产大型客机商业化，将为碳纤维在民用航空领域提供了更大的发 展机遇。
3.3 国内碳纤维需求
国内碳纤维的需求以加速趋势增长。2018年国内碳纤维需求达到31千吨，占全球碳纤维需求的33.48 ，对比2017年的23.5千吨，增速达到32 ，同期全球碳纤维需求的增长率约为10 。2008-2018十年间，国内碳纤维的需求量从8.2千吨增长至31千吨，年均增长率达到14.22 ，高于9.8 的世界平均增长率；自2015年以来，国内碳纤维需求的增长率始终维持在较高水平，并有加速上升的趋势。若按14 的增长率计算，预计到2020年，国内碳纤维的需求将达到40.29千吨。
