碳纤维的工艺链路为丙烯腈→原丝→碳化→复合后进入应用端。从需求结构看,碳纤维下游呈现明显的分层:小丝束厂商如中简科技、光威复材面向航空航天等高端领域,其中中简科技ZT7系列碳纤维通过航空航天产品定型后转入批量稳定供货;大丝束厂商如吉林碳谷则面向更广泛的工业应用,其下游客户中精功系列占比较高(2020年占收入48%)。 这一分层与两类企业在聚合工艺、纺丝路线上的差异相互对应。
工艺链路如何决定下游分层
原丝的直接材料是丙烯腈,经聚合、制胶、纺丝制成原丝,再经预氧化、碳化、上浆生成碳纤维,最后复合后用在应用端。制造环节主要分为做原丝与后续碳化两块,相关企业也主要分为这两类——例如大丝束代表性厂商吉林碳谷,主要生产原丝后卖给别家进行碳化。
聚合环节分一步法与两步法。一步法工序较少、转化率较高,但纯度相对较低;两步法工艺更适合大丝束。因此以小丝束为主的国内厂商普遍采用一步法,如中简科技、光威复材、恒神股份、中复神鹰;两步法则以陶氏、三菱丽阳为代表。
小丝束与大丝束的下游分布
小丝束厂商的产品主要面向航空航天等高端应用。中简科技2011年制备出符合航空航天指标要求的T700级碳纤维产品,2012—2014年ZT7系列(高于T700级)通过航空航天产品定型转入批量稳定供货,同期实现ZT8系列(T800级)稳定生产,并率先研制并稳定生产高模型ZM40J(M40J级)石墨纤维。
大丝束则面向更广泛的工业应用。吉林碳谷2016—2017年以DMAC为溶剂量产12K/S,碳化后达到T700水平;2018—2019年逐步实现大丝束24/25/48K的技术路线。从客户结构看,其2020年下游客户中精功系列收入占比48%,销售品类包括12S、24K、25K,宏发系列占比15%,恒神股份占比9%。
| 维度 | 小丝束 | 大丝束 |
|---|---|---|
| 代表厂商 | 中简科技、光威复材、恒神股份、中复神鹰 | 吉林碳谷 |
| 聚合工艺 | 普遍采用一步法 | 两步法更适合 |
| 主要下游 | 航空航天等高端领域 | 更广泛的工业应用 |
常见问题
碳纤维下游需求为什么会出现分层?
分层主要源于工艺路线与产品定位的差异。小丝束厂商多采用一步法,产品面向航空航天等对指标要求较高的领域;大丝束厂商采用更适合大丝束的两步法,产品进入更广泛的工业应用。两者在原丝与碳化环节的设备、客户结构上也不相同。
中简科技的ZT7系列处于什么阶段?
中简科技ZT7系列(高于T700级)碳纤维已通过航空航天产品定型,并转入批量稳定供货,是其在航空航天领域的重要产品节点。
吉林碳谷的下游客户结构如何?
吉林碳谷主要生产原丝并对外销售。2020年其下游客户中精功系列收入占比48%,为第一大客户;宏发系列占比15%,ALABUGA-FIBRE LLC占比13%,恒神股份占比9%,国兴碳纤维占比5%,前五大客户合计占比90%。