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碳纤维行业研究

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一、行业概览

(一)碳纤维定义与分类

碳纤维(Carbon Fiber)是一种丝状碳素材料,由聚丙烯腈(PAN)等有机母体纤维采用高温分解法在1000摄氏度以上高温的惰性气体下碳化(其结果是去除碳以外绝大多数元素)制成,直径5-10微米,是一种含碳量高达90%以上的无机高分子纤维。

聚丙烯腈(PAN)基碳纤维生产工艺示意图

报告图表 1

数据来源:中简科技招股书

按纤维数量可以将碳纤维分为小丝束和大丝束,按力学性能可以将聚丙烯腈基碳纤维分为高强型、高强中模型、高模型、高强高模型四类。小丝束碳纤维初期以1K、3K、6K为主1K”代表一束碳纤维丝中包含的碳纤维单丝数量1000根),逐渐发展为12K和24K,主要应用于国防军工等高科技领域以及体育休闲用品等领域,如飞机、导弹、火箭、卫星和渔具、高尔夫球杆、网球拍等。大丝束碳纤维通常指48K以上的碳纤维,包括48K、60K、80K等,主要应用于工业领域,包括纺织、医药卫生、机电、土木建筑、交通运输和能源等。

碳纤维按纤维数量和力学性能分类

数据来源:华安证券

碳纤维的力学性能主要参考拉伸强度和弹性模量两个参数。拉伸强度指材料产生最大均匀塑性变形的应力,弹性模量指材料在弹性变形阶段,其应力和应变成正比例关系,比例系数称为弹性模量,可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标。实践中,业内一般采用日本东丽(TORAY)分类法。

日本东丽的碳纤维牌号及其对应的拉伸强度和模量

报告图表 2

数据来源:日本东丽公司官网

碳纤维凭借轻量化、高强度等优势成为高端领域的首选材料,但其成本、脆性等问题仍制约普及。其优缺点如下:

碳纤维优缺点

数据来源:根据网络内容整理

(二)产业链结构

碳纤维的产业链包含从一次能源到终端应用的完整制造过程,包含预氧化、炭化、预浸料等多个过程。碳纤维工艺复杂,涉及多种设备,生产条件要求严格,整个工艺流程中涉及技术参数控制点3000-5000个。从全产业链来看,中游是核心环节,技术、资金、设备、产品质量门槛高。

碳纤维产业链及相关企业

报告图表 3

数据来源:中国复合材料学会,各公司官网、招股说明书

我国丙烯腈、原丝及碳纤维产能(上中游)集中度较高,2020年和2021CR5产能集中度均大于75%在上游环节,厂商从石油、天然气中提取丙烯,经氨氧化生成丙烯腈,丙烯腈聚合形成聚丙烯腈(PAN)溶液,通过湿法纺丝制成PAN原丝。此环节需控制原丝的微观结构(如取向度、孔隙率),直接影响碳纤维性能,成本占比达51%。碳纤维生产原料丙烯腈主要集中于上海赛科、斯尔邦、吉林石化等,原丝及碳纤维产能主要集中在吉林化纤、中复神鹰、宝旌、恒神股份等制造商,资金壁垒与技术壁垒使大量企业难以进入。

2020-2021年碳纤维上中游年度产能集中度

报告图表 4

数据来源:华经情报网,广州赛奥,各公司官网、招股说明书

PAN原丝占据碳纤维生产过程一半成本碳纤维的制备工艺主要包括丙烯腈聚合物溶液制备、PAN原丝制备、PAN纤维预氧化及热稳定化、PAN预氧纤维碳化、表面处理等。从工艺流程看,PAN原丝成本占比过半,其次为氧化、碳化环节。在中游环节,厂商要先对PAN原丝进行水洗、干燥、热定型等预处理,提升纤维强度。接下来,进行原丝加工、碳化、表面处理来制备碳纤维。最后将碳纤维与树脂、陶瓷等结合,形成碳纤维复合材料。

碳纤维生产过程各环节成本构成

报告图表 5

数据来源:中科院宁波材料所特种纤维事业部,Sandia National Laboratories

在碳纤维产业链中,下游环节(碳纤维制品、碳纤维复材)附加值更高。以工业领域高端应用的碳纤维产业链为例,上游碳纤维产品平均价格为80~140元/千克,预浸料平均价格为120~200元/千克,而下游碳纤维制品平均价格为500~1000元/千克。从头部企业毛利率来看,从碳纤维、预浸料到碳纤维制品,产品毛利率逐渐提高。

碳纤维产业链不同环节产品平均价格

报告图表 6

数据来源:各公司年报

二、行业发展现状

(一)市场规模与供需分析

我国碳纤维市场规模稳步提升。碳纤维属于国家战略性新兴产业,在轻量化市场具有广阔的发展前景。国内消费方面,2024年国内风电新增装机规模提升带动碳纤维消费量由负转正,2024年国内碳纤维实际消费量5.6万吨,YoY+5.3%。进出口方面,2024年中国进口碳纤维产品1.64万吨,同比+2.35%,出口碳纤维产品1.52万吨,同比+120%,随着国内碳纤维产量增加及技术不断成熟,中国出口碳纤维产品数量有望延续增长。

2019-2024年中国碳纤维市场规模趋势图

报告图表 7

数据来源:中商产业研究院

近年来我国碳纤维行业产能快速扩张。中商产业研究院发布的《2025-2030年中国碳纤维行业市场调查与投资前景研究报告》显示,截至2024年底,国内碳纤维年产能达135500吨,新增产能15300吨,产能增速为12.73%。预计2025年中国碳纤维产能将达到150800吨。另外,中国碳纤维产量也呈现逐年上涨的趋势。2024年中国碳纤维产量59044吨,同比增长8.16%。中商产业研究院分析师预测,2025年中国碳纤维产量将达到63499吨。

2023-2025年中国碳纤维产能预测趋势图

2023-2025年中国碳纤维产量预测趋势图

报告图表 8

报告图表 9

数据来源:中商情报网

数据来源:中商情报网

总体来看,碳纤维产能利用率不高,同规格碳纤维价格均呈下跌态势,碳纤维在T700及以下级别的中低端市场展开比较激烈的价格战。进口碳纤维价格则保持了相对稳定,未出现明显下滑反而呈波动向上的走势,推测可能由于国内碳纤维企业陆续扩产,国内中低端碳纤维供应由紧缺到逐步满足需求。预计进口碳纤维以中高端产品为主,价格保持坚挺。

不同规格碳纤维价格走势

碳纤维进口单价走势(截至2023.11)

报告图表 10

报告图表 11

数据来源:百川

数据来源:

(二)竞争格局

按照产能建设来看,我国碳纤维第一梯队企业中包括中复神鹰、恒神股份、光威复材、吉林碳谷、吉林化纤等,第二梯队企业包括兰州蓝星、上海石化、中简科技、威海拓展、太钢钢科等企业。其中,吉林碳谷以原丝生产为主;吉林宝旌和兰州蓝星以大丝束碳纤维生产为主,江苏恒神和兰州蓝星兼备原丝生产和碳纤维生产能力;其他公司产能主要集中在高性能碳和小丝束碳纤维。

市场竞争格局——国内企业

报告图表 12

数据来源::研精毕智市场调研网,慧博智能投研

中国碳纤维市场呈现出高集中度的特点。根据2024年前三季度中国碳纤维主要制造商的营业收入数据,吉林化纤、光威复材和吉林碳谷等龙头企业占据了显著的市场份额,主导着市场的发展。碳纤维产能分布相对集中。第一梯队企业拥有较大的原丝和碳纤维产能,对市场供应起到关键作用。随着技术突破和政策支持,国产碳纤维产能持续扩张,推动行业向高端应用领域迈进。

市场竞争格局——国内企业

报告图表 13

数据来源:iFind

海外市场主要以日本的东丽、帝人、三菱和美国赫氏、美国氰特(现被比利时索尔维收购)、德国西格里6家老牌传统企业为主。其碳纤维生产可追溯至20世纪。除此之外,韩国晓星和土耳其陶氏阿克萨两家新兴企业在碳纤维领域虽起步较晚,但近年来逐渐活跃,不断提升全球市场份额和本土化率。

市场竞争格局——海外企业(2022年)

报告图表 14

数据来源:各公司公告

(三)政策支持

纤维行业的技术进步具有良好的政策环境。“十二五”规划提出重点围绕聚丙烯氰基碳纤维技术开展技术提升;“十三五”规划时期将高性能碳纤维列入高端材料;“十四五”规划提出要加强碳纤维等高性能纤维及其复合材料的研发应用,包括航空航天、风力和光伏发电、海洋工程及环境保护等领域。

行业相关政策

报告图表 15

数据来源:前瞻产业研究院

三、碳纤维的应用

(一)碳纤维复合材料简介

碳纤维复合材料由基体材料和碳纤维增强材料复合而成,通过基体材料和碳纤维在性能上互相取长补短,产生协同效应,碳纤维复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。碳纤维复合材料具有重量轻、力学性能好、结构设计灵活、性能可调控、来源广、成本低等特点,在国防军事的发展中有着重要地位,已广泛应用于各类飞机、无人机、导弹、运载火箭、卫星中。

常用碳纤维复合材料与部分金属材料性能对比

报告图表 16

数据来源:

碳纤维复合材料中,基体材料以树脂基为主,市场份额占比90%以上。基体材料分为金属和非金属两大类,金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金,非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。目前,碳纤维复合材料以树脂基复合材料(CFRP)为主,占全部碳纤维复合材料市场份额的90%以上。

碳纤维复合材料的分类

报告图表 17

数据来源:

(二)碳纤维复合材料在航空领域的应用

1.碳纤维复合材料在军机上的应用

碳纤维复材在先进军机使用比例不断提升,目前先进战机碳纤维复材用量达20%~50%美国最先将碳纤维复材用到军机,从20世纪60年代用到军机舱门、口盖、整流罩以及副翼、方向舵等受力较小或非承力部件,到80年代初发展到垂尾、平尾等尾翼一级的次承力部件,再到80年代末到机翼、机身等主要承力结构,现在碳纤维复材占军机结构质量的20%~50%。目前美国F-22和F35为代表的第四代战斗机上碳纤维复材用量达到25%和35%,我国战斗机J-20碳纤维复材用量高达27%。

海外军机碳纤维复材使用情况

国内军机碳纤维复材使用情况

报告图表 18

报告图表 19

数据来源:CNKI《航空航天复合材料发展现状及前景》—唐见茂

数据来源:智研咨询

无人机和直升机也大量使用复合材料(包含碳纤维复材),占结构重量甚至高达80%以上。直升机方面,其需要面临湿/热、干/寒、沙尘/雨淋、海水等恶劣环境,对材料综合性能要求同样很高,目前复材已广泛用到直升机,海外NH90直升机的复合材料用量占总质量的95%,国内直升机的复合材料用量已接近50%,在斜梁、整流罩、蒙皮、尾梁、舱罩等结构都用复合材料。无人机方面,世界各国都在无人机上大幅度使用以碳纤维复合材料为主的先进复合材料,占到了结构总质量60%~90%,美国“捕食者”无人机复材占结构总重92%,国内“彩虹4”机体结构80%以上使用复合材料。

复材在军用直升机上应用比例逐步提升

复材在部分无人机的应用情况

报告图表 20

报告图表 21

数据来源:CNKI《树脂基复材在直升机的应用及其制造技术》—程健男

数据来源:CNKI《复合材料在无人机上的应用与展望》—袁立群

2.碳纤维复合材料在民航机上的应用

碳纤维复材能有效为飞机减重,进而增加民机载重量、延长航程,同时轻量化还可以实现良好的经济效益,目前先进民机复材使用比例不断提升,正在向50%水平发展。空客A380和波音787的研制成功,标志着复材(包含碳纤维复材)在飞机结构的低成本技术(包括材料、制造工艺和设计与维护)已达到了可以实际应用的新纪元,复材结构占飞机结构质量比向50%提升已是不可逆转的潮流。空客A380复材用量超20%;波音787上估计复材用量接近50%,远远超过了A380;国产大飞机C919和CR929复材用量达12%、50%。

碳纤维复合材料在C919结构上的应用

报告图表 22

数据来源:

复材在波音和空客飞机上的应用情况

复材在国内民机使用情况

报告图表 23

报告图表 24

数据来源:CNKI《航空航天复合材料发展现状及前景》—唐见茂

数据来源:CNKI《先进复合材料在飞机上的应用及其制造技术发展概述》—宁莉

(1)C919订单和交付情况

2007-2022年:国产大飞机C919从立项到成功交付。2007年2月,国务院原则批准大型飞机研制重大科技专项正式立项;2008年5月,中国商飞公司在黄浦江畔成立;2009年,中国商飞正式发布150座级大型客机机型代号“COMAC919”,C919项目进入预发展阶段,开展了方案设计和供应商选择工作,并与国内外意向供应商开展了联合概念定义工作;2011年,C919项目顺利通过了国家初步设计评审,全面转入工程发展阶段;2014年9月19日,C919机体对接工作正式启动;2015年11月 2日,在经过风洞试验、铁鸟试验、航电综合和电源系统等试验后,C919首架试飞飞机总装下线;2017年5月5日,C919在上海浦东国际机场成功首飞;2022年12月9日,全球首架C919大型客机交付中国东航;2023年5月28日,东航使用C919完成了从上海虹桥机场飞往北京首都机场的首次商飞。

C919商业化历程

报告图表 25

数据来源:中国商飞官网

C919当前累计确认订单金额为近千亿美元量级。截至252月,据不完全统计,中国商飞累计获得C919订单近1500架,其中确认订单累计近1000架。此外,海外市场有望获得突破,据路透社24年9月报道,巴西小型货运及包机航空公司道达尔航空(Total Linhas Aereas)计划从中国商飞购买4架C919飞机,或将成为亚洲以外首家向中国商飞购买飞机的公司。根据南方航空于 2024年4月30日公告、中国国航于2024年4月27日公告,C919基本型、增程型的平均采购价格分别为0.99亿美元/架、1.08亿美元/架。按照约1亿美元/架的采购价格估计,根据我们不完全统计的累计订单数推算,目前C919累计已确认订单对应价值量为近千亿美元

当前已累计交付16架,24H2交付提速,但仍具较大交付压力。截至2025年2月,中国商飞累计交付16架C919飞机,其中22/23/24年分别交付1/3/12架,对中国东航/中国国航/中国南航分别交付10/3/3架。从交付节奏来看,进入24年后,特别是24H2 交付明显提速,22H2/23H1/23H2/24H1/24H2分别交付1/0/3/2/10架。

中国商飞C919飞机交付情况(截至25年2月)

报告图表 26

数据来源:中国商飞官网,中国东航官网,央视新闻,新华网

C919大型客机批生产条件能力(二期)建设项目开工,项目建成后将满足C919大型客机未来批量化生产需求。2025年1月,中国商飞党委常委、副总经理沈波在媒体采访中表示,2025年C919产能将达到50架,预计下线量达到30架。2024年5月6日,据航空工业官方微博,航空工业规划总院中标C919大型客机批生产条件能力(二期)建设项目。项目位于上海市浦东新区,总建筑面积约为33万平方米,大客总部装厂房、大客零件总库、室外道路、绿化、停机坪都包含其中,项目建成后将满足C919大型客机未来批量化生产需求。

(2)全球民航机需求展望

全球、美国、中国民航旅客运输量增速与相应人均GDP增速具有较强的正相关性。从下图可知,1980~2019年,全球民航旅客运输量的增速与人均GDP增速的发展趋势一致,但旅客运输量增速的波动要更大一些;另外,从下图也可得知,美国和中国民航旅客运输量增速与相应人均GDP增速的关系也具有同样特点。

1980~2019年全球民航旅客运输量的增速与全球人均GDP增速的发展趋势一致

报告图表 27

数据来源:

1980~2019年美国民航旅客运输量的增速与美国人均GDP增速的发展趋势一致

报告图表 28

数据来源:

2000~2019年中国民航旅客运输量的增速与中国人均GDP增速的发展趋势一致

报告图表 29

数据来源:

未来全球客机需求将由两部分组成,即现有机队老旧飞机的更新换代以及新飞机的入场(满足新增的民航客运需求)。预计2023~2042年,全球2022年底的22028架中78.2%(17217架)的飞机将退出客运服务,它们可能被改装或者是永久退役,这部分客机需求将被新机替代;除此之外,预计还需要引进26427架新机来满足日益增长的民航客运需求。综上,预计2023~2042年全球累计需要43644架新机,对应市场价值约6.5万亿美元;而中国市场将接收其中的9171架,对应市场价值约1.4万亿美元(占比21%)。

3.碳纤维复合材料在低空经济的应用

eVTOLelectric Vertical Take Off and Landing)电动垂直起降飞行器,是指采用电能驱动方式并且具备垂直起降能力的飞行器。与传统航空器相比,eVTOL 除了零排放,零污染等优点外,不需要跑道,不需要专用机场,加上噪声低,突出的安全性,和极低的运营成本,使得eVTOL有望打破传统交通运输工具的市场边界,成为高铁、地铁、长途巴士、出租车、私家车的重要补充和替代,甚至有机会成为未来的交通出行和运输的主流方式之一,进而改变社会的运行和人类的生活方式。

(1)eVTOL碳纤维含量测算

碳纤维复合材料在eVTOL的结构、部件中占比远超传统航空器。由于eVTOL(电动垂直升降飞行器)、小无人机、部分轻型飞机是由电机驱动,因此对轻量化的要求更高。民机领域,波音787的结构中有约50%是由复合材料制成,而据Stratview Research数据,复合材料占eVTOL机身结构使用的全部材料的占比高达70%以上。复合材料中90%以上使用碳纤维增强,大约10%采用玻璃纤维增强。因此可推算得到,碳纤维复合材料在eVTOL的结构材料中占到63%以上。

通过将碳纤维复合材料应用于制造飞行器的机身结构和内部零部件,可以有效减轻机身重量,降低能耗,同时增强结构强度和安全性。eVTOL使用的复合材料中,约有75%-80%将应用于结构部件和推进系统,有12%-14%在内部结构应用,如横梁、座椅结构等;剩余的8%-12%在电池系统、航空电子设备和其他小型应用。将碳纤维复合材料用于打造eVTOL,能够帮助机身整体重量减少30%-40%。

eVTOL中复合材料应用情况

报告图表 30

数据来源:中国复合材料工业协会 《复合材料在空中交通 飞行汽车中的机遇》

预计2030年,航空航天领域碳纤维需求中来自eVTOL的部分,占比将超过24.2%当前,低空经济被定义为国家大力发展的新质生产力,有望在持续的政策驱动下加速产业化。若eVTOL在政策催化下加速落地,eVTOL将成为航空航天碳纤维需求量的重要来源。

(2)eVTOL市场格局

当前国内eVTOL最主流的的三家厂商为亿航智能、小鹏汇天、峰飞航空。这三家旗下设计参数较为公开的机型是亿航智能的EH216-S、小鹏汇天的旅航者X2和峰飞航空的盛世龙。

碳纤维复材约占整机质量的23.6%对于传统商用客机,最大起飞重量=空机重量+燃料重量+最大载荷,由于eVTOL是纯电驱动,因此,最大起飞重量=空机重量+最大载荷。我们可以由公布的最大起飞重量减去最大载荷得到空机重量。根据披露,旅航者X2的人均最大载荷=(560-360)/2=100公斤。又由HRC公司披露,小鹏汇天X2机身部分由HRC独家承制,其碳纤维部分重量仅为85KG。可计算得碳纤维复材的占比=85/360=23.6%。另外,假设亿航智能和峰飞航空的eVTOL使用碳纤维占比也为23.6%。(前述碳纤维在结构材料中占比63%,此处指的是在整机重量(包含结构、电池、航电系统等所有部件)中的比重为23.6%)

碳纤维复材在主流eVTOL机型上有大量应用

报告图表 31

数据来源:亿航智能、峰飞航空官网,小鹏汇天公众号,汽车之家

(3)小鹏汇天产品介绍

小鹏汇天早期测试机型为旅航者X1和旅航者X2对于小鹏汇天的核心产品——陆地航母,是一款陆空两栖交通工具,采用分体式设计(陆行体+飞行体)旨在解决城市交通拥堵、提升短途出行效率,并拓展至应急救援、物流运输等场景。截至2024年11月,小鹏汇天与12家客户签署批量预订协议,总订单量达2008台,成为全球飞行汽车领域最大订单。2025年3月,其预售订单突破3000台,单台售价不超过200万元。

根据旅航者X1和旅航者X2的数据,推测“陆地航母”的“飞行体”碳纤维含量也为85Kg左右。“陆地航母”的“飞行体”机身主体与六旋翼桨叶均采用碳纤维材料,比铝合金轻40%,可承受8级风压。机身由100多个碳纤维零部件组成,集成轻量化与高强度特性。“陆行体”后备舱采用碳纤维复合材料,支持飞行体折叠收纳,实现陆空无缝切换。

小鹏汇天旅航者X2

陆地航母

报告图表 32

报告图表 33

数据来源:网络整理

数据来源:网络整理

(4)eVTOL行业展望

eVTOL将成为航空航天领域碳纤维的新增长极,预计2024-2030 eVTOL行业对复合材料的需求年化增长率69%据Stratview Research预测,eVTOL行业对碳纤维复合材料的需求将在未来六年内大幅增长,预计将从2024年的约110万磅(约500吨)激增至2030年的2590万磅(约11750吨),增长幅度约22.5倍,年化增长率69%。而据赛奥碳纤维预测,航空航天碳纤维需求量将从2023年的22000吨增长到2030年的48635吨,年化增长率为12%,其中尚且未考虑今年政策加大支持力度将对eVTOL行业发展带来的促进作用,若参照上述两个静态预测计算,2030年,航空航天领域碳纤维需求中来自eVTOL的部分,占比为24.2%,若eVTOL在政策催化下加速落地,占比未来会更高,可以看出eVTOL将成为航空航天碳纤维需求量的重要来源。

2024-2030复合材料的需求&eVTOL产量趋势图

2004-2030航空航天碳纤维需求趋势图

报告图表 34

报告图表 35

数据来源:中国复材,StratviewResearch,赛奥碳纤维

数据来源:中国复材,StratviewResearch,赛奥碳纤维

(三)碳纤维在汽车领域的应用

1.车用碳纤维的应用现状

预计我国碳纤维复合材料的用量仅占整车重量的万分之0.5据星源卓镁招股说明书,从应用上来看,钢铁、铝合金和塑料是汽车上使用最多的三大类材料,按重量计算,2022年三类材料占整车的比例合计约为80%,其中钢铁占62%,铝合金和塑料占比均为8%至10%,镁合金在汽车上的应用比例仅约为0.3%。

汽车轻量化材料类别及应用比较

汽车轻量化材料类别及应用比较

报告图表 36

数据来源:深企投产业研究院

数据来源:深企投产业研究院

碳纤维的制造成本相对较高,现阶段其主要应用于高端豪华轿车以及赛车等领域。碳纤维较钢类金属件的减重效果可达50%-70%、较铝合金结构件的减重效果可达20%-40%,且强度是钢的7-9倍,具有良好的耐腐蚀性,耐高温低压、以及耐疲劳等特性。截至目前,碳纤维复合材料在汽车中可应用于车身、底盘、车顶、车门、头盖、引擎盖、尾翼、压尾翼、中控台、装饰条、传动轴、板簧、构架、刹车片、内饰和外饰配件等系统。比如宝马i8车身车架完全用碳纤维材料制成,其重量比钢轻50%,整车总质量为1480千克。

碳纤维复合材料在汽车的具体应用和减重效果

报告图表 37

数据来源:华金证券

2.市场规模与竞争格局

根据奥碳纤维《2023全球碳纤维复合材料市场报告》数据,2023年全球汽车行业用碳纤维需求为9000吨,占比为7.8%,全球市场需求规模仅为1.75亿美元。目前汽车行业用碳纤维当前处于市场导入初期,总体需求量占比低,仅用于个别豪华车型和赛车。伴随全球汽车品牌竞争格局剧烈变革,碳纤维复合材料应用的需求存在不确定性。当前,国内汽车零部件进行定向开发的厂商极少。

目前国内面向车企开发、供应碳纤维复合材料的企业主要有恒瑞(HRC,旗下的江苏亨睿碳纤维)、中复神鹰、敏实集团(子公司宁波泰甬)等,恒瑞市场份额处于行业第一位置。

3.小米汽车

(1)小米的商业之路

201046日小米公司在北京银谷大厦成立。小米集团的业务发展包含了智能手机、智能硬件生态链业务、互联网服务业务以及智能汽车业务。

快速发展期(2010-2014年):2010MIUI首个内测版本发布,迅速吸引了一批忠实用户。2011年,小米发布了第一款智能手机小米M1,凭借其高性价比的配置和独特的MIUI系统,迅速获得了市场的关注和消费者的喜爱。通过线上营销、社交媒体传播以及粉丝社区的运营,小米逐渐建立起了自己的品牌形象和用户群体。2013年,小米推出了小米盒子,进军智能电视盒子市场,为用户提供了丰富的视频内容和互联网应用。

多元化发展期(2014-2018年):2014年,启动了生态链战略。生态链企业涵盖了智能穿戴、智能家居、智能出行等多个领域,如小米手环、小米空气净化器、小米平衡车等产品相继推出。同年小米成为中国智能手机市场份额第一的品牌,开始积极拓展国际市场,将其高性价比的产品推向全球。在印度、东南亚等地区,小米手机取得了巨大的市场份额,成为当地最受欢迎的智能手机品牌之一。

调整与转型期(2018-2020年):2018年,小米在香港联交所上市,标志着其进入全球资本市场,并推动互联网服务收入多元化。随着智能手机市场竞争的日益激烈,小米面临着来自国内外众多品牌的竞争压力。为了应对挑战,小米实施“新零售”战略,线上线下同步发展,扩大市场份额,积极拓展海外市场。在产品策略上,小米更加注重产品的差异化和高端化,推出了小米MIX系列等高端机型。小米对组织架构进行了调整,通过优化业务流程、整合资源,提高了公司的整体运营效率和创新能力。2019 年确立“手机+AIoT”双引擎战略,致力于构建全球消费物联网生态系统。

新发展阶段(2020-至今):小米继续加大在技术创新方面的投入,在5G 技术、芯片研发、智能汽车等领域进行了积极的探索和布局。2020年,小米宣布进军智能汽车领域,布局智能出行。2024年3月28日,Xiaomi SU7 正式发布,连续5个月交付量破万,其中10月交付量首次破2万,11月13日,Xiaomi SU7已提前完成10 万台全年交付目标,计划冲刺13万台全年交付目标。

20241029日,Xiaomi SU7 Ultra 预售,小米于2025227日晚正式发布SU7Ultra车型,采用大量的碳纤维Su7Ultra发布会大超预期,发布会后两个小时,大定突破1万辆。

小米构建人车家生态,强调以人为核心的全生活服务覆盖,,基于逐渐完善的智能硬件设备平台,实现loT设备的互联互通小米汽车问世,完成了“衣食住行”的最后拼图。

小米的商业之路

报告图表 38

数据来源:小米集团官网

(2)从产业投资到亲自造车

早期涉足(20112021年):此时在汽车领域的布局以资本投入为主,涉及出行服务、汽车交易、整车企业、车险维修、三电智能等细分领域。多数投资集中在天使轮或前几轮融资,且停留在财务投资层面,投资主体为雷军创立的基金顺为资本、小米产投和小米集团。重要动作包括:2013 年雷军两度拜访马斯克,并成为特斯拉最早一批车主;2015和2016年顺为资本参与了蔚来的A轮、B轮投资;2016和2019年顺为资本和小米集团分别参与了小鹏汽车的A+轮和C轮融资;2018年,小米申请了米车生活、米车等商标。

正式下场造车(20212023年):20213月,小米集团公告拟成立一家全资子公司负责智能电动汽车业务,首期投资100 亿人民币,预计未来10年将累计投资100亿美元,雷军亲自掌舵。同年9月,小米汽车完成工商注册;11月,小米汽车总部落户北京经开区,开启自建工厂模式。2022年9月,小米汽车工厂一期项目进入量产阶段,首台工程车下线;10月,正式发布“人车家全生态”操作系统小米澎湃OS,标志着小米操作系统底层合并工作完成。2023年12月,小米汽车召开汽车技术发布会,五大核心技术公布,首款车型小米SU7 亮相。同时小米也更专注投资汽车产业,进行查漏补缺。此时的投资主体为小米智造基金,除自动驾驶外,公司投资面拓宽至三电、汽车电子、车身部件、底盘零部件、热管理等领域,呈现出撒网广、布局深的特点。其中包括2021年分别参与赣锋锂电、蜂巢能源等三电领域新兴企业融资项目,以及斥资约7737万美元收购自动驾驶公司深动科技。

产品上市(2024年开始):2024328日,小米SU7正式上市,售价为29.99万元。小米SU7 Max 搭载前后双电机系统,最大功率673马力,百公里加速时间为2.78秒,最高车速265公里/小时,续航达到800公里,成为中国唯一同时实现2 秒级加速和800公里续航的电车。小米汽车工厂二期工程正在建设当中,预计2025年完建,两期竣工投产后年产能将达到30万辆。

小米汽车重要事件时间线

报告图表 39

数据来源:小米集团官网

2024328日,小米汽车首款车型为SU7正式发布,定位为C级高性能纯电轿车,聚焦于家庭用户和年轻消费者群体。小米SU7 共有标准版/Pro/Max3个版本,售价21.59/24.59/29.99 万元,上市24小时大定突破8w2024年11月13日小米汽车提前完成全年10万台交付目标。小米SU7 外观设计优雅与速度感并存,拥有出色的超低风阻系数Cd0.195,此外小米SU7 基于Xiaomi Hyper OS,打造人车家全生态智能座舱,搭载NVIDIA DRIVE Orin 芯片,综合算力高达508TOPS的智能驾驶系统,拥有2.78秒的零百加速,配备高强度铠甲笼式车身的被动安全设计和16项主动安全设计。

小米SU7系列产品

报告图表 40

数据来源:小米汽车公众号

小米SU7上市之后获得巨大成功,订单、爬产、交付三个环节均超市场预期。车型发布后,公司在四个月内实现爬产,又在3-4个月内实现扩产;公司一期产能为15万/年,在交付的第四个月,单月交付水平基本达到了规划产能上限;公司在随后的3-4个月里实现了快速扩产,目前单月交付能力在2万以上,年化24万台以上。SU7在2024年全年实现批发销量14.04万辆,在较长提车周期的情况下,月均新增订单依然可观。2024年,小米Su7与同级别B/C级新能源轿车相比,和Model3销量尚有一定差距;但考虑Su7发布、爬产过程,以稳定交付后的超年化24万辆看,已经可以比肩纯电+混动的比亚迪汉的销量。

小米SU7上市以来月销(辆)

SU7与可比车型2024年销量(万辆)

报告图表 41

报告图表 42

数据来源:Marklines

数据来源:Marklines

(3)小米汽车Su7 Ultra上市与碳纤维复材的应用

Su7Ultra发布会大超预期,发布会后两个小时,大定突破1万辆小米Su7 Ultra正式发布,价格大超预期。2025年2月27日晚,小米汽车新豪华车型Su7 Ultra正式发布。Su7 Ultra标准版52.99 万,首销期送9万元权益;选装竞速套装10 万元;纽北限量款81.49 万元。相比于预售价格超80 万元,正式发布的标准版价格大超市场预期。意味着,Su7 Ultra不再是小众的超豪华产品,而是以超豪华的品质走进更广大的消费群体。

小米Su7 Ultra正式发布

报告图表 43

数据来源:小米Su7发布会

SU7Ultra大量采用碳纤维复材,车共使用了17处碳纤维零部件,总面积达3.74平方米,覆盖车顶、后视镜、方向盘、门板饰条、中控台面板、座椅背板及尾翼等关键部位。碳纤维车顶面积达1.7平方米,减重约12公斤,显著降低整车重量,提升操控性和能效。全碳纤维尾翼翼展1560毫米,弦长240毫米,是法规范围内最大尺寸之一,高速行驶时可产生285公斤下压力,媲美200-300万元级超跑。

雷军强调该车不计成本使用碳纤维,旨在打造高端市场标杆引领汽车行业向轻量化、高性能发展的趋势SU7Ultra的碳纤维应用提升了驾驶体验,其设计可能推动其他厂商跟进类似材料创新。

SU7 Ultra的碳纤维复合材料总质量约在550kg左右。SU7 Ultra相较于同系列SU7 Max(2205kg)减重305kg,整车重量降至1900kg。行业经验表明,碳纤维复合材料减重比通常为50%-60%​(即每公斤碳纤维可减重0.5-0.6kg)。碳纤维总质量计算:305 kg÷0.5 (取下限)=610 kg;305 kg÷0.6 (取上限)=508 kg。所以综合推算:碳纤维复合材料总质量约为508-610kg。

小米Su7 Ultra正式发布

报告图表 44

数据来源:小米汽车

4.路特斯汽车

(1)路特斯简介及碳纤维应用情况

路特斯(Lotus)是英国传奇跑车品牌,以轻量化设计和赛道性能闻名。2017年被吉利收购后启动电动化转型,2024年正式更名为“莲花汽车”。目前路特斯已量产以下纯电车型:1.ELETRE:定位豪华纯电SUV,2022年上市,中国市场起售价54.8万元(后因降价调整);2.EMEYA 繁花:四门纯电轿跑,2024年推出,中国市场起售价52.8万元36;3.Evija:限量超跑,售价超2000万元,2023年交付,采用碳纤维单体壳车身。

目前已国产的车型为ELETRE电动SUV和路特斯EMEYA(四门轿跑)。Theory 1在2024年发布的纯电概念跑车,尚未量产,但被视为品牌轻量化技术的未来方向。吉利路特斯旗下多款车型广泛采用碳纤维材料,尤其在轻量化、性能提升和空气动力学设计方面表现突出。以下是具体应用案例:

1.路特斯Theory1概念车

碳纤维占比可能较高,但未明确具体比例。其底盘采用碳纤维单体壳结构,集成了空气动力学和冷却系统,通过镂空设计和低阻力管道实现减重,整车重量仅1600kg。此外,刹车系统也使用了高性能碳陶瓷制动组件。

2. 路特斯EMEYA(四门轿跑)

推测EMEYA碳纤维用量可能在30-50kg区间。未公布具体数据,但结合其“最大用量”描述及同级车型(如保时捷Taycan选装碳纤维套件约20-30kg),推测EMEYA碳纤维用量可能在30-50kg区间。

3.Evija系列超跑

推测碳纤维用量在100-150kg左右。作为限量超跑,其碳纤维用量远超常规车型,但具体质量未公开。参考同类超跑(如迈凯伦Senna),单体壳车身碳纤维用量通常在100-150kg左右,推测Evija可能接近这一范围。

4.ELETRE电动SUV

碳纤维用量有限,可能在10-20kg左右。外观和内饰大量使用碳纤维材料,搭配夸张的空气动力学套件,兼顾运动性能与实用性。

Evija

ELETRE电动SUV

报告图表 45

报告图表 46

数据来源:网络整理

数据来源:网络整理

(2)销量表现

2024年12月全球销量突破2000台,创历史单月新高,全年销量跻身超豪华品牌前三。2024年前三季度累计交付7,617辆,同比增长136%,其中中国市场占比约25%(约1,880辆)。主要市场分布:欧洲(30%)、北美(26%)、中国(25%)及其他地区(19%)。ELETRE:作为主力SUV车型,贡献约60%销量(约4570辆),主要面向家庭用户及新兴市场。EMEYA 繁花:定位高端轿跑,销量占比约30%(约2285辆),因定价策略调整引发争议。Evija:限量生产,年交付量约100台,主要面向收藏级用户。

路特斯在中国市场的销量虽有所增长,但仍未达预期目标,且面临品牌定位、价格策略、市场竞争等多重挑战。其未来需在高端形象维护与市场适应性调整之间找到平衡,同时加速全球化布局以分散风险。短期内,降价策略可能带来销量提升,但长期需依赖技术创新和品牌价值重塑。

5.仰望U9

(1)仰望U9简介及碳纤维应用情况

仰望U9定位豪华超跑,采用大量碳纤维材料兼顾娱乐与智能化属性。2024年2月25日,比亚迪百万级豪华品牌仰望的第二款产品——“百万级纯电性能超跑”仰望U9上市,仰望U9是比亚迪通过易四方技术打造的超级跑车,实现2秒级加速,融合中西设计元素,采用大量碳纤维材料,智能功能丰富,支持智能驾驶系统,拥有强大动力和操控性能,兼顾娱乐与智能性,售价168万元。

仰望U9外观

仰望U9内饰

报告图表 47

报告图表 48

数据来源:网络整理

数据来源:网络整理

比亚迪仰望U9在其车身设计中大量应用了碳纤维材料,并以此为核心技术亮点,实现了轻量化、高强度与安全性的多重突破。整车用量上,仰望U9的碳纤维用量超过110公斤覆盖车身结构件、单体壳座舱等关键部位,是目前全球最大的单体壳碳舱设计。另外,仰望U9采用T700级12K宇航级碳纤维,密度仅为钢的五分之一,强度却达到钢的5-6倍,兼具轻量化与高承载能力。碳纤维座舱占整车的车身体积近80%,质量占比34%,乘员舱完全被碳纤维包裹,安全等级达到行业最高水平。

(2)销量表现

仰望U920248月开启交付以来,截至2025121日,仰望U9累计交付量达100,成为中国超跑领域首个达成这一里程碑的品牌。比亚迪仰望U9作为中国首款百万级纯电超跑,其销售表现和技术创新引发了广泛关注。

季度销量表现:2024年第四季度(10-12月)国内市场交付65台,加上20251月的销量,总交付量突破100台。这一成绩使其跻身全球百万级超跑销量排行榜第4名,超越法拉利罗马、兰博基尼小牛等传统燃油超跑。

月度销量趋势:根据历史数据,仰望U9的月销量从2024年9月的16台逐步提升至2025年1月的26台,整体呈上升趋势。

6.车用碳纤维复合材料市场前景

2022年全球车用碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)市场规模为7.12亿美元,预计2029年将达44亿美元,2023-2029年复合年增长率近30%2023年中国汽车用碳纤维行业市场规模10.74亿元预计2030年汽车用碳纤维市场规模将达51.45亿元

新能源汽车轻量化需求迫切,碳纤维可减重22.5%(假设车身30%部件替换),提升续航里程10%-30%国际能源署预测,2030年全球电动汽车销量占比将达60%,中国占全球销量50%,进一步推动碳纤维应用。

在车用碳纤维复合材料市场上,技术突破(如低成本工艺、智能功能)和政策支持是核心驱动力,而成本控制碳纤维车身材料成本高达1-2万元/辆,限制普及与回收体系现有回收技术成本高、效率低,焚烧或填埋污染环境,需开发规模化再生工艺完善是关键挑战。未来,碳纤维有望从高端车型向主流市场渗透,成为汽车轻量化与可持续发展的重要支撑

四、碳纤维的回收

碳纤维产品制备环节,按照生产流程来看,根据产业信息网数据,原丝制备环节成本占比最高,达到51%,其次是碳化,成本占比约为23%。按照成本要素来看,原材料及燃料成本占比均达到了30%。

按照生产流程来看碳纤维的成本构成

报告图表 49

数据来源:ORNL

(一)节能环保及经济效应是碳纤维回收的主要推力。

在碳纤维增强热固性复合材料中,树脂基体固化后形成三维交联网状结构,常规条件下不溶于溶剂,也无法自然降解。如果不进行回收处理,将会造成环境污染,并且随着碳纤维用量增加,污染将会越来越严重。

每生产1Kg 碳纤维时的排放和环境影响

报告图表 50

数据来源:搜狐新闻

可回收的碳纤维有可能将纤维的成本降低40%左右碳纤维增强聚合物基复合材料在制造过程中预计产生40%的边角废料,每100kg碳纤维复合材料废弃物中,约有60-70kg碳纤维,如果按200元/kg计算,废弃碳纤维增强聚合物基复合材料中碳纤维价值将有望突破百亿元。此外,英国再生材料ELG碳纤维公司总经理Frazer Barnes 认为使用可回收的碳纤维有可能将纤维的成本降低40%左右。

国外主要的碳纤维回收参与机构及进展

报告图表 51

数据来源:《碳纤维复合材料轻量化技术》

典型的回收碳纤维形态

报告图表 52

数据来源:《碳纤维复合材料的回收与再利用技术》

(二)碳纤维的回收方法

碳纤维废弃物的回收方法主要分为热分解法、物理回收法、溶剂分解法及组合回收法。

废弃碳纤维复材回收方法分类

报告图表 53

数据来源:《碳纤维复合材料的回收与再利用技术》

碳纤维复合材料回收技术比较

报告图表 54

数据来源:《碳纤维复合材料轻量化技术》

(三)回收碳纤维的利用

回收的碳纤维其形态上都是去浆、杂乱分布的蓬松短纤维,但仍保留了原始纤维优异的力学性能及电磁性能。对废料进行分离回收处理可以获得高价值的碳纤维,但所需投入较大,短时间内实现工业化尚有难度,需要成本更低、耗能更少的环境友好型材料再利用技术。目前回收的纤维一般均采用降级再利用方式,主要应用于次级结构或低端领域。

碳纤维的回收利用

报告图表 55

数据来源:《碳纤维复合材料轻量化技术》

回收纤维的应用与开发情况

报告图表 56

数据来源:《碳纤维复合材料轻量化技术》

回收碳纤维的用途与普通商业碳纤维一样,可用作树脂的增强材料制备复合材料。目前回收碳纤维的处理主要包括直接成型和碳纤维处理后成型两种技术。《碳纤维复合材料的回收与再利用技术》一文指出,树脂基碳纤维在汽车、航天、风电等行业的应用愈加广泛,其废弃物回收再利用将成为必要面临的问题,欧美和日本等发达国家对此已取得相关研究成果。我国近年相继发布一系列政策文件支持碳纤维复合材料的回收再利用,但整体与外国仍存在一定差距,在实际应用中,面临诸多问题:

⚫ 目前废弃物部件回收比较困难,尚未形成完整供应链条,保障废料来源,应加强研发者、生产商与回收者之间的相互协作关系;

⚫ 目前回收再利用技术大多需要高压、高温、高腐蚀性条件,存在一定危险性,需要进一步研究改进提高回收再利用技术的安全性与稳定性;

⚫ 国内缺乏相关行业回收标准,尚未制定废弃物分类标准和回收分类标准。

(四)空客公司飞机退役情况

空客2024年交付766架飞机,2025年预计交付820目前没有直接提及空客公司历年退役飞机数量或未来退役数量的具体数据。不过,结合现有信息,可以推测部分与退役相关的背景趋势:空客2024年交付766架飞机,2025年预计交付820架,而储备订单超过8600架。庞大的交付和订单规模可能间接反映航空公司对现有老旧机型的替换需求,但具体退役数量需结合航空公司机队规划分析。