碳纖維醫(yī)療設(shè)備部件行業(yè)前景

碳纖維醫(yī)療設(shè)備部件行業(yè)前景

碳纖維行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)（一）碳纖維原材料加速，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料及制品在下游的廣泛應(yīng)用現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)碳纖維市場(chǎng)仍以進(jìn)口碳纖維為主、國(guó)產(chǎn)碳纖維為輔，但國(guó)內(nèi)廠商已逐步實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破，國(guó)產(chǎn)碳纖維產(chǎn)品型號(hào)基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)際領(lǐng)先廠商主要碳纖維型號(hào)的對(duì)標(biāo)。賽奧碳纖維數(shù)據(jù)顯示，2021年國(guó)內(nèi)碳纖維需求量為6．24萬(wàn)噸，國(guó)產(chǎn)碳纖維供應(yīng)量為2．93萬(wàn)噸，若國(guó)產(chǎn)碳纖維全部供應(yīng)于國(guó)內(nèi)需求，國(guó)產(chǎn)化率約47．00%，較2020年增長(zhǎng)9個(gè)百分點(diǎn)，趨勢(shì)明顯。未來(lái)，隨著我國(guó)碳纖維原材料加速，我國(guó)碳纖維行業(yè)整體亦將實(shí)現(xiàn)的突破，為碳纖維復(fù)合材料及制品在下游更廣泛的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。（二）碳纖維復(fù)合材料及制品應(yīng)用領(lǐng)域橫向拓展、縱向延伸，促進(jìn)碳纖維全產(chǎn)業(yè)鏈高速發(fā)展長(zhǎng)期以來(lái)，由于碳纖維應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)難度較高，研發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)間長(zhǎng)、研發(fā)投入大、生產(chǎn)成本高，我國(guó)碳纖維下游主要應(yīng)用于體育健康、風(fēng)電葉片、建筑加固等領(lǐng)域，在軌道交通及民用航空等新興領(lǐng)域涉足尚淺。而碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，一方面離不開(kāi)碳纖維原材料的技術(shù)開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)制造能力，另一方面，將碳纖維原材料制作為預(yù)浸料等中間體及最終制品，將新材料開(kāi)發(fā)與下游領(lǐng)域應(yīng)用需求結(jié)合，以進(jìn)一步驗(yàn)證材料性能，對(duì)于新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展亦至關(guān)重要。未來(lái)，隨著碳纖維國(guó)產(chǎn)進(jìn)程加速，圍繞國(guó)產(chǎn)碳纖維適配的基體樹(shù)脂與中間材料的改性與賦能、碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的提升，國(guó)產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料及制品的應(yīng)用將得到進(jìn)一步拓展與深化，促進(jìn)碳纖維全產(chǎn)業(yè)鏈的高速發(fā)展。中國(guó)碳纖維行業(yè)市場(chǎng)回顧碳纖維是含碳量在90%以上的高強(qiáng)度高模量纖維，在可量產(chǎn)纖維材料中性能最佳，是目前工程上可以大規(guī)模應(yīng)用的比強(qiáng)度最高的材料，其具有優(yōu)異的物理、化學(xué)性能，在及民用領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，被稱為21世紀(jì)的黑色黃金。2022年，在國(guó)內(nèi)新冠疫情反彈、國(guó)際地緣沖突等背景下，發(fā)展面臨的風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)不斷，原油價(jià)格高位大幅波動(dòng)，下游需求持續(xù)低迷，化纖行業(yè)總體生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)形勢(shì)嚴(yán)峻。碳纖維產(chǎn)業(yè)受下游需求穩(wěn)定增長(zhǎng)支撐，在風(fēng)電、光伏、氫能儲(chǔ)運(yùn)等領(lǐng)域應(yīng)用不斷拓展，行業(yè)整體保持較好發(fā)展。碳纖維行業(yè)發(fā)展情況廣義的碳纖維行業(yè)包含碳纖維原材料、碳纖維復(fù)合材料以及碳纖維復(fù)合材料制品等細(xì)分領(lǐng)域，碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈則包含從天然能源到終端應(yīng)用的完整制造過(guò)程。行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中下游的碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用環(huán)節(jié)，直接上游為碳纖維原材料及樹(shù)脂材料，下游應(yīng)用領(lǐng)域包括交通裝備及其他工業(yè)、醫(yī)療健康、體育健康、民用航空及建筑加固等領(lǐng)域。復(fù)合材料一般由基體和增強(qiáng)材料兩部分組成?；w材料主要起支撐和保護(hù)增強(qiáng)材料的作用；增強(qiáng)材料作為復(fù)合材料的主要承力組分，是復(fù)合材料強(qiáng)度和剛度的主要來(lái)源，增強(qiáng)材料多為纖維材料。按基體材料的類別可分為無(wú)機(jī)非金屬基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料和樹(shù)脂基復(fù)合材料，按增強(qiáng)纖維類別可分為玻璃纖維、芳綸纖維、碳纖維等復(fù)合材料。高性能纖維主要用作增強(qiáng)體來(lái)制造輕質(zhì)高強(qiáng)的高性能復(fù)合材料，在提高材料效率和節(jié)能減排上體現(xiàn)出巨大經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)《中國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告（2020）》，碳纖維復(fù)合材料是目前用得最多也是最重要的一種高性能纖維復(fù)合材料，隨著碳纖維生產(chǎn)工藝技術(shù)持續(xù)提升，碳纖維產(chǎn)業(yè)日趨成熟，在今后較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，其主導(dǎo)地位仍不可能被替代。與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料相比，碳纖維復(fù)合材料具有耐腐蝕、抗疲勞、耐高溫、膨脹系數(shù)小、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、易于大面積整體成型加工等優(yōu)點(diǎn)。因而，碳纖維增強(qiáng)的樹(shù)脂基復(fù)合材料是當(dāng)代先進(jìn)復(fù)合材料發(fā)展主流。樹(shù)脂材料在復(fù)合材料中作用是將碳纖維粘結(jié)，固定纖維位置并提升復(fù)合材料層間剪切性能，同時(shí)傳遞纖維應(yīng)力并保護(hù)纖維避免磨損和腐蝕。樹(shù)脂的性能會(huì)直接影響碳纖維復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度、使用溫度、斷裂韌性和耐濕熱老化等制品使用性能；另一方面，應(yīng)用需求的升級(jí)，對(duì)樹(shù)脂材料也提出了更高的阻燃、低溫快速固化等新要求，將進(jìn)一步推動(dòng)樹(shù)脂功能化改性與技術(shù)創(chuàng)新，對(duì)碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用與發(fā)展起著重要作用。碳纖維復(fù)合材料行業(yè)特點(diǎn)（一）碳纖維復(fù)合材料技術(shù)密集碳纖維復(fù)合材料行業(yè)的技術(shù)難點(diǎn)主要體現(xiàn)在配方研發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)積累等方面。在復(fù)合材料配方研發(fā)方面，復(fù)材產(chǎn)品定制化程度較高，不同部件通常需單獨(dú)研發(fā)，隨著下游應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，復(fù)合材料制造廠商必須通過(guò)持續(xù)的研發(fā)創(chuàng)新，以滿足客戶在產(chǎn)品性能、成本、輕量化等方面的需求；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)方面，復(fù)合材料制品整體制造方案的設(shè)計(jì)依賴于企業(yè)自身長(zhǎng)期的工藝摸索和經(jīng)驗(yàn)積累，不是短期的大額資本投入所能彌補(bǔ)。（二）碳纖維復(fù)合材料集中度低從全產(chǎn)業(yè)鏈看，制造碳纖維產(chǎn)品的上游碳纖維材料和中游復(fù)合材料均是產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)，全環(huán)節(jié)技術(shù)壁壘較高。其中，上游碳纖維生產(chǎn)流程復(fù)雜、前期投入巨大，從全球范圍及國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來(lái)看均呈現(xiàn)集中度較高的競(jìng)爭(zhēng)格局；碳纖維最主要的應(yīng)用形式是形成碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，由于終端應(yīng)用場(chǎng)景豐富，聚焦于中游碳纖維復(fù)合材料開(kāi)發(fā)及下游應(yīng)用的廠商眾多，碳纖維復(fù)材制品行業(yè)整體集中度較低，呈現(xiàn)分散化特點(diǎn)。根據(jù)公開(kāi)披露信息，目前碳纖維復(fù)合材料制品相關(guān)收入規(guī)模均較小，處于小企業(yè)、大市場(chǎng)的發(fā)展階段，在交通裝備、醫(yī)療健康、體育健康、民用航空等領(lǐng)域具有一定先發(fā)優(yōu)勢(shì)，隨著行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展擴(kuò)大，行業(yè)未來(lái)將擁有充足的市場(chǎng)空間。碳纖維行業(yè)發(fā)展面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)（一）碳纖維行業(yè)發(fā)展面臨的機(jī)遇1、碳纖維復(fù)合材料受到產(chǎn)業(yè)政策的大力支持，已成為國(guó)家發(fā)展的關(guān)鍵戰(zhàn)略材料先進(jìn)復(fù)合材料對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有極為重要的作用，以碳纖維為增強(qiáng)材料的先進(jìn)復(fù)合材料，近年來(lái)在全球快速發(fā)展，包括航空航天、風(fēng)電、軌道交通、汽車等行業(yè)已經(jīng)廣泛應(yīng)用。我國(guó)已推出了諸多政策以促進(jìn)碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?！吨腥A人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中將碳纖維作為高端新材料納入制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力提升范疇，指出要加強(qiáng)碳纖維等高性能纖維及其復(fù)合材料的研發(fā)應(yīng)用等。碳纖維下游高端裝備應(yīng)用方面，國(guó)家發(fā)改委將航空航天用新型材料開(kāi)發(fā)生產(chǎn)、城市軌道交通車體、轉(zhuǎn)向架、齒輪箱及車內(nèi)裝飾材料輕量化應(yīng)用、高端放射治療設(shè)備等列為鼓勵(lì)類產(chǎn)業(yè)；《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》提出推進(jìn)裝備技術(shù)升級(jí)，推廣新能源、清潔能源、智能化、數(shù)字化、輕量化、環(huán)保型交通裝備及成套技術(shù)裝備。國(guó)家支持性的產(chǎn)業(yè)政策將助力碳纖維產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)長(zhǎng)期良好發(fā)展。2、碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，并將廣泛運(yùn)用于戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)碳纖維復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、可設(shè)計(jì)性好、可大面積整體成型、耐腐蝕、抗疲勞性能好、特殊電磁性能等一系列的優(yōu)異性能，既可作為承載負(fù)荷的結(jié)構(gòu)材料，又可作為防熱、防燒蝕、防腐蝕的功能性材料。在民用航空、軌道交通、電動(dòng)汽車、能源、海洋工程等領(lǐng)域的尖端技術(shù)發(fā)展中，特別是在裝備結(jié)構(gòu)輕量化上具有無(wú)可替代的地位，碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用水平和應(yīng)用比例已成為衡量新一代裝備先進(jìn)性的重要標(biāo)志。目前，我國(guó)碳纖維復(fù)合材料正處于高速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。其中，在軌道交通領(lǐng)域，以碳纖維復(fù)合材料為主要發(fā)展趨勢(shì)的先進(jìn)復(fù)合材料，對(duì)車輛輕量化、提速、降噪、降低能源消耗具有重要的意義。目前，雖然碳纖維復(fù)合材料在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用仍處于量產(chǎn)早期，但隨著我國(guó)碳纖維復(fù)合材料上下游產(chǎn)業(yè)的成熟發(fā)展，原材料及工藝制造成本下降將加快推動(dòng)軌道交通車輛碳纖維復(fù)合材料工程化應(yīng)用進(jìn)程，提升碳纖維復(fù)材制品的滲透率。碳纖維在體育健康領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)過(guò)半世紀(jì)的發(fā)展，憑借其輕質(zhì)高強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)成為高端器械的最優(yōu)選擇，滲透率不斷提高。隨著運(yùn)動(dòng)健康理念的普及以及人均消費(fèi)能力的提升，將持續(xù)驅(qū)動(dòng)體育器械市場(chǎng)長(zhǎng)期平穩(wěn)增長(zhǎng)。在民用航空領(lǐng)域，碳纖維復(fù)合材料是大型整體化結(jié)構(gòu)的理想材料，與常規(guī)材料相比，碳纖維復(fù)合材料可使機(jī)體減重約20~40%，并能夠克服金屬材料容易出現(xiàn)疲勞和被腐蝕的缺點(diǎn)，增強(qiáng)其耐用性。隨著碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，未來(lái)更多高性能、低成本的碳纖維復(fù)合材料將被投入使用。3、國(guó)產(chǎn)碳纖維工藝技術(shù)持續(xù)突破，產(chǎn)能釋放驅(qū)動(dòng)應(yīng)用拓展我國(guó)碳纖維研究雖起步較早，但由于工藝基礎(chǔ)薄弱、裝備技術(shù)落后等原因，聚丙烯腈基碳纖維國(guó)產(chǎn)化技術(shù)長(zhǎng)期徘徊在較低水平。步入21世紀(jì)后，我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)廠商先后實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破、釋放產(chǎn)能，碳纖維國(guó)產(chǎn)化率持續(xù)提升。此外，國(guó)產(chǎn)碳纖維工藝技術(shù)提升及產(chǎn)能釋放所推動(dòng)的規(guī)模化成本效應(yīng)將進(jìn)一步降低碳纖維制造成本。隨著國(guó)產(chǎn)碳纖維供給增加、成本下降，碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用將延伸至更多領(lǐng)域，下游應(yīng)用場(chǎng)景逐漸拓寬。（二）碳纖維行業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)隨著碳纖維復(fù)合材料及制品下游應(yīng)用需求的不斷增長(zhǎng)，部分碳纖維生產(chǎn)企業(yè)將通過(guò)往下游產(chǎn)業(yè)鏈延伸，進(jìn)入碳纖維復(fù)合材料及制品制造領(lǐng)域，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)將不斷增加。同時(shí)，大多數(shù)碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)品需要進(jìn)行定制化生產(chǎn)，不同的解決方案適用的場(chǎng)景、效果需要較長(zhǎng)時(shí)間檢驗(yàn)，部分新進(jìn)入企業(yè)為獲取訂單，將可能利用其產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)進(jìn)行價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)，一定程度上影響行業(yè)的健康發(fā)展。碳纖維下游需求占比從碳纖維下游需求量來(lái)看，2021年我國(guó)對(duì)碳纖維需求占比較高的領(lǐng)域是風(fēng)電葉片與體育休閑，需求量占比分別是36%、28%，在航空航天領(lǐng)域占比僅為3%。未來(lái)隨著我國(guó)碳纖維技術(shù)的提升以及航空航天的發(fā)展，碳纖維需求量將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。碳纖維產(chǎn)業(yè)迎來(lái)大規(guī)模發(fā)展碳纖維是制造先進(jìn)復(fù)合材料的重要增強(qiáng)材料，強(qiáng)度高、抗摩擦、耐腐蝕，可廣泛應(yīng)用于航空航天、能源裝備、交通運(yùn)輸、體育休閑等領(lǐng)域。自誕生以來(lái)，高端碳纖維復(fù)合材料技術(shù)長(zhǎng)期掌握在發(fā)達(dá)國(guó)家手中。為了擺脫核心技術(shù)受制于人的局面，我國(guó)在2000年后開(kāi)始大力發(fā)展碳纖維產(chǎn)業(yè)，并將其列為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，十四五規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要更是將在碳纖維復(fù)合材料領(lǐng)域開(kāi)展協(xié)同應(yīng)用試點(diǎn)示范和加強(qiáng)碳纖維及其復(fù)合材料的研發(fā)應(yīng)用列入其中。在雙碳目標(biāo)引領(lǐng)下，碳纖維產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)大規(guī)模發(fā)展，市場(chǎng)應(yīng)用不斷拓展。根據(jù)賽奧碳纖維《2016—2021全球碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)報(bào)告》，我國(guó)碳纖維需求量從2016年的1．96萬(wàn)噸增至2021年的6．24萬(wàn)噸，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為26．06%，2021年同比增速達(dá)27．69%，預(yù)計(jì)2025年國(guó)內(nèi)需求量為15．93萬(wàn)噸。國(guó)內(nèi)企業(yè)大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)，碳纖維行業(yè)迎來(lái)爆發(fā)期國(guó)內(nèi)碳纖維龍頭大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)，將改變世界碳纖維產(chǎn)能格局。從全球碳纖維企業(yè)的后續(xù)擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃來(lái)看，碳纖維產(chǎn)能擴(kuò)張主要以中國(guó)企業(yè)為主。未來(lái)幾年國(guó)內(nèi)碳纖維企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃總量預(yù)計(jì)接近30萬(wàn)噸，但需關(guān)注各企業(yè)的項(xiàng)目落地性以及落地時(shí)間和實(shí)際產(chǎn)能，在供給短缺的背景下，率先實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目落地和產(chǎn)能擴(kuò)大，并穩(wěn)定生產(chǎn)的企業(yè)將具備明顯的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，搶占更多的市場(chǎng)份額。碳纖維行業(yè)屬于國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在輕量化市場(chǎng)具有廣闊的發(fā)展前景，在國(guó)防安全、航空航天等板塊具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。我國(guó)碳纖維市場(chǎng)規(guī)模一直保持增長(zhǎng)趨勢(shì)，從2017年的38．1億元增長(zhǎng)至2021年的106．4億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)29．3%，預(yù)計(jì)2023年中國(guó)碳纖維市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)153．7億元。未來(lái)隨著航空航天、風(fēng)電葉片、碳復(fù)合材料等新興產(chǎn)業(yè)的需求帶動(dòng)，我國(guó)對(duì)碳纖維的需求還有望進(jìn)一步提高。進(jìn)入碳纖維行業(yè)的主要壁壘（一）碳纖維行業(yè)技術(shù)壁壘碳纖維復(fù)合材料行業(yè)具有較高的技術(shù)壁壘。首先，復(fù)合材料產(chǎn)品制造是以設(shè)計(jì)為主導(dǎo)，材料為基礎(chǔ)，綜合成型制造、工藝檢測(cè)、結(jié)構(gòu)分析、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等多學(xué)科知識(shí)的系統(tǒng)工程，具有跨專業(yè)、多技術(shù)融合的特點(diǎn)。其次，碳纖維復(fù)合材料用途廣泛，但客戶定制化程度高，需要依據(jù)豐富的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)在可實(shí)踐前提下及時(shí)響應(yīng)客戶需求。此外，在碳纖維復(fù)合材料及制品的應(yīng)用中，行業(yè)內(nèi)企業(yè)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的積累形成了各自的復(fù)合材料數(shù)據(jù)庫(kù)及仿真應(yīng)用平臺(tái)，打造自身的研發(fā)體系和生產(chǎn)體系，構(gòu)建了獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和準(zhǔn)入門檻，因此形成了較高的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)壁壘。（二）碳纖維行業(yè)人才壁壘由于碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)品一般具有產(chǎn)品、工藝多樣化、單件加工、關(guān)鍵環(huán)節(jié)較多等特點(diǎn)，在生產(chǎn)制造過(guò)程中需要一批技術(shù)經(jīng)驗(yàn)豐富、工藝操作嫻熟的生產(chǎn)型人才。同時(shí)，復(fù)合材料生產(chǎn)與應(yīng)用融合了材料學(xué)、機(jī)械制造、軟件分析等學(xué)科知識(shí)，培育具備多領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)、深度掌握核心技術(shù)的復(fù)合型人才也需要較長(zhǎng)時(shí)間的積累。穩(wěn)定、高質(zhì)量的研發(fā)力量能夠有效保障企業(yè)日常研發(fā)工作有序開(kāi)展、研發(fā)計(jì)劃如期執(zhí)行、研發(fā)成果滿足要求。此外，采購(gòu)、銷售團(tuán)隊(duì)的專業(yè)素質(zhì)、市場(chǎng)洞察力、與客戶及供應(yīng)商日常協(xié)調(diào)維護(hù)需較長(zhǎng)時(shí)間的沉淀積累。行業(yè)新進(jìn)入者較難在短時(shí)間內(nèi)獲得并積累一批具備豐富制造技術(shù)經(jīng)驗(yàn)、擁有各類專業(yè)素養(yǎng)的優(yōu)秀人才，從而形成了較高的人才壁壘。（三）碳纖維行業(yè)客戶資源壁壘碳纖維復(fù)合材料下游客戶包含