碳纤维被誉为材料界的“黑色黄金”，以其轻量坚固等卓越特性在军工和民用市场上占据重要地位。
当前航空航天、低空经济、新能源和机器人行业对碳纤维的需求强劲，行业有望迎来高速发展机遇。
碳纤维的完整产业链包括从丙烯腈到原丝、碳丝、织物/预浸料，再到最终制品的多个环节。在这个过程中，原丝到碳纤维的生产属于重化工行业，而碳纤维到织物、复合材料的生产则更接近于轻资产的纺织业。因此，碳纤维的生产既是资本密集型的，也是劳动密集型。
当前我国在碳纤维材料环节的国产化率正在迅速提升，但是原丝环节的国产化比例仍然较低，因此国产替代空间十分广阔。
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碳纤维产业链图示：
碳纤维原丝行业概览
碳纤维产业链由上游的原油化工产业，中游的原丝加工、碳纤维相关产物以及碳纤维复合材料生产加工以及下游的应用市场组成。
首先从石油、煤炭、天然气等化石燃料中提取出丙烯，再经过氨氧化反应制得关键的丙烯腈，原油制丙烯的成本最优。通过聚合和纺丝工艺，丙烯腈被转化为聚丙烯腈（PAN）原丝。
在产业链的中下游环节，企业需对PAN原丝进行预氧化、低温碳化和高温碳化处理，从而得到碳纤维，碳纤维经过进一步加工成碳纤维织物和预浸料。当与树脂、陶瓷等材料结合时，形成碳纤维复合材料，最终通过各种成型技术转化为满足下游应用需求的终端产品。
在这个过程中，碳纤维原丝的地位尤为关键，其质量直接决定了最终碳纤维的性能。
高质量的PAN原丝作为制备高性能碳纤维的基石，其制备过程中的聚合、纺丝、碳化、氧化等环节均需要精湛的工艺和时间的积累，而这些工艺的产业化以及核心反应装置的技术掌握则是整个生产流程中的关键环节。
碳纤维产业链图示：
当前我国在碳纤维生产的核心设备方面仍存在一定差距，这也导致了国内碳纤维在稳定性方面稍有欠缺。
在预氧化炉的制造方面，这也是制约我国高性能碳纤维发展的主要原因之一。
氧化炉和碳化炉在整个生产过程中的核心设备。由于碳纤维具有重要的战略价值，国外曾对我国实行了一定程度的技术封锁，使得氧化炉和碳化炉等关键设备难以直接从国际知名企业引进，特别是在军工领域。
目前，全球碳纤维设备市场仍以美国和德国的厂商为主导，如Despatch、Litzler和艾森曼等。
我国碳纤维的国产化率已经达到了53%，但在上游设备方面，国产化率仍然较低。
国内能够生产高质量碳纤维整线设备的供应商相对较少。精功科技是行业领军企业，率先打破海外设备垄断，引领国产替代。
碳纤维原丝需要经过预氧化、碳化制成碳纤维：
碳纤维原丝竞争格局和龙头梳理
从供给端来看，全球龙头企业技术领先且国际化布局加速，而中国市场的CR4近78%，具有较高的集中度，并处于内生外延扩大产能的发展阶段。
全球碳纤维行业的主要巨头通常实现了从PAN原丝到复合材料的全产业链覆盖。
从供给格局来看，自卓尔泰克被东丽收购后，全球传统的七大碳纤维巨头已缩减为六大。
日本东丽、西格里、三菱丽阳和日本东邦这四大巨头，占据了全球48%的碳纤维产能。
原丝技术作为碳纤维产业链的核心环节，其产能正迅速扩张同时技术也在持续创新中。众多企业纷纷提出原丝扩产计划，以期进一步增强我国的原丝生产能力。在高端产品领域，国产原丝的性能尚显不足，国产替代空间十分广阔。
我国碳纤维原丝和碳纤维产业集中度较高，不同厂商各自卡位在关键环节和不同的工艺路线上。吉林碳谷（吉林化纤集团）、中复神鹰、江苏恒神、光威复材、上海石化、中简科技等是国内原丝运行产能较高的企业。
我国主要企业碳纤维原丝产能格局：
结语
碳纤维以其轻量化耐高温等优势成为新材料之王，在下游各大领域有广阔的应用场景。随着下游产业的高速发展有望加速推动碳纤维行业高成长，作为碳纤维产业链上游关键材料， 碳纤维原丝有望迎来高速发展机遇。
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