一、碳基复合材料概述
碳基复合材料有两种制备方法：一是浸渍法，即用增强体浸渍熔融的石油或煤沥青，再经碳化和石墨处理，它的基体是石墨碳，呈层状条带结构，性能是各向异性的。还有用增强体浸渍糠醇或酚醛等热固性树脂，只经碳化处理，它的基体是玻璃碳，即无定型碳结构，性能是各向同性的；另一是CVD法，即把烃类化合物的热解碳沉积在增强体上来进行复合，这种方法的碳基体是类似玻璃碳的热解碳。碳/碳复合材料不耐氧化，所以有时需要加抗氧化涂层。
1、发展历程
国内先进碳基复合材料的发展过程经历了三个重要阶段：2005年之前，晶硅制造热场系统部件主要采用国外进口的高纯、高强等静压石墨。2005年至2010年，先进碳基复合材料在晶硅制造热场系统领域的应用进入探索期。2011年开始，先进碳基复合材料进入快速推广阶段。单晶硅拉制炉热场从2011年16~20英寸发展到现在的28-36英寸，而等静压石墨是由石墨颗粒压制成型的脆性材料，在安全性上不能适应大热场的使用要求，在经济性上也已落后于碳基复合材料，等静压石墨逐渐淘汰出局。
中国碳基复合材料行业发展历程示意图
数据来源：公开资料，华经产业研究院整理
2、主要特点
碳碳复合材料是由碳纤维为增强体，以碳为基体的复合材料，通过加工处理和碳化处理制成的全碳质复合材料，也称为“碳纤维增强碳复合材料”。具有低密度、高强度、高导热性、低膨胀系数、摩擦性能好，以及抗热冲击性能好、尺寸稳定性高等优点。
碳碳复合材料主要特点示意图
数据来源：公开资料，华经产业研究院整理
二、发展背景
1、政策因素
近年来，我国政府及地方相继出台了一系列复合材料产业及其上下游相关行业的扶持和鼓励政策，促进行业的健康长期发展。2022年关于印发原材料工业“三品”实施方案的通知中指出开展高端钢铁材料、半导体材料、光伏封装材料、天然纤维材料、循环再利用化学纤维材料、碳基材料、硅基材料等关键基础材料和电弧炉炼钢等新工艺标准制定，完善覆盖材料研发、生产、应用、服役全生命周期、全产业链以及消费者关注的标准体系。
中国碳基复合材料行业相关政策梳理
数据来源：各政府门户网站，华经产业研究院整理
2、社会因素
我国碳纤维需求持续旺盛，增速超过全球。数据显示，中国碳纤维需求从2015年的1.68万吨迅速增长至2021年的6.24万吨，期间年均复合增速达24.45%。碳纤维需求量的上涨带动中国碳基复合材料的发展。
2015-2021年中国碳纤维需求量变化情况
数据来源：赛奥碳纤维，华经产业研究院整理
三、产业链
1、产业链结构
中国碳基复合材料上游包括碳、碳纤维、碳化硅、甲烷、丙烯等；中游包括碳/碳复合材料产品、碳/陶复合材料产品；下游应用于光伏发电、半导体、汽车行业、航天航空、化工行业等。
中国碳基复合材料行业产业链结构
数据来源;公开资料，华经产业研究院整理
2、产业链下游
近年来，全球碳中和目标明确，光伏有望引领可再生能源快速发展期。在应对能源危机和加强环境保护的双重驱动下，光伏产业受到世界各国的大力扶持，整体呈现快速向上发展的态势。而碳基复合材料下游主要应用于光伏领域，根据数据显示，2023年Q1中国光伏发电量为1135千瓦时。
2019-2023年Q1中国光伏发电量变化情况
数据来源：wind，国家能源局，华经产业研究院整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2023-2028年中国碳基复合材料市场全景评估及投资前景展望报告》
四、中国碳基复合材料行业发展现状
1、产量
碳基复合材料是碳基材料的一种，指以碳为基体的复合材料的总称。随着我国科研能力的不断增强，碳基复合材料制备方法取得进步，碳基复合材料产量呈上升趋势。2020年我国碳基复合材料产量为48.27万吨，同比增长9.5%，预计2022年将达57.09万吨。
2017-2022年中国碳基复合材料产量变化情况
数据来源：公开资料，华经产业研究院整理
2、渗透率
近年来，碳基复合材料在光伏热场中应用渗透率不断增长。2021年碳基复合材料在光伏热场中渗透率达65%，预计2025年将增长至100%。
2019-2025年中国碳基复合材料再光伏热场渗透率
数据来源：公开资料，华经产业研究院整理
3、区域分布
从碳基材料企业区域分布来看，目前广东省以72家碳基材料相关企业数量高居全国第一，江苏、安徽排名第二和第三，碳基材料相关企业数量分别为70家、40家。此外，山东、浙江、山西、湖南、北京、上海、辽宁跻身前十，依次排名第4-10名。整体来看，碳基材料产业主要集中广东。
2022年中国碳基材料行业相关企业区域分布前十名
数据来源：企查查，华经产业研究院整理
五、中国碳基复合材料市场竞争格局
1、市场竞争格局
中国碳基复合材料上市公司较多，其中碳基复合材料上市企业因受第一名的为楚江新材，2022年收入为405.94亿元，其中碳基复合材料收入为10.94亿元，所在省份为安徽省。
2022年中国碳基复合材料上市公司营收前十名
数据来源：各公司年报，华经产业研究院整理
2、重点企业分析
高性能碳纤维复合材料子公司天鸟高新是一家专业生产高性能碳纤维织物、芳纶纤维织物、飞机碳刹车预制体、航天用碳/碳复合材料预制体的国家航空航天重大工程配套企业。根据公司年报显示，楚江新材碳基复合材料营业收入呈现逐年上涨态势，2022年碳基复合材料收入为10.94亿元。
2019-2022年楚江新材行业碳基复合材料营业收入
数据来源：公司年报，华经产业研究院整理
六、未来中国碳基复合材料发展趋势
碳/碳复合材料自20世纪60年代被发明以来，受到军事、航空航天、以及核能工业领域的极大关注。前期碳/碳复合材料制造工艺复杂、技术难度大、制备工艺流程长，产品制备成本长期居高不下，其用途一直限制在一些工作条件苛刻的部位，以及其他材料不能替代的航空航天等领域。当前，碳/碳复合材料研究的焦点主要集中在低成本制备、抗氧化、以及性能、结构的多样化等方面，其中，以高性能、低成本的碳/碳复合材料制备技术为研究的重点。化学气相沉积法是制备高性能碳/碳复合材料的首选方法，被广泛用于碳/碳复合材料制品的工业化生产，但是该技术工艺时间长，因而生产成本高昂。改进制备碳/碳复合材料的生产工艺，研制低成本、高性能、大尺寸、复杂结构的碳/碳复合材料，是促进该材料产业化应用的关键，是目前碳/碳复合材料的主要发展趋势。
华经产业研究院对中国碳基复合材料行业发展现状、市场供需情况等进行了详细分析，对行业上下游产业链、企业竞争格局等进行了深入剖析，最大限度地降低企业投资风险与经营成本，提高企业竞争力；并运用多种数据分析技术，对行业发展趋势进行预测，以便企业能及时抢占市场先机；更多详细内容，请关注华经产业研究院出版的《2023-2029年中国碳基复合材料行业发展监测及投资前景展望报告》。
