7月12日，藍(lán)箭航天的朱雀二號(hào)遙二運(yùn)載火箭成功發(fā)射，這是全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭。

液氧甲烷，作為目前全球公認(rèn)的低成本可重復(fù)使用火箭的主流推進(jìn)劑，相比目前技術(shù)比較成熟的液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)更具優(yōu)勢，僅次于液氫液氧推進(jìn)劑。

馬斯克的“星艦”火箭、貝佐斯的藍(lán)色起源研發(fā)的BE-4，以及中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院在研的新一代重型火箭長征九號(hào)，均采用了液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)作為研發(fā)方向。

下文就中國航天產(chǎn)業(yè)鏈中的部分環(huán)節(jié)略作展開。這條由導(dǎo)彈、火箭、衛(wèi)星、空間飛船以及深空探測器等航天裝備構(gòu)成的科技鏈，決定了中國能走多遠(yuǎn)、飛多高。

來源:中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院《產(chǎn)業(yè)鏈視角的世界航天發(fā)展情況分析》

碳纖維：國產(chǎn)材料保障中國航天

減重，是航天飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造中考慮最多的問題之一。

碳纖維，正是結(jié)構(gòu)減重的利器，也是航空材料主要三大細(xì)分賽道之一（碳纖維、高溫合金及鈦合金）。一般來說，碳纖維不會(huì)直接使用。通常以碳纖維為增強(qiáng)體，與樹脂、金屬、陶瓷等為基體結(jié)合形成為碳纖維復(fù)合材料。

位于嫦娥五號(hào)探測器系統(tǒng)最頂端的上升器，使用碳纖維復(fù)合材料，做到了結(jié)構(gòu)自重占整器重量（769 kg ）僅6. 2% (47. 758 kg)?，低于標(biāo)準(zhǔn)比例的7.6%。

2022年11月，NASA 新登月計(jì)劃第一次發(fā)射的無載人火箭Space Launch System（SLS）的外殼也采用了橘紅色的碳纖維復(fù)合材料。

再以上海航天八院抓總研制的新一代運(yùn)載火箭為例，若能在現(xiàn)有金屬貯箱的基礎(chǔ)上減重30%，火箭的運(yùn)載能力就會(huì)提升6%。在此基礎(chǔ)上，火箭可以多搭載300公斤的載荷。對運(yùn)力價(jià)格以克計(jì)的運(yùn)載火箭來說，減重的重要性毋庸置疑。

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碳纖維可按照力學(xué)性能、纖維數(shù)量、原絲類型進(jìn)行分類。目前，國外應(yīng)用較多的碳纖維包括M40、M40J、M55J 和M60J級(jí)高強(qiáng)高模碳纖維。

航天碳纖維是典型的“量少、價(jià)高”。2022年，全球碳纖維需求的應(yīng)用領(lǐng)域中，航空航天軍工領(lǐng)域占比僅14.9%。

數(shù)據(jù)來源：賽奧碳纖維《2022全球碳纖維復(fù)合材料市場報(bào)告》

太平洋證券數(shù)據(jù)顯示，在2020年以前，航空航天領(lǐng)域碳纖維復(fù)材需求量僅在5%左右，但價(jià)值量（金額）卻占到近40%。

碳纖維復(fù)材的自給自足，對保障航天事業(yè)順利進(jìn)行，對提高我國碳纖維行業(yè)進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展至關(guān)重要。2022年，是碳纖維行業(yè)國產(chǎn)替代的一個(gè)里程碑：國產(chǎn)用量首次超過了進(jìn)口用量。中國國內(nèi)碳纖維需求量曾長期處于“低水平”發(fā)展階段，主要仰賴于進(jìn)口產(chǎn)品。2018年，我國國內(nèi)碳纖維需求量約為3.1萬噸，但是自給率只有29%。

直到近幾年，市場發(fā)生了天翻地覆的變化。國產(chǎn)碳纖維市場份額增速驚人。

從2019年的31.7%，2020年的38%，2021年的46.9%，直到2022年，碳纖維自給率達(dá)到60.5%。根據(jù)賽奧碳纖維《2022全球碳纖維復(fù)合材料市場報(bào)告》顯示，2022年中國市場碳纖維需求總量為74429噸，其中國產(chǎn)碳纖維供應(yīng)量為45000噸。

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星船知造總結(jié)國產(chǎn)替代跑出加速度的兩大原因。二者缺一不可，同步共振——

1，持續(xù)擴(kuò)大國內(nèi)市場規(guī)模。2，不斷突破技術(shù)瓶頸。

2021年，中國大陸地區(qū)首次超過美國，成為碳纖維全球最大產(chǎn)能國。當(dāng)年碳纖維產(chǎn)能達(dá)到6.34萬噸，占全球總產(chǎn)能比重超過30%。

2022年國內(nèi)碳纖維需求占全球比值約55.1%，成為全球第一大碳纖維消費(fèi)市場。碳纖維需求的應(yīng)用領(lǐng)域，主要得益于下游的風(fēng)電葉片和體育休閑——兩者拉動(dòng)明顯。2022年，這兩大領(lǐng)域相關(guān)的碳纖維需求總和超過了43.5%。

但狂飆的碳纖維市場之下，中國碳纖維在航天領(lǐng)域的產(chǎn)能，卻還是一度保持“慢速度”。

根據(jù)百川盈孚，截至23Q1國內(nèi)碳纖維總產(chǎn)能10.32萬噸，但23Q1新增1.4萬噸均為T300級(jí)（T300級(jí)合計(jì)占比達(dá)72.9%，T700/T800產(chǎn)能占比僅為21.5%。

“T”代表了技術(shù)難度，航天領(lǐng)域利用的正是T700/T800為主的“高T”產(chǎn)品。

高價(jià)值的“高T”產(chǎn)品的產(chǎn)能占比較小，導(dǎo)致的結(jié)果是中國仍然是高端碳纖維進(jìn)口大國。產(chǎn)能階段性過剩則主要集中在T300等通用級(jí)碳纖維領(lǐng)域。

國產(chǎn)替代通常有一個(gè)循序漸進(jìn)的過程。在碳纖維領(lǐng)域，先把“低T”產(chǎn)品做大，獲得資金，有助于對“高T”高性能產(chǎn)品的技術(shù)攻堅(jiān)。二者彼此共生。

有了這個(gè)基本概況的了解，再來看碳纖維航天領(lǐng)域，就能得到更精準(zhǔn)的全貌。

碳纖維在高端應(yīng)用領(lǐng)域的核心訴求仍是性能突破。高性能進(jìn)口比例不低，因此，以日本東麗為首的老牌碳纖維公司，在這一領(lǐng)域仍然賺取了大量利潤。參考太平洋證券數(shù)據(jù)：軍用碳纖維價(jià)格在3000-4000元/公斤，復(fù)材價(jià)格更是達(dá)到上萬元/公斤，相比之下，民用碳纖維價(jià)格僅為約300元/公斤或更低。

“高T”和“低T”產(chǎn)品，二者價(jià)格相差10倍。處在碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)，一旦綁定了航天軍工的訂單，會(huì)呈現(xiàn)高毛利的特征。

從全產(chǎn)業(yè)鏈看，制造碳纖維產(chǎn)品的上游原絲端與中游復(fù)合材料，是碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)。僅原絲的制造成本就占了碳纖維的51%。

在原絲領(lǐng)域，吉林碳谷市占率達(dá)50%左右。2022年，吉林碳谷國內(nèi)碳纖維原絲產(chǎn)銷量5萬噸以上。

“吉林系”的吉利化纖集團(tuán)在擴(kuò)產(chǎn)能上，2022年實(shí)現(xiàn)了這一領(lǐng)域無人企及的神話：一年內(nèi)，吉利化纖的原絲產(chǎn)能增加了50,000噸，碳化線產(chǎn)能增加了26,000噸。吉林化纖2023年一季報(bào)顯示，凈利潤1207.77萬元，同比大增124.65%。

原絲環(huán)節(jié)下一步，是碳纖維產(chǎn)品。

業(yè)務(wù)重點(diǎn)涉及航天軍用的企業(yè)，以中簡科技為代表，生產(chǎn)ZT7（性能優(yōu)于同等級(jí)別下日本東麗的T700產(chǎn)品)及以上級(jí)高性能碳纖維系列產(chǎn)品，用于飛行器主承力結(jié)構(gòu)件。

2012年中簡科技生產(chǎn)的ZT7系列國產(chǎn)高性能碳纖維，首次真正應(yīng)用在我國自主研發(fā)的航空航天裝備上，打破了國外的技術(shù)封鎖和限制。2020年11月13日，中簡科技獲得國家級(jí)專精特新“小巨人”稱號(hào)，是第二批獲得此稱號(hào)的公司之一。

日前，中簡科技官方發(fā)布消息表示，已具備更高性能的ZT9系列（T1000/T1100級(jí)別）碳纖維的產(chǎn)業(yè)化能力。對于中國航天碳纖維，或?qū)⑦M(jìn)入一個(gè)新階段。吉林化纖2023年一季報(bào)顯示，中簡科技凈利潤1.48億元，同比增長63.67%。

主攻軍民兩用碳纖維的光威復(fù)材，生產(chǎn)上正在大力推動(dòng)碳纖維T700級(jí)、T800級(jí)的產(chǎn)業(yè)化。誰能夠先拿下T800級(jí)，亦是商戰(zhàn)勝敗的關(guān)鍵。

來源：公開信息整理

以上代表性企業(yè)中，中簡科技因航天軍用業(yè)務(wù)占比大，毛利率相對最高，2022年達(dá)75.63%。光威復(fù)材的碳纖維業(yè)務(wù)板塊的毛利率，也維持在70%以上。

《中國制造2025》中提到，到2020年，國產(chǎn)碳纖維復(fù)材要滿足大飛機(jī)技術(shù)要求，其用量達(dá)4000噸以上，到2025年基本實(shí)現(xiàn)高性能碳纖維的自主保障。

2022年12月9日，國產(chǎn)大飛機(jī)C919正式交付。作為國內(nèi)首個(gè)使用T800級(jí)高強(qiáng)碳纖維復(fù)合材料的民機(jī)型號(hào)，碳纖維復(fù)材占C919機(jī)身重量的11.5%。

光威集團(tuán)董事長陳亮曾評價(jià)日本廠商對國內(nèi)的碳纖維供給，“全面漲價(jià)之外，高興才給你點(diǎn)，不高興就不給”。中國碳纖維受制于人的時(shí)代正在過去。

國產(chǎn)碳纖維在航天領(lǐng)域的速度，超過了業(yè)內(nèi)預(yù)期。2022年，除了以T1100級(jí)，IM10級(jí)和M60J級(jí)等碳纖維為代表的頂級(jí)品種，其他“高T”產(chǎn)品均已經(jīng)或正在實(shí)現(xiàn)工業(yè)量產(chǎn)。(來源：節(jié)選星船知造)

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