全球來(lái)看,碳纖維行業(yè)集中度非常高,極高的技術(shù)壁壘、巨額的資金投入使得國(guó)際上真正具備碳纖維研發(fā)和規(guī)模化生產(chǎn)能力的公司屈指可數(shù)。世界碳纖維的生產(chǎn)主要集中在日本、
美國(guó)、德國(guó)等少數(shù)歐美發(fā)達(dá)國(guó)家和我國(guó)的臺(tái)灣省,其中日本是全球最大的碳纖維生產(chǎn)國(guó),日本東麗、日本東邦和日本三菱麗陽(yáng)三家企業(yè)合計(jì)產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的50%以上,日本東麗更是被稱之為世界高性能碳纖維研究與生產(chǎn)的“領(lǐng)頭羊”,是當(dāng)之無(wú)愧的碳纖維全球巨頭。
中國(guó)的碳纖維研究起始于20世紀(jì)60年代,到2000
年,全國(guó)只有山東、吉林等地有極少數(shù)企業(yè)涉足碳纖維產(chǎn)品,年產(chǎn)線規(guī)模僅有幾十噸且產(chǎn)品質(zhì)量落后;2005年,我國(guó)碳纖維行業(yè)總共有10家企業(yè),合計(jì)產(chǎn)能全球占比僅在1%左右;2008年,大量國(guó)有企業(yè)參與到碳纖維行業(yè)中;到目前為止,國(guó)內(nèi)共有30余家企業(yè)從事碳纖維相關(guān)生產(chǎn),地區(qū)上形成了以江蘇、山東和吉林等地為主的碳纖維聚集地。在眾多的參與企業(yè)中,掌握碳纖維研發(fā)核心技術(shù)并能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定、成本可控的規(guī)?;a(chǎn)的企業(yè)數(shù)量極少,競(jìng)爭(zhēng)主要集中在光威復(fù)材、中復(fù)神鷹、中簡(jiǎn)科技、江蘇恒神等少數(shù)幾家頭部企業(yè)之間。
我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)綜合發(fā)展程度與歐美日韓等發(fā)達(dá)國(guó)家仍有較大差距,究其原因主要為三個(gè)方面,
一是行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力欠缺,
二是產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)未能有效銜接,形成良性反饋,
三 是面臨的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)嚴(yán)峻。
展開(kāi)來(lái)講:
(1)行業(yè)缺乏高水平的技術(shù)創(chuàng)新:
國(guó)內(nèi)碳纖維行業(yè)雖然已建立了國(guó)產(chǎn)化工藝技術(shù)格局, 但整體持續(xù)創(chuàng)新能力不足,重復(fù)建設(shè)、技術(shù)同質(zhì)化、弱技術(shù)創(chuàng)新等現(xiàn)象普遍,工藝路線及生產(chǎn)工藝單一,產(chǎn)業(yè)化裝備、輔料助劑制備等國(guó)產(chǎn)化配套能力較低。
(2)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)未能有效銜接,致使行業(yè)發(fā)展進(jìn)程緩慢:
國(guó)外碳纖維的生產(chǎn)與科研院所、裝備和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用緊密結(jié)合在一起,發(fā)揮出較強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同效應(yīng)。很多國(guó)外碳纖維生產(chǎn)企業(yè)與汽車、航空航天等下游重要應(yīng)用領(lǐng)域的生產(chǎn)商均建立了長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作關(guān)系,例如日本東麗的航空復(fù)合材料研發(fā)中心設(shè)在美國(guó)波音公司附近,與美國(guó)波音公司進(jìn)行常年戰(zhàn)略合作。
而我國(guó)碳纖維行業(yè)的科研、生產(chǎn)與應(yīng)用基本相互脫節(jié),未能形成良性反饋,缺乏應(yīng)用解決方案以及多方位的應(yīng)用服務(wù),極大地制約了產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及技術(shù)水平的提升。
(3)我國(guó)碳纖維行業(yè)面臨惡劣的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境:
一方面,現(xiàn)階段我國(guó)大部分碳纖維企業(yè)主要經(jīng)營(yíng)中低端碳纖維產(chǎn)品,由于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)裝備和技術(shù)保障能力較弱,單線產(chǎn)能較低,國(guó)外龍頭企業(yè)趁機(jī)利用規(guī)?;?、低成本生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)對(duì)中國(guó)惡意低價(jià)傾銷低端產(chǎn)品,致使大部分中小企業(yè)經(jīng)營(yíng)長(zhǎng)期處于虧損狀態(tài),嚴(yán)重制約中低端產(chǎn)品制造企業(yè)的生存與發(fā)展,低端產(chǎn)能過(guò)剩嚴(yán)重。
另一方面,受技術(shù)研發(fā)能力制約,國(guó)內(nèi)碳纖維企業(yè)尚不具備大規(guī)模供應(yīng)高端碳纖維的能力, 而國(guó)外龍頭在高端碳纖維領(lǐng)域?qū)ξ覈?guó)采取禁運(yùn)或限制等措施,進(jìn)口的通用型裝備及產(chǎn)品價(jià)格高企,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)高端碳纖維行業(yè)發(fā)展緩慢,高性能產(chǎn)品長(zhǎng)期處于供不應(yīng)求局面。
碳纖維屬于技術(shù)密集型產(chǎn)品,產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng),產(chǎn)品系列眾多,生產(chǎn)技術(shù)繁雜,且研發(fā)周期長(zhǎng), 資金投入量大,同時(shí)對(duì)產(chǎn)品性能與質(zhì)量穩(wěn)定性要求嚴(yán)苛,種種因素共同鑄就了極高的行業(yè)壁壘。其中,技術(shù)、設(shè)備、成本、資金和應(yīng)用是該行業(yè)最為核心的競(jìng)爭(zhēng)要素。
(1)碳纖維生產(chǎn)技術(shù)上存在配方壁壘、工藝壁壘和工程壁壘,難度依次增加。
配方壁壘主要是各種原輔料的配比,比如原絲制備環(huán)節(jié)中丙烯腈與溶劑、引發(fā)劑的配比等,配方一般可通過(guò)購(gòu)買或挖角技術(shù)人員等方式獲取,取得后可迅速消化吸收,壁壘突破時(shí)間為 1-2 年。
工藝壁壘是指在配方的基礎(chǔ)上,配合裝備、人工進(jìn)行不斷地工藝調(diào)整和磨合,最后才能工業(yè)
化生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品,比如原絲生產(chǎn)過(guò)程中的噴絲工藝、蒸汽牽伸工藝等,工藝壁壘突破時(shí) 間為 3-5
年。多道生產(chǎn)工藝就組成了全套工程體系,工程體系需要每個(gè)生產(chǎn)工藝的協(xié)調(diào)配合, 工程壁壘突破時(shí)間在 5
年以上。這其中涉及的工藝參數(shù)眾多,且運(yùn)行參數(shù)隨設(shè)備、原料和技術(shù)手段而變。怎樣進(jìn)行工藝參數(shù)的組合才能得到最優(yōu)性能的碳纖維是一項(xiàng)極富挑戰(zhàn)性的課題,
單項(xiàng)參數(shù)設(shè)置不合理可能造成的缺陷不明顯,但多項(xiàng)參數(shù)設(shè)置待優(yōu)化,最終得到的碳纖維質(zhì) 量就相差甚遠(yuǎn)了。
(2)碳纖維裝備的國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)和制造能力是發(fā)展該產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和前提。
設(shè)備是技術(shù)改良的實(shí)現(xiàn)手段,另外工藝參數(shù)調(diào)試也需要借助設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)?,F(xiàn)階段來(lái)看,碳纖維相關(guān)設(shè)備的 設(shè)計(jì)與制造依然是我國(guó)發(fā)展碳纖維產(chǎn)業(yè)的一大重要短板,需要給予高度重視。
一方面,歐美 發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)一些關(guān)鍵設(shè)備(如優(yōu)質(zhì)的氧化爐和碳化爐)采取禁運(yùn)政策,該領(lǐng)域完全依靠國(guó)內(nèi) 企業(yè)自主摸索;
另一方面,對(duì)于一些從國(guó)外引進(jìn)的非禁運(yùn)通用型生產(chǎn)裝備,國(guó)內(nèi)企業(yè)基本都
是直接使用,缺乏對(duì)進(jìn)口裝備的技術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo)的消化吸收能力,也缺少根據(jù)自身技術(shù)
特點(diǎn)進(jìn)行二次改造的能力,致使裝備與企業(yè)自身生產(chǎn)技術(shù)的匹配性弱,工藝的穩(wěn)定性和過(guò)程
控制的一致性較差,造成最終產(chǎn)品的質(zhì)量、穩(wěn)定性以及價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力低下。
(3)規(guī)模生產(chǎn)與工藝技術(shù)革新是碳纖維降本增效的兩大重要舉措。
一方面,在生產(chǎn)過(guò)
程中通過(guò)對(duì)工藝技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行不斷優(yōu)化改進(jìn)以使資源的綜合利用率得以有效提高,從而實(shí)
現(xiàn)生產(chǎn)成本的降低。以原絲為例,在碳纖維成本構(gòu)成中,原絲占比高達(dá) 51%,質(zhì)量好的原絲 投入與碳纖維產(chǎn)出比約為
2.2:1,質(zhì)量較差的投入產(chǎn)出比約為 2.5:1,使用質(zhì)量差的原絲必 然增加碳纖維的生產(chǎn)成本。
另一方面,原絲及碳纖維生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大將降低原料采購(gòu)成本并 攤薄固定資產(chǎn)折舊費(fèi)用,帶動(dòng)成本下降。隨著國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量性能的不斷提升以及下游需求的 增長(zhǎng),國(guó)內(nèi)碳纖維產(chǎn)能規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)張,產(chǎn)品成本存在一定的下降空間。
(4)從事碳纖維行業(yè)非常考驗(yàn)相關(guān)企業(yè)的資金實(shí)力。
碳纖維屬于技術(shù)及資金密集型行
業(yè)。新品的技術(shù)開(kāi)發(fā)投入高,加之碳纖維相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備價(jià)值高,丙烯腈、油劑等原材料及能
源成本開(kāi)支大,動(dòng)輒就是幾十億的投資;且考慮到碳纖維研發(fā)周期較長(zhǎng),無(wú)法快速實(shí)現(xiàn)銷售,
資金因而無(wú)法快速回籠,需要相關(guān)企業(yè)具備雄厚的資金實(shí)力和暢通的融資渠道予以支持。
(5)高端碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域的驗(yàn)證周期長(zhǎng),客戶使用粘性高。
高端應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)型號(hào)產(chǎn)
品研制需經(jīng)過(guò)立項(xiàng)、方案論證、工程研制、設(shè)計(jì)定型與生產(chǎn)定型等多個(gè)階段,從研制到實(shí)現(xiàn)
銷售的周期較長(zhǎng)。尤其是其中復(fù)雜而漫長(zhǎng)的驗(yàn)證流程大大增加了使用難度,明顯抬高了應(yīng)用
壁壘,以航空用碳纖維為例,航空結(jié)構(gòu)通常采用積木式驗(yàn)證方法,從材料到結(jié)構(gòu)逐步驗(yàn)證,
一款新的復(fù)材產(chǎn)品進(jìn)入機(jī)型,周期起碼為十年。與此同時(shí),在航空航天等軍工裝備生產(chǎn)過(guò)程
中,一旦型號(hào)確定下來(lái)后所有原材料不會(huì)輕易更改,否則會(huì)觸發(fā)新一輪應(yīng)用驗(yàn)證流程,機(jī)會(huì)
成本較高,因此已具備穩(wěn)定供貨資格的企業(yè)先發(fā)優(yōu)勢(shì)極為深厚,細(xì)分市場(chǎng)格局相對(duì)固化。
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