碳纤维是由有机母体纤维在 1000℃-3000℃的高温、惰性气体环境下，高温分解、碳化而成的含碳量 90%以上的无机高分子纤维。

从分子结构上看，碳纤维可以看成是由石墨烯沿纤维轴斱向排列而成。其力学、化学、电学等性能优异，是国民经济与国防建设不可缺少的战略新型材料，被誉为“黑色黄金”。

▲ 碳纤维

碳纤维是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维，并具有低密度、耐腐蚀、耐高温、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热导性高、热及湿膨胀系数低、X 光穿透性高、非磁体但有电磁屏蔽效应等特点，是发展国防军工与国民经济的重要战略物资，广泛应用于军工、航空航天、体育用品、汽车工业、能源装备、医疗器械、工程机械、交通运输、建筑及其结构补强等领域。

▲ 碳纤维应用

日本碳纤维产能和量在全球占比具绝对优势

日本碳纤维生产在全球具有绝对的优势，根据中国化学纤维协会统计显示，2015年全球小丝束碳纤维市场上，日本企业占全球产能的63%；在大丝束市场上，日本企业占全球产能的57%。

▲ 全球小丝束碳纤维市场份额划分

▲ 全球大丝束碳纤维市场份额划分

日本深耕碳纤维行业近60载，形成较好的产业格局

目前碳纤维生产核心技术主要掌握在日本东丽、帝人和三菱公司手中，包括PAN原丝生产中的聚合、喷丝、牵引等几个步骤，以及碳化过程中的低温碳化、高温碳化两个环节。在整个产业链中，这两个环节所占利润高达55%~75%。

日本碳纤维企业对碳纤维核心技术严格对外保密。以东丽公司为例，东丽为了尽可能地保证核心技术不外泄，对于碳纤维生产板块所建立的分部门都是全资或独资子公司，并且还规定部分高端产品只能在日本本土生产。

此外，日本政府也以国家安全为由，对部分碳纤维产品限制出口或需取得相关行政审批才可出口。

政府在政策上积极引导，业内成立产业联盟

日本是一个能源极度匮乏的国家，石油、天然气、煤炭等能源98%依赖进口，其作为资源小国，高度重视提高能源利用效率、减少能源消耗和降低CO2排放。

碳纤维作为航空和汽车工业轻量化的理想材料，受到日本政府的亲耐，在“能源基本计划”、“经济成长战略大纲”和“京都议定书”等多项基本政策中，均将碳纤维作为战略发展项目，并给予人力、经费上的大力支持。

此外，日本早在1978年成立“碳纤维座谈会”，并于1988年更名为“日本碳纤维协会”，即构成了日本碳纤维产业联盟。

联盟会员不仅包括碳纤维制造商（东丽、三菱、东邦），还包括中间材料制造企业、复合材料加工企业和材料回收利用企业。其中，部分碳纤维制造商还能生产碳纤维复合材料的终端用品。

由于联盟基本覆盖了碳纤维整个产业链，因此能够全面掌握产业中存在的问题和需求，有效服务于产业各个环节，同时有利于会员间优势互补、风险共担。

日本碳纤维产业联盟：

行业集中度高，各企业在技术和产品上形成差异化竞争

● 在小丝束碳纤维市场上，东丽、帝人（东邦母公司）和三菱三者合计占据全球63%的市场份额；

● 在大丝束碳纤维市场上，东丽（于2014年2月完成收购美国Zoltek）和三菱合计占据全球57%的市场份额。

东丽、帝人和三菱三大巨头在日本本土碳纤维市场上构成了寡头垄断，并且在全球碳纤维市场上也拥有举足轻重的影响力。

东丽株式会社于1971年开始生产PAN基碳纤维，公司在世界26个国家拥有运营网络，在日本、美国、欧洲和韩国建有碳纤维生产基地，2015年碳纤维产能约4.01万吨/年（含Zoltek 产能1.3万吨/年）。

▲ 东丽全球碳纤维业务布局

帝人集团旗下负责碳纤维及复合材料业务的核心公司为东邦株式会社，其于1975年开始生产PAN基碳纤维，公司在世界80个国家开展业务，在日本、德国和美国建有碳纤维生产基地，2015年碳纤维产能约1.65万吨/年（日本、德国碳纤维产能1.15万吨/年，美国高性能碳纤维产能0.5万吨/年）。

▲ 帝人全球碳纤维业务布局

三菱化学控股株式会社于2015年4月对旗下碳纤维业务进行了整合，由三菱丽阳接手三菱树脂沥青基碳纤维业务，并成为全球唯一同时具备生产PAN基碳纤维和沥青基碳纤维的公司。

三菱丽阳最早于1974年开始生产碳纤维，在日本、美国和德国均有碳纤维生产基地，2015年碳纤维产能约1.01万吨/年。

▲ 三菱全球碳纤维业务布局

注重碳纤维产业链上垂直经营，以保证产品质量

日本的大型碳纤维企业大多建立了碳纤维产业链上的垂直经营体系，一方面增强企业竞争力，另一方面，也有利于控制产业链条各个环节的工艺参数，同时促进对市场演变和客户需求的理解，以制备出满足特定用途的合格产品，增强产品稳定性，提升产品质量。

东丽通过旗下公司全覆盖了从PAN原丝到复合材料等产业链上各阶段产品，其对碳纤维产品的应用格外重视，为此建立起了包括碳纤维、碳纤维预浸料、碳纤维织布、碳纤维层压材料和碳纤维复合材料在内的碳纤维及其下游产品体系。

▲ 东丽碳纤维产品布局

帝人在热塑型碳纤维和高性能碳纤维上作了较多布局，建立了包括碳纤维、碳纤维复合材料和聚丙烯腈预氧化纤维（Pyromex，抗燃性较好）在内的产品体系。

▲帝人碳纤维产品布局

三菱丽阳实现了从原料丙烯腈、原丝、碳纤维到最终产品一条龙生产，其充分优化从原料到产品的生产体系，以提供优质产品吸引客户。

▲ 三菱碳纤维产品布局

在技术细节和产品类型上存在一定差异，以避免过度同质竞争

为了避免产品的激烈竞争，满足市场上对各类碳纤维的需求，日本碳纤维巨头在技术细节、产品类型和目标市场上均存在一定差别。其中，

→ 东丽主要生产飞机用碳纤维材料，在飞机应用领域占据稳固的地位；

→ 帝人开发了适用于热塑性树脂的碳纤维产品，热塑性CFRP最初就是高分子，成型过程中无固化反应，可实现约1分钟成型试件，与汽车工厂的制造时间基本相同，相对热固性CFRP大大提高了生产效率；

→ 三菱丽阳则在大丝束碳纤维和沥青基碳纤维上具有一定优势。

▲ 三家碳纤维龙头的产品应用定位

申请诸多专利，寻求技术保护

从数量上看，日本企业在碳纤维技术领域表现强劲，在排名前18的机构中占据半壁江山。其中，排名前三的分别是东丽、三菱和东邦（为帝人旗下公司），东丽拥有912件碳纤维相关专利，三菱拥有879件碳纤维相关专利，东邦拥有300件碳纤维相关专利。

▲ 全球碳纤维相关专利数量排名

与下游巨头建立紧密合作关系，形成产业链互动

日本碳纤维行业龙头均与下游应用巨头建立了紧密的合作关系，以优势互补。其中，东丽与戴姆勒组建了合资企业，与丰田合作生产CFRTP，与美国贝尔直升机和波音公司都签署了超过10年的长期供给协议；帝人与通用开展合作；三菱与西格里和宝马的合资公司合作。

通过与下游巨头紧密合作，不仅可以获取稳定订单、抢占市场份额、构筑进入壁垒，还可以通过与下游巨头合作研发，来形成产业链互动。

比如，在三菱、西格里和宝马三家公司的合作下，CFRP成型时间被压缩到10min以内，使成本降低到了实用水平，并成功用于宝马i3。

此外，戴姆勒与东丽、通用汽车与帝人也开展了合作，在为扩大碳纤维在车体中的使用进行技术开发。

展开大量收购以纵向延伸或横向扩张，在汽车领域布局力度明显

以东丽为代表的日本碳纤维领域企业近年展开大量收购，从相关案例可以看出，日企主要是通过收购来向产业链下游延伸，这是因为产业链下游的附加值会更高。

其次，日企也会通过收购来切入新的业务或进入新的市场。

最为关键的是，自2013年，日企的收购基本是围绕汽车领域进行，足见巨头看好未来汽车领域的需求空间。

唯创新是任何产业发展和进步的不二法宝

我国碳纤维工业的起步可以追溯到 1962 年，总体上与日本碳纤维的研发同步进行，但在产业化生产和集中度方面却存在较大差距。直到2005年，我国碳纤维行业总共仅有10 家企业，合计产能仅占全球总产能的1%左右。因此借鉴日本碳纤维产业的发展经验对我国碳纤维工业的发展具有重要的参考价值。

从日本东丽、帝人、三菱的碳纤维发展历程可以看出，推动碳纤维产业的发展不仅需要国家战略上的规划、政策上的引导和产业上布局，更需要行业企业在产品定位上（不同质化，恶性竞争）、技术研发和产品更新上（生产工艺和成本优势）、知识产权保护上和产业整合能力上（并购重组、业务调整）等方面上的布局和拓展，唯创新是任何产业发展和进步的不二法宝。