商业航天材料深度研究系列之碳纤维：商业航天用高性能碳纤维迎量价齐升新周期
2026年03月01日 证券研究报告/行业深度报告 非金属材料Ⅱ 评级：增持（首次） 分析师：孙颖执业证书编号：S0740519070002Email：sunying@zts.com.cn分析师：聂磊执业证书编号：S0740521120003Email：nielei@zts.com.cn分析师：黄雪茹执业证书编号：S0740526020001Email：huangxr@zts.com.cn 报告摘要 轻量化是商业航天成本竞争的关键，碳纤维复材成战略刚需。商业航天已步入规模化发展的关键窗口期。在低轨卫星“先占先得”的国际规则下，频轨资源成为稀缺战略资产。我国已向ITU申报超20万颗卫星的巨量星座计划，产业链发展有了清晰刚性的时间表与任务量纲。商业航天竞赛的本质是成本与效率的竞争，材料轻量化是关键抓手。据估算，卫星每减重1kg可间接减少发射系统500kg燃料，并节省约2万美元的发射成本。碳纤维复合材料凭借低密度、高比强度、高比模量及尺寸稳定性等优异性能，已成为航天器的主流结构材料。航天用碳纤维主要牌号包括卫星用MJ系列以及火箭用T700S、T800S等。 上市公司数12行业总市值(亿元)1,076.97行业流通市值(亿元)998.86 需求：卫星端量价齐升是市场核心驱动，预计2030年国内商业航天碳纤维市场空间将达67亿元，其中卫星需求占据主导。航天级碳纤维堪称产业“皇冠上的明珠”，价格远高于一般工业级产品，2017年卫星用MJ系列价格量级为10,000元/kg，火箭用T800S级价格量级为1,000元/kg，而风电叶片、建筑用仅100元/kg左右。（1）卫星端：需求增长具备量与价的双重弹性。量的弹性源于卫星大型化趋势，为承载更强的通信与算力载荷，卫星质量正快速提升（如星链从V2Mini到V3版本，质量从575提升至1900公斤），直接带动主结构、太阳翼支架等部件中碳纤维的用量增长。价的提升源于材料性能的迭代升级，为满足大型柔性太阳翼（面积可达数百平方米）的基板/支架刚度要求、保障高精度天线在轨极端温度下的形面稳定性，材料体系正从普及型的M40J级，向高性能的M55J甚至更高级别演进。M55J单价显著高于M40J（约1.3万元/kgvs0.5万元/kg），M55J渗透率的提升将推动单星碳纤维价值量持续上行。（2）火箭端：碳纤维应用正从整流罩、发动机壳体等关键部件替代迈向全箭体应用的探索阶段。我国首款全碳纤维复材液体火箭已实现箭体90%结构的碳纤维化，较金属方案减重25-30%。（3）市场空间：结合我国未来几年星座部署计划时间表，2026-2030年卫星发射数量有望从634颗提升到8600颗，我们测算卫星用碳纤维用量有望从45吨提升至656吨，对应市场空间由3.6亿元提升至64.6亿元；火箭用碳纤维用量有望从17.9吨提升至115.5吨，市场空间由0.4亿元提升至2.3亿元。综上，我们测算2026-2030年国内商业航天用碳纤维市场空间有望从4亿元提升至66.9亿元，CAGR约103%。 相关报告 1、《中复神鹰（688295.SH）：2025年半年报点评：降本显著叠加增量提速，Q2业绩拐点显现》2025-09-04 2、《光威复材（300699.SZ）：Q2业绩短期承压，风电碳梁业务快速增长》2025-09-173、《中复神鹰（688295.SH）：高性能碳纤维龙头，“神鹰”开启“1~N”发展新篇章》2022-04-054、《碳纤维行业深度报告：龙头扩张提速，迎行业高增+国产替代历史机遇》2021-12-145、《光威复材（300699.SZ）：碳纤维行 业 领 军 企 业 ， 民 用 业 务 放 量 》2021-08-24 供给：目前全球供给高度集中在日美，国产龙头正加速突围，在工艺技术+认证壁垒的限制下，本土标杆企业有望长期享有稀缺性溢价。MJ系列技术壁垒高，核心挑战在于如何在2000-3000℃的石墨化过程中平衡“高模-高强”的物理矛盾，这对企业的热工设备设计能力、微观工艺控制能力提出较高要求。受工艺技术壁垒与国际技术封锁因素影响，航天级碳纤维长期被日本东丽等少数龙头垄断。近几年国产M55J级成功实现技术破局，产品力学性能全面对标甚至部分超越国际标杆。但受航天材料长周期认证和技术难度限制，当前国内仅光威复材与中科院具备MJ级的稳定批量供应能力，中复神鹰已完成多批次稳定量产，目前正在卫星端验证中，预计进展速度较快。结合前文我们对未来五年卫星端碳纤维需求的预测，预计中期MJ级碳纤维仍将处于供不应求状态，且国产替代空间巨大。投资建议：当前商业航天产业正处于从技术验证向规模化部署迈进的关键期，碳纤维 及复合材料作为实现轻量化与性能提升的关键材料底座，将深度受益于商业航天的市场空间扩容与国产化进程推进。我们建议重点关注高性能碳纤维头部企业光威复材、中复神鹰、中简科技、吉林化纤、吉林碳谷等。 风险提示：政策支持力度不及预期风险；国内外火箭发射进度不及预期；卫星可靠性不及预期风险；产品国产化进度不及预期；原材料价格大幅波动风险；市场空间测算偏差风险；研报使用信息更新不及时风险。 内容目录 一、轻量化是商业航天成本竞争关键，碳纤维复材成战略刚需................................4 1.1全球太空资源抢占加速，成本效率为关键胜负手.........................................41.2碳纤维——商业航天轻量化的材料基石.......................................................6 二、需求：卫星需求领航增长，量价齐升逻辑确立...................................................7 2.1卫星端：结构升级牵引M55J碳纤维渗透，单星价值量有望持续提升........82.2火箭端：从关键部件替代迈向全箭应用，轻量化开启运力革命................102.3空间测算：“万星千箭”抢占频轨资源，未来十年开启需求爆发周期...........11 三、供给：全球供给高度集中在日美，国内龙头加速技术突围..............................13 4.1光威复材：MJ级碳纤维隐形冠军，卡位先发助力商业航天腾飞..............154.2中复神鹰：国内干喷湿纺工艺领航者，MJ系列星端验证加速落地...........164.3中简科技：国产军用小丝束碳纤维龙头，产能扩充强化增长动能.............174.4吉林化纤：从传统粘胶龙头向碳纤维新平台战略转型...............................184.5吉林碳谷：坐拥半壁产能的国产原丝龙头，风电+低空双引擎驱动成长...19 五、风险提示............................................................................................................19 图表目录 图表1：2026年我国尝试回收的12款可重复使用火箭..........................................4图表2：卫星每减重1kg所取得的直接经济效益.....................................................5图表3：卫星结构示意图...........................................................................................6图表4：运载火箭主要运用材料示意图....................................................................6图表5：碳纤维复合材料与传统金属材料性能对比..................................................7图表6：碳/环氧复合材料比强度和比模量与其它类材料对比..................................7图表7：碳/碳复合材料不同温度下比强度与其它类材料对比..................................7图表8：几种典型高性能碳纤维产品性能比较.........................................................7图表9：2024年全球碳纤维需求结构（单位：千吨）.............................................8图表10：碳纤维复合材料在我国某商业通信卫星的应用.........................................8图表11：星链V3对比V2Mini性能与质量大幅提升..............................................9图表12：碳纤维卫星天线反射器结构......................................................................9图表13：刚性太阳翼（基板使用碳纤维）.............................................................10图表14：COMED柔性太阳翼（基板与支架为碳纤维材料）...............................10图表15：spaceX猎鹰9号整流罩采用碳纤维复合材料.......................................10图表16：CFRP在大力神-4运载火箭上的应用.....................................................10图表17：微光启航研发国内首款全碳纤维复合材料火箭.......................................11图表18：按照ITU规则，GW星座与千帆星座需要发射的卫星数量时间节奏表.12图表19：2025-2030年我国卫星用碳纤维市场空间测算......................................12图表20：2026-2030年我国火箭用碳纤维市场空间测算......................................13图表21：碳化、石墨化反应过程中碳纤维内部结构变化（从“乱层石墨”到“类石墨”）..................................................................................................................................14图表22：碳（石墨）纤维抗拉强度、抗拉模量的发展趋势...................................14图表23：在1000℃、2300℃、2800℃高温处理中碳纤维孔洞变化......................14图表24：东丽与国产航天级碳纤维产品的力学性能对比.......................................15图表25：光威复材发展历程...................................................................................16图表26：中复神鹰碳纤维部分产品型号性能优于东丽..........................................17图表27：中简科技碳纤维性能与日本东丽及国家标准对应比较.............
