輕量化優勢與太空極端環境適配性，讓碳纖維復材成為商業航天不可或缺的關鍵材料。衛星每減重1公斤，發射成本就能節省2-3萬元；一枚中型火箭減重1公斤，意味著有效載荷可相應增加1公斤。這一簡單的數學公式，推動碳纖維複合材料成為商業航天領域的“黑色黃金”。在商業航天從“試驗級”向“產業級”跨越的當下，碳纖維複合材料憑藉密度僅為鋁合金60%、鋼材21%的輕量化優勢，以及耐高低溫、抗輻射、高強度等核心特性，成為衛星結構與火箭關鍵部件的首選材料。隨著國內千帆星座、星網集團合計規劃低軌衛星超2.8萬顆的計畫推進，疊加全碳纖維火箭商業化落地，航天碳纖維市場正迎來爆發式增長。01 碳纖維：商業航天的材料革命碳纖維是一種含碳量高於90%的無機高分子纖維材料，通常與樹脂、金屬等基體復合形成碳纖維複合材料。它外觀呈黑色絲狀，重量只有同體積鋼鐵的1/5，但強度卻能達到鋼材的5倍以上。一根直徑5毫米的碳纖維繩，就能吊起兩輛SUV的重量，而自身重量還沒一瓶礦泉水重。碳纖維的耐高溫性能優異，在惰性環境下可耐受2000攝氏度以上的高溫，抗腐蝕能力極強，能抵禦太空真空環境中的原子氧侵蝕。華泰證券分析師王興指出：“在航空航天產業中，材料是決定技術路線、商業模式和競爭格局的底層變數。傳統金屬材料已經無法滿足當下航空航天產業對於減重、增程和降本的需求。”碳纖維複合材料在商業航天中的應用已從局部替代轉向全面滲透。先進型號火箭的碳纖維佔比已達80%-90%，衛星領域碳纖維佔比也達到60%-90%。這種轉變背後，是商業航天對成本控制的極致追求。02 衛星與火箭：雙引擎驅動市場需求商業航天產業正迎來衛星與火箭雙輪驅動的發展機遇。低軌衛星星座規模化組網與火箭重複使用技術突破形成雙重共振，推動航天材料向“輕質高強、極端環境適配”升級。在衛星領域，全球低軌衛星組網進入密集部署期。中國星網規劃衛星規模約1.3萬顆，千帆星座三期規劃超1.5萬顆，合計佔全球已披露規劃總量的25%以上。衛星對碳纖維的需求貫穿全結構體系。主承力結構、桁架結構、外殼等核心部件碳纖維佔比達60%-80%，低軌衛星單顆碳纖維用量可實現減重150-240公斤，直接節省發射成本300-720萬元。按單星平均碳纖維價值量1000萬元測算，僅國內兩大星座就將催生超2800億元的碳纖維市場需求。在火箭領域，碳纖維應用同樣深入。核心應用場景包括整流罩、壓力容器、發動機殼體等部件。其中發動機殼體採用碳纖維材料可減重40%，承壓能力仍高達2630MPa，直接提升火箭運力10%以上。2025年10月，微光啟航發佈中國首款全碳纖維液體火箭“微光一號”，箭體90%結構實現碳纖維化，運載係數從國內現役火箭的2%提升至3.14%，計畫2028年商業化營運、2030年常態化復用。03 技術壁壘與國產突破航天級碳纖維行業具有“研發周期長、認證門檻高、客戶粘性強”的特點。核心壁壘集中在材料性能、工藝控制和資質認證三方面。航天級碳纖維需滿足抗拉強度≥5.5GPa、模量≥640GPa等嚴苛指標，國內僅少數企業實現工程化應用。自動鋪絲技術、一體化成型工藝是關鍵，鋪層精度需達±0.1mm，材料利用率從手工鋪放的60%提升至95%。更為嚴峻的是資質認證壁壘。企業需進入航天科技集團、星網集團等核心客戶供應鏈體系，獲得國家二級保密資質等准入認證，認證周期長達3-5年。這一長周期使得一旦進入供應鏈，便形成較強的客戶粘性。面對國際壟斷，中國碳纖維產業實現了從“一窮二白”到打破國際“三封鎖”的跨越。光威復材作為國內首家研發碳纖維的民營企業，2005年承擔的國家863計畫項目通過驗收，實現了碳纖維工程化生產的突破。山東省科學技術廳在支援碳纖維產業高品質發展方面，持續支援碳纖維領域研發創新，圍繞碳纖維機理、材料、工藝、製備及應用等領域實施多項重大科研任務，經費合計超1億元。目前，國內已形成一批具有核心技術的碳纖維企業。中簡科技成為國內高性能碳纖維龍頭，航天領域收入佔比超95%；光威復材實現碳纖維全產業鏈佈局；中復神鷹則在國內率先實現T1000級碳纖維產業化。04 產業鏈格局與投資機會航天碳纖維行業呈現“材料-部件-整機”的產業鏈格局。在上游材料端，高性能碳纖維產品已實現國產替代，中簡科技的ZT7系列（高於T700級）實現100%國產替代，ZT9H系列（T1100級）成為國內唯一工程化應用的超高強碳纖維。中游部件製造領域，神劍股份通過全資子公司西安嘉業航空深度切入商業航天供應鏈，為星網集團、藍箭航天提供碳纖維複合材料結構件，產品批次用於衛星與火箭製造，已實質參與國家星網項目。裝置投資成為整個鏈條中確定性最高、兌現最早的環節。隨著高端產能擴張面臨高技術壁壘與漫長認證周期，碳纖維生產裝置需求率先爆發。精工科技作為國內碳纖維整線裝置絕對龍頭（市佔率超70%），直接受益於產能擴張。其複合材料業務已切入商業航天整流罩、燃料貯箱、儀器艙、筒體等高價值結構件領域。2024年全球碳纖維運行產能從2023年的290，230噸增長至309，000噸，增幅達到6.5%。產能擴張主要集中在墨西哥、中國及韓國，其中中國吉林化纖新增5，000噸高性能碳纖維產能，光威復材在內蒙古增加了2，600噸產能。05 價格訊號與市場前景2025年底，碳纖維市場釋放出積極價格訊號。12月12日，世界碳纖維巨頭日本東麗宣佈，自2026年1月起將上調TORAYCA™碳纖維及其中間產品價格，漲幅區間為10%-20%。緊隨其後，12月15日，國內碳纖維龍頭吉林化纖發佈通知，自2026年1月1日起每噸分別上漲5000元和10000元。這一聯動漲價現象反映了高性能碳纖維供需偏緊的市場狀況。當前碳纖維市場已呈現明顯分化特徵。通用型、大絲束產品仍然面臨較強競爭壓力，而在高強、高模、高一致性等高性能產品領域，價格已率先走穩，部分規格甚至出現供需偏緊的情況。據百川盈孚資料，2025年1-12月，中國碳纖維實際消費量預計96446噸，同比增加40336噸，同比上漲71.89%。碳纖維行業庫存去化效果顯著，實際消費量明顯增加，增量主要集中於風電葉片及航空航天領域。隨著商業航天產業的進一步發展，對碳纖維複合材料的需求將持續增長。預計到2030年，國內商業航天碳纖維年需求將漲到3500-4000噸，年複合增長率超25%，對應市場規模超180億元，實現5年翻兩番的增長潛力。從國際視角看，日本東麗一家就佔全球30%的市場份額，其T1100級產品代表全球最高水平。日本企業加上美國赫氏、德國西格里等巨頭，合計控制全球60%以上的高端市場。這也意味著國產替代空間巨大。隨著中國星網、千帆星座等巨型星座計畫的推進，以及可回收火箭技術的成熟，碳纖維在商業航天領域的應用邊界還將不斷擴展。 (吐故納新溫故知新)
