新材料之王，技术、工艺和资金壁垒高。碳纤维性能优越，具备强度、模量高，密度小，耐超高、低温等特点，主要应用在风电、航天航空、汽车等领域。小丝束碳纤维性能优异、价格高，多用于航空航天等领域；大丝束性价比高，多用于风电、轨交等民品领域。碳纤维生产包含“聚合-纺丝-氧化-碳化”等环节，其中原丝制备工艺、技术壁垒高，碳化环节资金壁垒高。碳纤维的性能和成本很大程度上由原丝决定，因此原丝制备是核心技术环节，工艺壁垒主要体现在纺丝过程。碳纤维属于重资产行业，投资门槛高，万吨线投资额约20亿。

风、光、氢等新能源领域需求爆发，预计2025年全球需求约25万吨。我们预计2021-2025年全球碳纤维需求CAGR+18.8%，2025年望达到25.3万吨。2020年全球需求中，风电、航天航空、体育休闲、汽车、碳碳复材占比为28.6%/15.4%/14.4%/11.7%/4.7%。从占比和增速看，风电仍将扮演重要角色，核心驱动力是海风迎大发展且风机大型化对性能和减重要求高，预计2025年风电领域需求达9.9万吨，CAGR+27%。我们预计2025年光伏碳碳复材碳纤维需求量为2.1万吨，CAGR+33%。储氢瓶对碳纤维需求亦会迎爆发式增长，源于燃料电池汽车的快速发展，我们预计2025年此领域需求为3.3万吨，CAGR+62%。

行业集中度高，国产龙头已完成追赶，未来看产能扩张、成本下降带来民用领域超越。20年全球/国内行业CR5分别达62%/81%。其中美日企业在碳纤维技术和应用方面具备先发优势。早期受限于技术封锁和价格竞争等因素，国内企业发展曲折。在经历了10年以上的沉淀和积累后，恰逢“海外出口受限”，国内龙头企业在技术、工艺、成本走向成熟的同时，紧抓风、光、氢等市场需求爆发，在民品领域逐步完成国产替代，并实现全行业扭亏为盈。我们认为在国产龙头的主导扩产下，行业产能扩张拐点已至且有望提速；我们预计21/22年全球碳纤维有效产能为12.1/14.1万吨，YoY+3%/17%。过去几年国内碳纤维价格受供需以及原材料成本上涨影响逐年抬升，我们预计22年仍将保持较好韧性。中长期看，民用碳纤维渗透率提升或依赖于以“价格”换“需求”，价格中枢或下移。

民品降本是核心，规模和技术是关键。民用碳纤维成本是下游应用拓展、渗透率提升的关键因素，企业竞争力主要集中在成本和技术端。从降本的方式来看，一是通过发挥规模效应，降低吨折旧和吨能耗。碳纤维成本中制造成本占比50%-80%（其中折旧和电费占制造成本的50%-70%），存在规模效应。二是通过提升技术降本。在原材料消耗上，行业丙烯腈吨耗量仍有下降空间。在工艺方面，可通过优化纺丝、氧化、碳化工序实现效率提升。

投资建议：受风/光/氢等新能源领域拉动，以及碳纤维渗透率提升，碳纤维需求有望持续快速增长。国内企业主导新增产能，行业产能扩张有望提速，产销量增长同时有望带来成本快速下降，国产化率有望加速提升。我们建议重点关注碳纤维龙头中复神鹰（未上市）、光威复材、原丝龙头吉林碳谷、吉林化纤、中简科技、恒神股份；碳纤维设备厂商精功科技；下游复合材料厂商中材科技、金博股份、天宜上佳、宏发新材等。