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碳纤维作为兼具卓越性能与广泛应用的高性能纤维材料，具有多方面突出特性。它由聚丙烯腈、粘胶等有机纤维材料或沥青基材料，在高温、情性气体环境下经碳化、石墨化处理后形成的高性能纤维材料，含碳量超90%，碳以外主要元素为氮。其密度约1.5-2.0g/cm²，主要受碳化处理温度影响，经3000°C高温石墨化处理后可达2.0g/cm²，不到钢的1/4。力学性能尤为突出，强度是钢的5-7倍，杨氏模量达传统玻璃纤维的3倍。化学性质与碳相近，除强氧化剂外对一般碱性呈情性；不接触空气和氧化剂时，耐热性极佳，高于1500°C强度才下降，且具备良好耐低温性，在液氟温度下仍不脆，还兼具耐油、抗辐射、吸收有毒气体、减速中子等特性。凭借高强度、高模量及耐高温、耐腐蚀、导电导热性好、低膨胀系数等优势，碳纤维成为重要的战略性新材料，在国际上享有“黑色黄金”美誉，被广泛应用于航空航天、能源装备、交通运输、体育休闲等领域，目前市场上超90%的碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维。
碳纤维可以按照原丝类型、制造方法、性能等不同维度进行分类，具体分类方式大致有以下几种（碳纤维在应用时多是作为增强材料而利用其优良的力学性能，因此使用中更多的是按其力学性能分类）：
1)按力学性能分类：高强型（GQ)、高强中模型(QZ)、高模型（GM)、高强高模型(QM)。
2)按照原丝类型分类：聚丙烯腈（PAN)基、沥青基（各向同性、中间相)、粘胶基（纤维素基、人造丝基）。
3)按照制造条件和方法分类：碳纤维（800-1600°C）、石墨纤维（2000-3000°C)、活性碳纤维、气相生长碳纤维。
4）按大小用途分类：碳纤维可划分为宇航级小丝束和工业级大丝束，宇航级小丝束碳纤维初期以1K、3K、6K为主，逐渐发展为12K和24K，主要应用于国防军工等高科技领域，以及体育休闲用品，如飞机、导弹、火箭、卫星和渔具、高尔夫球杆、网球拍等。工业级大丝束碳纤维为48K以上碳纤维，包括48K、60K、80K等，主要应用于工业领域，包括：纺织、医药卫生、机电、土木建筑、交通运输和能源等。
碳纤维产业链主要包括从上游碳纤维原料供应到中游碳纤维制备、碳纤维复合材料以及配套设备及下游应用行业。
碳纤维上游产业链主要为石油化工产业。提供聚丙烯腈、沥青、粘胶及酚醛树脂等碳纤维生产原料，包括从石油中炼制、裂解、氨氧化、聚合制备聚丙烯腈；从石油、煤焦油中提炼沥青；通过酚类（主要苯酚）和醛类（主要甲醛）缩聚酚醛树脂；通过天然纤维合成粘胶纤维等。其中聚丙烯腈碳纤维因为工艺成熟、性能优异，占全部碳纤维市场规模90%以上。
碳纤维中游产业链主要为碳纤维制备产业，并且还包括碳纤维复合材料产业和碳纤维生产设备产业。通过对聚丙烯腈进行纺丝、预氧化、碳化制备聚丙烯腈碳纤维；通过沥青热固化处理、纺丝、碳化、石墨化制备沥青基碳纤维；通过酚醛树脂纺丝、固化、碳化制备酚醛树脂；通过对粘胶纤维预氧化、碳化制备粘胶碳纤维等工艺。并且还包括碳纤维复合材料产业和碳纤维生产设备产业。碳纤维复合材料通常包括碳纤维增强金属基体复合材料（MMC），碳纤维增强陶瓷基复合材料（CMC），碳纤维增强碳基体复合材料(CFC），碳纤维增强塑料基复合材料（CFRP)，其中碳纤维增强树脂基（CFC）复合材料应用最为广泛。碳纤维生产设备产业主要包括碳纤维制造设备（氧化炉、碳化炉等）、碳纤维复合成型设备等。
碳纤维下游应用领域广泛，包括航空航天、汽车零件、风电、体育用品、电子器件等多个领域，几乎所有的下游应用均为碳纤维复合材料制成的产品。在航空航天领域，碳纤维的应用包括飞机机身、机翼、尾翼；导弹弹体、火箭发动机壳体、卫星支架等，这可以使飞机等减重20%-50%，提升燃油效率与载荷能力。在汽车领域，碳纤维可以应用在车身结构、底盘、新能源电池箱体，降低能耗并提升安全性。并且碳纤维可以满足高端电子机械设备对强度与功能的双重需求，可以使用在制造电子器件外壳、通信部件、康复器械等。
2024年，全球碳纤维市场呈现出供需两旺且格局变动的态势。从需求侧来看，2024年全球碳纤维需求达156,100吨，较2023年的115,000吨同比大幅增长35.7%。从供给侧来看，2024年全球碳纤维运行产能从2023年的290,230吨增长至309,000吨，增幅达到6.5%。
碳纤维下游应用范围广泛，且2024年多领域需求回暖。风电市场一改前几年的疲软状态，2024年实现了120%的高速增长，成为拉动碳纤维需求的重要力量，这主要得益于全球对清洁能源的持续推进以及风电技术的不断革新，使得风电叶片对碳纤维的需求猛增。航空航天军工市场也迅速回暖，增长势头强劲，增长率达到20%。体育休闲市场经过前几年的波动，2024年回归正常轨道并高速增长，较2023年同比增长51.6%。全球碳纤维市场呈现向上稳定增长势态。
然而，压力容器、碳碳复材（含保温毡）市场受中国相关行业影响增长停滞，其余汽车、建筑、电子电气等市场稳定增长。受中国市场需求的影响，2024年全球压力容器市场的碳纤维需求与2023年相比增长0%。碳碳复材（包括保温毡）市场同样受到中国光伏行业的波及，虽然全球其他区域有一定增长，但整体市场与去年持平。除上述市场外，其他多数市场保持着正常的稳定增长，为全球碳纤维市场的发展提供了稳定的支撑。
在产能方面，2024年全球碳纤维运行产能稳定增长，新增产能主要来自墨西哥、中国及韩国。2024年全球碳纤维运行产能从2023年的290,230吨增长至309,000吨，增幅达到6.5%。其中，卓尔泰克在墨西哥增加了6，000吨产能；中国吉林化纤新增5,000吨高性能碳纤维产能；韩国晓星公司在华工厂增长5，000吨产能；光威复材在内蒙古增加了2,600吨产能。2024年全球十强厂家中，韩国晓星成为新进入者，中国大陆企业则包括吉林化纤集团、中复神鹰、新创碳谷三家。
中国碳纤维行业中头部企业主导市场，第二梯队拓展细分领域，且市场集中度高，竞争加剧促使企业提升产品与拓展应用。目前，吉林化纤、中复神鹰凭借大规模产能与领先技术，稳居第一梯队，主导市场发展。其中，吉林化纤依托本地产业链优势，持续推进产能扩张与技术研发，市场份额稳定；中复神鹰则专注于碳纤维复合材料领域，以丰富的产品矩阵与强劲的研发实力彰显竞争力。新创碳谷、新疆隆矩等企业组成第二梯队，通过深耕细分市场逐步扩大份额。此外，光威复材凭借在国防军工与民用领域的深厚积淀，同样在市场中具备较强的竞争优势。随着行业发展，市场集中度较高，头部企业依靠规模、技术与品牌影响力占据先机。而新进入企业带来的新增产能，进一步加剧市场竞争，促使各企业不断提升产品质量、降低生产成本、拓展应用领域，以获取更大的市场份额。
