根据原材料碳纤维市场分为三大板块，即聚丙烯腈（PAN）基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维。由于高碳产率和优越的性能，PAN基碳纤维占据了碳纤维市场的主导地位。然而，由于较低纯度和较低成本的碳纤维可以满足汽车行业等较新的应用，对沥青等前驱体的需求预计将增加。
自从聚丙烯腈（PAN）基碳纤维问世以来，PAN一直是碳纤维最主要的前体材料。目前，全球约90%以上的碳纤维生产是基于PAN原丝。基于PAN前驱体的碳纤维广泛应用于包括航空航天、体育用品、汽车和工业应用以及新兴产业等领域的应用。
由于PAN优越的稳定性和强度以及较高的碳收率而成为碳纤维最主要的前驱体材料。许多从事碳纤维行业的公司都是后向整合的；因此，他们生产自己的碳纤维前驱体材料。PAN前驱体的确切成分因公司而异，其技术为专有技术；然而，PAN前驱体后续步骤相同，包括氧化、预碳化、碳化、表面处理、洗涤、干燥和卷绕。
图1显示了以2019年作为基线到2025年全球PAN基碳纤维市场规模，2020年全球PAN基碳纤维产量约9.4万吨、市场规模39.4亿美元，而到2025年预计将达到12.5万吨、49.7亿美元，2020-2025年两者年复合增长率分别为5.9%、4.7%。
2021-2025年全球沥青基碳纤维市场规模
沥青前驱体由从石油沥青、煤焦油或聚氯乙烯中提取的多环芳烃制成。其碳纤维转化率约为80%，与PAN基碳纤维相比，沥青基碳纤维具有更高的模量，以及更高的热导率和导电率。
由于碳纤维的应用范围不断扩大，对廉价碳纤维的需求促使制造商从PAN转向其他材料。在航空航天和国防应用中，PAN前驱体仍将占据主导地位；然而，汽车和工业领域的新应用领域需要更便宜、更低等级的碳纤维材料。预计这将推动沥青前驱体的需求。
随着工艺技术的进步，沥青前驱体的碳含量可达85%，与PAN前驱体相比，沥青前驱体易于稳定。总体而言，较新的应用和对更廉价碳纤维的需求增加预计将在未来几年推动沥青基碳纤维的需求。
图2显示了以2019年作为基线到2025年全球沥青基碳纤维市场规模，2020年全球PAN基碳纤维产量约9700吨、市场规模3.98亿美元，而到2025年预计将达到1.34万吨、5.23亿美元，2020-2025年两者年复合增长率分别为6.8%、5.6%。
2021-2025年全球粘胶基碳纤维市场规模
粘胶（又称人造丝）原丝是制造碳纤维最古老的前驱体材料之一。这些纤维早期是通过热解过程制成的，以生产高产量的碳纤维。
从粘胶原丝到碳纤维的总产率在10%到30%之间，低于PAN碳纤维产率的40%到50%。此外，拉伸石墨化的额外成本增加了纤维的总体成本，因此其成本较高。
图3显示了以2019年作为基线到2025年全球粘胶基碳纤维市场规模，2020年全球PAN基碳纤维产量约932吨、市场规模0.38亿美元，而到2025年预计将达到1357万吨、0.51亿美元，2020-2025年两者年复合增长率分别为6.9%、5.2%。
图3 2019-2025年粘胶基碳纤维市场规模
按照丝束规格
根据丝束规格，碳纤维可以分为小丝束（≤24K）和大丝束（>24K）碳纤维。碳纤维是由许多平行的细丝组合而成，因而又会被称为碳纤维丝束。丝束数是指每束碳纤维中的单丝数量。例如，12K指的是一束碳纤维中由12000根细丝。1K、3K、6K、12K和24K属于常规丝束或小丝束碳纤维。而丝束规格超过24K的丝束是大丝束或工业级碳纤维。
2021-2025年小丝束碳纤维市场规模
小丝束碳纤维又被称为航空航天级碳纤维。当编织成复合材料时，小丝束碳纤维比大丝束碳纤维具有更高的拉伸强度和模量。虽然性能优越，但是小丝束碳纤维比大丝束成本高很多。造成两种不同规格碳纤维成本之间差异的主要原因在于其制造过程。小丝束碳纤维需要更高的碳化温度、更细的纺丝和更长的氧化时间，因此小丝束或常规丝束碳纤维的生产成本高于大丝束碳纤维。
由于具有轻量化和高强度等特点，小丝束碳纤维通常用于航空航天工业。碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维增强环氧树脂等复合材料是航空航天部件中在减轻重量方面发挥主要作用的一些材料。碳纤维复合材料在航空航天和国防工业中有着广泛的用途。Beech Starship直升机旋翼叶片、机翼组件、螺旋桨、座椅和仪表外壳都是碳纤维结构件的典型应用实例。在小丝束碳纤维中，3K和12k是最受欢迎的材料，广泛应用于工业领域、建筑、娱乐和体育用品。
图4显示了以2019年作为基线到2025年全球PAN基碳纤维市场规模，2020年全球PAN基碳纤维产量约6.41万吨、市场规模31.93亿美元，而到2025年预计将达到8.38万吨、39.55亿美元，2020-2025年两者年复合增长率分别为5.5%、4.4%。
图4 2019-2025年小丝束碳纤维市场规模
2021-2025年大丝束碳纤维市场规模
大丝束碳纤维又被称为工业级碳纤维，其中48K是最常见的大丝束碳纤维等级。与小丝束碳纤维相比，虽然大丝束碳纤维拉伸强度较低，但它们在一些应用领域的需求仍在不断增加。
总体而言，碳纤维材料的高成本是抑制多种应用对该材料需求的主要因素。然而，随着制造过程变得更加高效，碳纤维材料的价格正在逐渐下降。大丝束碳纤维比小丝束碳纤维便宜，在某些应用中可以在成本和性能之间取得平衡。
由于大丝束碳纤维具有较高的成本效益，汽车行业对这种材料的需求很高，其轻量化汽车结构件对先进复合材料的生产需求很高，因而制造商正在为增加大丝束碳纤维的产量进行大量投资。例如，2014年3月，东丽公司收购Zoltek Companys Inc.该公司是大型碳纤维丝束的主要制造商；2017年11月，苏威收购了欧洲碳纤维股份有限公司（ECF），该公司是一家生产高质量大束（50K）聚丙烯腈（PAN）碳纤维前体的制造商。
图5显示了以2019年作为基线到2025年全球PAN基碳纤维市场规模，2020年全球PAN基碳纤维产量约4.05万吨、市场规模11.87亿美元，而到2025年预计将达到5.61万吨、15.89亿美元，2020-2025年两者年复合增长率分别为6.7%、6.0%。通过与小丝束碳纤维产能和规模对比不难发现，虽然大丝束碳纤维市场规模不小，但是销售产值要显著低于小丝束碳纤维。
图5 2019-2025年大丝束碳纤维市场规模
按照纤维类型
根据纤维类型，碳纤维市场分为原生碳纤维和回收（再生）碳纤维。回收碳纤维在市场上越来越受欢迎，尤其是在对环境可持续性的担忧情况下，回收碳纤维得到越来越多关注。
此外，随着碳纤维在不同最终用途行业的使用量不断增加，产生了越来越多的碳纤维废弃物，这反过来又推动了回收碳纤维行业的发展。
2021-2025年原生碳纤维市场规模
原生碳纤维virgin carbon fiber 是由前驱体制备而成的碳纤维，直接用于制造各种形式的碳纤维，如连续碳纤维、短碳纤维等。截止目前，未经处理的碳纤维占据了市场的主导地位。
然而，由于碳纤维材料产生的废物越来越多，回收碳纤维正在缓慢进入市场。但是目前航空航天领域的应用仍然需要原生碳纤维，由于缺乏回收碳纤维的专门技术，预计原生碳纤维部门将在预测期内继续占据主导地位。
图6显示了以2019年作为基线到2025年全球原生碳纤维市场规模，2020年全球原生碳纤维产量约9.67万吨、市场规模42.05亿美元，而到2025年预计将达到12.75万吨、52.77亿美元，2020-2025年两者年复合增长率分别为5.7%、4.6%。
2021-2025年回收碳纤维市场规模
据估计，每年生产的碳纤维中有30%以上最终成为废物。重新利用这些碳纤维被视为一个新的商业机会，因为无论是从商业还是环境的角度来看，这都是有益的。
据估计，回收碳纤维比未经处理的碳纤维便宜35%到45%。回收碳纤维与未经处理的碳纤维相比，拉伸强度降低约10%至20%被认为是可行且经济的。因此，回收碳纤维市场正在获得越来越大的吸引力。
目前，全球在回收碳纤维领域运营的公司数量有限，预计在预测期内，将有更多的市场参与者（既有老牌市场参与者，也有新进入者）进入回收碳纤维市场。
图7显示了以2019年作为基线到2025年全球回收碳纤维市场规模，2020年全球回收碳纤维产量约7970吨、市场规模1.74亿美元，而到2025年预计将达到1.25万吨、2.67亿美元，2020-2025年两者年复合增长率分别为9.3%、8.9%。
图7 2019-2025年回收碳纤维市场规模
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