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日本碳纤维产业如何称霸世界?这8大特点值得借鉴!

2019-06-03    来源:中国纤维复材网

在全球高性能纤维领域,无论是产品的种类、系列化开发、性能指标还是生产成本,日本企业均具有很强的竞争力,在碳纤维领域的这些优势尤其明显。这得益于政府政策的有力推动,也得益于其产业联盟模式和人才培养方式,更离不开企业的高瞻远瞩、长期坚持和巨大投入。总结来看,日本碳纤维产业发展主要呈现出以下几个特点。

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  日本高性能纤维产量在全球的占比 

    ▌政府的大力推动与支持

     日本政府高度重视高性能碳纤维以及能源和环境友好相关技术的研发,并给予人力、经费上的大力支持,在包括“能源基本计划”“经济成长战略大纲”和“京都议定书”等多项基本政策中,均将此作为应当推进的战略项目。

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日本政府支持碳纤维领域技术研发的主要项目 

    ▌行业协作促技术攻关

     在碳纤维行业,日本较早形成了产业联盟,联盟成员覆盖了整个碳纤维产业链,能够全面了解产业中存在的问题和需求,有效服务于产业的各个环节。如新构造材料技术研究联盟(ISMA),共有39个成员,其中37家为企业,另有1家国立研究所(产业技术综合研究所)以及1所国立大学(名古屋大学)。

     ▌行业集中度高,各龙头企业在技术和产品上形成差异化竞争

     东丽株式会社于1971年开始生产PAN基碳纤维,在全球26个国家和地区拥有运营网络,在日本、美国、欧洲和韩国建有碳纤维生产基地;东邦株式会社于1975年开始生产PAN基碳纤维,在全球80个国家和地区开展业务,在日本、德国和美国建有碳纤维生产基地;三菱丽阳是全球唯一同时具备生产PAN基碳纤维和沥青基碳纤维的公司,最早于1974年开始生产碳纤维,在日本、美国和德国均有碳纤维生产基地。

     ▌企业注重专利保护,同时在规模上具备很强的优势

     碳纤维制备技术比较复杂,涉及多个学科的交叉和应用,关键节点多达数百个。现阶段,碳纤维生产核心技术主要掌握在日企手中,并且严格对外保密,各企业在碳纤维领域拥有全球最多的技术专利,并且基本覆盖产业链的各个环节,在诸多国家进行了专利布局。

     ▌日本碳纤维企业注重上下游结合,并且针对不同领域开发出合适的产品

     龙头企业均注重产业链上垂直经营,以控制产业链条各个环节的工艺参数,促进对市场演变和客户需求的理解,从而制备出满足特定用途的合格产品。同时,这些龙头企业开发的碳纤维型号覆盖多个性能层次,含标准弹性模量、中弹性模量和高弹性模量,以适用于不同领域;为了避免过度同质化竞争,企业之间在碳纤维制备技术的细节和产品类型上存在一定差异。

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东丽在碳纤维产业链上的布局

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日本碳纤维企业与下游巨头建立的部分合作

    ▌企业重视人才的开发培养

     以东丽为例,一是研发人员布局合理,且注重复合型人才培养,过半的研发人员兼顾两个以上的研发方向,以保证各环节研发的配合衔接;二是在生产工艺、复合材料和主要产品上有着固定的研发团队,进行后续的技术升级;三是核心发明人作用突出,每个研发团队相对稳定,并在主导发明的同时传带新人,实现平稳的过渡和交接。

     ▌企业通过提高生产效率、扩大产能和兼并收购以应对行业未来的发展

     为应对日益增长的汽车、飞机等下游需求,日本主要碳纤维企业近几年均有产能扩张计划。根据测算,从2015 — 2018年,东丽、帝人和三菱的碳纤维产能分别增加了0.45万、0.3万和1.13万t/a;不断致力于通过采用新原料和新工艺,来降低生产成本并提高生产效率,并进一步拓宽碳纤维应用领域;展开大量收购以纵向延伸或横向扩展。

     ▌企业以长远的眼光对待发展

     日本纺织行业将70%的研发经费投入到新产品新技术的研发上,这很可能是日本企业能够走在全球领先行列的重要原因。在碳纤维领域,日本企业同样体现出了这样的特点。以东丽为代表的日本碳纤维生产企业,从PAN基碳纤维发明初期就看清了其作为制造材料的重要价值,并持续投资进行技术积累(仅东丽一家至今已投入超过1 400亿日元)。