在全球高性能纖維領域,無論是產品的種類、系列化開發、性能指標還是生產成本,日本企業均具有很強的競爭力,在碳纖維領域的這些優勢尤其明顯。這得益于政府政策的有力推動,也得益于其產業聯盟模式和人才培養方式,更離不開企業的高瞻遠矚、長期堅持和巨大投入。總結來看,日本碳纖維產業發展主要呈現出以下幾個特點。
日本高性能纖維產量在全球的占比
▌政府的大力推動與支持
日本政府高度重視高性能碳纖維以及能源和環境友好相關技術的研發,并給予人力、經費上的大力支持,在包括“能源基本計劃”“經濟成長戰略大綱”和“京都議定書”等多項基本政策中,均將此作為應當推進的戰略項目。
日本政府支持碳纖維領域技術研發的主要項目
▌行業協作促技術攻關
在碳纖維行業,日本較早形成了產業聯盟,聯盟成員覆蓋了整個碳纖維產業鏈,能夠全面了解產業中存在的問題和需求,有效服務于產業的各個環節。如新構造材料技術研究聯盟(ISMA),共有39個成員,其中37家為企業,另有1家國立研究所(產業技術綜合研究所)以及1所國立大學(名古屋大學)。
▌行業集中度高,各龍頭企業在技術和產品上形成差異化競爭
東麗株式會社于1971年開始生產PAN基碳纖維,在全球26個國家和地區擁有運營網絡,在日本、美國、歐洲和韓國建有碳纖維生產基地;東邦株式會社于1975年開始生產PAN基碳纖維,在全球80個國家和地區開展業務,在日本、德國和美國建有碳纖維生產基地;三菱麗陽是全球唯一同時具備生產PAN基碳纖維和瀝青基碳纖維的公司,最早于1974年開始生產碳纖維,在日本、美國和德國均有碳纖維生產基地。
▌企業注重專利保護,同時在規模上具備很強的優勢
碳纖維制備技術比較復雜,涉及多個學科的交叉和應用,關鍵節點多達數百個。現階段,碳纖維生產核心技術主要掌握在日企手中,并且嚴格對外保密,各企業在碳纖維領域擁有全球最多的技術專利,并且基本覆蓋產業鏈的各個環節,在諸多國家進行了專利布局。
▌日本碳纖維企業注重上下游結合,并且針對不同領域開發出合適的產品
龍頭企業均注重產業鏈上垂直經營,以控制產業鏈條各個環節的工藝參數,促進對市場演變和客戶需求的理解,從而制備出滿足特定用途的合格產品。同時,這些龍頭企業開發的碳纖維型號覆蓋多個性能層次,含標準彈性模量、中彈性模量和高彈性模量,以適用于不同領域;為了避免過度同質化競爭,企業之間在碳纖維制備技術的細節和產品類型上存在一定差異。
東麗在碳纖維產業鏈上的布局
日本碳纖維企業與下游巨頭建立的部分合作
▌企業重視人才的開發培養
以東麗為例,一是研發人員布局合理,且注重復合型人才培養,過半的研發人員兼顧兩個以上的研發方向,以保證各環節研發的配合銜接;二是在生產工藝、復合材料和主要產品上有著固定的研發團隊,進行后續的技術升級;三是核心發明人作用突出,每個研發團隊相對穩定,并在主導發明的同時傳帶新人,實現平穩的過渡和交接。
▌企業通過提高生產效率、擴大產能和兼并收購以應對行業未來的發展
為應對日益增長的汽車、飛機等下游需求,日本主要碳纖維企業近幾年均有產能擴張計劃。根據測算,從2015 — 2018年,東麗、帝人和三菱的碳纖維產能分別增加了0.45萬、0.3萬和1.13萬t/a;不斷致力于通過采用新原料和新工藝,來降低生產成本并提高生產效率,并進一步拓寬碳纖維應用領域;展開大量收購以縱向延伸或橫向擴展。
▌企業以長遠的眼光對待發展
日本紡織行業將70%的研發經費投入到新產品新技術的研發上,這很可能是日本企業能夠走在全球領先行列的重要原因。在碳纖維領域,日本企業同樣體現出了這樣的特點。以東麗為代表的日本碳纖維生產企業,從PAN基碳纖維發明初期就看清了其作為制造材料的重要價值,并持續投資進行技術積累(僅東麗一家至今已投入超過1 400億日元)。 |