碳陶制动盘发展趋势：轻量化、耐高温化、高性能化
思瀚产业研究院    2025-09-29

1、新能源车轻量化变革，碳陶复合材料迎来新机遇

政策驱动叠加需求释放，中国汽车销量位居全球第一。2024 年全球汽车销量9,531 万辆，其中中国汽车销量 3,144 万辆居全球第一，占比33%。中国新能源汽车行业升级，叠加消费需求释放，2014-2024 年销量CAGR 89.3%。

新能源乘用车行业加速向全球化、高端化升级，规模效应带动产业链边际成本摊薄，伴随出口市场扩容及消费升级，新能源乘用车渗透率增长动能强劲。我们预计2025年新能源乘用车销量将突破 1538 万辆，增速 26.0%，渗透率52.9%，2025-2030年销量 CAGR 将达 15.3%。

新能源汽车高性能与续航要求倒逼制动系统升级。汽车行业加速向电动化、智能化与高端化演进，高性能车型需求已从单一动力输出转向全维度驾控体验升级。

新能源汽车提速快、车重大，对轻量化及制动安全提出了更苛刻的要求。制动系统作为安全性与驾驶质感的载体，成为差异化竞争的重要赛道。

制动盘为制动系统核心部件。制动系统的核心组成部分包括制动踏板、主缸、制动液、制动卡钳和制动盘。刹车时通过制动踏板施加的机械力被主缸转化为液压能，推动制动液，驱动制动卡钳将刹车片压向碳陶制动盘。摩擦力动能转为热能实现制动。松开制动踏板后，主缸内压力降低，制动液回流，制动卡钳放松，刹车片与制动盘解除接触，确保系统的快速响应和灵活性。

制动材料发展历史由来已久，但碳陶摩擦材料尚未批量上车。制动材料发展历程从早期石棉摩擦材料、半金属摩擦材料、少金属摩擦材料、有机摩擦材料、粉末冶金摩擦材料、碳碳摩擦材料到陶瓷摩擦材料。

主流灰铸铁制动盘成本低，但密度高、热衰退劣势明显。目前，汽车主流制动盘采用灰铸铁等材料，但存在高重量、易热衰减及耐腐蚀性不足等劣势，拖累续航能效表现。当连续制动时，灰铸铁盘表面温度超 500℃时易发生珠光体分解，引发热疲劳裂纹，摩擦稳定性受损，难以满足高端电动车的性能追求。

碳陶制动盘具备轻量化、抗热衰退、寿命长特点，为智能驾驶最佳制动执行件。碳陶制动盘是以碳纤维为增强体，碳化硅陶瓷为基体的多相复合材料。其碳纤维骨架比重不到钢的 1/4，抗拉强度为钢的 7-9 倍，陶瓷基体硬度仅次于金刚石，可耐受 1650℃高温，解决了传统材料高速、高频制动时的热衰退痛点，使用寿命可达50-100 公里。具备零延迟最大刹车力，无需额外刹车辅助系统即可满足线控制动毫秒级响应需求，瞬时制动响应为自动驾驶系统提供精准控制基础。

簧下减重优势显著，新能源车续航提升 25km。根据思瀚产业研究院数据，悬挂系统以下每减 1kg，相当于悬挂系统以上减少5 倍，一对380mm碳陶制动盘重量为 12kg，而一对 380mm 灰铸铁制动盘约32kg，等效减少约100kg，提升续航里程 25km。当燃油车减重 100kg，燃油消耗量每100km降低0.3~0.6L，燃油效率提高 6~8%，制动距离减少 2 米以上。

碳陶制动盘依据碳纤维状态分为短纤盘和长纤盘。短纤盘代表性产品如布雷博CCM 盘。布雷博 CCB 盘的高端型号以长纤为主，表面有碳化硅陶瓷耐磨涂层。顶级长纤 CCM-R 盘连通过续长纤维增强+复合涂层，可满足赛道使用。中国长纤盘分为不带耐磨涂层的 C/C-SiC 盘，以及带耐磨涂层的P-C/C-SiC盘。

短纤盘成本低、制备快，但韧性有限。制备工艺：混料、模压成型、碳化、陶瓷化、去重装配。优点是制备周期短，仅一个月，因模压成型而原材料利用率高，综合成本低。缺点为力学结构性能一般，强度和韧性较差，易掉块、断裂和崩边。

长纤盘强度高，但成本高、制备期长。制备工艺：碳纤维预制体成型树脂固化成型得到碳/碳复合材料（C/C） 高温碳化处理SiC 陶瓷化处理机械加工打孔 平衡校验等工序。因纤维结构优越而强度高、韧性高、导热性和耐磨性佳，抗疲劳。但制备 2 个月（CVI 耗时），且预制体裁切损耗导致成本较高。

2、产业链：上游成本可控，中游自主厂商崛起，下游汽车应用加速

碳陶制动盘产业呈现三段式价值链分布结构：上游原材料供应与设备、中游制造加工以及下游应用。上游原材料供应环节聚焦于关键材料的基础保障，上游主要涉及碳纤维、陶瓷粉末等原材料的提取、采购与初步加工；中游制造加工环节以先进工艺驱动技术创新与降本，包括预制体制备、陶瓷化处理（化学气相渗透 CVI、液态聚合物渗透 LPI 或其它组合技术）等关键流程；下游终端应用覆盖航空航天、汽车、轨道交通及新兴领域，产业需求多元化增长。

上游原材料成本占比超 40%，碳纤维为最大单项支出。碳陶制动盘的成本构成中，原材料为核心成本，其中高性能碳纤维编织为最大单项成本，高纯度纳米级碳化硅消耗量约为原材料成本的 40%；制造成本中高温处理环节成本占比50%以上，高能耗设备推升电费与维护费用；组件成本占比较低，规模化后成本递减。

碳纤维行业正向成熟期过渡。从上游原材料看，碳纤维始于丙烯腈超高纯度合成，通过原纺-预氧化-碳化精密控制实现纤维高性能化，行业特点为技术、资金密集型、产业链长、工艺技术复杂，正处于成长期向成熟期过渡阶段。2024年，中国碳纤维运行产能约 150,130 吨，全球占比第一达48.6%，产能集中分布在华东、东北、西北。主流 T300 级碳纤维价格已从2015 年的200万元/吨降至2023 年的 80-100 万元/吨，成本端已具备规模化应用基础。

碳纤维需求国产化率逐步提升。碳纤维需求稳步增长，自2017年不足3万吨提升至 2024 年 8 万吨，7 年总增长率超 160%。从来源看，碳纤维进口量萎缩，2021 年进口碳纤维达峰值 3.3 万吨后持续下滑；吉林化纤、中复神鹰等中国头部企业扩产提速，2022 年国产量首次超越进口量，2024 年国产化率升至80.46%，达历史新高。

应用场景拓展，汽车轻量化驱动碳纤维大丝束发展。消费结构方面，高性能碳纤维技术不断突破，风电、新能源汽车等高端市场实现规模化增长，风电占比最高达 38%，风电叶片以碳梁突破长度极限，航空航天依赖高模量纤维减重，汽车轻量化需求驱动低成本大丝束（48K）发展；未来核心在突破聚丙烯腈PAN原丝均质化、高效预氧化技术及回收再利用体系。

碳纤维行业集中度提升且壁垒高，头部企业竞争优势强化。全球主要生产商如日本东丽、美国赫氏等占据主导地位，但中国公司在高端市场的份额逐步提升。因专利储备要求高，技术壁垒较高，高性能碳纤维的研发难度大，高额研发投入使得新进入者面临较大挑战，市场集中度逐渐提高。具备从原丝制备到复合材料成型的全产业链整合能力的公司竞争力突出。

碳陶制动盘产业中游国际寡头主导，中国四类公司加速切入。当前碳陶制动盘面临着国际厂商（如 Brembo、Surface Transforms）主导，中国公司加速切入布局产能的形势。国际厂商凭借深厚的技术积淀、完善的专利布局以及先发优势，已建立起强大的品牌影响力、成熟的制造工艺和全球化的供应链网络，并长期为全球高端汽车、高性能跑车和赛车市场供货，形成了较高的技术和市场壁垒。

中国四类公司加速切入碳陶制动盘产业：1）专业碳基材料制造商，复用光伏热场、半导体热场技术，如金博股份、天宜上佳。2）航空技术转化企业，移植航空碳陶技术，瞄准高端跑车及特种车辆，如北摩高科、博云新材、中航高科、中天火箭等。3）传统制动系统供应商，通过合作研发或投资参股，如金麒麟、亚太股份、隆基机械等。4）多元化材料集团，利用预制体编织技术，如楚江新材等。

工艺是技术壁垒最集中的核心环节。中游制造工艺决定产品性能、良率与成本，主要包括 CVI（化学气相渗透）与 LPI（液相渗透）技术，CVI+LPI 组合路线是当前主流工艺，先通过 CVI 初步渗透提高结构均匀性，再用LPI 快速补充致密度，加快孔隙填充速度，提高成品率和工艺效率。因控制精细度与性能要求高、渗透深度与均匀性难度大、不同车型差异，主机厂对新材料供应商定点认证周期长、技术替换意愿低，具备先发优势公司更易率先绑定头部客户享受增量红利。

下游汽车领域增速加快。从应用下游看，2025 年部分标杆车型（如小米SU7Ultra）大规模搭载碳陶制动盘作为核心配置，其示范带动效应将加速在中高端车型配置的普及，实质性打破此前碳陶制动盘局限于顶级超跑的小众市场格局，提升在消费者和主机厂中的认知度和接受度。

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