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领域，如飞机、导弹、火箭、卫星和渔具、高尔夫球杆、网球拍等。
大丝束碳纤维通常指48K以上的碳纤维，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。碳纤维产业发展形成了高性能和低成本两条路径。
1）在航空航天领域，碳纤维复材的性能提升促进了其大规模应用。高性能碳纤维旨在持续提升碳纤维强度、弹性模量，拓展碳纤维复材在航空航天的应用占比，例如碳纤维复材在飞机上的应用，早期20世纪80年代，只用作非承力构件，用量占比只有5%-6%，随着碳纤维复材性能提升，逐渐用作次承力构件和主承力构件，用量占比达到50%。
2）在工业领域，碳纤维的成本降低促进了其大规模应用。20世纪90年代中后期，大丝束碳纤维技术取得重大突破，强度达到T300级，同时，大丝束碳纤维预浸料制备也取得突破。基于大丝束碳纤维采用民用腈纶原丝，并具有更高的生产效率，其成本仅为小丝束碳纤维的20%左右。
在风电叶片等需求牵引下，近年来国内大丝束碳纤维生产企业相继攻关，迎来了大丝束碳纤维发展热潮。航空航天领域，第二代碳纤维渐成主流，随着国内武器装备发展以及国内双通道民航客机的发展，对第二代高性能碳纤维的需求有望快速增长。得益于第二代碳纤维的性能相比第一代碳纤维有显著提升，在装备结构中的用量占比或有进一步的提升，从而对第二代碳纤维的需求将远超第一代碳纤维。根据中航复材，国产T800H级高强中模碳纤维增强高韧性双马树脂基复合材料已在多个航空型号中完成或正在进行飞行验证，并正向其他航空型号推广应用；国产T1100级碳纤维增强双马树脂基复合材料在满足力学性能要求的基础上，也开始在多个航空型号上进行应用验证。
工业领域，国内碳纤维产能规划非常充足，国外大丝束碳纤维企业以并购扩大市场份额。根据《2023全球碳纤维复合材料市场报告》，2023年全球碳纤维的需求量为11.50万吨，国内碳纤维需求量为6.91万吨。从产能规划以及在建产能看，中复神鹰连云港将新增产能3万吨，宝武碳业子公司浙江宝旌将新增产能2万吨，恒神股份将新增产能2万吨，新创碳谷和上海石化（600688）2020年分别开始投建1.8万吨和1.2万吨碳纤维产能，新疆隆炬规划产能5万吨，仅以上在建、规划产能就达到了15万吨。国内碳纤维企业纷纷扩产或规划扩产，而在国外碳纤维产业发展过程中，收购整合是企业提升市占率和市场竞争力的重要途径。工业碳纤维生产中，降本是提高市场竞争力的关键因素之一。据东丽官网介绍，Zoltek生产的PX35碳纤维基于丰富的纺织类前驱体和专有的高通量工艺，是市场上成本最低的商用碳纤维。
国内，中复神鹰持续推进降本降耗，2023年公司连云港本部实现产品能耗再创新低，西宁基地单位碳纤维成本下降达20%；宝武碳业计划通过增加原丝生产提升利润率，2023H1，受碳纤维行业产能扩张竞争加剧及下游需求阶段性减弱和公司原丝对外采购成本较高影响，公司碳纤维业务出现亏损，公司规划两期共6万吨PAN基碳纤维原丝生产能力建设。
国内碳纤维产业相关上市公司包括航空航天和高端民用碳纤维全产业链企业光威复材（300699）、恒神股份，航空航天碳纤维领先企业中简科技（300777），高端民用碳纤维企业中复神鹰、吉林化纤（000420）、上海石化等。