碳碳热场在抗折强度、隔热性能等关键指标上显著优于等静压石墨,已从2016年起逐步实现对后者的替代,行业竞争格局由金博股份、中天火箭(西安超码)等具备预制体自供能力的龙头主导。
性能对比与替代逻辑
碳碳热场与等静压石墨的核心差异在于材料与工艺。碳基复合材料以碳纤维为原料,经预制体编织与沉积纯化制成,抗折强度**≥150MPa**,而等静压石墨仅为38-60MPa;碳碳材料导热系数低于30W/(m·K),隔热性优于等静压石墨的80-140W/(m·K)。在制备工艺上,碳碳热场类似“3D打印”,从预制体直接成型,而石墨热场需从整块材料中机加工挖出,体积越大损耗越高。
因此,随着大硅片趋势下热场部件体积增大、承重要求提高,碳碳热场的替代是必然过程。从市场占比看,坩埚领域碳基复合材料占比已从2010年的不足10%提升至2020年的超过95%,等静压石墨则从超过90%降至不足5%;导流筒、保温筒等部件的碳基材料占比也已过半。
竞争格局与主要厂商
国内碳碳热场供给格局较为集中,金博股份产能领先,且从十年前即布局预制体自制,在碳纤维成网、布网复合针刺、自动送料针刺等环节拥有特有技术,实现两个环节的利润覆盖。中天火箭(西安超码) 是另一家重要参与者,此外天宜上佳、陕西美兰德、楚江新材(天乌高新)及隆基股份(一体化自供)等亦在扩产或布局。
头部企业产能规模较大,主要得益于预制体自制能力——这决定了热场业务的利润空间。除热场主业外,龙头企业还依托预制体工艺向储氢瓶、碳陶制动盘、碳纸等领域横向拓展,形成第二增长曲线。
常见问题
碳碳热场会完全替代等静压石墨吗?
在坩埚、导流筒、保温筒等主要热场部件中,碳基复合材料已占据主导份额,但加热器等领域等静压石墨仍占超过95%,替代尚未完全完成。随着大硅片趋势深化,碳碳材料的渗透率有望继续提升。
为什么预制体自制能力决定龙头地位?
碳碳热场的制备核心在于碳纤维预制体,自制预制体的企业等于赚取了材料与成型两个环节的利润,成本优势显著。金博股份等头部企业正是凭借预制体技术的领先性,形成了产能规模上的竞争优势。
除光伏热场外,龙头企业还有哪些增长方向?
依托预制体工艺的相通性,热场公司可横向拓展至储氢瓶(III型瓶已完成研发)、碳陶制动盘(面向新能源汽车减重需求)以及燃料电池碳纸等领域,这些业务构成热场企业的第二成长曲线。