石墨热场靠“挖雕”整块等静压石墨成型,材料损耗高;碳碳热场则先制成碳纤维预制体,再通过气相沉积“生长”出产品,材料利用率高。两种工艺的成本结构与盈利模式核心差异在于:碳碳热场边际成本随部件体积增大而递减,且一体化自制预制体的企业能赚取“预制体+沉积”两个环节的利润,利润率显著更高。

成本结构:从“挖雕”到“3D打印”式沉积

传统石墨热场的制备,是从整块等静压石墨中机加工“挖”出所需部件,挖空的部分全部成为材料损耗。而碳碳热场的制备路径是:先将碳纤维编织成产品形状的预制体,再通过气相沉积把碳填充到预制体上,最终形成热场部件。这一过程类似“3D打印”,材料近乎按需沉积,损耗极低。因此,随着部件体积变大,碳碳热场的边际成本变动更小,而石墨热场的材料损耗则随体积同步放大。

在性能上,碳基复合材料相比等静压石墨也具备优势:其抗折强度更高,能承载更大重量,契合大硅片趋势;导热系数更低,隔热性更好;密度更小,产品更轻。这些性能差异叠加成本结构优势,推动碳碳热场自2016年起逐步替代石墨成为主流。

盈利模式:一体化预制体是利润关键

热场行业的盈利逻辑清晰:只有连同预制体一起做,才能获得尽可能大的利润。头部企业产能领先的重要原因,正是它们均自制预制体,等于赚了“预制体+沉积”两个环节的钱。

以金博股份为例,其在预制体领域技术积累深厚,拥有多项特有技术,构成成本优势的来源:

特有技术核心突破
碳纤维成网技术实现铺网连续生产,出网CV值小于4%
布网复合针刺技术突破形状复杂、厚度大的热场部件复合
自动送料针刺技术实现连续化生产,生产效率提高2倍以上

自动送料针刺技术解决了手工送料劳动强度大、针刺密度不均匀的问题,直接提升了预制体环节的生产效率,是成本优势的重要来源。

常见问题

碳碳热场对碳纤维价格为何不敏感?

一方面,碳碳热场替代的是原先的石墨市场,且所用碳纤维多来自海外,国内厂商替代的是海外供应商,在成本上本身就有优势。另一方面,碳基材料在承重、隔热等性能上优于石墨,契合大硅片趋势,因此对碳纤维价格的容忍度较高。

热场企业为何普遍拓展储氢瓶、碳陶制动盘等业务?

这些业务在工艺上相通:储氢瓶通过碳纤维缠绕定型,碳陶制动盘在预制体基础上增加陶瓷化与机械加工,碳纸同样基于预制体加工。热场公司具备“把碳纤维做成物品”的能力,可横向衍生至多个赛道,形成第二增长曲线。

热场需求如何测算?

热场需求测算与硅片产能挂钩,主要分为新增单晶炉需求和存量单晶炉替换需求两部分。先测算硅片产能(新增与存量),再对应折算所需单晶炉数量,最后得出热场部件及碳纤维的需求量。