碳碳热场在光伏拉晶环节中扮演关键角色。2016年起,碳基复合材料凭借更高的抗折强度和更优的隔热性能,逐步替代传统石墨成为热场主流材料;隆基股份自2020年起布局约650吨热场产能并主要一体化自供,核心目的是平衡供应链,以应对大硅片带来的工艺与成本挑战。

从石墨到碳基复材:性能与工艺的双重驱动

碳碳热场并非单一部件,而是单晶炉内坩埚、导流筒、保温筒等系列部件的总称。在2016年以前,热场主要材料是石墨,但随着低成本碳基复材技术突破,替代进程显著加速。以坩埚为例,碳基复合材料占比从2010年的不足10%,提升至2020年的超过95%;导流筒、保温筒等部件的碳基复材占比同期也均超过55%。

这一替代的核心逻辑在于性能优势。碳基复材的抗折强度达到150MPa以上,而等静压石墨仅为38-60MPa,强度越高意味着能承载更大重量、安全性越高。这恰好契合大硅片趋势——硅片变大后单炉料质量增加,对承重部件要求更高。同时,碳基复材导热系数低于30W/(m·K),隔热性优于石墨的80-140W/(m·K)。

制备工艺的差异也强化了替代必然性。碳基复材采用“编织预制体+气相沉积”方式成型,类似3D打印;而石墨热场需从整块石墨中机加工挖出部件,类似木雕。随着部件体积变大,碳基复材在成本上的边际变动更小,更贴近大硅片趋势。

隆基的热场一体化自供逻辑

在热场供给格局中,隆基股份作为硅片龙头,自2020年起拥有约650吨热场产能,主要采取一体化自供模式。这一布局的核心思路是平衡供应链——通过自供关键辅材,降低外部供应波动对拉晶生产的影响。

从产业角度看,热场企业的竞争力很大程度上取决于是否掌握预制体环节。头部企业之所以产能领先,正是因为自制预制体,相当于赚取了产业链两个环节的利润。隆基选择一体化自供,同样体现了对供应链关键环节的把控思路。

常见问题

碳碳热场相比石墨热场的核心优势是什么?

核心优势集中在抗折强度和隔热性能。碳基复材抗折强度在150MPa以上,远高于等静压石墨的38-60MPa,能更好承载大尺寸硅片带来的重量,同时更低的导热系数带来了更优的隔热效果。

为什么碳碳热场对碳纤维价格敏感度较低?

因为碳碳热场正处于对石墨的替代过程中,纵向替代石墨、横向替代海外供应商,国内碳纤维厂商在成本上本身具备一定优势。但需注意,待国产渗透完成后,价格压力会逐渐显现。

热场公司还有哪些横向拓展方向?

碳基热场本质是将碳纤维制成物品,因此工艺可横向衍生。主要方向包括储氢瓶、碳陶制动盘和燃料电池用碳纸等,这些产品与预制体工艺相通,成为热场公司的第二增长曲线。