碳碳热场对石墨的替代已接近尾声,碳纤维在热场领域的规模空间并未因此关闭,而是从“替代驱动”切换为“扩产与替换驱动”。在坩埚、导流筒、保温筒等核心部件的碳基复材渗透率分别超过95%、60%、55%后,新增需求主要来自光伏硅片产能的持续扩张,以及存量单晶炉热场部件的定期更换。申万宏源的测算框架显示,碳纤维需求测算路径为:硅片产能(新增+存量)→单晶炉数量→热场碳碳复材需求→碳纤维需求,按此逻辑,2021年碳纤维需求预计为5771.52吨,2022年预计达到9092.16吨,而2020年这一数字为3000吨。

需求测算逻辑:从硅片产能到碳纤维

热场需求的测算与硅片环节的耗材逻辑一致,核心是跟踪单晶炉的数量变化。根据申万宏源的预测模型,需求分为新增和存量两部分:新增硅片产能对应新建单晶炉的热场部件需求,存量单晶炉则对应热场部件的替换需求。

具体参数上,单GW硅片产能所需单晶炉为80个,新建单晶炉的热场部件碳碳复材需求为0.27至0.297吨/个,存量单晶炉的替换需求为0.225吨/个。以2021年为例,新增硅片产能134GW对应新增单晶炉10720个,加上19200个存量炉的替换需求,单晶炉热场部件碳碳复材总需求为7214.4吨,对应碳纤维需求5771.52吨。2022年新增硅片产能预计达195GW,碳纤维需求进一步上升至9092.16吨。

替代空间收窄后的增长驱动

从材料替代角度看,碳碳热场对石墨的替代已进入尾声。数据显示,坩埚领域的碳基复材渗透率从2010年的不足10%提升至2020年的超过95%,导流筒和保温筒的渗透率同期也分别从不足10%提升至超过60%和55%。这意味着,依靠替代石墨带来的增量空间已明显收窄。

替代空间收窄后,热场需求的增长驱动转向下游光伏扩产。随着大硅片趋势推进,单晶炉向大尺寸演进,一炉料的质量随之增加,对热场部件的承重能力(抗折强度)和隔热性能提出更高要求。碳基复合材料在抗折强度(≥150MPa,等静压石墨为38-60MPa)和导热系数(<30 W/(m·K),等静压石墨为80-140 W/(m·K))上的优势,使其成为大硅片趋势下的主流选择。此外,碳基复材采用“预制体+沉积”工艺,类似3D打印,相比石墨的“机加工挖取”方式,在部件体积变大时成本边际变动更小,进一步巩固了其市场地位。

常见问题

碳碳热场替代石墨后,碳纤维在热场的需求会消失吗?

不会。替代完成意味着材料份额的切换基本结束,但热场部件是单晶炉的耗材,存在定期更换需求。同时,光伏硅片产能的持续扩张会带来新建单晶炉的增量需求,这两部分共同支撑碳纤维在热场领域的市场规模。

热场对碳纤维价格敏感吗?

相对不敏感。碳碳热场对石墨的替代是性能和工艺驱动的必然过程,且使用的碳纤维此前多来自海外,国内厂商在成本上具备优势。不过,随着国产渗透完成,价格压力会逐渐显现。

热场公司除了热场业务,还有哪些增长方向?

热场公司基于碳纤维预制体工艺可横向拓展多个领域,包括储氢瓶(III型瓶已完成研发)、碳陶制动盘(面向新能源汽车减重需求)以及燃料电池用的碳纸(气体扩散层),这些业务有望成为热场公司的第二增长曲线。