碳纤维制成的碳基复合材料热场,在光伏单晶炉的多个部件环节已实现对等静压石墨的大比例替代,中国在热场成品环节的渗透处于领先位置;但上游碳纤维原料长期由海外主导,国内厂商仍在追赶。从坩埚、导流筒、保温筒到加热器,碳基复材的渗透程度差异明显:坩埚环节碳基复合材料占比在2020年已超过95%,导流筒超过60%、保温筒超过55%,而加热器环节仍低于5%,等静压石墨在加热器上占比超过95%。这组数据来自金博招股说明书与天风证券研究所的统计口径,反映的是2020年前后的替代进度。

替代路径:先纵向替代石墨,再横向替代海外原料

碳碳热场的普及始于2016年前后,金博、超码等企业突破低成本生产碳基复材后,碳基热场逐渐成为主流。相比等静压石墨,碳基复合材料在抗折强度、导热系数、密度等指标上具备优势,更契合大硅片趋势下对承重与隔热的要求;工艺上先制预制体再气相沉积,也更接近“3D打印”逻辑,部件体积变大时成本边际变动更小。热场使用的碳纤维大多来自海外,近些年为了应对碳纤维短缺,选中了包括中复神鹰在内的3家企业进行替代,这也让国内碳纤维厂商在成本端压力相对较小。

中国位置:成品渗透领先,上游原料追赶

环节碳基复合材料占比(2020年)等静压石墨占比(2020年)
坩埚>95%<5%
导流筒>60%<40%
保温筒>55%<45%
加热器<5%>95%
其他>40%<60%

从供给端看,金博股份产能规模居前,天宜上佳上产能较快,中天火箭(西安超码)、陕西美兰德、楚江新材(天鸟高新)等也在列,硅片龙头隆基亦有自供产能。头部两家因自制预制体,可同时覆盖两个环节。整体格局上,中国企业在热场成品制造与预制体环节已形成较完整的参与梯队,但上游碳纤维原料仍以海外供应为主,国产替代尚在推进过程中。

常见问题

碳碳热场在全球热场材料中处于什么位置?

碳基复合材料热场是当前光伏单晶炉热场的主流路线之一,在坩埚等环节对等静压石墨的替代已相当充分。它并非单一部件,而是坩埚、导流筒、保温筒、加热器等一组部件的统称,各环节替代进度并不均衡。

中国在碳碳热场产业链中份额如何?

中国在热场成品与预制体环节参与度较高,坩埚环节碳基复合材料占比在2020年已超过95%,渗透领先。上游碳纤维原料此前多来自海外,近年为应对短缺,已选中包括中复神鹰在内的3家国内企业进行替代,国产原料仍在追赶。

加热器环节为什么替代进度慢?

加热器对材料导电与耐温性能要求特殊,碳基复合材料占比在2020年仍低于5%,等静压石墨占比超过95%,是热场中替代最慢的环节。