碳纤维碳碳热场从石墨替代到国产渗透,行业经历了两大关键拐点:一是2016年前后低成本碳基复材技术突破,推动碳碳热场对石墨的加速替代;二是国产碳纤维对海外供应的替代,以及由此带来的价格敏感度上升预期。
在2016年以前,热场的主要材料是石墨。这一年之后,随着金博、超码等企业突破低成本生产碳基复材的技术,碳碳热场逐渐成为主流。这一替代趋势在坩埚部件上体现得最为典型:碳基复合材料在坩埚中的占比从2010年的不足10%,升至2016年的超过50%,到2020年已超过95%。驱动这一替代的核心逻辑在于,大硅片趋势下碳基复材的性能优势被放大,其抗折强度不低于150MPa,而等静压石墨仅为38-60MPa;同时碳基材料导热系数更低、隔热性更好,且制备工艺类似“3D打印”,相较石墨“木雕式”的挖空成型,在大尺寸部件上边际成本更低。
国产渗透与价格敏感度拐点
碳碳热场使用的碳纤维早期大多来自海外。为应对碳纤维短缺,国内企业选择了包括中复神鹰在内的3家企业进行替代。对于国内碳纤维厂商而言,由于替代的是原先的海外供应商,在成本上本身就具备一定优势,因此在碳碳热场领域的价格压力并不大。
但需要关注的是,等到国产渗透完成后,对价格的压力就会慢慢浮现。 这意味着,行业正从“纵向替代石墨、横向替代海外”的双重红利期,逐步过渡到以成本竞争为主导的新阶段。对于下游热场企业而言,只有连同预制体一起做,才能获得尽可能大的利润空间。
热场企业的横向拓展
碳基热场本质上是将碳纤维制成特定形状的部件,因此这一“造物”能力可以横向延伸。热场公司普遍将储氢瓶、碳陶制动盘、碳纸(燃料电池气体扩散层)等视为第二增长曲线,这些产品与热场在预制体工艺上相通,具备技术迁移的便利性。
常见问题
碳碳热场为什么能替代石墨?
核心在于性能与工艺的双重优势。碳基复材抗折强度不低于150MPa,远高于等静压石墨的38-60MPa,更适合大硅片带来的大重量承载需求;同时其导热系数低于30W/(m·K),隔热性更好。工艺上碳基材料采用预制体沉积成型,类似3D打印,相比石墨的机加工挖空,在大尺寸部件上损耗更小、成本边际变动更小。
国产碳纤维在碳碳热场中的渗透情况如何?
碳碳热场使用的碳纤维早期大多来自海外,为应对碳纤维短缺,国内厂商已选中包括中复神鹰在内的3家企业进行替代。由于替代的是原先的海外公司,国内碳纤维厂商在成本上具备一定优势,价格压力相对较小。
国产渗透完成后行业会发生什么变化?
国产渗透完成后,对价格的压力就会慢慢浮现。 此前国内碳纤维厂商凭借对海外供应商的替代,在成本上拥有天然优势;一旦替代完成,价格敏感度将上升,成本竞争将成为行业主旋律。