碳纤维预制体已做成单晶炉热场六大件,下游光伏需求结构主要通过“硅片产能→单晶炉数量→热场碳碳复材需求→碳纤维需求”的链条逐层拆解。热场并非单一部件,而是单晶炉内坩埚、导流筒、保温筒、加热器等六大部件的总称,其需求分为新建单晶炉的初始配套与存量单晶炉的替换更新两部分。以金博股份的预制体技术为起点,结合我国硅片产能从374GW(2021年)增至569GW(2022年)的扩张节奏,可清晰还原这一测算逻辑。

热场六大件与预制体技术

单晶炉热场由坩埚、导流筒、保温筒、加热器等多个部件构成,这里的坩埚并非石英坩埚,而是固定它的碳基复材部件。自2016年起,以金博、超码等企业突破低成本生产碳基复材后,碳碳热场逐步取代传统等静压石墨成为主流。

碳碳热场的制备路径是先制得碳纤维预制体,再通过气相沉积将碳附着其上,类似“3D打印”;而石墨热场需从整块石墨中挖出部件,类似“木雕”。金博股份从十年前便开始布局预制体,在碳纤维成网、布网复合针刺、自动送料针刺等环节拥有特有技术,其预制体制备技术具备领先性。相比等静压石墨,碳基复材在抗折强度、隔热性能等方面表现更优,更契合大硅片趋势下对承重与隔热的要求。

需求结构拆解:新增与存量双轮驱动

热场需求测算的核心逻辑分为两步:先由硅片产能推算出所需单晶炉数量,再由单晶炉数量推算热场部件对应的碳碳复材与碳纤维需求。

测算环节2021年2022年
我国硅片产能(GW)374569
新增硅片产能(GW)134195
单GW所需单晶炉(个)8080
新增产能所需单晶炉(个)1072015600
新建单晶炉热场碳碳复材需求(吨/个)0.270.297
存量单晶炉热场替换需求(吨/个)0.2250.225
碳纤维需求(吨)5771.529092.16

数据来源:金博股份公司公告、广州赛奥、申万宏源研究

从结构上看,新增硅片产能对应新建单晶炉的初始热场配套,存量单晶炉则对应定期替换需求。新建单晶炉的单吨热场需求(0.27-0.297吨/个)高于存量替换需求(0.225吨/个),因此当硅片扩产节奏加快时,新增需求对碳纤维用量的拉动更为显著。2022年测算的碳纤维需求约为9092吨,较2021年的5771吨有较大幅度提升,主要来源于新增硅片产能带来的15600个新单晶炉需求。

常见问题

碳碳热场为什么对碳纤维价格不敏感?

一方面,碳碳热场正在替代传统石墨热场,处于替代过程中的产品对价格容忍度较高;另一方面,碳基热场使用的碳纤维此前多来自海外,国内厂商以价格优势参与替代,成本压力相对可控。但需注意,待国产渗透完成后,价格压力可能逐步显现。

热场企业为什么都要自己做预制体?

预制体是热场制备的核心前置环节,直接决定最终产品的性能与成本。金博、天宜等头部企业均自产预制体,相当于同时赚取预制体和热场两个环节的利润。金博在预制体制备上积累深厚,其特有技术覆盖成网、针刺、送料等关键工序。

热场企业的技术还能拓展到哪些领域?

碳基热场的本质是把碳纤维“做成物品”,因此该能力可横向延伸至储氢瓶、碳陶制动盘、碳纸(燃料电池气体扩散层)等方向。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。