碳碳热场采用“预制体+气相沉积”工艺,类似3D打印,与“木雕式”的石墨热场截然不同。掌握预制体自研自制能力、并拥有大型气相沉积炉群的企业,是这一工艺路线下的核心参与者,其中金博股份在预制体技术上被官方资料表述为“技术最为领先”,头部企业通过自制预制体“赚了两个环节的钱”

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统称。其制备工艺是先制得碳纤维预制体,再用气相法把碳沉积到预制体上成型;而传统石墨热场需从整块石墨中机加工挖出部件,损耗较大。随着部件体积变大,碳碳热场在成本上的边际变动更小,工艺优势明显。自2016年起,金博、超码等企业突破低成本生产碳基复材技术后,碳碳热场逐渐取代石墨成为主流。

预制体与气相沉积的核心玩家

从供给格局看,金博股份产能规模最大,天宜上佳上产能最快,且绑定了高景。头部两家企业产能较多,核心原因在于它们均自制预制体,等于赚取了预制体和沉积两个环节的利润。此外,硅片龙头隆基也拥有热场产能,但主要是一体化自供,用于平衡供应链。

在预制体技术层面,金博股份从十年前即开始布局预制体,官方资料表述其在该领域“技术最为领先”。其核心技术包括碳纤维成网技术、布网复合针刺技术和自动送料针刺技术,均为特有技术。其中,自动送料针刺技术实现了碳纤维预制体的连续化生产,生产效率提高2倍以上,突破了手工送料劳动强度大、针刺密度不均匀的瓶颈。

企业竞争地位(据官方资料表述)
金博股份产能最多,预制体技术最为领先
天宜上佳上产能最快,绑定高景
隆基股份一体化自供,平衡供应链
中天火箭(西安超码)碳碳热场重要参与者
陕西美兰德碳碳热场重要参与者
楚江新材(天乌高新)碳碳热场重要参与者

工艺路线的竞争壁垒

碳碳热场对碳纤维价格容忍度较高,一方面因纵向替代石墨、横向替代海外供应,价格压力不大;另一方面,其碳纤维原料多来自海外,近年来为应对短缺,国内选中了包括中复神鹰在内的3家企业进行替代。但需注意,待国产渗透完成后,价格压力将逐渐浮现

从需求测算逻辑看,碳碳热场需求与硅片产能直接挂钩,分为新增产能对应的新建单晶炉需求和存量单晶炉的替换需求两部分。随着硅片变大、单炉料质量增加,碳基材料抗折强度更高(≥150 MPa,石墨仅38-60 MPa)、隔热性更好的优势将进一步凸显,工艺路线的切换也将继续深化。

常见问题

为什么预制体环节如此关键?

预制体是碳碳热场制备的第一道工序,直接决定最终产品的性能与成本。头部企业自制预制体,等于赚取了“预制体+沉积”两个环节的利润,而外购预制体的企业则需让渡这部分利润,成本曲线上处于劣势。

哪些企业具备预制体自研自制能力?

据官方资料,金博股份、天宜上佳等头部企业均自制预制体。其中金博股份从十年前开始布局,拥有碳纤维成网、布网复合针刺、自动送料针刺等特有技术,在预制体领域技术最为领先。

碳碳热场企业还有哪些横向拓展方向?

由于碳碳热场本质是把碳纤维“做成物品”,这一能力可横向衍生。热场公司可切入储氢瓶、碳陶制动盘、碳纸(燃料电池气体扩散层)等领域,这些产品均在预制体基础上加工,工艺相通,构成了热场公司的第二增长曲线。