从产业链分工看,碳碳热场呈现“制造端高度集中于中国、原材料端曾长期依赖海外”的格局,与海外供应体系形成明显差异。碳碳热场的成品制造与预制体环节主要集中在中国,与光伏单晶炉产能主要位于中国相匹配;而海外则更多停留在碳纤维原材料以及上一代等静压石墨热场的供应上。 换言之,中国在碳基复材成品端取得主导,海外则在材料端保有位置,两者处于产业链的不同环节。
材料端与制造端的分工差异
热场并非单一部件,而是单晶炉上的一系列部件。过去热场以石墨为主,等静压石墨热场由海外主导;随着国内企业突破低成本生产碳基复材,碳碳热场逐渐成为主流,替代由此发生。从材料来源看,碳基热场使用的碳纤维大多来自海外,为应对碳纤维短缺,国内选中包括中复神鹰在内的企业进行替代。这一分工决定了:海外更多处在碳纤维原材料与等静压石墨的供应位置,而中国承担预制体与成品制造。
两代材料的工艺分野
碳基复材与等静压石墨在制备方法上路径不同:前者先编织成产品形状的预制体,再沉积纯化得到成品;后者经等静压、石墨化处理后,从整块石墨中机加工挖出所需形状,挖空部分即为损耗。资料显示,碳基复材抗折强度≥150 MPa,等静压石墨为38-60 MPa;碳基复材导热系数<30 W/(m·K),等静压石墨为80-140 W/(m·K)。随着部件体积变大,碳碳热场在成本上的边际变动更小。
| 指标 | 碳基复合材料 | 等静压石墨 |
|---|---|---|
| 原材料 | 碳纤维 | 石墨 |
| 抗折强度 (MPa) | ≥150 | 38-60 |
| 导热系数 (W/(m·K)) | <30 | 80-140 |
| 密度 (g/cm³) | 1.6 | 1.8 |
制造端的中国位置
从供给格局看,国内热场企业已形成较完整的产能布局,头部企业自己做预制体,相当于覆盖两个环节。以坩埚为例,碳基复合材料占比从2010年的<10%升至2020年的>95%,等静压石墨则从>90%降至<5%。碳碳热场成品制造与预制体环节高度集中于中国,与光伏单晶炉产能主要在中国的分布相互匹配。
常见问题
碳碳热场与海外供应体系的核心差别是什么?
核心差别在产业链位置:海外更多供应碳纤维原材料和等静压石墨等上一代材料,中国则集中在预制体与碳碳热场成品制造环节。这种分工与光伏单晶炉产能主要位于中国相匹配。
为什么碳碳热场对碳纤维价格容忍度较高?
一方面它替代的是原先海外的供应,成本上本身具备一定优势;另一方面碳基热场对石墨的替代仍在进行中,价格敏感度相对较低。需要注意的是,随着国产渗透完成,价格压力会慢慢浮现。
等静压石墨与碳基复材在工艺上有何不同?
等静压石墨从整块石墨中机加工挖出部件,挖空部分都是损耗;碳基复材先制得碳纤维预制体,再用气相法把碳沉积到预制体上形成热场。前者类似做木雕,后者更接近3D打印,部件体积越大,碳碳热场的成本边际变动越小。