碳碳热场(碳基复合材料热场)与石墨热场虽然都服务于单晶炉,但两者的产业链结构截然不同:碳碳热场走的是“碳纤维→预制体→气相沉积→成品”的增材路线,类似3D打印;石墨热场则是“等静压石墨→机加工挖出成品”的减材路线,类似木雕。这种工艺差异直接决定了上游原材料、核心设备供应商以及下游客户采购逻辑的全面分化。

上游:原材料与设备的本质差异

碳碳热场产业链的核心上游是碳纤维和预制体制备设备。 工艺上,碳碳热场先以碳纤维为原料,通过编织、针刺等方式制成与产品形状接近的预制体,再通过气相沉积(CVD)把碳沉积到预制体上形成致密结构。这一环节中,预制体的制备能力是关键——头部热场企业(如金博股份)均自主研发预制体技术,包括碳纤维成网、布网复合针刺、自动送料针刺等特有工艺,并实现了连续化生产。设备端以预制体成型设备和气相沉积炉为主,技术壁垒较高。

石墨热场产业链的核心上游则是等静压石墨原料和机加工设备。 石墨热场从整块等静压石墨中直接机加工挖出所需部件,挖空的部分即为材料损耗。其上游供应商以石墨原料生产商和CNC机加工设备商为主,不涉及碳纤维环节,工艺更接近传统机械加工行业。

维度碳碳热场(预制体+气相沉积)石墨热场(等静压+机加工)
核心原材料碳纤维等静压石墨
关键工艺编织成预制体→气相沉积纯化等静压、石墨化→机加工挖形
上游设备预制体成型设备、气相沉积炉石墨机加工设备
材料损耗边际损耗小,随体积增大成本优势更明显挖空部分均为损耗,体积越大损耗越高

下游:客户认证与采购逻辑不同

碳碳热场的主要下游是光伏单晶炉和半导体长晶炉客户,其替代逻辑始于2016年之后——随着头部企业突破低成本生产碳基复材技术,碳碳热场凭借更高的抗折强度(≥150MPa vs 等静压石墨的38-60MPa)、更低的导热系数(<30 W/(m·K) vs 80-140)和更轻的密度,逐步取代石墨热场,尤其在坩埚、导流筒等部件上渗透率已超过95%(截至2020年口径)。由于碳碳热场处于对石墨的替代周期中,且其碳纤维此前多依赖海外供应,客户对价格的敏感度相对较低。

石墨热场在加热器等部分部件中仍占主导(截至2020年口径下碳基复材渗透率不足5%),其客户采购逻辑更看重成熟供应链的稳定性和成本,不涉及碳纤维供应的国产替代问题。

常见问题

碳碳热场和石墨热场哪个成本更低?

不能一概而论。碳碳热场采用类似3D打印的增材制造方式,随部件体积增大,成本边际变动更小;石墨热场从整块石墨中机加工挖出,挖空部分都是损耗,体积越大损耗越高。因此在大型化趋势下,碳碳热场的成本优势更明显,但石墨热场在特定部件(如加热器)中仍有成本竞争力。

为什么头部热场公司都自己做预制体?

预制体是碳碳热场的核心中间产品,头部企业(如金博、天宜上佳)自制预制体等于赚取了两个环节的利润。金博股份从十年前就开始布局预制体,在碳纤维成网、布网复合针刺等环节拥有特有技术,实现了连续化生产,这也构成了其成本和技术壁垒。

碳碳热场企业还能拓展哪些下游?

由于碳碳热场本质是把碳纤维做成特定形状的制品,这项“造物”能力可以横向延伸。热场公司已拓展至储氢瓶(碳纤维缠绕工艺相通)、碳陶制动盘(在预制体基础上增加陶瓷化和机加工)、碳纸(燃料电池气体扩散层)等领域,这些业务与预制体工艺相通,构成了热场公司的第二增长曲线。