碳碳热场对石墨的替代已基本完成,坩埚环节的碳基复合材料占比从2010年的不足10%升至2020年的超过95%,等静压石墨则从超过90%降至不足5%;与此同时,热场用碳纤维原料此前多依赖海外,为应对短缺,国内选中了包括中复神鹰在内的3家企业承接替代。国产热场供应链的自主可控,走的是"纵向替代石墨、横向替代海外"的双重路径,目前材料端的纵向替代已高度成熟,原料端的横向替代仍在推进之中。

纵向替代:碳基复材如何拿下石墨的份额

2016年之前,热场的主要材料是石墨。2016年之后,金博、超码等企业突破了低成本生产碳基复材的工艺,碳碳热场逐渐成为主流。这一替代并非只发生在坩埚上,各部件进度差异明显:

部件碳基复材占比(2010→2020)等静压石墨占比(2010→2020)
坩埚不足10% → 超过95%超过90% → 不足5%
导流筒不足10% → 超过60%超过90% → 不足40%
保温筒不足10% → 超过55%超过90% → 不足45%
加热器不足1% → 不足5%超过99% → 超过95%
其他不足5% → 超过40%超过95% → 不足60%

替代的动力来自性能与工艺两方面。碳基复合材料的抗折强度≥150 MPa,等静压石墨为38-60 MPa,承重能力更强,契合硅片变大、单炉投料量增加的趋势;导热系数低于30 W/(m·K),等静压石墨为80-140 W/(m·K),隔热性更好。工艺上,碳基路线是先制预制体再沉积碳,类似3D打印,部件越大成本边际变动越小;石墨路线则从整块材料中挖出部件,挖空部分即为损耗。

横向替代:原料端的国产化进度

碳基热场使用的碳纤维此前大多来自海外。为应对碳纤维短缺,国内选中了包括中复神鹰在内的3家企业进行替代。这一替代的直接效果是,国内碳纤维厂商面对的是原先由海外供应商占据的价格体系,成本压力相对较小。需要注意的是,等到国产渗透完成后,价格端的压力会慢慢浮现出来,这是双重替代逻辑走到后段时需要关注的变量。

在供给格局上,头部热场企业多自行生产预制体,相当于同时赚取预制体与沉积两个环节的利润,其中金博从十年前就开始做预制体。此外,硅片龙头隆基也保有一定热场产能,主要是一体化自供、平衡供应链的思路。

常见问题

碳碳热场为什么对碳纤维价格不那么敏感?

热场属于光伏辅材中价格敏感度相对较低的环节。一方面,碳基复材在承重、隔热等性能上明显优于等静压石墨,替代具有工艺和性能上的必然性;另一方面,国内厂商替代的是原先的海外供应,本身具备一定成本优势。因此在替代推进阶段,对碳纤维价格的容忍度相对较高。

中复神鹰在国产热场供应链中扮演什么角色?

热场用碳纤维此前多依赖海外供应,为应对短缺,国内选中了包括中复神鹰在内的3家企业承接替代。这一安排使热场碳纤维原料的来源逐步转向国内,是国产热场供应链自主可控在原料端的关键一环。随着国产渗透推进,价格竞争的压力也会随之显现。

热场公司除了热场还能做什么?

碳基热场的本质是把碳纤维做成部件,这项能力可以横向衍生。较典型的方向包括储氢瓶、碳陶制动盘和碳纸,三者在预制体或缠绕工艺上与热场相通。以储氢瓶为例,其与预制体在碳纤维缠绕定型上工艺相通,金博已完成III型瓶研发,IV型仍在研发中。