碳碳热场：高成长+可延展，降本能力决定想象空间.pptxVIP

为什么说碳碳热场行业是优质赛道 原因1：替代石墨的高增速+耗材生意的持续性，5年CAGR=35 原因2：技术延展性强，可打造多个增长极 1 4 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 5 碳碳热场：光伏硅片耗材，辅助拉制硅棒 资料来源：金博招股说明书，天风证券研究所 热场是用在硅片拉晶过程中的耗材，主要包括位于单晶炉内的坩埚、导流筒、保温筒、加热器等部件。其中坩埚的作用是承载内 层的石英坩埚；导流筒的作用是阻止外部热量传导至内部，使硅棒生长的速率提升；保温筒的作用是阻止内部热量向外传导，构 建热场空间；加热器的作用是提供硅料熔化的热源。 为熔化硅料，需要周围温度达到1600℃以上，因此要求热场材料要有较好的耐热性能。同时，由于温度较高，各材料的寿命均有 限，使热场产品需要定期更换。 根据所用原材料及制备方法不同，热场可分为等静压石墨与碳碳热场两种，原材料分别是石墨、碳纤维。 图：单晶炉内热场部件 图：热场各部件功能简介 产品名称 产品部件样图 产品用途 主要衡量指标 坩埚 承载石英坩埚，保持液面稳定。 抗折强度 导流筒 引导气流，形成温度梯度，提 高硅棒生长速率。 导热系数、灰分 保温筒 构建热场空间，隔热保温。 导热系数 加热器 提供热源，熔化硅料。 电性能、导热系数 6 行业短期高增长：碳基复材替代石墨，渗透率从2010年的10-提升至2020年的50 + 资料来源：金博招股说明书，天风证券研究所 2016年以前，等静压石墨产品是热场系统的主流配置，随着金博、超码等企业突破碳基复材的低成本生产技术，碳基复材已开始 替代等静压石墨产品，其在光伏热场中渗透率从2010年的不足10提升至2020年的50以上，并且未来几年将加速完成替代（包括 新增硅片产能里碳碳渗透率提高、存量硅片产能中把石墨热场改造成碳碳热场），主要原因是：碳基复材热场性能好、硅片大尺 寸化使碳碳热场相对石墨热场的经济性提升。 图：等静压石墨与碳基复合材料热场产品占比情况 产品 材料 2010 2016 2020 坩埚 碳基复合材料 等静压石墨 10% 90% 50% 50% 95% 5% 导流筒 碳基复合材料 等静压石墨 10% 90% 30% 70% 60% 40% 保温筒 碳基复合材料 等静压石墨 10% 90% 30% 70% 55% 45% 加热器 碳基复合材料 等静压石墨 1% 99% 3% 97% 5% 95% 其他 碳基复合材料 等静压石墨 5% 95% 20% 80% 40% 60% 7 高增原因1：碳基复材热场抗折、隔热性能好，适应硅片环节发展趋势 资料来源：金博招股说明书，天风证券研究所 碳基复材热场性能优于石墨热场，将成为未来的更优选择： （1）碳基复材抗折强度可达150MPa以上，远大于石墨的38-60MPa。随着拉棒单炉投料量从2016年的300kg提升至2020年的 1900kg，坩埚的尺寸也从2011年前后的16-20英寸提高到现在的32-36英寸，坩埚的承载强度要求更高，碳基复材更能胜任。 （2）碳基复材导热系数低至30W/(m·K)以下，大幅低于石墨的80-140W/(m·K)。这一特性使碳基复材导流筒更能加速硅棒生长， 保温筒能降低热量损失，进而降低单晶炉运行功率，节省电费。 图：碳基复材与等静压石墨热场的对比 指标 指标含义 碳基复合材料 等静压石墨 原材料 碳纤维 石墨 制备方法 编织成产品形状的预制 等静压、石墨化处 体——沉积纯化得到碳 理——机加工挖成 基复材产品 ≥150 产品形状 38-60 抗折强度 强度越高，能承载的重量越大， （MPa） 安全性越高，使用寿命越长 导热系数 系数越低，越能够隔绝内外热 （W/(m·K)） 量传递 30 80-140 灰分（ppm 灰分越小，表示产品纯度越高 200 200 ） 密度 （g/cm3） （百万分之几的杂质浓度） 密度越小，所制成的产品越轻 1.6 1.8 图：单晶炉投料量逐年提升（kg） 530 950 1300 1900 2200 2400 2600 2800 3000 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 8 高增原因2：大尺寸趋势下碳碳热场成本增加远小于石墨，碳碳热场相对经济性提升 资料来源：金博招股说明书，天风证券研究所 碳基复合材料是指以碳纤维为增强体，以C或SiC为基体而制成的复合材料，生产流程是：先将碳纤维丝编织成三维的碳纤维预制 体，然后通过化学气相沉积技术将碳原子沉积到预制体上，最后进行机加工。 等静压石墨的生产流程是从石墨的破碎、磨粉开始，然后利用等静压装置做成石墨圆柱，经过石墨化后进行机加工，从整块石墨 中挖