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1、碳碳热场行业研究为什么碳碳热场是优质赛道？ 1 为什么说碳碳热场行业是优质赛道碳碳热场：光伏硅片耗材，辅助拉制硅棒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，
2、原材料分别是石墨、碳纤维。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%+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。行业中期持续性：光伏装机硅片生产热场需求，预计5年CAGR=24%作为耗材，随着光伏新
3、增装机增长，下游企业对热场产品的需求也将持续增长。从2013年以来的数据看，随容配比提升，全球 光伏装机从41GW提升至2020年的130GW，而硅片产量则从39GW提升至168GW。 假设后续容配比保持不变，2025年装机增至380GW，则对硅片的需求也将增长至428GW，5年CAGR=24%。行业空间测算：预计2020、2025年市场规模分别16、71亿元，5年CAGR=35%，超行业增速假设： （1）单GW所需单晶炉从2019年的约90台，逐年下降5%，至2025 年约66台。 （2）每年耗量：加热器、坩埚2件/年；保温筒2件/年（每套系统 需要上、中、下三个保温筒）；导流筒0.67件/
4、年。 （3）渗透率：根据金博股份给出的2019与2020年各产品的测算 渗透率，结合对未来各产品需求的判断，预计碳基复合材料坩埚 在新增产能中的渗透率将于2021年达到100%，导流筒在新增产能 中的渗透率将逐年提升至2025年的91%， 保温筒在新增产能中的 渗透率提升至2025年的86%，加热器尚需技术突破，预计2025年 碳基复合材料加热器在新增产能中的渗透率在10%。 根据上述测算假设与逻辑，2020年热场行业市场规模仅16亿元左 右，预计2021、2022、2025年分别将达26、39、71亿元， 2020-2025年CAGR可达35%，超出光伏行业24%的增速。2 竞争优势来自成本
5、，降本主要通过缩短致密周期原因1：碳碳热场在硅片非硅成本中占近20%，且产品差异不大，成本是主要竞争要素由于碳碳热场在硅片非硅成本中占比较高，达18%，且各企业产品差异不大，因此这一行业的主要竞争要素为成本。 p据2020年数据测算，M6硅片价格在2.6元/片，毛利率30%左右，按6.1W/片折算，对应硅片生产成本在0.26元/W。而每台单晶炉 每年对应的碳碳热场需求为30万元，假设每GW硅片需要80台单晶炉，则单W硅片的热场成本在0.024元，在硅片生产成本中占 9%，在非硅成本中占比18%，相对较高。 而不同企业所生产的碳碳热场差异不大，如金博与中天火箭的产品抗折强度均在150MPa以上，
6、灰分均在200ppm以下。原因2：成本中制造费用占比54%，技术是主要降低手段从碳碳热场的成本构成来看，制造费用占比高达54%，主要包 括反应辅材、电力、折旧等。2019年龙头公司金博制造费用仅 179元/kg，远低于同业的337元/kg，差异明显。 在制造费用中，折旧是最大的部分，占比约60%，龙头公司与其 他公司的主要差异来自折旧，降低折旧的方式是提高单位时间 设备产出、自主研发与生产设备，而这些主要依托各公司的技 术研发实力。 电力在制造费用中占比16%（不同工艺有所差别），主要降低方 式是在低电价地区建厂。技术1：定制预制体、调节温度与气流、降杂与添加催化剂，可将致密周期缩短50%+提
7、高单位时间产出方面，主要可通过以下三种方式： p 首先，通过调整预制体各位置的密度与孔隙大小，可使不同的热 场部件具有不同的强度、导热系数，缩短沉积周期； 其次，通过调节温度与气流，使天然气的扩散运动匹配其热解反 应的速度，从而在特定位置按照从内层孔隙到外层孔隙的顺序实 现沉积，减少闭孔现象； 最后，通过降低杂质气体密度（抽真空、单一碳源等）、添加催 化剂加速天然气热解反应。 经上述改进，金博的致密周期仅300h以内，低于同业的一半。技术2：自研沉积设备&自制高温炉，叠加快速沉积技术，可提升毛利率16pct自主研发、生产设备方面，由于碳基复材的生产技术含量较高，没有现成的设备可用，也很难从国外
8、引进，大部分是企业根据 自身的生产需求设计，多数生产企业使用的设备是高耗能、低产出的设备，而技术、研发实力强的金博自研了沉积设备，并自 制了真空度良好的高温炉，不仅降低了设备初始投资，还提高了沉积、高温处理效率。 正是得益于自研沉积设备并自制高温炉，以及前述快速沉积技术，使金博的折旧与其他成本仅64元/kg，相较同业的215元/kg 优势明显，可提升毛利率16pct。3 成本决定竞争格局现状：金博市占率30%、毛利率60%；超码市占率约17%、毛利率30%；隆基主要自用目前制作碳基复材热场的国内上市公司有金博股份、中天火箭以及隆基股份：金博是行业龙头，客户至少涵盖了行业前六家硅片厂，2018年
9、坩埚市占率达33%，2020年热场销量达448吨。得益于碳纤维预制 体自制+定向气流快速化学气相沉积技术+沉积与高温炉自制三大优势，金博的毛利率保持在60%+的高位，遥遥领先于同业的30% 左右。中天火箭子公司西安超码，客户至少涵盖了行业前四家硅片厂，原来主要面向航天场景，产品强度、密度要求较高，因此用同种 技术制备光伏产品时，产品密度高于同业，但生产成本更高，2020年公司热场销量265吨，测算市占率约17%。隆基2019年突破了碳纤维预制体自制技术，但目前制备成本仍较高，主要为保障内部供应稳定，规划年产能为20GW（约占其总 产能的20%）。类比：金刚线行业产能过剩致盈利下降，但行业龙头保
10、持高盈利并提高了市占率复盘同为硅片耗材的金刚线盈利、格局变化趋势，可对后续热场 行业格局变化提供参考。 2017-2018年上半年，金刚线渗透率快速提升，对金刚线的需求 也大幅增加，多个企业大幅扩张产能，如美畅、高测产能分别从 2016年的130、11km大幅扩张至2018年的2136、280km，行业毛 利率均处在40%+的高位，美畅则在70%。 但是“531”后国内需求受到较大影响，供需关系反转，金刚线价 格从2017年的170元/km暴跌60%+至2019年的60元/km，部分企业 毛利率下探至个位数，并开始退出这一行业，而具有成本优势的 美畅、高测等企业的市占率则快速从21%提升至49
11、%。未来：随行业产能过剩，热场价格将下行，但头部企业仍可保持高盈利且市占率提升与金刚线2017年格局类似，当前碳碳热场处于供不应求状态，行业盈利均较高，但2021年1-7月仅金博、超码两家产能增幅就 达到88%，分别从50、35台沉积炉增长至60、100台沉积炉，再加上各类中小企业以及正进入热场行业的原军工企业，预计行业 总产能将在2023年前后出现过剩并引发价格战。 但由于热场行业不同企业的毛利率差距较大，龙头金博毛利率常年保持60%+，而中天火箭仅30%左右，因此即使价格快速下行， 预计龙头依旧可保持较高盈利水平，价格战后成本较高的公司将逐步出局，此后行业格局将快速集中到龙头。报告节选：精选报告来源：【官网】。报告链接：碳碳热场行业研究：为什么碳碳热场是优质赛道？-全文完-
