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      碳/碳復(fù)材性價(jià)比高、安全性強(qiáng)，適應(yīng)大尺寸單晶熱場制備，替代石墨作為熱場材料已成趨勢。碳/碳復(fù)合材料是由碳纖維及其織物增強(qiáng)碳基體所形成的高性能復(fù)合材料。
      1、碳/碳復(fù)合材料與傳統(tǒng)石墨比較有以下優(yōu)點(diǎn)：
      1）性價(jià)比高，產(chǎn)品使用壽命長，減少更換部件的次數(shù)，從而提高設(shè)備的利用率，減少維護(hù)成本；
      2）可以做得更薄，從而可以利用現(xiàn)有設(shè)備生產(chǎn)直徑更大的單晶產(chǎn)品，節(jié)約新設(shè)備投資費(fèi)用；
      3）安全性高，在反復(fù)高溫?zé)嵴鹣虏灰桩a(chǎn)生裂紋；
      4）可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，大型石墨材料成型困難，而先進(jìn)碳基復(fù)合材料可以實(shí)現(xiàn)近凈成型，在大直徑單晶爐熱場系統(tǒng)領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)勢。
      碳基復(fù)材在晶硅熱場應(yīng)用滲透率不斷提升?；仡櫶蓟鶑?fù)材對傳統(tǒng)石墨原料制造晶硅熱場系統(tǒng)的技術(shù)路線替代過程：
      2005年之前，晶硅制造熱場系統(tǒng)（單晶拉制爐、多晶鑄錠爐）部件主要是以等靜壓石墨等特種石墨為主，生產(chǎn)企業(yè)主要是西格里和東洋碳素等碳素巨頭；

       2005至2010年，碳基復(fù)材在晶硅制造熱場系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)入探索期，金博股份和西安超碼等少數(shù)碳基復(fù)合材料廠商開始對等靜壓石墨產(chǎn)品進(jìn)行進(jìn)口替代。
      2011年，受日本福島大地震影響，進(jìn)口特種石墨供應(yīng)緊張，碳碳熱場得到批量應(yīng)用機(jī)會(huì)窗口；
      2012至2015年，歐美雙反政策沖擊使得國內(nèi)企業(yè)開始嘗試新材料、新工藝以降低生產(chǎn)成本，碳碳熱場產(chǎn)品因使用壽命長、可減少部件跟換次數(shù)，且具備熱導(dǎo)系數(shù)低、有利節(jié)能增效的特點(diǎn)，順應(yīng)行業(yè)降本趨勢得以快速應(yīng)用；
      2016年后，國內(nèi)光伏行業(yè)快速發(fā)展，碳碳熱場迎來廣闊發(fā)展空間，滲透率不斷提升。
      熱場系統(tǒng)大型化以及N型硅片滲透率提升，繼續(xù)推動(dòng)碳基復(fù)材對石墨材料的替代。由于等靜壓石墨坩堝強(qiáng)度不足以保證產(chǎn)品安全，結(jié)構(gòu)和性能不可調(diào)，因此熱場系統(tǒng)大型化趨勢下，碳碳復(fù)材對石墨材料的替代愈加明顯。
      2、核心競爭力取決于制造費(fèi)用&原材料成本控制能力
      龍頭企業(yè)毛利率處于行業(yè)領(lǐng)先地位。根據(jù)工藝流程的不同，碳碳熱場行 業(yè)主要公司可分為自制預(yù)制體（金博股份、隆基股份）與外購預(yù)制體（西 安超碼）公司。其中金博股份作為行業(yè)龍頭，預(yù)制體自制、單一碳源快 速化學(xué)氣相沉積技術(shù)、自制自研沉積爐與高溫爐，2021 年金博股份熱場 系統(tǒng)毛利率保持在 57%高位水平，在行業(yè)中處于領(lǐng)先地位。
                                                    

       行業(yè)產(chǎn)品性能指標(biāo)相當(dāng)，均價(jià)接近。根據(jù)中天火箭招股書，單晶直拉爐 用的坩堝、導(dǎo)流筒、保溫筒等產(chǎn)品作為熱場系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)件，其核心作用 為支撐整個(gè)高溫?zé)釄?，密度和?qiáng)度系上述部件的關(guān)鍵指標(biāo)，而導(dǎo)熱系數(shù) 不屬于關(guān)鍵指標(biāo)。通過金博股份與西安超碼的主要產(chǎn)品的抗彎強(qiáng)度、灰 分等指標(biāo)進(jìn)行對比，兩者產(chǎn)品性能指標(biāo)相當(dāng)。從產(chǎn)品均價(jià)走勢來看，2021 年金博股份、西安超碼產(chǎn)品均價(jià)分別為 86.1、81.9 萬元/噸，均價(jià)接近。
      企業(yè)間毛利率差異主要來自成本，成本差異主要來自制造費(fèi)用及直接材 料成本。各企業(yè)間產(chǎn)品性能指標(biāo)相當(dāng)，均價(jià)接近，因此在行業(yè)走向供過 于求階段，龍頭競爭優(yōu)勢主要在于對成本端的控制。2021 年金博股份產(chǎn) 品單位成本為 367.7 元/kg，同期西安超碼單位成本 614.5 元/kg。金博 股份成本優(yōu)勢主要體現(xiàn)在制造費(fèi)用和直接材料成本，我們認(rèn)為金博股份 制造費(fèi)用低的原因主要在于減少工藝步驟的同時(shí)，利用快速化學(xué)氣相沉積大幅縮短沉積時(shí)間以攤薄折舊成本等；而直接材料成本優(yōu)勢在于金博 股份自制預(yù)制體，直接材料主要碳纖維，而同行企業(yè)則通過外購預(yù)制體 制備成品，直接材料主要是預(yù)制體。
      制造費(fèi)用差異主要來自輔料及折舊等成本。在輔料環(huán)節(jié)，金博股份采用 氣相沉積工藝僅需使用天然氣作為輔料，單位輔料成本僅為 16 元/kg； 而西安超碼在生產(chǎn)過程需要使用到丙烯、樹脂及氮?dú)獾茸鳛檩o料，單位 輔料成本達(dá) 70 元/kg。在折舊等成本方面，金博股份為 73 元/kg，較西 安超碼 185 元/kg 低 112 元/kg。電力耗用方面，金博單位電力耗用成本 為 90 元/kg，高于西安超碼的 54 元/kg，我們判斷主要由于二者所用工 藝的不同，化學(xué)氣相沉積法在耗電量上相對液相浸漬法（西安超碼采用 的工藝）更高。
      工藝流程差異帶來設(shè)備折舊成本的節(jié)省。金博股份采用生產(chǎn)工藝流程較 同行減少浸漬、固化、碳化三個(gè)環(huán)節(jié)，對應(yīng)減少相關(guān)浸漬爐、固化爐和 碳化爐設(shè)備，可節(jié)省一定折舊成本。為排除規(guī)模效應(yīng)影響，我們對比 2018 年金博股份和西安超碼碳纖維預(yù)制體到碳基復(fù)合材料階段所使用設(shè)備原 值情況（2018 年金博股份和西安超碼產(chǎn)量差異不大，僅 20 噸）。2018年金博股份單位設(shè)備原值產(chǎn)量為 43.83 千克/萬元，西安超碼僅為 12.91 千克/萬元，生產(chǎn)流程簡化可帶來設(shè)備投資明顯減少，從而降低折舊成本。 雖然同業(yè)在新建項(xiàng)目上進(jìn)行優(yōu)化并逐步追趕，但金博股份單噸設(shè)備投資 額仍具備優(yōu)勢，通過比較金博股份與西安超碼*新產(chǎn)能情況，金博股份 單噸設(shè)備投資額約 38.0 萬元/噸，較西安超碼 43.8 萬元/噸低約 13%。
      快速化學(xué)氣相沉積，大幅縮短沉積時(shí)間從而攤薄人工、折舊成本。在保 證材料性能前提下的短周期、低成本復(fù)合工藝是先進(jìn)碳基復(fù)合材料制備 領(lǐng)域的重要核心技術(shù)和發(fā)展趨勢。金博股份采用的致密化方法為化學(xué)氣 相沉積法，衡量其先進(jìn)性的主要指標(biāo)為致密化周期，目前國內(nèi)外大尺寸 批量制備碳基復(fù)合材料工藝的*高水平為 300 小時(shí)以內(nèi)，主流水平為約 800-1000 小時(shí)，部分優(yōu)秀企業(yè)可以做到約 600 小時(shí)。未來發(fā)展方向是 進(jìn)一步縮短致密化周期，從而進(jìn)一步降低碳基復(fù)合材料制備成本。
      龍頭企業(yè)掌控核心工藝，關(guān)鍵設(shè)備自研。在熱場制備所需設(shè)備方面，金 博股份作為早期進(jìn)行熱場產(chǎn)品研發(fā)的企業(yè)，具備沉積爐的設(shè)計(jì)能力以及 高溫爐的生產(chǎn)能力，為產(chǎn)品批量化、工程化生產(chǎn)奠定關(guān)鍵裝備基礎(chǔ)的同 時(shí)也降低來了設(shè)備的投資折舊成本。此外，憑借自產(chǎn)的高溫爐，金博股 份無需氯氣或氟利昂等純化輔助氣體，通過高溫處理即可滿足生產(chǎn)需求， 除降低材料成本外，也可避免了氯氣受環(huán)保管控導(dǎo)致供應(yīng)問題的風(fēng)險(xiǎn)。
      自制預(yù)制體制備具有技術(shù)壁壘，帶來直接材料成本絕對優(yōu)勢。預(yù)制體是 碳/碳復(fù)材制作流程的中間材料，是將碳纖維利用編織、梭織、針織等方 式成型。預(yù)制體行業(yè)龍頭江蘇天鳥預(yù)制體業(yè)務(wù)毛利率達(dá) 50%左右（20H1 數(shù)據(jù)）。金博股份自 2006 年起持續(xù)優(yōu)化迭代預(yù)制體制備工藝，具有先發(fā) 優(yōu)勢。根據(jù)金博股份招股說明書測算，金博股份自制預(yù)制體模擬毛利率 與江蘇天鳥相當(dāng)，表明金博在預(yù)制體制備成本上具有優(yōu)勢。預(yù)制體技術(shù) 工藝難點(diǎn)在于需要將碳纖維按照一定的構(gòu)型做成三維結(jié)構(gòu)，由于碳纖維 絲易發(fā)生損傷，造成碳纖維耗量增加，因此在低損傷的同時(shí)低成本制備 預(yù)制體是行業(yè)主要競爭點(diǎn)。
      3、國內(nèi)電動(dòng)車彎道超車，有望加速推動(dòng)國產(chǎn)化進(jìn)程
      基于碳陶材料出眾的性能優(yōu)勢，其已在軍用飛機(jī)、高端汽車剎車系統(tǒng)取得了一定的應(yīng)用，未來有望成為新一代飛機(jī)、高鐵和汽車剎車材料。
      1）飛機(jī)：國內(nèi)首次應(yīng)用，發(fā)展前景廣闊。
       2017年，由中航工業(yè)與西工大合作開發(fā)碳陶飛機(jī)剎車材料成全球首創(chuàng)，且成功在我國軍機(jī)得到運(yùn)用。
                                                          

      據(jù)《中國民航報(bào)》報(bào)道，中航工業(yè)制動(dòng)已完成400多爐次碳陶剎車盤的批產(chǎn)考核，生產(chǎn)了10多個(gè)機(jī)種10000余件碳陶剎車盤，慣性臺(tái)試車考核10000余次。
      已批量裝機(jī)碳陶剎車盤120余架份，累計(jì)安全飛行10000余個(gè)起落，具備完善的技術(shù)底蘊(yùn)。
      目前碳陶剎車盤也已在殲20、殲10B、殲15、運(yùn)20等主力戰(zhàn)機(jī)上應(yīng)用，并被各大媒體評價(jià)為我國戰(zhàn)機(jī)相對于外國戰(zhàn)機(jī)的性能優(yōu)勢之一。
      2）高鐵：碳陶剎車材料仍在試車實(shí)驗(yàn)中，市場待開啟。
      目前國內(nèi)外高鐵剎車材料均以粉末冶金閘片為主，碳碳/碳陶因部分性能未得到圓滿解決，目前應(yīng)用較少，仍處試車階段。
      國內(nèi)以天宜上佳（688033）為代表的龍頭公司正在進(jìn)行相關(guān)項(xiàng)目的研發(fā)并取得了階段性成果，技術(shù)水平處于國際領(lǐng)先水平，未來將主要應(yīng)用于新型時(shí)速400公里及以上時(shí)速動(dòng)車組。
      3）汽車
      20世紀(jì)90年代，德國宇航院（DLR）以*轎車剎車盤為應(yīng)用目標(biāo)，對碳陶剎車材料進(jìn)行了研究并獲得了成功，碳陶剎車盤憑借其優(yōu)異的性能在高端跑車中得到了廣泛的應(yīng)用。
      目前受限于汽車碳陶制動(dòng)盤的生產(chǎn)成本相對較高，其主要應(yīng)用于高性能跑車以及后市場改裝車等領(lǐng)域。
      基于當(dāng)前背景，國盛預(yù)計(jì)新能源汽車發(fā)展有望率先帶動(dòng)碳陶剎車材料進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化量產(chǎn)。
      5、目前碳陶制動(dòng)盤生產(chǎn)以國外廠商為主，國內(nèi)是推廣階段的藍(lán)海市場。
      碳陶剎車適配高性能電動(dòng)車的制動(dòng)系統(tǒng)，但目前碳陶剎車應(yīng)用核心制約因素是制動(dòng)盤生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)成本高。
      特斯拉ModelSPlaid車型的碳陶瓷剎車套件選裝，售價(jià)高達(dá)2萬美元，其應(yīng)用并不具備經(jīng)濟(jì)性。
      當(dāng)前碳陶剎車盤廠商主要為海外企業(yè)，主要包括意大利Brembo（布雷博）、英國SurfaceTransformsPlc、美國Fusionbrakes等，其中Brembo在碳陶剎車領(lǐng)域處于絕對領(lǐng)先的地位，除自有品牌產(chǎn)品外，各大品牌原廠的碳陶剎車絕大多數(shù)都是由Brembo代工。
      隨著國內(nèi)新能源車放量，預(yù)計(jì)2024年國產(chǎn)新能源車碳陶剎車市場空間有望超80億。
                                                      

      預(yù)計(jì)國內(nèi)2024年新能源車銷量達(dá)到1000萬量，預(yù)計(jì)隨著碳陶剎車盤售價(jià)的大幅下降，帶動(dòng)碳陶剎車盤滲透率提升，假設(shè)2024年單盤售價(jià)降至2000元/個(gè)，滲透率達(dá)到10%，對應(yīng)國內(nèi)新能源車碳陶剎車盤市場空間達(dá)到80億元。
      2025年碳陶制動(dòng)盤需求預(yù)計(jì)將達(dá)49.7萬套，對應(yīng)市場空間58億元，2021-2025年復(fù)合增速86%。
      原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_516301.html
      來源：賢集網(wǎng)