天风证券发布了行业报告《碳碳热场:高成长+可延展,降本能力决定想象空间》,《报告》对碳碳热场行业进行了详细的研究。
热场是用于硅片拉晶过程当中的耗材。它主要包括了坩埚、导流筒、保温筒、加热器等部件。
各个部件的作用:
坩埚:承载石英坩埚,保持液面稳定。
导流筒:引导气流,形成温度梯度,提高硅棒生长速率。
保温筒:构建热场空间,隔热保温。
加热器:提供热源,熔化硅料。
因为所使用的原材料和制备方法的不同,热场又分成了等静压石墨、碳碳热场。它们的原材料分别是石墨、碳纤维。

在2016年之前,热场系统的主要配置是等静压石墨产品。之后,随着一些企业技术的不断突破,等静压石墨产品逐渐开始被碳基复材代替。下面是等静压石墨与碳基复合材料热场产品占比情况。

碳基复材将会成为主流选择。
碳基复合材料抗折强度≥150MPa,而等静压石墨的仅在38-60MPa之间,和等静压石墨相比较,碳基复合材料能承载的重量大,安全性高,使用寿命长。未来,坩埚的承载强度要求会越来越高,碳基复合材料可以胜任。

碳基复合材料是用碳纤维作为增强体,以C或者是SiC作为基体,所制成的复合材料。生产流程是将碳纤维丝编织成三维的碳纤维预制体,之后,通过化学气相沉积技术将碳原子沉积到预制体上,最后再来进行机器加工。
等静压石墨先要进行石墨的破碎、磨粉,之后,通过等静压装置做成石墨圆柱,之后进行机器加工,再从整个石墨当中,挖出坩埚和各种管道设备。
整体来看,在制备制作大尺寸热场的时候,使用碳基复材成本较等静压石墨要小。更加经济。

高纯等静压石墨依赖进口。
在光伏行业发展的初期,国内的硅片企业主要采用的是进口的高纯等静压石墨。生产企业主要是德国西格里、日本东洋炭素、美国布高、法国罗兰等外国企业。
德国西格里:西格里为全球最大的石墨相关产品供应商,其可提供特种石墨和复合材料的全产业链产品,涵盖从原材料、中间体到成品部件的所有阶段。
日本东洋炭素:东洋碳素为全球主要的碳素相关产品制造商之一,其主要产品涵盖特种石墨、石墨纸级板材、碳/碳复合材料、机械用碳、碳刷等炭素产品。
美国布高:全球最早突破等静压成型技术难关的公司,以多品种电火花加工用石墨,能平均颗粒度为1μm超细结构等静压石墨而驰名于世。
法国罗兰:石墨换热器产品(基体采用等静压石墨材料)在国际上居领先地位,2017年就可制作直径2m的等静压石墨产品。
碳基复材国产,更能满足国内N型硅片生产需求。
随着N型电池的不断发展,N型硅片的需求不断增加,依赖进口会对行业的发展造成制约。后期,进口的等静压石墨产品将会逐渐的被国产碳碳热场代替。

作为一种耗材,未来,随着光伏新增装机的不断增加,下游企业,对于热场产品的需求也将会不断的增加。
就IEA数据来看,全球光伏装机从2013年的41GW,增长到了2020年的130GW。硅片生产量从2013年的39GW,增长到了2020年的168GW。
预计,2025年,装机将会增长到380GW,对硅片的需求,将会增长到428GW,这5年的CAGR为24%。

2020年热场行业的市场规模为16亿元。据天风证券研究所预测,2021年,热场行业的市场规模将会达到26亿元。2022年热场行业的市场规模为39亿元。2025年,热场行业的市场规模为71亿元。2020年-2025年,CAGR为35%。

数据来源:《碳碳热场:高成长+可延展,降本能力决定想象空间》
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