碳/碳復材性價比高、安全性強，適應大尺寸單晶熱場制備，替代石墨作為熱場材料已成趨勢。碳/碳復合材料是由碳纖維及其織物增強碳基體所形成的高性能復合材料。
      1、碳/碳復合材料與傳統石墨比較有以下優點：
      1）性價比高，產品使用壽命長，減少更換部件的次數，從而提高設備的利用率，減少維護成本；
      2）可以做得更薄，從而可以利用現有設備生產直徑更大的單晶產品，節約新設備投資費用；
      3）安全性高，在反復高溫熱震下不易產生裂紋；
      4）可設計性強，大型石墨材料成型困難，而先進碳基復合材料可以實現近凈成型，在大直徑單晶爐熱場系統領域具有明顯的優勢。
      碳基復材在晶硅熱場應用滲透率不斷提升?；仡櫶蓟鶑筒膶鹘y石墨原料制造晶硅熱場系統的技術路線替代過程：
      2005年之前，晶硅制造熱場系統（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，生產企業主要是西格里和東洋碳素等碳素巨頭；

       2005至2010年，碳基復材在晶硅制造熱場系統的應用進入探索期，金博股份和西安超碼等少數碳基復合材料廠商開始對等靜壓石墨產品進行進口替代。
      2011年，受日本福島大地震影響，進口特種石墨供應緊張，碳碳熱場得到批量應用機會窗口；
      2012至2015年，歐美雙反政策沖擊使得國內企業開始嘗試新材料、新工藝以降低生產成本，碳碳熱場產品因使用壽命長、可減少部件跟換次數，且具備熱導系數低、有利節能增效的特點，順應行業降本趨勢得以快速應用；
      2016年后，國內光伏行業快速發展，碳碳熱場迎來廣闊發展空間，滲透率不斷提升。
      熱場系統大型化以及N型硅片滲透率提升，繼續推動碳基復材對石墨材料的替代。由于等靜壓石墨坩堝強度不足以保證產品安全，結構和性能不可調，因此熱場系統大型化趨勢下，碳碳復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用&原材料成本控制能力
      龍頭企業毛利率處于行業領先地位。根據工藝流程的不同，碳碳熱場行 業主要公司可分為自制預制體（金博股份、隆基股份）與外購預制體（西 安超碼）公司。其中金博股份作為行業龍頭，預制體自制、單一碳源快 速化學氣相沉積技術、自制自研沉積爐與高溫爐，2021 年金博股份熱場 系統毛利率保持在 57%高位水平，在行業中處于領先地位。
                                                    

       行業產品性能指標相當，均價接近。根據中天火箭招股書，單晶直拉爐 用的坩堝、導流筒、保溫筒等產品作為熱場系統的結構件，其核心作用 為支撐整個高溫熱場，密度和強度系上述部件的關鍵指標，而導熱系數 不屬于關鍵指標。通過金博股份與西安超碼的主要產品的抗彎強度、灰 分等指標進行對比，兩者產品性能指標相當。從產品均價走勢來看，2021 年金博股份、西安超碼產品均價分別為 86.1、81.9 萬元/噸，均價接近。
      企業間毛利率差異主要來自成本，成本差異主要來自制造費用及直接材 料成本。各企業間產品性能指標相當，均價接近，因此在行業走向供過 于求階段，龍頭競爭優勢主要在于對成本端的控制。2021 年金博股份產 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 股份成本優勢主要體現在制造費用和直接材料成本，我們認為金博股份 制造費用低的原因主要在于減少工藝步驟的同時，利用快速化學氣相沉積大幅縮短沉積時間以攤薄折舊成本等；而直接材料成本優勢在于金博 股份自制預制體，直接材料主要碳纖維，而同行企業則通過外購預制體 制備成品，直接材料主要是預制體。
      制造費用差異主要來自輔料及折舊等成本。在輔料環節，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； 而西安超碼在生產過程需要使用到丙烯、樹脂及氮氣等作為輔料，單位 輔料成本達 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備折舊成本的節省。金博股份采用生產工藝流程較 同行減少浸漬、固化、碳化三個環節，對應減少相關浸漬爐、固化爐和 碳化爐設備，可節省一定折舊成本。為排除規模效應影響，我們對比 2018 年金博股份和西安超碼碳纖維預制體到碳基復合材料階段所使用設備原 值情況（2018 年金博股份和西安超碼產量差異不大，僅 20 噸）。2018年金博股份單位設備原值產量為 43.83 千克/萬元，西安超碼僅為 12.91 千克/萬元，生產流程簡化可帶來設備投資明顯減少，從而降低折舊成本。 雖然同業在新建項目上進行優化并逐步追趕，但金博股份單噸設備投資 額仍具備優勢，通過比較金博股份與西安超碼*新產能情況，金博股份 單噸設備投資額約 38.0 萬元/噸，較西安超碼 43.8 萬元/噸低約 13%。
      快速化學氣相沉積，大幅縮短沉積時間從而攤薄人工、折舊成本。在保 證材料性能前提下的短周期、低成本復合工藝是先進碳基復合材料制備 領域的重要核心技術和發展趨勢。金博股份采用的致密化方法為化學氣 相沉積法，衡量其先進性的主要指標為致密化周期，目前國內外大尺寸 批量制備碳基復合材料工藝的*高水平為 300 小時以內，主流水平為約 800-1000 小時，部分優秀企業可以做到約 600 小時。未來發展方向是 進一步縮短致密化周期，從而進一步降低碳基復合材料制備成本。
      龍頭企業掌控核心工藝，關鍵設備自研。在熱場制備所需設備方面，金 博股份作為早期進行熱場產品研發的企業，具備沉積爐的設計能力以及 高溫爐的生產能力，為產品批量化、工程化生產奠定關鍵裝備基礎的同 時也降低來了設備的投資折舊成本。此外，憑借自產的高溫爐，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需求， 除降低材料成本外，也可避免了氯氣受環保管控導致供應問題的風險。
      自制預制體制備具有技術壁壘，帶來直接材料成本絕對優勢。預制體是 碳/碳復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。預制體行業龍頭江蘇天鳥預制體業務毛利率達 50%左右（20H1 數據）。金博股份自 2006 年起持續優化迭代預制體制備工藝，具有先發 優勢。根據金博股份招股說明書測算，金博股份自制預制體模擬毛利率 與江蘇天鳥相當，表明金博在預制體制備成本上具有優勢。預制體技術 工藝難點在于需要將碳纖維按照一定的構型做成三維結構，由于碳纖維 絲易發生損傷，造成碳纖維耗量增加，因此在低損傷的同時低成本制備 預制體是行業主要競爭點。
      3、國內電動車彎道超車，有望加速推動國產化進程
      基于碳陶材料出眾的性能優勢，其已在軍用飛機、高端汽車剎車系統取得了一定的應用，未來有望成為新一代飛機、高鐵和汽車剎車材料。
      1）飛機：國內首次應用，發展前景廣闊。
       2017年，由中航工業與西工大合作開發碳陶飛機剎車材料成全球首創，且成功在我國軍機得到運用。
                                                          

      據《中國民航報》報道，中航工業制動已完成400多爐次碳陶剎車盤的批產考核，生產了10多個機種10000余件碳陶剎車盤，慣性臺試車考核10000余次。
      已批量裝機碳陶剎車盤120余架份，累計安全飛行10000余個起落，具備完善的技術底蘊。
      目前碳陶剎車盤也已在殲20、殲10B、殲15、運20等主力戰機上應用，并被各大媒體評價為我國戰機相對于外國戰機的性能優勢之一。
      2）高鐵：碳陶剎車材料仍在試車實驗中，市場待開啟。
      目前國內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，目前應用較少，仍處試車階段。
      國內以天宜上佳（688033）為代表的龍頭公司正在進行相關項目的研發并取得了階段性成果，技術水平處于國際領先水平，未來將主要應用于新型時速400公里及以上時速動車組。
      3）汽車
      20世紀90年代，德國宇航院（DLR）以*轎車剎車盤為應用目標，對碳陶剎車材料進行了研究并獲得了成功，碳陶剎車盤憑借其優異的性能在高端跑車中得到了廣泛的應用。
      目前受限于汽車碳陶制動盤的生產成本相對較高，其主要應用于高性能跑車以及后市場改裝車等領域。
      基于當前背景，國盛預計新能源汽車發展有望率先帶動碳陶剎車材料進入大規模商業化量產。
      5、目前碳陶制動盤生產以國外廠商為主，國內是推廣階段的藍海市場。
      碳陶剎車適配高性能電動車的制動系統，但目前碳陶剎車應用核心制約因素是制動盤生產周期長，生產成本高。
      特斯拉ModelSPlaid車型的碳陶瓷剎車套件選裝，售價高達2萬美元，其應用并不具備經濟性。
      當前碳陶剎車盤廠商主要為海外企業，主要包括意大利Brembo（布雷博）、英國SurfaceTransformsPlc、美國Fusionbrakes等，其中Brembo在碳陶剎車領域處于絕對領先的地位，除自有品牌產品外，各大品牌原廠的碳陶剎車絕大多數都是由Brembo代工。
      隨著國內新能源車放量，預計2024年國產新能源車碳陶剎車市場空間有望超80億。
                                                      

      預計國內2024年新能源車銷量達到1000萬量，預計隨著碳陶剎車盤售價的大幅下降，帶動碳陶剎車盤滲透率提升，假設2024年單盤售價降至2000元/個，滲透率達到10%，對應國內新能源車碳陶剎車盤市場空間達到80億元。
      2025年碳陶制動盤需求預計將達49.7萬套，對應市場空間58億元，2021-2025年復合增速86%。
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      來源：賢集網