新材料情报NMT丨 碳碳复合材料的破与立

碳碳复合材料是以碳纤维及其织物为增强材料，以碳为基体，通过加工处理和碳化处理制成的全炭质复合材料。C／C复合材料由于其独特的性能，已广泛应用于航空航天、汽车工业、医学、热场等领域。我国碳基材料产业也正朝着这一趋势迈进。我国碳基材料产业发展状态具有很大优越性，市场需求迫切和容量不断增大，碳／碳复合材料由于其优异的性能在航空航天、光伏、半导体领域有着广泛的应用，成为碳纤维行业重大的应用风口。

碳碳复合材料应用场景广泛

碳陶复合材料是碳碳复合材料的一个新增量市场－－－碳陶刹车盘可有效缩短制动距离，降低车重，进而提升续航里程。随着产品降本，渗透率有望持续提升。

国内航空航天市场碳纤维复合材料价值占比超过三分之一，未来仍有较大上升空间：2019年全国碳纤维复合材料总需求量达到5．8万吨，航空航天领域需求为2，154吨，约占总需求量的3．70％；2019年航空航天领域碳纤维复合材料销售收入150．77亿元，销售金额占比约为35．26％。相比发达国家碳纤维复合材料市场的结构，国内航空航天领域的市场规模未来仍有较大的上升空间，随着新型军机的批量列装，国内航空航天碳纤维复材市场有望快速发展。

光伏，碳碳热场作为光伏单晶炉生产中的核心耗材之一，享受光伏市场存量替换以及市场增量的红利，行业将迎来高速发展期。碳碳材料由其优异的力学性能、耐高温属性、易成型等多项特点被广泛应用于工业高温热场领域，逐步替代传统等静压石墨，迎来需求爆发。

2021年全球光伏碳碳热场总需求约3800吨，若按照2025年全球光伏装机500GW估算，全球碳碳热场的需求量达到1．41万吨，CAGR高达30％。

在碳碳复合材料的众多应用领域中光伏领域的应用市场将更加广阔，面对着碳达峰和碳中和的能源发展目标，加速发展光伏等零碳能源，替代煤电等化石能源是碳中和的必由之路，光伏将在“十四五”期间迎来一个加速发展阶段。随着平价上网的全面开展，光伏行业摆脱了政策补贴依赖，周期性减弱，由政策驱动逐步转向经济性驱动。随着光伏行业的需求逐步释放，碳碳复合材料制品面临广阔的市场空间。

三大需求驱动碳碳热场市场快速成长

硅片环节积极扩产，碳碳材料热场新增需求有望快速增长：单晶硅片环节积极扩产，其中，隆基股份预计在 2022 年以后在曲靖、丽江和鄂尔多斯共扩建 86GW 拉棒产能，中环股份在宁夏扩建 50GW 单晶硅棒产能，上机数控、京运通、亿晶光电、通威股份、双良节能、高景太阳能等企业亦有较大的扩产计划。下游龙头企业积极扩产，大幅新增单晶炉装机量，碳碳复合材料热场的新增需求有望快速增长。

热场部件耗材属性，替换需求空间广阔：高温硅蒸汽腐蚀以及冷热交变对热场部件损耗较大，因此热场部件具有消耗品属性，需要定期更换。根据金博股份公司招股书，坩埚的使用寿命较短，约为 6－8 个月， 保温筒和导流筒的使用寿命较长，分别为1年半、2 年左右。随着热场存量产能的不断增加以及碳碳复合材料在存量热场中的渗透率不断提升，原部件的替换、更新需求量将不断释放，需求空间广阔。

硅料供需有望逐步宽松，硅片环节开工率回升有望推动替换需求：根据我们对各相关公司公告等公开信息的统计，2022 年下半年通威股份、新特能源、亚洲硅业、东方希望、协鑫科技等行业第一梯队企业均有产能逐步释放，预计到 2022 年底国内硅料月产出有望达到 9 万吨，全球月产出有望达到 10 万吨，相比当前产量增长幅度有望超过 40％。从目前扩产进度靠前的各家企业实际情况来看，我们预计接下来更大规模的硅料投产高峰在2023H2 到来，预计 2023Q3－Q4 第一梯队企业有效产能对应年化装机需求分别约420GW、460GW，在目前的预期需求水平下供需比将超过 120％，如将青海丽豪、 晶诺新能源等新进入产能考虑在内，届时行业有效产能对应年化装机需求预计超过 500GW，供需比约130％。在硅料供给逐步宽松的情况下，硅片环节开工率有望回升，碳碳热场替换需求有望进一步提升。

碳碳复合材料的龙头企业

金博股份成立于 2005年6月，于2020 年5月18日在科创板上市。公司是国内领先的先进碳基复合材料及产品供应商主要应用于光伏行业的晶硅制造热场系统与刹车系统。近年来，公司基于碳基复合材料底层通用技术，不断拓展碳基复合材料的应用领域，目前已完成在光伏、半导体、氢能、交通和锂电五大领域的产业布局。金博股份现阶段产品主要为光伏热场系统产品，主要用于单晶拉制炉热场系统、多晶铸锭炉热场系统以及真空热处理领域，同时当前，碳碳复合材料主要在光伏热场产品中对石墨形成替代，截至 2020 年，除加热器以外，碳碳材料在主要光伏热场产品中的渗透率已超过 50％。随着我国逐渐加强在半导体行业的自主研发与投入，高端制造业国产替代趋势方兴未艾，未来碳碳复合材料有望在半导体行业实现对石墨材料的进口替代。

总结

目前碳碳复合材料主要应用领域为光伏热场材料、军工、刹车盘、半导体、四大块，军工领域比较封闭，刹车盘市场比较小，所以主要还是光伏和半导体两大行业都有巨大的发展空间，未来随着光伏和半导体行业的产业升级、降成本进程不断推进，预计C／C等先进碳基复合材料将替代石墨材料，成为光伏产业、半导体产业晶硅制造热场系统部件的主要材料，拥有巨大的市场空间，但是也还存在着一些问题如何提高碳／碳复合材料领域企业的研发能力？这些都是有待解决的。

文章来源：

1．石墨邦 ：碳碳复合材料行业深度报告

2．全球光伏：为什么碳／碳复材替代石墨作为热场材料是大势所趋？

3．京航特碳：2022年中国碳碳复合材料市场现状及发展前景分析

4．碳纤维研习社：千亿蓝海－－碳基复合材料的多元化应用

原文标题:新材料情报NMT丨 碳碳复合材料的破与立