2022年碳碳复合材料市场空间分析 光伏热场硅片持续大型化

1. 光伏热场：硅片持续大型化，提升热场材料性能要求

光伏热场是晶硅的生产系统，单晶硅拉制炉热场技术占主导。热场是为使单晶硅生长或多晶硅铸 锭生产保持在一定温度下进行的整个系统，它对单晶硅、多晶硅的纯度、均匀性等品质起到关键 性作用，属于晶硅制造产业的前端。热场按产品类型可分为单晶硅单晶拉制炉热场系统和多晶铸 锭炉热场系统，由于单晶硅电池较多晶硅电池，具有更高的转换效率，单晶硅片市场份额不断提 升，而多晶硅片在我国市占呈逐年递减趋势，由 2019 年的 32.5%下降至 2020 年的 9.3%，热场 厂商也因此以单晶拉制炉热场技术路线为主。

热场由十几个部件组成，核心四大件是坩埚、导流筒、保温桶、加热器，不同部件对材料性能的 要求各有侧重。其中坩埚、导流筒、保温筒作为热场系统的结构件， 核心作用为支撑整个高温热场，对密度、强度、导热性能要求高。加热器是热场中直接的发热体， 作用在于提供热能，一般为电阻式，因此对材料电阻率要求更高。

热场尺寸随硅片尺寸不断大型化，182mm 以上市占份额快速提升。光伏产业链降本诉求强，大 硅片由于具备更高的转换效率，同时可以有效降低非硅成本，成为光伏平价上网利器，硅片尺寸 大型化持续推进。据 CPIA 统计数据，2020 年 156.75mm 尺寸硅片占比 17.7%，182mm 和 210mm 尺寸合计占比约 4.5%。随着产线改造升级，预计 156.75mm 尺寸硅片将在 2022 年左右 被淘汰，182mm 和 210mm 在 2021 年市场份额将达到 50%并持续扩大。

图：硅片尺寸大型化趋势持续推进

2. C/C 热场材料：替代石墨，大型化下加速渗透

在大尺寸热场，C/C 复材相对于石墨优势更加凸显，渗透率有望持续提升。等静压石墨在安全性、 结构、性能上已经不能适应热场系统大型化发展的趋势，在国内大型光伏热场渗透率快速下降。

基于性能和性价比优势，C/C 复材在光伏热场系统中得到了批量应用，渗透率持续提升。

截至 2020 年，C/C 复材目前仅在加热器尚未大规模替代石墨。这主要是由于 C/C 复材的电阻率更高（C/C 复材 35?ΩV.S.细结构等静压石墨 12-14?Ω）。这点可通过提升 C/C 复 材纯度或引入碳化钨等成分来解决，西安超码和金博股份在此方面也均取得相关专利，随着工艺 的成熟，C/C 复材在加热器的渗透率有望随之提升。

3. 需求：21 年渗透率约 58%，实际需求约 0.3 万吨

光伏新增装机量快速增长，预计 2024 年全球光伏新增装机将达到 270GW，2021-2024 年复合增 速达 19%。根据中国光伏行业协会预测，2021 年至 2025 年期间，全球光伏新增装机量增速将出 现明显增长，2025 年全球光伏新增装机将达到 270GW-330GW，2024 年新增装机中性预期或在 270GW。在硅片需求端，根据组件产量与装机量 1.2:1 的容配比以及硅片到组件端 5%的损耗率 计算，对应 2024 年硅片产量预计将达到 341GW-380GW。2020 年度行业内单晶硅片产量为 167.7GW，较 2024 年市场需求仍存在较大缺口。

大型硅片市场份额不断提升，小尺寸硅片产能将逐渐淘汰，大尺寸需求量 2021-2024 年复合增速 约 45%。根据中国光伏行业协会统计，2020 年 158mm 及 166mm 尺寸硅片市场占比合计约为 77.8%，182mm 和 210mm 尺寸占比仅为 4.5%，而截至 2021 年 6 月，大尺寸硅片（182mm 及 以上）占比已提升至 25%，未来大尺寸硅片的市场份额占比预计将持续扩大。预计到 2023 年， 大尺寸硅片市场份额占比将超过 80%。结合光伏行业协会中性预测及各类型硅片占比数据， 2021-2024 年期间，大尺寸硅片需求量将由 2021 年的 101GW，增至 307GW，年增速达 45%。

预计 2021-2024 年硅片产能需累计增加 539GW，保有产能到 2024 年或达 325GW。考虑保有产 能 85%的利用率，新增产能当年 50%的利用率，则 2021-2024 年硅片产能需累计增加 539GW 产能。由于小尺寸产能逐渐淘汰，以 2020 年硅片产量及 85%产能利用率对应的 197GW 产能为 基，则 2021-2024 年约有 353GW 产能淘汰，到 2024 年硅片保有产能约为 325GW（不考虑当年 新增）。

图：2021-2024 年全球硅片产能预测

预计 21-24 年热场碳基复合材料年名义需求（不考虑 C/C 复材供给端的限制）年复合增速约 15%。根据 2022 年 1 月金博股份公告《关于湖南金博碳素股份有限公司向特定对象发行股票申 请文件审核问询函的回复》预计，新增需求方面，大客户新增单 GW 所需单晶拉制炉约 75-80 台， 单台碳基复合材料需求约为 0.27 吨；替换需求方面，坩埚、导流筒、保温筒使用寿命分别约 6-8 个月、2 年、1.5 年，为消耗品，单台拉制炉对碳基复合材料的年替换性需求约 0.225 吨。若不考 虑碳基复合材料供给端的情况，结合前述 2022 年新增和 2021 年底存量拉制炉规模，预计 2022 年我国单晶拉制炉碳基复合材料新增需求达 2729 吨，存量替换需求更是高达 3910 吨，合计约 6639 吨。预计 21-24 年三年总需求合计复合增速约 15%，到 2024 年达 8371 吨。若按照金博股 份和西安超码 2019 年 C/C 复材单吨约 100 万元的售价，预计 2024 年光伏热场系统 C/C 复材市 场空间高达 83.7 亿元。

由于供给不足，2021 年我国 C/C 复材在光伏热场渗透率约 58%，实际需求或仅约 3170 吨。由 于 2021 年底我国主流 C/C 复材企业产能也仅约 4151 吨，其中美兰德、天宜上佳分别存在 300、 1000 吨新增产能，假设新增产能利用率 50%，保有产能利用率 100%，我国 C/C 复材 2021 年供应量约 3170 吨。

C/C 复材渗透率提升，叠加下游硅片产能扩张，预计 21-23 年 C/C 复材需求年增速约 58%。若 2023 年 C/C 复材供应充足，在硅片尺寸持续大型化趋势下，热场材料有望全部 C/C 化，若渗透 率自 21 年的 58%提升至 100%，则 21-23 年 C/C 复材需求年增速约 58%。

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