1、1 证券研究报告 行业评级： 上次评级： 行业报告 | 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 电气设备电气设备 强于大市 强于大市 维持 2021年08月08日 （评级） 碳碳热场：高成长碳碳热场：高成长+可延展，降本能力决定想象空间可延展，降本能力决定想象空间 行业深度研究 2 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 摘要 本篇报告主要回答三个问题：1）为什么碳碳热场是优质赛道？2）行业竞争要素是什么？3）未来格局如何演变？核心结论为碳碳热场行业短短 期通过替代石墨实现期通过替代石墨实现50%+的增速的增速，中期依托耗材的持续性达到中期依托耗材的持续性达到35%的复合增速，长期向外延展性强

2、的复合增速，长期向外延展性强（制动材料等市场空间超千亿）；通过技通过技 术降本，龙头企业可跨越术降本，龙头企业可跨越23年前后的价格战，并加速提高市占率年前后的价格战，并加速提高市占率。 1、为什么碳碳热场是优质赛道：短期高增速、为什么碳碳热场是优质赛道：短期高增速+中期有持续增长中期有持续增长+长期可延展长期可延展 碳碳热场是一种硅片拉棒耗材，其周围温度在1600以上，在使用一段时间后就需要更换，行业趋势是逐步替代传统石墨热场。 原因原因1替代石墨的高增速替代石墨的高增速+耗材生意的持续性，耗材生意的持续性，5年年CAGR=35%：随硅片变大并向N型化发展，碳碳热场需求快速增长，预计2020

3、-2022年 CAGR达58%；而得益于其耗材属性，即使改造需求降低，在行业装机持续增长的支撑下，预计至少可保证24%的增速；高增速与持续性叠加下，高增速与持续性叠加下， 碳碳热场行业碳碳热场行业2020-2025年年CAGR可达可达35%。 原因原因2技术延展性强，可打造多个增长极，如制动材料市场空间超千亿：技术延展性强，可打造多个增长极，如制动材料市场空间超千亿：除应用于光伏热场外，碳基复合材料还可应用于半导体热场（预 计2025年市场空间20亿+）、制动材料（预计2025年汽车刹车片&刹车盘市场空间2500亿+）、和其他耐摩擦、耐腐蚀场景，赛道天花板高，赛道天花板高， 发展空间大，具有技

4、术优势的企业可通过产品延展开拓新蓝海市场。发展空间大，具有技术优势的企业可通过产品延展开拓新蓝海市场。 2、碳碳热场行业的竞争要素是成本：、碳碳热场行业的竞争要素是成本： 热场在硅片成本占比9%，存在降本要求。而对热场成本拆分，制造费用占比54%，是不同公司成本差异的最大来源；直接材料占比35%，能否 自制原材料是关键。 制造费用端：缩短致密周期制造费用端：缩短致密周期&自制设备是降本关键。自制设备是降本关键。制造费用中折旧占比约60%，通过降低杂质气体密度、添加催化剂、调节温度与气流可缩 短反应时间，提高单位时间设备产出；自制高温炉与沉积炉可节省设备初始投资；二者共同作用下，可使毛利率提升约

5、可使毛利率提升约16pct。 直接材料端：自制预制体是主要降本途径。直接材料端：自制预制体是主要降本途径。直接材料中预制体占比80%，同时预制体外售毛利率约50%，自制可提升热场毛利率自制可提升热场毛利率9pct；此外， 预制体制备可影响后续工序用时，目前除科研院所、航空航天单位外，国内主要是金博、天鸟、隆基可自制，技术壁垒较高。 3 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 摘要 3、碳碳热场行业格局将在、碳碳热场行业格局将在23年前后的价格战后快速集中：年前后的价格战后快速集中： 当前格局：目前制作碳基复材热场的国内主要上市公司为金博股份、中天火箭、隆基股份。金博2020年热场销售448吨，

6、毛利率63%；中天火 箭2020年销售265吨，毛利率32%；隆基股份产能自用，约20GW。 类比：金刚线与热场同属硅片耗材金刚线与热场同属硅片耗材，且均有短缺阶段全行业高盈利的状态，以金刚线的格局变化作为热场未来格局变化的参考以金刚线的格局变化作为热场未来格局变化的参考。 2017年，金刚线价格在170元/km，行业毛利率高达40%+，龙头美畅毛利率则在70%，同时各企业均大幅扩产；经历“531”后，金刚线过剩， 2019年，价格暴跌60%至60元/km，落后企业毛利率降至3%并逐步退出，而成本管控能力强的美畅、高测毛利率分别在55%、32%，二者市占率 从2017年的21%提升至2019年

7、的48%。 未来预判：21年1-7月仅金博、超码两家产能增幅就达到88%，大超行业50%左右的增速，预计预计23年前后碳碳热场将出现过剩年前后碳碳热场将出现过剩，但由于各企业 毛利率差异较大（金博60%+，中天火箭30%），因此即使价格下行，龙头企业依旧可以保持高盈利，价格战后市占率将快速提升即使价格下行，龙头企业依旧可以保持高盈利，价格战后市占率将快速提升。 4、投资建议：建议关注、投资建议：建议关注【金博股份金博股份】 、【天宜上佳天宜上佳】。 金博股份：公司核心竞争力来自技术研发，高管多为技术出身，研发费用率常年达高管多为技术出身，研发费用率常年达10%，研发人员薪酬较同业高，研发人员薪

8、酬较同业高50%+，保障工艺可保密并不，保障工艺可保密并不 断积累优势。通过自制预制体、快速沉积断积累优势。通过自制预制体、快速沉积&自制设备、单一天然气沉积路线三大优势，公司毛利率较中天火箭高了自制设备、单一天然气沉积路线三大优势，公司毛利率较中天火箭高了9pct+16pct+6pct=31pct。 自创立之初，公司通过持续研发，在新专利推出后，经过优化降本，先后进入了光伏热场与半导体热场领域，并凭碳陶刹车盘等专利开始进 入制动材料领域，目前公司已成为光伏碳碳热场龙头，半导体热场具有神工、有研等客户，后续将不断突破民用碳基复材的蓝海市场。目前公司已成为光伏碳碳热场龙头，半导体热场具有神工、有

9、研等客户，后续将不断突破民用碳基复材的蓝海市场。 天宜上佳：公司是粉末冶金闸片龙头供应商粉末冶金闸片龙头供应商，2017年向碳基复材方向拓展，技术带头人周绍建从事碳基复材研究与生产管理周绍建从事碳基复材研究与生产管理26年年，与航天研 究所、超码、中南大学等机构进行多次合作。目前公司碳陶刹车盘预计在年内完成实车考核碳陶刹车盘预计在年内完成实车考核，100t光伏热场产能已于8月投产。 风风险提示险提示：下游需求不及预期、行业政策变动；测算具有一定主观性，仅供参考；金博股份、天宜上佳新业务拓展是否顺利存在不确定性。下游需求不及预期、行业政策变动；测算具有一定主观性，仅供参考；金博股份、天宜上佳新业

10、务拓展是否顺利存在不确定性。 为什么说碳碳热场行业是优质赛道为什么说碳碳热场行业是优质赛道 原因原因1：替代石墨的高增速：替代石墨的高增速+耗材生意的持续性，耗材生意的持续性，5年年CAGR=35% 原因原因2：技术延展性强，可打造多个增长极：技术延展性强，可打造多个增长极 1 4 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 5 碳碳热场：光伏硅片耗材，辅助拉制硅棒碳碳热场：光伏硅片耗材，辅助拉制硅棒 资料来源：金博招股说明书，天风证券研究所 热场是用在硅片拉晶过程中的耗材，主要包括位于单晶炉内的坩埚、导流筒、保温筒、加热器等部件热场是用在硅片拉晶过程中的耗材，主要包括位于单晶炉内的坩埚、导流筒、

11、保温筒、加热器等部件。其中坩埚的作用是承载内 层的石英坩埚；导流筒的作用是阻止外部热量传导至内部，使硅棒生长的速率提升；保温筒的作用是阻止内部热量向外传导，构 建热场空间；加热器的作用是提供硅料熔化的热源。 为熔化硅料，需要周围温度达到1600以上，因此要求热场材料要有较好的耐热性能。同时，由于温度较高，各材料的寿命均有 限，使热场产品需要定期更换。 根据所用原材料及制备方法不同，热场可分为等静压石墨与碳碳热场两种，原材料分别是石墨、碳纤维热场可分为等静压石墨与碳碳热场两种，原材料分别是石墨、碳纤维。 图：单晶炉内热场部件图：单晶炉内热场部件图：热场各部件功能简介图：热场各部件功能简介 产品名

12、称产品部件样图产品用途主要衡量指标 坩埚承载承载石英坩埚，保持液面稳定。抗折强度 导流筒 引导气流，形成温度梯度形成温度梯度，提，提 高硅棒生长速率高硅棒生长速率。 导热系数、灰分 保温筒构建热场空间构建热场空间，隔热保温。导热系数 加热器提供热源提供热源，熔化硅料。电性能、导热系数 6 行业短期高增长：碳基复材替代石墨，渗透率从行业短期高增长：碳基复材替代石墨，渗透率从2010年的年的10%-提升至提升至2020年的年的50%+ 资料来源：金博招股说明书，天风证券研究所 2016年以前，等静压石墨产品是热场系统的主流配置年以前，等静压石墨产品是热场系统的主流配置，随着金博、超码等企业突破碳基

13、复材的低成本生产技术随着金博、超码等企业突破碳基复材的低成本生产技术，碳基复材已开始碳基复材已开始 替代等静压石墨产品，替代等静压石墨产品，其在光伏热场中渗透率从2010年的不足10%提升至2020年的50%以上，并且未来几年将加速完成替代（包括 新增硅片产能里碳碳渗透率提高、存量硅片产能中把石墨热场改造成碳碳热场），主要原因是：碳基复材热场性能好、硅片大尺 寸化使碳碳热场相对石墨热场的经济性提升。 图：等静压石墨与碳基复合材料热场产品占比情况图：等静压石墨与碳基复合材料热场产品占比情况 产品产品材料材料2001620202020 坩埚坩埚 碳基复合材料50%95% 等静

14、压石墨90%50%5% 导流筒导流筒 碳基复合材料10%60% 等静压石墨90%70%40% 保温筒保温筒 碳基复合材料10%55% 等静压石墨90%70%45% 加热器加热器 碳基复合材料1%3%99%97%95% 其他其他 碳基复合材料5%40% 等静压石墨95%80%60% 7 高增原因高增原因1：碳基复材热场抗折、隔热性能好，适应硅片环节发展趋势：碳基复材热场抗折、隔热性能好，适应硅片环节发展趋势 资料来源：金博招股说明书，天风证券研究所 碳基复材热场性能优于石墨热场，将成为未来的更优选择碳基复材热场性能优于石墨热场，将成为未来的更优选择： （1）碳基复材抗折强度可达150MPa以上，

15、远大于石墨的38-60MPa。随着拉棒单炉投料量从2016年的300kg提升至2020年的 1900kg，坩埚的尺寸也从2011年前后的16-20英寸提高到现在的32-36英寸，坩埚的承载强度要求更高，碳基复材更能胜任。 （2）碳基复材导热系数低至30W/(mK)以下，大幅低于石墨的80-140W/(mK)。这一特性使碳基复材导流筒更能加速硅棒生长， 保温筒能降低热量损失，进而降低单晶炉运行功率，节省电费。 图：碳基复材与等静压石墨热场的对比图：碳基复材与等静压石墨热场的对比 指标指标指标含义指标含义碳基复合材料碳基复合材料等静压石墨等静压石墨 原材料碳纤维石墨 制备方法 编织编织成产品形状的

16、预制 体沉积纯化得到碳 基复材产品 等静压、石墨化处 理机加工挖成挖成 产品形状 抗折强度 （MPa） 强度越高，能承载的重量越大， 安全性越高，使用寿命越长 15038-60 导热系数 （W/(mK)） 系数越低，越能够隔绝内外热 量传递 3080-140 灰分（ppm ） 灰分越小，表示产品纯度越高 （百万分之几的杂质浓度） 20012 13 行业长期延展性行业长期延展性1：预计：预计2025年半导体热场行业市场空间可达年半导体热场行业市场空间可达20亿亿+，其中国内市场近，其中国内市场近10亿元亿元 资料来源：前瞻产业研究院， Wind，天风证券研究所 与光伏热场类似，半导体热场也是与单

17、晶炉数量相关，为测算半导体热场空间，我们假设： 量：未来5年半导体出货量年增速5%，从2019年的1.34亿片/年增长至2025年的1.8亿片/年；每台单晶炉月产能保持在12万片/年， 产能利用率60%，则每台单晶炉每年可生产7.2万片，要达到2020、2025年全球半导体硅片出货量所需要的单晶炉数量分别为 1960台/2500台，其中25年国内企业产能对应单晶炉为1035台； 价：假设单台半导体单晶炉热场价格约90万元/年。 市场空间：2020年半导体单晶炉热场行业市场规模在年半导体单晶炉热场行业市场规模在17.6亿元左右亿元左右，预计2025年将达年将达22.5亿元，其中国内市场规模将达亿

18、元，其中国内市场规模将达9.3亿元亿元。 图：国内半导体硅片产能对应单晶炉（台）图：国内半导体硅片产能对应单晶炉（台）图：半导体热场市场空间测算图：半导体热场市场空间测算 半导体硅片出货量半导体硅片出货量201920202021E2022E2023E2024E2025E 出货量（亿片出货量（亿片/年）年）1.34 1.41 1.48 1.55 1.63 1.71 1.80 YOY5%5%5%5%5%5% 产能利用率产能利用率60% 单晶炉产能（万片单晶炉产能（万片/年）年）12 单晶炉年产量（万片单晶炉年产量（万片/台）台）7.2 单晶炉需求（台）单晶炉需求（台）1864 1959 2057

19、2159 2267 2381 2500 每套热场价格（万元）每套热场价格（万元）90 热场市场空间（亿元）热场市场空间（亿元）16.8 17.6 18.5 19.4 20.4 21.4 22.5 243 299 368 452 1035 0 200 400 600 800 1000 1200 20021E2025E 14 行业长期延展性行业长期延展性2：碳碳：碳碳/碳陶复材摩擦系数大，相较粉末冶金材料更适用于刹车制动领域碳陶复材摩擦系数大，相较粉末冶金材料更适用于刹车制动领域 从材料本身属性看，碳碳复合材料的突出特点是耐高温、导 热系数低、高温下摩擦系数稳定，碳陶复合材料

20、的突出特点 是耐高温、抗氧化、湿态摩擦系数稳定，二者均适合在摩擦 制动领域中使用。1990年代后，碳碳复材首先进入了民用领 域，主要用在高温结构部件、摩擦部件和热场部件，近年碳 陶的使用量也在增加，主要用于刹车片和热防护系统。 铸铁、粉末冶金材料是当前应用于汽车、高铁等交通工具的 主要制动材料，与铸铁相比，碳碳与碳陶复合材料的摩擦系 数是其3倍左右，密度是其1/4，磨损率仅为其1%，且在高温 下性能不会衰减，因此在刹车制动领域的性能更优。 图：碳碳与碳陶材料性能特点不同，应用场景也存在差异图：碳碳与碳陶材料性能特点不同，应用场景也存在差异 碳碳/ /碳复合材料碳复合材料碳碳/ /陶复合材料陶复

21、合材料 发展阶段 1、基础工艺研究阶段（1960s之前） 2、军用开发阶段（1960s-1990s） 3、民用开发阶段（1990s至今） 1、热防护材料研究（1980s之前） 2、制动摩擦材料研究（1990s之后） 应用场景航空航天、核工业等领域的高温结构部件和摩擦部件、热场部件汽车和高速列车用的刹车片、航天飞机用的热防护系统 制备方法化学气相沉积法（首选）、液相浸渍法先驱体转化法、化学气相沉积法、反应溶体浸渗法 性能特点热膨胀系数低、耐高温、耐腐蚀、摩擦系数稳定、导热导电性能好 高强度、高模量、高硬度、耐冲击、抗氧化、耐高温、耐酸碱、热膨胀系数小、 脆性小、功能较全 未来趋势 改进化学沉积法

22、的生产工艺，让制备技术向兼顾高性能和低成本的方 向发展 由于成本限制目前无法在晶硅制造热场应用中替代碳/碳复合材料，但是在摩擦 制动领域已具有一定的替代优势 材料体系材料体系摩擦系数摩擦系数湿态摩擦系数湿态摩擦系数磨损率磨损率密度密度 铸铁铸铁1111 粉末冶金材料粉末冶金材料23120.11/2 碳碳/碳复合材料碳复合材料23120.011/4 碳碳/陶复合材料陶复合材料34340.011/4 图：刹车材料性能对比（以铸铁性能作为基准）图：刹车材料性能对比（以铸铁性能作为基准） 资料来源：金博招股说明书，天风证券研究所 15 行业长期延展性行业长期延展性2：碳基复材将首先切入：碳基复材将首先

23、切入OEM市场，市场，2025年总市场空间在年总市场空间在2500亿元亿元+ 资料来源： 金麒麟招股说明书，京东商城，天风证券研究所 汽车刹车盘汽车刹车盘&刹车片市场可分为相对高端的刹车片市场可分为相对高端的OEM市场和价格敏感的市场和价格敏感的AM市场市场，在OEM市场上，企业为整车厂的制动系统总成商供 货，生产的产品规格、型号由客户指定，客户对产品、交货期要求高，而对价格敏感度低；在AM市场上，企业与经销商合作，按 经销商需求进行排产，这一市场对价格敏感度较高。 碳基复材虽产品性能优异，但成本高碳基复材虽产品性能优异，但成本高，未来将先进入高端未来将先进入高端OEM市场。市场。目前碳碳刹车

24、片样品价格在6000元/套，普通刹车片价格在 200元/套，因此未来碳基复材将先进入OEM市场，主要竞争对手是美国辉门、日本日清纺、美国天合、德国泰明顿等海外企业。 对刹车盘&刹车片的市场空间进行测算：假设2025年全球汽车产量达10000万辆，其中新能源汽车2000万辆，参考博世低金属刹车 片和泰明顿高碳刹车盘的产品价格，每辆车上分别需要800、2000元左右，则预计预计2025年刹车盘年刹车盘&刹车片的刹车片的OEM市场空间可达市场空间可达 2500亿以上。亿以上。 由于新能源汽车的重量约为传统燃油车的2倍，对刹车性能的要求更高，因此预计碳基复材产品在新能源汽车上将有更高的渗透率。 假设2

25、025年碳基复材刹车件在传统车、新能源车上的渗透率分别在1%、5%，则其市场空间将分别在22、28亿元，合计50亿元。 图：汽车制动行业各市场分层明显，碳基复材更适合重产品轻价格的图：汽车制动行业各市场分层明显，碳基复材更适合重产品轻价格的OEM市场市场 市场类型市场类型 市场特征市场特征 产品产品 要求要求 进入进入 难度难度 竞争竞争 要素要素 主要参与者主要参与者 OEM（供供 车企）车企） 主要由国际大型企业 垄断，在制造技术、 产品质量、交货期方 面要求严格。 高难 产品、 交货 期 美国辉门公司、日本日清纺株 式会社、美国天合汽车集团和 德国泰明顿摩擦材料集团 AM（零部（零部 件

26、更换）件更换） 主要通过经销商进行 销售，以价格为主要 竞争手段。 一般容易 价格、 产品 德国博世集团、美国天合汽车 集团、德国泰明顿摩擦材料集 团、东营信义汽车配件有限公 司、金麒麟、隆基机械以及当 地制动部件企业等 图：图：2025年全球刹车片年全球刹车片&刹车盘市场空间测算刹车盘市场空间测算 2025E新能源车新能源车 2025E传统车传统车 全球汽车年产量（亿辆）全球汽车年产量（亿辆）0.20.8 刹车片价格（元刹车片价格（元/辆）辆）800800 刹车盘价格（元刹车盘价格（元/辆）辆）20002000 刹车片市场空间（亿元）刹车片市场空间（亿元）160.0640.0 刹车盘市场空间

27、（亿元）刹车盘市场空间（亿元）400.01600.0 刹车盘刹车盘&刹车片市场空间合计（亿元）刹车片市场空间合计（亿元）560.02240.0 预计渗透率预计渗透率5%1% 预计刹车盘预计刹车盘&刹车片市场空间（亿元）刹车片市场空间（亿元）28.022.4 竞争优势来自成本，降本主要通过缩短致密周期竞争优势来自成本，降本主要通过缩短致密周期 原因原因1：在硅片成本中占比高，不同企业产品差异小，主要比拼成本：在硅片成本中占比高，不同企业产品差异小，主要比拼成本 原因原因2：制造费用占比：制造费用占比50%+，主要靠缩短致密周期降本；直接材料占，主要靠缩短致密周期降本；直接材料占 比比35%，主要

28、靠自制预制体降本，但自制技术壁垒高，主要靠自制预制体降本，但自制技术壁垒高 2 16 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 17 原因原因1：碳碳热场在硅片非硅成本中占近：碳碳热场在硅片非硅成本中占近20%，且产品差异不大，成本是主要竞争要素，且产品差异不大，成本是主要竞争要素 资料来源： 中天火箭招股说明书，Wind，天风证券研究所 由于碳碳热场在硅片非硅成本中占比较高，达由于碳碳热场在硅片非硅成本中占比较高，达18%，且各企业产品差异不大，因此这一行业的主要竞争要素为成本。，且各企业产品差异不大，因此这一行业的主要竞争要素为成本。 据2020年数据测算，M6硅片价格在2.6元/片，毛利率

29、30%左右，按6.1W/片折算，对应硅片生产成本在0.26元/W。而每台单晶炉 每年对应的碳碳热场需求为30万元，假设每GW硅片需要80台单晶炉，则单W硅片的热场成本在0.024元，在硅片生产成本中占 9%，在非硅成本中占比18%，相对较高。 而不同企业所生产的碳碳热场差异不大，如金博与中天火箭的产品抗折强度均在150MPa以上，灰分均在200ppm以下。 图：不同公司所产碳碳热场性能差异不大图：不同公司所产碳碳热场性能差异不大图：硅片成本构成图：硅片成本构成 硅料 51% 拉晶设备 4% 热场 9%石英坩埚 1% 拉棒电费 7% 切片设备 1% 金刚线 4% 人工 5% 冷却液 9% 氩气

30、5% 其他 4% 项目项目中天火箭中天火箭金博股份金博股份 适用行业标准适用行业标准 单晶炉用炭/炭复合材料坩埚 行业标准（YS/T792-2012） 单晶炉用炭/炭复合材料坩埚 行业标准（YS/T792-2012） 应用设备应用设备单晶直拉炉单晶拉制炉 坩埚坩埚抗弯强度Mpa 导流筒导流筒 导热系数 （W/（m K） 20-3010 灰分（ppm）一级200 一级200，二级100，三级 30 保温筒保温筒 导热系数 （W/（m K） 20-3010 18 原因原因2：成本中制造费用占比：成本中制造费用占比54%，技术是主要降低手段，技术是主要降低手段 资料来源： 中天火

31、箭招股说明书，金博股份招股说明书，天风证券研究所 从碳碳热场的成本构成来看，制造费用占比高达从碳碳热场的成本构成来看，制造费用占比高达54%，主要包 括反应辅材、电力、折旧等。2019年龙头公司金博制造费用仅 179元/kg，远低于同业的337元/kg，差异明显。 在制造费用中，折旧是最大的部分，占比约60%，龙头公司与其 他公司的主要差异来自折旧，降低折旧的方式是提高单位时间降低折旧的方式是提高单位时间 设备产出、自主研发与生产设备，而这些主要依托各公司的技设备产出、自主研发与生产设备，而这些主要依托各公司的技 术研发实力术研发实力。 电力在制造费用中占比16%（不同工艺有所差别），主要降低

32、方 式是在低电价地区建厂。 图：金博的制造费用远低于中天火箭（元图：金博的制造费用远低于中天火箭（元/kg）图：碳碳热场成本构成图：碳碳热场成本构成 直接材料（元 /kg） 223 35% 直接人工（元 /kg） 72 11% 制造费用（元 /kg） 337 54% 99 53 16 70 64 215 0 50 100 150 200 250 300 350 400 金博中天火箭 电力辅材折旧与其他 图：制造费用中折旧占比约图：制造费用中折旧占比约60% 电力 53 16%丙烯 24 7% 树脂 41 12% 液氮 4 1% 折旧与其他 215 64% 19 技术技术1：定制预制体、调节温度

33、与气流、降杂与添加催化剂，可将致密周期缩短：定制预制体、调节温度与气流、降杂与添加催化剂，可将致密周期缩短50%+ 资料来源：金博招股说明书，中天火箭招股说明书，爱企查，变密度预制体对C_C复合材料CVI工艺的影响_张洁，天风证券研究所 提高单位时间产出方面提高单位时间产出方面，主要可通过以下三种方式： 首先，通过调整预制体各位置的密度与孔隙大小，可使不同的热 场部件具有不同的强度、导热系数，缩短沉积周期； 其次，通过调节温度与气流，使天然气的扩散运动匹配其热解反 应的速度，从而在特定位置按照从内层孔隙到外层孔隙的顺序实 现沉积，减少闭孔现象； 最后，通过降低杂质气体密度（抽真空、单一碳源等）

34、、添加催 化剂加速天然气热解反应。 经上述改进，金博的致密周期仅300h以内，低于同业的一半。 图：预制体密度可调，孔隙大小也不一样，从而对沉积周期产生影响图：预制体密度可调，孔隙大小也不一样，从而对沉积周期产生影响图：行业内不同公司致密周期不同（图：行业内不同公司致密周期不同（h） 图：金博自制的沉积炉中设有热电偶，方便对反应温度进行控制图：金博自制的沉积炉中设有热电偶，方便对反应温度进行控制 900 600 300 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 主流水平行业优秀水平金博股份 20 技术技术2：自研沉积设备：自研沉积设备&自制高温炉，叠

35、加快速沉积技术，可提升毛利率自制高温炉，叠加快速沉积技术，可提升毛利率16pct 资料来源：金博招股说明书，中天火箭招股说明书，天风证券研究所 自主研发、生产设备方面自主研发、生产设备方面，由于碳基复材的生产技术含量较高，没有现成的设备可用，也很难从国外引进，大部分是企业根据 自身的生产需求设计，多数生产企业使用的设备是高耗能、低产出的设备，而技术、研发实力强的金博自研了沉积设备，并自 制了真空度良好的高温炉，不仅降低了设备初始投资，还提高了沉积、高温处理效率。 正是得益于自研沉积设备并自制高温炉，以及前述快速沉积技术，使金博的折旧与其他成本仅64元/kg，相较同业的215元/kg 优势明显，

36、可提升毛利率16pct。 图：设备图：设备&工艺差异可导致工艺差异可导致16pct的毛利率差距的毛利率差距 223 223 215 64 312 462 33% 49% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 设备折旧优化前设备折旧优化后 直接材料（元/kg）直接人工（元/kg）电力（元/kg） 辅材（元/kg）折旧与其他（元/kg）毛利（元/kg） 毛利率 21 原因原因2：直接材料占比：直接材料占比35%，自制可带来，自制可带来9pct+的毛利率提升，但制备预制体技术壁垒高的毛利率提升，但制

37、备预制体技术壁垒高 资料来源： 金博招股说明书，中天火箭招股说明书，天风证券研究所 在材料成本中在材料成本中，碳纤维预制体是最大的部分，占比达碳纤维预制体是最大的部分，占比达80%+， 据中天火箭招股书，其外购预制体的价格为351元/kg，而金 博自制成本是191元/kg，按每kg碳碳材料消耗0.51kg预制体 来计算，自制预制体可降低成本约82元/kg，对应毛利率提 升约9pct。 预制体的制备技术壁垒较高预制体的制备技术壁垒较高，且主要用在航空航天领域，国 外对这一技术进行封锁，目前国内具有预制体制备技术的除 科研院所、航空航天单位外，主要有金博股份、江苏天鸟与 龙头。 图：自制预制体可带

38、来图：自制预制体可带来9pct的毛利率提升的毛利率提升图：碳纤维预制体在热场材料中占比高达图：碳纤维预制体在热场材料中占比高达80%+ （元（元/kg） 预制体 180 81% 其他材料 43 19% 180 98 451 451 312 394 33% 42% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 外购预制体自制预制体 碳碳材料成本（元/kg）预制体成本（元/kg） 毛利（元/kg）毛利率 36% 48% 52% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 2

39、01820192020 图：碳纤维预制体业务毛利率可达图：碳纤维预制体业务毛利率可达50%左右左右 成本决定竞争格局成本决定竞争格局 当前碳碳热场厂商扩产较多，预计当前碳碳热场厂商扩产较多，预计23年前后将产能过剩，但具有成本年前后将产能过剩，但具有成本 优势的龙头可在价格战时保持高盈利，价格战后市占率迅速提升优势的龙头可在价格战时保持高盈利，价格战后市占率迅速提升 3 22 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 23 现状：金博市占率现状：金博市占率30%、毛利率、毛利率60%；超码市占率约；超码市占率约17%、毛利率、毛利率30%；隆基主要自用；隆基主要自用 资料来源：Wind，金博招股

40、说明书，隆基股份环评书，天风证券研究所 目前制作碳基复材热场的国内上市公司有金博股份、中天火箭以及隆基股份： 金博金博是行业龙头，客户至少涵盖了行业前六家硅片厂，2018年坩埚市占率达年坩埚市占率达33%，2020年热场销量达年热场销量达448吨。吨。得益于碳纤维预制 体自制+定向气流快速化学气相沉积技术+沉积与高温炉自制三大优势，金博的毛利率保持在60%+的高位，遥遥领先于同业的30% 左右。 中天火箭子公司西安超码中天火箭子公司西安超码，客户至少涵盖了行业前四家硅片厂，原来主要面向航天场景，产品强度、密度要求较高，因此用同种 技术制备光伏产品时，产品密度高于同业，但生产成本更高，产品密度高

41、于同业，但生产成本更高，2020年公司热场销量年公司热场销量265吨，测算市占率约吨，测算市占率约17%。 隆基隆基2019年突破了碳纤维预制体自制技术，但目前制备成本仍较高，主要为保障内部供应稳定，规划年产能为20GW（约占其总 产能的20%）。 图：碳碳热场行业中的主要公司情况图：碳碳热场行业中的主要公司情况 金博股份金博股份中天火箭中天火箭隆基股份隆基股份 客户客户 隆基、中环、晶科、晶澳、上机、京 运通等 隆基、中环、晶科、晶澳等自用 2020年年产能（吨）产能（吨）481.6200.020GW 2020年年销量（吨）销量（吨）448.0265.0- 收入（亿元）收入（亿元）4.22.

42、4- 降本措施降本措施 预制体自制+单一碳源快速化学气相 沉积技术+自制自研沉积、高温炉 天然气化学气相沉积（需氮气+氩气辅助） 预制体自制+布局在低电价地区+ 天然气化学气相沉积（需氮气+ 氩气辅助） 毛利率毛利率63%32%- 24 类比：金刚线行业产能过剩致盈利下降，但行业龙头保持高盈利并提高了市占率类比：金刚线行业产能过剩致盈利下降，但行业龙头保持高盈利并提高了市占率 资料来源：Wind，天风证券研究所 复盘同为硅片耗材的金刚线盈利、格局变化趋势复盘同为硅片耗材的金刚线盈利、格局变化趋势，可对后续热场 行业格局变化提供参考。 2017-2018年上半年，金刚线渗透率快速提升，对金刚线的

43、需求 也大幅增加，多个企业大幅扩张产能，如美畅、高测产能分别从 2016年的130、11km大幅扩张至2018年的2136、280km，行业毛 利率均处在40%+的高位，美畅则在70%。 但是“531”后国内需求受到较大影响，供需关系反转，金刚线价 格从2017年的170元/km暴跌60%+至2019年的60元/km，部分企业 毛利率下探至个位数，并开始退出这一行业，而具有成本优势的 美畅、高测等企业的市占率则快速从21%提升至49%。 图：金刚线行业毛利率自图：金刚线行业毛利率自2017年后呈下行趋势年后呈下行趋势 图：金刚线价格图：金刚线价格2018年暴跌年暴跌60%，同时，同时CR2提升

44、提升30pct 图：图：2017年金刚线企业大幅度扩产（年金刚线企业大幅度扩产（km） 130 846 2136 2339 3500 11 77 280 539 46 95 146 235 643 78 196 240 481 552 60 260 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 200192020 美畅股份高测股份三超新材岱勒新材东尼电子 70% 71% 64% 55% 59% 47% 56% 34% 3% 7% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 200192020 美畅股

45、份高测股份三超新材岱勒新材东尼电子 154.82 173.62 161.74165.32171.41 120.21 86.3 66.7365.08 59.6361.4658.62 47.64 21%21%21%21% 49%49%49%49% 48%48%48%48% 51% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 25 未来：随行业产能过剩，热场价格将下行，但头部企业仍可保持高盈利且市占率提升未来：随行业产能过剩，热场价格将下行，但头部企业仍可保持高盈利且市占率提升 资料来源：光伏见闻，Wind，天风证

46、券研究所 与金刚线2017年格局类似，当前碳碳热场处于供不应求状态，行业盈利均较高，但2021年1-7月仅金博、超码两家产能增幅就 达到88%，分别从50、35台沉积炉增长至60、100台沉积炉，再加上各类中小企业以及正进入热场行业的原军工企业，预计行业 总产能将在2023年前后出现过剩并引发价格战。 但由于热场行业不同企业的毛利率差距较大，龙头金博毛利率常年保持60%+，而中天火箭仅30%左右，因此即使价格快速下行，即使价格快速下行， 预计龙头依旧可保持较高盈利水平，价格战后成本较高的公司将逐步出局，此后行业格局将快速集中到龙头。预计龙头依旧可保持较高盈利水平，价格战后成本较高的公司将逐步出

47、局，此后行业格局将快速集中到龙头。 图：碳碳热场企业间毛利率差距较大图：碳碳热场企业间毛利率差距较大图：图：2021年碳基复合材料企业大幅度扩产年碳基复合材料企业大幅度扩产 当前沉积炉当前沉积炉 （台）（台） 当前月产能当前月产能 （套）（套） 其中其中21年新上年新上 沉积炉（台）沉积炉（台） 扩产时间扩产时间 金博金博21年6月 超码超码60800252021年7月 美兰德美兰德25500 凯泊凯泊1430022021年5月 65% 69% 62% 63% 31% 32% 33% 32% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 20172

48、01820192020 金博股份中天火箭 投资建议投资建议 建议关注建议关注【金博股份金博股份】、【天宜上佳天宜上佳】 4 26 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 27 金博股份：技术积淀深厚，研发人员待遇好，得以持续积累工艺优势金博股份：技术积淀深厚，研发人员待遇好，得以持续积累工艺优势 资料来源：Wind，金博招股说明书，天风证券研究所 公司作为行业龙头，领先优势的主要来源是技术。公司作为行业龙头，领先优势的主要来源是技术。 目前公司高管大多具有专业技术背景，重视技术研发，研发费用 率常年在10%左右，持续高于可比公司，2020年公司研发投入0.35 亿元，同增20%，研发人员薪酬较

49、同业高出50%，且2020年上市后 2次对核心技术人员进行股权激励，并设有员工持股平台，保障了 技术人员的稳定性，进而得以持续积累工艺优势。 图：公司管理层多为专业出身图：公司管理层多为专业出身图：公司研发费用率高于同业图：公司研发费用率高于同业 姓名姓名现任职务现任职务学历学历 出生出生 年份年份 任职经历任职经历 廖寄 乔 董事长/首 席科学家 博士1970 曾任职于中南大学粉末冶金研究院中南大学粉末冶金研究院、金硅科技。 2005年6月至今，任职于博云高科、金博 王冰 泉 总经理硕士1980 曾任职于上海贝尔阿尔卡特股份有限公司、无锡无锡 尚德尚德太阳能电力有限公司。2011年3月加入金

50、博 王跃 军 副总经理硕士1969 曾任职于湖南直田量具机械厂、宁乡城南机床配 件厂、长沙新型机床配件厂机床配件厂。2005年加入金博 李军总工程师硕士1981 曾任职于昆明钢铁集团昆明钢铁集团有限责任公司。2010年9 月加入金博 周子 嫄 财务总监本科1970 曾任职于湖南益阳齿轮股份有限公司、湖南益阳 螺旋伞齿轮制造有限公司、益阳圆锥齿轮制造齿轮制造有 限公司。2005年加入金博 童宇 董事会秘 书 本科1986 曾任职于广州南沙海港集装箱码头有限公司。 2010年3月加入金博 16% 12% 8% 6% 5% 6% 7% 3% 0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14% 16