金博股份研究报告光伏助力景气热场材料隐形冠军

金博股份研究报告-光伏助力景气热场材料隐形冠军公司简介：热场系统材料小巨人公司从事先进碳基复合材料及产品的研发、生产和销售，现阶段聚焦于碳/碳复合材料

及产品，主要应用于光伏行业的晶硅制造热场。公司主要客户包括隆基股份、中环股

份、晶科能源、晶澳科技等公司。从生产流程来看，先进碳基复合材料是指以碳纤维为增强体，以碳或碳化硅等为基体，

以化学气相沉积或液相浸渍等工艺形成的复合材料，主要包括碳/碳复合材料产品（碳

纤维增强基体碳）、碳/陶复合材料产品（碳纤维增强碳化硅）等。行业需求：光伏景气β与产品渗透α的共振光伏装机加速，行业需求长景气β确定根据国家发展改革委能源研究所发布《中国

2050

年光伏发展展望（2019）》，2025

年

前光伏发电将成为最经济新增发电技术之一。在光伏电站投资下降、技术进步带动系

统效率提升和光衰降低等驱动下，光伏发电成本也快速下降。到

2025

年，光伏当年新

增装机度电成本预计将低于

0.3

元/kWh，在所有发电技术新增装机中度电成本处于较

低水平。大力发展清洁能源成为全球共识，“十四五”光伏装机加速度。2020

年我国光伏新增

装机规模

48.2GW，同比增长约

60%，累计装机规模已达

253GW。2021

年前

3

季度

来看，全国光伏新增装机

2555.6

万千瓦（含

915

万千瓦集中电站、1640.6

万千瓦分

布式光伏）。中国光伏行业协会预测，2021

年全球光伏年均新增装机

150-170GW，我

国

2021

年新增规模在

55-65GW，“十四五”我国年均光伏新增规模

70-90GW。从硅棒产量来看，2020

年全球多晶硅产量

52.1

万吨，同比增长

2.56%，国内多晶硅

产量

39.6

万吨，同比增长

15.8%。随着光伏行业市场空间快速释放，2020

年以来，主导企业隆基股份、中环股份、晶澳

科技、京运通、晶科能源、通威股份、上机数控、包头美科、青海高景等均进行产能

扩建，以适应不断增长的市场需求。单晶硅未来市场份额高于多晶硅，且趋势仍在延续随着光伏市场不断发展，高效电池将成为市场主导，单晶硅电池市场份额逐步增大，

预计当前多晶份额不到

20%，未来单晶硅电池有望全面取代多晶硅电池。单晶硅电池转换效率高于多晶硅电池。在《光伏制造行业规范条件》和“领跑者”计

划推动下，各种晶硅电池生产技术进步迅速，转换效率逐步提升。基于晶体结构差异，

单晶硅电池较多晶硅电池，具有更高转换效率，市场份额逐步提高。中长期来看，半导体行业发展迅速，对先进碳基复合材料的需求带来增量。半导体制

造材料主要包括硅片、电子气体、光掩模、光刻胶配套化学品等。硅是目前最重要半

导体材料，全球

95%以上半导体芯片和器件是用硅片作为基底功能材料而生产出来，

通过对芯层进行光刻、离子注入等手段，可以制成集成电路和各种半导体器件。半导体材料是半导体行业的重要上游行业，全球生产重心向中国转移。2020

年全球半

导体材料市场规模约占全球半导体产业总规模的

12.77%。根据

MaximizeMarketResearch数据，2019

年全球半导体材料显著向中国台湾地区、韩国、中国大陆转移，

市场份额呈现阶梯式上升。中国台湾地区从

18.1%上升至

21.75%，韩国从

13.1%上

升至

16.94%，中国大陆从

6.4%上升至

16.67%，上升最为显著，而日本、北美、欧

洲等地区市场份额显著下降。与光伏行业相比，半导体行业对于单晶硅的纯度要求更高，一般须达到

99.9999999%

及以上。因此单晶硅生长环节为硅片生产的关键环节。用于半导体单晶硅制备的单晶

硅生长炉也需满足高纯硅生长的性能标准。硅片大型化已成为当前发展的主流趋势。

我国硅片需求量巨大，行业发展前景良好。目前国内仅对

8

英寸及以下的硅晶圆制造

技术有所掌握，8

英寸以上硅晶圆的自给率较低，严重依赖进口的局面亟需改变。光伏硅单晶制造工艺是由半导体硅单晶演变而来的，两者在设备、工艺、热场系统方

面框架一致，主要差异体现在硅单晶产品的纯度和对热场材料纯度要求不一样。热场

系统作为晶体生产的关键部件，其品质与设计直接影响晶体品质，半导体晶硅制造企

业对于新型热场系统产品的应用较为谨慎，验证周期较长。未来，如果半导体领域热

场材料市场空间逐步铺开，公司有望取得新的市场开拓点。性能优于石墨材料，渗透率仍在提升目前热场材料主要是静态石墨材料和碳/碳复合材料两种。碳/碳复合材料是碳纤维增强

碳基体的一类复合材料，其特点是断裂韧性较高，同时具备良好的耐腐蚀性、耐摩擦

性。光伏用的碳/碳热场材料产品经过

1800℃-2000℃的高温热处理，具备良好的耐热

冲击性，与石墨相比，性能更优异、寿命更长、综合性价比更高，目前已经被广泛应

用于光伏晶体生长设备中。此外，碳/碳复合材料具有结构可设计性。通过预制体结构设计和致密化工艺可以制备

不同尺寸和形状的碳/碳热场材料制品。而石墨需要先制备实心坯料，再进行机械加工

后形成最终产品。因此，碳/碳复合材料相对于石墨而言，无余料浪费，优势较明显；

同时，碳/碳复合材料具有功能可设计性，通过制备高、中、低不同密度碳/碳热场材料

制品，用以匹配晶体硅生长加热、隔热、承载等不同功能需求，该特性可以有效降低

单晶硅生产能源消耗，直拉单晶炉采用碳/碳复合材料作为隔热屏，可比采用石墨材料

节省

20%-25%电能。下游大尺寸的升级，碳基复合材料优势再显现。公司先进碳基复合材料及产品的主要

应用场景为晶硅制造热场系统，主要包括单晶拉制炉热场系统、多晶铸锭炉热场系统

及部件。在光伏行业及半导体行业，由于技术发展及产品的快速迭代，硅片向高纯度、

大尺寸发展也是其最基本的趋势，同时也对大尺寸硅片制备设备提出了更高要求。因

此，高温热场系统应用中，先进碳基复合材料产品向高纯度、大尺寸方向发展是必然

趋势。这一变化过程中，碳基材料相较传统石墨材料性能优势再次得到体现。竞争格局：技术、品质较量，国内龙头异军突起国产替代加速，内资龙头崛起目前，国内外制备方法主要为等温化学气相沉积法和液相浸渍法，均存在成本过高的

问题。目前国内外大尺寸批量制备碳基复合材料工艺的最高水平为

300

小时以内，主

流水平为约

800-1000

小时，部分优秀企业可以做到约

600

小时。过长的致密化周期

增大了