杏彩体育:国产替代可期碳碳复合材料景气向上

　　随着各行业技术不断突破，在基体中嵌入增强剂组成的复合材料广泛应用于各种领域。碳/碳复合材料作为一种具有低密度、高强度、高比模量、高导热性、低膨胀系数、摩擦性能好的材料，被广泛应用于各领域。随着国内技术不断攻克难关，及全球碳中和政策和新能源的趋动，碳/碳复合材料需求将持续增长。

　　碳/碳复合材料（碳/碳复材）是由增强碳纤维，经过多次浸渍和热解生成的碳或石墨基体组成，具有优异的耐热冲击性，低热膨胀系数，高弹性模量，高导热系数和耐冲击性，低密度，高强度，低摩擦系数（纤维方向），非氧化气氛下的耐热性，高耐磨性，高导电性，非脆性失效，高断裂韧性。它在整个温度范围内保持良好的摩擦性能，磨损低。然而受其特性影响，它的使用受到两个主要因素的限制：高成本和易氧化。综合来看，碳/碳复合材料依旧凭借其优异的性能是交通、能源等多个领域的关键材料。

　　碳碳复合材料产业链涵盖上游碳纤维制造、碳纤维中间体（预浸料）制造、中游碳纤维复合材料制品制造、和下游复合材料制品应用环节。碳碳复合材料根据其特性，其下游复合材料制品应用主要以制动器、热场材料和储氢瓶等为主，涵盖交通、航空航天、锂能、氢能、光伏、半导体等领域。

　　碳/碳复合材料由于其在全温度内保持良好的摩擦性能，磨损低等特点，是目前理想的制动器材料。以碳/碳复合材料为主制成的碳陶刹车盘目前广泛应用于乘用车和航空航天业。作为热场材料，相比传统的石墨材料，碳/碳复合材料具有更低的性价比和更高的安全性，有望替代石墨成为锂能和光伏领域的核心热场材料。同时，随着氢能行业储氢瓶的技术突破和需求增长，碳/碳复合材料有望作为IV型储氢瓶主要材料，从而进一步拓宽下游应用。碳/碳复合材料行业的增长取决于碳纤维预制体与碳纤维预浸料的供应。

　　碳碳复材制造企业的增长主要归因于我国航空航天工业持续发展壮大，成为全球第二大航空运输市场。随着国家重大工程及新一代航天飞行器轻量化、高性能等技术的发展，相应碳纤维复合材料需求随之增长。光伏及半导体行业景气度的上行带动国内晶硅产能呈现爆发式增长，碳/碳复合热场材料作为晶硅炉的重要消耗材料，需要根据使用频率进行更换，带动了热场预制体需求量的上涨。主要复合材料制品企业在各领域受政策、市场格局等影响面临不同竞争压力。

　　热场材料热场是用在硅片拉晶等过程中的耗材，主要包括位于坩埚、导流筒、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，石英坩埚中放臵熔融硅料；导流筒的作用是引导气流，并阻止外部热量传导至内部；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。由于光伏领域和半导体领域逐渐向大尺寸转变，碳/碳复材由于性价比高、安全性强等特点，替代石墨作为热场材料已成趋势。

　　碳/碳材料负极热场主要业务是锂电池负极材料用碳粉制备，锂电池负极材料碳粉制备通常需要高强度、低成本碳/碳复合材料，包括碳/碳复合材料坩埚、碳/碳复合材料结构件和碳/碳复合材料功能件等各种热场零部件。锂能热场材料与光伏热场材料协同，企业可在两领域共同发展。

　　光伏/半导体材料制备：碳/碳复合材料是由碳纤维及其织物增强碳基体所形成的高性能复合材料，与传统石墨产品比较具有以下突出优点：1）性价比高，产品使用寿命长，减少更换部件的次数，从而提高设备的利用率，减少维护成本；2）可以做得更薄，从而可以利用现有设备生产直径更大的单晶产品，节约新设备投资费用；3）安全性高，在反复高温热震下不易产生裂纹；4）可设计性强，大型石墨材料成型困难，而先进碳基复合材料可以实现近净成型，在大直径单晶炉热场系统领域具有明显的优势。

　　光伏单晶制造工艺是由半导体硅单晶演变而来，两者在设备、工艺、热场系统方面框架一致。相较于光伏热场材料，半导体热场材料对灰分要求更高。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。半导体热场材料仍以高纯等静压石墨产品为主，国产化程度低。

　　全球新能源汽车市场的高速发展，使得2021-2022年国内中高端负极材料供给严重不足，为满足下游中高端动力锂电的市场需求，跟上下游头部动力锂电厂商的产能扩张步伐，主流负极材料厂商纷纷扩建产能。同时，硅片转型大尺寸进程加快，据贺利氏光伏统计，21年下半年大尺寸渗透率已达54%，预计22年小尺寸热场需求持续降低。随着各热场材料企业2021-2022年扩充产能的逐渐释放，2023年热场材料市场或将从严重供给不足的情况转向供给平衡甚至产能过剩。据统计，2022年末金博、超码、美兰德、天宜上佳等公司名义产能就将合计超过6000吨，2023年楚江新材、石金科技新产能投放后，头部公司产能将合计超过9000吨。面对短期内集中释放的产能，企业的竞争力在于是否能降低生产成本，从而在整体供给端产能可能过剩的背景下保证企业利润和市占率。热场材料的生产将呈现大宗化、新技术产业化的发展趋势。

　　中国政策大力支持：锂能领域、光伏领域和半导体领域均是国家重点规划发展的领域。2023年6月，国务院常务会议研究促进新能源汽车产业高质量发展的政策措施。“十四五”制造业系列规划和《关于推动能源电子产业发展的指导意见》指出，工信部和国家市场监督管理总局将做好锂电子电池产业链供应链协同稳定发展工作，加强供需对接，保障产业链供应链稳定。

　　2013年国务院出台光伏产业扶持政策：扩大光伏发电应用的同时，控制光伏制造总产能，加快淘汰落后产能，着力推进产业结构调整和技术进步。统筹考虑国内外市场需求、产业供需平衡、上下游协调等因素，采取综合措施解决产业发展面临的突出问题。发挥市场机制在推动光伏产业结构调整、优胜劣汰、优化布局以及开发利用方面的基础性作用。

　　半导体方面，“十四五”数字经济发展规划，规划指出，要加快推动数字产业化，增强关键技术创新能力，提升核心产业竞争力，并致力于解决关键领域卡脖子问题。对关键设备和材料进行专项支持动作，出台相关鼓励政策大力支持发展第三代半导体。

　　受益于国家能源政策支持和行业技术进步，2022年我国新能源汽车市场规模全球领先。根据国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》，到2035年纯电动汽车成为新销售车辆的主流，新能源汽车核心技术将达到国际领先水平。需求端客户逐渐加大电动车认可度，并且2023年以后电动车经济性优势开始显现，彼时凭借经济性和出色的产品力将催生电动车需求爆发。

　　随着个人可支配收入增加，以及年轻消费群体将智能穿戴设备等列入生活方式中，消费锂电池需求持续增长。以智能手环、手表、TWS耳机为代表的可穿戴设备在2018年开始迎来了爆发增长，到2019年出货量达到3.4亿部，同比增长89%，2022年第四季度全球可穿戴设备出货量同比下降18.9%，降至约1.4亿台。在严峻的宏观经济形势下，2022年的整体出货量仍达到了4.9亿台，远高于2020年和2019年的水平。

　　半导体国产化趋势下，加速半导体热场国产化进程。2020年上半年以来，全球“缺芯潮”爆发，在汽车、消费电子等行业引发了一系列连锁反应，中国高端芯片供应端面临巨大压力。针对这种状况，国家大力鼓励半导体行业发展，进一步健全半导体产业链。中国半导体销售额不断提升，从2015年850.9亿美元提升至2021年1892.7亿美元；占全球比例也持续提高，从2015年3.7%提升至2021年34.7%。中国半导体制造增长强劲，根据SEMI统计，中国连续两年位列全球半导体设备销售额第一名，2021年同比增速58%，随着半导体国产化率的不断提升，有望带动半导体热场材料的国产化率加速提升。

　　与此同时，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年复合增速预计达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。