根本性邏輯在于新一代熱場材料對老一代熱場材料的替代?;赝麣v史,在2005 年之前,由于特種石墨作為材料的成熟度較高,被廣泛運用于包括光伏晶硅熱場等多個領域;2011 年,在日本福島大地震影響,進口特種石墨供應緊張,已進入探索期數年的碳基復合材料得到了批量應用機會窗口,在多個下游應用領域開始拓展,疊加歐美雙反政策對光伏產業(yè)的影響,在降本增效的訴求之下,光伏晶硅熱場部分部件開始采用在性能方面更具有優(yōu)勢的碳碳熱場材料。
總結來說,作為新一代熱場材料,碳碳熱場相較于等靜壓石墨熱場盡管采購時的單位成本較高(針對26 英寸及26 英寸以下熱場),但具有多方面性能優(yōu)勢,主要體現在1)碳碳熱場材料的強度更高,產品壽命較長,減少更換率和維護成本;2)碳碳熱場材料的導熱系數更低,保溫性能更好;3)安全性高,在反復高溫熱震下不易產生裂紋等,因此,碳/碳復合材料在光伏晶硅熱場中持續(xù)發(fā)展的根本性邏輯在于新一代熱場材料由于新能源優(yōu)越性對于老一代熱場材料的替代。
新一輪大尺寸硅片擴產潮顯著加速這一進程。由于1)可設計性強,大型石墨材料成型困難,而碳基復合材料可以實現近凈成形,在大直徑單晶爐熱場系統領域具有明顯的性能優(yōu)勢;2)等靜壓石墨相較于碳/碳復合材料更具脆性,在大尺寸投料量增加的前提下需要加厚處理,材料耗費量更多等方面的原因,無論從性能還是從綜合成本考慮,等靜壓石墨已經不能適應熱場系統向大型化發(fā)展的趨勢,相反碳/碳大尺寸熱場部件產品對單晶硅棒的直徑大型化發(fā)展起到了支撐作用,并大幅度提高了拉晶熱場系統安全性,提升了拉晶速率,因此在光伏晶硅熱場系統中呈現出尺寸越大,碳/碳復合材料滲透率加速提升的趨勢,其中大于26 英寸以上熱場的替代優(yōu)勢更加明顯。
回顧過去,每一輪的加大尺寸硅片擴產潮也進一步加速碳/碳熱場的滲透率提升。2017-2018 年,在當時行業(yè)仍有156mm 尺寸硅片為主導的情況下,以隆基股份、中環(huán)股份為首的廠商開始加速擴產以158.75mm、166mm 尺寸為主的光伏硅片產能,碳/碳熱場材料加速滲透;從2020 年起,無論是隆基股份、中環(huán)股份等硅片龍頭廠商,還是上機數控等廠商,紛紛加碼建設投產硅片產能,且產能以166mm 及166mm 以上尺寸為主,新一輪大尺寸硅片擴產潮開始??紤]到大尺寸硅片擴產潮不僅帶來新增性需求(新增單晶爐裝機帶來的需求)和改造性需求(通過熱場改造,以提升原有設備生產效率或適應硅片尺寸發(fā)展趨勢和技術發(fā)展趨勢),還為熱場的替換性需求(熱場中零部件為消耗件,因壽命問題需要定期更換)帶來了高基數,我們認為,新一輪大尺寸硅片擴產潮將在加速碳/碳替換等靜壓石墨的同時為碳/碳熱場帶來較高需求增量。
工藝、成本、客戶為壁壘,龍頭加速擴產有望持續(xù)受益。對于行業(yè)來說,碳碳熱場產品均為定制化非標產品,受下游客戶熱場系統整體設計的差異影響,不同客戶采購的坩堝、導流筒、保溫筒等產品在尺寸、口徑、高度等方面均有所差異。且碳/碳復合材料坩堝、導流筒、保溫筒等產品為光伏用單晶拉制爐熱場系統中的關鍵部件,并承載了價值較高的硅料,其質量關系到熱場系統的整體安全性及效益,因此下游廠商對于市場新進入者的驗證較為謹慎。在此基礎上,目前行業(yè)內主要有化學氣相沉積法、液相浸漬法、兩種方法的綜合運用等不同工藝路線,不同的工藝路線對應不同的設備和步驟,呈現不同的致密工藝的產品效果,路線與路線間由于設備、工藝差異較大,相互切換較難,因此,低成本的技術和工藝路線將在市場競爭中獲得優(yōu)勢。此外,從供應鏈安全的角度考慮,碳/碳復合材料廠商的產能應及時匹配下游需求,目前,金博股份、西安超瑪、陜西美蘭德等廠商在今年擁有百噸級別以上擴產規(guī)劃,有望持續(xù)受益需求高增長。
原標題:受益大尺寸硅片擴產潮 碳/碳熱場加速滲透