碳碳復材行業(yè)研究報告

碳碳復材行業(yè)研究報告一、光伏熱場：供需逐步寬松，成本為王1.1碳/碳復材替代石墨作為熱場材料已成趨勢熱場是用在硅片拉晶過程中的耗材，主要包括位于單晶爐內(nèi)的坩堝、導流筒、保溫筒、加熱器等部件。其中坩堝的作用是承載內(nèi)層的石英坩堝，石英坩堝中放臵熔融硅料；導流筒的作用是引導氣流，并阻止外部熱量傳導至內(nèi)部，使硅棒生長的速率提升；保溫筒的作用是阻止內(nèi)部熱量向外傳導，構(gòu)建熱場空間；加熱器的作用是提供硅料熔化的熱源。早期單晶爐熱場系統(tǒng)材料主要使用高純、高強等靜壓石墨材料，但石墨材料已不能適應熱場系統(tǒng)向安全、高效、大型化發(fā)展的趨勢。中國晶硅制造熱場材料行業(yè)起步較晚，光伏行業(yè)發(fā)展前期，單晶拉制爐、多晶鑄錠爐熱場系統(tǒng)部件材料主要采用國外進口的高純、高強等靜壓石墨。靜壓石墨材料存在非常明顯的缺點：1）石墨在反復高溫熱震下易產(chǎn)生裂紋，容易導致部件破損，造成安全事故；2）從石墨件中揮發(fā)出來的雜質(zhì)或石墨降解形成的顆粒會污染硅熔體，影響晶體品質(zhì)；3）在制備大直徑的產(chǎn)品時，傳統(tǒng)石墨熱場材料成型困難，而且純度要求高，制備成本高昂，生產(chǎn)環(huán)節(jié)較多，制備周期長，交貨周期也長。碳/碳復材性價比高、安全性強，適應大尺寸單晶熱場制備，替代石墨作為熱場材料已成趨勢。碳/碳復合材料是由碳纖維及其織物增強碳基體所形成的高性能復合材料，與傳統(tǒng)石墨產(chǎn)品比較具有以下突出優(yōu)點：1）性價比高，產(chǎn)品使用壽命長，減少更換部件的次數(shù)，從而提高設(shè)備的利用率，減少維護成本；2）可以做得更薄，從而可以利用現(xiàn)有設(shè)備生產(chǎn)直徑更大的單晶產(chǎn)品，節(jié)約新設(shè)備投資費用；3）安全性高，在反復高溫熱震下不易產(chǎn)生裂紋；4）可設(shè)計性強，大型石墨材料成型困難，而先進碳基復合材料可以實現(xiàn)近凈成型，在大直徑單晶爐熱場系統(tǒng)領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)勢。碳基復材在晶硅熱場應用滲透率不斷提升。回顧碳基復材對傳統(tǒng)石墨原料制造晶硅熱場系統(tǒng)的技術(shù)路線替代過程，2005年之前，晶硅制造熱場系統(tǒng)（單晶拉制爐、多晶鑄錠爐）部件主要是以等靜壓石墨等特種石墨為主，生產(chǎn)企業(yè)主要是西格里和東洋碳素等碳素巨頭；2005至2010年，碳基復材在晶硅制造熱場系統(tǒng)的應用進入探索期，金博股份和西安超碼等少數(shù)碳基復合材料廠商開始對等靜壓石墨產(chǎn)品進行進口替代。2011年，受日本福島大地震影響，進口特種石墨供應緊張，碳碳熱場得到批量應用機會窗口；2012至2015年，歐美雙反政策沖擊使得國內(nèi)企業(yè)開始嘗試新材料、新工藝以降低生產(chǎn)成本，碳碳熱場產(chǎn)品因使用壽命長、可減少部件跟換次數(shù)，且具備熱導系數(shù)低、有利節(jié)能增效的特點，順應行業(yè)降本趨勢得以快速應用；2016年后，國內(nèi)光伏行業(yè)快速發(fā)展，碳碳熱場迎來廣闊發(fā)展空間，滲透率不斷提升。熱場系統(tǒng)大型化以及N型硅片滲透率提升，繼續(xù)推動碳基復材對石墨材料的替代。由于等靜壓石墨坩堝強度不足以保證產(chǎn)品安全，結(jié)構(gòu)和性能不可調(diào)，因此熱場系統(tǒng)大型化趨勢下，碳碳復材對石墨材料的替代愈加明顯。從金博股份主要單晶硅制造熱場系統(tǒng)尺寸來看，已由2016年初的26英寸以下發(fā)展到目前30-36英寸，且金博股份在40、42英寸產(chǎn)品已實現(xiàn)小批量試制、生產(chǎn)和交付，為未來更大尺寸硅片的應用需求做好了技術(shù)和產(chǎn)品儲備。熱場制備過程中需要碳化硅涂層，石墨材料與碳化硅的熱膨脹系數(shù)不一樣，導致其涂層容易脫落，而碳碳復合材料與碳化硅的熱膨脹系數(shù)接近，因此灰分更低。N型硅片對熱場純度要求更高，根據(jù)金博股份招股說明書，P型電池純度等級為Ⅰ級＜200ppm，N型電池純度等級為Ⅱ級＜100ppm。隨著N型電池滲透率提升，有望繼續(xù)推動碳基復材對石墨材料的替代。預制體制備和致密化過程是碳碳復材生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟。目前，碳/碳復合材料制備方法因致密化工藝的不同可主要分為化學氣相沉積法、液相浸漬法及兩種方法的綜合使用?；瘜W氣相沉積法中，基體碳與纖維結(jié)合緊密、結(jié)構(gòu)可調(diào)，該法成為制備高性能碳/碳復合材料的首選方法。以金博股份為例，公司碳碳復材生產(chǎn)流程主要包括預制體的制備、化學氣相增密、石墨化和機加工。預制體的制備主要將碳纖維通過織布、成網(wǎng)、復合、烘干等工藝制備成預制體?；瘜W氣相沉積則是在CVD爐中進行化學氣相沉積，在氮氣的保護下，通入天然氣，加熱溫度為300~500℃，氣體熱解并在碳纖維上沉積碳，填充多孔預制體的空隙，從而得到高密度的先進碳基復合材料。石墨化處理需使用高溫熱處理對原子重排及結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變提供能量，使得產(chǎn)品性能達到使用要求。機加工處理則是把半成品加工成符合尺寸要求的產(chǎn)品。1.2預計22-23年行業(yè)供需格局逐步偏寬松預計22-23年碳碳熱場需求分別為6625、9199噸，YoY+42.6%、38.9%。單晶熱場材料需求可分為三類：1）新增需求：硅片產(chǎn)能新增帶來的單晶爐熱場材料增量需求；2）替換需求：熱場部件經(jīng)過一定周期需要更換所帶來的替換需求；3）改造需求：大尺寸硅片滲透率提升趨勢下，小尺寸單晶爐需改造成大尺寸單晶爐的增量需求。在替換需求方面，根據(jù)金博股份公告，碳基復合材料熱場部件為消耗品，坩堝的使用壽命約為6-8個月，導流筒的使用壽命約為2年左右，保溫筒的使用壽命為1年半左右，加熱器的使用壽命約半年左右。2022-2023年為新增產(chǎn)能釋放期，實際產(chǎn)能或一定程度高于規(guī)劃產(chǎn)能。據(jù)金博股份等公司新建項目建設(shè)周期情況，一般項目一年內(nèi)即可建設(shè)完成并陸續(xù)釋放產(chǎn)能，部分項目半年即可完成。根據(jù)對各公司產(chǎn)能建設(shè)情況的梳理，在建項目基本可在22-23年完成建設(shè)并陸續(xù)釋放產(chǎn)量。隨著近年來裝備及產(chǎn)品技術(shù)的提升，沉積爐及產(chǎn)品的尺寸不斷增大。氣相沉積爐爐膛空間更大，可擺放的待沉積件數(shù)量增加；此外，隨著主要碳/碳復合材料產(chǎn)品（坩堝、導流筒、保溫筒等）尺寸的不斷增大，品類增多，可配搭的不同尺寸產(chǎn)品增多。綜上我們認為最終實際投產(chǎn)產(chǎn)能或?qū)⒁欢ǔ潭雀哂谝?guī)劃產(chǎn)能。22-23年行業(yè)供需格局逐步寬松。據(jù)我們測算，隨著行業(yè)內(nèi)各企業(yè)積極擴產(chǎn)，我們預計22-23年行業(yè)有效供給（產(chǎn)量）將達6958、9917噸，YoY+76.8%、42.5%，總體供需格局將逐步偏寬松。但考慮到部分產(chǎn)能無法滿足大尺寸熱場產(chǎn)品生產(chǎn)需求，因此我們認為行業(yè)仍將有所分化，具備大尺寸熱場部件生產(chǎn)能力的公司更具優(yōu)勢。1.3核心競爭力取決于制造費用&原材料成本控制能力龍頭企業(yè)毛利率處于行業(yè)領(lǐng)先地位。根據(jù)工藝流程的不同，碳碳熱場行業(yè)主要公司可分為自制預制體（金博股份、隆基股份）與外購預制體（西安超碼）公司。其中金博股份作為行業(yè)龍頭，預制體自制、單一碳源快速化學氣相沉積技術(shù)、自制自研沉積爐與高溫爐，2021年金博股份熱場系統(tǒng)毛利率保持在57%高位水平，在行業(yè)中處于領(lǐng)先地位。行業(yè)產(chǎn)品性能指標相當，均價接近。根據(jù)中天火箭招股書，單晶直拉爐用的坩堝、導流筒、保溫筒等產(chǎn)品作為熱場系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)件，其核心作用為支撐整個高溫熱場，密度和強度系上述部件的關(guān)鍵指標，而導熱系數(shù)不屬于關(guān)鍵指標。通過金博股份與西安超碼的主要產(chǎn)品的抗彎強度、灰分等指標進行對比，兩者產(chǎn)品性能指標相當。從產(chǎn)品均價走勢來看，2021年金博股份、西安超碼產(chǎn)品均價分別為86.1、81.9萬元/噸，均價接近。企業(yè)間毛利率差異主要來自成本，成本差異主要來自制造費用及直接材料成本。各企業(yè)間產(chǎn)品性能指標相當，均價接近，因此在行業(yè)走向供過于求階段，龍頭競爭優(yōu)勢主要在于對成本端的控制。2021年金博股份產(chǎn)品單位成本為367.7元/kg，同期西安超碼單位成本614.5元/kg。金博股份成本優(yōu)勢主要體現(xiàn)在制造費用和直接材料成本，我們認為金博股份

制造費用低的原因主要在于減少工藝步驟的同時，利用快速化學氣相沉積大幅縮短沉積時間以攤薄折舊成本等；而直接材料成本優(yōu)勢在于金博股份自制預制體，直接材料主要碳纖維，而同行企業(yè)則通過外購預制體制備成品，直接材料主要是預制體。制造費用差異主要來自輔料及折舊等成本。在輔料環(huán)節(jié)，金博股份采用氣相沉積工藝僅需使用天然氣作為輔料，單位輔料成本僅為16元/kg；

而西安超碼在生產(chǎn)過程需要使用到丙烯、樹脂及氮氣等作為輔料，單位輔料成本達70元/kg。在折舊等成本方面，金博股份為73元/kg，較西安超碼185元/kg低112元/kg。電力耗用方面，金博單位電力耗用成本為90元/kg，高于西安超碼的54元/kg，我們判斷主要由于二者所用工藝的不同，化學氣相沉積法在耗電量上相對液相浸漬法（西安超碼采用的工藝）更高。工藝流程差異帶來設(shè)備折舊成本的節(jié)省。金博股份采用生產(chǎn)工藝流程較同行減少浸漬、固化、碳化三個環(huán)節(jié)，對應減少相關(guān)浸漬爐、固化爐和碳化爐設(shè)備，可節(jié)省一定折舊成本。為排除規(guī)模效應影響，我們對比2018年金博股份和西安超碼碳纖維預制體到碳基復合材料階段所使用設(shè)備原值情況（2018年金博股份和西安超碼產(chǎn)量差異不大，僅20噸）。2018年金博股份單位設(shè)備原值產(chǎn)量為43.83千克/萬元，西安超碼僅為12.91千克/萬元，生產(chǎn)流程簡化可帶來設(shè)備投資明顯減少，從而降低折舊成本。雖然同業(yè)在新建項目上進行優(yōu)化并逐步追趕，但金博股份單噸設(shè)備投資額仍具備優(yōu)勢，通過比較金博股份與西安超碼最新產(chǎn)能情況，金博股份單噸設(shè)備投資額約38.0萬元/噸，較西安超碼43.8萬元/噸低約13%?？焖倩瘜W氣相沉積，大幅縮短沉積時間從而攤薄人工、折舊成本。在保證材料性能前提下的短周期、低成本復合工藝是先進碳基復合材料制備領(lǐng)域的重要核心技術(shù)和發(fā)展趨勢。金博股份采用的致密化方法為化學氣相沉積法，衡量其先進性的主要指標為致密化周期，目前國內(nèi)外大尺寸批量制備碳基復合材料工藝的最高水平為300小時以內(nèi)，主流水平為約800-1000小時，部分優(yōu)秀企業(yè)可以做到約600小時。未來發(fā)展方向是進一步縮短致密化周期，從而進一步降低碳基復合材料制備成本。龍頭企業(yè)掌控核心工藝，關(guān)鍵設(shè)備自研。在熱場制備所需設(shè)備方面，金博股份作為早期進行熱場產(chǎn)品研發(fā)的企業(yè)，具備沉積爐的設(shè)計能力以及高溫爐的生產(chǎn)能力，為產(chǎn)品批量化、工程化生產(chǎn)奠定關(guān)鍵裝備基礎(chǔ)的同時也降低來了設(shè)備的投資折舊成本。此外，憑借自產(chǎn)的高溫爐，金博股份無需氯氣或氟利昂等純化輔助氣體，通過高溫處理即可滿足生產(chǎn)需求，除降低材料成本外，也可避免了氯氣受環(huán)保管控導致供應問題的風險。自制預制體制備具有技術(shù)壁壘，帶來直接材料成本絕對優(yōu)勢。預制體是碳/碳復材制作流程的中間材料，是將碳纖維利用編織、梭織、針織等方式成型。預制體行業(yè)龍頭江蘇天鳥預制體業(yè)務毛利率達50%左右（20H1數(shù)據(jù)）。金博股份自2006年起持續(xù)優(yōu)化迭代預制體制備工藝，具有先發(fā)優(yōu)勢。根據(jù)金博股份招股說明書測算，金博股份自制預制體模擬毛利率與江蘇天鳥相當，表明金博在預制體制備成本上具有優(yōu)勢。預制體技術(shù)工藝難點在于需要將碳纖維按照一定的構(gòu)型做成三維結(jié)構(gòu)，由于碳纖維絲易發(fā)生損傷，造成碳纖維耗量增加，因此在低損傷的同時低成本制備預制體是行業(yè)主要競爭點。二、半導體熱場滲透率提升加速，航空航天領(lǐng)域需求高景氣2.1半導體熱場：國產(chǎn)碳基材料有望加速替代進口石墨材料相較于光伏熱場材料，半導體熱場材料對灰分要求更高。根據(jù)金博股份

招股說明書，光伏單晶制造工藝是由半導體硅單晶演變而來，兩者在設(shè)備、工藝、熱場系統(tǒng)方面框架一致，主要差異體現(xiàn)在硅單晶產(chǎn)品的純度和對熱場材料純度要求不一樣。半導體用硅單晶要求純度高于99.999999999%（11個9），太陽能光伏單晶純度高于99.9999999%（9個9）即可；對熱場材料灰分的要求方面，太陽能光伏P型單晶：<200ppm；

N型單晶：<100ppm；半導體硅單晶要求<30ppm。對于芯片級單晶，要求在部分熱場部件（導流筒）表面制備灰分小于5ppm的高純涂層。半導體熱場材料仍以高純等靜壓石墨產(chǎn)品為主，國產(chǎn)化程度低。從全球來看，半導體硅材料行業(yè)具有高度壟斷性，根據(jù)中晶科技招股說明書，2018年全球半導體硅片供應商CR5高達93%。中國半導體相關(guān)產(chǎn)業(yè)起步較晚，技術(shù)水平與發(fā)達國家相比還有一定差距，尤其是大尺寸半導體硅片進口依賴度高。熱場系統(tǒng)作為晶體生產(chǎn)的關(guān)鍵部件，其品質(zhì)直接影響晶體質(zhì)量，因此下游客戶會對供應商執(zhí)行嚴格的考察和全面認證程序，認證周期較長，認證時間成本較高，且為了保證產(chǎn)品質(zhì)量的持續(xù)性、控制供應商開發(fā)與維護成本，客戶一般不會輕易改變已定型的產(chǎn)品供應結(jié)構(gòu)，新進入者面臨極高的認證壁壘。因此目前半導體熱場材料中，碳碳復材替代率較低，主要以高純等靜壓石墨產(chǎn)品為主，且供應商主要為西格里、東洋碳素等企業(yè)，半導體熱場材料國產(chǎn)化程度低。硅片大型化推動半導體熱場中碳碳材料滲透率提升。傳統(tǒng)熱場中的坩堝、導流筒、加熱器、保溫筒等部件主要使用等靜壓石墨材料制成，大部分石墨材料制成的部件都可使用碳基復材替代，且碳基復材性能更優(yōu)：1）碳基復材制成的坩堝強度更大，更適合大尺寸硅片生產(chǎn)；2）碳基復材導熱系數(shù)更低，用以制造導流筒，晶體生長速度更高，制成的保溫筒則可實現(xiàn)整套熱場系統(tǒng)約5%-10%的節(jié)能效果；3）碳基復材制成的導流筒灰分更低，可實現(xiàn)更高的純度要求。目前全球半導體硅片市場的主流產(chǎn)品規(guī)格為12英寸和8英寸硅片，2020年，12英寸硅片市場份額（按出貨面積計算）達67.2%，隨著半導體制程的不斷縮小，芯片生產(chǎn)的工藝愈加復雜，生產(chǎn)成本不斷提高，成本因素驅(qū)動硅片向著大尺寸的方向發(fā)展，從而推動熱場材料向碳基復材升級。國內(nèi)切入半導體熱場領(lǐng)域的企業(yè)多采用碳基復材，因此國產(chǎn)替代過程也是產(chǎn)品升級替代過程。半導體國產(chǎn)化趨勢下，加速半導體熱場國產(chǎn)化進程。2020年上半年以來，全球“缺芯潮”爆發(fā)，在汽車、消費電子等行業(yè)引發(fā)了一系列連鎖反應，中國高端芯片供應端面臨巨大壓力。針對這種狀況，國家大力鼓勵半導體行業(yè)發(fā)展，進一步健全半導體產(chǎn)業(yè)鏈。中國半導體銷售額不斷提升，從2015年850.9億美元提升至2021年1892.7億美元；占全球比例也持續(xù)提高，從2015年23.7%提升至2021年34.7%。中國半導體制造增長強勁，根據(jù)SEMI統(tǒng)計，中國連續(xù)兩年位列全球半導體設(shè)備銷售額第一名，2021年同比增速58%，明顯高于44%的全球平均增速。隨著半導體國產(chǎn)化率的不斷提升，有望帶動半導體熱場材料的國產(chǎn)化率加速提升。2.2航空航天：航天+軍事強國建設(shè)下，C/C復材需求高景氣C/C復合材料被應用于火箭熱構(gòu)件，被普遍認為是目前喉襯的最佳材料?；鸺l(fā)動機是火箭的心臟，其中固體火箭發(fā)動機（SRM）應用最廣泛。噴管是固體火箭發(fā)動機的關(guān)鍵部位，位于燃燒室的尾部，主要通過控制噴管喉部面積的大小來保證燃燒室具有一定的工作壓強，使藥柱正常燃燒，保證發(fā)動機正常工作。喉襯位于發(fā)動機的喉徑部位，也是噴管中直徑最小的一段，喉徑的變化直接影響火箭發(fā)動機的射程和精確度。喉襯除了經(jīng)歷高溫高速燃氣的沖蝕外，還要承受強烈的力學沖擊和熱應力，服役環(huán)境最為嚴酷?；鸺l(fā)動機噴管將燃燒產(chǎn)物的熱能轉(zhuǎn)換為高速射流的動能從而產(chǎn)生推力，需要承受高達3500℃的燃氣溫度、5~15MPa的壓力、高溫燃氣的化學腐蝕和液、固體粒子的沖刷。C/C復合材料既保留了石墨材料耐燒蝕、熱膨脹小、密度小的優(yōu)點，又克服石墨材料強度低、抗熱震性能較低的不足，用C/C復材制成的噴管內(nèi)型面燒蝕比較均勻、光滑，沒有前后燒蝕臺階或凹坑，有利于提高噴管效率。目前，中國航天領(lǐng)域火箭發(fā)動機噴管均采用C/C復合材料。航天強國+軍事強國建設(shè)，為火箭喉襯提供了廣闊的市場空間。1）航空航天：中國航天事業(yè)快速發(fā)展，尤其近年來，中國航天發(fā)射次數(shù)大幅增加，截止2021年12月10日，長征系列運載火箭累計實現(xiàn)400次發(fā)射，從1970年長征一號火箭第一次發(fā)射成功以來，長征系列運載火箭實現(xiàn)4個100次發(fā)射分別花費了37年、7年半、4年多、33個月；2021年中國航天發(fā)射次數(shù)達到55次，位居世界第一；根據(jù)國家航天局公布的信息顯示，2022年全年計劃安排發(fā)射任務60余次?！笆奈濉逼陂g，中國航天錨定航天強國建設(shè)目標，航天發(fā)射任務有望進一步增多，火箭喉襯的需求也將隨之快速增長。2）軍事：現(xiàn)代化軍事體系下，導彈的作用不斷提高。2015年，第二炮兵由戰(zhàn)略性獨立兵種上升為獨立軍種，正式命名為“中國人民解放軍火箭軍”，近年來火箭軍常態(tài)開展部隊戰(zhàn)備拉動和作戰(zhàn)流程檢驗演練，發(fā)射導彈數(shù)百發(fā)。高強度的訓練消耗和新裝備批量列裝部隊為軍用航天防務裝備產(chǎn)業(yè)帶來了更多發(fā)展空間，喉襯作為關(guān)鍵部件，預計未來市場規(guī)模將穩(wěn)健增長。喉襯市場壁壘高，玩家較少。目前國內(nèi)碳碳材料航天部件生產(chǎn)廠商較少，主要集中在少數(shù)大型國有企業(yè)。航天體系內(nèi)的生產(chǎn)廠商主要有西安航天復合材料研究所、航天材料及工藝研究所（703所）等，非航天體系內(nèi)的企業(yè)/高校主要有博云新材、西北工業(yè)大學、上海大學等。博云新材由粉末冶金技術(shù)擴展到C/C復合材料的制造，生產(chǎn)的C/C復材產(chǎn)品應用于航天飛機的機翼前緣、火箭發(fā)動機尾噴管等超高溫部位，2011年數(shù)個型號航天用C/C喉襯材料成功研制并交付使用，其承擔的長沙市科技重大專項“大型固體運載火箭發(fā)動機噴管用碳/碳喉襯材料制備關(guān)鍵技術(shù)”項目進展順利。2022年，天宜上佳擬募集資金3.50億元，投資碳碳材料制品預制體自動化智能編織產(chǎn)線建設(shè)項目，該項目主要產(chǎn)品包括火箭發(fā)動機喉襯預制體等。2.3其他領(lǐng)域：碳基復材替代金屬及石墨材料趨勢明顯C/C復材因其強度大、耐高溫特性被用于真空熱處理領(lǐng)域，市場規(guī)模小但產(chǎn)品毛利水平較高。C/C復材密度小、強度大、彈性高，可以減輕結(jié)構(gòu)件重量，增加裝載量；在高溫下強度更優(yōu)異，產(chǎn)品不變形，可以極大地提高成品率，熱處理爐中的碳素材料基本都可以使用C/C復材代替。2017-2019年，金博股份生產(chǎn)真空熱處理領(lǐng)域產(chǎn)品單價穩(wěn)定在0.16-0.17萬元/kg，毛利率則維持在70%以上。先進碳基復合材料制備的密封環(huán)與金屬及合金密封環(huán)相比具有明顯的性能優(yōu)勢，已經(jīng)在機械密封耐磨領(lǐng)域得到了較大程度的推廣。碳基復合材料制備的密封環(huán)耐磨性好、耐高溫、有自潤滑功能、密封性能好、使用壽命長，可以節(jié)省潤滑油，并避免潤滑油的污染，如橡膠密煉機采用碳基復材制成的密封環(huán)不僅節(jié)省了潤滑油的使用，還降低了潤滑油對橡膠的污染，提高了橡膠的品質(zhì)。未來隨著碳基復材制造成本下降，碳基復材制備的密封環(huán)將進一步替代合金密封環(huán)，滲透率有望得到提高。三、龍頭企業(yè)快速擴張，競爭優(yōu)勢持續(xù)領(lǐng)先3.1

金博股份：碳碳復材平臺型公司，打造第二增長曲線聚焦碳基復合材料業(yè)務，產(chǎn)品性能卓越。公司主要從事先進碳基復合材料及產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，產(chǎn)品主要應用于光伏行業(yè)的晶硅制造熱場系統(tǒng)，是一家具有自主研發(fā)能力和持續(xù)創(chuàng)新能力的高新技術(shù)企業(yè)。公司致力于為客戶提供性能卓越、性價比高的先進碳基復合材料產(chǎn)品和全套解決方案，是唯一一家入選工信部第一批專精特新“小巨人”企業(yè)名單的先進碳基復合材料制造企業(yè)，公司主營業(yè)務產(chǎn)品碳基復合材料熱場部件被工信部、中國工業(yè)經(jīng)濟聯(lián)合會評為“第六批制造業(yè)單項冠軍產(chǎn)品”。持續(xù)技術(shù)突破+產(chǎn)業(yè)化，逐漸成長為平臺型企業(yè)。金博股份前身系2005年創(chuàng)立的“博云高科”，開啟碳基復合材料民用探索，次年在碳纖維預制體制備上取得關(guān)鍵技術(shù)突破，并于2007年實現(xiàn)碳纖維預制體技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。公司2011年在大尺寸碳/碳復合材料制備關(guān)鍵技術(shù)上取得突破，兩年后推出光伏高性能碳/碳整套熱場解決方案，2015年整體變更為湖南金博碳素股份有限公司。2020年5月，公司成功登陸科創(chuàng)板上市。下游產(chǎn)業(yè)需求旺盛，產(chǎn)能擴張帶動業(yè)績高增長。受益下游光伏產(chǎn)業(yè)市場需求旺盛，以及公司持續(xù)擴大產(chǎn)能，公司營業(yè)收入、凈利潤持續(xù)高速增長。2021/2022Q1公司實現(xiàn)營收13.4/4.5億，同比+214%/+126%；實現(xiàn)歸母凈利潤5.0/2.0億，同比+197%/+163%。公司主營業(yè)務單晶拉制爐熱場系列產(chǎn)品，2017-2021年主營業(yè)務收入占比保持在93%以上。2021年單晶拉制爐熱場系列業(yè)務收入占比達99.5%，毛利率為57%。2021年光伏市場持續(xù)增長，公司單晶拉制爐熱場系列業(yè)務迎來爆發(fā)，2017-2021年公司單晶拉制爐熱場系列產(chǎn)品營收CAGR+78%。毛利率保持相對穩(wěn)定、費用率快速下降，凈利率穩(wěn)步提升。得益于公司持續(xù)的降本增效，2016-2021年公司毛利率始終保持在55%以上。公司費用管控持續(xù)加強，期間費用率持續(xù)下降，從2017年39.7%下降至2021年15.4%，帶動凈利率穩(wěn)步提升，從2017年20%提升至22Q1的45%。迎合國家綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展，新興業(yè)務或成第二曲線。公司依托現(xiàn)有技術(shù)拓展新業(yè)務，新興業(yè)務產(chǎn)品有望接力碳碳復材熱場部件，成為公司第二增長曲線。隨著國家光伏產(chǎn)業(yè)與新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，第三代光伏半導體核心材料碳化硅、輕量化碳陶剎車盤、Ⅳ型儲氫瓶以及燃料氫氣等市場需求有望持續(xù)增長。公司依托現(xiàn)有制備碳/碳復合材料的自研技術(shù)，開發(fā)新興業(yè)務產(chǎn)品具備先發(fā)優(yōu)勢和成本優(yōu)勢。碳陶剎車盤：具有密度低、摩擦系數(shù)穩(wěn)定、磨損量小的特點，符合新能源汽車輕量化的發(fā)展趨勢，未來隨著成本下降，碳陶剎車盤有望替代鑄鐵剎車盤。碳陶剎車盤的制備依舊可以依托現(xiàn)有產(chǎn)線，碳/陶剎車盤的制備需要在沉積時添加陶瓷粉體，經(jīng)過后續(xù)的高溫處理和成型即可。目前公司已具備年產(chǎn)10萬套碳陶剎車盤的產(chǎn)能，且可根據(jù)市場需求快速擴大生產(chǎn)能力。高壓儲氫瓶：市場空間大，公司有望逐步實現(xiàn)追趕。高壓氣態(tài)儲氫瓶是燃料電池車的必要部件。目前國內(nèi)商用的高壓氣態(tài)儲氫瓶以III型為主，但III型儲氫瓶內(nèi)膽為金屬材料有著重量大的問題，國內(nèi)儲氫瓶正向著IV儲氫瓶商業(yè)化應用發(fā)展。儲氫瓶的制備需要在內(nèi)膽上進行碳纖維纏繞形成預制體，之后進行高溫成型和加工。目前公司已經(jīng)掌握Ⅲ型儲氫瓶的制備工藝并進行IV型儲氫瓶的技術(shù)探索。碳紙：碳紙是燃料電池氣體擴散層的關(guān)鍵基地材料。碳紙制備技術(shù)難度較高，主要技術(shù)參數(shù)包括可控厚度、孔隙率、密度、垂直向透氣率、彎曲強度、拉伸強度等。隨著車用燃料電池市場的擴張，國內(nèi)市場對作為上游原材料的碳紙需求也會持續(xù)上升。目前碳紙市場基本被海外龍頭壟斷，國產(chǎn)廠商目前較弱，需要研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的質(zhì)子交換膜燃料電池關(guān)鍵材料技術(shù)，實現(xiàn)自主可控。金博股份具備相應技術(shù)積累，碳紙的制備工藝主要為碳纖維處理分散、抄紙、固化、石墨化后再進行燒結(jié)，金博股份具有碳纖維編織技術(shù)、化學氣相沉積、碳化、石墨化等全套碳基復合材料制備技術(shù)和關(guān)鍵裝備的能力，可為氫燃料電池用碳紙等相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)提供技術(shù)支持，需補充的工藝是抄紙和樹脂浸漬，公司與湖南當?shù)卦旒埰髽I(yè)進行了深入合作，掌握了抄紙工藝后進展較快。碳化硅：碳化硅是第三代半導體材料核心，應用前景廣闊。公司在生產(chǎn)碳/碳復合材料的制備過程中需要將甲烷高溫裂化以獲得碳粉沉積在預制體表面。制備碳化硅粉末的原材料碳粉是高溫裂化副產(chǎn)物，公司可以利用成熟的高微熱處理工藝，利用碳粉和硅粉合成碳化硅粉末。公司目前已掌握高純碳粉和高純碳化硅粉的制備技術(shù)，并已進行試制。氫氣：氫氣與碳粉一樣都是甲烷高溫裂化的副產(chǎn)物，據(jù)公司1500噸高純大尺寸先進碳基復合材料產(chǎn)能擴建項目環(huán)評數(shù)據(jù)顯示，該項目氫氣排放