碳碳復(fù)材行業(yè)深度報(bào)告

1、一、光伏熱場(chǎng)：供需逐步寬松，成本為王碳/碳復(fù)材替代石墨作為熱場(chǎng)材料已成趨勢(shì)熱場(chǎng)是用在硅片拉晶過(guò)程中的耗材，主要包括位于單晶爐內(nèi)的坩堝、導(dǎo)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(dǎo)流筒的作用是引導(dǎo)氣流，并阻止外部熱量傳導(dǎo)至內(nèi)部，使硅棒生長(zhǎng)的速率提升；保溫筒的作用是阻止內(nèi)部熱量向外傳導(dǎo)，構(gòu)建熱場(chǎng)空間；加熱器的作用是提供硅料熔化的熱源。圖表 1：?jiǎn)尉Ч锜釄?chǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖表 2：熱場(chǎng)產(chǎn)品主要部件介紹金博股份招股說(shuō)明書(shū)、金博股份招股說(shuō)明書(shū)、早期單晶爐熱場(chǎng)系統(tǒng)材料主要使用高純、高強(qiáng)等靜壓石墨材料，但石墨材料已不能適應(yīng)熱場(chǎng)系統(tǒng)向安全、高效、大型化發(fā)展的趨勢(shì)。我國(guó)

2、晶硅制造熱場(chǎng)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(chǎng)系統(tǒng)部件材料主要采用國(guó)外進(jìn)口的高純、高強(qiáng)等靜壓石墨。靜壓石墨材料存在非常明顯的缺點(diǎn)：1）石墨在反復(fù)高溫?zé)嵴鹣乱桩a(chǎn)生裂紋，容易導(dǎo)致部件破損，造成安全事故；2）從石墨件中揮發(fā)出來(lái)的雜質(zhì)或石墨降解形成的顆粒會(huì)污染硅熔體，影響晶體品質(zhì)；3）在制備大直徑的產(chǎn)品時(shí)，傳統(tǒng)石墨熱場(chǎng)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(zhǎng)，交貨周期也長(zhǎng)。碳/碳復(fù)材性價(jià)比高、安全性強(qiáng)，適應(yīng)大尺寸單晶熱場(chǎng)制備，替代石墨作為熱場(chǎng)材料已成趨勢(shì)。碳/碳復(fù)合材料是由碳纖維及其織物增強(qiáng)碳基體所形成的高性能復(fù)合材料，與傳統(tǒng)石墨產(chǎn)品比較具有以下

3、突出優(yōu)點(diǎn)：1）性價(jià)比高，產(chǎn)品使用壽命長(zhǎng)，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(hù)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(fèi)用；3）安全性高，在反復(fù)高溫?zé)嵴鹣虏灰桩a(chǎn)生裂紋；4）可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，大型石墨材料成型困難，而先進(jìn)碳基復(fù)合材料可以實(shí)現(xiàn)近凈成型，在大直徑單晶爐熱場(chǎng)系統(tǒng)領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)勢(shì)。物理特性單位碳/碳復(fù)合材料石墨材料密度g/cm31.64-1.691.72-1.90孔隙度2-159-12熱導(dǎo)率W/(mK)10070-130斷裂韌度Mpa131耐壓強(qiáng)度Pa11-334.2-22抗彎強(qiáng)度Mpa16-421.3-7圖表 3：等靜壓石墨坩堝產(chǎn)品工藝

4、路線圖表 4：碳/碳復(fù)合材料與石墨材料物理特性對(duì)比碳/碳復(fù)合材料應(yīng)用于直拉硅單晶生長(zhǎng)的研究王世援等、碳/碳復(fù)合材料應(yīng)用于直拉硅單晶生長(zhǎng)的研究王世援等、碳基復(fù)材在晶硅熱場(chǎng)應(yīng)用滲透率不斷提升?；仡櫶蓟鶑?fù)材對(duì)傳統(tǒng)石墨原 料制造晶硅熱場(chǎng)系統(tǒng)的技術(shù)路線替代過(guò)程，2005 年之前，晶硅制造熱場(chǎng) 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(fù)材在晶硅制造熱場(chǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)入探索期，金博股份和西安超碼 等少數(shù)碳基復(fù)合材料廠商開(kāi)始對(duì)等靜壓石墨產(chǎn)品進(jìn)行進(jìn)口替代。2011 年，受日本福島大地震影響，進(jìn)口特種石墨供應(yīng)緊

5、張，碳碳熱場(chǎng)得到批量應(yīng) 用機(jī)會(huì)窗口；2012 至 2015 年，歐美雙反政策沖擊使得國(guó)內(nèi)企業(yè)開(kāi)始嘗 試新材料、新工藝以降低生產(chǎn)成本，碳碳熱場(chǎng)產(chǎn)品因使用壽命長(zhǎng)、可減少部件跟換次數(shù)，且具備熱導(dǎo)系數(shù)低、有利節(jié)能增效的特點(diǎn)，順應(yīng)行業(yè)降本趨勢(shì)得以快速應(yīng)用；2016 年后，國(guó)內(nèi)光伏行業(yè)快速發(fā)展，碳碳熱場(chǎng)迎來(lái)廣闊發(fā)展空間，滲透率不斷提升。圖表 5：晶硅熱場(chǎng)中碳基復(fù)材逐步替代等靜壓石墨產(chǎn)品年份2010年2016年2020年產(chǎn)品碳基復(fù)合材料等靜壓石墨碳基復(fù)合材料等靜壓石墨碳基復(fù)合材料等靜壓石墨坩堝9050955導(dǎo)流筒90706040保溫筒90705545加熱器999795其他95804060金博股份招股說(shuō)明書(shū)、

6、熱場(chǎng)系統(tǒng)大型化以及 N 型硅片滲透率提升，繼續(xù)推動(dòng)碳基復(fù)材對(duì)石墨材料的替代。由于等靜壓石墨坩堝強(qiáng)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(chǎng)系統(tǒng)大型化趨勢(shì)下，碳碳復(fù)材對(duì)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(chǎng)系統(tǒng)尺寸來(lái)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(shí)現(xiàn)小批量試制、生產(chǎn)和交付，為未來(lái)更大尺寸硅片的應(yīng)用需求做好了技術(shù)和產(chǎn)品儲(chǔ)備。熱場(chǎng)制備過(guò)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(dǎo)致其涂層容易脫落，而碳碳復(fù)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(duì)熱場(chǎng)純度要求更高，根據(jù)金博股

7、份招股說(shuō)明書(shū)，P 型電池純度等級(jí)為級(jí)200ppm，N 型電池純度等級(jí)為級(jí)100ppm。隨著 N 型電池滲透率提升，有望繼續(xù)推動(dòng)碳基復(fù)材對(duì)石墨材料的替代。項(xiàng)目2010年-2015年2016年-2019年2020年-2021年主要單晶硅制造熱場(chǎng)系統(tǒng)尺寸22-24英寸26-28英寸30-36英寸圖表 6：N 型硅片滲透率逐步提升圖表 7：金博股份單晶硅熱場(chǎng)系統(tǒng)尺寸的變化情況CPIA、金博股份公告、預(yù)制體制備和致密化過(guò)程是碳碳復(fù)材生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟。目前，碳/碳復(fù)合材料制備方法因致密化工藝的不同可主要分為化學(xué)氣相沉積法、液相浸漬法及兩種方法的綜合使用。化學(xué)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

8、成為制備高性能碳/碳復(fù)合材料的首選方法。以金博股份為例，公司碳碳復(fù)材生產(chǎn)流程主要包括預(yù)制體的制備、化學(xué)氣相增密、石墨化和機(jī)加工。預(yù)制體的制備主要將碳纖維通過(guò)織布、成網(wǎng)、復(fù)合、烘干等工藝制備成預(yù)制體?；瘜W(xué)氣相沉積則是在 CVD 爐中進(jìn)行化學(xué)氣相沉積，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，通入天然氣，加熱溫度為 300500，氣體熱解并在碳纖維上沉積碳，填充多孔預(yù)制體的空隙，從而得到高密度的先進(jìn)碳基復(fù)合材料。石墨化處理需使用高溫?zé)崽幚韺?duì)原子重排及結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變提供能量，使得產(chǎn)品性能達(dá)到使用要求。機(jī)加工處理則是把半成品加工成符合尺寸要求的產(chǎn)品。圖表 8：金博股份碳纖維預(yù)制體制備流程金博股份招股說(shuō)明書(shū)、圖表 9：碳/碳復(fù)合材料部

9、件制作過(guò)程圖表 10：金博股份碳碳復(fù)材生產(chǎn)的主要步驟步驟序列工藝過(guò)程步驟1預(yù)制體制備根據(jù)產(chǎn)品形狀、尺寸選擇合適的模具，制備和產(chǎn)品近似形狀的 碳纖維毛坯，主要生產(chǎn)過(guò)程包括織布成網(wǎng)、復(fù)合、疊層針刺、氈體裁剪等過(guò)程步驟2化學(xué)氣相沉積反應(yīng)物質(zhì)在氣態(tài)條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成固態(tài)物質(zhì)沉積在加熱的固態(tài)基體 表，進(jìn)而制得固體材料的工藝技術(shù)，本項(xiàng)目化學(xué)氣相增密工藝是把碳纖維預(yù)制體置于專用CVD爐中，加熱溫度為300-500，通入碳源氣（如CH4、C2H4、C3H6 等），這些氣體熱解并在碳纖維上沉積碳，填充多孔預(yù)制體的空隙，從而得到高密度的先進(jìn)碳基復(fù)合材料步驟3石墨化把預(yù)制品置于石墨化爐中，在惰性氣體的保護(hù)下加

10、熱到高溫（1800-2100），如果爐子真空度好則無(wú)需惰性氣體步驟4機(jī)加工把半成品加工成符合尺寸要求的產(chǎn)品碳/碳復(fù)合材料應(yīng)用于直拉硅單晶生長(zhǎng)研究、金博股份環(huán)境評(píng)價(jià)報(bào)告、預(yù)計(jì) 22-23 年行業(yè)供需格局逐步偏寬松預(yù)計(jì) 22-23 年碳碳熱場(chǎng)需求分別為 6625、9199 噸，YoY+42.6%、38.9%。單晶熱場(chǎng)材料需求可分為三類：1）新增需求：硅片產(chǎn)能新增帶來(lái)的單晶爐熱場(chǎng)材料增量需求；2）替換需求：熱場(chǎng)部件經(jīng)過(guò)一定周期需要更換所帶來(lái)的替換需求；3）改造需求：大尺寸硅片滲透率提升趨勢(shì)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(fù)合材料熱場(chǎng)部件為消耗品，

11、坩堝的使用壽命約為 6-8個(gè)月，導(dǎo)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。圖表 11：全球碳碳熱場(chǎng)需求測(cè)算表全球碳碳熱場(chǎng)系統(tǒng)需求測(cè)算單位201920202021E2022E2023E2024E2025E單晶硅片需求GW86135200300420546683產(chǎn)能利用率46544550556060單晶硅片產(chǎn)能GW1872504446007649101138新增單晶硅片產(chǎn)能GW63194156164146228需改造單晶硅片產(chǎn)能GW375089120153182單晶硅存量產(chǎn)能GW150200356480611728單GW所需單晶爐臺(tái)110105

12、10090858075坩堝kg/套27303336404244導(dǎo)流筒kg/套16181921232526保溫筒kg/套70778593102108113加熱器kg/套30333640444648單套熱場(chǎng)系統(tǒng)重量kg143157173190209220231坩堝年均替換次數(shù)次/年2222222導(dǎo)流筒年均替換次數(shù)次/年0.50.50.50.50.50.50.5保溫筒年均替換次數(shù)次/年2/32/32/32/32/32/32/3加熱器年均替換次數(shù)次/年2222222每爐每年碳碳熱場(chǎng)替換需求kg169186204224247259272坩堝碳碳復(fù)材滲透率95100100100100100導(dǎo)流筒碳碳復(fù)材滲

13、透率606570758085保溫筒碳碳復(fù)材滲透率556065707580加熱器碳碳復(fù)材滲透率5810121520新增需求噸54819251616186517422826改造需求噸325495923136818182261替換需求噸146422264086596678449706總需求噸23374646662591991140414793增速98.842.638.924.029.7CPIA、金博股份招股說(shuō)明書(shū)、2022-2023 年為新增產(chǎn)能釋放期，實(shí)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(xiàng)目建設(shè)周期情況，一般項(xiàng)目一年內(nèi)即可建設(shè)完成并陸續(xù)釋放產(chǎn)能，部分項(xiàng)目半年即可完成。根據(jù)對(duì)各公司產(chǎn)

14、能建設(shè)情況的梳理，在建項(xiàng)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(lái)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(fù)合材料產(chǎn)品（坩堝、導(dǎo)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(rèn)為最終實(shí)際投產(chǎn)產(chǎn)能或?qū)⒁欢ǔ潭雀哂谝?guī)劃產(chǎn)能。圖表 12：碳/碳熱場(chǎng)產(chǎn)能規(guī)劃情況公司項(xiàng)目名稱產(chǎn)能（噸）投產(chǎn)情況投產(chǎn)時(shí)間金博股份老廠區(qū)產(chǎn)能550已投產(chǎn)-先進(jìn)碳基復(fù)合材料產(chǎn)能擴(kuò)建項(xiàng)目一期300已投產(chǎn)-先進(jìn)碳基復(fù)合材料產(chǎn)能擴(kuò)建項(xiàng)目二期500已投產(chǎn)-可轉(zhuǎn)債熱場(chǎng)復(fù)合材料建設(shè)項(xiàng)目600已投產(chǎn)預(yù)計(jì)2022年滿產(chǎn)

15、高純大尺寸先進(jìn)碳基復(fù)合材料產(chǎn)能擴(kuò)建項(xiàng)目1500部分投產(chǎn)邊建邊產(chǎn)，2022年產(chǎn)能60%，2023年滿產(chǎn)西安超碼（中天火箭）原產(chǎn)線235已投產(chǎn)-大尺寸熱場(chǎng)材料生產(chǎn)線產(chǎn)能提升建設(shè)項(xiàng)目（一期）220已投產(chǎn)預(yù)計(jì)2022年滿產(chǎn)軍民兩用高溫特種材料生產(chǎn)線建設(shè)項(xiàng)目220未投產(chǎn)預(yù)計(jì)2023年3月投產(chǎn)大尺寸熱場(chǎng)材料生產(chǎn)線產(chǎn)能提升建設(shè)項(xiàng)目（二期）350未投產(chǎn)預(yù)計(jì)2024年7月投產(chǎn)陜西美蘭德新型炭材料新建項(xiàng)目260已投產(chǎn)2021年下半年投產(chǎn)新型炭纖維增強(qiáng)材料擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目一期200已投產(chǎn)2021年下半年投產(chǎn)新型炭纖維增強(qiáng)材料擴(kuò)充項(xiàng)目150已投產(chǎn)2021年下半年投產(chǎn)低成本炭纖維增強(qiáng)材料擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目150已投產(chǎn)2021年下半年投產(chǎn)

16、新型炭材料擴(kuò)建項(xiàng)目（二）50未投產(chǎn)預(yù)計(jì)2022年底投產(chǎn)天宜上佳江油天力新陶碳碳材料科技有限公司碳碳-碳陶生產(chǎn)線項(xiàng)目2000已投產(chǎn)2021年12月投產(chǎn)天鳥(niǎo)高新（楚江新材）高性能碳纖維復(fù)合材料研發(fā)和生產(chǎn)項(xiàng)目（一期）400未投產(chǎn)預(yù)計(jì)2022年9月投產(chǎn)隆基股份保山隆基年產(chǎn)20GW碳碳及10GW石影加工廠建設(shè)項(xiàng)目657已投產(chǎn)-各公司公告、各公司環(huán)評(píng)文件、22-23 年行業(yè)供需格局逐步寬松。據(jù)我們測(cè)算，隨著行業(yè)內(nèi)各企業(yè)積極擴(kuò)產(chǎn)，我們預(yù)計(jì) 22-23 年行業(yè)有效供給（產(chǎn)量）將達(dá) 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(wú)法滿足大尺寸熱場(chǎng)產(chǎn)品生產(chǎn)需求

17、，因此我們認(rèn)為行業(yè)仍將有所分化，具備大尺寸熱場(chǎng)部件生產(chǎn)能力的公司更具優(yōu)勢(shì)。圖表 13：2020-2023 年碳碳復(fù)材熱場(chǎng)供給（產(chǎn)量）測(cè)算（噸）公司202020212022E2023E金博股份482170627303450天宜上佳23212002000西安超碼2704907111000陜西美蘭德150450760810天鳥(niǎo)高新100400隆基股份657657657657其他2004008001600合計(jì)1759393569589917公司公告、環(huán)評(píng)文件、注：預(yù)計(jì) 22/23 年西安超碼外協(xié)產(chǎn)量為 300/380 噸核心競(jìng)爭(zhēng)力取決于制造費(fèi)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

18、藝流程的不同，碳碳熱場(chǎng)行業(yè)主要公司可分為自制預(yù)制體（金博股份、隆基股份）與外購(gòu)預(yù)制體（西安超碼）公司。其中金博股份作為行業(yè)龍頭，預(yù)制體自制、單一碳源快速化學(xué)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(chǎng)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。圖表 14：2021 年碳碳熱場(chǎng)行業(yè)主要公司情況金博股份西安超碼隆基股份產(chǎn)量（噸）1706490657銷量（噸）1553.0478.7自用收入（億元）13.43.9-毛利率5725-工藝預(yù)制體自制、單一碳源快速化學(xué)氣相沉積技術(shù)、自制自研沉積爐與高溫爐天然氣化學(xué)氣相沉積（需氮?dú)馀c氬 氣）預(yù)制體自制、天然氣化學(xué)氣相沉積（需氮?dú)馀c

19、氬氣）公司公告、環(huán)評(píng)文件、行業(yè)產(chǎn)品性能指標(biāo)相當(dāng)，均價(jià)接近。根據(jù)中天火箭招股書(shū)，單晶直拉爐用的坩堝、導(dǎo)流筒、保溫筒等產(chǎn)品作為熱場(chǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)件，其核心作用為支撐整個(gè)高溫?zé)釄?chǎng)，密度和強(qiáng)度系上述部件的關(guān)鍵指標(biāo)，而導(dǎo)熱系數(shù)不屬于關(guān)鍵指標(biāo)。通過(guò)金博股份與西安超碼的主要產(chǎn)品的抗彎強(qiáng)度、灰分等指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，兩者產(chǎn)品性能指標(biāo)相當(dāng)。從產(chǎn)品均價(jià)走勢(shì)來(lái)看，2021年金博股份、西安超碼產(chǎn)品均價(jià)分別為 86.1、81.9 萬(wàn)元/噸，均價(jià)接近。圖表 15：金博與西安超碼主要產(chǎn)品性能指標(biāo)相當(dāng)圖表 16：金博與西安超碼產(chǎn)品均價(jià)相當(dāng)（萬(wàn)元/噸）項(xiàng)目金博股份西安超碼適用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)單晶爐用炭/炭復(fù)合材料坩堝行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（YS/T792-2

20、012）單晶爐用炭/炭復(fù)合材料坩堝行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（YS/T792-2012）應(yīng)用設(shè)備單晶拉制爐單晶直拉爐坩堝抗彎強(qiáng)度Mpa150150-260導(dǎo)流筒導(dǎo)熱系數(shù)（W/(mK)1020-30灰分（ppm)一級(jí)200，二級(jí)100，三級(jí)30一級(jí)200保溫筒導(dǎo)熱系數(shù)（W/(mK）)1020-30金博股份西安超碼135.3106.3.8.395.1 92.386.1 81.994971601401201008060402002018201920202021中天火箭招股說(shuō)明書(shū)、金博股份年報(bào)、中天火箭年報(bào)、企業(yè)間毛利率差異主要來(lái)自成本，成本差異主要來(lái)自制造費(fèi)用及直接材料成本。各企業(yè)間產(chǎn)品性能指標(biāo)相當(dāng)，均價(jià)接近，因此在

21、行業(yè)走向供過(guò)于求階段，龍頭競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)主要在于對(duì)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(shì)主要體現(xiàn)在制造費(fèi)用和直接材料成本，我們認(rèn)為金博股份制造費(fèi)用低的原因主要在于減少工藝步驟的同時(shí)，利用快速化學(xué)氣相沉積大幅縮短沉積時(shí)間以攤薄折舊成本等；而直接材料成本優(yōu)勢(shì)在于金博股份自制預(yù)制體，直接材料主要碳纖維，而同行企業(yè)則通過(guò)外購(gòu)預(yù)制體制備成品，直接材料主要是預(yù)制體。圖表 17：金博股份、西安超碼碳碳熱場(chǎng)產(chǎn)品單位成本對(duì)比（元/kg）金博股份西安超碼直接材料直接人工制造費(fèi)用直接材料直接人工制造費(fèi)用8007006005004

22、00300200100020172018201920202021800246.8203.5179.2113.962.6111.493.3104.4118.492.2129.6116.274.2155.7191.27006005004003002001000363.1340.3308.6311.9318.480.080.869.481.150.8230.3244.9203.0230.8245.320172018201920202021各公司公告、制造費(fèi)用差異主要來(lái)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(guò)程

23、需要使用到丙烯、樹(shù)脂及氮?dú)獾茸鳛檩o料，單位輔料成本達(dá) 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(xué)氣相沉積法在耗電量上相對(duì)液相浸漬法（西安超碼采用的工藝）更高。圖表 18：金博股份制造費(fèi)用中輔料、折舊及其他顯著低于西安超碼（元/kg）電力輔料折舊及其他1857316709054350300250200150100500金博股份西安超碼來(lái)源：各公司公告、（注：數(shù)據(jù)取自 2019 年）工藝流程差異帶來(lái)設(shè)備

24、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(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)應(yīng)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(yīng)影響，我們對(duì)比 2018年金博股份和西安超碼碳纖維預(yù)制體到碳基復(fù)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(wàn)元，西安超碼僅為 12.91千克/萬(wàn)元，生產(chǎn)流程簡(jiǎn)化可帶來(lái)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(xiàng)目上進(jìn)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(shì)，通過(guò)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 3

25、8.0 萬(wàn)元/噸，較西安超碼 43.8 萬(wàn)元/噸低約 13%。圖表 19：金博股份工藝環(huán)節(jié)減少對(duì)應(yīng)相應(yīng)設(shè)備減少金博股份中天火箭類別設(shè)備名稱金博股份（2018年）西安超碼（2018年）數(shù)量（臺(tái)）原值（萬(wàn)元）數(shù)量（臺(tái)）原值（萬(wàn)元）共性設(shè)備氣相沉積爐、高溫爐、機(jī)加工設(shè)備（車床）374071.72539094.62差異設(shè)備固化爐及配套、碳（炭）化爐-573178.16小計(jì)374071.7211012272.78當(dāng)年產(chǎn)量（單位：噸）178.5158.4單位設(shè)備原值產(chǎn)量 （單位：千克/萬(wàn)元）43.8312.91（西安超碼）金博股份招股說(shuō)明書(shū)、圖表 20：金博股份單位產(chǎn)能對(duì)應(yīng)設(shè)備投資額低于西安超碼公司項(xiàng)目規(guī)

26、劃產(chǎn)能（噸）設(shè)備投入資金（萬(wàn)元）單位產(chǎn)能對(duì)應(yīng)設(shè)備投資額（萬(wàn)元/噸）金博股份高純大尺寸先進(jìn)碳基復(fù)合材料產(chǎn)能擴(kuò)建項(xiàng)目150056972.438.0熱場(chǎng)復(fù)合材料產(chǎn)能建設(shè)項(xiàng)目60023576.839.3西安超碼大尺寸熱場(chǎng)材料產(chǎn)能提升建設(shè)項(xiàng)目二期35015320.043.8來(lái)源：各公司公告、快速化學(xué)氣相沉積，大幅縮短沉積時(shí)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(fù)合工藝是先進(jìn)碳基復(fù)合材料制備領(lǐng)域的重要核心技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)。金博股份采用的致密化方法為化學(xué)氣相沉積法，衡量其先進(jìn)性的主要指標(biāo)為致密化周期，目前國(guó)內(nèi)外大尺寸批量制備碳基復(fù)合材料工藝的最高水平為 300 小時(shí)以內(nèi)，主流水平為約8

27、00-1000 小時(shí)，部分優(yōu)秀企業(yè)可以做到約 600 小時(shí)。未來(lái)發(fā)展方向是進(jìn)一步縮短致密化周期，從而進(jìn)一步降低碳基復(fù)合材料制備成本。圖表 21：金博股份化學(xué)氣相沉積法致密化周期與同業(yè)水平比較情況主要指標(biāo)主流水平行業(yè)優(yōu)秀水平金博股份致密化周期（h）約800-1000約600300金博股份招股說(shuō)明書(shū)、龍頭企業(yè)掌控核心工藝，關(guān)鍵設(shè)備自研。在熱場(chǎng)制備所需設(shè)備方面，金博股份作為早期進(jìn)行熱場(chǎng)產(chǎn)品研發(fā)的企業(yè)，具備沉積爐的設(shè)計(jì)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(shí)也降低來(lái)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(wú)需氯氣或氟利昂等純化輔助氣體，通過(guò)高溫處理即可滿足

28、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(dǎo)致供應(yīng)問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)。圖表 22：金博股份關(guān)鍵設(shè)備自研、掌握核心工藝技術(shù)說(shuō)明先后設(shè)計(jì)了多種型式的化學(xué)氣相沉積設(shè)備，解決了批量工業(yè)化制備大尺寸、異形碳基復(fù)合材料部件的關(guān)鍵裝備問(wèn)題，并獲得化學(xué)氣相增密爐爐膛（ZL201010187738.5）、CVD爐設(shè)計(jì)能力化學(xué)氣相增密爐爐體（ZL201010144907.7）、化學(xué)氣相增密爐發(fā)熱裝置（ZL201020259196.3）等專利授權(quán)，為先進(jìn)碳基復(fù)合材料產(chǎn)品批量化、工程化生產(chǎn)奠定了關(guān)鍵的裝備基礎(chǔ)。光伏和半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)熱場(chǎng)部件純度的要求極高，公司經(jīng)過(guò)多年技術(shù)研究，開(kāi)發(fā)了一種無(wú)需氟利昂、氯氣的高溫純化高溫純

29、化技術(shù)技術(shù)，整個(gè)技術(shù)更加節(jié)能環(huán)保。目前公司可提供多種純度等級(jí)的產(chǎn)品，可滿足P型、N型以及半導(dǎo)體級(jí)高純硅晶體的生長(zhǎng)要求。金博股份招股說(shuō)明書(shū)、自制預(yù)制體制備具有技術(shù)壁壘，帶來(lái)直接材料成本絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。預(yù)制體是碳/碳復(fù)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(yù)制體行業(yè)龍頭江蘇天鳥(niǎo)預(yù)制體業(yè)務(wù)毛利率達(dá) 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(yù)制體制備工藝，具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)。根據(jù)金博股份招股說(shuō)明書(shū)測(cè)算，金博股份自制預(yù)制體模擬毛利率與江蘇天鳥(niǎo)相當(dāng)，表明金博在預(yù)制體制備成本上具有優(yōu)勢(shì)。預(yù)制體技術(shù)工藝難點(diǎn)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

30、傷，造成碳纖維耗量增加，因此在低損傷的同時(shí)低成本制備預(yù)制體是行業(yè)主要競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)。圖表 23：金博股份自制預(yù)制體模擬毛利率具備優(yōu)勢(shì)圖表 24：金博股份預(yù)制體直接材料成本及中天火箭預(yù)制體采購(gòu)成本對(duì)比60%50%40%30%20%10%57%金博股份江蘇天鳥(niǎo)40035030025020015010050金博股份預(yù)制體直接材料成本45%46%48%50%36中天火箭（西安超碼）預(yù)制體采購(gòu)價(jià)0%20172018201920H10347.1347.4350.7190.5191.0149.4201720182019金博股份招股說(shuō)明書(shū)、金博股份招股說(shuō)明書(shū)、二、半導(dǎo)體熱場(chǎng)滲透率提升加速，航空航天領(lǐng)域需求高景氣半導(dǎo)體

31、熱場(chǎng)：國(guó)產(chǎn)碳基材料有望加速替代進(jìn)口石墨材料相較于光伏熱場(chǎng)材料，半導(dǎo)體熱場(chǎng)材料對(duì)灰分要求更高。根據(jù)金博股份 招股說(shuō)明書(shū)，光伏單晶制造工藝是由半導(dǎo)體硅單晶演變而來(lái)，兩者在設(shè) 備、工藝、熱場(chǎng)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(duì)熱場(chǎng)材料純度要求不一樣。半導(dǎo)體用硅單晶要求純度高于 99.999999999%（11 個(gè) 9），太陽(yáng)能光伏單晶純度高于 99.9999999%（9 個(gè) 9）即可；對(duì)熱場(chǎng)材料灰分的要求方面，太陽(yáng)能光伏 P 型單晶：200ppm； N 型單晶：100ppm；半導(dǎo)體硅單晶要求30ppm。對(duì)于芯片級(jí)單晶， 要求在部分熱場(chǎng)部件（導(dǎo)流筒）表面制備灰分小于 5ppm 的高純涂

32、層。圖表 25：光伏硅單晶與半導(dǎo)體硅單晶熱場(chǎng)材料差異光伏硅單晶半導(dǎo)體硅單晶設(shè)備單晶爐單晶爐主流工藝直拉法直拉法產(chǎn)品特點(diǎn)P型單晶、N型單晶以N型單晶為主單晶硅純度要求99.9999999%（9個(gè)9）以上99.999999999%（11個(gè)9）以上熱場(chǎng)材料灰分要求P型單晶：200ppmN型單晶：100ppm30ppm資料來(lái)源：金博股份招股書(shū)，半導(dǎo)體熱場(chǎng)材料仍以高純等靜壓石墨產(chǎn)品為主，國(guó)產(chǎn)化程度低。從全球來(lái)看，半導(dǎo)體硅材料行業(yè)具有高度壟斷性，根據(jù)中晶科技招股說(shuō)明書(shū)， 2018 年全球半導(dǎo)體硅片供應(yīng)商CR5 高達(dá) 93%。我國(guó)半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)業(yè)起步較晚，技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定差距，尤其是大尺寸半導(dǎo)體

33、硅片進(jìn)口依賴度高。熱場(chǎng)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(huì)對(duì)供應(yīng)商執(zhí)行嚴(yán)格的考察和全面認(rèn)證程序，認(rèn)證周期較長(zhǎng)，認(rèn)證時(shí)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(yīng)商開(kāi)發(fā)與維護(hù)成本，客戶一般不會(huì)輕易改變已定型的產(chǎn)品供應(yīng)結(jié)構(gòu)，新進(jìn)入者面臨極高的認(rèn)證壁壘。因此目前半導(dǎo)體熱場(chǎng)材料中，碳碳復(fù)材替代率較低，主要以高純等靜壓石墨產(chǎn)品為主，且供應(yīng)商主要為西格里、東洋碳素等企業(yè)，半導(dǎo)體熱場(chǎng)材料國(guó)產(chǎn)化程度低。圖表 26：2018 年全球半導(dǎo)體硅片供應(yīng)商市場(chǎng)份額日本Shin-Etsu日本Sumco德國(guó)Siltronic臺(tái)灣Global Wafer 韓國(guó)SK Siltron其他7%11

34、%29%14%15%25%資料來(lái)源：中晶科技招股書(shū)，圖表 27：半導(dǎo)體熱場(chǎng)領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)替代情況細(xì)分領(lǐng)域領(lǐng)域替代程度分析說(shuō)明主要產(chǎn)品產(chǎn)品替代程度器件或器材級(jí)高純單晶熱場(chǎng)中等，碳基復(fù)材占比低于石墨，暫無(wú)其他熱場(chǎng)材料用于該領(lǐng)域器件或器材級(jí)晶硅產(chǎn)品主要集中在國(guó)內(nèi)，認(rèn)證門檻較低，驗(yàn)證周期較長(zhǎng)坩堝低導(dǎo)流筒低保溫筒低加熱器低板材低電極中其他低芯片級(jí)高純單晶熱場(chǎng)低，碳基復(fù)材占比低于石 墨，暫無(wú)其他熱場(chǎng)材料用于該領(lǐng)域芯片級(jí)半導(dǎo)體晶硅產(chǎn)品主要集中在海外，認(rèn)證門檻高，驗(yàn)證周期更長(zhǎng)坩堝低導(dǎo)流筒低保溫筒低加熱器低板材低電極低其他低資料來(lái)源：金博股份招股書(shū)，硅片大型化推動(dòng)半導(dǎo)體熱場(chǎng)中碳碳材料滲透率提升。傳統(tǒng)熱場(chǎng)中的坩堝、導(dǎo)流

35、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(fù)材替代，且碳基復(fù)材性能更優(yōu)：1） 碳基復(fù)材制成的坩堝強(qiáng)度更大，更適合大尺寸硅片生產(chǎn)；2）碳基復(fù)材 導(dǎo)熱系數(shù)更低，用以制造導(dǎo)流筒，晶體生長(zhǎng)速度更高，制成的保溫筒則 可實(shí)現(xiàn)整套熱場(chǎng)系統(tǒng)約 5%-10%的節(jié)能效果；3）碳基復(fù)材制成的導(dǎo)流 筒灰分更低，可實(shí)現(xiàn)更高的純度要求。目前全球半導(dǎo)體硅片市場(chǎng)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(chǎng)份額（按 出貨面積計(jì)算）達(dá) 67.2%，隨著半導(dǎo)體制程的不斷縮小，芯片生產(chǎn)的工藝愈加復(fù)雜，生產(chǎn)成本不斷提高，成本因素驅(qū)動(dòng)硅片向著大尺寸的方向

36、發(fā)展，從而推動(dòng)熱場(chǎng)材料向碳基復(fù)材升級(jí)。國(guó)內(nèi)切入半導(dǎo)體熱場(chǎng)領(lǐng)域的企業(yè)多采用碳基復(fù)材，因此國(guó)產(chǎn)替代過(guò)程也是產(chǎn)品升級(jí)替代過(guò)程。圖表 28：等靜壓石墨材料與碳基復(fù)合材料在熱場(chǎng)應(yīng)用中的性能比較產(chǎn)品性能指標(biāo)金博股份 碳基復(fù)材產(chǎn)品SGL等靜壓石墨產(chǎn)品東洋碳素等靜壓石墨產(chǎn)品坩堝抗折強(qiáng)度（Mpa）15045-5038-60導(dǎo)流筒導(dǎo)熱系數(shù)（W/(mK)）1011080-140灰分（ppm）級(jí)200級(jí)100級(jí)30200200保溫筒導(dǎo)熱系數(shù)（W/(mK)）1011080-140資料來(lái)源：金博股份可轉(zhuǎn)債募集說(shuō)明書(shū)，半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì)下，加速半導(dǎo)體熱場(chǎng)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。2020 年上半年以來(lái)，全球“缺芯潮”爆發(fā)，在汽車、消費(fèi)電子

37、等行業(yè)引發(fā)了一系列連鎖反應(yīng)，中國(guó)高端芯片供應(yīng)端面臨巨大壓力。針對(duì)這種狀況，國(guó)家大力鼓勵(lì)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展，進(jìn)一步健全半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈。中國(guó)半導(dǎo)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(guó)半導(dǎo)體制造增長(zhǎng)強(qiáng)勁，根據(jù) SEMI 統(tǒng)計(jì)，中國(guó)連續(xù)兩年位列全球半導(dǎo)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(dǎo)體國(guó)產(chǎn)化率的不斷提升，有望帶動(dòng)半導(dǎo)體熱場(chǎng)材料的國(guó)產(chǎn)化率加速提升。圖表 29：中國(guó)半導(dǎo)體銷售額占全球比例不斷提升（十億美元）中

38、國(guó)全球中國(guó)占比圖表 30：2021 年全球半導(dǎo)體制造設(shè)備分地區(qū)銷售額（十億美元）29.625.024.97.87.63.34.435600500400300200100040353025201510502015201620172018201920202021302520151050中國(guó)韓國(guó) 中國(guó)臺(tái)灣 日本北美歐洲其他資料來(lái)源：WSTS，中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)，wind資料來(lái)源：SEMI圖表 31：半導(dǎo)體行業(yè)相關(guān)政策梳理時(shí)間文件名稱相關(guān)內(nèi)容2016.11“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）啟動(dòng)集成電路重大生產(chǎn)力布局規(guī)劃工程，實(shí)施一批帶動(dòng)作用強(qiáng)的項(xiàng)目，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)能力實(shí)現(xiàn)快速躍升2

39、016.12信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南支持用于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的電子級(jí)高純硅材料等的新技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化2016.12新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南要發(fā)展新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)用材料，加強(qiáng)大尺寸硅材料、大尺寸碳化硅單晶生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)，解決極大規(guī)模集成電路材料制約2018.11戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類（2018）將半導(dǎo)體晶體制造新增入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)2020.12新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策從財(cái)稅、投融資、研究開(kāi)發(fā)、進(jìn)出口、人才、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、市場(chǎng)應(yīng)用、國(guó)際合作等多個(gè)方面推動(dòng)集成電路發(fā)展，優(yōu)化集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境2021.11“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃加快推動(dòng)面向行業(yè)的5G芯片等產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，推動(dòng)芯片企業(yè)豐

40、富產(chǎn)品體系，增強(qiáng)原始創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)支撐能力2021.12“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃重點(diǎn)布局第三代半導(dǎo)體等新興技術(shù)資料來(lái)源：公開(kāi)資料整理，航空航天：航天+軍事強(qiáng)國(guó)建設(shè)下，C/C 復(fù)材需求高景氣C/C 復(fù)合材料被應(yīng)用于火箭熱構(gòu)件，被普遍認(rèn)為是目前喉襯的最佳材料。火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是火箭的心臟，其中固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)（SRM）應(yīng)用最廣泛。噴管是固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部位，位于燃燒室的尾部，主要通過(guò)控制噴管喉部面積的大小來(lái)保證燃燒室具有一定的工作壓強(qiáng)，使藥柱正常燃燒，保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。喉襯位于發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的射程和精確度。喉襯除了經(jīng)歷高溫高速燃?xì)獾臎_蝕

41、外，還要承受強(qiáng)烈的力學(xué)沖擊和熱應(yīng)力，服役環(huán)境最為嚴(yán)酷?；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)噴管將燃燒產(chǎn)物的熱能轉(zhuǎn)換為高速射流的動(dòng)能從而產(chǎn)生推力，需要承受高達(dá) 3500的燃?xì)鉁囟取?15MPa 的壓力、高溫燃?xì)獾幕瘜W(xué)腐蝕和液、固體粒子的沖刷。C/C 復(fù)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(diǎn)，又克服石墨材料強(qiáng)度低、抗熱震性能較低的不足，用 C/C 復(fù)材制成的噴管內(nèi)型面燒蝕比較均勻、光滑，沒(méi)有前后燒蝕臺(tái)階或凹坑，有利于提高噴管效率。目前，我國(guó)航天領(lǐng)域火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管均采用C/C 復(fù)合材料。圖表 32：固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖資料來(lái)源：公開(kāi)資料整理，圖表 33：固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)喉襯材料性能比較難熔金屬石墨C/C復(fù)材增

42、強(qiáng)塑料優(yōu)點(diǎn)生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較低石墨資源豐富，造價(jià)低廉；石墨強(qiáng)度隨溫度上升而增加，溫度上升至2500后強(qiáng)度才開(kāi)始下降；石墨具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性、較好的耐燒蝕性和耐沖刷性能密度小，耐燒蝕，熱膨脹小，噴管內(nèi)型面燒蝕比較均勻、光滑，沒(méi)有前后燒蝕臺(tái)階或凹坑工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，成本低，適用于生產(chǎn)低成本噴管缺點(diǎn)密度大；導(dǎo)熱系數(shù)大，致使在其與外殼的有限空間內(nèi)設(shè)臵有效的防熱層十分困難多晶石墨強(qiáng)度較低，抗熱震性能較差，用作大型發(fā)動(dòng)機(jī)喉襯，可靠性較低，導(dǎo)熱率高，對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間工作的發(fā)動(dòng)機(jī)，要求較厚的背壁絕熱層；熱解石墨軸向熱膨脹系數(shù)較大，工藝復(fù)雜，成本高，可靠性差生產(chǎn)工藝復(fù)雜，成本高可靠性較低宋桂明固體火箭發(fā)動(dòng)

43、機(jī)喉襯材料、航天強(qiáng)國(guó)+軍事強(qiáng)國(guó)建設(shè)，為火箭喉襯提供了廣闊的市場(chǎng)空間。1）航空航天：我國(guó)航天事業(yè)快速發(fā)展，尤其近年來(lái)，我國(guó)航天發(fā)射次數(shù)大幅增加，截止 2021 年 12 月 10 日，長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭累計(jì)實(shí)現(xiàn) 400 次發(fā)射，從 1970 年長(zhǎng)征一號(hào)火箭第一次發(fā)射成功以來(lái)，長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭實(shí)現(xiàn) 4個(gè) 100 次發(fā)射分別花費(fèi)了 37 年、7 年半、4 年多、33 個(gè)月；2021 年我國(guó)航天發(fā)射次數(shù)達(dá)到 55 次，位居世界第一；根據(jù)國(guó)家航天局公布的信息顯示，2022 年全年計(jì)劃安排發(fā)射任務(wù) 60 余次?！笆奈濉逼陂g，中國(guó)航天錨定航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)目標(biāo)，航天發(fā)射任務(wù)有望進(jìn)一步增多，火箭喉襯的需求也將隨之快

44、速增長(zhǎng)。2）軍事：現(xiàn)代化軍事體系下，導(dǎo)彈的作用不斷提高。2015 年，第二炮兵由戰(zhàn)略性獨(dú)立兵種上升為獨(dú)立軍種，正式命名為“中國(guó)人民解放軍火箭軍”，近年來(lái)火箭軍常態(tài)開(kāi)展部隊(duì)?wèi)?zhàn)備拉動(dòng)和作戰(zhàn)流程檢驗(yàn)演練，發(fā)射導(dǎo)彈數(shù)百發(fā)。高強(qiáng)度的訓(xùn)練消耗和新裝備批量列裝部隊(duì)為軍用航天防務(wù)裝備產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了更多發(fā)展空間，喉襯作為關(guān)鍵部件，預(yù)計(jì)未來(lái)市場(chǎng)規(guī)模將穩(wěn)健增長(zhǎng)。圖表 34：近年中國(guó)航天發(fā)射次數(shù)大幅增加資料來(lái)源：中國(guó)航天科技活動(dòng)藍(lán)皮書(shū)，中國(guó)新聞網(wǎng)喉襯市場(chǎng)壁壘高，玩家較少。目前國(guó)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(guó)有企業(yè)。航天體系內(nèi)的生產(chǎn)廠商主要有西安航天復(fù)合材料研究所、航天材料及工藝研究所（703 所）等

45、，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(xué)、上海大學(xué)等。博云新材由粉末冶金技術(shù)擴(kuò)展到 C/C 復(fù)合材料的制造，生產(chǎn)的 C/C 復(fù)材產(chǎn)品應(yīng)用于航天飛機(jī)的機(jī)翼前緣、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管等超高溫部位，2011 年數(shù)個(gè)型號(hào)航天用C/C 喉襯材料成功研制并交付使用，其承擔(dān)的長(zhǎng)沙市科技重大專項(xiàng)“大型固體運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管用碳/碳喉襯材料制備關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目進(jìn)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(yù)制體自動(dòng)化智能編織產(chǎn)線建設(shè)項(xiàng)目，該項(xiàng)目主要產(chǎn)品包括火箭發(fā)動(dòng)機(jī)喉襯預(yù)制體等。其他領(lǐng)域：碳基復(fù)材替代金屬及石墨材料趨勢(shì)明顯C/C 復(fù)材因其強(qiáng)度大、耐高溫特性被用于真空熱處理領(lǐng)

46、域，市場(chǎng)規(guī)模小但產(chǎn)品毛利水平較高。C/C 復(fù)材密度小、強(qiáng)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(qiáng)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(fù)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(jià)穩(wěn)定在 0.16-0.17萬(wàn)元/kg，毛利率則維持在 70%以上。先進(jìn)碳基復(fù)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(shì)，已經(jīng)在機(jī)械密封耐磨領(lǐng)域得到了較大程度的推廣。碳基復(fù)合材料制備的密封環(huán)耐磨性好、耐高溫、有自潤(rùn)滑功能、密封性能好、使用壽命長(zhǎng)，可以節(jié)省潤(rùn)滑油，并避免潤(rùn)滑油的污染，如橡膠密煉機(jī)采用碳基復(fù)材制成的密封

47、環(huán)不僅節(jié)省了潤(rùn)滑油的使用，還降低了潤(rùn)滑油對(duì)橡膠的污染，提高了橡膠的品質(zhì)。未來(lái)隨著碳基復(fù)材制造成本下降，碳基復(fù)材制備的密封環(huán)將進(jìn)一步替代合金密封環(huán)，滲透率有望得到提高。圖表 35：C/C 復(fù)合材料在真空熱處理領(lǐng)域的應(yīng)用產(chǎn)品名稱產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)模套構(gòu)建產(chǎn)品成型空間，承擔(dān)壓制產(chǎn)品產(chǎn)生的應(yīng)力，具有安全、經(jīng)濟(jì)和可設(shè)計(jì)特點(diǎn)，能最大限度提高產(chǎn)量或者生產(chǎn)大尺寸產(chǎn)品料盤(pán)承載原料，具有安全、經(jīng)濟(jì)和可設(shè)計(jì)的特點(diǎn)棒/管材具有重量輕、強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于高溫機(jī)械傳動(dòng)或高溫特種導(dǎo)管資料來(lái)源：金博股份招股書(shū)，圖表 36：金博股份真空熱處理板塊收入圖表 37： 金博股份真空熱處理板塊毛利率資料來(lái)源：金博股份招股書(shū)，金

48、博股份年報(bào)資料來(lái)源：金博股份招股書(shū)，金博股份年報(bào)三、龍頭企業(yè)快速擴(kuò)張，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)持續(xù)領(lǐng)先金博股份：碳碳復(fù)材平臺(tái)型公司，打造第二增長(zhǎng)曲線聚焦碳基復(fù)合材料業(yè)務(wù)，產(chǎn)品性能卓越。公司主要從事先進(jìn)碳基復(fù)合材 料及產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，產(chǎn)品主要應(yīng)用于光伏行業(yè)的晶硅制造熱 場(chǎng)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(jià)比高的先進(jìn)碳基復(fù)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(jìn)碳基復(fù)合材料制造企業(yè)，公司主營(yíng)業(yè)務(wù)產(chǎn)品碳基復(fù)合材料熱場(chǎng) 部件被工信部、中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會(huì)評(píng)為“第六批制造業(yè)單項(xiàng)冠軍產(chǎn)品”。持續(xù)技術(shù)突破+產(chǎn)業(yè)

49、化，逐漸成長(zhǎng)為平臺(tái)型企業(yè)。金博股份前身系 2005年創(chuàng)立的“博云高科”，開(kāi)啟碳基復(fù)合材料民用探索，次年在碳纖維預(yù)制體制備上取得關(guān)鍵技術(shù)突破，并于 2007 年實(shí)現(xiàn)碳纖維預(yù)制體技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。公司 2011 年在大尺寸碳/碳復(fù)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(chǎng)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。圖表 38：金博股份發(fā)展歷程來(lái)源：公司公告、下游產(chǎn)業(yè)需求旺盛，產(chǎn)能擴(kuò)張帶動(dòng)業(yè)績(jī)高增長(zhǎng)。受益下游光伏產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)需求旺盛，以及公司持續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)能，公司營(yíng)業(yè)收入、凈利潤(rùn)持續(xù)高速增長(zhǎng)。2021/2022Q1 公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)收 1

50、3.4/4.5 億，同比+214%/+126%；實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn) 5.0/2.0 億，同比+197%/+163%。公司主營(yíng)業(yè)務(wù)單晶拉制爐熱場(chǎng)系列產(chǎn)品，2017-2021 年主營(yíng)業(yè)務(wù)收入占比保持在93%以上。 2021 年單晶拉制爐熱場(chǎng)系列業(yè)務(wù)收入占比達(dá) 99.5%，毛利率為 57%。 2021 年光伏市場(chǎng)持續(xù)增長(zhǎng)，公司單晶拉制爐熱場(chǎng)系列業(yè)務(wù)迎來(lái)爆發(fā)， 2017-2021 年公司單晶拉制爐熱場(chǎng)系列產(chǎn)品營(yíng)收CAGR+78%。圖表 39：公司收入/歸母凈利潤(rùn)快速增長(zhǎng)圖表 40：公司產(chǎn)品銷量增長(zhǎng)迅速，單價(jià)略有下降營(yíng)業(yè)收入（億元）歸母凈利（億元)13.384.265.01 4.50.84 0.21 1.4

51、20.291.80.542.41.692.030.78161412108642020162017201820192020202122Q1180016001400120010008006004002000產(chǎn)品銷量（噸）產(chǎn)品單價(jià)（元/公斤)15531320135310639518614482231041302017201820192020202116001400120010008006004002000來(lái)源：Wind、Wind、毛利率保持相對(duì)穩(wěn)定、費(fèi)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(fèi)用管控持續(xù)加強(qiáng)，期間費(fèi)用率持續(xù)下

52、降，從 2017 年 39.7%下降至 2021年 15.4%，帶動(dòng)凈利率穩(wěn)步提升，從 2017 年 20%提升至 22Q1 的 45%。圖表 41：2021 年實(shí)現(xiàn)毛利率/凈利率 57%/37%圖表 42：2017 年以來(lái)期間費(fèi)用率持續(xù)下降80%70%60%50%40%30%20%10%0%銷售毛利率銷售凈利率63%68%62%63%56%57%53%40%37%45%30%32%24%20%20162017201820192020202122Q145.0%40.0%35.0%30.0%25.0%20.0%15.0%10.0%5.0%0.0%-5.0%39.7%32.8%28.9%20.5%

53、15.4%20172018201920202021期間費(fèi)用率銷售費(fèi)用管理費(fèi)用財(cái)務(wù)費(fèi)用研發(fā)費(fèi)用來(lái)源：Wind、Wind、迎合國(guó)家綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展，新興業(yè)務(wù)或成第二曲線。公司依托現(xiàn)有技術(shù)拓展新業(yè)務(wù)，新興業(yè)務(wù)產(chǎn)品有望接力碳碳復(fù)材熱場(chǎng)部件，成為公司第二增長(zhǎng)曲線。隨著國(guó)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(dǎo)體核心材料碳化硅、輕量化碳陶剎車盤(pán)、型儲(chǔ)氫瓶以及燃料氫氣等市場(chǎng)需求有望持續(xù)增長(zhǎng)。公司依托現(xiàn)有制備碳/碳復(fù)合材料的自研技術(shù)，開(kāi)發(fā)新興業(yè)務(wù)產(chǎn)品具備先發(fā)優(yōu)勢(shì)和成本優(yōu)勢(shì)。圖表 43：依托自研制備技術(shù)開(kāi)發(fā)新業(yè)務(wù)公開(kāi)資料、碳陶剎車盤(pán)：具有密度低、摩擦系數(shù)穩(wěn)定、磨損量小的特點(diǎn)，符合新能源汽車輕量化的發(fā)展趨勢(shì)，

54、未來(lái)隨著成本下降，碳陶剎車盤(pán)有望替代鑄鐵剎車盤(pán)。碳陶剎車盤(pán)的制備依舊可以依托現(xiàn)有產(chǎn)線，碳/陶剎車盤(pán)的制備需要在沉積時(shí)添加陶瓷粉體，經(jīng)過(guò)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(wàn)套碳陶剎車盤(pán)的產(chǎn)能，且可根據(jù)市場(chǎng)需求快速擴(kuò)大生產(chǎn)能力。高壓儲(chǔ)氫瓶：市場(chǎng)空間大，公司有望逐步實(shí)現(xiàn)追趕。高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫瓶是燃料電池車的必要部件。目前國(guó)內(nèi)商用的高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫瓶以III 型為主，但 III 型儲(chǔ)氫瓶?jī)?nèi)膽為金屬材料有著重量大的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)氫瓶正向著IV 儲(chǔ)氫瓶商業(yè)化應(yīng)用發(fā)展。儲(chǔ)氫瓶的制備需要在內(nèi)膽上進(jìn)行碳纖維纏繞形成預(yù)制體，之后進(jìn)行高溫成型和加工。目前公司已經(jīng)掌握型儲(chǔ)氫瓶的制備工藝并進(jìn)行 IV 型儲(chǔ)氫瓶的

55、技術(shù)探索。碳紙：碳紙是燃料電池氣體擴(kuò)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(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等。隨著車用燃料電池市場(chǎng)的擴(kuò)張，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)作為上游原材料的碳紙需求也會(huì)持續(xù)上升。目前碳紙市場(chǎng)基本被海外龍頭壟斷，國(guó)產(chǎn)廠商目前較弱，需要研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的質(zhì)子交換膜燃料電池關(guān)鍵材料技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自主可控。金博股份具備相應(yīng)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(jìn)行燒結(jié)，金博股份具有碳纖維編織技術(shù)、化學(xué)氣相沉積、碳化、石墨化等全套碳基復(fù)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(bǔ)充

56、的工藝是抄紙和樹(shù)脂浸漬，公司與湖南當(dāng)?shù)卦旒埰髽I(yè)進(jìn)行了深入合作，掌握了抄紙工藝后進(jìn)展較快。碳化硅：碳化硅是第三代半導(dǎo)體材料核心，應(yīng)用前景廣闊。公司在生產(chǎn)碳/碳復(fù)合材料的制備過(guò)程中需要將甲烷高溫裂化以獲得碳粉沉積在預(yù)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(jìn)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(jìn)碳基復(fù)合材料產(chǎn)能擴(kuò)建項(xiàng)目環(huán)評(píng)數(shù)據(jù)顯示，該項(xiàng)目氫氣排放量可達(dá) 1422.65t/a。公司可充分利用副產(chǎn)品氫氣資源，進(jìn)一步延伸產(chǎn)業(yè)鏈。圖表 44：公司新興業(yè)務(wù)產(chǎn)品-碳陶剎車盤(pán)&儲(chǔ)氫瓶圖表 45：公司新興業(yè)務(wù)產(chǎn)品-碳紙&碳化硅粉體來(lái)源：公司官網(wǎng)、公司官網(wǎng)、天宜上佳：中國(guó)軌交閘片龍頭，積極推動(dòng)碳基復(fù)材業(yè)務(wù)推動(dòng)碳基復(fù)材新業(yè)務(wù)，拓寬產(chǎn)品下游應(yīng)用領(lǐng)域。天宜上佳于 2009 年正式成立，是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先