容亿行研 保温小热场材料大市场

作者介绍

严伟亮，容亿投资总监，重点关注新材料、新能源、汽车电子、智能硬件等领域。

容亿观点

新材料的应用和创新是现代科技产业的基础，往往会因新材料的导入带来下游一个新领域的技术革新，是商业竞争中出现降维打击的高发地。

长验证周期是新材料领域的普遍现象，所以在何时何点何种渗透率情况下进行投资布局大家见仁见智。

一直以来高端热场材料依赖进口德美日产品，随着光伏产业的高复合增长以及行业技术进步带来的新需求，热场材料国产化开始具备良好的下游基础。相信随着国内半导体行业、光伏行业的发展进步，我国热场材料领域会有持续的发展和进步空间。

近几年，随着光伏产业的技术进步和产品更新，以及半导体“国产芯”的呼声加大，热场材料迎来了春天。历经一段时间的行业调研，我们发现，市场的春天已悄然而至，但能真正沐浴春风的企业还是屈指可数。

热场材料产业走过了怎样的变革之路？

长期以来，国内在热场材料领域持续处于依赖进口和被动跟随状态。2016年开始，国内部分企业在该领域特别是硅晶热场材料方向取得大幅进步，这很大程度上得益于下游光伏产业技术进步的市场倒逼。从已上市公司金博股份的发展历程来看，就可以很清晰地看到整个热场材料和下游光伏技术的螺旋式共进关系。

在2016年之前，光伏产业单晶硅还未完全取得市场认可时，拉晶炉对热场材料的依赖度主要是靠进口国外等静压石墨材料为主，同时对热场材料灰分要求也仅400-800PPM，随着产业技术升级，至2018年单晶市场渗透率突破45%时，产业对热场材料的灰分要求提升至200-300PPM，特别是N型高效硅片，对灰分要求提升至100PPM，未来趋势至50PPM。同时，大硅片的渗透率从2020年开始渗透率井喷式提升，进一步坐实了热场材料应用和研究方向从进口等静压石墨材料演变为国产化为主的碳碳、碳陶等碳纤维复合体新一代材料。相信随着国内半导体行业的兴起，对热场材的技术进步将延续光伏产业的经验，成功将灰分实现5PPM以内，从而实现半导体热场材料的完全国产化。

（注：各渗透率趋势为作者基于各行业数据及信息后的预期，仅代表个人观点）

上市企业金博股份（688598）历年毛利润水平维持在60%左右，是行业的佼佼者。能多年持续维持高毛利主要原因是企业具有绝对的产品竞争优势。高端热场材料领域产品竞争偏少，头部企业具有相对定价权。从我们持续的行业跟踪发现：2019-2021年间，国内多家企业开始涉足该领域，预计对未来几年热场材料的价格将产生一定的冲击。目前，国内存量行业企业已达80多家，普遍集中在5000万以下的小规模企业，同质化竞争十分严重；少部分优质企业2021年预计销售额在1-4亿不等，普遍毛利润水平集中在25-35%之间，个别优秀企业可突破50%。我们预计中低端碳基复合热场材料企业将面临严重的产能过剩而加速洗牌，具备明显成本和产品能力优势的两类企业将会脱颖而出，从而形成以金博股份、中天火箭等企业为主的“一强多大”行业格局。我们预计2023年左右行业格局将会趋于定型。

热场材料产业发展空间有多大？

光伏领域硅晶的纯度要求提升和硅片尺寸的越用越大，使得原石墨材料因其物理极限难以突破而给予碳基复合材料的登场机会。可以说是光伏产业的技术进步催生了碳基热场材料的新应用。更重要的因素是国内碳纤维原料产业的日趋进步起到了可靠的上游原料支撑。

我们认为2016年可以视为碳基复合热场材料在光伏拉晶领域应用的国产化元年，2020-2022年可以视为碳基复合热场材料的渗透率快速提升期。这期间国内现有的20000多台光伏拉晶炉将会完成从石墨材料至碳基复合材料的全部切换。考虑到，光伏产业的炉体25%的年复合增长，按照目前普遍的单炉16万消耗，8个月更换一次热场材料计算，光伏领域每年对碳基复合热场材料的消耗达到50亿元人民币，到2025年将达到百亿市场规模。我们根据目前国内各家热场材料企业的扩产规划及各家现有的经营数据预测，预计在2023-2024年会有1-2家企业可以成功上市。

（注：截止2021年最新，数据为作者倒推所得，数量仅供参考）

此外，更大的持续增长空间是半导体硅片领域的高端热场材料国产化需求。一直以来高端热场材料一直被美国摩根、德国西格里、日本东洋碳素以及日本吴羽化学等几家所垄断。随着国内半导体硅片的投资兴起，国内热场材料有望在未来三年内完成对该领域应用的进口替代。如某行业领先企业的热场材料产品成功在下游大尺寸半导体衬底企业得到初步验证。该部分热场材料未来三年主要的市场空间为第三代半导体碳化硅长晶炉的热场应用。目前，全球半导体晶硅制造除台湾省环球晶圆有部分占比之外，80%以上集中在日本、德国、韩国等企业中，我国处于初始国产化推进阶段。按照目前普遍单炉消耗20万，3个月更换一次热场材料，以现有公开信息推测国内有效投产炉体2500台左右，每年对碳基复合热场材料的消耗约20亿元人民币。相信随着芯片国产化的进程加快，该部分的市场份额在未来几年会保持持续增长态势，可再容纳1-2家高端热场材料企业市场角逐。

（数据来源：某项目企业内部整理 ）

碳基复合热场材料制备技术未来可在诸多细分场景得以横向应用，如高端粉末冶金、新能源锂电及氢燃料储罐、5G光纤等。

热场材料产业面临哪些痛点？

何以德日企业多年寡头垄断高端碳基复合材料，特别是在半导体大尺寸领域的热场应用？主要原因是国内产业瓶颈未取得实质性进展，一方面是高端碳纤维材料国产化还需时日，另一方面是基于各企业现有的自行研制设备未能实现经济性的纯化工艺。

目前高端碳基复合热场材料的制备各家均处于非标定制和探索实践过程。在上游原材料选配、胚体预处理、纯化工艺设计等方面各企业间差异较大。多数热场材料企业的技术能力可覆盖光伏领域的应用要求，但是在高效降本能力上存在明显的两级分化。在半导体领域的热场材料研发多数企业仍处于技术储备阶段，个别企业已经取得技术突破，技术成熟度有待持续观察。

表格：现有晶体生长工艺及情况汇总

（材料来源：百度百科《最全的材料晶体生长工艺汇总》）

热场材料属于耗材，在拉晶企业的成本占比较小。我们从上表的特点中可以看到，下游应用对热场材料如坩埚技术等要求非常高，故而一旦行业头部形成，下游企业对一般热场材料企业的产品切入的积极性是十分有限的。我国先进半导体产业还处于起步阶段，对材料的进口替代也需要一段时间的产业磨合和导入周期。

热场材料产业将拥抱什么样的未来？

通过我们一段时间对该领域企业的行业调研，基本认定光伏领域的核心热场材料生态格局已初步形成。原因在于：1、热场材料企业的扩产能力强，扩产周期短。2、头部企业的毛利润水平极高，足以构建高商业壁垒。

所以以金博、超码等企业为主的“一强多大”的市场格局留给初创企业的生存空间将十分有限。

          图：单晶炉体碳基热场材料构成

我们也看到热场材料错位竞争和互补产品方向还存在大量的发展机遇。目前国内几家优秀企业在行业红利下的发展势头如日中天，总结下来有一定的共性。

基于非标产品的持续降本能力。

这就要求热场材料企业要拥有优秀的设备工艺实现和改进能力。热场材料应用于高能耗产业的同时本体制备也属高能耗产业。在设备连续生产、快速沉积、高效烧结等方向均可围绕如何降本增效各显神通。我们调研过程中发现目前在该领域跑得优秀的团队核心创始人均为机械设备背景出身，具备很强的设备和工艺创新能力，

基于材料和设计能力的产品品质提升。

目前行业各家在材料及设计方面均有所不同，优质的创业公司在原料选材、搭配和综合利用方面都有自己的小窍门，正所谓八仙过海，各显神通。最后汇集在产品端集中表现自身优势：如，具备产品可靠性优势的企业采用产品生命周期同销售价格相挂钩，发挥自身产品综合成本优势。具备产品高性能优势的企业能实现单炉2-3%的节电效果，直观的给下游形成节能降本。

目前国内几家主要的优秀创业企业通过错位竞争方式，在 降本增效和提升品质方面两手并进，以光伏产业为成长契机，储备半导体方向热场材料技术，相信在未来几年内有很大希望在“一强多大”的行业格局形成过程中占据一席之地 。

结语

《中国制造2025》中，对未来国产碳纤维及其复合材料技术的走向提出了明确的阶段性要求。热场材料基于光伏领域的实践应用和创新探索，对未来半导体拉晶方向的材料国产化起到了很好的循序渐进作用，也能持续促进光伏材料和半导体材料领域的发展。容亿投资将持续关注该领域的上中下游产业动向和格局变化，发掘高价值投资机遇，同优秀创业团队一起为材料国产化进程而持续努力。

关于容亿投资

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注：文章来源/芒信源，本文为作者独立观点，不代表亿邦动力立场。