碳碳热场：高成长+可延展降本能力决定想象空间.pdf

1 证券研究报告 作者： 行业评级： 上次评级： 行业报告 | 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 电气设备 强于大市 强于大市 维持 2021年 08月 08日 （ 评级） 分析师 孙潇雅 SAC执业证书编号： S1110520080009 碳碳热场：高成长 +可延展，降本能力决定想象空间 行业深度研究 2请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 摘要 本篇报告主要回答三个问题： 1）为什么碳碳热场是优质赛道？ 2）行业竞争要素是什么？ 3）未来格局如何演变？ 核心结论为碳碳热场行业 短 期通过替代石墨实现 50%+的增速 ， 中期依托耗材的持续性达到 35%的复合增速，长期向外延展性强 （制动材料等市场空间超千亿）； 通过技 术降本，龙头企业可跨越 23年前后的价格战，并加速提高市占率 。 1、为什么碳碳热场是优质赛道：短期高增速 +中期有持续增长 +长期可延展 碳碳热场是一种硅片拉棒耗材，其周围温度在 1600 以上，在使用一段时间后就需要更换，行业趋势是逐步替代传统石墨热场。 原因 1 替代石墨的高增速 +耗材生意的持续性， 5年 CAGR=35%： 随硅片变大并向 N型化发展，碳碳热场需求快速增长，预计 2020-2022年 CAGR达 58%；而得益于其耗材属性，即使改造需求降低，在行业装机持续增长的支撑下，预计至少可保证 24%的增速； 高增速与持续性叠加下， 碳碳热场行业 2020-2025年 CAGR可达 35%。 原因 2 技术延展性强，可打造多个增长极，如制动材料市场空间超千亿： 除应用于光伏热场外，碳基复合材料还可应用于半导体热场（预 计 2025年市场空间 20亿 +）、制动材料（预计 2025年汽车刹车片 &刹车盘市场空间 2500亿 +）、和其他耐摩擦、耐腐蚀场景， 赛道天花板高， 发展空间大，具有技术优势的企业可通过产品延展开拓新蓝海市场。 2、碳碳热场行业的竞争要素是成本： 热场在硅片成本占比 9%，存在降本要求。而对热场成本拆分，制造费用占比 54%，是不同公司成本差异的最大来源；直接材料占比 35%，能否 自制原材料是关键。 制造费用端：缩短致密周期 &自制设备是降本关键。 制造费用中折旧占比约 60%，通过降低杂质气体密度、添加催化剂、调节温度与气流可缩 短反应时间，提高单位时间设备产出；自制高温炉与沉积炉可节省设备初始投资；二者共同作用下， 可使毛利率提升约 16pct。 直接材料端：自制预制体是主要降本途径。 直接材料中预制体占比 80%，同时预制体外售毛利率约 50%， 自制可提升热场毛利率 9pct；此外， 预制体制备可影响后续工序用时，目前除科研院所、航空航天单位外，国内主要是金博、天鸟、隆基可自制，技术壁垒较高。 3请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 摘要 3、碳碳热场行业格局将在 23年前后的价格战后快速集中： 当前格局：目前制作碳基复材热场的国内主要上市公司为金博股份、中天火箭、隆基股份。金博 2020年热场销售 448吨，毛利率 63%；中天火 箭 2020年销售 265吨，毛利率 32%；隆基股份产能自用，约 20GW。 类比： 金刚线与热场同属硅片耗材 ，且均有短缺阶段全行业高盈利的状态， 以金刚线的格局变化作为热场未来格局变化的参考 。 2017年 ， 金刚线 价格在 170元 /km， 行业毛利率高达 40%+，龙头美畅毛利率则在 70%，同时各企业均大幅扩产；经历“ 531”后，金刚线过剩， 2019年 ，价格暴跌 60%至 60元 /km， 落后企业毛利率降至 3%并逐步退出 ，而成本管控能力强的 美畅、高测 毛利率分别在 55%、 32%，二者 市占率 从 2017年的 21%提升至 2019年的 48%。 未来预判： 21年 1-7月仅金博、超码两家产能增幅就达到 88%，大超行业 50%左右的增速， 预计 23年前后碳碳热场将出现过剩 ，但由于各企业 毛利率差异较大（金博 60%+，中天火箭 30%），因此 即使价格下行，龙头企业依旧可以保持高盈利，价格战后市占率将快速提升 。 4、投资建议：建议关注 【 金博股份 】 、 【 天宜上佳 】 。 金博股份：公司核心竞争力来自技术研发， 高管多为技术出身，研发费用率常年达 10%，研发人员薪酬较同业高 50%+，保障工艺可保密并不 断积累优势。通过自制预制体、快速沉积 &自制设备、单一天然气沉积路线三大优势，公司毛利率较中天火箭高了 9pct+16pct+6pct=31pct。 自创立之初，公司通过持续研发，在新专利推出后，经过优化降本，先后进入了光伏热场与半导体热场领域，并凭碳陶刹车盘等专利开始进 入制动材料领域， 目前公司已成为光伏碳碳热场龙头，半导体热场具有神工、有研等客户，后续将不断突破民用碳基复材的蓝海市场。 天宜上佳：公司是 粉末冶金闸片龙头供应商 ， 2017年向碳基复材方向拓展， 技术带头人 周绍建从事碳基复材研究与生产管理 26年 ，与航天研 究所、超码、中南大学等机构进行多次合作。目前公司 碳陶刹车盘预计在年内完成实车考核 ， 100t光伏热场产能已于 8月投产。 风 险提示 ： 下游需求不及预期、行业政策变动；测算具有一定主观性，仅供参考；金博股份、天宜上佳新业务拓展是否顺利存在不确定性。 为什么说碳碳热场行业是优质赛道 原因 1：替代石墨的高增速 +耗材生意的持续性， 5年 CAGR=35% 原因 2：技术延展性强，可打造多个增长极 1 4请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 5 碳碳热场：光伏硅片耗材，辅助拉制硅棒 资料来源： 金博招股说明书， 天风证券研究所 热场是用在硅片拉晶过程中的耗材，主要包括位于单晶炉内的坩埚、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；导流筒的作用是阻止外部热量传导至内部，使硅棒生长的速率提升；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。 为熔化硅料，需要周围温度达到 1600 以上，因此要求热场材料要有较好的耐热性能。同时，由于温度较高，各材料的寿命均有 限，使热场产品需要定期更换。 根据所用原材料及制备方法不同， 热场可分为等静压石墨与碳碳热场两种，原材料分别是石墨、碳纤维 。 图：单晶炉内热场部件 图：热场各部件功能简介 产品名称 产品部件样图 产品用途 主要衡量指标 坩埚 承载 石英坩埚，保持液面稳定。 抗折强度 导流筒 引导气流， 形成温度梯度 ，提高硅棒生长速率 。 导热系数、灰分 保温筒 构建热场空间 ，隔热保温。 导热系数 加热器 提供热源 ，熔化硅料。 电性能、导热系数 6 行业短期高增长：碳基复材替代石墨，渗透率从 2010年的 10%-提升至 2020年的 50%+ 资料来源： 金博招股说明书， 天风证券研究所 2016年以前，等静压石墨产品是热场系统的主流配置 ， 随着金博、超码等企业突破碳基复材的低成本生产技术 ， 碳基复材已开始 替代等静压石墨产品， 其在光伏热场中渗透率从 2010年的不足 10%提升至 2020年的 50%以上，并且未来几年将加速完成替代（包括 新增硅片产能里碳碳渗透率提高、存量硅片产能中把石墨热场改造成碳碳热场），主要原因是：碳基复材热场性能好、硅片大尺 寸化使碳碳热场相对石墨热场的经济性提升。 图：等静压石墨与碳基复合材料热场产品占比情况 产品 材料 2010 2016 2020 坩埚 碳基复合材料 50% 95%等静压石墨 90% 50% 5% 导流筒 碳基复合材料 10% 60%等静压石墨 90% 70% 40% 保温筒 碳基复合材料 10% 55%等静压石墨 90% 70% 45% 加热器 碳基复合材料 1% 3% 99% 97% 95% 其他 碳基复合材料 5% 40%等静压石墨 95% 80% 60% 7 高增原因 1：碳基复材热场抗折、隔热性能好，适应硅片环节发展趋势 资料来源： 金博招股说明书， 天风证券研究所 碳基复材热场性能优于石墨热场，将成为未来的更优选择 ： （ 1）碳基复材抗折强度可达 150MPa以上，远大于石墨的 38-60MPa。随着拉棒单炉投料量从 2016年的 300kg提升至 2020年的 1900kg，坩埚的尺寸也从 2011年前后的 16-20英寸提高到现在的 32-36英寸，坩埚的承载强度要求更高，碳基复材更能胜任。 （ 2）碳基复材导热系数低至 30W/(mK)以下，大幅低于石墨的 80-140W/(mK)。这一特性使碳基复材导流筒更能加速硅棒生长， 保温筒能降低热量损失，进而降低单晶炉运行功率，节省电费。 图：碳基复材与等静压石墨热场的对比 指标 指标含义 碳基复合材料 等静压石墨 原材料 碳纤维 石墨 制备方法 编织 成产品形状的预制 体 沉积纯化得到碳 基复材产品 等静压、石墨化处 理 机加工 挖成 产品形状 抗折强度 （ MPa） 强度越高，能承载的重量越大， 安全性越高，使用寿命越长 150 38-60 导热系数 （ W/(mK )） 系数越低，越能够隔绝内外热 量传递 30 80-140 灰分（ ppm ） 灰分越小，表示产品纯度越高 （百万分之几的杂质浓度） 200 12 13 行业长期延展性 1：预计 2025年半导体热场行业市场空间可达 20亿 +，其中国内市场近 10亿元 资料来源： 前瞻产业研究院， Wind， 天风证券研究所 与光伏热场类似，半导体热场也是与单晶炉数量相关，为测算半导体热场空间，我们假设： 量 ：未来 5年半导体出货量年增速 5%，从 2019年的 1.34亿片 /年增长至 2025年的 1.8亿片 /年；每台单晶炉月产能保持在 12万片 /年， 产能利用率 60%，则每台单晶炉每年可生产 7.2万片，要达到 2020、 2025年全球半导体硅片出货量所需要的单晶炉数量分别为 1960台 /2500台，其中 25年国内企业产能对应单晶炉为 1035台； 价：假设单台半导体单晶炉热场价格约 90万元 /年。 市场空间： 2020年半导体单晶炉热场行业市场规模在 17.6亿元左右 ，预计 2025年将达 22.5亿元，其中国内市场规模将达 9.3亿元 。 图：国内半导体硅片产能对应单晶炉（台）图：半导体热场市场空间测算 半导体硅片出货量 2019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 出货量（亿片 /年） 1.34 1.41 1.48 1.55 1.63 1.71 1.80 YOY 5% 5% 5% 5% 5% 5% 产能利用率 60% 单晶炉产能（万片 /年） 12 单晶炉年产量（万片 /台） 7.2 单晶炉需求（台） 1864 1959 2057 2159 2267 2381 2500 每套热场价格（万元） 90 热场市场空间（亿元） 16.8 17.6 18.5 19.4 20.4 21.4 22.5 243 299 368 452 1035 0 200 400 600 800 1000 1200 2018 2019 2020 2021E 2025E 14 行业长期延展性 2：碳碳 /碳陶复材摩擦系数大，相较粉末冶金材料更适用于刹车制动领域 从材料本身属性看，碳碳复合材料的突出特点是耐高温、导 热系数低、高温下摩擦系数稳定，碳陶复合材料的突出特点 是耐高温、抗氧化、湿态摩擦系数稳定，二者均适合在摩擦 制动领域中使用。 1990年代后，碳碳复材首先进入了民用领 域，主要用在高温结构部件、摩擦部件和热场部件，近年碳 陶的使用量也在增加，主要用于刹车片和热防护系统。 铸铁、粉末冶金材料是当前应用于汽车、高铁等交通工具的 主要制动材料，与铸铁相比，碳碳与碳陶复合材料的摩擦系 数是其 3倍左右，密度是其 1/4，磨损率仅为其 1%，且在高温 下性能不会衰减，因此在刹车制动领域的性能更优。 图：碳碳与碳陶材料性能特点不同，应用场景也存在差异 碳 /碳复合材料 碳 /陶复合材料 发展阶段 1、基础工艺研究阶段（ 1960s之前） 2、军用开发阶段（ 1960s-1990s） 3、民用开发阶段（ 1990s至今） 1、热防护材料研究（ 1980s之前） 2、制动摩擦材料研究（ 1990s之后） 应用场景 航空航天、核工业等领域的高温结构部件和摩擦部件、热场部件 汽车和高速列车用的刹车片、航天飞机用的热防护系统 制备方法 化学气相沉积法（首选）、液相浸渍法 先驱体转化法、化学气相沉积法、反应溶体浸渗法 性能特点 热膨胀系数低、耐高温、耐腐蚀、摩擦系数稳定、导热导电性能好 高强度、高模量、高硬度、耐冲击、抗氧化、耐高温、耐酸碱、热膨胀系数小、脆性小、功能较全 未来趋势 改进化学沉积法的生产工艺，让制备技术向兼顾高性能和低成本的方向发展 由于成本限制目前无法在晶硅制造热场应用中替代碳 /碳复合材料，但是在摩擦制动领域已具有一定的替代优势 材料体系 摩擦系数 湿态摩擦系数 磨损率 密度 铸铁 1 1 1 1 粉末冶金材料 23 12 0.1 1/2 碳 /碳复合材料 23 12 0.01 1/4 碳 /陶复合材料 34 34 0.01 1/4 图：刹车材料性能对比（以铸铁性能作为基准） 资料来源： 金博招股说明书， 天风证券研究所 15 行业长期延展性 2：碳基复材将首先切入 OEM市场， 2025年总市场空间在 2500亿元 + 资料来源： 金麒麟招股说明书，京东商城， 天风证券研究所 汽车刹车盘 &刹车片市场可分为相对高端的 OEM市场和价格敏感的 AM市场 ，在 OEM市场上，企业为整车厂的制动系统总成商供 货，生产的产品规格、型号由客户指定，客户对产品、交货期要求高，而对价格敏感度低；在 AM市场上，企业与经销商合作，按 经销商需求进行排产，这一市场对价格敏感度较高。 碳基复材虽产品性能优异，但成本高 ， 未来将先进入高端 OEM市场。 目前碳碳刹车片样品价格在 6000元 /套，普通刹车片价格在 200元 /套，因此未来碳基复材将先进入 OEM市场，主要竞争对手是美国辉门、日本日清纺、美国天合、德国泰明顿等海外企业。 对刹车盘 &刹车片的市场空间进行测算：假设 2025年全球汽车产量达 10000万辆，其中新能源汽车 2000万辆，参考博世低金属刹车 片和泰明顿高碳刹车盘的产品价格，每辆车上分别需要 800、 2000元左右，则 预计 2025年刹车盘 &刹车片的 OEM市场空间可达 2500亿以上。 由于新能源汽车的重量约为传统燃油车的 2倍，对刹车性能的要求更高，因此预计碳基复材产品在新能源汽车上将有更高的渗透率。 假设 2025年碳基复材刹车件在传统车、新能源车上的渗透率分别在 1%、 5%，则其市场空间将分别在 22、 28亿元，合计 50亿元。 图：汽车制动行业各市场分层明显，碳基复材更适合重产品轻价格的 OEM市场 市场类型 市场特征 产品要求 进入难度 竞争要素 主要参与者 OEM（ 供 车企） 主要由国际大型企业 垄断，在制造技术、 产品质量、交货期方 面要求严格。 高 难 产品、 交货 期 美国辉门公司、日本日清纺株 式会社、美国天合汽车集团和 德国泰明顿摩擦材料集团 AM（零部 件更换） 主要通过经销商进行 销售，以价格为主要 竞争手段。 一般 容易 价格、产品 德国博世集团、美国天合汽车 集团、德国泰明顿摩擦材料集 团、东营信义汽车配件有限公 司、金麒麟、隆基机械以及当 地制动部件企业等 图： 2025年全球刹车片 &刹车盘市场空间测算 2025E新能源车 2025E传统车 全球汽车年产量（亿辆） 0.2 0.8 刹车片价格（元 /辆） 800 800 刹车盘价格（元 /辆） 2000 2000 刹车片市场空间（亿元） 160.0 640.0 刹车盘市场空间（亿元） 400.0 1600.0 刹车盘 &刹车片市场空间合计（亿元） 560.0 2240.0 预计渗透率 5% 1% 预计刹车盘 &刹车片市场空间（亿元） 28.0 22.4 竞争优势来自成本，降本主要通过缩短致密周期 原因 1：在硅片成本中占比高，不同企业产品差异小，主要比拼成本 原因 2：制造费用占比 50%+，主要靠缩短致密周期降本；直接材料占 比 35%，主要靠自制预制体降本，但自制技术壁垒高 2 16请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 17 原因 1：碳碳热场在硅片非硅成本中占近 20%，且产品差异不大，成本是主要竞争要素 资料来源： 中天火箭招股说明书， Wind， 天风证券研究所 由于碳碳热场在硅片非硅成本中占比较高，达 18%，且各企业产品差异不大，因此这一行业的主要竞争要素为成本。 据 2020年数据测算， M6硅片价格在 2.6元 /片，毛利率 30%左右，按 6.1W/片折算，对应硅片生产成本在 0.26元 /W。而每台单晶炉 每年对应的碳碳热场需求为 30万元，假设每 GW硅片需要 80台单晶炉，则单 W硅片的热场成本在 0.024元，在硅片生产成本中占 9%，在非硅成本中占比 18%，相对较高。 而不同企业所生产的碳碳热场差异不大，如金博与中天火箭的产品抗折强度均在 150MPa以上，灰分均在 200ppm以下。 图：不同公司所产碳碳热场性能差异不大图：硅片成本构成 硅料 51% 拉晶设备 4% 热场 9%石英坩埚 1% 拉棒电费 7% 切片设备 1% 金刚线 4% 人工 5% 冷却液 9% 氩气 5% 其他 4% 项目 中天火箭 金博股份 适用行业标准 单晶炉用炭 /炭复合材料坩埚行业标准（ YS/T792-2012） 单晶炉用炭 /炭复合材料坩埚行业标准（ YS/T792-2012） 应用设备 单晶直拉炉 单晶拉制炉 坩埚 抗弯强度 Mpa 150-260 150 导流筒 导热系数 （ W/（ mK） 20-30 10 灰分（ ppm） 一级 200 一级 200，二级 100，三级30 保温筒 导热系数（ W/（ mK） 20-30 10 18 原因 2：成本中制造费用占比 54%，技术是主要降低手段 资料来源： 中天火箭招股说明书，金博股份招股说明书， 天风证券研究所 从碳碳热场的成本构成来看，制造费用占比高达 54%，主要包 括反应辅材、电力、折旧等。 2019年龙头公司金博制造费用仅 179元 /kg，远低于同业的 337元 /kg，差异明显。 在制造费用中，折旧是最大的部分，占比约 60%，龙头公司与其 他公司的主要差异来自折旧， 降低折旧的方式是提高单位时间 设备产出、自主研发与生产设备，而这些主要依托各公司的技 术研发实力 。 电力在制造费用中占比 16%（不同工艺有所差别），主要降低方 式是在低电价地区建厂。 图：金博的制造费用远低于中天火箭（元 /kg）图：碳碳热场成本构成 直接材料（元 /kg） 223 35% 直接人工（元 /kg） 72 11% 制造费用（元 /kg） 337 54% 99 53 16 70 64 215 0 50 100 150 200 250 300 350 400 金博 中天火箭 电力 辅材 折旧与其他 图：制造费用中折旧占比约 60% 电力 53 16% 丙烯 24 7% 树脂 41 12% 液氮 4 1% 折旧与其他 215 64% 19 技术 1：定制预制体、调节温度与气流、降杂与添加催化剂，可将致密周期缩短 50%+ 资料来源： 金博招股说明书，中天火箭招股说明书，爱企查， 变密度预制体对 C_C复合材料 CVI工艺的影响 _张洁 ， 天风证券研究所 提高单位时间产出方面 ，主要可通过以下三种方式： 首先，通过调整预制体各位置的密度与孔隙大小，可使不同的热 场部件具有不同的强度、导热系数，缩短沉积周期； 其次，通过调节温度与气流，使天然气的扩散运动匹配其热解反 应的速度，从而在特定位置按照从内层孔隙到外层孔隙的顺序实 现沉积，减少闭孔现象； 最后，通过降低杂质气体密度（抽真空、单一碳源等）、添加催 化剂加速天然气热解反应。 经上述改进，金博的致密周期仅 300h以内，低于同业的一半。 图：预制体密度可调，孔隙大小也不一样，从而对沉积周期产生影响 图：行业内不同公司致密周期不同（ h） 图：金博自制的沉积炉中设有热电偶，方便对反应温度进行控制 900 600 300 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 主流水平 行业优秀水平 金博股份 20 技术 2：自研沉积设备 &自制高温炉，叠加快速沉积技术，可提升毛利率 16pct 资料来源： 金博招股说明书，中天火箭招股说明书， 天风证券研究所 自主研发、生产设备方面 ，由于碳基复材的生产技术含量较高，没有现成的设备可用，也很难从国外引进，大部分是企业根据 自身的生产需求设计，多数生产企业使用的设备是高耗能、低产出的设备，而技术、研发实力强的金博自研了沉积设备，并自 制了真空度良好的高温炉，不仅降低了设备初始投资，还提高了沉积、高温处理效率。 正是得益于自研沉积设备并自制高温炉，以及前述快速沉积技术，使金博的折旧与其他成本仅 64元 /kg，相较同业的 215元 /kg 优势明显，可提升毛利率 16pct。 图：设备 &工艺差异可导致 16pct的毛利率差距 223 223 215 64 312 462 33% 49% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 设备折旧优化前 设备折旧优化后 直接材料（元 /kg） 直接人工（元 /kg） 电力（元 /kg） 辅材（元 /kg） 折旧与其他（元 /kg） 毛利（元 /kg） 毛利率 21 原因 2：直接材料占比 35%，自制可带来 9pct+的毛利率提升，但制备预制体技术壁垒高 资料来源： 金博招股说明书，中天火箭招股说明书， 天风证券研究所 在材料成本中 ， 碳纤维预制体是最大的部分，占比达 80%+， 据中天火箭招股书，其外购预制体的价格为 351元 /kg，而金 博自制成本是 191元 /kg，按每 kg碳碳材料消耗 0.51kg预制体 来计算，自制预制体可降低成本约 82元 /kg，对应毛利率提 升约 9pct。 预制体的制备技术壁垒较高 ，且主要用在航空航天领域，国 外对这一技术进行封锁，目前国内具有预制体制备技术的除 科研院所、航空航天单位外，主要有金博股份、江苏天鸟与 龙头。 图：自制预制体可带来 9pct的毛利率提升图：碳纤维预制体在热场材料中占比高达 80%+ （元 /kg） 预制体 180 81% 其他材料 43 19% 180 98 451 451 312 394 33% 42% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 外购预制体 自制预制体 碳碳材料成本（元 /kg） 预制体成本（元 /kg） 毛利（元 /kg） 毛利率 36% 48% 52% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 2018 2019 2020 图：碳纤维预制体业务毛利率可达 50%左右 成本决定竞争格局 当前碳碳热场厂商扩产较多，预计 23年前后将产能过剩，但具有成本 优势的龙头可在价格战时保持高盈利，价格战后市占率迅速提升 3 22请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 23 现状：金博市占率 30%、毛利率 60%；超码市占率约 17%、毛利率 30%；隆基主要自用 资料来源： Wind， 金博招股说明书，隆基股份环评书， 天风证券研究所 目前制作碳基复材热场的国内上市公司有金博股份、中天火箭以及隆基股份： 金博 是行业龙头，客户至少涵盖了行业前六家硅片厂， 2018年坩埚市占率达 33%， 2020年热场销量达 448吨。 得益于碳纤维预制 体自制 +定向气流快速化学气相沉积技术 +沉积与高温炉自制三大优势，金博的毛利率保持在 60%+的高位，遥遥领先于同业的 30% 左右。 中天火箭子公司西安超码 ，客户至少涵盖了行业前四家硅片厂，原来主要面向航天场景，产品强度、密度要求较高，因此用同种 技术制备光伏产品时， 产品密度高于同业，但生产成本更高， 2020年公司热场销量 265吨，测算市占率约 17%。 隆基 2019年突破了碳纤维预制体自制技术，但目前制备成本仍较高，主要为保障内部供应稳定，规划年产能为 20GW（约占其总 产能的 20%）。 图：碳碳热场行业中的主要公司情况 金博股份 中天火箭 隆基股份 客户 隆基、中环、晶科、晶澳、上机、京 运通等 隆基、中环、晶科、晶澳等 自用 2020年 产能（吨） 481.6 200.0 20GW 2020年 销量（吨） 448.0 265.0 - 收入（亿元） 4.2 2.4 - 降本措施 预制体自制 +单一碳源快速化学气相沉积技术 +自制自研沉积、高温炉 天然气化学气相沉积（需氮气 +氩气辅助） 预制体自制 +布局在低电价地区 + 天然气化学气相沉积（需氮气 + 氩气辅助） 毛利率 63% 32% - 24 类比：金刚线行业产能过剩致盈利下降，但行业龙头保持高盈利并提高了市占率 资料来源： Wind， 天风证券研究所 复盘同为硅片耗材的金刚线盈利、格局变化趋势 ，可对后续热场 行业格局变化提供参考。 2017-2018年上半年，金刚线渗透率快速提升，对金刚线的需求 也大幅增加，多个企业大幅扩张产能，如美畅、高测产能分别从 2016年的 130、 11km大幅扩张至 2018年的 2136、 280km，行业毛 利率均处在 40%+的高位，美畅则在 70%。 但是“ 531”后国内需求受到较大影响，供需关系反转，金刚线价 格从 2017年的 170元 /km暴跌 60%+至 2019年的 60元 /km，部分企业 毛利率下探至个位数，并开始退出这一行业，而具有成本优势的 美畅、高测等企业的市占率则快速从 21%提升至 49%。 图：金刚线行业毛利率自 2017年后呈下行趋势 图：金刚线价格 2018年暴跌 60%，同时 CR2提升 30pct 图： 2017年金刚线企业大幅度扩产（ km） 130 846 2136 2339 3500 11 77 280 539 46 95 146 235 643 78 196 240 481 552 60 260 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 2016 2017 2018 2019 2020 美畅股份 高测股份 三超新材 岱勒新材 东尼电子 70% 71% 64% 55% 59% 47% 56% 34% 3% 7%0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 2016 2017 2018 2019 2020 美畅股份 高测股份 三超新材 岱勒新材 东尼电子 154.82 173.62 161.74165.32171.41 120.21 86.3 66.73 65.08 59.63 61.46 58.62 47.64 21% 21% 21% 21% 49% 49% 49% 49% 48% 48% 48% 48% 51% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 25 未来：随行业产能过剩，热场价格将下行，但头部企业仍可保持高盈利且市占率提升 资料来源：光伏见闻， Wind， 天风证券研究所 与金刚线 2017年格局类似，当前碳碳热场处于供不应求状态，行业盈利均较高，但 2021年 1-7月仅金博、超码两家产能增幅就 达到 88%，分别从 50、 35台沉积炉增长至 60、 100台沉积炉，再加上各类中小企业以及正进入热场行业的原军工企业，预计行业 总产能将在 2023年前后出现过剩并引发价格战。 但由于热场行业不同企业的毛利率差距较大，龙头金博毛利率常年保持 60%+，而中天火箭仅 30%左右，因此 即使价格快速下行， 预计龙头依旧可保持较高盈利水平，价格战后成本较高的公司将逐步出局，此后行业格局将快速集中到龙头。 图：碳碳热场企业间毛利率差距较大图： 2021年碳基复合材料企业大幅度扩产 当前沉积炉 （台） 当前月产能 （套） 其中 21年新上 沉积炉（台） 扩产时间 金博 100 1800 50 2021年 6月 超码 60 800 25 2021年 7月 美兰德 25 500 凯泊 14 300 2 2021年 5月 65% 69% 62% 63% 31% 32% 33% 32% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 2017 2018 2019 2020 金博股份 中天火箭 投资建议 建议关注 【 金博股份 】 、 【 天宜上佳 】 4 26请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 27 金博股份：技术积淀深厚，研发人员待遇好，得以持续积累工艺优势 资料来源： Wind，金博招股说明书， 天风证券研究所 公司作为行业龙头，领先优势的主要来源是技术。 目前公司高管大多具有专业技术背景，重视技术研发，研发费用 率常年在 10%左右，持续高于可比公司， 2020年公司研发投入 0.35 亿元，同增 20%，研发人员薪酬较同业高出 50%，且 2020年上市后 2次对核心技术人员进行股权激励，并设有员工持股平台，保障了 技术人员的稳定性，进而得以持续积累工艺优势。 图：公司管理层多为专业出身 图：公司研发费用率高于同业 姓名 现任职务 学历 出生年份 任职经历 廖寄 乔 董事长 /首 席科学家 博士 1970 曾任职于 中南大学粉末冶金研究院 、金硅科技。 2005年 6月至今，任职于博云高科、金博 王冰 泉 总经理 硕士 1980 曾任职于上海贝尔阿尔卡特股份有限公司、 无锡 尚德 太阳能电力有限公司。 2011年 3月 加入 金博 王跃 军 副总经理 硕士 1969 曾任职于湖南直田量具机械厂、宁乡城南机床配 件厂、长沙新型 机床配件厂 。 2005年 加入 金博 李军 总工程师 硕士 1981 曾任职于 昆明钢铁集团 有限责任公司。 2010年 9月 加入 金博 周子 嫄 财务总监 本科 1970 曾任职于湖南益阳齿轮股份有限公司、湖南益阳 螺旋伞齿轮制造有限公司、益阳圆锥 齿轮制造 有 限公司。 2005年 加入 金博 童宇 董事会秘 书 本科 1986 曾任职于广州南沙海港集装箱码头有限公司。2010年 3月 加入 金博 16% 12% 8% 6%5% 6% 7% 3% 0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14% 16% 18% 2018 2019 2020 2021Q1 金博股份 中天火箭 德国西格里碳素集团 方大炭素 中简科技 图：公司研发人员薪酬领先同业（万元） 24.2 34.3 16.4 5.9 27.5 20.4 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 2019 2020 金博股份 中天火箭 中简科技 28 金博股份：自制预制体 9%+快速沉积 &自制设备 16%+沉积路线 6%=高出同业 30pct的毛利率 资料来源： Wind，金博招股说明书， 天风证券研究所 受益于前述预制体自制技术、快速化学气相沉积技术以及自制或自研设备，公司 2020年毛利率相较同业高出 31pct，除前述 预制体自制带来的 9pct、快速沉积 &自制设备带来的 16pct外，公司采用单一天然气沉积路线，中天火箭采用传统丙烯 +氮气 再浸渍、固化、炭化的路线，沉积路线的不同带来了辅材方面 6pct的差距。 其他盈利指标方面，公司 ROE也逐年提升至近 30%（ 2020年下降主要是上市融资后资产规模大增导致周转率下降所致）。 图：公司盈利能力持续保持高水平 图：公司毛利率领先同业 31pct 56% 63% 68% 62% 63% 24% 20% 30% 32% 40% 16% 18% 25% 29% 13% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 2016 2017 2018 2019 2020 毛利率 净利率 ROE 130 223 92 72 99 53 16 24 41 4 64 215 63% 32% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 0 100 200 300 400 500 600 700 金博 中天火箭 直接材料 直接人工 电力 天然气 丙烯 树脂 液氮 折旧与其他 毛利率 29 金博股份：专利先行，技术降本，不断突破民用碳基复材的蓝海市场 资料来源：爱企查 ， 金博招股说明书， 天风证券研究所 公司创立之初，主要专利方向在预制体的制作工艺与设备，如针刺机的自动送料装置，随着预制体制备技术的成熟，逐步转向下 游热场应用，并在逐步改进之后降低成本，打开了光伏用碳碳热场这一市场，并逐步替代传统等静压石墨热场。 同时，公司先是开发了适用于半导体应用场景的热场，主要是增加了碳化硅层的碳碳热场，目前 已成为神工半导体、有研半导体 的供应商 ，再通过改进碳陶预制体的制备方法， 做出了适用于汽车刹车用的碳陶刹车盘产品 ，后续有望从高端整车厂开始突破， 逐步扩大市场份额。两块市场目前主流产品均不是碳基复材，但经过技术改进降本后，有望成为公司新的增长极。 图：随着公司新专利的申请，公司业务方向不断拓展 申请日期 专利名称 对应后续产品 2008/1/23 针刺机的自动送料装置 预制体 2008/3/3 单晶炉导流筒及其生产工艺 导流筒 2008/3/3 高温炉用发热体 高温炉 2008/3/3 高温炉耐火保温罩及其生产工艺 2008/5/20 炭 /炭复合材料坩埚及其生产工艺 坩埚 2008/8/21 碳 /碳复合材料发热体及其生产工艺 加热器 2010/4/8 化学气相增密炉炉体 沉积炉 2010/5/28 化学气相增密炉炉膛 2011/4/26 碳 /碳复合材料保温筒及制备方法 保温筒 2012/7/5 碳 /碳 /碳化硅复合材料坩埚及制备方法 可用做 纯度要求更 高场景的热场 2012/7/5 碳 /碳 /碳化硅复合材料导流筒及制备方法 2012/7/5 碳 /碳 /碳化硅复合材料保温筒及制备方法 2012/7/5 碳 /碳 /碳化硅复合材料发热体及制备方法 2019/12/17 碳陶复合材料刹车盘及制备方法 碳陶刹车盘 2019/12/17 碳陶复合材料的制备方法和应用及制备用针刺机构 碳陶预制体 2019/12/17 碳陶复合材料制备用针刺机构 30 天宜上佳：高铁粉末冶金闸片龙头，向碳基复材领域拓展 资料来源： Wind， 天风证券研究所 公司是高铁粉末冶金闸片龙头供应商 ，近年粉末冶金闸片在 收入中占比均在 95%+，毛利率 70%+，净利率 40%+，均领先 同业。 目前公司持有 CRCC（中铁检验认证中心有限公司）证书 10个， 覆盖 33款高铁车型，在取得证书的所有企业中位居第一。 2017年，公司开始向碳碳、碳陶产品方向拓展 ，并逐步建成 了中试线； 2021年成立天力九陶、天力新陶，专门负责在航 空航天、轨道交通、汽车及光伏等领域碳碳、碳陶产品的研 发、生产与销售。 图：公司毛利率大幅领先竞争对手图：公司收入主要来自粉末冶金闸片 99.06% 98.03% 99.16% 98.82% 97.33% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 2016 2017 2018 2019 2020 粉末冶金闸片 其他 74% 73% 75% 77% 75% 48% 44% 14% 38% 40% 46% 32% 29% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 2016 2017 2018 2019 2020 天宜上佳 华铁股份 博深股份 瑞斯福 公司 持有 CRCC正式证书数量 获证覆盖车型 北京天宜上佳高新材料股份有限公司 10 33 克诺尔车辆设备（苏