报告发布方：中金企信国际咨询《全球及中国光伏热场隔热碳材料市场占有率调研及发展战略可行性咨询预测报告（2024版）》

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（1）光伏热场隔热碳材料简介：光伏热场，也称光伏热场系统。根据应用场景的不同，热场系统主要分为单晶炉热场系统和多晶炉热场系统，前者主要用于光伏行业、半导体行业的单晶硅生产，后者主要应用于光伏行业多晶硅制造。

光伏热场隔热碳材料包覆于热场功能部件外围及晶硅炉体内部，主要用于构建热场空间、保温隔热。碳纤维虽然具有较高的导热系数，但是碳纤维材料为疏松多孔的碳纤维聚合体，纤维之间靠摩擦力维持毡体形状，纤维与纤维之间搭接在一起，属于点接触，大幅降低了通过固体热传导途径传递的热量。尤其在高温热场中（如800℃以上），辐射强度增高，热辐射成为传递热量的主要形式，辐射波通过纤维之间不断的反射，消散于毡体内部，从而达到保温隔热的作用。

光伏热场隔热碳材料是晶硅制造热场系统的重要耗材，一方面，热场隔热碳材料包覆于热场功能部件外围及晶硅炉体内部，能够起到保温隔热、降低热场能耗的作用；另一方面，热场隔热碳材料的灰分含量直接影响晶硅纯度，进而影响硅片品质。

根据原丝类别的不同，光伏热场隔热碳材料也可以分为黏胶基、PAN基和沥青基三种。以石墨软毡为例，三种热场隔热碳材料的耐高温性能、保温隔热性能对比情况如下：

目前，碳纤维的应用主要以PAN基为主，但是相比PAN基和沥青基，黏胶基碳材料在保温隔热方面的性能更为优异，因此，黏胶基石墨软毡也是目前光伏热场隔热碳材料的主流选择。

（2）国内外黏胶基热场隔热碳材料行业发展历程：黏胶基碳纤维材料的大规模研发和应用可以追溯到20世纪50年代，彼时，美国为了研发大型火箭和人造卫星以及全面提升飞机的性能，急需新型结构材料和耐烧蚀材料。1950年前后，美国Wright—Patterson空军基地开始针对火箭管耐烧蚀材料研制黏胶基碳纤维，1959年，美国U.C.C公司的“Thornel—25”系列通用级黏胶基碳纤维上市，应用于耐烧蚀和隔热材料。虽然黏胶基碳纤维是最早被工业化生产的碳纤维，其耐烧蚀性能和隔热性能优于其他碳纤维，但与PAN基碳纤维相比，其强度等力学性能较差，且生产成本较高、工艺流程较长，因此，长期以来其主要用于航天工业及尖端军工技术领域，用作热场隔热碳材料等民用领域的规模较小，黏胶基热场隔热碳材料及应用的相关技术主要掌握在德国西格里、摩根先进材料等国际巨头手中。

光伏晶硅制造热场系统是黏胶基热场隔热碳材料的主要应用领域之一，光伏产业从多晶向单晶转变，以及下游晶硅制造企业对于节能降耗需求的快速增加，有效促进了黏胶基热场隔热碳材料的发展，具体如下：

2017年以前，中国光伏产业主要以多晶路线为主，根据中国光伏行业协会数据，2016年我国多晶硅光伏电池的市场占有率约为80.5%，处于绝对领先地位。随着连续投料、金刚线切割以及PERC高效电池等一系列新工艺和新技术的普及和应用，单晶产品成本及效率优势得以充分体现，开始加速取代多晶产品。2016年至2018年，我国单晶硅片的市场占比分别为19.5%、31%和45%，逐年快速增加。2019年，我国单晶硅片市场份额达到65%，首次超过多晶硅片，成为市场主流。

一方面，相比多晶铸锭，单晶硅拉晶环节能耗更高（2016年，单晶拉棒和多晶铸锭的单位能耗分别为36Kwh/Kg-Si和8.5Kwh/Kg-Si），单晶硅片生产企业节能降耗的需要较为迫切；另一方面，随着单晶硅技术的发展，单晶硅片纯度提升对热场隔热碳材料的灰分要求更高。尽管相比PAN基材料，黏胶基热场隔热碳材料具有更好的隔热保温性能和更低的灰分，能够有效满足单晶硅片的生产需求，但由于当时国内企业并不具备低成本制备黏胶基热场隔热碳材料的能力，少数企业能够生产出黏胶基热场隔热碳材料，但是由于生产效率低，成本高，供应量有限，不具有市场竞争力，而进口黏胶基热场隔热碳材料价格高昂，因此，2017年以前，黏胶基热场隔热碳材料市场竞争力不足，行业规模较小，光伏热场隔热碳材料主要以PAN基和沥青基材料为主。

在此背景下，时任安徽弘昌经理的陈新华着力攻关黏胶基热场隔热碳材料设备及生产工艺的国产化，通过不断试验摸索、反复验证，成功攻克了黏胶基碳纤维材料连续石墨化关键技术，掌握了黏胶基热场隔热碳材料的低成本制备技术和工艺，大幅提高生产效率，大幅降低生产成本，提高了国产黏胶基热场隔热碳材料的市场竞争力，并开始了国产对进口产品的替代。

此后，随着国内企业技术进步，国产黏胶基隔热碳材料的含碳量、导热系数、灰分等主要技术指标与德国西格里、摩根先进材料的差距逐步缩小，且国内企业凭借原材料、劳动力及垂直产业链布局形成的成本优势进一步提升了国产黏胶基隔热碳材料的市场竞争力，逐步实现了对进口材料的替代。目前，国内光伏热场隔热碳材料基本上使用的都是国内企业生产的产品，成为市场主流。发行人经过持续的技术研发和积累，在生产装备设计自主化、碳纤维织物成型、新型催化剂研制、预氧化及碳化、石墨化工艺等方面取得创新性突破，掌握了高温热场隔热碳材料的低成本制备核心技术，并实现产业化，对推动我国高温热场隔热碳材料行业发展，以及提高国产化率方面做出了重要的贡献。

（3）光伏热场隔热碳材料市场需求现状：光伏热场系统是晶硅制造过程中的关键设备，光伏行业作为硅片的主要应用领域之一，其发展状况直接决定硅片的市场需求，进而影响光伏热场隔热碳材料产业的发展前景。

①光伏行业发展现状：近年来，能源危机和生态环境问题促使全球积极寻求可替代化石能源的绿色可再生能源，经济社会对清洁能源的需求日益增长，而太阳能因资源量巨大、清洁安全、易于获得等优点，被普遍认为是最有发展前途的绿色可再生能源之一。

目前，全球已有多个国家提出了“零碳”或“碳中和”的气候目标，发展以光伏为代表的可再生能源已经成为全球共识。根据中国光伏行业协会和赛迪能源电子发展研究中心联合发布的《2022-2023年中国光伏产业发展路线图》，2022年全球光伏新增装机量约为230GW，创历史新高。未来，在光伏发电成本持续下降和全球绿色复苏等有利因素的推动下，全球光伏新增装机仍将快速增长，预计到2030年，全球光伏新增装机量将超过400GW。

②硅片产量现状：硅片是光伏行业广泛使用的基底材料，在全球光伏产业快速发展的背景下，全球硅片产能、产量持续增加。中国是全球最大的硅片生产国，根据中金企信统计数据，2022年底我国的硅片产能约为650.3GW，占全球产能的97.9%，处于绝对领先地位。随着光伏产业的发展，2022年我国硅片产量由2014年约38GW，增加至357GW，年复合增长率超过30%，增速较快。

2014-2022年中国硅片行业产量现状分析

数据整理：中金企信国际咨询

得益于光伏行业的快速发展，硅片市场需求及产量持续增加。光伏热场碳材料作为晶硅制造热场系统的重要耗材，市场需求将随之增加。

③光伏热场隔热碳材料市场需求现状：根据中国光伏行业协会（CPIA）数据，2020年至2022年，中国硅片产量分别为161.3GW、226.6GW和357.0GW。据此测算，2020年至2022年，中国光伏热场隔热材料中石墨软毡的市场需求量如下：

数据整理：中金企信国际咨询

整体而言，随着光伏行业的快速发展，光伏热场隔热碳材料的市场需求逐年增加。

（4）光伏热场隔热碳材料行业发展趋势：

①晶硅制造企业产能扩张，为光伏热场隔热碳材料带来持续市场需求：随着光伏行业的快速发展，硅片市场需求持续增加，行业内主流晶硅制造企业纷纷制定了扩产计划。光伏热场隔热碳材料作为晶硅制造热场系统的重要耗材，随着晶硅制造企业扩产产能的逐步释放，将为光伏热场隔热碳材料带来持续市场需求。

主要晶硅制造企业扩产计划分析

②行业竞争加剧，考验生产企业核心竞争力：光伏行业的快速发展带动硅片市场需求增加，光伏热场隔热碳材料作为晶硅制造过程中的重要耗材，市场规模随之增加。在此背景下，光伏热场隔热碳材料行业内企业进行产能扩张，导致市场供给增加，行业竞争加剧。

一方面，行业竞争加剧，导致近年来光伏热场隔热碳材料市场价格整体呈下降趋势，生产企业利润空间被压缩，降本增效压力增加；另一方面，激烈的竞争环境下，下游客户在降低报价的同时对热场隔热碳材料的品质提出了更高的要求。因此，只有掌握优质热场隔热碳材料低成本制备核心技术的企业，才能在保证产品品质的同时有效控制生产成本，保持竞争优势。

③N型单晶硅片市场占比提升对热场隔热碳材料品质提出更高要求：根据晶体取向不同，硅片可分为单晶硅片和多晶硅片两大类。目前，单晶硅片凭借光电转换效率高、稳定性好等优势，已逐步替代多晶硅片，成为市场主流。

单晶硅片根据掺杂元素的不同可分为P型和N型两类，P型单晶硅片用于P型电池，N型单晶硅片用于N型电池。根据中金企信统计数据，2022年P型和N型单晶硅片的市场占比约为97.5%，其中P型占比约为87.5%，N型单晶硅片占比约为10%。相比P型电池，N型电池具有更高的光电转换效率，随着HJT、TOPCon等N型电池技术发展，N型单晶硅片市场占比将逐步提升。根据中国光伏行业协会预测，到2030年N型单晶硅片的市场占比将接近50%。

相比P型单晶硅片，N型单晶硅片的纯度要求更高，光伏热场隔热碳材料作为晶硅制造热场系统的重要耗材，其灰分含量直接影响硅片纯度。因此，N型单晶硅片市场占比提升对光伏热场隔热碳材料纯度提出更高要求，低灰分、高纯度的光伏热场隔热碳材料市场需求将增加。

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