2016 年以来，碳基复合材料产品在单晶拉制炉热场中产品替代率快速提高，目前碳基复合材料渗透率已经达到 60%，未来还有提升空间，其中，坩埚、导流筒产品市场占有率更是大幅超过石墨材料。其中坩埚的作用是承载内层的石英坩埚。碳碳热场与石英坩埚共同组成了拉制炉热场系统，也就是说没有碳碳热场石英坩埚也无法使用。高纯石英砂的高增速也代表了碳碳热场的高增速。

具体来说，碳碳热场材料有哪些作用？如何制备碳碳热场？资本对这个赛道的反应是怎么样的呢？

碳碳热场材料的应用

碳碳热场材料主要可以作为单晶拉制炉的坩埚、导流筒、保温筒、加热器等的原材料，在不同的部件，碳碳热场扮演者至关重要的角色：

1）碳碳复合材料为热场大尺寸化提供了可能，大尺寸热场部件产品对单晶硅棒的直径大型化发展起到支撑作用；

2）碳基复合材料热场部件较大程度提高拉晶热场系统安全性，提升拉晶速率，显著降低单晶拉制炉的运行功率，对节能降耗起到较大促进作用。

如何制备碳碳热场？

先进碳基复合材料是指以碳纤维为增强体，以碳或碳化硅等为基体，以化学气相沉积或液相浸渍等工艺形成的复合材料，主要包括碳/碳复合材料产品（碳纤维增强基体碳）、碳/陶复合材料产品（碳纤维增强碳化硅）等。目前，碳碳复合材料的制备方法因致密化工艺的不同可以分为化学气相沉积法、液相浸渍法以及这两种方法的综合使用。简单来说，同样以碳纤维预制体为起点，

化学气相沉积利用甲烷、丙烯等碳氢化合物在高温下热解产生的碳沉积在碳纤维预制体孔隙内，实现碳纤维预制体的致密化，从而得到碳碳复合材料；

液相浸渍法是将碳纤维预制体浸入液态浸渍剂中，通过真空、加压等措施使得浸渍剂渗入预制体的孔隙，再经过固化、碳化、石墨化等一系列处理过程，最终得到碳碳复合材料。以金博股份为例，公司核心采用化学气相成绩法完成碳碳复合材料的致密化，具体采用的工作过程原理如下：

步骤一：碳纤维经过织布、成网、准三维成型、复合针刺等技术，形成碳纤维预制体（毛坯）；

步骤二：甲烷经过高温裂解，分解出碳和氢；

步骤三：碳沉积附着于预制体中的碳纤维上，形成碳/碳复合材料，该工艺过程需要重复多个沉积周期；

步骤四：把经过多次化学气相沉积的碳/碳复合材料在 2200 度以上的高温中钝化和石墨化，使产品性能达到使用要求。

当前，碳碳复合材料研究的焦点主要集中在低成本、抗氧化、以及性能和结构的多样化等方面，其中，又以高性能和低成本的碳碳复合材料制备技术为研究重点。以金博股份为代表所应用的化学气相沉积法，是制备高性能碳碳复合材料的首选方案，但是由于技术工艺时间长等原因导致生产成本相对较高。因此，为了实现高性能碳碳复合材料的产业化应用，研制低成本、高性能、大尺寸、复杂结构的碳碳复合材料成为主要发展趋势。

目前，资本对这个赛道的反应是怎么样的呢？

相关企业获1.3亿元融资

今年7月份，杭州幄肯新材料科技有限公司（以下简称“幄肯新材料”）完成1.3亿元D轮融资，由国家中小企业发展基金（浙普）领投，合肥产投、金浦智能（二期）、稼沃资本、吴兴产投、上海诺毅、厚合资本、浙科投资共同参与。

本轮融资完成后，幄肯新材料将加速启动湖州“幄肯光伏及氢能装备关键元器件制造项目”和杭州新总部基地建设。

幄肯新材料成立于2017年，是一家专注于高温热场材料研发及生产的高新技术企业，主要产品有高纯石墨、碳纤维热场材料、碳碳复合材料、碳纤维结构材料以及纳米膜合成材料等，应用于硅基半导体和化合物半导体、光伏发电、光通信预制棒及光纤拉丝、高温炉、蓝宝石&LED等领域，并为客户提供热场应用技术服务及方案设计。

热场是指为了融化硅料，并使单晶生长保持在一定温度下进行的整个系统，包括坩埚、导流筒、加热器、保温筒、板材和电极等。由于碳/碳复合材料热场产品具有质量轻、损伤容限高、强度高等优异性能，正在逐渐成为主流热场材料。

产品层面，为确保可靠性，幄肯新材料研发的碳/碳复合结构材料采用3D结构成型板材，通过高质量工艺和金刚石刀具设备加工保证其在使用环境中的结构强度。

技术层面，幄肯新材料的核心技术优势主要体现在长/短纤维预制体制造工艺、保温毡制造技术、制毡与石墨化&纯化工艺设备研发三大方面。

其中，碳纤维复合硬毡采用密度梯度法结构工艺，可确保材料在高温阶段具有最佳的保温性能及更好的抗氧化性能，帮助客户降低能耗，减少成本。碳素纤维复合软毡采用气流成网技术、纤维网络结构和毡体拉伸强度特殊的制造工艺，具有高保温性、高纯度等优点。

人员方面，幄肯新材料团队深耕热场行业多年，与浙江大学、上海交通大学、东华大学、上海大学等多家科研单位深度合作。据悉，湖州基地建成后，幄肯新材料将拥有诸暨、杭州、湖州三大研发生产基地。

近年来，受益于光伏行业的快速发展，碳/碳复合材料也随之迅猛发展。根据行业机构测算，2020年中国碳碳热场市场市场规模为17.5亿元，预计到2025年中国碳碳热场市场总需求将达到73.9亿元。目前，国内碳碳热场龙头企业有金博股份、超码科技、隆基股份、美兰德、天宜上佳等，初创企业包括福碳新材、康碳材料等。

文章来源： 材图，题材价值投机，创业邦