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碳化硅陶瓷性能优异,半导体和光伏领域的用量巨大

发表于:2023-09-26

碳化硅陶瓷性能优异,半导体和光伏领域的用量巨大

陶瓷分为工业陶瓷和特种陶瓷。特种陶瓷,又称“先进陶瓷”、“精密陶瓷”、“高性能陶瓷”,是指具有特殊力学、物理或化学性能的陶瓷。特种陶瓷以无机非金属材料为基础原料,以特定比例混配其他化合物,经成型、烧结等工艺制备而成。按照用途的不同,特种陶瓷可分为结构陶瓷和功能陶瓷。结构陶瓷具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀、抗氧化等特性,适用于严苛的环境或工程应用条件,应用领域包括泛半导体设备、耐磨机械、国防军工、航空航天等。

常见的结构陶瓷材料有碳化硅、氧化铝、氮化硅等,其中碳化硅材料因其具有极高的弹性模量、导热系数和较低的热膨胀系数,不易产生弯曲应力变形和热应变,并且具有极佳的可抛光性,可以通过机械加工至优良的镜面。其作为性能优异的结构陶瓷和高温材料,碳化硅陶瓷已在核电、风电、锂电、半导体、光伏等领域得到越来越多的应用。2022年中国碳化硅结构陶瓷市场规模182亿元,随着应用领域进一步拓宽及下游增长需要,预计2025年碳化硅结构陶瓷市场规模达296亿元。


一、受正、负极材料扩产带动,中国锂电材料用辊道窑炉系统市场规模持续稳定增长

辊道窑炉是一种连续生产设备,主要用于锂离子电池正极材料、负极材料和电解液的烘干、烧结和热处理等工序。从需求端来看,中国锂电正、负极材料用辊道窑系统发展驱动力主要包括下游需求旺盛、成本优势明显、技术优势带动。随着新能源车渗透率上升,供给增加叠加需求增速放缓,推动周期周而复始。在经历了持续的产能大扩张后,相应窑炉22年增速进入放缓周期,预计26年开始新的建设周期,届时增速再次攀升。

窑具是窑炉的关键配件,其工业窑炉中循环使用,用于支撑或保护被烧产品的耐火制品,受正极材料扩产带动,窑具的应用规模扩大,碳化硅窑具以其优异的高温机械性能,耐火性能以及抗热震性能应用于陶瓷窑中,可提高窑炉生产能力,大幅度降低能耗,成为各类窑炉材料窑具材料中的理想选择。

二、碳化硅结构陶瓷应用领域扩大,成为光伏电池片生产过程关键载具材料方面的良好选择

在碳化硅结构陶瓷当中,碳化硅舟托光伏产业高景气度发展,成为光伏电池片生产工艺过程中关键载具材料方面的良好选择,其市场需求日益受到业界关注。

目前普遍使用的石英舟托、舟盒、管件等受制于国内、国际高纯石英砂矿源限制,产能较小,且在光伏行业上游单晶炉用坩埚、中游硅片电池片载具耗材需求不断增加的背景下,高纯度石英砂存在供需紧张,价格长期高位运行的特点,石英载具作为光伏电池片生产过程中承载硅片的器件性能稳定,但是与物美价廉的耗材选型标准背道而驰。

同时,在电池片生产过程中随着工艺时间及次数的增加,石英舟和石英管容易发生隐裂甚至断裂,国内当前主流量产线石英舟和石英管寿命约3-6月,需定期停机清洗、维护、更换石英载具。相较于石英材料,碳化硅材料制舟托、舟盒、管件制品等热稳定性能好,高温使用不变形,无有害析出污染物,作为石英制品的优良替代材料,使用寿命可达1年以上,可显著降低使用成本及维护维修停线造成的产能损失,成本优势明显,其作为载具在光伏领域的应用前景广阔。

1、光伏电池片产业化进程加速,带动光伏产业碳化硅结构陶瓷等生产耗材市场需求上升

光伏电池在整个光伏产业链中,属于中下游环节,是决定组件效率和成本的核心器件,对于光伏发电成本的下降具有关键性的作用,2022年光伏产业用结构陶瓷市场规模为50亿元,预计2027年规模将达到152.59亿元。

在制造过程中不同组件对材料要求及用量各不相同,从结构陶瓷用料成本端考虑,舟托及舟盒占40%、悬臂桨占18%可测算2022年光伏产业舟托及舟盒产值为20亿元,随着技术迭代升级2027年产值达到61.04亿元,其中碳化硅舟托及舟盒市场规模为48.83亿元,占比80%,考虑目前光伏产业用石英舟托及舟盒使用寿命寿命及价格等替代因素,预计未来碳化硅结构陶瓷材料占比将进一步提高。

2、光伏产业高景气发展,推动电池片新技术设备需求上升,碳化硅结构陶瓷材料存在持续增长的市场规模

当前,世界主要经济体的光伏渗透率不断提升,在各国政策引导与市场需求的驱动下,随着光伏产业度电成本显著下降,目前光伏发电已成为全球最经济的电力能源,根据IEA预测,2020-2030年间光伏装机量将以21%CAGR增长至接近5TW,光伏占全球电力装机比重将从9.5%提升至33.2%2022年,全球光伏制造产能增加超过70%,达到近450GW


数据来源:IEA

中国占整个供应链新增产能的95%以上。2023年和2024年,全球光伏制造产能预计将翻倍,中国再次占到增幅的90%以上;根据中国光伏行业协会的数据,2012-2022年我国光伏电池片产量呈现持续增长态势,年均复合增长率为31.23%,截至20236月底,光伏累计装机约4.7亿千瓦,已经是我国装机规模的第二大电源,仅次于煤电。终端旺盛装机需求持续带动电池片需求高增,推动光伏产业碳化硅舟托及舟盒替换需求上涨,预计到2025年半导体及光伏行业用碳化硅结构陶瓷占比达62%,其中光伏行业用碳化硅结构陶瓷占比将从20226%上升至26%,成为最快增长领域。

碳化硅结构陶瓷所展现的高稳定性与机械性能使其应用范围日渐扩大,随着国内外业界对于高精密度、高耐磨耗、高可靠度机械零组件或电子元件的要求日趋严格,碳化硅结构陶瓷产品市场发展潜力巨大。

(文章来源于:大象投资控股)

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  • 关于开展首批中国陶瓷工业科技创新平台认定的通知 各陶瓷产区行业协会、工(经)信委(局)、会员企业: 为深入贯彻实施创新驱动发展战略,进一步建立健全陶瓷工业技术创新体系,推动行业高质量发展,按照《中国陶瓷工业重点实验室认定管理办法》(试行)和《中国陶瓷工业工程技术研究中心认定管理办法》(试行)规定,经中国陶瓷工业协会理事长办公会决定,开展首批中国陶瓷工业重点实验室和中国陶瓷工业工程技术研究中心认定工作,有关事项通知如下: 一、申报条件 (一)中国陶瓷工业重点实验室申报条件 优先支持高校或研究院所牵头申报的重点实验室,鼓励高校或研究院所联合企业以产学研用结合的形式申报,具体条件包括: 1.依托单位须在中华人民共和国境内注册、具有独立法人资格,联合组建的重点实验室须附有联合组建协议书; 2.有明确且稳定的研究方向及发展建设规划,研究方向符合行业产业技术发展方向及社会发展需要,鼓励开展前沿学科、交叉领域的高水平研发活动; 3.拥有比较充足的科研经费,健全的管理制度,良好的运行条件; 4.具备良好的实验场所(原则上实验室面积不低于1500平方米,并相对集中),拥有国内先进水平的科学研究试验设备、仪器装备及配套设施等(仪器设备原值一般不低于1000万元); 5.拥有学术水平高、创新精神强、组织管理与协调能力突出、在本研究领域具有较高知名度的学术或学科带头人,有一支科研能力强、业务水平高,年龄与知识结构较为合理的研究队伍,有良好的科研传统和学术氛围; 6.依托单位对重点实验室的科研成果具有较强的转化及应用推广能力。 (二)中国陶瓷工业工程技术研究中心申报条件 优先支持行业龙头骨干企业牵头申报的工程技术研究中心,具体条件包括: 1.依托单位须在中华人民共和国境内注册、具有独立法人资格,其中企业应在国内建有生产、科研基地,企业可独立申请或联合科研院所、高等学校、社会投资机构等单位共同申请,联合组建的工程中心须附有联合组建协议书; 2.工程中心名称、研发方向、研发内容合理,依托单位在本领域内的技术水平处于领先地位,拥有较好的工程技术研究、设计基础和丰富的成果转化背景及经验; 3.具有学术水平高、工程化实践经验丰富的工程技术带头人;拥有一定数量和较高水平的工程技术研究和工程设计人员,原则上专职研发人员不少于20人,拥有硕士学位或中级职称以上人员不低于30%,有能够承担工程试验任务的熟练技术工人; 4.具备工程技术试验条件和基础设施,有必要的检测、分析、测试手段和工艺设备,且设备原值不低于300万元; 5.拥有较强的科研资产和经济实力,有筹措资金的能力和信誉。 二、申请认定程序 (一)中陶协会员单位可直接向我会提出申请,有关各陶瓷产区行业协会、工(经)信委(局)等可审核推荐重点实验室和工程技术研究中心各不超过1个; (二)申请单位须认真填写《中国陶瓷工业重点实验室申请书》(附件1)、《中国陶瓷工业工程技术研究中心申请书》(附件2),并附相关证明材料,经负责人签字盖章,将申请材料一式二份(同时报送电子版)报送至中国陶瓷工业协会科技与信息部; (三)本次优先支持陶瓷行业智能制造、绿色低碳、新材料、生物工程等“卡脖子”以及产业发展短板领域。 (四)本次认定采取宁缺毋滥,成熟一个、考评一个、认定一个的原则,申请材料接收时间截止2025年5月31日前,期间申请单位可随时报送材料,我会对申请材料组织初审合格后,将组建考评组,组织申请单位进行汇报答辩或进行现场考核,考评结果报中陶协理事长办公会审议通过后正式认定。 三、其他要求 各单位要高度重视,认真做好申请材料的上报和审查工作,各依托单位须对所上报的资料和数据负责,确保材料的齐全和真实性。对弄虚作假的,取消其认定资格,三年内不得再次申请。 中国陶瓷工业协会科技与信息部 联系人:白永乐 联系电话:18310783580 邮 箱:baiyongle@ccianet.cn 附件: 附件1:中国陶瓷工业重点实验室认定管理办法(试行).pdf 附件2:中国陶瓷工业工程技术研究中心认定及管理办法(试行).pdf 附件3:中国陶瓷工业重点实验室申请报告.docx 附件4:中国陶瓷工业工程技术研究中心申请报告.docx 中国陶瓷工业协会 2025年3月17日 【详情】

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  • 关于开展2025年度陶瓷行业职业能力评价基地遴选工作的通知 各有关单位: 为贯彻落实中共中央办公厅、国务院办公厅《关于加强新时代高技能人才队伍建设的意见》相关指示要求,完善陶瓷行业职业技能人才评价体系,加强陶瓷行业技能人才队伍建设,形成适应陶瓷行业发展需要的技能人才评价机制,激励引导技能人才成长成才。自2021年起,中国陶瓷工业协会在中国轻工联的指导下,在全社会开展行业自主职业能力评价工作。工作开展4年以来评价范围逐步拓展,评价体系日臻完善,在业内积累了良好的口碑。为进一步适应行业的新发展、新变化,更能够代表行业先进水平,中国陶瓷工业协会决定即日起面向社会开展陶瓷行业职业能力评价基地遴选工作。现将有关事项通知如下: 一、申报条件 1. 单位资质:具有独立法人资格的企事业单位、行业协会、职业院校、培训机构等,在相关领域具有一定的影响力和良好的社会信誉。 2. 设施设备:具备与开展陶瓷行业职业能力评价工作相适应的场地、设施、设备和仪器,能够满足理论教学、实操培训和考核评价的需要。 3. 师资团队:拥有一支结构合理、素质优良的专兼职师资队伍,其中具备相关职业资格证书或丰富实践经验的教师占一定比例,能够承担职业能力评价的教学和指导工作。 4. 管理体系:建立健全规范的职业能力评价管理制度和工作流程,包括报名、培训、考核、评价、证书颁发等环节,确保评价工作的科学、公正、规范开展。 5. 质量保障:具有完善的质量保障机制,能够对职业能力评价工作进行有效监督和管理,保证评价结果的真实性和可靠性,无违规违纪行为记录 6. 资金保障:需建立多渠道资金筹措机制,保障基地建设、日常运营及维护的资金充足。资金来源除政府财政拨款外,还应积极吸纳企业投资、社会捐赠、培训收入等。 评价基地具体基础标准详见附件1。 二、申报职业(工种)范围 本次征集面向陶瓷行业及其相关领域各职业(工种),重点围绕但不限于以下职业(工种):陶瓷装饰工、陶瓷产品设计师、陶瓷工艺师、陶瓷烧成工、陶瓷原料准备工、陶瓷工艺品制作师、陶瓷成型施釉工、工艺美术品设计师、工艺品雕刻工、民间工艺品制作工、装饰装修工(镶贴工、美缝师、陶瓷饰面装饰工等)、互联网营销师等。 三、申报材料 1. 申请表:填写《中国陶瓷工业协会职业能力评价基地申请表》(附件2),详细说明申报单位的基本情况、师资力量、设施设备、可行性分析等内容; 2. 证明材料:提供申报单位的法人证书、营业执照、相关资质证书、师资队伍证明材料(如教师职称证书、职业资格证书、工作简历等)、场地设施设备照片或租赁合同、管理制度文件等相关证明材料的复印件,并加盖单位公章。 四、申报流程 1. 提交申请:申报单位请于2025年4月20日前将申报材料(纸质版一式二份,电子版一份)报送至中国陶瓷工业协会培训部。 纸质版材料需装订成册,邮寄地址:北京市西城区广安门外大街168号朗琴国际B座1019室。 电子版材料发送至指定邮箱xiaoyanna@ccianet.cn,邮件主题请注明“陶瓷行业职业能力评价基地申报 - [申报单位名称]”。 2. 资格审核:中国陶瓷工业协会将对申报材料进行资格审核,审核通过的单位根据情况将进入实地考察环节。 3. 实地考察:组织专家对通过资格审核的申报单位进行实地考察,了解申报单位的实际情况,评估其是否具备开展职业能力评价工作的条件和能力。 4. 发布公告:将通过实地考察和综合评审确定的试运行基地入选名单在中国陶瓷工业协会网站进行正式发文公告,并颁发“中国陶瓷工业协会职业能力评价基地”牌匾。 五、联系方式 联系人:肖艳娜、刘一泽 联系电话:18910262605、15911180228 电子邮箱:xiaoyanna@ccianet.cn 附件:1.附件1中国陶瓷工业协会职业能力评价基地基础标准.docx 2.附件2中国陶瓷工业协会职业能力评价基地申请表.docx 3.附件3职业能力评价证书样本.docx 中国陶瓷工业协会 2025年3月14日 【详情】

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