特种陶瓷行业下游应用领域发展概况
思瀚产业研究院    2023-09-15

（1）光伏行业

①光伏产业整体发展空间广阔

在全球“双碳”目标下，光伏产业受到世界各国政策的大力扶持。自 2000年以来，在政策和技术双重驱动下，光伏发电产业成长迅速，产品更新换代速度不断加快，度电成本累计下降超 90%，光伏发电逐渐进入平价上网时代。光伏发电以其低碳、低成本、广泛性等诸多优势，成为替代传统化石能源的主力军。

据中国光伏行业协会统计，2021 年全球光伏新增装机量 170GW，同比增长23.19%。根据中国光伏行业协会与中泰证券研究所预测，2022 年全球光伏新增装机量将达到 195-250GW。在全球多国“碳中和”、清洁能源转型及绿色复苏目标的推动下，预计 2022-2025 年全球光伏年均新增装机量仍将保持高速增长，光伏产业整体发展空间广阔。

据中国光伏行业协会统计，2021 年我国光伏新增装机 54.88GW，连续 9 年保持世界第一。根据中国光伏行业协会与中泰证券研究所预测，2025 年我国光伏新增装机量将达到 90-195GW，持续保持高速增长。

②光伏产业链环节

光伏产业（Photovoltaic），简称 PV，主要指利用光生伏特效应，以硅材料的应用开发形成的光电转换产业链。光伏产业链上游包括单/多晶硅的冶炼、铸锭/拉棒、切片等环节，中游包括太阳能电池生产、光伏发电组件封装等环节，下游包括光伏应用系统的安装及服务等。

③高纯硅作为光伏发展的上游原料具有广阔市场空间，且硅烷流化床法未来具成长性

A.高纯硅市场空间概述

A-1：光伏整体产业的拉动下，高纯硅市场需求空间广阔

高纯硅由工业硅制备，是下游单晶硅棒、多晶硅锭的前道原料。由于下游光伏整体产业的拉动，我国高纯硅行业呈现快速发展的趋势，产量持续创新高。根据中国有色金属工业协会硅业分会数据，2008-2021 年，我国高纯硅产能和产量持续增长。2022 年，我国高纯硅产量将达到 124 万吨，持续保持高速增长。

A-2：生产技术不断进步，颗粒硅市场渗透率有望持续提升

高纯硅的生产工艺较为复杂，主流的工艺有两种，分别是改良西门子法和硅烷流化床法。两种制备方法都先将氯化氢与工业硅合成为三氯化氢硅，改良西门子法通过还原三氯化氢硅得到高纯硅，性状为块状硅；硅烷流化床法则利用三氯化氢硅合成硅烷最后得到多晶硅，性状为颗粒硅。

近年来，随着技术的发展和突破，硅烷流化床法的工艺难点被逐个克服，颗粒硅纯度逐步提升，市场占有率逐步提高。根据中国光伏协会数据，2022 年，随着硅烷流化床法产能和产量的快速增加，市场占比已达到 7.5%。随着生产工艺的改进和下游应用的拓展，颗粒硅市场占有率有望进一步提升，至 2025 年达到约 20%。

B：碳化硅流化床内衬是硅烷流化床法的核心部件，随着颗粒硅产能的提升，市场需求量有望持续提升

内衬是硅烷流化床法反应器的主体结构和反应容器，作用是防止高温气体和物料冲刷和磨损反应器的金属外壳，同时对物料进行绝热保温。由于工况环境恶劣，并且直接与颗粒硅接触，需要流化床内衬的材料具有高纯度、耐磨损、耐腐蚀、强度高等特点。同时由于生产环境恶劣，流化床内衬需要定期更换，是一种耗材。

流化床内衬常用的材料包括高温镍合金和石墨，长期以来，由于内衬材料杂质等问题，使流化床反应器的整体效果并不理想。高温镍合金制作的反应器内衬，会给反应体系带入大量的金属污染，降低高纯硅的纯度，导致后续工艺中硅片少子寿命下降，进而影响电池转换效率。

石墨制反应器内衬，需要在石墨表面沉积碳化硅涂层，在实际使用过程中会存在涂层剥落、高纯硅产品中碳含量超标等现象，同时因石墨的强度低使流化床内衬易出现开裂损毁的情况，导致石墨流化床内衬整体使用寿命短。由于碳化硅流化床内衬技术门槛高，主要依靠进口，采购成本也较高。内衬材料性能的不过关及高成本，一定程度上阻碍了硅烷流化床法的市场推广，是硅烷流化床法应用必须解决的技术难题。

④随着光伏行业对于降成本、提高稳定性的需求，电池片生产环节设备需求呈上升趋势，且新型材料市场空间较为广阔

近年来，随着光伏行业快速发展和技术的不断迭代，光伏设备行业总体上处于增长态势，全球销售规模从 2013 年的 17.5 亿美元增长至 2021 年的 64 亿美元，复合增长率达 17.60%。2020 年，在全球光伏新增装机规模持续增长的背景下，因技术进步、国内光伏设备市场份额提升等因素影响，全球光伏设备均价有所下降，继而导致全球光伏设备行业销售收入 48 亿美元，同比小幅下降 4%；2021年受下游需求大幅增加以及中国光伏产业设备需求的拉动，全球光伏设备销售额增长达 33.33%。

中国光伏设备产业伴随中国光伏产业共同成长并相互成就，通过多年的持续深耕和迭代，在各个环节均已基本实现国产化，并成为全球光伏设备行业最主要

的组成部分及中国光伏产业主导全球光伏产业链格局的重要一环。根据 CPIA 数据，2021 年，中国光伏设备规模占全球市场份额的比例已超 90%。通过持续的创新，光伏设备开始对光伏制造产业进行“反哺”，引领光伏产业不断践行降本增效的目标。

舟托、桨、炉管等是电池片 LPCVD、扩散等工艺环节使用的器件。未来，随着光伏装机的持续增长、光伏电池片技术的变革、老旧产线的升级改造，设备更新换代的周期将会将一步缩短，光伏行业对满足新工艺、新技术设备的需求将更加旺盛。

目前，舟托、桨、炉管等设备及耗材主要由高纯度石英材料制成。由于高纯度石英砂原料储量较少且分布集中，在光伏需求不断增加的情况下，高纯度石英砂供需紧张，价格长期高位运行。相对于石英材料，碳化硅原料成本低、制造过程人工成本少，成本优势明显。随着碳化硅技术的发展和相关产品验证的推进，碳化硅舟托、桨和炉管等器件在光伏领域的应用前景广阔。

（2）半导体领域

半导体领域，在新能源及人工智能产业持续发展，半导体设备零部件国产化持续推进的情况下，国内半导体设备零部件厂商前景向好。尽管近年来受全球宏观经济、各国贸易政策及国际局势等多重影响，半导体行业发生新一轮周期性波动，但在新能源及人工智能等产业持续发展的情况下，半导体行业中长期前景向好。根据 SEMI 预测，到 2030 年全球半导体制造设备采购市场规模将达到 1,400亿美元，继续保持平稳增长。

（3）流体控制领域

①流体控制简介

在石油化工、煤化工、食品、饮料、医药等工业领域，大多数工艺环节处于液态或气态环境中，并且大多数机器设备及其连接系统都存在流体（液体、气体、粉体）的密封性问题。

由于相关机械传动轴贯穿设备内外，该等设备在工作过程中，轴与设备腔体之间存在圆周间隙，需要在此间隙处安装密封装置阻止流体泄漏。若未安装密封装置，当设备内压力高于外界压力，机器设备内部的流体可能向外部泄漏，反之，外界的流体也可能进入机器设备内部，造成工艺流体或环境污染。密封便是用于防止上述情况出现的重要零部件，也被称为流体密封。

②流体控制行业需求情况

流体密封及轴承轴套作为压缩机、泵、釜等主机设备的关键部件，广泛应用于食品、医药、水务、船舶、油气开采、核电站冷却系统、雷达机械密封系统等领域。流体密封行业的市场需求与工业领域固定资产投资情况紧密相关。

根据国家统计局数据，2010-2021 年间，我国全社会固定资产投资完成额由19.88 万亿元增长至 55.29 万亿元，年均复合增长 9.74%。根据国家统计局发布的中华人民共和国国民经济和社会发展统计公报，2020 年度、2021 年度、2022 年度全社会固定资产投资同比分别增长 2.7%、4.9%、4.9%。宏观经济发展的稳定和固定资产投资规模的稳定上升为机械密封行业的持续稳定发展创造了良好的市场发展环境。

（4）航天军工领域

受国家政策的支持和地理信息行业规模增长的影响，中国遥感卫星市场持续快速增长。根据中国遥感应用协会数据，2012-2021 年，中国遥感卫星行业市场规模由 40.8 亿元上升至 88.3 亿元，年复合增长率为 8.96%，高于全球平均增速。

2022 年-2027 年，预计中国遥感卫星行业市场规模将继续保持快速发展，2027年将达到 141.2 亿元规模，年复合增长率为 8.14%。