碳纤维陶瓷刹车，百亿市场爆发
风口与趋势
2023-11-20 13:30:13
刹车盘是汽车制动系统中的一部分。
盘式制动除了刹车盘以外，还有上图这些零部件。包括卡钳、刹车片、刹车喉管等等。
刹车盘是跟着轮子一起转动的。而刹车片则安装在卡钳内部，相对刹车盘静止不动。
汽车制动的原理比较简单。当驾驶员踩下刹车后，刹车喉管里面的刹车油充当液压媒介，向卡钳里面的活塞施加压力，让刹车片死死抱住刹车盘，通过摩擦力让刹车盘停止转动，进而起到减速或停车的作用。
制动系统的摩擦力是压力与摩擦系数的乘积。卡钳的活塞数量，决定了对于刹车片所施加的压力。而刹车盘的材质，则影响着摩擦系数的强弱。
碳陶刹车盘，就是一种由新型碳硅复合材料制造的刹车盘。至于它的优点咱们一会再说。
碳陶刹车盘现状：
最早使用碳陶刹车盘的量产车型，应该是在2001年的保时捷911 GT2上。
虽然性能哪都好，但这么多年量一直放不起来。阻碍碳陶盘发展的唯一问题就是价格。
目前能批量生产碳陶盘的玩家很少，就拿老大哥Brembo布雷博来说。配一套它们家的碳陶盘怎么也得7-8万块钱。
所以这么贵的价格，目前碳陶盘只适合用在售价百万起步的性能车上，或者是改装市场。似乎注定是个小众产物。
刹车盘是刹车系统核心部件，材料对性能影响较大
汽车和高速列车等现代交通工具的刹车材料经历了从石棉材料、半金属材料、粉末冶金材料到碳碳复合材料和碳陶复 合材料的发展。在各类刹车材料中，优良导热性、稳定摩擦系数、耐高温抗冲击、耐磨减磨、质量轻便是制动闸片的 重要发展方向，是抢占未来发展制高点的重点。
碳陶复合刹车材料是 20 世纪 90 年代发展起来的一种以高强度碳纤维 为增强体，以热解碳、碳化硅（SiC）等为基体的多相复合刹车材料，是在碳/碳复合刹车材料的基础上，引入具有优 异抗氧化性能的碳化硅（SiC）陶瓷硬质材料作为基体的一种刹车材料，既保持了碳/碳复合刹车材料密度低、耐高温 的优点，又克服了碳/碳刹车材料静摩擦系数低、湿态衰减大、摩擦寿命不足及环境适应性差等缺点，成为新一代刹 车材料，在汽车和高速列车等现代交通工具的刹车制动领域具有广阔的应用前景。
碳纤维陶瓷刹车盘
众所周知，碳纤维增强碳化硅（C/SiC）制动盘，即碳陶刹车盘的重量比传统的灰铸铁制动盘轻约50%，并且具有更好的制动响应、更高的衰减稳定性、非常好的控制、更好的方向稳定性和防止制动粉尘等。而高的热稳定性、耐腐蚀性和耐磨性也同时确保了制动盘的超长寿命。西面介绍全球两家碳纤维陶瓷（碳陶）刹车盘制造商。
Brembo SGL公司的碳纤维陶瓷刹车盘
早在1997年，Brembo SGL公司的合资方Brembo和SGL Carbon各自分别开展了碳纤维陶瓷刹车盘的研制工作，其中Brembo公司的碳纤维陶瓷盘产品命名为CCM；1999年3月，SGL Carbon和保时捷在法兰克福国际车展上首次推出碳纤维陶瓷圆盘。
2001年1月，保时捷GT2是第一款安装CCB碳纤维陶瓷刹车盘的汽车，紧随其后的是保时捷996 Turbo。2002年3月，法拉利恩佐Enzo成为第一辆安装Brembo公司CCM碳纤维陶瓷盘的汽车。2005年5月，法拉利挑战者Stradale赛车配备了CCM碳陶刹车盘，同时它成为法拉利挑战锦标赛的官方圆盘。
碳纤维陶瓷刹车盘不但可以在干燥和潮湿条件下保持高性能的表现，而且还在轻量化、舒适性、抗腐蚀、耐久性等方面具有明显优势优势，并在2004年荣获意大利ADI工业设计协会（Associazione del Design industriale）的金罗盘奖。
2009年6月，Brembo和SGL集团成立了一家碳纤维陶瓷制动盘合资企业—— Brembo SGL Carbon Ceramic Brakes（BSCCB），该合资企业的主要目标就是开发碳纤维陶瓷制动系统，生产和销售碳陶瓷制动盘，专门面向汽车和商用车OEM市场。合资企业的目标还包括通过自动化流程开发下一代碳纤维陶瓷制动盘，可应用于更广泛的车辆。
目前BSCCB公司开发的碳纤维陶瓷制动器主要为3种类型的碳纤维陶瓷圆盘：
碳陶瓷制动器（Carbon Ceramic Brakes，CCB）：主要在德国Meitingen工厂生产，该产品是一种由陶瓷材料芯制成的圆盘，用碳纤维增强，并在两个断裂表面上覆盖一层额外的陶瓷摩擦层。主要客户包括：保时捷、奥迪、宾利、兰博基尼、布加迪、AMG、宝马、阿斯顿·马丁、丰田等。
陶瓷复合材料（ Ceramic Composite Material，CCM）：在意大利Stezzano工厂生产，CCM圆盘是一种由陶瓷材料核心组成的浮动圆盘，并用碳纤维增强。与CCB相比，CCM盘式制动表面不覆盖额外的陶瓷摩擦层。主要客户包括：法拉利、玛莎拉蒂、阿尔法·罗密欧、日产、雪佛兰、迈凯伦、通用、帕加尼、本田/讴歌、捷豹路虎。
陶瓷晶圆盘- DYATOM™：由Meitingen和Stezzano工厂合作生产。这种高性能制动盘为最高要求提供了完美的解决方案。得益于其五层结构，DYATOM™制动盘提供极高的热性能和出色的耐磨性，即使在赛道上频繁使用。由于工作温度较低，这也有利于制动片的性能。总体而言，制动系统因此在相同的制动盘尺寸下产生更高的制动功率。主要用户包括：AMG和福特。
Surface Transforms碳纤维陶瓷刹车盘
Surface Transforms是一家在伦敦证券交易所AIM市场上市的有限责任公司，在英格兰和威尔士注册成立，公司主要业务面向英国。作为一家汽车和飞机应用的下一代碳纤维陶瓷（碳陶）刹车盘制造商，自2008年以来已通过IS9001-2000认证，并于2015年通过TS16949汽车质量认证和AS9100C航空航天质量认证。
公司主要材料是下一代碳纤维增强陶瓷（Carbon Fiber Reinforced Ceramic，CFRC），通过公司专有工艺生产，将碳纤维-碳转化为碳纤维-碳化硅（CSiC）陶瓷。与目前量产汽车上采用非连续（短切）碳纤维加工的碳陶刹车盘不同，Surface Transforms将连续碳纤维交织在一起，形成3D多向基体，生产出更坚固、更耐用的产品，其热导率是标准生产部件的3倍，这样可以保持制动系统温度的降低和制动性能的一致性。
Surface Transforms开发了独特的下一代碳-陶刹车盘专利技术，为道路和赛道提供终极制动性能。Surface Transforms下一代碳陶材料用于许多需要能够承受2000°C以上温度、比铸铁轻70%、具有低摩擦和低磨损能力的应用。
以下是该材料的7大主要特点：
与铁制制动器相比，重量节省高达70%
改进的操控性和驾驶性能
NVH改善（减低的噪音、振动和不平顺性，noise, vibration and harshness）
改进的性能（在潮湿和干燥条件下）
减少制动器磨损，延长使用寿命
耐腐蚀
出色的性能，即使在寒冷的天气下
碳陶刹车盘其他应用
赛车：Surface Transforms下一代碳陶材料具有轻质、高性能和耐用性，是许多赛车运动应用的理想选择。尽管碳-碳制动器（如F1赛事使用）通常被认为是赛车运动制动器性能的极致，但碳陶制动器可能更适合特定车辆，以更低的成本提供大部分性能。
特种车辆：用于军事和其他应用的下一代特种车辆旨在实现更严格的有效载荷和燃油效率目标。这些目标反过来推动了轻量化和复合材料在汽车各个领域的应用。通过将传统的铁制动器改为碳陶制动器，在特殊车辆应用中可以节省20-30公斤的非弹簧重量。
国内供应商：
目前国内主流碳陶刹车盘供应商有两家，一个是金博股份，一个是天宜上佳。它们各自有自己的特点。
金博股份
金博股份是国内碳碳热场的龙头企业，市场占有率高，规模大。切入到长纤维碳陶盘领域算是顺理成章的事情，下游主机厂也比较认可。
由于在碳碳复合材料方面的积累，公司在预制体自供，快速化学气相沉积技术等方面有优势。因此未来做碳陶成本也能控制比较好。
公司在碳陶盘车规认证上相比友商具有先机。并且金博已经切入比亚迪、广汽埃安，成为定点供应商。
天宜上佳
之后是天宜上佳，这家公司传统业务是做高铁用的闸片的，采用粉末冶金工艺。最近两年才切入到碳碳复合材料上。
天宜上佳的优势是它在高铁刹车系统上面有经验积累，同时自身又具备碳碳复合材料的产能。这就让它成为了碳陶盘领域的“种子选手”。
公司对于碳陶盘发展比较看好，近期也是定增了15万套碳陶刹车盘的项目。
同时在碳碳复合材料方面，未来两年不管在产能释放、预制体自给率、下游客户开拓方面都有比较好的预期。
在成本控制方面，公司由于是后进入者，设备新，相比金博生产效率高。此外产能布局让能源价格也更有优势。
金博与天宜两家企业在碳陶盘领域算是平分秋色吧，都是国产替代的核心受益者。
碳陶刹车盘可以说是被国产电动车“吹”起来的产物，降本空间决定了未来的上量速度。
对于国外供应商必然会面临强大的竞争。而对于国内供应商来讲，是完全从“0”开始的，只要这个产品赚钱，那就是新的增量。
2023年应该是碳陶刹车盘的元年。但还有两个问题需要去考虑。
一个是国产碳陶盘到底能否通过严苛的认证，最终获得量产。
盘式制动除了刹车盘以外，还有上图这些零部件。包括卡钳、刹车片、刹车喉管等等。
刹车盘是跟着轮子一起转动的。而刹车片则安装在卡钳内部，相对刹车盘静止不动。
汽车制动的原理比较简单。当驾驶员踩下刹车后，刹车喉管里面的刹车油充当液压媒介，向卡钳里面的活塞施加压力，让刹车片死死抱住刹车盘，通过摩擦力让刹车盘停止转动，进而起到减速或停车的作用。
制动系统的摩擦力是压力与摩擦系数的乘积。卡钳的活塞数量，决定了对于刹车片所施加的压力。而刹车盘的材质，则影响着摩擦系数的强弱。
碳陶刹车盘，就是一种由新型碳硅复合材料制造的刹车盘。至于它的优点咱们一会再说。
碳陶刹车盘现状：
最早使用碳陶刹车盘的量产车型，应该是在2001年的保时捷911 GT2上。
虽然性能哪都好，但这么多年量一直放不起来。阻碍碳陶盘发展的唯一问题就是价格。
目前能批量生产碳陶盘的玩家很少，就拿老大哥Brembo布雷博来说。配一套它们家的碳陶盘怎么也得7-8万块钱。
所以这么贵的价格，目前碳陶盘只适合用在售价百万起步的性能车上，或者是改装市场。似乎注定是个小众产物。
刹车盘是刹车系统核心部件，材料对性能影响较大
汽车和高速列车等现代交通工具的刹车材料经历了从石棉材料、半金属材料、粉末冶金材料到碳碳复合材料和碳陶复 合材料的发展。在各类刹车材料中，优良导热性、稳定摩擦系数、耐高温抗冲击、耐磨减磨、质量轻便是制动闸片的 重要发展方向，是抢占未来发展制高点的重点。
碳陶复合刹车材料是 20 世纪 90 年代发展起来的一种以高强度碳纤维 为增强体，以热解碳、碳化硅（SiC）等为基体的多相复合刹车材料，是在碳/碳复合刹车材料的基础上，引入具有优 异抗氧化性能的碳化硅（SiC）陶瓷硬质材料作为基体的一种刹车材料，既保持了碳/碳复合刹车材料密度低、耐高温 的优点，又克服了碳/碳刹车材料静摩擦系数低、湿态衰减大、摩擦寿命不足及环境适应性差等缺点，成为新一代刹 车材料，在汽车和高速列车等现代交通工具的刹车制动领域具有广阔的应用前景。
碳纤维陶瓷刹车盘
众所周知，碳纤维增强碳化硅（C/SiC）制动盘，即碳陶刹车盘的重量比传统的灰铸铁制动盘轻约50%，并且具有更好的制动响应、更高的衰减稳定性、非常好的控制、更好的方向稳定性和防止制动粉尘等。而高的热稳定性、耐腐蚀性和耐磨性也同时确保了制动盘的超长寿命。西面介绍全球两家碳纤维陶瓷（碳陶）刹车盘制造商。
Brembo SGL公司的碳纤维陶瓷刹车盘
早在1997年，Brembo SGL公司的合资方Brembo和SGL Carbon各自分别开展了碳纤维陶瓷刹车盘的研制工作，其中Brembo公司的碳纤维陶瓷盘产品命名为CCM；1999年3月，SGL Carbon和保时捷在法兰克福国际车展上首次推出碳纤维陶瓷圆盘。
2001年1月，保时捷GT2是第一款安装CCB碳纤维陶瓷刹车盘的汽车，紧随其后的是保时捷996 Turbo。2002年3月，法拉利恩佐Enzo成为第一辆安装Brembo公司CCM碳纤维陶瓷盘的汽车。2005年5月，法拉利挑战者Stradale赛车配备了CCM碳陶刹车盘，同时它成为法拉利挑战锦标赛的官方圆盘。
碳纤维陶瓷刹车盘不但可以在干燥和潮湿条件下保持高性能的表现，而且还在轻量化、舒适性、抗腐蚀、耐久性等方面具有明显优势优势，并在2004年荣获意大利ADI工业设计协会（Associazione del Design industriale）的金罗盘奖。
2009年6月，Brembo和SGL集团成立了一家碳纤维陶瓷制动盘合资企业—— Brembo SGL Carbon Ceramic Brakes（BSCCB），该合资企业的主要目标就是开发碳纤维陶瓷制动系统，生产和销售碳陶瓷制动盘，专门面向汽车和商用车OEM市场。合资企业的目标还包括通过自动化流程开发下一代碳纤维陶瓷制动盘，可应用于更广泛的车辆。
目前BSCCB公司开发的碳纤维陶瓷制动器主要为3种类型的碳纤维陶瓷圆盘：
碳陶瓷制动器（Carbon Ceramic Brakes，CCB）：主要在德国Meitingen工厂生产，该产品是一种由陶瓷材料芯制成的圆盘，用碳纤维增强，并在两个断裂表面上覆盖一层额外的陶瓷摩擦层。主要客户包括：保时捷、奥迪、宾利、兰博基尼、布加迪、AMG、宝马、阿斯顿·马丁、丰田等。
陶瓷复合材料（ Ceramic Composite Material，CCM）：在意大利Stezzano工厂生产，CCM圆盘是一种由陶瓷材料核心组成的浮动圆盘，并用碳纤维增强。与CCB相比，CCM盘式制动表面不覆盖额外的陶瓷摩擦层。主要客户包括：法拉利、玛莎拉蒂、阿尔法·罗密欧、日产、雪佛兰、迈凯伦、通用、帕加尼、本田/讴歌、捷豹路虎。
陶瓷晶圆盘- DYATOM™：由Meitingen和Stezzano工厂合作生产。这种高性能制动盘为最高要求提供了完美的解决方案。得益于其五层结构，DYATOM™制动盘提供极高的热性能和出色的耐磨性，即使在赛道上频繁使用。由于工作温度较低，这也有利于制动片的性能。总体而言，制动系统因此在相同的制动盘尺寸下产生更高的制动功率。主要用户包括：AMG和福特。
Surface Transforms碳纤维陶瓷刹车盘
Surface Transforms是一家在伦敦证券交易所AIM市场上市的有限责任公司，在英格兰和威尔士注册成立，公司主要业务面向英国。作为一家汽车和飞机应用的下一代碳纤维陶瓷（碳陶）刹车盘制造商，自2008年以来已通过IS9001-2000认证，并于2015年通过TS16949汽车质量认证和AS9100C航空航天质量认证。
公司主要材料是下一代碳纤维增强陶瓷（Carbon Fiber Reinforced Ceramic，CFRC），通过公司专有工艺生产，将碳纤维-碳转化为碳纤维-碳化硅（CSiC）陶瓷。与目前量产汽车上采用非连续（短切）碳纤维加工的碳陶刹车盘不同，Surface Transforms将连续碳纤维交织在一起，形成3D多向基体，生产出更坚固、更耐用的产品，其热导率是标准生产部件的3倍，这样可以保持制动系统温度的降低和制动性能的一致性。
Surface Transforms开发了独特的下一代碳-陶刹车盘专利技术，为道路和赛道提供终极制动性能。Surface Transforms下一代碳陶材料用于许多需要能够承受2000°C以上温度、比铸铁轻70%、具有低摩擦和低磨损能力的应用。
以下是该材料的7大主要特点：
与铁制制动器相比，重量节省高达70%
改进的操控性和驾驶性能
NVH改善（减低的噪音、振动和不平顺性，noise, vibration and harshness）
改进的性能（在潮湿和干燥条件下）
减少制动器磨损，延长使用寿命
耐腐蚀
出色的性能，即使在寒冷的天气下
碳陶刹车盘其他应用
赛车：Surface Transforms下一代碳陶材料具有轻质、高性能和耐用性，是许多赛车运动应用的理想选择。尽管碳-碳制动器（如F1赛事使用）通常被认为是赛车运动制动器性能的极致，但碳陶制动器可能更适合特定车辆，以更低的成本提供大部分性能。
特种车辆：用于军事和其他应用的下一代特种车辆旨在实现更严格的有效载荷和燃油效率目标。这些目标反过来推动了轻量化和复合材料在汽车各个领域的应用。通过将传统的铁制动器改为碳陶制动器，在特殊车辆应用中可以节省20-30公斤的非弹簧重量。
国内供应商：
目前国内主流碳陶刹车盘供应商有两家，一个是金博股份，一个是天宜上佳。它们各自有自己的特点。
金博股份
金博股份是国内碳碳热场的龙头企业，市场占有率高，规模大。切入到长纤维碳陶盘领域算是顺理成章的事情，下游主机厂也比较认可。
由于在碳碳复合材料方面的积累，公司在预制体自供，快速化学气相沉积技术等方面有优势。因此未来做碳陶成本也能控制比较好。
公司在碳陶盘车规认证上相比友商具有先机。并且金博已经切入比亚迪、广汽埃安，成为定点供应商。
天宜上佳
之后是天宜上佳，这家公司传统业务是做高铁用的闸片的，采用粉末冶金工艺。最近两年才切入到碳碳复合材料上。
天宜上佳的优势是它在高铁刹车系统上面有经验积累，同时自身又具备碳碳复合材料的产能。这就让它成为了碳陶盘领域的“种子选手”。
公司对于碳陶盘发展比较看好，近期也是定增了15万套碳陶刹车盘的项目。
同时在碳碳复合材料方面，未来两年不管在产能释放、预制体自给率、下游客户开拓方面都有比较好的预期。
在成本控制方面，公司由于是后进入者，设备新，相比金博生产效率高。此外产能布局让能源价格也更有优势。
金博与天宜两家企业在碳陶盘领域算是平分秋色吧，都是国产替代的核心受益者。
碳陶刹车盘可以说是被国产电动车“吹”起来的产物，降本空间决定了未来的上量速度。
对于国外供应商必然会面临强大的竞争。而对于国内供应商来讲，是完全从“0”开始的，只要这个产品赚钱，那就是新的增量。
2023年应该是碳陶刹车盘的元年。但还有两个问题需要去考虑。
一个是国产碳陶盘到底能否通过严苛的认证，最终获得量产。
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