電力電子被動(dòng)元器件包括電容、電感、母排、電阻等被動(dòng)元器件產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,主要應(yīng)用于新能源汽車、風(fēng)電光伏、工業(yè)自動(dòng)化等電力電子領(lǐng)域。
被動(dòng)元器件行業(yè)下游主要客戶為新能源汽車或其核心零部件供應(yīng)商、風(fēng)電企業(yè)或其核心零部件供應(yīng)商、光伏企業(yè)或其核心零部件供應(yīng)商。汽車行業(yè)擁有嚴(yán)格的質(zhì)量管理體系,汽車零部件企業(yè)需要通過(guò)相應(yīng)的體系認(rèn)證方能進(jìn)入,例如IATF16949等。同時(shí),車規(guī)級(jí)被動(dòng)元器件產(chǎn)品還需要滿足整車企業(yè)基于AEC-Q200或ZVEI組織的一系列實(shí)驗(yàn)測(cè)試的要求。整車企業(yè)特別是國(guó)際知名整車企業(yè)對(duì)合格供應(yīng)商具有嚴(yán)格的認(rèn)證流程。汽車零部件企業(yè),需要通過(guò)整車企業(yè)對(duì)其研發(fā)實(shí)力、工藝水平、制造能力、產(chǎn)品性能、過(guò)程管理等方面的全面考察,方能進(jìn)入合格供應(yīng)商庫(kù)名錄,具備量產(chǎn)供貨的資格。行業(yè)新進(jìn)入企業(yè)需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間與較大的資金成本,方能通過(guò)相應(yīng)的體系管理與客戶認(rèn)證。風(fēng)電行業(yè)、光伏行業(yè)的客戶對(duì)于供應(yīng)商也有嚴(yán)格的認(rèn)證流程與供應(yīng)商管理機(jī)制。
電力電子被動(dòng)元器件廠商對(duì)外采購(gòu)的產(chǎn)品主要是銅、鋁、硅鋼片等金屬原材料及加工件、薄膜基材等,因此本行業(yè)的上游企業(yè)主要為上述通用材料供應(yīng)商和外協(xié)生產(chǎn)供應(yīng)商,供應(yīng)充足且廠商眾多。
本行業(yè)的下游主要為新能源汽車、風(fēng)電光伏和工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。其中,由于汽車整車包含零部件眾多,且具有復(fù)雜性與專業(yè)性,目前形成了以圍繞汽車主機(jī)廠為核心的多級(jí)供應(yīng)商體系,即汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)按照其與汽車主機(jī)廠之間的供貨關(guān)系緊密程度分為一級(jí)供應(yīng)商、二級(jí)供應(yīng)商、三級(jí)供應(yīng)商等,公司主要定位為汽車零部件一級(jí)供應(yīng)商和二級(jí)供應(yīng)商。汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)在向整車企業(yè)正式量產(chǎn)供貨之前,需要通過(guò)整車廠商的一系列認(rèn)證程序,合格供應(yīng)商的審核和培育過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格、程序復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)、成本高,因此下游供應(yīng)商轉(zhuǎn)換成本較高。與穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的零部件供應(yīng)商持續(xù)合作有利于保障主機(jī)廠核心零部件供應(yīng)、提高產(chǎn)品品質(zhì)和一致性,因此不會(huì)輕易更換經(jīng)過(guò)認(rèn)證的供應(yīng)商,主機(jī)廠也將更傾向于選擇與規(guī)模較大、技術(shù)水平與質(zhì)量較高以及具有品牌優(yōu)勢(shì)的零部件廠商合作,上下游形成的合作關(guān)系相對(duì)穩(wěn)定、持續(xù)。
如上海鷹峰電子科技股份有限公司的產(chǎn)品主要應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化和風(fēng)電光伏等領(lǐng)域,擁有維斯塔斯、陽(yáng)光電源、丹佛斯、匯川技術(shù)、施耐德電氣、ABB等優(yōu)質(zhì)客戶。近年來(lái),新能源
汽車市場(chǎng)的快速發(fā)展為車規(guī)級(jí)被動(dòng)元器件帶來(lái)了巨大發(fā)展機(jī)遇,鷹峰電子持續(xù)投入車規(guī)級(jí)薄膜電容、車規(guī)級(jí)升壓電感等產(chǎn)品的研發(fā),取得了顯著成果,在純電動(dòng)汽車、插電式混合動(dòng)力汽車和增程式電動(dòng)汽車等主流技術(shù)路線均有成功量產(chǎn)項(xiàng)目或定點(diǎn)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),成功配套比亞迪DM-i系列插電式混合動(dòng)力汽車、比亞迪王朝系列純電動(dòng)汽車、沃爾沃XC系列插電式混合動(dòng)力汽車、廣汽埃安系列純電動(dòng)汽車、長(zhǎng)城哈弗系列插電式混合動(dòng)力汽車、小鵬新車型純電動(dòng)汽車等多款車型。
(1)車規(guī)級(jí)產(chǎn)品
車規(guī)級(jí)被動(dòng)元器件產(chǎn)品代表了公司研發(fā)、工藝、制造的最高水平,主要產(chǎn)品包括車規(guī)級(jí)薄膜電容、車規(guī)級(jí)升壓電感、車規(guī)級(jí)母排等。
①車規(guī)級(jí)薄膜電容
薄膜電容具有耐高壓、大電流、低雜散電感等優(yōu)點(diǎn),通常應(yīng)用在逆變器直流支撐(DC-Link)電路中。薄膜電容以其優(yōu)異的快速充放電性能為高速開關(guān)器件快速補(bǔ)能,并吸收直流支撐電路中的瞬時(shí)過(guò)電壓,從而對(duì)高速開關(guān)器件IGBT或SiCMOSFET進(jìn)行保護(hù)。直流支撐(DC-Link)電容在新能源汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用,典型電路圖如下所示:
②車規(guī)級(jí)升壓電感
升壓電感具有體積小、耐高溫、低漏磁等優(yōu)點(diǎn),通常應(yīng)用在升壓(Boost)電路中。車規(guī)級(jí)升壓電感目前主要應(yīng)用于插電式混合動(dòng)力汽車(PHEV,Plug-inHybridElectricVehicle)的驅(qū)動(dòng)升壓場(chǎng)景。由于插電式混合動(dòng)力汽車所裝載的電池比純電動(dòng)汽車更少,因此無(wú)法直接實(shí)現(xiàn)高電壓輸出。為了降低成本、滿足性能、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,以比亞迪為代表的整車企業(yè)使用升壓電感和功率開關(guān)器件共同組成升壓電路,實(shí)現(xiàn)了提升車載電池電壓以帶動(dòng)高電壓驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功能。
③車規(guī)級(jí)母排
母排是配電供電裝置中的主供電線路,通常由銅板或鋁板構(gòu)成,表面通常進(jìn)行絕緣處理,起到導(dǎo)線作用。
(2)風(fēng)電光伏、工業(yè)自動(dòng)化相關(guān)產(chǎn)品
電感、電阻、母排等產(chǎn)品,還廣泛應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域,起到濾波、降噪、升/降壓、電氣連接等作用。
工藝流程圖
所處行業(yè)主要標(biāo)準(zhǔn)
(1)TS16949/IATF16949質(zhì)量管理體系
為了協(xié)調(diào)國(guó)際汽車質(zhì)量系統(tǒng)規(guī)范,由世界上主要的汽車制造商及協(xié)會(huì)于1996年成立了一個(gè)專門機(jī)構(gòu),稱為國(guó)際汽車工作組(IATF,InternationalAutomotiveTaskForce)。IATF的成員包括了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織質(zhì)量管理與質(zhì)量保證技術(shù)委員會(huì)(ISO/TC176)、寶馬汽車集團(tuán)、菲亞特-克萊斯勒集團(tuán)、戴姆勒集團(tuán)、福特汽車、通用汽車、標(biāo)致雪鐵龍、雷諾汽車、大眾集團(tuán)以及各自所屬的汽車生產(chǎn)制造協(xié)會(huì),包括美國(guó)汽車工業(yè)行動(dòng)小組(AIAG)、意大利汽車工業(yè)協(xié)會(huì)(ANFIA)、法國(guó)汽車制造商委員會(huì)(CCFA)和法國(guó)汽車裝備工業(yè)聯(lián)盟(FIEV)、德國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)(VDA)、英國(guó)汽車制造與貿(mào)易商協(xié)會(huì)(SMMT)等。IATF通過(guò)制定16949質(zhì)量管理體系,統(tǒng)一了各地區(qū)汽車生產(chǎn)制造企業(yè)不同的質(zhì)量管理體系,例如:美國(guó)采用的QS-9000、德國(guó)采用的VDA6.1、意大利采用的AVSQ94、法國(guó)采用的EAQF等。從而令全球汽車工業(yè)能夠在統(tǒng)一的質(zhì)量管理體系標(biāo)準(zhǔn)之下進(jìn)行分工協(xié)作,最新版本是2016年更新的IATF16949:2016。
(2)AEC-Q200被動(dòng)元器件壓力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
克萊斯勒、通用汽車、福特汽車共同發(fā)起并于1994年成立了美國(guó)汽車電子委員會(huì)(AEC,AutomotiveElectronicsCouncil),旨在推動(dòng)汽車電子零部件的可靠性和質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)化工作。
AEC-Q200被動(dòng)元器件壓力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)(StressTestQualificationForPassiveComponents)是由美國(guó)汽車電子委員會(huì)制定的,針對(duì)汽車使用的被動(dòng)元器件所需要滿足的一系列測(cè)試條件。主要涉及的元器件包括:電阻、薄膜電容、電解電容、陶瓷電容、電感、晶振等。AEC-Q200具體試驗(yàn)環(huán)節(jié)包括:應(yīng)力前后電氣特性測(cè)試、高溫測(cè)試、溫度循環(huán)測(cè)試、破壞性物理分析等36項(xiàng)。
(3)ZVEI汽車用直流電容基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)
ZVEI汽車用直流電容基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),是由德國(guó)電氣電子制造商協(xié)會(huì)聯(lián)合制定的汽車用直流電容器標(biāo)準(zhǔn),包括定義電容器電氣特性、機(jī)械特性和可靠性相關(guān)的一系列測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。
下游相關(guān)行業(yè)產(chǎn)業(yè)政策調(diào)整及產(chǎn)能消化情況如下:
行業(yè)概況
1、被動(dòng)元器件具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景,成長(zhǎng)空間巨大
(1)電容、電感、電阻是被動(dòng)元器件的主要組成,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛
電子元器件根據(jù)終端應(yīng)用領(lǐng)域的不同,可以分為電力電子領(lǐng)域和信息電子領(lǐng)域。電力電子領(lǐng)域主要包括新能源汽車、風(fēng)電光伏、一般工業(yè)、軌道交通、電力系統(tǒng)等;信息電子領(lǐng)域主要包括消費(fèi)電子、云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)通信、物聯(lián)網(wǎng)等。電子元器件根據(jù)對(duì)電路信號(hào)處理的不同,可以分為被動(dòng)元器件和主動(dòng)元器件。
被動(dòng)元器件決定信號(hào)的通過(guò)與否,不改變信號(hào)的特征,主要包括電容、電感、電阻、變壓器和頻率控制器件等,在電路中主要承擔(dān)旁路/去耦、濾波、儲(chǔ)能、穩(wěn)定電流、穩(wěn)定電壓、阻抗匹配、抗電磁干擾等具體功能。主動(dòng)元器件對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大和變換等處理,主要包括集成電路(IC,IntegratedCircuit)和分立器件(D-O-S,Discretedevices-Optoelec-Sensor)等,在電路中主要承擔(dān)模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換、信號(hào)的調(diào)制解調(diào)、邏輯計(jì)算、存儲(chǔ)等具體功能。
被動(dòng)元器件是電子電路的基石,主要由電容、電感和電阻構(gòu)成,市場(chǎng)空間廣闊,其中電容主要用于旁路、去耦、濾波和儲(chǔ)能,電感的主要用途是濾波、穩(wěn)流和抗電磁干擾,電阻主要用于分壓、分流、濾波和抗阻匹配。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2021年全球電容、電感和電阻的市場(chǎng)規(guī)模分別為161億美元、69億美元和60億美元。隨著智能手機(jī)、高性能計(jì)算催化信息電子升級(jí)加速,以及碳達(dá)峰、碳中和背景下新能源汽車、風(fēng)電光伏行業(yè)快速發(fā)展,電力電子呈現(xiàn)強(qiáng)勁發(fā)展勢(shì)頭,全球被動(dòng)元器件的需求將持續(xù)擴(kuò)大。
(2)電容具有“阻直流,通交流”特性,薄膜電容耐高壓、自修復(fù)、可靠性高
①電容行業(yè)概況
電容的基本結(jié)構(gòu)是間隔對(duì)置的2個(gè)電極(金屬板)。施加直流電壓(V)到2個(gè)電極上,電子瞬間聚集到其中一個(gè)電極上,該電極帶負(fù)電,另一個(gè)電極則處于電子不足的狀態(tài),帶正電。該狀態(tài)在撤去直流電壓后依舊存在,即在2個(gè)電極之間蓄積了電荷(Q)。在電極間插入電介質(zhì)(陶瓷、塑料薄膜等),通過(guò)電介質(zhì)的極化,蓄積的電荷增加。表示電容器蓄積多少電荷的指標(biāo)叫做電容量(C)(簡(jiǎn)稱容量)。
通過(guò)采用大面積的電極構(gòu)造以及高電容率的電介質(zhì),能夠蓄積大量電荷。接通電源施加直流電壓,則電流瞬間流向?qū)Ь€,對(duì)電容器進(jìn)行充電;當(dāng)電極間的電位差與電源電壓相等,則電流不再流動(dòng),充電結(jié)束。
電容的電極被電介質(zhì)阻隔,施加直流電壓后,在充電過(guò)程中電流瞬間流過(guò)導(dǎo)線,但不會(huì)流到電介質(zhì)的內(nèi)部,即電容器具有阻斷直流的性質(zhì)。連接交流電源,則電極板周期性地反復(fù)進(jìn)行充電與放電,電場(chǎng)方向也會(huì)相應(yīng)地發(fā)生改變。雖然不是在絕緣體內(nèi)部出現(xiàn)電子移動(dòng),但實(shí)際上與流過(guò)交流電流相同,因此可視為電容器使交流電流通過(guò)。
按照材料不同,電容器可分為陶瓷電容器、薄膜電容器、電解電容器等,其中薄膜電容具有耐高壓、自修復(fù)、可靠性高的特點(diǎn)。
②薄膜電容行業(yè)概況
薄膜電容器是利用塑料薄膜為電介質(zhì)的電容器。其技術(shù)起源于19世紀(jì)后半期所發(fā)明的紙介質(zhì)電容器,在20世紀(jì)30年代開發(fā)出來(lái)的。其具有耐高壓、可靠性好等特點(diǎn),被廣泛用于家電設(shè)備、車載電子設(shè)備、工業(yè)設(shè)備、電力電子設(shè)備等。
薄膜電容器根據(jù)內(nèi)部電極的形成方法不同而大致分為箔電極型與蒸鍍電極型(金屬化薄膜型)。蒸鍍電極型薄膜電容的蒸鍍電極具有自我修復(fù)功能,當(dāng)薄膜因施加過(guò)電壓導(dǎo)致被擊穿時(shí),擊穿點(diǎn)附近的蒸鍍膜會(huì)瞬時(shí)氧化,令其重新恢復(fù)絕緣狀態(tài)。此外,為了進(jìn)一步提高可靠性,在蒸鍍膜上還可以附加安全功能的設(shè)計(jì)。與傳統(tǒng)整面蒸鍍方法不同,通過(guò)分割成網(wǎng)格狀,不同網(wǎng)格相互以狹窄的熔斷部相連接的模式進(jìn)行蒸鍍。當(dāng)發(fā)生超過(guò)薄膜電容自我修復(fù)功能極限的絕緣擊穿時(shí),熔斷部會(huì)熔斷從而避免此等破壞性的絕緣擊穿。
根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同分為卷繞型、積層型、有感型與無(wú)感型等。
根據(jù)AlliedMarketResearch統(tǒng)計(jì),2021年全球薄膜電容市場(chǎng)規(guī)模約為32億美元,預(yù)計(jì)至2025年將增長(zhǎng)至52億美元,2021-2025年CAGR達(dá)13%。
(3)電感具有“通直流、阻交流”特性
電流產(chǎn)生磁場(chǎng),并對(duì)周圍產(chǎn)生磁效應(yīng)?;?a href="http://www.nxhydt.com/tags/電磁感應(yīng)/" target="_blank">電磁感應(yīng)原理,電流同向流動(dòng)的平行導(dǎo)線相互吸引,電流逆向流動(dòng)的平行導(dǎo)線相互排斥,將導(dǎo)線繞制成線圈并通電,會(huì)產(chǎn)生類似磁鐵的磁場(chǎng)。
電感能讓直流電順利通過(guò),但對(duì)交流電則起著如同電阻般的阻礙作用,而且具有交流電頻率越高越不容易通過(guò)的性質(zhì)。這種性質(zhì)叫做感應(yīng)性電抗(XL),其與交流頻率(f)、電感(L)之間存在如下關(guān)系:
電感元器件的電感數(shù)值大小一般為固定值,但也有能夠改變電感數(shù)值大小的可變電感。不同的電感應(yīng)用在高頻電路、一般電路、去耦電路、電源電路等多個(gè)場(chǎng)景中。從外形上劃分為:帶導(dǎo)線型(軸向?qū)Ь€、徑向?qū)Ь€)、表面貼裝元器件型(SMD),從結(jié)構(gòu)上劃分為卷線型、積層型、薄膜型。電感的設(shè)計(jì)、工藝、加工等決定了其后續(xù)的性能穩(wěn)定性。
中國(guó)是全球新能源汽車最大市場(chǎng),乘用車電動(dòng)化提速令車規(guī)級(jí)被動(dòng)元器件需求加速釋放
(1)中國(guó)市場(chǎng)是全球新能源汽車最大市場(chǎng)
2015-2019年,中國(guó)持續(xù)保持了全球最大新能源汽車銷售市場(chǎng)的國(guó)際地位。2020年受特殊公共衛(wèi)生事件等因素影響,中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模位居全球第二,2021年和2022年再次位列全球第一,具體如下:
(2)乘用車加速電動(dòng)化
①新能源汽車增長(zhǎng)持續(xù)優(yōu)于汽車整體市場(chǎng)
隨著各國(guó)支持政策的持續(xù)推動(dòng),全球新能源汽車市場(chǎng)高速增長(zhǎng)。根據(jù)GGII數(shù)據(jù),全球新能源汽車銷量已從2014年的34.1萬(wàn)輛增長(zhǎng)至2022年的1,010.0萬(wàn)輛,年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)52.74%。隨著全球主流汽車強(qiáng)國(guó)對(duì)新能源汽車的政策支持、供應(yīng)鏈及配套設(shè)施的日益完善、消費(fèi)者對(duì)新能源汽車接受度不斷提高,新能源汽車銷量仍將在中長(zhǎng)期內(nèi)保持增長(zhǎng)的趨勢(shì)。GGII預(yù)計(jì)到2025年,全球新能源汽車銷量預(yù)計(jì)達(dá)到2,600.0萬(wàn)輛,較2022年年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)37.05%。
2020年11月2日,國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》(國(guó)辦發(fā)〔2020〕39號(hào)),提出到2025年,“新能源汽車新車銷售量達(dá)到汽車新車銷售總量的20%左右”。以2022年銷量數(shù)據(jù)計(jì)算,新能源汽車銷量占整體汽車銷量比例為25.64%,已達(dá)到該目標(biāo)。
2014年以來(lái),受到國(guó)家產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策驅(qū)動(dòng),我國(guó)新能源汽車出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。根據(jù)中汽協(xié)統(tǒng)計(jì),我國(guó)新能源汽車產(chǎn)量從2015年的34.0萬(wàn)輛增長(zhǎng)到2018年的127.1萬(wàn)輛,年均復(fù)合增長(zhǎng)率為55.13%;銷量從2015年的33.1萬(wàn)輛增長(zhǎng)到2018年的125.6萬(wàn)輛,年均復(fù)合增長(zhǎng)率為55.96%。2019年,受到補(bǔ)貼退坡和汽車市場(chǎng)整體消費(fèi)下滑的影響,我國(guó)新能源汽車產(chǎn)量和銷量分別為124.1萬(wàn)輛、120.6萬(wàn)輛,較2018年略有下滑。2020年中國(guó)新能源汽車銷量136.7萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)13.35%,新能源產(chǎn)業(yè)鏈逐步恢復(fù)。2021年我國(guó)新能源汽車市場(chǎng)在2020年的基礎(chǔ)上繼續(xù)保持高速增長(zhǎng),全年實(shí)現(xiàn)銷量352.1萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)157.57%。2022年全年實(shí)現(xiàn)銷量688.7萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)95.6%。2015年以來(lái),中國(guó)新能源汽車銷量的增速持續(xù)顯著優(yōu)于汽車整體市場(chǎng):
根據(jù)公安部統(tǒng)計(jì),截至2022年底,全國(guó)新能源汽車保有量達(dá)1,310萬(wàn)輛,占汽車總量的4.10%,扣除報(bào)廢后銷量比2021年增加526萬(wàn)輛,增長(zhǎng)67.09%。其中,純電動(dòng)汽車保有量1,045萬(wàn)輛,占新能源汽車總量的79.77%。
②國(guó)際頭部車企積極布局新能源乘用車
2019年,全球各大車企陸續(xù)發(fā)布新能源汽車戰(zhàn)略,在電動(dòng)化戰(zhàn)略的投資規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大,加快在電動(dòng)化和智能化的布局。
2019年6月,豐田宣布計(jì)劃到2025年銷售HEV/PHEV達(dá)到450萬(wàn)輛,BEV/FCEV達(dá)到100萬(wàn)輛以上的目標(biāo)。這相較于原先規(guī)劃提前了五年。2019年6月,寶馬集團(tuán)在“寶馬集團(tuán)#NEXTGen未來(lái)峰會(huì)”上宣布將加快電動(dòng)產(chǎn)品擴(kuò)張計(jì)劃:“寶馬將在2023年前實(shí)現(xiàn)25款新能源車型的布局,這25款新能源車型中超過(guò)一半將是純電動(dòng)車。”這相較于原先規(guī)劃提前了兩年。2019年11月,在大眾公布的“PlanningRound68”計(jì)劃中,表示大眾將在2020年至2024年間在混合動(dòng)力、電動(dòng)出行以及數(shù)字化領(lǐng)域投資600億歐元,比原計(jì)劃提升36%,其中330億歐元將投向純電動(dòng)汽車,占總投資額的55%。到2029年,大眾集團(tuán)計(jì)劃推出75款純電動(dòng)車型,高于此前預(yù)計(jì)的70款;推出大約60款混合動(dòng)力車型,銷售目標(biāo)為600萬(wàn)輛。隨著擁有資金基礎(chǔ)、技術(shù)保證及消費(fèi)者基礎(chǔ)的傳統(tǒng)車企進(jìn)入新能源汽車行業(yè),新能源車型將會(huì)更加豐富,在技術(shù)的創(chuàng)新和安全性上會(huì)有更多的保證。未來(lái)傳統(tǒng)車企在新能源汽車領(lǐng)域的進(jìn)一步投入將構(gòu)成新能源汽車行業(yè)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)因素。
全球知名整車企業(yè)新能源汽車戰(zhàn)略簡(jiǎn)要匯總與梳理如下:
(3)對(duì)薄膜電容、升壓電感等車規(guī)級(jí)被動(dòng)元器件的需求正迎來(lái)快速增長(zhǎng)的歷史機(jī)遇
薄膜電容由于具有耐高壓、自修復(fù)、可靠性高等特性,已成為高壓場(chǎng)景下新能源汽車直流支撐電路中的主流電容方案。在全球汽車電動(dòng)化浪潮的推動(dòng)下,車規(guī)級(jí)薄膜電容的市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)。
3、風(fēng)電光伏領(lǐng)域需求穩(wěn)定增長(zhǎng),儲(chǔ)能配套將成為被動(dòng)元器件新增長(zhǎng)點(diǎn)
(1)風(fēng)電光伏領(lǐng)域需求穩(wěn)定增長(zhǎng)
①“碳達(dá)峰、碳中和”背景下,多重政策支撐風(fēng)電光伏裝機(jī)成為剛需
全球變暖和資源枯竭問(wèn)題已經(jīng)成為全球共同面臨的威脅,全球多個(gè)國(guó)家相繼提出了“碳中和”氣候目標(biāo),建立以可再生能源為主的能源系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)綠色可發(fā)展已成為全球共識(shí)。在世界各國(guó)清潔能源轉(zhuǎn)型、“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)推動(dòng)下,全球風(fēng)電光伏產(chǎn)業(yè)未來(lái)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)將實(shí)現(xiàn)持續(xù)快速發(fā)展。
同時(shí),我國(guó)國(guó)家與地方政府相繼出臺(tái)關(guān)于風(fēng)電光伏行業(yè)的配套政策,為行業(yè)高速發(fā)展創(chuàng)造了良好的政策環(huán)境。2020年9月22日,國(guó)家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上表示,中國(guó)將力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到碳排放峰值,努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。國(guó)家各部委亦出臺(tái)相關(guān)政策支持風(fēng)電光伏等新能源行業(yè)的發(fā)展,以配合2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和規(guī)劃的實(shí)施,如國(guó)家能源局在2020年12月的全國(guó)能源工作會(huì)議中提出要著力提高能源供給水平,加快風(fēng)電光伏發(fā)展,穩(wěn)步推進(jìn)水電核電建設(shè),大力提升新能源消納和儲(chǔ)存能力;國(guó)家電網(wǎng)在2021年3月發(fā)布的“碳達(dá)峰、碳中和”行動(dòng)方案中提出要大力發(fā)展清潔能源,最大限度開發(fā)利用風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等新能源。
在“碳達(dá)峰、碳中和”背景下,風(fēng)電光伏產(chǎn)業(yè)對(duì)優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、緩解能源供需矛盾、促進(jìn)節(jié)能減排、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等均具有重大意義,其在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的占比預(yù)計(jì)將持續(xù)提高。根據(jù)國(guó)務(wù)院印發(fā)的《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》,我國(guó)到2025年非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到20%左右,到2030年非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到25%左右;根據(jù)《國(guó)務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》,到2060年非化石能源消費(fèi)比重將達(dá)到80%以上。
②風(fēng)電光伏技術(shù)不斷成熟,經(jīng)濟(jì)性提高推動(dòng)裝機(jī)量持續(xù)提升
隨著風(fēng)電光伏技術(shù)的快速進(jìn)步,風(fēng)電光伏項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)成本持續(xù)降低,發(fā)電經(jīng)濟(jì)性顯著提高,新能源電價(jià)補(bǔ)貼逐步實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)退坡,已經(jīng)具備了平價(jià)上網(wǎng)的條件。根據(jù)國(guó)際可再生能源署(IRENA)數(shù)據(jù),2010年至2021年期間,光伏發(fā)電成本下降幅度達(dá)88%,陸上風(fēng)力發(fā)電成本下降幅度達(dá)68%。
風(fēng)電光伏發(fā)電的成本優(yōu)勢(shì)逐步顯現(xiàn),疊加全球各國(guó)可再生能源政策的頒布與執(zhí)行,推動(dòng)裝機(jī)量持續(xù)提升,未來(lái)有望成為全球各國(guó)家和地區(qū)的主要能源供給方式之一。根據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)數(shù)據(jù),2001至2022年全球累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量從24GW增長(zhǎng)至906GW,年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)18.88%。根據(jù)國(guó)際能源署數(shù)據(jù),近年來(lái)全球光伏發(fā)電裝機(jī)總量穩(wěn)步提升。截至2022年末,全球累計(jì)光伏發(fā)電裝機(jī)總量達(dá)1,185GW,2022年全球光伏市場(chǎng)新增裝機(jī)量240GW,同比增長(zhǎng)37.14%,2013-2022年間新增裝機(jī)容量復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)22.73%。
根據(jù)國(guó)際可再生能源署發(fā)布的《全球能源轉(zhuǎn)型:2050路線圖》數(shù)據(jù),到2050年,全球光伏裝機(jī)容量將達(dá)到8,519GW,風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到6,044GW,光伏和風(fēng)電將占據(jù)全球電力裝機(jī)容量的73%,占據(jù)全球電力供應(yīng)的主要地位。
根據(jù)國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù),2022年,我國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)容量為37.63GW,累計(jì)裝機(jī)容量為365.44GW,占全球40.34%,已成為全球最大的風(fēng)電市場(chǎng);我國(guó)光伏新增裝機(jī)量為87.41GW,同比增長(zhǎng)60.30%,為歷年以來(lái)年投產(chǎn)最多的年份,累計(jì)裝機(jī)容量為392.61GW。中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)計(jì)“十四五”期間我國(guó)年均光伏新增裝機(jī)規(guī)模或?qū)⒊^(guò)75GW,市場(chǎng)空間廣闊。
風(fēng)電光伏的核心均為電力采集和輸送。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由發(fā)電機(jī)和電力電子變換器組成。由于發(fā)電機(jī)因風(fēng)量不穩(wěn)定,造成輸出的頻率和電壓大幅波動(dòng),并網(wǎng)前需經(jīng)電力電子變換器整流,即交流-直流-交流(AC-DC-AC),承擔(dān)該功能的電力電子變換器為風(fēng)電變流器。光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心是光伏組件和電力電子變換器。
由于光伏電池組件輸出的電壓為低壓直流電,并網(wǎng)前需用電力電子裝置將直流電轉(zhuǎn)換為交流電(DC-AC),承擔(dān)該功能的電力電子變換器為光伏逆變器。風(fēng)電變流器和光伏逆變器中,均需要使用電容、電阻、電感、濾波器、變壓器等被動(dòng)元器件,風(fēng)電光伏裝機(jī)容量的持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)為被動(dòng)元器件創(chuàng)造了廣闊的市場(chǎng)需求。
③平價(jià)上網(wǎng)政策加速風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈降本進(jìn)度,單機(jī)容量大型化成為主要趨勢(shì);技術(shù)實(shí)力強(qiáng)者將獲得更多競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),風(fēng)電整機(jī)廠商集中度日益提高
由于風(fēng)電單機(jī)容量大型化將有效提高風(fēng)能資源利用效率、提升風(fēng)電項(xiàng)目投資開發(fā)運(yùn)營(yíng)的整體經(jīng)濟(jì)性、降低度電成本、提高投資回報(bào),因此風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)壓力加速了風(fēng)電行業(yè)的降本進(jìn)度,也加快了大功率機(jī)型的推廣進(jìn)度,風(fēng)機(jī)大型化成為近年來(lái)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì),具備大功率機(jī)型產(chǎn)品生產(chǎn)能力的整機(jī)廠商將獲得更多競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。根據(jù)《風(fēng)電回顧與展望2021》數(shù)據(jù),近年來(lái),我國(guó)新增裝機(jī)的風(fēng)電機(jī)組平均功率快速增長(zhǎng),陸上與海上風(fēng)電機(jī)組的平均單機(jī)容量由2010年的1.5MW、2.6MW分別上升至2020年的2.6MW、4.9MW,機(jī)組大型化的趨勢(shì)明顯。
產(chǎn)業(yè)鏈加速降本、風(fēng)機(jī)加速大型化等行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)疊加投資風(fēng)電行業(yè)較高的資金門檻,具有明顯技術(shù)和成本優(yōu)勢(shì)的風(fēng)機(jī)制造廠商競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)凸顯,使得行業(yè)呈現(xiàn)出高集中度的特點(diǎn)。據(jù)BloombergNEF統(tǒng)計(jì),2022年,全球風(fēng)電新增裝機(jī)容量中前五名整機(jī)廠商金風(fēng)科技、維斯塔斯、通用電氣、遠(yuǎn)景能源、西門子歌美颯合計(jì)占當(dāng)年全球新增裝機(jī)容量的57.64%,前十名企業(yè)合計(jì)占市場(chǎng)份額的比例達(dá)86.93%。根據(jù)中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)統(tǒng)計(jì),2022年我國(guó)前十大風(fēng)電整機(jī)制造商合計(jì)市場(chǎng)份額為98.60%,我國(guó)風(fēng)電整機(jī)制造行業(yè)集中度亦較高。
(2)儲(chǔ)能配套將成為被動(dòng)元器件新增長(zhǎng)點(diǎn)
低碳轉(zhuǎn)型趨勢(shì)下,以風(fēng)電光伏為代表的可再生能源發(fā)電量占比預(yù)計(jì)快速提升。
由于風(fēng)電和光伏發(fā)電隨機(jī)性、間歇性、波動(dòng)性特點(diǎn)較為明顯,風(fēng)力停歇、日夜交替、季節(jié)變化和極端天氣都會(huì)帶來(lái)風(fēng)能和太陽(yáng)能的不穩(wěn)定,需要儲(chǔ)能系統(tǒng)做新能源電力系統(tǒng)的配套保障,緩解棄風(fēng)棄光(未被利用的風(fēng)能及光伏)和調(diào)峰調(diào)頻(調(diào)峰指改變電量,平衡發(fā)電和用電;調(diào)頻指改變電質(zhì),穩(wěn)定用電頻率)問(wèn)題,提高能源利用效率。為了進(jìn)一步提升電網(wǎng)質(zhì)量,減少棄風(fēng)棄電,近年來(lái)我國(guó)推出了一系列政策要求在光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電建設(shè)的同時(shí),增加儲(chǔ)能配套建設(shè)。2022年3月國(guó)家發(fā)展改革委和國(guó)家能源局發(fā)布的《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》指出,到2025年,新型儲(chǔ)能由商業(yè)化初期步入規(guī)?;l(fā)展階段,具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件。
在此基礎(chǔ)之上,各個(gè)省份相繼出臺(tái)的鼓勵(lì)和強(qiáng)制配置儲(chǔ)能政策促使儲(chǔ)能項(xiàng)目在各地落地建設(shè),進(jìn)一步推進(jìn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展。
根據(jù)CNESA的統(tǒng)計(jì),全球新型儲(chǔ)能項(xiàng)目新增裝機(jī)規(guī)模由2016年的0.6GW增加至2021年的10.2GW,年均復(fù)合增速超過(guò)75%;其中中國(guó)新型儲(chǔ)能新增裝機(jī)規(guī)模由0.1GW增加至2.45GW,年均復(fù)合增速超過(guò)89%。至2021年末,全球電力系統(tǒng)中已投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)25.4GW,中國(guó)已累計(jì)達(dá)5.7GW。
隨著可再生能源裝機(jī)規(guī)模的持續(xù)增長(zhǎng)、儲(chǔ)能及電價(jià)相關(guān)政策的不斷完善,以鋰電池為主的新型儲(chǔ)能技術(shù)有望在相關(guān)機(jī)制的推動(dòng)下迎來(lái)高速發(fā)展契機(jī)。國(guó)家發(fā)改委、能源局發(fā)布的《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見》明確了2025年新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模達(dá)30GW以上的目標(biāo),以此計(jì)算,2021-2025年均復(fù)合增長(zhǎng)率將超50%。
儲(chǔ)能系統(tǒng)由電池系統(tǒng)(電池模組和電池管理系統(tǒng)BMS)、逆變器、能量管理系統(tǒng)(EMS)和其他硬件系統(tǒng)組成,其中逆變器主要承擔(dān)儲(chǔ)能電池系統(tǒng)和電網(wǎng)之間的電能轉(zhuǎn)換功能,需使用電容、電阻、電感、濾波器、變壓器等被動(dòng)元器件。新能源配置儲(chǔ)能已成為行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),隨著新能源的持續(xù)建設(shè),儲(chǔ)能市場(chǎng)將逐漸打開,儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)⒊蔀楸粍?dòng)元器件新增長(zhǎng)點(diǎn)。
4、我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、新興產(chǎn)業(yè)的崛起和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)為工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)提供了發(fā)展機(jī)遇
工業(yè)自動(dòng)化是指機(jī)器設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中,在無(wú)人干預(yù)的情況下根據(jù)設(shè)定好的指令或者程序,自動(dòng)完成工作任務(wù)。工業(yè)自動(dòng)化涉及電子信息、計(jì)算機(jī)、通訊等諸多領(lǐng)域的知識(shí)和技術(shù),是現(xiàn)代制造領(lǐng)域中核心產(chǎn)業(yè)之一。
未來(lái),工業(yè)自動(dòng)化的廣泛應(yīng)用將幫助制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率大幅提升,生產(chǎn)規(guī)模顯著提高,生產(chǎn)成本有效下降。自2010年以來(lái),我國(guó)制造業(yè)增加值已連續(xù)11年位居世界第一,是世界上工業(yè)體系最為健全的國(guó)家。為改變傳統(tǒng)工業(yè)高投入、高消耗、高污染的生產(chǎn)模式,提升我國(guó)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,保持可持續(xù)發(fā)展,工業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整與產(chǎn)業(yè)升級(jí)發(fā)展成為當(dāng)務(wù)之急,已成為近年來(lái)國(guó)家鼓勵(lì)的重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域之一,國(guó)家先后出臺(tái)多項(xiàng)強(qiáng)有力的行業(yè)政策推進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展。
近年來(lái),隨著人工智能、5G以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步,我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化也將從以電子信息化為基礎(chǔ)的第三次工業(yè)革命時(shí)代升級(jí)為以萬(wàn)物互聯(lián)為主的第四次工業(yè)革命時(shí)代,人機(jī)交互、自動(dòng)化、智能化應(yīng)用水平將不斷提高。安防、新能源等新興行業(yè)領(lǐng)域的崛起將拉動(dòng)市場(chǎng)對(duì)工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品的巨大需求。此外,隨著人力資本的不斷增長(zhǎng),市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)、制造精度需求的提升,傳統(tǒng)制造業(yè)對(duì)工業(yè)自動(dòng)化轉(zhuǎn)型的需求尤為迫切,也帶動(dòng)了工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模的日益增長(zhǎng)。
根據(jù)銳觀咨詢的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模自2012年以來(lái),總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì),市場(chǎng)規(guī)模從2012年的1,410億元增長(zhǎng)至2021年的2,530億元。
經(jīng)過(guò)多年的經(jīng)驗(yàn)積累,我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)已經(jīng)形成較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈,積累了一批優(yōu)秀的專業(yè)人才,同時(shí)涌現(xiàn)了一批擁有自主研發(fā)能力的本土企業(yè),其一方面通過(guò)加強(qiáng)自主創(chuàng)新縮小與國(guó)際品牌在產(chǎn)品性能方面的差距,另一方面通過(guò)本土化服務(wù)、快速響應(yīng)能力及高性價(jià)比等優(yōu)勢(shì)提升綜合競(jìng)爭(zhēng)力,市場(chǎng)份額穩(wěn)步增長(zhǎng)。
工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展將促使工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的需求逐步釋放,進(jìn)而增加對(duì)上游被動(dòng)元器件產(chǎn)品的市場(chǎng)需求。
行業(yè)技術(shù)特點(diǎn)
電力電子被動(dòng)元器件的耐高溫、耐高壓、大電流、低雜散參數(shù)、低噪音特性,對(duì)產(chǎn)品及系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、舒適性有著全方面的影響,主要包括:
(1)耐高溫、耐高壓、大電流性能對(duì)安全性的影響
一方面,被動(dòng)元器件的性能參數(shù)在不同溫度下,會(huì)發(fā)生一定的改變,稱作“溫度穩(wěn)定性”(或“溫度漂移特性”),過(guò)高的溫度甚至?xí)?dǎo)致被動(dòng)元器件失效。因此,較好的耐高溫特性和溫度穩(wěn)定性,能夠令被動(dòng)元器件在更寬的溫度范圍內(nèi)正常工作。
另一方面,被動(dòng)元器件也會(huì)面臨偶發(fā)因素導(dǎo)致的施加電壓瞬時(shí)超過(guò)工作電壓上限或施加電流瞬時(shí)超過(guò)工作電流上限的情況。較好的耐高壓、大電流性能,能夠減少被動(dòng)元器件因瞬時(shí)過(guò)壓或過(guò)流導(dǎo)致的失效。
(2)低雜散參數(shù)對(duì)功能穩(wěn)定性的影響
理論上完美的被動(dòng)元器件,在工作時(shí)應(yīng)只具有單一的電容特性、電感特性或電阻特性。實(shí)際上,由于生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等原因,被動(dòng)元器件往往同時(shí)具有電容特性、電感特性和電阻特性。以電容為例,其介電損耗,電極、導(dǎo)線的電阻都會(huì)導(dǎo)致電路在設(shè)計(jì)預(yù)期之外的能量損耗。真實(shí)的電容等效電路如下:
更低的雜散特性,能夠讓被動(dòng)元器件更接近其理論特性,從而令其在真實(shí)電路工作時(shí)的效果與設(shè)計(jì)預(yù)期保持一致,提升被動(dòng)元器件和電路的功能穩(wěn)定性。
(3)被動(dòng)元器件低噪音性能對(duì)舒適性的影響
電感的泄露磁通量會(huì)對(duì)周邊被動(dòng)元器件產(chǎn)生磁性影響,這是造成噪聲的原因之一。特別是在高頻率的應(yīng)用場(chǎng)景(例如:新能源汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要對(duì)IGBT模塊頻繁開斷以控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速特性和轉(zhuǎn)矩輸出),相應(yīng)被動(dòng)元器件的低噪音特性對(duì)整體舒適性的影響更為顯著。
2、行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
(1)更高的工作電壓
新能源汽車為了進(jìn)一步提升續(xù)航里程、改善使用體驗(yàn),必須通過(guò)將現(xiàn)有電氣架構(gòu)的工作電壓從400V提升到800V才能實(shí)現(xiàn)。一方面隨著單車帶電量的上升使得整車動(dòng)力電池功率提高,若仍然維持400V電壓規(guī)格,則高功率下提高的電流將帶來(lái)一系列的功率損耗和熱管理問(wèn)題;另一方面為了在較低功率損耗下實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源汽車更快速的充電,也需要進(jìn)一步提高母線電壓。因此,相關(guān)電氣元器件也需要具備在更高電壓下穩(wěn)定工作的能力。
(2)更小的體積
汽車持續(xù)電動(dòng)化、數(shù)字化、智能化的過(guò)程中,相關(guān)電氣系統(tǒng)將更為復(fù)雜,因此需要更為緊湊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),從而對(duì)被動(dòng)元器件進(jìn)一步提出了小型化的要求。近年來(lái),松下(Panasonic)薄膜電容產(chǎn)品的體積變化過(guò)程,已經(jīng)呈現(xiàn)出明顯的小型化趨勢(shì)。
(3)更高的可靠性
新能源汽車行駛過(guò)程中,特別是在城市工況下,經(jīng)常需要加速與剎車,其電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的電容需要承受瞬時(shí)大電流的導(dǎo)通與關(guān)斷的頻繁沖擊,進(jìn)一步提升了對(duì)電容等相關(guān)被動(dòng)元器件的可靠性要求。
行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
1、下游新興產(chǎn)業(yè)快速釋放需求,引領(lǐng)被動(dòng)元器件技術(shù)變革
被動(dòng)元器件行業(yè)由電容、電感、電阻、變壓器、控頻元器件等組成。近年來(lái),以新能源汽車、風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電為代表的新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,推動(dòng)了電力電子被動(dòng)元器件技術(shù)的變革。例如隨著新能源汽車、風(fēng)電光伏及儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,系統(tǒng)電壓不斷升級(jí),傳統(tǒng)被動(dòng)元器件已不能滿足市場(chǎng)需求;新能源汽車在汽車輕量化和優(yōu)化空間布局等指標(biāo)上要求越來(lái)越高,以實(shí)現(xiàn)降低能耗、提高乘坐舒適性和儲(chǔ)物便利性,從而對(duì)被動(dòng)元器件小型化、集成化發(fā)展提出了更高的要求;新能源汽車的振動(dòng)大、變速急等特點(diǎn)要求被動(dòng)元器件可靠性強(qiáng)。
受此推動(dòng),能夠滿足新興產(chǎn)業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景要求的技術(shù)路線,能夠快速迭代不斷改進(jìn)工藝、推出新產(chǎn)品的企業(yè),正加速脫穎而出。豐田Prius汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制器就經(jīng)歷了從使用電解電容到使用薄膜電容的演進(jìn)。
2、中國(guó)企業(yè)迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇
(1)復(fù)雜的國(guó)際政治經(jīng)濟(jì)形勢(shì)為中國(guó)被動(dòng)元器件企業(yè)帶來(lái)歷史發(fā)展機(jī)遇
復(fù)雜的國(guó)際政治經(jīng)濟(jì)形勢(shì),為中國(guó)被動(dòng)元器件行業(yè)的進(jìn)口替代與全面趕超帶來(lái)外部壓力的同時(shí),也催生了內(nèi)部需求。越來(lái)越多的企業(yè)出于供應(yīng)鏈穩(wěn)定性、排產(chǎn)安全性等因素的考慮,對(duì)中國(guó)被動(dòng)元器件供應(yīng)商持有更加開放的心態(tài)。
(2)新興產(chǎn)業(yè)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程推動(dòng)被動(dòng)元器件企業(yè)快速發(fā)展
隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國(guó)已成為新能源汽車第一大市場(chǎng),光伏發(fā)電裝機(jī)量、風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)量也排在世界前列,龐大的市場(chǎng)需求將帶動(dòng)被動(dòng)元器件的快速發(fā)展。同時(shí),已經(jīng)有一大批中國(guó)企業(yè)成長(zhǎng)起來(lái),在新能源汽車、光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng)地位,對(duì)上游核心元器件的國(guó)產(chǎn)化需求不斷上升。我國(guó)被動(dòng)元器件企業(yè)將憑借在快速響應(yīng)、運(yùn)輸成本、協(xié)同開發(fā)等方面的天然優(yōu)勢(shì)成為最直接的受益者,迎來(lái)快速發(fā)展的市場(chǎng)機(jī)遇。
行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局
現(xiàn)階段,全球電力電子被動(dòng)元器件廠商較多,主要集中在日本、韓國(guó)、美國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣和中國(guó)大陸。其中,日韓臺(tái)美的廠商大規(guī)模投資電力電子被動(dòng)元器件行業(yè)的時(shí)間較早,具有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和規(guī)模優(yōu)勢(shì),形成了以松下(Panasonic)、TDK、尼吉康(Nichicon)、田村(TAMURA)、國(guó)巨、威世(Vishay)等為代表的大型企業(yè)。
在政策、資金、人才、市場(chǎng)等多方面因素的作用下,中國(guó)大陸已涌現(xiàn)了鷹峰電子、法拉電子、可立克、京泉華、伊戈?duì)柕葹榇淼囊慌髽I(yè),逐步在各細(xì)分領(lǐng)域占據(jù)了重要地位。
被動(dòng)元器件行業(yè)市場(chǎng)空間廣闊
被動(dòng)元器件是電子電路的基石,主要包括電容、電感、電阻和被動(dòng)射頻器件等,具備細(xì)分產(chǎn)品類別較多、市場(chǎng)空間廣闊、下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、行業(yè)集中度相對(duì)較低的特點(diǎn)。根據(jù)MordorIntelligence數(shù)據(jù),2022年全球被動(dòng)元器件市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)約為422.49億美元,預(yù)計(jì)到2027年將達(dá)到546.7億美元,2022-2027年復(fù)合年增長(zhǎng)率為5.29%,市場(chǎng)空間廣闊。從下游應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看,根據(jù)Paumanok數(shù)據(jù),手機(jī)、計(jì)算機(jī)和汽車分別為小型被動(dòng)元器件占比最大的下游應(yīng)用領(lǐng)域,占比分別為39%、19%和16%。由于被動(dòng)元器件行業(yè)在應(yīng)用場(chǎng)景和細(xì)分產(chǎn)品等方面存在較大的差異,行業(yè)參與者眾多,公司收入規(guī)模在全球被動(dòng)元器件整體市場(chǎng)占有率較低。
薄膜電容的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局
根據(jù)瑞銀證券(UBS)于2022年1月發(fā)布的研究報(bào)告《InitiationofCoverageXiamenFaratronic(廈門法拉首次覆蓋報(bào)告)》,薄膜電容的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局如下:“一般而言,用于消費(fèi)品市場(chǎng)的薄膜電容電壓相對(duì)較低(如家電、消費(fèi)電子等),壁壘較低,市場(chǎng)因而更加分散,競(jìng)爭(zhēng)也更為激烈。我們估計(jì)中國(guó)約有420家薄膜電容廠商,其中大部分廠商生產(chǎn)低壓消費(fèi)類產(chǎn)品;而用于新能源汽車、新能源、工業(yè)控制的高壓薄膜電容(主要為直流電容)進(jìn)入壁壘更高,市場(chǎng)也更加集中。
在中國(guó),僅少數(shù)幾家供應(yīng)商涉足這一高端市場(chǎng),包括法拉電子、鷹峰電子、江海股份和銅峰電子。其中,僅法拉電子和鷹峰電子在車規(guī)級(jí)市場(chǎng)有一定地位。
新能源汽車行業(yè)發(fā)展帶來(lái)薄膜電容增量需求,薄膜電容技術(shù)經(jīng)過(guò)持續(xù)改進(jìn),應(yīng)用領(lǐng)域從工業(yè)消費(fèi)拓展到新能源汽車
現(xiàn)階段,全球電力電子被動(dòng)元器件廠商較多,主要集中在日本、韓國(guó)、美國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣和中國(guó)大陸。其中,日韓臺(tái)美的廠商大規(guī)模投資電力電子被動(dòng)元器件行業(yè)的時(shí)間較早,具有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和規(guī)模優(yōu)勢(shì),形成了以松下(Panasonic)、TDK、尼吉康(Nichicon)、田村(TAMURA)、國(guó)巨、威世(Vishay)等為代表的大型企業(yè)。不同技術(shù)路徑的產(chǎn)品,受到材料特性、工藝特性的限制,應(yīng)用領(lǐng)域有所不同。按照材料不同,電容器可分為陶瓷電容器、薄膜電容器、電解電容器等。
1876年,英國(guó)人菲茨杰拉德發(fā)明了采用紙介質(zhì)材料的薄膜電容器。此后根據(jù)下游應(yīng)用的需要,逐漸引入了聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(PPS)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等材料作為介質(zhì),最初被廣泛應(yīng)用于:通訊、照明、消費(fèi)電子等領(lǐng)域。
隨著新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展,在電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制等領(lǐng)域,對(duì)電力電子元器件產(chǎn)生增量需求。薄膜電容因具有耐高壓、自修復(fù)、可靠性高的特點(diǎn),經(jīng)過(guò)持續(xù)的技術(shù)迭代和技術(shù)改進(jìn),逐漸贏得了整車企業(yè)的認(rèn)可。豐田Prius汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制器就經(jīng)歷了從使用電解電容到使用薄膜電容的演進(jìn)。為滿足日益增長(zhǎng)的續(xù)航里程需求,單車載電量不斷增加,車上電壓不斷提升,薄膜電容在新能源汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,并已成為主流技術(shù)路徑。
比亞迪、法拉電子、鷹峰電子都是車規(guī)級(jí)薄膜電容的先行者;鷹峰電子把握了2019年以來(lái)行業(yè)快速放量的歷史機(jī)遇
薄膜電容應(yīng)用廣泛,車規(guī)級(jí)與非車規(guī)級(jí)差異顯著;薄膜電容產(chǎn)品主要在新能源汽車領(lǐng)域與法拉電子展開競(jìng)爭(zhēng)
法拉電子自1967年就聚焦于薄膜電容領(lǐng)域,但在發(fā)展早期階段并沒有應(yīng)用在新能源汽車領(lǐng)域。2002年11月20日,《廈門法拉電子股份有限公司首次公開發(fā)行股票招股說(shuō)明書摘要》顯示,其主導(dǎo)產(chǎn)品薄膜電容器主要用于家電、通訊、計(jì)算機(jī)和綠色照明等領(lǐng)域。2009年法拉電子公告:“該年度配套比亞迪的薄膜電容銷售金額占同期全部銷售金額的0.1%以下,對(duì)法拉電子全年業(yè)績(jī)影響不大,不會(huì)對(duì)公司目前及近期正常經(jīng)營(yíng)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響。”目前,法拉電子薄膜電容產(chǎn)品下游應(yīng)用領(lǐng)域豐富,包括工業(yè)控制、光伏、風(fēng)電、新能源汽車、軌道交通、智能電網(wǎng)、家電、照明等。
車規(guī)級(jí)薄膜電容產(chǎn)品與其他應(yīng)用領(lǐng)域的薄膜電容產(chǎn)品,在主要功能、開發(fā)周期、原材料、工作溫度、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等方面均具有顯著差異。非車規(guī)級(jí)薄膜電容企業(yè)需要經(jīng)過(guò)持續(xù)的技術(shù)改進(jìn)和工藝突破才能滿足汽車行業(yè)嚴(yán)苛的要求。
注:AEC-Q200被動(dòng)元器件壓力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)(StressTestQualificationForPassiveComponents)是由美國(guó)汽車電子委員會(huì)制定的,針對(duì)汽車使用的被動(dòng)元器件所需要滿足的一系列測(cè)試條件。主要涉及的元器件包括:電阻、薄膜電容、電解電容、陶瓷電容、電感、晶振等。AEC-Q200具體試驗(yàn)環(huán)節(jié)包括:應(yīng)力前后電氣特性測(cè)試、高溫測(cè)試、溫度循環(huán)測(cè)試、破壞性物理分析等36項(xiàng)。
車規(guī)級(jí)升壓電感的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局
車規(guī)級(jí)升壓電感目前主要應(yīng)用于插電式混合動(dòng)力汽車(PHEV,Plug-inHybridElectricVehicle)的驅(qū)動(dòng)升壓場(chǎng)景。由于插電式混合動(dòng)力汽車所裝載的電池比純電動(dòng)汽車更少,因此無(wú)法直接實(shí)現(xiàn)高電壓輸出。為了降低成本、滿足性能、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,以比亞迪為代表的整車企業(yè)使用升壓電感和功率開關(guān)器件共同組成升壓電路,實(shí)現(xiàn)了提升車載電池電壓以帶動(dòng)高電壓驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功能。該技術(shù)路線具備純電模式下續(xù)航里程較長(zhǎng)且經(jīng)濟(jì)節(jié)能、虧電模式(即主要使用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車)下較低油耗等優(yōu)勢(shì)。2021年初,比亞迪推出了采用升壓電路技術(shù)的插電式混合動(dòng)力汽車DM-i(DualModelIntelligent)平臺(tái),得益于產(chǎn)品性能、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與市場(chǎng)需求趨勢(shì)相匹配,比亞迪插電式混合動(dòng)力汽車銷量由2020年的4.81萬(wàn)臺(tái)提升至2022年的94.62萬(wàn)臺(tái),贏得了市場(chǎng)認(rèn)可。國(guó)內(nèi)采用升壓電路技術(shù)路線的整車廠以比亞迪為主。
目前汽車行業(yè)內(nèi)尚未形成全球統(tǒng)一的插電式混合動(dòng)力汽車(PHEV,Plug-inHybridElectricVehicle)、混合動(dòng)力汽車(HEV,HybridElectricVehicle)技術(shù)路徑。由于:(1)發(fā)展插電式混合動(dòng)力汽車、混合動(dòng)力汽車,有利于盤活發(fā)動(dòng)機(jī)資產(chǎn),整車企業(yè)有較大的推廣積極性;(2)比亞迪采取的升壓插電式混合動(dòng)力方案已經(jīng)贏得市場(chǎng)認(rèn)可,并已有其他整車企業(yè)跟進(jìn)此升壓技術(shù)路徑;(3)新能源汽車正向800V高壓平臺(tái)、高壓快速充電方向演進(jìn)。因此預(yù)計(jì)未來(lái)車規(guī)級(jí)升壓電感產(chǎn)品的市場(chǎng)需求仍將穩(wěn)定增加。
各參與方在車規(guī)級(jí)被動(dòng)元器件不同產(chǎn)品類別的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力和主要客戶情況
現(xiàn)階段,全球電力電子被動(dòng)元器件廠商較多,主要集中在日本、韓國(guó)、美國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣和中國(guó)大陸。其中,日韓臺(tái)美的廠商大規(guī)模投資電力電子被動(dòng)元器件行業(yè)的時(shí)間較早,具有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和規(guī)模優(yōu)勢(shì),形成了以松下(Panasonic)、TDK、尼吉康(Nichicon)、田村(TAMURA)、國(guó)巨、威世(Vishay)等為代表的大型企業(yè)。由于汽車行業(yè)特有的準(zhǔn)入壁壘,行業(yè)內(nèi)能生產(chǎn)車規(guī)級(jí)被動(dòng)元器件的參與者較少。
國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手
(1)松下(Panasonic)
松下相關(guān)元器件產(chǎn)品隸屬于松下工業(yè)解決方案板塊,在電容、電感、電阻等基礎(chǔ)元器件領(lǐng)域均具有較強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力。
(2)TDK
TDK創(chuàng)立于1935年,推動(dòng)了首個(gè)鐵氧體磁芯的工業(yè)化,并持續(xù)致力于磁性材料的研發(fā)生產(chǎn)和制造。TDK具有世界領(lǐng)先的四大技術(shù):鐵氧體材料、磁帶、積層元件、磁頭,在電感領(lǐng)域市占率排名世界第一。
(3)尼吉康(Nichicon)
尼吉康創(chuàng)立于1950年,致力于開發(fā)、制造及銷售各種電子設(shè)備中必不可少的電容器和電路產(chǎn)品,已經(jīng)形成了三大核心事業(yè):鋁電解電容器、薄膜電容器、電路產(chǎn)品。尼吉康在電解電容領(lǐng)域全球市占率排名第一。
(4)田村(TAMURA)
田村創(chuàng)立于1924年,是日本歷史最悠久的電子企業(yè)之一,從1935年獨(dú)立開發(fā)高品質(zhì)音頻變壓器起家,推出了各種各樣的變壓器關(guān)聯(lián)產(chǎn)品、電化學(xué)材料、回流焊設(shè)備、LED照明、廣播電臺(tái)用專業(yè)調(diào)音臺(tái)、無(wú)線麥克風(fēng)等產(chǎn)品。
(5)威世(Vishay)
威世成立于1962年,最初以電阻為主要產(chǎn)品。自1982年開始,威世通過(guò)持續(xù)收購(gòu)一些中小公司,將產(chǎn)品領(lǐng)域拓展到電感、專用電容、等離子顯示器、專用連接器、變壓器以及分立半導(dǎo)體元器件領(lǐng)域等,最終形成了目前被動(dòng)元器件(電容、電感、電阻等)和分立半導(dǎo)體元器件兩大核心業(yè)務(wù)。
國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手情況
(1)法拉電子(600563.SH)
法拉電子成立于1998年,主營(yíng)業(yè)務(wù)為薄膜電容器的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,產(chǎn)品品類齊全,覆蓋全系列PCB用薄膜電容器、交流薄膜電容器和電力電子薄膜電容器。目前在薄膜電容領(lǐng)域,法拉電子位列中國(guó)第一、全球前三。
(2)銅峰電子(600237.SH)
銅峰電子成立于1996年,主營(yíng)業(yè)務(wù)為薄膜電容器及其薄膜材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于家電、通訊、電網(wǎng)、軌道交通、工業(yè)控制和新能源(光伏、風(fēng)能、汽車)等多個(gè)行業(yè)。
(3)伊戈?duì)枺?02922.SZ)
伊戈?duì)柍闪⒂?999年,主營(yíng)業(yè)務(wù)為電源及電源組件產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售,主要產(chǎn)品為L(zhǎng)ED照明電源、工業(yè)控制用變壓器、新能源用變壓器、燈具、配電變壓器。
(4)可立克(002782.SZ)
可立克成立于2004年,主要從事電子變壓器和電感等磁性元件以及電源適配器、動(dòng)力電池充電器和定制電源等開關(guān)電源產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)和銷售。公司的磁性元件產(chǎn)品主要應(yīng)用于資訊類、UPS電源、汽車電子和逆變器等電子設(shè)備,開關(guān)電源產(chǎn)品主要應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)通信、消費(fèi)類電子、電動(dòng)工具、LED照明以及工業(yè)及儀表等領(lǐng)域。
(5)京泉華(002885.SZ)
京泉華成立于1996年,專注于電子制造行業(yè),是一家集磁性元器件(含特種變壓器)、電源類產(chǎn)品的生產(chǎn)及組件灌封、組裝技術(shù)于一體的解決方案提供者,主要產(chǎn)品包括磁性元器件、電源和特種變壓器。
(6)國(guó)巨(2327.TW)
國(guó)巨成立于1977年,為全球領(lǐng)先的被動(dòng)元器件服務(wù)供應(yīng)商,產(chǎn)品包括:電阻、電容、電感、變壓器、繼電器、天線、無(wú)線元件和電路保護(hù)元件等。目前,國(guó)巨在晶片電阻(R-Chip)及鉭電容(TantalumCapacitor)領(lǐng)域排名全球第一、在磁珠電感及模壓電感領(lǐng)域排名全球第二、在多層陶瓷電容(MLCC)領(lǐng)域排名全球第三。
(7)鷹峰電子
鷹峰電子是電力電子被動(dòng)元器件國(guó)內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè)之一。從事電容、電感、母排、電阻等被動(dòng)元器件產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,主要應(yīng)用于新能源汽車、風(fēng)電光伏、工業(yè)自動(dòng)化等電力電子領(lǐng)域。主要客戶為新能源汽車領(lǐng)域的比亞迪、博格華納、雷諾集團(tuán)、日本電產(chǎn)、大洋電機(jī),風(fēng)電光伏領(lǐng)域的維斯塔斯、陽(yáng)光電源、金風(fēng)科技、銅盟電氣、西門子歌美颯、明陽(yáng)集團(tuán),工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的丹佛斯、匯川技術(shù)、施耐德電氣、ABB、西門子等知名企業(yè)。
主要原材料的平均采購(gòu)價(jià)格及變動(dòng)比例
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新能源汽車
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電容電感
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被動(dòng)元器件
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原文標(biāo)題:新能源汽車電容電感電阻被動(dòng)元器件的應(yīng)用解析
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