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电动化时代,被动元件的新机遇

电动化时代,被动元件迎来新成长机遇。

■ 电动化时代,被动元件迎来新成长机遇。受益于新能源汽车、光伏、风电、UPS、工业电机等新能源行业的高速增长,新能源行业相关的被动元件进入成长发展期,预计新能源被动元件市场将从2021年的74亿美元增长到2027年的117亿美元,复合年增长率为7.9%。cMOesmc

■ 电容器:耐压元件需求大增,薄膜电容成最大赢家。电容器的主要功能是储能、滤波、耦合。新能源行业对电容器频率特性、耐压性、可靠性要求较高,主要采用薄膜电容和铝电解电容,薄膜电容在高压领域具有替代铝电解电容器的趋势。预计新能源电容器市场将从2021年的30.7亿美元增长到2027年的49.6亿美元,复合年增长率为8.3%。日本厂商占据新能源汽车等中高端市场,中国厂商在光伏、风电等领域迎来巨大发展机遇。cMOesmc

■ 电感器:高压需求爆发,功率电感快速增长。电感器的主要功能是升压、滤波、转换。新能源行业主要采用功率电感,实现电压转换,积蓄与释放电流,对高频电流进行阻流。预计新能源电感器市场将从2021年的28.1亿美元增长到2027年的44.5亿美元,复合年增长率为8.0%。日本美国厂商的磁材料技术水平领先全球,中国厂商依靠成本优势向规模化、高端化方向迈进。cMOesmc

■ 电阻器:高功率需求增长,功率电阻确定性强。电阻器的主要功能是限流与降压。新能源行业主要采用绕线电阻器和厚膜电阻器,实现预充电、平衡、滤波等功能。预计新能源电阻器市场将从2021年的12.8亿美元增长到2027年的19.5亿美元,复合年增长率为7.2%。日本厂商占据高端市场,中国台湾厂商具有规模优势,中国大陆厂商在中低端市场和电阻上游材料具有一定的产能。cMOesmc

■ 业务建议。新能源行业具有长期发展潜力期,经历了2020年-2022年的快速增长,2023年面临阶段性调整,考虑到新能源各领域渗透率依然较低,未来潜在市场空间广阔,主要的被动元件仍可积极布局。(本部分有删减,招商银行各部如需原文请参照文末联系方式联系招商银行研究院)cMOesmc

■ 风险提示。(1)新能源行业阶段性调整带来供需过剩的风险。(2)地缘政治和贸易摩擦的风险。(3)技术更新迭代的风险。(4)市场竞争加剧的风险。(5)主要原材料价格波动的风险。cMOesmc

正文

被动元件是新能源设备必不可少的基础电子元件,直接决定新能源设备的效率和寿命。本篇报告围绕新能源行业的新需求、被动元件的技术趋势、被动元件的行业格局来分析被动元件在电动化时代的相关机会,最后阐明银行在被动元件行业的业务机会与风险。cMOesmc

电动化时代,被动元件迎来新成长机遇cMOesmc

1.1被动元件在电动化领域扮演重要角色cMOesmc

电子元器件是电子电路的主要组成部分,是二十世纪发展最迅速、应用最广泛的科技产品。电子元器件通常分为主动元件和被动元件两个大类。主动元件也叫有源元件,主要特点是自身消耗电能,需要外加电源才能正常工作,一般用来信号放大、变换等。被动元件也叫无源元件,主要特点是无需外加电源即可工作,一般用来进行信号传输。cMOesmc

主动元件包括集成电路、分立器件等。在电动化方面,主动元件具有电气控制、放大电流等功能,常见元件比如三极管、MOSFET、IGBT、放大器、逻辑门等。cMOesmc

被动元件包括RCL元件和射频元件两大类。RCL元件包括电容器、电感器和电阻器,是电子电路必不可少的基础电子元件,约占被动元件总产值的90%。其中,电容器在电路中起到滤波和去耦等作用,电感在电路中用于稳流作用,电阻器是应用广泛的限流元件。cMOesmc

图1:被动元件分类cMOesmc

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资料来源:招商银行研究院cMOesmc

电动化变革,被动元件市场的新机遇。随着全球双碳政策发力,光伏、风电、新能源汽车、铁路、工业电机、UPS等新能源领域的电动化变革深入开展,相关行业的电源产品需求带来被动元器件市场的新增长。在光伏、风电领域,逆变器是电站的核心组件,逆变器的效率和寿命与被动元件紧密相关,光伏电源转换器中电容、电感、电阻成本占比分别为4%、4%、4%,风电电源转换器中电容、电感、电阻成本占比分别为6%、5%、2%。在新能源汽车领域,电驱动系统和车载充电机OBC需要大量的被动元件以实现交直流转换、升压、逆变等电源转换功能,新能源汽车电源转换器中电容、电感、电阻成本占比分别为10%、10%、2%。在工业电机领域,AC/DC和DC/AC转换器的效率至关重要,电容、电感、电阻成本占比分别为9%、6%、8%。新能源电动化变革给被动元件行业带来新的巨大市场机遇。cMOesmc

图2:光伏电源转换器成本结构cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

图3:风电电源转换器成本结构cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

图4:新能源汽车电源转换器成本结构cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

图5:工业电机电源转换器成本结构cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

1.2受益电动化变革,新能源被动元器件市场超百亿美元cMOesmc

电源转换器受益于新能源行业的快速增长。随着电动化的深入,新能源汽车、光伏、风电、UPS、工业电机等行业对电源转换器的需求激增。根据Yole的分析,电源转换器市场将从2021年的540亿美元增长到2027年的760亿美元,复合年增长率为5.9%。cMOesmc

新能源行业的被动元件市场前景广阔。在电源转换器中,电容器、电感器、电阻器是必不可少的核心元件,价值量约占电源转换器市场的15%。随着新能源汽车、光伏、风电、UPS、工业电机等行业的电源转换器需求快速增长,被动元器件市场空间广阔。根据Yole的分析,新能源行业的被动元件市场将从2021年的74亿美元增长到2027年的117亿美元,复合年增长率为7.9%。cMOesmc

图6:被动元件市场规模(按应用场景)cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

新能源汽车是被动元件增速最快的细分行业。新能源汽车对高性能被动元件需求量最大,电驱动系统和车载电源大量采用高温薄膜电容、高频磁性元件、线绕电阻器。在所有行业应用中,新能源汽车在未来几年的增速最高,根据Yole的分析,新能源汽车被动元件市场将从2021年的15.5亿美元增长到2027年的42.9亿美元,复合年增长率为18.5%。新能源汽车在被动元件市场占有率从2021年的21%提升到2027年的37%。cMOesmc

其他新能源行业的被动元件需求也有不同程度增长。根据Yole的分析,光伏被动元件市场将从2021年的12.3亿美元增长到2027年的15.9亿美元,复合年增长率为4.4%;风电被动元件市场将从2021年的9.8亿美元增长到2027年的16.8亿美元,复合年增长率为9.4%;UPS被动元件市场将从2021年的6.5亿美元增长到2027年的9.1亿美元,复合年增长率为5.7%;工业电机被动元件市场将从2021年的21.3亿美元增长到2027年的23.1亿美元,复合年增长率为1.4%。cMOesmc

图7:新能源被动元件市场结构(2021年)cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

图8:新能源被动元件市场结构(2027年)cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

新能源行业被动元件销售增速显著快于传统电子行业。根据Mordor Intelligence的分析,2021年全球被动元件市场规模为327.7亿美元,预计到2027年将达到428.2亿美元,2021-2027年复合年增长率为4.56%,低于新能源行业复合年增长率的7.9%。其中,新能源电容市场将从2021年的30.7亿美元增长到2027年的49.6亿美元,复合年增长率为8.3%;新能源电感市场将从2021年的28.1亿美元增长到2027年的44.5亿美元,复合年增长率为8.0%;新能源电阻市场将从2021年的12.8亿美元增长到2027年的19.5亿美元,复合年增长率为7.2%。cMOesmc

图9:新能源被动元器件市场规模(按元器件类型)cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

新能源行业的电感价值量显著提升。在传统电子行业,电容器销售占比超过市场销售额一半,根据Household Application Factory的数据,2021年全球被动元件中电容器、电感器、电阻器销售收入分别为161亿美元、69亿美元,60亿美元,销售占比分别为55%、24%、21%。在新能源行业,随着工作功率和工作电压提升,电感器价值量大幅提升,与电容器销售占比接近。根据Yole的数据,2021年全球新能源市场电容器、电感器、电阻器销售收入分别为30.7亿美元、28.1亿美元、12.8亿美元,销售占比分别为43%、39%、18%。 cMOesmc

图10:被动元件市场结构(2021年)cMOesmc

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资料来源:Household Application Factory、招商银行研究院cMOesmc

图11:新能源被动元件市场结构(2021年)cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

1.3供应链技术壁垒高,日本厂商占据霸主地位cMOesmc

被动元件产业链包括上游材料、中游制造以及下游应用。被动元件产业链上游为各类电子材料,中游为元件制造,行业技术壁垒高、产能集中度高。薄膜电容上游主材料包括基膜、金属箔、树脂等;铝电解电容上游主材料包括高纯铝、电极箔、电解液以及电解纸等;MLCC上游主材料包括电子陶瓷粉体材料、电极浆料。电感上游主材料包括银浆、铁氧体粉、介电陶瓷粉、磁芯、导线等。被动元件产业链下游应用领域广泛,包括消费电子、通信、汽车电子、工业、医疗设备、航天等,在新能源应用领域是新能源汽车、光伏、风电、工业电机、UPS。cMOesmc

图12:被动元件上下游供应链主要供应商cMOesmc

(招商银行各部如需原图请参照文末联系方式联系招商银行研究院)cMOesmc

资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

被动元件市场日本独占鳌头,中国台湾、韩国、美国、欧洲厂商也有部分市场,国产化亟待提升。日本在被动元件产品占据霸主地位,产品引领中高端应用,整体市场占有率超50%。中国台湾、韩国企业在电阻、MLCC等细分领域具有一定主导权。中国是全球最大的被动元件消费国,中国市场需求占比超40%,国内被动元件企业主要布局低端市场,且规模较小,在中美贸易摩擦的宏观背景下,国产化率和高端产品占比亟需提升。cMOesmc

表1:被动元件主要供应商cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

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电容器:耐压元件需求大增,薄膜电容成最大赢家cMOesmc

2.1在新能源领域,薄膜电容具有替代铝电解电容的趋势cMOesmc

电容器是一种储能元件。电容器由两个导电板构成,导电板中间由介电绝缘材料隔开。电容作为三大被动元件之一,最大特点是通交流、阻直流,主要功能用来存储电能,在电源电路中发挥降压、滤波、调谐、旁路和耦合等功能,常与电感和电阻等其他被动元件配合使用。储能功能是以电场的形式储存电能,平滑功能使电压变动变得平滑,耦合功能能够阻断直流电流仅让交流电流通过,去耦功能则能对频率高的噪声成分起到旁路作用。cMOesmc

图13:电容器在电源系统中的主要功能cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

电容器主要分为陶瓷电容器、薄膜电容器、铝电解电容器和钽电解电容器。电容器可以根据极性、介质、形状、功能等不同参数来进行分类,按极性可以将电容器分为极性电容器和非极性电容器两类。极性电容器具有正极和负极引线,必须分别连接到正电压和负电压;非极性电容既没有正极性也没有负极性,可以在电路内的任何方向连接。按介质可分为陶瓷电容、薄膜电容、铝电解电容、钽电解电容,2019年各类型电容器的市场占有率分别为52%、8%、33%、7%。cMOesmc

电容器应用场景丰富,薄膜电容在新能源行业具有替代铝电解电容的趋势。陶瓷电容器容值范围大、工作温度范围宽、介质损耗小、小型化优势明显,尤其适用于消费电子领域,占据电容器市场的最大份额。铝电解电容器电容量大、价格低,主要应用于工业、家电、照明领域。钽电解电容器可靠性高、漏电流小、受温度影响小,主要应用于高端军工领域。薄膜电容器性能介于陶瓷电容和电解电容之间,具有频率特性好、耐压高、可靠性高,尤其适合于新能源汽车、光伏、风电、工控等新能源领域。超级电容器性能介于传统电容器和锂电池之间,在新能源领域应用前景广阔。cMOesmc

图14:电容器产品分类cMOesmc

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资料来源:招商银行研究院cMOesmc

图15:电容器产品性能比较cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

电容器发展趋势呈现小型化、固体化、超薄化、耐高温方向发展。下游电子产品逐渐朝着小型化方向发展,促使上游的陶瓷电容器朝着小型化方向发展。工作环境温度过高或过低,可能导致传统的液态铝电解电容器电解液沸腾或凝固,均会影响其性能,固体铝电解电容器具有比传统电解液高得多的电导率,使其克服了传统铝电解电容器温度和频率特性差的缺点,是未来铝电解电容的发展方向。随着军用电子设备性能的提高,钽电容器的发展趋势将向小型化、大容量、高可靠方向发展。新能源汽车、光伏、风电等行业对薄膜电容器的性能要求越来越高,薄膜电容逐步向超薄化、耐高温方向发展。cMOesmc

表2:各类型电容器性能对比cMOesmc

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资料来源:前瞻产业研究院、火炬电子、Yole、招商银行研究院cMOesmc

2.2需求端:新能源汽车和风光发电成最大增量市场cMOesmc

在新能源汽车领域,薄膜电容和铝电解电容是电源管理和电流转换的关键元件。随着新能源汽车平台电压和输出功率大幅提升,对被动元件耐压耐高温要求大幅提升。薄膜电容器高频性能、高耐受电流能力、高可靠性等性能优势突出,更适用于新能源汽车高压平台,广泛应用于逆变器、车载充电机OBC、DC-DC等系统中。在充电桩领域,尤其直流高压大功率充电桩,薄膜电容用于直流支撑(DC-Link)电容和滤波电容。铝电解电容器容量大、成本低,更适用于中低频电路,主要应用于中低压电路。cMOesmc

在新能源发电领域,薄膜电容和铝电解电容是直流支撑和滤波的关键元件。随着光伏风电系统功率提升,对电容的耐高压、耐高纹波电流、使用寿命长等性能要求提升。薄膜电容器具有耐高压性、耐高电流性、无极性、使用寿命长等特性,符合光伏风电系统要求,广泛应用在光伏风电设备的直流支撑电容,吸收光伏逆变器和风电变流器的高脉冲电流,起到稳压效果。在成本敏感的场景中,铝电解电容器依然在大量使用。cMOesmc

图16:电容在新能源领域的主要应用cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

新能源行业高景气带动电容器市场稳步增长。新能源汽车、光伏、风电等行业崛起,需要大量的AC/DC和DC/AC转换、高低压缓冲元件,为传统电容器市场创造新的增长机遇。电容器市场增长从传统的照明、家电、消费电子切换到新能源行业,根据Yole的分析,新能源行业电容器市场将从2021年的30.7亿美元增长到2027年的49.6亿美元,复合年增长率为8.3%,增速远高于传统电容器应用领域。cMOesmc

图17:新能源电容器市场规模(按应用场景)cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

新能源汽车将成为电容器增速最高、规模最大的细分市场。新能源汽车对耐高压高温的电容器需求量大幅增长,高温薄膜电容成为电驱动系统和车载电源的最佳选择。根据Yole的分析,新能源汽车电容器市场将从2021年的7.2亿美元增长到2027年的19.6亿美元,复合年增长率为18.3%,是增速最高的细分市场。新能源汽车也将成为电容器最大的细分市场,市场占有率从2021年的23%提升到2027年的40%。着眼于未来市场需求,较多电容器企业都在积极布局新能源汽车行业的电容器市场。cMOesmc

图18:电容器市场份额(按应用场景,2021年)cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

图19:电容器市场份额(按应用场景,2027年)cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

光伏风电的电容器需求也保持较快增长。根据Yole的分析,光伏电容器市场将从2021年的5.3亿美元增长到2027年的7.3亿美元,复合年增长率为5.5%;风电电容器市场将从2021年的3.8亿美元增长到2027年的6.6亿美元,复合年增长率为9.6%;UPS电容器市场将从2021年的2.0亿美元增长到2027年的2.8亿美元,复合年增长率为5.2%;工业电机电容器市场将从2021年的9.8亿美元增长到2027年的10.6亿美元,复合年增长率为1.3%。cMOesmc

薄膜电容器成为新能源行业最重要的电容器类型。薄膜电容器和电解电容器依靠各自在高低压领域的性能和成本优势,成为新能源行业最主要的两种电容器。薄膜电容器是一种利用塑料薄膜为电介质的电容器,薄膜电容器具有无极性、耐压高、频率响应广、温度特性好等优势,主要用于整流器、逆变器、变频器等变流电路领域。早期的新能源行业较多采用性价比高的铝电解电容器,由于薄膜电容器在大容量、耐高压、耐高温、长寿命方面性能明显优于铝电解电容器,逐步成为新的替代方向。根据Yole的分析,薄膜电容器市场将从2021年的18.5亿美元增长到2027年的31.0亿美元,复合年增长率为9.0%;电解电容器市场将从2021年的9.8亿美元增长到2027年的15.6亿美元,复合年增长率为8.1%。在新能源行业,薄膜电容器市场占有率约63%,电解电容器市场占有率约33%,其他类型电容器市场占有率约4%。cMOesmc

图20:新能源电容器市场份额(按元件类型,2021年)cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

2.3供给端:日本厂商占据第一梯队,中国厂商加速追赶cMOesmc

日本厂商占据电容器市场主导地位。日本厂商占据各细分市场第一梯队,以村田(Murata)为首的MLCC厂商,以贵弥功(NipponChemi-Con)为首的铝电解电容器厂商,以松下(Panasonic)为首的薄膜电容器厂商,在技术产业链整合方面均具有优势。中国台湾地区位列全球第二梯队,以国巨为代表。美国和韩国厂商市场份额接近,位列全球第三梯队。中国大陆地区厂商借助全球产能结构转移也快速发展。cMOesmc

薄膜电容器和中高端电解电容器成为市场竞争的主要方向。由于新能源行业快速发展,薄膜电容器和中高端电解电容器成为全球主要玩家争相抢占的市场。日本、美国、德国厂商在高端薄膜电容器市场占据主要地位,中低端薄膜电容器市场主要由台湾地区和中国大陆厂商占据。随着中国电容厂商的不断发展,日本厂商出于成本劣势,也开始逐渐退出中低端铝电解电容市场。中国厂商借助下游制造基地、成本产业链协同优势快速崛起,提升产能抢占市场。cMOesmc

图21:全球主要电容器制造商cMOesmc

(招商银行各部如需原图请参照文末联系方式联系招商银行研究院)cMOesmc

资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

全球薄膜电容器市场来看,日本厂商占据新能源汽车等中高端市场。松下目前是薄膜电容器龙头,在新能源汽车、光伏、风电和工业应用薄膜电容产品方面有着行业最全的产品布局。紧随其后的薄膜电容器供应商有TDK(日本)、尼吉康(日本)、威世(美国)、指月电机(日本)等,国内主要的供应商是法拉电子。在薄膜电容器市场,日本厂商主要占据新能源汽车高端市场,中国厂商主要在光伏、风电等中低端市场寻求突破。cMOesmc

图22:薄膜电容器市场份额(2021年)cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

图23:铝电解电容器市场份额(2021年)cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

全球铝电解电容器市场来看,日本厂商市场规模和技术都处于领先地位。主要的铝电解电容器厂商包括贵弥功(日本)、尼吉康(日本)、红宝石(日本)、松下(日本)、CDE(美国)、国巨(中国台湾)等,国内主要的供应商是江海股份、艾华集团。在铝电解电容器市场,日本厂商主要占据中高端市场,在中低端市场成本劣势明显并逐步退出,韩国、中国台湾、中国大陆厂商加速抢占中低端市场机会。cMOesmc

新能源行业给中国电容器厂商带来巨大发展机遇。中国电容器行业发展过去主要依赖传统电子行业,以陶瓷电容器MLCC为例,主要依赖消费电子行业景气度。随着消费电子行业发展放缓,风华高科、三环集团等龙头厂商只有低速增长,营收周期性显著。随着新能源行业的快速发展,由于中国厂商在下游新能源汽车、光伏、风电、储能等领域占据全球主要市场份额,从而带动上游被动元件尤其薄膜电容器、铝电解电容器细分市场高速增长,给中国被动元件厂商带来巨大发展机遇。从2018年到2022年,薄膜电容器龙头公司法拉电子营收复合增长率为17.7%,铝电解电容器龙头厂商江海股份营收复合增长率为25.05%。随着新能源行业的持续发展,中国厂商提高市占率、从低端走向中高端的市场机会巨大。cMOesmc

表3:国内电容器主要厂商情况cMOesmc

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资料来源:Wind、招商银行研究院cMOesmc

电感器:高压需求爆发,功率电感快速增长cMOesmc

3.1在新能源领域,功率电感器发挥重要作用cMOesmc

电感器是一种将电能通过磁通量形式储能的被动元件。电感器是一种电磁感应组件,也称为线圈、扼流圈等,一般由磁芯和绕线组成。磁芯性能主要影响饱和最大电流、磁芯损耗、储能能力,绕线性能主要影响趋肤效应、邻近效应。电感作为三大被动元件之一,最大特点是通直流、阻交流,主要起到稳定电流、筛选信号、过滤噪声及抑制电磁波干扰等作用。在新能源领域,电感主要是用于特定电压转换的功率电感器,通过将电能暂时转化为磁能然后释放回电路来缓解电流浪涌。cMOesmc

图24:功率电感器在电源转换中的主要角色cMOesmc

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资料来源:村田、招商银行研究院cMOesmc

电感器种类繁多,根据绕线结构、贴装形态、磁芯材质可分多个类型。电感器根据绕线结构,可分为绕线电感器、叠层电感器、薄膜电感器;根据贴装形态可分为波峰焊贴装的引线型电感和回流焊贴装的片式电感器;根据磁芯材质,可分为磁芯材质和非磁芯材质,磁芯材质包括金属合金磁芯、铁氧体磁芯、非晶合金磁芯,非磁芯材质包括空芯、有机材料、陶瓷材料。cMOesmc

图25:电感器产品分类cMOesmc

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资料来源:招商银行研究院cMOesmc

图26:电感器产品性能比较cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

根据下游应用,电感器可分为射频电感和功率电感。射频电感以陶瓷材料的叠层电感为主流,主要应用在射频通信,应用频率范围几MHz到几十GHz,主要功能包括:耦合,一般用于天线、IF等零件,消除失谐阻抗,将反射损失降至最小;共振,一般用于合成器及振荡回路中;扼流,一般用RF、IF的电源线路中,扼制高频成分电流。功率电感以铁氧体材料的绕线型电感为主流,主要应用在功率电子,应用频率范围10MHz以下,主要功能包括:电压转换,积蓄与释放电流;扼流,一般用于DC-DC转换电路中,对高频电流进行阻流。cMOesmc

电感器呈现小型化、高频化、高功率化发展趋势。随着消费电子和物联网设备的发展,在设备小型化发展趋势下,提升电子元件封装集成度,实现电感器小型化成为主要方向。随着5G应用快速推广,电子产品使用的通信频段越来越高,电感器需要朝向高频化方向发展。随着新能源汽车、光伏、风电渗透率的快速提升,新能源行业对高功率元件需求增加,电感需要较强的耐受电压电流能力。cMOesmc

磁材料性能差异,应用领域相互补充,金属磁粉芯性能优势显著。电感器中的磁芯大都采用软磁材料,软磁材料经历了传统金属软磁、铁氧体软磁、非晶及纳米晶软磁、金属磁粉芯的变迁。铁氧体是高频应用的最佳选择,包括锰锌系、镍锌系、钡锌系、镁锌系四种类型,主要应用于通信、开关电源、传感、车载DC-DC转换器、EMI电感器等。金属磁性材料包括金属软磁、非晶软磁合金。金属软磁包括硅钢、硅铝、坡莫合金等,主要应用于变压器、发电机、逆变器等电感元件。非晶软磁合金分为铁基、铁镍基、钴基、纳米软磁合金等,具有多种应用场景。纳米晶结合了铁氧体和非晶软磁材料的优势,是高频功率电子领域的最佳选择,可用于消费电子、新能源汽车、光伏等领域。金属磁粉芯结合了传统金属软磁和铁氧体软磁的优势,性能较为全面,被誉为“第四代”软磁材料,满足功率电子小型化、高功率密度、高频化的要求,可用于光伏逆变器、车载电源、开关电源等领域。cMOesmc

表4:磁材料性能对比cMOesmc

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资料来源:磁性元件与电源、招商银行研究院cMOesmc

3.2需求端:新能源汽车和风电是最大增量市场cMOesmc

新能源行业带来电感器市场新的增长机会。电感器被广泛应用于消费电子、计算机、通信、工业电源等领域,市场规模巨大。根据ECIA数据,2020年全球电感器市场规模约49亿美元。随着新能源行业爆发,新能源汽车、光伏、风电、储能、充电桩、UPS等新兴应用领域不断兴起,功率电感器的市场需求将保持持续增长态势。cMOesmc

功率电感器广泛应用于新能源行业的升压、滤波、转换、整流环节。在新能源汽车领域,电感器广泛应用在电驱控制器、车载充电机、DC-DC转换器中,升压电感器将400V电压提升至800V,车载充电机OBC采用升压电感器和充电转换电感提升充电效率,滤波采用共模电感和差模电感抑制各类电磁干扰。在光伏风电领域,升压电感是将光伏电池板输出的不稳定直流升压转换成稳定直流,然后通过大功率交流逆变电感转换成交流电输入电网,在逆变器中还需要输入/输出滤波电感、直流共模电感、交流共模电感等。在储能领域,功率电感主要应用于储能充放电及逆变模块中。在充电桩领域,需要采用超大功率电感器实现大功率快充。cMOesmc

图27:电感器在新能源领域的主要应用cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

新能源行业高景气带动电感器市场稳步增长。新能源汽车、光伏、风电、充电桩、储能等行业的崛起,需要大量的功率电感(升压电感、滤波电感),为传统电感器市场创造新的增长机遇。电感器市场增长从传统的消费电子、计算机、工业电源切换到新能源行业,根据Yole的分析,新能源电感器市场将从2021年的28.1亿美元增长到2027年的44.5亿美元,复合年增长率为8.0%。新能源电感器市场规模将与新能源电容器市场规模相当,新能源电感器在新能源被动元件市场份额(38%)远高于其他传统应用领域。cMOesmc

新能源汽车成为电感器增速最高、规模最大的细分市场。新能源汽车需要采用大量功率电感器,应用于各部件的升压和滤波,提供大电流、高电感,满足不同等级的电源需求。根据Yole的分析,新能源汽车电感器市场将从2021年的5.8亿美元增长到2027年的16.2亿美元,复合年增长率为18.6%,是增速最高的细分市场。新能源汽车也将成为电感器最大的细分市场,市场占有率从2021年的21%提升到2027年的36%。cMOesmc

图28:新能源电感器市场规模(按应用场景)cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

光伏风电UPS的功率电感器需求也保持较快增长。光伏、风电、UPS等新能源行业逆变器需求快速增长,带动功率电感器保持同步增长。根据Yole的分析,风电电感器市场将从2021年的4.2亿美元增长到2027年的7.2亿美元,复合年增长率为9.3%;光伏电感器市场将从2021年的4.5亿美元增长到2027年的5.5亿美元,复合年增长率为3.4%;UPS电感器市场将从2021年的3.0亿美元增长到2027年的4.3亿美元,复合年增长率为6.0%;工业电机电感器市场将从2021年的6.9亿美元增长到2027年的7.5亿美元,复合年增长率为1.3%。cMOesmc

图29:电感器市场份额(按应用场景,2021年)cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

图30:电感器市场份额(按应用场景,2027年)cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

3.3供给端:日本厂商占据领先地位,中国厂商快速崛起cMOesmc

电感器供应链主要包括电感器制造和上游磁性材料。电感器供应链上游包括磁性材料、导线、银浆、介电陶瓷粉等。电感器下游应用主要是通信、消费电子、工业电源、新能源汽车、光伏、风电、储能、充电桩等行业。从全球电感器件主要厂商区域分布来看,主要由日本厂商主导,韩国、中国台湾、中国大陆、美国、德国也有较多供应商。上游磁性材料代表厂商包括日立金属、美磁、安泰科技,中游电感器代表厂商包括三星电机、村田。部分龙头电感器厂商拓展到上游磁性材料,实现垂直一体化整合,代表厂商包括TDK、松下、贵弥功。cMOesmc

图31:电感器市场供应链cMOesmc

(招商银行各部如需原图请参照文末联系方式联系招商银行研究院)cMOesmc

资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

在上游软磁材料领域,日本美国厂商技术水平领先全球。全球磁性材料生产企业主要集中在日本、美国和中国。日本美国厂商软磁材料技术水平较为先进,日立金属、美磁、微金属等厂商在铁氧体软磁、非晶及纳米晶软磁、金属软磁粉芯等材料领域提供完整的解决方案。中国厂商以生产铁氧体软磁为主,金属软磁粉芯供应商较少,中国厂商在磁性材料创新研发能力和生产设备自动化水平方面都需要进一步提高。cMOesmc

表5:全球主要的磁芯制造商cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

从电感器市场竞争格局看,日本厂商占据主导地位。TDK(日本)是全球电感器龙头厂商,最早实现了铁氧体磁芯工业化,是电感叠层生产工艺的发明者,通过收购德国竞争对手EPCOS公司将电感器市场范围从消费电子扩展至新能源汽车。紧随其后的电感器供应商有三星电机(韩国)、国巨(中国台湾)、村田(日本)、太阳诱电(日本)等,国内主要的供应商是顺络电子、可立克、京泉华。在电感器市场竞争格局来看,日本厂商引领市场技术发展方向并长期占据高端市场,中国大陆厂商凭借在新能源汽车、光伏、风电、充电桩等新兴市场的快速增长,未来具有较大发展潜力。cMOesmc

图32:电感器市场份额(2021年)cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

中国厂商从依靠成本优势向规模化、高端化方向迈进。磁性元件标准件产品较少,主要以用户定制为主,标准件、辅助电源等市场基本被TDK、村田等国外厂商垄断,中国厂商早期主要依靠成本、服务优势从事代工生产。近年来,依赖技术沉淀与供应链紧密协同,中国厂商整体研发能力得到大幅提升,出现了一批具有一定规模和技术实力的磁性元件厂商。随着下游新能源行业的爆发,中国磁性元件厂商快速提升在新能源汽车、光伏、风电、储能、充电桩等领域的市场占有率。顺络电子、可立克已进入多个车企供应链;京泉华、伊戈尔在光伏逆变器市场占有率较高,为华为、阳光电源等厂商供货;可立克在充电桩领域占据一定市场份额。依靠下游新能源行业东风,中国电感及磁性元件厂商才能向国际化、规模化、高端化方向迈进。cMOesmc

表6:国内电感器主要厂商情况cMOesmc

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资料来源:公司公告、招商银行研究院cMOesmc

电感行业壁垒高,规模效应有助于提升中国厂商经营能力。电感行业具有技术工艺要求高、产品迭代周期长、客户认证周期长的特点,日本企业长期控制行业主导权,形成了稳定的产业合作关系。中国企业作为电感行业后进者,规模效应不足,面对原材料价格波动、下游行业阶段性波动时,更容易出现经营波动。中国厂商只有持续拓展下游市场、扩大经营规模,通过规模效应平滑周期波动,提升经营稳定性。cMOesmc

电阻器:高功率需求增长,功率电阻确定性强cMOesmc

4.1新能源领域主要采用厚膜电阻器和线绕电阻器cMOesmc

电阻器用来控制电流和电压,主要功能是限流与降压。电阻的主要职能就是阻碍电流流过,任何电流经过电阻器都要遭到一定的障碍和限制,并且该电流必然在电阻器上产生电压降。作为限流元件,电阻值越大电流越小。作为降压元件,电阻值越大电压降越大。基于电阻的降压作用,电阻器还能够用作分压器,将电阻串联实现分压功能。cMOesmc

电阻器种类繁多,可以根据材料工艺、结构形式、阻值是否变化分为多个类型。根据结构形式,电阻器分为引线电阻和片式电阻,其中引线电阻按照原材料工艺分为绕线电阻、碳合成电阻、碳膜电阻、金属膜电阻、金属氧化物膜电阻,片式电阻按照工艺分为厚膜电阻和薄膜电阻。根据阻值是否可以变化分为固定电阻和可变电阻,其中固定电阻包括碳合成电阻、薄膜电阻、绕线电阻、钢栅电阻,可变电阻包括可手动调节的可调电阻、电位器,以及电阻值根据外部温度、湿度、电压、光照度而变化的热敏电阻、湿敏电阻、压敏电阻、光敏电阻等。cMOesmc

常见电阻器应用场景一般分为通用型和精密型。电阻器广泛应用于计算机、通信、家电、消费电子、汽车电子等领域,是各类电子制造业生产中不可缺少且大量使用的电子元件。在通用型领域,厚膜电阻由于价格便宜、阻值范围宽、稳定性和可靠性好而应用最多;在精密型领域,薄膜电阻中的金属箔电阻凭借最佳的温度稳定性成为未来发展方向。cMOesmc

图33:电阻器产品分类cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

图34:电阻器产品性能比较cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

在新能源领域,最常使用厚膜电阻器和线绕电阻器。线绕电阻器是最常见的功率电阻器,线绕电阻通常都是在陶瓷绝缘基体上绕制电阻丝制成,其特点是工艺简单、价格经济、单个电阻功率可达2500W,缺点是体积笨重、有电感、可靠性差,应用场景看是唯一具有广泛功率处理范围的电阻器。厚膜电阻器通常是基于氧化铝或氮化铝基板印刷厚膜电阻浆料,其特点是功率密度高、无感无容、阻值范围更宽,缺点是过载能力有限、对散热要求较高,应用场景看是更高功率密度电阻器的首选。钢栅电阻器主要应用于能量散逸。cMOesmc

表7:常用电阻器性能对比cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

4.2需求端:新能源汽车和风电成最大增量市场cMOesmc

绕线电阻器和厚膜电阻器广泛应用于新能源领域的预充电、平衡、滤波等场景。在新能源汽车中,电阻主要用于电容器的预充电功能,在车载充电机和逆变器中用于限制电流。在动力电池中,需要采用大量的电阻来做电池平衡,以保护电池的寿命和电池的使用性能。在风电系统中,制动电阻用于风力发电机制动时将多余的电力转化为热能并使之散逸。在高铁列车系统中,线绕电阻常用于滤波和预充电功能,钢栅电阻常用于制动斩波器散热。在UPS系统中,绕线电阻和厚膜电阻常用于平衡和滤波作用。cMOesmc

图35:电阻器在新能源领域的主要应用cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

新能源电阻器市场增速略逊于电感器和电容器市场增速,但仍高于传统电子行业电阻器市场增速。IMARC Group预测,全球片式电阻器市场2023年至2028年的复合年均增长率为5.7%。在新能源领域,新能源汽车、光伏、风电等需要大量的功率电阻用于限流、平衡、滤波,为电阻行业增长带来新的需求。根据Yole的分析,新能源行业电阻器市场将从2021年的12.8亿美元增长到2027年的19.5亿美元,复合年增长率为7.2%,高于传统电子行业增速。cMOesmc

图36:电阻器市场规模(按应用场景)cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

新能源汽车将成为电阻器增速最高、规模最大的细分市场。新能源汽车的电池、车载充电机、逆变器对电阻器需求量大幅增长。根据Yole的分析,新能源汽车电阻器市场将从2021年的2.3亿美元增长到2027年的6.4亿美元,复合年增长率为18.4%,是增速最高的细分市场。新能源汽车也将成为电阻器最大的细分市场,市场占有率从2021年的18%提升到2027年的33%。cMOesmc

图37:电阻器市场份额(按应用场景,2021年)cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

图38:电阻器市场份额(按应用场景,2027年)cMOesmc

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资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

光伏风电的电阻器需求也保持较快增长。根据Yole的分析,风电电阻器市场将从2021年的1.5亿美元增长到2027年的2.4亿美元,复合年增长率为9.0%;光伏电阻器市场将从2021年的2.2亿美元增长到2027年的2.8亿美元,复合年增长率为3.9%;UPS电阻器市场将从2021年的1.4亿美元增长到2027年的1.9亿美元,复合年增长率为5.6%;工业电机电阻器市场将从2021年的4.0亿美元增长到2027年的4.5亿美元,复合年增长率为1.7%。cMOesmc

4.3供给端:日本厂商占据高端市场,中国台湾厂商具有规模优势cMOesmc

电阻器产业链通常由电阻器制造商、电阻器经销商、电子产品设计制造商三个环节组成,分别承担生产、销售、使用的角色。由于电阻器具有原厂数量少、电阻器型号众多、电阻器下游应用广泛等特点,导致电阻器原厂对其产品不可能全部直销,有限的销售资源和技术服务能力只能用于覆盖下游战略性大客户,其余销售必须通过电子元器件分销商来完成。全球知名的经销商包括,艾睿电子、大联大、安富利,中国大陆地区主要经销商包括中电港、泰科源、深圳华强。cMOesmc

图39:电阻器市场制造商及经销商cMOesmc

(招商银行各部如需原图请参照文末联系方式联系招商银行研究院)cMOesmc

资料来源:Yole、招商银行研究院cMOesmc

日本厂商占据高端市场,中国台湾厂商占据规模优势。全球电阻器行业由日本和中国台湾主导,其中日本厂商在技术上处于领先地位,中国台湾厂商在生产规模上领先。日本厂商完走薄膜工艺路线,高精度技术处于领先地位,产品系列工艺难度高、利润高。中国台湾的国巨、华新科、厚声等厂家则以规模效应来寻求发展,其中国巨市场占有率约34%,是全球第一大电阻器厂商。中国大陆厂商以风华高科为代表,随着中国新能源市场的快速增长,未来具有较大发展潜力。cMOesmc

图40:电阻器市场份额(2022年)cMOesmc

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资料来源:国巨、招商银行研究院cMOesmc

中国大陆厂商在中低端市场和上游材料具有一定的规模。风华高科是中国大陆最大的电阻器厂商,全球市场占有率约10%,公司形成了厚膜技术、薄膜技术和合金技术三大技术平台,厚膜技术成熟稳定、已达到国内先进水平,薄膜技术已达到了日本和台湾地区同行水平,合金技术平台实现了平台工艺的引进。三环集团是电阻器上游材料氧化铝陶瓷基片第一大厂商,全球市场占有率超40%,下游客户包括国巨、风华高科、Vishay等行业龙头客户。cMOesmc

业务建议及风险提示cMOesmc

5.1业务建议cMOesmc

我们通过新能源行业渗透率和被动元件在新能源领域的增速来划分产业成熟度,将主要的被动元件分为行业早期、成长期、成熟期三阶段。受益于新能源行业的高速增长,与新能源紧密相关的功率电感、薄膜电容、铝电解电容、厚膜电阻、绕线电阻都处于行业成长阶段,陶瓷电容、钽电解电容、射频电感等处于行业成熟阶段。cMOesmc

新能源行业依然处于行业成长期,尽管行业竞争加剧,主要被动元件仍可积极布局。新能源汽车、光伏、风电、储能、充电桩、UPS、工业电机等新能源相关领域经历了2020年-2022年的快速增长,进入2023年行业增速和渗透率提升都有所放缓。随着市场竞争加剧,被动元件产品降价带来阶段性企业毛利率下降、盈利增速放缓。由于下游新能源汽车、光伏、储能、充电桩渗透率依然较低,产品降价将进一步激发增量市场需求,未来新能源潜在市场空间广阔,因此对于新能源相关的电容器、电感器、电阻器各细分领域可积极布局。商业银行以综合授信业务为主,经营策略如下:cMOesmc

(本部分有删减,招商银行各部如需原文请参照文末联系方式联系招商银行研究院)cMOesmc

5.2风险提示cMOesmc

(1)新能源行业阶段性调整带来供需过剩的风险。新能源行业星辰大海,具有长期发展潜力,经历了2020年-2022年的快速增长,新能源行业2023年面临阶段性调整。被动元件属于新能源行业的最上游,行业景气度与下游新能源汽车、光伏、风电、储能等行业景气度息息相关,若新能源行业发展出现阶段性调整,将直接影响被动元件市场的供需情况。cMOesmc

(2)地缘政治和贸易摩擦的风险。近年来国际政治局势不确定,贸易摩擦显著加剧。被动元件行业依然比较薄弱,地缘政治和贸易摩擦可能对行业产生负面影响,对被动元器件的需求和供应链带来风险。cMOesmc

(3)技术更新迭代的风险。新能源行业处于成长期,被动元件技术方案处于快速升级迭代过程,薄膜电容、功率电感、厚膜电阻成为新能源行业增速最快的被动元件。如果市场需求变化导致新技术路线发生较大变化,可能对行业发展带来波动。cMOesmc

(4)市场竞争加剧的风险。被动元件市场竞争错综复杂,日本欧美巨头占据领先地位,中国厂商虽然快速崛起,但产品依然以中低端市场为主。随着新能源行业被动元件需求的持续增长,可能导致更多的海外巨头竞争者加入,从而对中国厂商发展产生不利影响。cMOesmc

(5)主要原材料价格波动的风险。被动元件上游原材料聚丙烯膜、聚酯膜、磁芯、矽钢片等占生产成本的比重较大,原材料价格的波动将对毛利率水平带来影响。如果原材料价格短期内出现大幅波动,可能对行业经营造成不利影响。cMOesmc

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本期作者:胡国栋  行业研究员huguodong@cmbchina.comcMOesmc

责编:Elaine
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