新能源需求旺盛,薄膜电容迎发展良机

本文来自格隆汇专栏:国金证券,作者:樊志远 刘妍雪 邓小路

薄膜电容行业壁垒较高

行业观点

◾ 预测全球薄膜电容2021-2025年市场规模CAGR为13%。薄膜电容具有耐压高、承载高电流、耐高温、无极性、自愈性、长寿命、抗浪涌能力强等优势,广泛应用于工控、新能源、电力、轨交等领域。2021年全球薄膜电容市场规模约32亿美元,预计至2025年将增长至52亿美元,2021-2025年CAGR达13%。需求端,薄膜电容市场新旧动能转换,照明市场下滑,工控及家电将稳中趋升,新能源领域成为主要增量市场,全球新能源汽车、光伏、风电、储能、充电桩用薄膜电容未来三年将保持高增长

◾ 薄膜电容行业壁垒较高,竞争格局相对稳定:薄膜电容在技术、生产工艺控制、工装治具设备方面难度较大,需要长期的技术积累和沉淀,才能具有较好的良率和毛利率,此外,在客户认证方面也有较强的壁垒,如电动汽车用、光伏风电及工控领域,一方面对产品可靠性、使用寿命等有较高的要求,另一方面认证周期也较长。2018年,全球薄膜电容市场CR5达40%,其中松下、基美、法拉电子、尼吉康、TDK-EPCOS分别占比9%、8%、8%、8%、7%。

◾ 本土厂商开始实现高端市场技术+产能双突破。薄膜电容的高端市场,松下、基美(被国巨收购)、尼吉康份额较大。近年来,国内厂商车用、工控产品线已基本实现对日美厂商的技术水平追赶,法拉电子作为国内薄膜电容龙头,全球排名前三,在车用、工控、光伏等部分领域市场份额超过了海外厂商。海外薄膜电容厂商在扩产方面较为谨慎,国内厂商大举扩产,法拉电子车用薄膜电容2021年扩产100%,2022年计划再扩产100%,光伏用薄膜电容也保持年扩产50%以上的速度,法拉电子2022年一季度来自于新能源的营收占比达到了64%。江海薄膜电容器不仅在消费类电子和工业类装备进入大批应用阶段,而且在新能源电动汽车和军工领域开始批量交付,进入快速成长期,2022年车用薄膜电容也将扩产70-80%,预测未来本土厂商有望进一步扩大在高端市场的份额。

投资建议

◾ 新能源市场需求旺盛,薄膜电容国产替代机遇佳。新能源汽车、光伏风电已成为薄膜电容的主要增量市场,未来三年这两大领域的薄膜电容市场规模将分别实现CAGR约38%、16%的增长,此外还有工控、充电桩(超充电桩薄膜电容价值量大幅提升)、储能等领域的拉动。中国在新能源领域(电动汽车、风光储)优势明显,本土薄膜电容厂商已初步实现技术+产能双突破,在新能源领域份额不断提升,新能源需求旺盛+国产替代,国内薄膜电容厂商迎来新一轮发展良机

推荐组合法拉电子、江海股份。

◾ 风险提示:薄膜电容主要原材料价格波动风险;下游各应用产业发展不及预期;疫情影响、缺芯影响,电动汽车产量不达预期。


一、薄膜电容适配高压领域应用,中国厂商国产替代机遇佳


1.1 高频、高压特性优异,工业领域应用逐渐增多

◾ 薄膜电容是以金属箔当电极,以聚乙酯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜作为电介质的电容器,存在卷绕、叠片两种主流结构。卷绕结构的金属化薄膜电容制造流程经历“薄膜拉伸及金属化、切割、卷绕、压扁、金属化接触层、修复、浸渍、端子焊接、涂层、测试”等工艺步骤。

 与其他种类电容相比,薄膜电容具备高频、低损耗等优异性能。薄膜电容具备无极性、介质损失小、长寿命、频率及温度特性优异等特性,因此被大量应用在模拟电路中,尤其是在必须使用频率特性良好、介质损失极低的信号交连部分,薄膜电容的应用使信号在传送时失真减少。

◾ 不同电介质材料的薄膜电容具备不同特性,其中,高频特性优异的PP薄膜电容份额不断提升。在电力电子电容广泛应用之前,体积小、价格低的PET在家电、照明等一般用途领域应用最广,随着高频、大电流应用场景的拓展,PP(聚丙烯)薄膜电容的使用率实现提升。2016年,PP、PET分别占据薄膜电容50%、40%市场份额,伴随工业领域应用需求增加,PP份额将持续提升。

◾ 金属化薄膜电容具备自愈特性,可显著提升电容可靠性。区别于普通薄膜电容以金属箔作为电极,金属化薄膜电容的金属镀层是通过真空蒸发的方法将金属沉积在薄膜上,厚度只有20-50nm,当介质上存在弱点、杂质时,局部电击穿就可能发生,电击穿处的电弧放电所产生的能量足以使电击穿点邻近处的金属镀层蒸发,在10微秒内使击穿点与周围极板隔开,电容器电气性能即可恢复正常,而陶瓷电容等厚电极电容器则会发生短路。目前主流厂商可利用气相沉积图案技术设计专门的金属电极图案,电极单元之间形成薄的导电连接,在高压负载下像保险丝一样工作,避免单一电极单元中的杂质造成整个电容失效。但金属化薄膜电容也存在容值不稳定、耐受大电流特性较差两大缺陷。

薄膜电容凭借自身优异特性在工业领域逐步替代电解电容,已占据工业终端市场50%份额。工业应用领域主要包括输配电、电机和驱动器、可再生能源、照明、电源以及电力电子设备中需要实现功率平滑、电路保护等功能的电容细分市场,2020年工业电容器约占全球电容器市场的20%。根据Paumanok数据,2020年薄膜电容已占据工业终端市场50%份额。

以高压大功率电力电子设备中的DC-Link应用场景为例,薄膜电容与电解电容相比较具有高纹波电流承受能力、耐高压、低ESR和ESL、长寿命、无极性和高频特性良好等优越的电气性能,使用薄膜电容也具备成本优势,在新能源汽车领域,丰田普锐斯、model 3、比亚迪秦等车型均已采用薄膜电容作为直流支撑电容。

1.2 本土产业链各环节齐发力,国内厂商市场渗透机遇佳

◾ 2021年薄膜电容市场规模约为32亿美元,占全球电容市场份额10%。2021年全球薄膜电容市场规模约为32亿美元,预计至2025年将增长至52亿美元,2021-2025年CAGR达13%。2021年薄膜电容占全球电容市场份额约10%,预计伴随高频、高压市场需求的快速增长,薄膜电容在工业领域将延续替代电解电容的趋势。

◾ 中国电容器行业市场规模保持稳健增长,2020年我国电容器行业市场规模达到1160亿元,较2019年增加58亿元,同比增长5.3%,其中薄膜电容市场规模为102亿元,约占电容器市场规模的9%,同比增长13.3%。

◾ 产业链方面,中游薄膜电容制造商开始向上游延伸、布局基膜材料,且中游本土厂商已初步实现技术+产能双突破,下游国内广阔的应用市场则为本土厂商成长提供沃土。

    ◾ 上游原材料:本土厂商逐步实现金属化膜自产。薄膜电容的主要原材料包括基膜、金属箔、外包装树脂、引线及引片等,其中基膜材料占全部原材料总成本的60-70%,且直接影响薄膜电容的寿命和电气性能。目前中游薄膜电容制造厂商呈现向上游基膜材料领域拓展的趋势,法拉电子、江海股份均能自产金属化膜,实现稳定原材料供给、降低生产成本。

    ◾ 中游薄膜电容制造:以法拉电子为代表的本土厂商实现产能+技术双突破。长期以来,全球薄膜电容产能、技术均由日美厂商主导,产能上日美厂商松下、基美、尼吉康、TDK-EPCOS占据全球前五中的四个席位,技术上高压大容量的高端市场也长期由日本松下、美国基美等厂商主导。而近年日美龙头主攻高端产品市场,逐步推出低附加值的中低压产品市场,以法拉电子为代表的本土厂商开始实现市场的快速渗透,法拉电子产能已达全球前三地位,市场份额达8%,高端车用、工控产品线也实现快速布局、顺利导入国内外客户,未来市占率有望持续提升。

    ◾ 下游应用市场:本土电力电容器下游终端应用市场广阔。电力电子应用领域几乎是薄膜电容的全部应用场景,根据TTI统计,2020年全球电力电容器下游应用以输配电、电机驱动为主,分别占下游应用市场规模的31%、23%,其余应用场景还包括电源/适配器/DC-DC转换、照明镇流器、可再生能源DC-Link等,而对应的应用终端电力电网建设、照明、家电、新能源发电、新能源汽车等全球市场均以中国为主要应用市场,国内广阔的市场空间为薄膜电容本土厂商创造了成长沃土。


二、需求端:行业发展新旧动能转换,新能源成最大增量市场


薄膜电容市场新旧动能转换,新能源汽车、光伏风电等新兴市场成最大增量市场,照明、家电等传统市场增速放缓。根据法拉电子公告披露,2012年以前,其薄膜电容产品市场格局以照明、家电和通讯为主;而从2013年开始,照明市场呈现由紧凑型节能灯向LED灯转换的趋势、家电市场因国内房地产增长乏力出现短暂的需求下滑,传统市场规模增长速度放缓迹象,新能源、工控等电力电容市场则展现出良好增长势头。2021年法拉电子光伏、风电、新能源汽车营收占比23%、8%、27%;新能源市场已成为其业绩主要驱动力。

新能源汽车、光伏风电领域的薄膜电容核心应用场景均为驱动逆变器/变流器的直流链路,主要功能即为防止纹波电流返回电源,并消除直流母线电压的变化。以新能源汽车电动机/发电机电路为例,将直流电转换为交流电的逆变器用于驱动电动机和发电机,当电机驱动时电流会急剧上升,需要连接升压电路和逆变器的高压线稳定,此功能即由称为DC-LINK的薄膜电容完成。除此之外,新能源汽车终端还存在其他薄膜电容应用场景,包括xEV充电电路、DC/DC、AC/DC转换器等。

◾ 电机控制器的成本主要由IGBT、控制芯片、霍尔传感器组成,薄膜电容约占电机控制器15%的成本。

2.1 传统市场:照明市场收缩,家电、工控市场需求稳定

照明市场方面,单只灯具的薄膜电容用量降低,照明市场持续收缩。薄膜电容主要应用于灯具中的变压器和电子变流器,而2015年后LED灯逐步取代白炽灯、荧光灯等传统照明灯具,薄膜电容用量由单只荧光灯配套5只薄膜电容明显下降,8W以上的LED灯才用到薄膜电容,因此造成薄膜电容照明市场持续收缩,但至2021年中国LED渗透率已经达到85%的较高水平,未来薄膜电容的照明市场也将收窄降幅、有所企稳。

◾ 家电市场方面,空调、冰箱等家电变频率提升推动薄膜电容需求稳定增长。以空调为例,空调中薄膜电容主要应用于电机启动和其它电路控制部分,变频空调渗透率提升将有效带动单机薄膜电容用量增加,根据奥维云网数据,空调线上、线下市场中,变频空调市场份额均已超过90%。家电产量方面,2020-2021年我国冰箱、空调产量稳定在9000万台、21000万台,市场需求稳固

◾ 工控市场方面,“新基建”建设升级将为薄膜电容带来稳定市场需求。电力电容器在交流电力系统和工业企业中广泛用于无功补偿、谐波滤波和串联补偿,在直流输电换流站中大量用于滤波和补偿,具有减少输电线路能量损耗、改善电能质量和提高设备利用率的重要作用。未来5G基站、轨道交通、新能源汽车充电桩等“新基建”的升级建设也将为薄膜电容带来稳定的市场需求

2.2 新能源汽车:CAGR=38%,中国占全球超五成市场份额

◾ 全球新能源汽车市场处于高速成长期,2021年中国占据超五成份额。根据EV-Volumes数据,2021年全球电动汽车(BEV和PHEV)销量达到675万辆,同比增长108%,电动汽车全球渗透率达到8.3%,中国2021年新能源汽车销量为339.6万辆,同比增长155%,渗透率达13%,占据全球超五成的新能源汽车市场份额。2022年Q1,新能源汽车市场延续高速增长趋势,中国市场产销分别为129.3万辆、125.7万辆,市占率达到19%。

◾ 疫情不改电车市场长期增长趋势,预计至2030年全球销量将达4780万辆。2022年国内疫情反复导致汽车供应链受阻,多家供应商和车厂为配合防疫政策而停工,同时在交付延迟和出行受限影响下,短期内新能源汽车产销将承压。但长期来看,电车渗透率提升趋势将延续,根据EVTank预测,2030年全球新能源汽车销量将有望达到4780万辆,2021-2030年CAGR达24%,中国仍将是全球最大市场

◾ 薄膜电容支撑高效逆变器技术。新能源汽车电机控制技术的关键在于逆变器技术,高效的逆变器技术需要高可靠性的直流支撑电容作为支持,薄膜电容凭借其耐高压、高可靠性等优异性能逐步取代该场景下电解电容的应用。

◾ 根据前瞻产业研究院预测,新能源汽车领域薄膜电容产值为450元/辆,由此结合全球及中国新能源汽车出货量历史及预测数据,我们预计2022-2024年,全球新能源汽车领域薄膜电容整体市场规模将分别达到45亿元、60亿元、80亿元,中国新能源汽车领域薄膜电容整体市场规模分别达到23亿元、30亿元38亿元,全球及中国该部分市场规模CAGR将分别达到38%、35%。

2.3 光伏风电:CAGR=16%,中国占全球四成市场份额

◾ 在太阳能发电机组中光伏逆变器是光伏系统中的核心部件之一,需要满足不同的功能要求,不仅要求保证DC/AC的转换,还需要保证输出电能的质量。随着终端客户和设计人员对这些设备的效率和可靠性要求的提高,光伏逆变器朝着更简单的拓扑结构,更少的元件,更高模块化的方向发展。薄膜电容以其优异稳定的性能和长期可靠的寿命在光伏逆变器中得到广泛的应用。

◾ 中国在光伏逆变器领域优势明显,2021年全球逆变器出货量排名前10的厂商中,中国企业占了6家,分别是华为、阳光电源、古瑞瓦特、锦浪科技、上能电气和固德威。其中,阳光、华为、锦浪科技三家公司合计占比高达64.4%

◾ 光伏市场方面,中国是全球第一大光伏市场,25年新增装机量将达110GW。受益光伏产业链成本持续下降,各国光伏度电成本与火电度电成本价差持续收窄,2021年全球新增光伏装机量达到183GW,且中国作为全球第一大光伏市场,占全球总新增装机量比例约30%。中国光伏新增装机量在经历了三年同比下降后,于2020年恢复正增长,2021年全年新增装机量达到5488万千瓦,根据中国光伏行业协会预测,2025年全球、中国光伏新增装机量在乐观情况下有望达到330GW、110GW。

◾ 4月20日,国家能源局发布2022年1-3月份全国电力工业统计数据。截至3月底,全国发电装机容量约24.0亿千瓦,同比增长7.8%。其中,风电装机容量约3.4亿千瓦,同比增长17.4%;太阳能发电装机容量约3.2亿千瓦,同比增长22.9%。1-3月,太阳能发电新增装机13.21GW,与去年同比增长147.8%;1-3月,风电新增装机7.9GW,同比增长超过50%

◾ 风电市场方面,2021年中国占全球风电新增装机量比例达51%,2022-2025年中国年均风电新增装机规模将在50GW以上。根据GWEC数据,2021年全球风电新增装机量达到历史峰值94GW,预计未来三年全球年新增装机量将维持在80-90GW,其中将由中国贡献五成以上份额。中国市场方面,2021年中国风电新增装机量为47.6GW,较2020年的历史峰值小幅下降,根据《风能北京宣言》预测, 2022-2025年中国年均风电新增装机规模将保持在50GW以上规模

◾ 光伏、风电领域薄膜电容产值分别约为0.65万元/MW、0.45万元/MW,由此结合全球及中国光伏、风电新增装机需求和每年10%、5%的折旧换代需求,我们预计2022-2024年全球光伏及风电领域薄膜电容整体市场规模将分别达到26亿元、31亿元、36亿元,中国光伏及风电领域薄膜电容整体市场规模分别达到10亿元、11亿元、13亿元,2021-2024年全球及中国对应市场规模CAGR为16%、17%。


三、供给端:日系厂商领先,中国厂商高端领域市占率提升明显


长期以来,薄膜电容的高端市场尚由日美厂商主导,中国厂商在中低端市场具备一定成本优势。薄膜电容根据终端电压类型可分为高压、中低压、低压三大类,其中的高压大容量薄膜电容为高端产品,即应用于新能源、工控等高压、高频场景的高技术壁垒产品,核心技术由日系、欧美厂商掌握,代表企业包括日本松下、基美、日本尼吉康等,近年以法拉电子为代表的中国厂商开始切入高端市场;而中低端产品主要应用于照明、家电等传统领域,进入壁垒低、附加值低,市场竞争激烈,日美龙头已逐步退出该市场,中国厂商在该市场具备一定成本优势。

◾ 全球市场份额方面,2018年,全球薄膜电容市场CR5达40%,其中松下、基美、法拉电子、尼吉康、TDK-EPCOS分别占比9%、8%、8%、8%、7%。总体而言,全球薄膜电容市场以日美为主导,以法拉电子为代表的中国厂商市场渗透初见成效,未来将受益本土电子产业发展、实现市场份额扩张。

◾ 以法拉电子为代表的中国厂商已完成高端产品技术追赶,开始实现市场渗透。法拉电子从2013年开始将薄膜电容发展中心由照明、家电等传统市场转向新能源汽车、工控等高端新兴市场,并实现新能源领域业务的快速起量;江海股份于2018年与KEMET合资成立南通海美电子有限公司,将薄膜电容产品线拓展至车用领域。2020年法拉电子薄膜电容器市场占有率约为18.17%,江海股份薄膜电容器市场占有率约为1.9%。

◾ 根据各公司官网披露的产品信息,法拉电子、江海股份目前的车用、工控产品线已基本实现对日美厂商的技术水平追赶,未来伴随本土厂商降本增效、不断增强成本竞争力,有望进一步扩大在高端市场的份额。

◾ 基膜技术是薄膜电容制造的核心工艺,本土厂商向上游基膜材料延伸。薄膜电容器的发展趋势是小型化、耐高温、高耐压、低ESR、低ESL、高可靠性等,近年来,将金属薄膜的蒸镀膜设计成带有保险安全(保险丝)的构造逐步成为主流。蒸镀技术下诱电体的厚度越薄,则会出现耐压能力下降、可靠性降低的现象,提高蒸镀效果,需要对蒸镀模式、蒸镀金属材料、蒸镀条件等进行优化,并对蒸镀金属和电镀联接持续改善。法拉电子、江海股份均已外采镀膜机切入上游基膜材料领域,目前法拉电子、江海股份金属化膜年产能分别达到2500吨、1800吨,逐步实现提高供应链自主可控性、降低成本


四、投资建议 


◾ 我们看好在薄膜电容领域率先达到国际水平的本土领军厂商法拉电子,在新能源铝电解电容领域深耕、在薄膜电容及超级电容快速发展中的江海股份,建议关注正在切入薄膜电容领域的艾华集团。

4.1 法拉电子:全球薄膜电容龙头,新能源业务占比快速提升

◾ 法拉电子自1967年进入薄膜电容领域,现已成为薄膜电容全球龙头厂商,产销量常年位居世界前三、全国第一,公司产品广泛应用于家电、照明、通讯、工控、新能源等多个领域。其薄膜电容及金属化膜业务占到公司营收90%左右比例,2011-2021年营收及归母净利CAGR分别达到8%、11%,2021年营收、归母净利分别为28.1亿元、8.3亿元。

◾ 分领域营收方面,2012年以前,其薄膜电容产品市场格局以照明、家电和通讯为主,2013年以后,新能源领域开始成为公司业绩主要贡献,2021年光伏风电、新能源汽车营收占比分别为31%、27%。2022年一季度,公司来自于新能源的营收占比达到64%(新能源车34%,光伏25%,风电5%)。

◾ 产能方面,伴随东孚厂房的不断翻新,目前法拉电子年产能达到45亿只薄膜电容、2500吨金属化膜。车用薄膜电容公司2021年扩产100%,2022年计划再扩产100%,光伏用薄膜电容2021扩产了50%,2022年产能也有望50%以上的增长。客户方面,法拉电子客户已覆盖阳光电源、固德威、上海锦浪等光伏逆变器厂商,博世、大陆汽车、比亚迪、联电、汇川等主要车企及Tier 1厂商,格力、美的、海尔等白电一线品牌,未来有望深度受益全球新能源汽车、光伏风电领域薄膜电容需求旺盛,实现新动能对公司业绩的拉动。

4.2 江海股份:薄膜电容及超级电容快速增长

◾ 江海股份是国内领先的铝电解电容生产厂商,除传统产品铝电解电容和电极箔外,近年积极布局薄膜电容和超级电容产品,2021年薄膜电容、超级电容业务占营收比例分别达到6.3%、6.8%。江海股份2011-2021年整体营收及归母净利CAGR分别达到13%、15%,2021年营收、归母净利分别为35.5亿元、4.4亿元。薄膜电容业务发展方面,江海股份最初于2011年投资设立全资子公司新江海动力电子有限公司,以直流支撑和吸收薄膜电容为发展重点,由于2017年收购苏州优普电子有限公司、2018年与KEMET合资成立南通海美电子有限公司,将薄膜电容产品线拓展至消费电子、车用领域。

◾ 2021年新江海动力电子自产金属化膜的规格、良品率均有增加,产出提高了50%。新建的分布式光伏用盒式薄膜电容器产线也已量产,大规模应用的前期工作顺利推进。海美电子电动汽车驱动用薄膜电容器的技术性能和市场开拓取得积极进步,中标多个汽车品牌和电驱动器厂商项目。

◾ 产能方面,公司于2016年定增4亿元扩建高压薄膜电容生产线10条,形成年产高压大容量薄膜电容100万只产能,新建金属化镀膜、分切生产线4条,形成年产超薄金属化膜1800吨产能,目前产能已逐步落地,有望伴随下游光伏风电、新能源汽车领域需求增长迎来业绩的爆发式增长。客户方面,目前江海股份的车用薄膜电容产品已通过沃尔沃、雷诺、博世、小鹏等国内外多家客户试验认定并实现批量销售。

4.3 艾华集团:切入薄膜电容市场

◾ 艾华集团是全球前五大铝电解电容生产厂商,铝电解电容覆盖消费类、工业类等全系列产品,拥有“腐蚀箔+化成箔+电解液+铝电解电容”的完整产业链。艾华集团2011-2021年整体营收及归母净利CAGR分别达到14%、18%,2021年营收、归母净利分别为32.3亿元、4.9亿元。

◾ 根据艾华集团官网披露信息,其薄膜电容产品已包括直流支撑/滤波、交流滤波、EMI抗干扰三大类产品,且开始切入车规级市场,未来艾华集团在薄膜电容领域有较好机会。

五、风险提示 

◾ 薄膜电容主要原材料价格波动风险:薄膜电容主要原材料聚丙烯膜、聚酯膜及有色金属占产品总成本比重较大,上游原材料价格的大幅波动可能对相关公司盈利能力造成影响,同时影响产业链各环节供应;

◾ 下游各应用产业发展进度不及预期:薄膜电容下游应用领域包括照明、家电等传统行业,同时包括新能源汽车、光伏风电等新兴产业,若传统行业市场空间持续收紧、新兴产业落地不及预期,则将影响薄膜电容行业整体景气度,进而影响产业链各环节相关公司盈利能力;

◾ 疫情影响、缺芯影响,电动汽车产量不达预期:根据汽车行业数据预测公司AFS数据,截至4月底,由于芯片短缺,2021-2022年全球汽车市场累计减产量超过1200万辆,叠加上半年国内疫情反复导致车企生产和供应链受损,疫情、缺芯将在短期内持续影响全球电动汽车产销,进而影响产业链各环节相关公司盈利能力。

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