0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

新能源汽車電容電感電阻被動元器件的應(yīng)用解析

智能汽車電子與軟件 ? 來源:智駕最前沿 ? 2023-11-03 16:46 ? 次閱讀

電力電子被動元器件包括電容、電感、母排、電阻等被動元器件產(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)自動化等電力電子領(lǐng)域。

e2ad76f8-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

e2d0d094-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

被動元器件行業(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)需要通過相應(yīng)的體系認(rèn)證方能進(jìn)入,例如IATF16949等。同時,車規(guī)級被動元器件產(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)測試的要求。整車企業(yè)特別是國際知名整車企業(yè)對合格供應(yīng)商具有嚴(yán)格的認(rèn)證流程。汽車零部件企業(yè),需要通過整車企業(yè)對其研發(fā)實(shí)力、工藝水平、制造能力、產(chǎn)品性能、過程管理等方面的全面考察,方能進(jìn)入合格供應(yīng)商庫名錄,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)較長的時間與較大的資金成本,方能通過相應(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。

電力電子被動元器件廠商對外采購的產(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供應(yīng)商、二級供應(yīng)商、三級供應(yīng)商等,公司主要定位為汽車零部件一級供應(yīng)商和二級供應(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)商的審核和培育過程標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格、程序復(fù)雜、耗時長、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,因此不會輕易更換經(jīng)過認(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)勢的零部件廠商合作,上下游形成的合作關(guān)系相對穩(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)自動化和風(fēng)電光伏等領(lǐng)域,擁有維斯塔斯、陽光電源、丹佛斯、匯川技術(shù)、施耐德電氣、ABB等優(yōu)質(zhì)客戶。近年來,新能源

汽車市場的快速發(fā)展為車規(guī)級被動元器件帶來了巨大發(fā)展機(jī)遇,鷹峰電子持續(xù)投入車規(guī)級薄膜電容、車規(guī)級升壓電感等產(chǎn)品的研發(fā),取得了顯著成果,在純電動汽車、插電式混合動力汽車和增程式電動汽車等主流技術(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系列插電式混合動力汽車、比亞迪王朝系列純電動汽車、沃爾沃XC系列插電式混合動力汽車、廣汽埃安系列純電動汽車、長城哈弗系列插電式混合動力汽車、小鵬新車型純電動汽車等多款車型。

(1)車規(guī)級產(chǎn)品

車規(guī)級被動元器件產(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)級薄膜電容、車規(guī)級升壓電感、車規(guī)級母排等。

e301da36-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

①車規(guī)級薄膜電容

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過電壓,從而對高速開關(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)動系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用,典型電路圖如下所示:

e328a33c-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

e34ad8f8-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

e374ceba-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

②車規(guī)級升壓電感

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)級升壓電感目前主要應(yīng)用于插電式混合動力汽車(PHEV,Plug-inHybridElectricVehicle)的驅(qū)動升壓場景。由于插電式混合動力汽車所裝載的電池比純電動汽車更少,因此無法直接實(shí)現(xiàn)高電壓輸出。為了降低成本、滿足性能、提高市場競爭力,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高電壓驅(qū)動電機(jī)的功能。

e3a4e302-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

e3c8436a-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

e3fda03c-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

③車規(guī)級母排

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。

e42b8ab0-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

e45969e4-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

(2)風(fēng)電光伏、工業(yè)自動化相關(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)自動化等領(lǐng)域,起到濾波、降噪、升/降壓、電氣連接等作用。

e48757e6-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

e4ba58e4-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

e4e971b0-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

e5178c80-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

工藝流程圖

e542f0b4-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

e5768be0-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

e5a467b8-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

e5d5a814-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

e601d5e2-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

e6397b78-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

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)會于1996年成立了一個專門機(jī)構(gòu),稱為國際汽車工作組(IATF,InternationalAutomotiveTaskForce)。IATF的成員包括了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織質(zhì)量管理與質(zhì)量保證技術(shù)委員會(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,包括美國汽車工業(yè)行動小組(AIAG)、意大利汽車工業(yè)協(xié)會(ANFIA)、法國汽車制造商委員會(CCFA)和法國汽車裝備工業(yè)聯(lián)盟(FIEV)、德國汽車工業(yè)協(xié)會(VDA)、英國汽車制造與貿(mào)易商協(xié)會(SMMT)等。IATF通過制定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:美國采用的QS-9000、德國采用的VDA6.1、意大利采用的AVSQ94、法國采用的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被動元器件壓力測試標(biāo)準(zhǔn)

克萊斯勒、通用汽車、福特汽車共同發(fā)起并于1994年成立了美國汽車電子委員會(AEC,AutomotiveElectronicsCouncil),旨在推動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被動元器件壓力測試標(biāo)準(zhǔn)(StressTestQualificationForPassiveComponents)是由美國汽車電子委員會制定的,針對汽車使用的被動元器件所需要滿足的一系列測試條件。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)力前后電氣特性測試、高溫測試、溫度循環(huán)測試、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),是由德國電氣電子制造商協(xié)會聯(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:

e661dffa-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

行業(yè)概況

1、被動元器件具有廣泛的應(yīng)用場景,成長空間巨大

(1)電容、電感、電阻是被動元器件的主要組成,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)對電路信號處理的不同,可以分為被動元器件和主動元器件。

被動元器件決定信號的通過與否,不改變信號的特征,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。主動元器件對信號進(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)模擬信號與數(shù)字信號之間的轉(zhuǎn)換、信號的調(diào)制解調(diào)、邏輯計(jì)算、存儲等具體功能。

e6935a1c-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

被動元器件是電子電路的基石,主要由電容、電感和電阻構(gòu)成,市場空間廣闊,其中電容主要用于旁路、去耦、濾波和儲能,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)展勢頭,全球被動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)是間隔對置的2個電極(金屬板)。施加直流電壓(V)到2個電極上,電子瞬間聚集到其中一個電極上,該電極帶負(fù)電,另一個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)(簡稱容量)。

e6b53ae2-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

通過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,充電結(jié)束。

e6e56abe-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

電容的電極被電介質(zhì)阻隔,施加直流電壓后,在充電過程中電流瞬間流過導(dǎo)線,但不會流到電介質(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,電場方向也會相應(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,但實(shí)際上與流過交流電流相同,因此可視為電容器使交流電流通過。

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)。

e70d6fdc-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

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)薄膜因施加過電壓導(dǎo)致被擊穿時,擊穿點(diǎn)附近的蒸鍍膜會瞬時氧化,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)生超過薄膜電容自我修復(fù)功能極限的絕緣擊穿時,熔斷部會熔斷從而避免此等破壞性的絕緣擊穿。

e730a8ee-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同分為卷繞型、積層型、有感型與無感型等。

e7597f76-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

e7818034-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

根據(jù)AlliedMarketResearch統(tǒng)計(jì),2021年全球薄膜電容市場規(guī)模約為32億美元,預(yù)計(jì)至2025年將增長至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,并對周圍產(chǎn)生磁效應(yīng)?;?a href="http://www.ttokpm.com/tags/電磁感應(yīng)/" target="_blank">電磁感應(yīng)原理,電流同向流動的平行導(dǎo)線相互吸引,電流逆向流動的平行導(dǎo)線相互排斥,將導(dǎo)線繞制成線圈并通電,會產(chǎn)生類似磁鐵的磁場。

e7a90c08-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

電感能讓直流電順利通過,但對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:

e7cfa958-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

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、電源電路等多個場景中。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。

e7f045dc-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

中國是全球新能源汽車最大市場,乘用車電動化提速令車規(guī)級被動元器件需求加速釋放

(1)中國市場是全球新能源汽車最大市場

2015-2019年,中國持續(xù)保持了全球最大新能源汽車銷售市場的國際地位。2020年受特殊公共衛(wèi)生事件等因素影響,中國市場規(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:

e81dee1a-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

(2)乘用車加速電動化

①新能源汽車增長持續(xù)優(yōu)于汽車整體市場

隨著各國支持政策的持續(xù)推動,全球新能源汽車市場高速增長。根據(jù)GGII數(shù)據(jù),全球新能源汽車銷量已從2014年的34.1萬輛增長至2022年的1,010.0萬輛,年均復(fù)合增長率達(dá)52.74%。隨著全球主流汽車強(qiáng)國對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)者對新能源汽車接受度不斷提高,新能源汽車銷量仍將在中長期內(nèi)保持增長的趨勢。GGII預(yù)計(jì)到2025年,全球新能源汽車銷量預(yù)計(jì)達(dá)到2,600.0萬輛,較2022年年均復(fù)合增長率達(dá)37.05%。

e841ff80-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

2020年11月2日,國務(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)》(國辦發(fā)〔2020〕39號),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,受到國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策驅(qū)動,我國新能源汽車出現(xiàn)爆發(fā)式增長。根據(jù)中汽協(xié)統(tǒng)計(jì),我國新能源汽車產(chǎn)量從2015年的34.0萬輛增長到2018年的127.1萬輛,年均復(fù)合增長率為55.13%;銷量從2015年的33.1萬輛增長到2018年的125.6萬輛,年均復(fù)合增長率為55.96%。2019年,受到補(bǔ)貼退坡和汽車市場整體消費(fèi)下滑的影響,我國新能源汽車產(chǎn)量和銷量分別為124.1萬輛、120.6萬輛,較2018年略有下滑。2020年中國新能源汽車銷量136.7萬輛,同比增長13.35%,新能源產(chǎn)業(yè)鏈逐步恢復(fù)。2021年我國新能源汽車市場在2020年的基礎(chǔ)上繼續(xù)保持高速增長,全年實(shí)現(xiàn)銷量352.1萬輛,同比增長157.57%。2022年全年實(shí)現(xiàn)銷量688.7萬輛,同比增長95.6%。2015年以來,中國新能源汽車銷量的增速持續(xù)顯著優(yōu)于汽車整體市場:

e86d60bc-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

根據(jù)公安部統(tǒng)計(jì),截至2022年底,全國新能源汽車保有量達(dá)1,310萬輛,占汽車總量的4.10%,扣除報(bào)廢后銷量比2021年增加526萬輛,增長67.09%。其中,純電動汽車保有量1,045萬輛,占新能源汽車總量的79.77%。

e88c4fae-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

②國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,在電動化戰(zhàn)略的投資規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大,加快在電動化和智能化的布局。

2019年6月,豐田宣布計(jì)劃到2025年銷售HEV/PHEV達(dá)到450萬輛,BEV/FCEV達(dá)到100萬輛以上的目標(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未來峰會”上宣布將加快電動產(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一半將是純電動車?!边@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年間在混合動力、電動出行以及數(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款純電動車型,高于此前預(yù)計(jì)的70款;推出大約60款混合動力車型,銷售目標(biāo)為600萬輛。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),新能源車型將會更加豐富,在技術(shù)的創(chuàng)新和安全性上會有更多的保證。未來傳統(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)動因素。

全球知名整車企業(yè)新能源汽車戰(zhàn)略簡要匯總與梳理如下:

e8b8f504-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

e8e8324c-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

(3)對薄膜電容、升壓電感等車規(guī)級被動元器件的需求正迎來快速增長的歷史機(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。在全球汽車電動化浪潮的推動下,車規(guī)級薄膜電容的市場需求快速增長。

e91658fc-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

3、風(fēng)電光伏領(lǐng)域需求穩(wěn)定增長,儲能配套將成為被動元器件新增長點(diǎn)

(1)風(fēng)電光伏領(lǐng)域需求穩(wěn)定增長

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題已經(jīng)成為全球共同面臨的威脅,全球多個國家相繼提出了“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。在世界各國清潔能源轉(zhuǎn)型、“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)推動下,全球風(fēng)電光伏產(chǎn)業(yè)未來長時期內(nèi)將實(shí)現(xiàn)持續(xù)快速發(fā)展。

e93b5300-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

同時,我國國家與地方政府相繼出臺關(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,國家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國大會上表示,中國將力爭于2030年前達(dá)到碳排放峰值,努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。國家各部委亦出臺相關(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,如國家能源局在2020年12月的全國能源工作會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存能力;國家電網(wǎng)在2021年3月發(fā)布的“碳達(dá)峰、碳中和”行動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,其在我國能源結(jié)構(gòu)中的占比預(yù)計(jì)將持續(xù)提高。根據(jù)國務(wù)院印發(fā)的《2030年前碳達(dá)峰行動方案》,我國到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。

e9651b86-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

②風(fēng)電光伏技術(shù)不斷成熟,經(jīng)濟(jì)性提高推動裝機(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,新能源電價補(bǔ)貼逐步實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)退坡,已經(jīng)具備了平價上網(wǎng)的條件。根據(jù)國際可再生能源署(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)勢逐步顯現(xiàn),疊加全球各國可再生能源政策的頒布與執(zhí)行,推動裝機(jī)量持續(xù)提升,未來有望成為全球各國家和地區(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增長至906GW,年復(fù)合增長率達(dá)18.88%。根據(jù)國際能源署數(shù)據(jù),近年來全球光伏發(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年全球光伏市場新增裝機(jī)量240GW,同比增長37.14%,2013-2022年間新增裝機(jī)容量復(fù)合增長率達(dá)22.73%。

e993b87e-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

根據(jù)國際可再生能源署發(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)國家能源局?jǐn)?shù)據(jù),2022年,我國風(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;我國光伏新增裝機(jī)量為87.41GW,同比增長60.30%,為歷年以來年投產(chǎn)最多的年份,累計(jì)裝機(jī)容量為392.61GW。中國光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會預(yù)計(jì)“十四五”期間我國年均光伏新增裝機(jī)規(guī)模或?qū)⒊^75GW,市場空間廣闊。

e9c088ae-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

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,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、變壓器等被動元器件,風(fēng)電光伏裝機(jī)容量的持續(xù)增長態(tài)勢為被動元器件創(chuàng)造了廣闊的市場需求。

③平價上網(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;技術(shù)實(shí)力強(qiáng)者將獲得更多競爭優(yōu)勢,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)大型化成為近年來風(fēng)電行業(yè)發(fā)展的主要趨勢,具備大功率機(jī)型產(chǎn)品生產(chǎn)能力的整機(jī)廠商將獲得更多競爭優(yōu)勢。根據(jù)《風(fēng)電回顧與展望2021》數(shù)據(jù),近年來,我國新增裝機(jī)的風(fēng)電機(jī)組平均功率快速增長,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)勢的風(fēng)機(jī)制造廠商競爭優(yōu)勢凸顯,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)占市場份額的比例達(dá)86.93%。根據(jù)中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會統(tǒng)計(jì),2022年我國前十大風(fēng)電整機(jī)制造商合計(jì)市場份額為98.60%,我國風(fēng)電整機(jī)制造行業(yè)集中度亦較高。

e9f9c8f8-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

(2)儲能配套將成為被動元器件新增長點(diǎn)

低碳轉(zhuǎn)型趨勢下,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帶來風(fēng)能和太陽能的不穩(wěn)定,需要儲能系統(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,近年來我國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,增加儲能配套建設(shè)。2022年3月國家發(fā)展改革委和國家能源局發(fā)布的《“十四五”新型儲能發(fā)展實(shí)施方案》指出,到2025年,新型儲能由商業(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,各個省份相繼出臺的鼓勵和強(qiáng)制配置儲能政策促使儲能項(xiàng)目在各地落地建設(shè),進(jìn)一步推進(jìn)儲能產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展。

根據(jù)CNESA的統(tǒng)計(jì),全球新型儲能項(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75%;其中中國新型儲能新增裝機(jī)規(guī)模由0.1GW增加至2.45GW,年均復(fù)合增速超過89%。至2021年末,全球電力系統(tǒng)中已投運(yùn)新型儲能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)25.4GW,中國已累計(jì)達(dá)5.7GW。

隨著可再生能源裝機(jī)規(guī)模的持續(xù)增長、儲能及電價相關(guān)政策的不斷完善,以鋰電池為主的新型儲能技術(shù)有望在相關(guān)機(jī)制的推動下迎來高速發(fā)展契機(jī)。國家發(fā)改委、能源局發(fā)布的《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》明確了2025年新型儲能裝機(jī)規(guī)模達(dá)30GW以上的目標(biāo),以此計(jì)算,2021-2025年均復(fù)合增長率將超50%。

儲能系統(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、變壓器等被動元器件。新能源配置儲能已成為行業(yè)未來發(fā)展趨勢,隨著新能源的持續(xù)建設(shè),儲能市場將逐漸打開,儲能領(lǐng)域?qū)⒊蔀楸粍釉骷略鲩L點(diǎn)。

4、我國工業(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)的升級為工業(yè)自動化行業(yè)提供了發(fā)展機(jī)遇

工業(yè)自動化是指機(jī)器設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中,在無人干預(yù)的情況下根據(jù)設(shè)定好的指令或者程序,自動完成工作任務(wù)。工業(yè)自動化涉及電子信息、計(jì)算機(jī)、通訊等諸多領(lǐng)域的知識和技術(shù),是現(xiàn)代制造領(lǐng)域中核心產(chǎn)業(yè)之一。

未來,工業(yè)自動化的廣泛應(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,我國制造業(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,提升我國制造業(yè)競爭力,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)升級發(fā)展成為當(dāng)務(wù)之急,已成為近年來國家鼓勵的重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域之一,國家先后出臺多項(xiàng)強(qiáng)有力的行業(yè)政策推進(jìn)工業(yè)自動化行業(yè)的發(fā)展。

近年來,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,我國的工業(yè)自動化也將從以電子信息化為基礎(chǔ)的第三次工業(yè)革命時代升級為以萬物互聯(lián)為主的第四次工業(yè)革命時代,人機(jī)交互、自動化、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)域的崛起將拉動市場對工業(yè)自動化產(chǎn)品的巨大需求。此外,隨著人力資本的不斷增長,市場對產(chǎn)品品質(zhì)、制造精度需求的提升,傳統(tǒng)制造業(yè)對工業(yè)自動化轉(zhuǎn)型的需求尤為迫切,也帶動了工業(yè)自動化市場規(guī)模的日益增長。

根據(jù)銳觀咨詢的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),我國工業(yè)自動化市場規(guī)模自2012年以來,總體呈現(xiàn)上升趨勢,市場規(guī)模從2012年的1,410億元增長至2021年的2,530億元。

ea1faaf0-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

經(jīng)過多年的經(jīng)驗(yàn)積累,我國工業(yè)自動化行業(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),其一方面通過加強(qiáng)自主創(chuàng)新縮小與國際品牌在產(chǎn)品性能方面的差距,另一方面通過本土化服務(wù)、快速響應(yīng)能力及高性價比等優(yōu)勢提升綜合競爭力,市場份額穩(wěn)步增長。

工業(yè)自動化行業(yè)的發(fā)展將促使工業(yè)自動化設(shè)備的需求逐步釋放,進(jìn)而增加對上游被動元器件產(chǎn)品的市場需求。

行業(yè)技術(shù)特點(diǎn)

電力電子被動元器件的耐高溫、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、大電流性能對安全性的影響

一方面,被動元器件的性能參數(shù)在不同溫度下,會發(fā)生一定的改變,稱作“溫度穩(wěn)定性”(或“溫度漂移特性”),過高的溫度甚至?xí)?dǎo)致被動元器件失效。因此,較好的耐高溫特性和溫度穩(wěn)定性,能夠令被動元器件在更寬的溫度范圍內(nèi)正常工作。

另一方面,被動元器件也會面臨偶發(fā)因素導(dǎo)致的施加電壓瞬時超過工作電壓上限或施加電流瞬時超過工作電流上限的情況。較好的耐高壓、大電流性能,能夠減少被動元器件因瞬時過壓或過流導(dǎo)致的失效。

(2)低雜散參數(shù)對功能穩(wěn)定性的影響

理論上完美的被動元器件,在工作時應(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,被動元器件往往同時具有電容特性、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:

ea4e9838-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

更低的雜散特性,能夠讓被動元器件更接近其理論特性,從而令其在真實(shí)電路工作時的效果與設(shè)計(jì)預(yù)期保持一致,提升被動元器件和電路的功能穩(wěn)定性。

(3)被動元器件低噪音性能對舒適性的影響

電感的泄露磁通量會對周邊被動元器件產(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)用場景(例如:新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)需要對IGBT模塊頻繁開斷以控制驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速特性和轉(zhuǎn)矩輸出),相應(yīng)被動元器件的低噪音特性對整體舒適性的影響更為顯著。

2、行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢

(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一系列的功率損耗和熱管理問題;另一方面為了在較低功率損耗下實(shí)現(xiàn)對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)電動化、數(shù)字化、智能化的過程中,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),從而對被動元器件進(jìn)一步提出了小型化的要求。近年來,松下(Panasonic)薄膜電容產(chǎn)品的體積變化過程,已經(jīng)呈現(xiàn)出明顯的小型化趨勢。

ea6e9ad4-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

(3)更高的可靠性

新能源汽車行駛過程中,特別是在城市工況下,經(jīng)常需要加速與剎車,其電驅(qū)動系統(tǒng)中的電容需要承受瞬時大電流的導(dǎo)通與關(guān)斷的頻繁沖擊,進(jìn)一步提升了對電容等相關(guān)被動元器件的可靠性要求。

行業(yè)發(fā)展趨勢

1、下游新興產(chǎn)業(yè)快速釋放需求,引領(lǐng)被動元器件技術(shù)變革

被動元器件行業(yè)由電容、電感、電阻、變壓器、控頻元器件等組成。近年來,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,推動了電力電子被動元器件技術(shù)的變革。例如隨著新能源汽車、風(fēng)電光伏及儲能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,系統(tǒng)電壓不斷升級,傳統(tǒng)被動元器件已不能滿足市場需求;新能源汽車在汽車輕量化和優(yōu)化空間布局等指標(biāo)上要求越來越高,以實(shí)現(xiàn)降低能耗、提高乘坐舒適性和儲物便利性,從而對被動元器件小型化、集成化發(fā)展提出了更高的要求;新能源汽車的振動大、變速急等特點(diǎn)要求被動元器件可靠性強(qiáng)。

受此推動,能夠滿足新興產(chǎn)業(yè)應(yīng)用場景要求的技術(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)。

ea9fe79c-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

2、中國企業(yè)迎來發(fā)展機(jī)遇

(1)復(fù)雜的國際政治經(jīng)濟(jì)形勢為中國被動元器件企業(yè)帶來歷史發(fā)展機(jī)遇

復(fù)雜的國際政治經(jīng)濟(jì)形勢,為中國被動元器件行業(yè)的進(jìn)口替代與全面趕超帶來外部壓力的同時,也催生了內(nèi)部需求。越來越多的企業(yè)出于供應(yīng)鏈穩(wěn)定性、排產(chǎn)安全性等因素的考慮,對中國被動元器件供應(yīng)商持有更加開放的心態(tài)。

(2)新興產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化進(jìn)程推動被動元器件企業(yè)快速發(fā)展

隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國已成為新能源汽車第一大市場,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,龐大的市場需求將帶動被動元器件的快速發(fā)展。同時,已經(jīng)有一大批中國企業(yè)成長起來,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)勢競爭地位,對上游核心元器件的國產(chǎn)化需求不斷上升。我國被動元器件企業(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)勢成為最直接的受益者,迎來快速發(fā)展的市場機(jī)遇。

行業(yè)競爭格局

現(xiàn)階段,全球電力電子被動元器件廠商較多,主要集中在日本、韓國、美國、中國臺灣和中國大陸。其中,日韓臺美的廠商大規(guī)模投資電力電子被動元器件行業(yè)的時間較早,具有一定的技術(shù)優(yōu)勢和規(guī)模優(yōu)勢,形成了以松下(Panasonic)、TDK、尼吉康(Nichicon)、田村(TAMURA)、國巨、威世(Vishay)等為代表的大型企業(yè)。

在政策、資金、人才、市場等多方面因素的作用下,中國大陸已涌現(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。

eacfb76a-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

被動元器件行業(yè)市場空間廣闊

被動元器件是電子電路的基石,主要包括電容、電感、電阻和被動射頻器件等,具備細(xì)分產(chǎn)品類別較多、市場空間廣闊、下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、行業(yè)集中度相對較低的特點(diǎn)。根據(jù)MordorIntelligence數(shù)據(jù),2022年全球被動元器件市場規(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)合年增長率為5.29%,市場空間廣闊。從下游應(yīng)用領(lǐng)域來看,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%。由于被動元器件行業(yè)在應(yīng)用場景和細(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)模在全球被動元器件整體市場占有率較低。

薄膜電容的市場競爭格局

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)》,薄膜電容的市場競爭格局如下:“一般而言,用于消費(fèi)品市場的薄膜電容電壓相對較低(如家電、消費(fèi)電子等),壁壘較低,市場因而更加分散,競爭也更為激烈。我們估計(jì)中國約有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,市場也更加集中。

在中國,僅少數(shù)幾家供應(yīng)商涉足這一高端市場,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)級市場有一定地位。

eaf77782-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

新能源汽車行業(yè)發(fā)展帶來薄膜電容增量需求,薄膜電容技術(shù)經(jīng)過持續(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,全球電力電子被動元器件廠商較多,主要集中在日本、韓國、美國、中國臺灣和中國大陸。其中,日韓臺美的廠商大規(guī)模投資電力電子被動元器件行業(yè)的時間較早,具有一定的技術(shù)優(yōu)勢和規(guī)模優(yōu)勢,形成了以松下(Panasonic)、TDK、尼吉康(Nichicon)、田村(TAMURA)、國巨、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。

eb1f74c6-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

隨著新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展,在電驅(qū)動系統(tǒng)控制等領(lǐng)域,對電力電子元器件產(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。

eb441d12-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

比亞迪、法拉電子、鷹峰電子都是車規(guī)級薄膜電容的先行者;鷹峰電子把握了2019年以來行業(yè)快速放量的歷史機(jī)遇

eb6daaba-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

薄膜電容應(yīng)用廣泛,車規(guī)級與非車規(guī)級差異顯著;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爭

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,對法拉電子全年業(yè)績影響不大,不會對公司目前及近期正常經(jīng)營產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響?!蹦壳?,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)級薄膜電容企業(yè)需要經(jīng)過持續(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。

eb94d34c-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

ebb1fa4e-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

注:AEC-Q200被動元器件壓力測試標(biāo)準(zhǔn)(StressTestQualificationForPassiveComponents)是由美國汽車電子委員會制定的,針對汽車使用的被動元器件所需要滿足的一系列測試條件。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)力前后電氣特性測試、高溫測試、溫度循環(huán)測試、破壞性物理分析等36項(xiàng)。

車規(guī)級升壓電感的市場競爭格局

車規(guī)級升壓電感目前主要應(yīng)用于插電式混合動力汽車(PHEV,Plug-inHybridElectricVehicle)的驅(qū)動升壓場景。由于插電式混合動力汽車所裝載的電池比純電動汽車更少,因此無法直接實(shí)現(xiàn)高電壓輸出。為了降低成本、滿足性能、提高市場競爭力,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高電壓驅(qū)動電機(jī)的功能。該技術(shù)路線具備純電模式下續(xù)航里程較長且經(jīng)濟(jì)節(jié)能、虧電模式(即主要使用燃油發(fā)動機(jī)驅(qū)動汽車)下較低油耗等優(yōu)勢。2021年初,比亞迪推出了采用升壓電路技術(shù)的插電式混合動力汽車DM-i(DualModelIntelligent)平臺,得益于產(chǎn)品性能、技術(shù)優(yōu)勢與市場需求趨勢相匹配,比亞迪插電式混合動力汽車銷量由2020年的4.81萬臺提升至2022年的94.62萬臺,贏得了市場認(rèn)可。國內(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)一的插電式混合動力汽車(PHEV,Plug-inHybridElectricVehicle)、混合動力汽車(HEV,HybridElectricVehicle)技術(shù)路徑。由于:(1)發(fā)展插電式混合動力汽車、混合動力汽車,有利于盤活發(fā)動機(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力方案已經(jīng)贏得市場認(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、高壓快速充電方向演進(jìn)。因此預(yù)計(jì)未來車規(guī)級升壓電感產(chǎn)品的市場需求仍將穩(wěn)定增加。

各參與方在車規(guī)級被動元器件不同產(chǎn)品類別的競爭實(shí)力和主要客戶情況

現(xiàn)階段,全球電力電子被動元器件廠商較多,主要集中在日本、韓國、美國、中國臺灣和中國大陸。其中,日韓臺美的廠商大規(guī)模投資電力電子被動元器件行業(yè)的時間較早,具有一定的技術(shù)優(yōu)勢和規(guī)模優(yōu)勢,形成了以松下(Panasonic)、TDK、尼吉康(Nichicon)、田村(TAMURA)、國巨、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)級被動元器件的參與者較少。

國際競爭對手

(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。

ebdac262-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

(2)TDK

TDK創(chuàng)立于1935年,推動了首個鐵氧體磁芯的工業(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、廣播電臺用專業(yè)調(diào)音臺、無線麥克風(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,威世通過持續(xù)收購一些中小公司,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)。

國內(nèi)競爭對手情況

(1)法拉電子(600563.SH)

法拉電子成立于1998年,主營業(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,法拉電子位列中國第一、全球前三。

(2)銅峰電子(600237.SH)

銅峰電子成立于1996年,主營業(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)等多個行業(yè)。

(3)伊戈?duì)枺?02922.SZ)

伊戈?duì)柍闪⒂?999年,主營業(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LED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)國巨(2327.TW)

國巨成立于1977年,為全球領(lǐng)先的被動元器件服務(wù)供應(yīng)商,產(chǎn)品包括:電阻、電容、電感、變壓器、繼電器、天線、無線元件和電路保護(hù)元件等。目前,國巨在晶片電阻(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元器件國內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè)之一。從事電容、電感、母排、電阻等被動元器件產(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、陽光電源、金風(fēng)科技、銅盟電氣、西門子歌美颯、明陽集團(tuán),工業(yè)自動化領(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價格及變動比例

ec167262-795a-11ee-939d-92fbcf53809c.png

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
  • 新能源汽車
    +關(guān)注

    關(guān)注

    141

    文章

    10202

    瀏覽量

    98762
  • 電容電感
    +關(guān)注

    關(guān)注

    1

    文章

    37

    瀏覽量

    7756
  • 被動元器件
    +關(guān)注

    關(guān)注

    0

    文章

    36

    瀏覽量

    5579

原文標(biāo)題:新能源汽車電容電感電阻被動元器件的應(yīng)用解析

文章出處:【微信號:智能汽車電子與軟件,微信公眾號:智能汽車電子與軟件】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

收藏 人收藏

    評論

    相關(guān)推薦

    新能源汽車發(fā)展之下的電容技術(shù)趨勢

    電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道(文/李寧遠(yuǎn))任何硬件電路都離不開的基礎(chǔ)被動元器件,電容也是新能源汽車里少不了的。總的來看,其作用無外乎是濾波、吸收和諧振。
    的頭像 發(fā)表于 10-08 07:45 ?1865次閱讀

    剖析被動元器件的市場數(shù)據(jù)

    被動元件區(qū)分于主動元件,指內(nèi)部不需要電源驅(qū)動的器件,其本身不消耗電能,只需輸入信號就可正常工作。被動元件主要分為RCL(電阻、電容
    的頭像 發(fā)表于 11-23 08:29 ?2.6w次閱讀
    剖析<b class='flag-5'>被動</b><b class='flag-5'>元器件</b>的市場數(shù)據(jù)

    新能源汽車保駕護(hù)航,汽車電容的發(fā)展

    電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道(文/李寧遠(yuǎn))作為三大無源器件之一的電容,是任何硬件電路都離不開的基礎(chǔ)被動元器件。各個應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)都有著電容的身影,這些元件不
    的頭像 發(fā)表于 02-25 02:11 ?2213次閱讀

    布局高門檻熱門應(yīng)用,被動元器件持續(xù)積累材料與工藝技術(shù)

    略低于電感。 ? 作為電子行業(yè)的基石,各個應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)都有著這些被動元器件的身影,被動元器件不僅在傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的電路中默默發(fā)揮著作用,在5G、
    的頭像 發(fā)表于 05-23 01:06 ?1542次閱讀

    新能源汽車推動被動元器件革新

    的基石,被動元器件不僅在傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的電路中默默發(fā)揮著作用,在5G、新能源汽車、光伏等新興領(lǐng)域更是承擔(dān)著重要職責(zé)。汽車領(lǐng)域無疑又是現(xiàn)在備受關(guān)
    的頭像 發(fā)表于 12-19 00:18 ?1589次閱讀

    求教:新能源汽車DC/DC電路拓?fù)洌饕心男?b class='flag-5'>元器件有哪些?

    新能源汽車DC/DC電路拓?fù)?,主要有哪?b class='flag-5'>元器件有哪些?
    發(fā)表于 03-16 20:54

    電子元器件行業(yè)對汽車電動化發(fā)展的影響

    電動化發(fā)展是一個必然趨勢。汽車電動化的發(fā)展離不開電子元器件,在新能源汽車DC/DC、電機(jī)控制系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)等中使用到電子元器件的量非常大
    發(fā)表于 09-10 17:41

    新能源汽車中預(yù)充電阻的選型及分析

    較大沖擊,所以用電阻限流,這里用到的電阻就是預(yù)充電電阻。新能源汽車的電池管理系統(tǒng)都會涉及高壓預(yù)充環(huán)節(jié),這是因?yàn)殡姍C(jī)控制器(就是我們常說的逆變
    發(fā)表于 04-26 13:52

    新能源汽車控制器薄膜電容與放電電阻計(jì)算

    本帖最后由 張飛電子學(xué)院郭嘉 于 2021-1-26 16:15 編輯 在新能源新能源汽車運(yùn)用中,電容器在能源控制、電源管理、電源
    發(fā)表于 01-26 16:11

    新能源汽車回收業(yè)務(wù)|新能源汽車電池包回收|新能源汽車電池模組回收|庫存新能源汽車回收|新能源汽車高價回收

    新能源汽車回收業(yè)務(wù):1:新能源報(bào)廢車回收:各種型號的報(bào)廢車回收。回收各種新能源汽車,電動汽車回收
    發(fā)表于 09-14 11:13

    【半導(dǎo)體科普】一文讀懂被動元器件

    ,隨著5G應(yīng)用、萬物互聯(lián)、新能源汽車爆發(fā)、智能汽車普及等應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大,被動元器件行業(yè)(電容
    發(fā)表于 03-02 15:43

    汽車電阻新能源時代來臨,車用電阻市場機(jī)遇正在顯現(xiàn)

    ** 汽車電阻新能源時代來臨,車用電阻市場機(jī)遇正在顯現(xiàn)** 電阻被稱之為電子時代的“鋼筋水泥”, 電阻
    發(fā)表于 04-28 11:31

    電子元器件電阻-電容-電感-知識大全-PPT版

    電子元器件電阻-電容-電感-知識大全-PPT版,感興趣的小伙伴們可以看看。
    發(fā)表于 08-22 16:01 ?0次下載

    常用元器件的識別和使用(電阻電容、電感

    常用元器件的識別與使用(電阻、電容、電感
    的頭像 發(fā)表于 02-03 14:59 ?2.4w次閱讀

    新能源汽車電容電感電阻被動元器件的應(yīng)用解析

    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過電壓
    發(fā)表于 10-30 15:33 ?948次閱讀
    <b class='flag-5'>新能源</b><b class='flag-5'>汽車</b><b class='flag-5'>電容</b><b class='flag-5'>電感電阻</b><b class='flag-5'>被動</b><b class='flag-5'>元器件</b>的應(yīng)用<b class='flag-5'>解析</b>