20230525_国金证券_电池行业研究报告:复合集流体2设备与工艺篇_21页.pdf

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敬请参阅最后一页特别声明 1 1、PP、PET 路径切换对设备有何 影响?PET 基材在电池高温循环中,溶质易与溶剂反应生成氢氟酸,由于 其耐酸耐碱能力较差,容易被腐蚀,进而导致高温循环 跳水,需做 电解 液改 性,但性 能天 花板 有限。PP 化学性质更为稳定,但 结合 力差、质地 软,对 磁控溅射的 张 力控制等 参数 要求更高,需要通过设备升级及工艺 Know-how 把控。同时,磁控部分 难度加大后,进一步 影响 后续 水 镀品质及效率,整体工艺难度显著加大,产品指标需满足结合力&卷长要求。2、未 来设 备端 如何 提升 效率、降 本?幅宽基本相对匹配,走速是核心指标。相对来看,PET 磁控环节比较容易提升走速,可达到 10m/s 以上。但由于 PP路径 的切 入,磁控 环节 将 首要 强调品质 的兑现,后续 提升效率的方式包括增大功率、增加靶材数量等,而品 质也 会反向制约效率。因此,在 PP 路径 下,磁控显著提升速率 的难度更大,应尽可能能缩小磁控的厚度。水镀 环节 将是 提升效率重要环节,方式包括增加铜槽数量等。3、设 备供 应链 有哪 些替 代空 间?真空镀设备中,电源、真空泵目前价值量占镀膜设备成本 25%、20%,国产替代空间较大,我们预计 2025 年 复合 集流体真空泵市场空间 9.6 亿元,2030 年市场空间 33.3 亿元,电源市场 2025 年 12 亿元,2030 年 41.6 亿元,我们 参考华经产业研究院数据,预计 2025 年真空泵市场空间合计为 152.6 亿元,电源市场空间合计为 107.6 亿元,2030 年复合集流体带来的真空泵、电源市场较 2025 年总市场空间拉动弹性为 21.8%、38.7%。水镀环节零部件 国产 化率 较 高 基本无瓶颈。电镀:供应链成熟,无产业链瓶颈。电镀设备 主要 由五 金件、电 器类、结 构件、槽 体类、整 流机、机 械手等组 成,其中 五金、电器、整流 机为 核心 部分。总体 来看,电镀 环节 的上 游零 部件 产业 化较 为成 熟,基本 实现 了 国产化替代。复合集流体对设备端的技术要求伴随需求逐步提升,建议关注 电镀设备龙头厂商东威科技,一体化镀膜设备厂道 森股份,汇成真空(拟上市),以及 真空泵、电源等细分赛道,对应公司为汉钟精机(真空泵)、英杰电气(电源)等。复合铜箔产业化进展不及预期;半导体领域需求不及预期;竞争格局恶化风险等 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 2 内容目录 一、品质:基膜的路线切换,影响如何?.4 二、效率:设备如何进一步迭代.9 2.1 磁控溅射.9 2.2 水电镀.10 三、供应链:设备端的供应链分析.10 四、投资建议.18 五、风险提示.19 图表目录 图表 1:PP、PET 材料对比.4 图表 2:PET/PP 分子结构示意图.4 图表 3:卷绕式磁控 溅射镀膜机.5 图表 4:张力对镀膜质量的影响.5 图表 5:张力控制模型原理.5 图表 6:张力控制原理.5 图表 7:薄膜组织的四种典型断面结构.6 图表 8:衬底相对温度和溅射气压对薄膜组织的影响.6 图表 9:正交试验基膜结合力极差分析.6 图表 10:影响镀层与基体结合强度的工艺参数.7 图表 11:电源波形对镀层结合力的影响.7 图表 12:蒸镀与磁控溅射纯 Al 薄膜结合力比较(低碳 钢 Q235 基体).8 图表 13:高导电性电子铜箔(MC)生产工艺流程.8 图表 14:薄膜表面处理方法.9 图表 15:反应离子刻蚀工艺下的剥离强度.9 图表 16:不同气压对应的沉积速率.9 图表 17:水电镀提升效率途径.10 图表 18:真空镀膜设备构成.11 图表 19:双面磁控溅射构成.11 图表 20:真空镀膜设备构成与作用.12 图表 21:真空镀膜成本构成.12 图表 22:真空镀膜原材料成本构成.12 图表 23:真空类型.13 图表 24:2019 年全球真空泵下游 领域.13 YWCXvMnQpMrQsMsRnQpQqR6McM9PpNpPmOsRlOmMtOjMnOnNaQpPuMxNtQsOvPnQmM行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 3 图表 25:真空泵全球竞争格局.13 图表 26:蒸镀电源类型.14 图表 27:蒸发镀技术路线.14 图表 28:磁控溅射原理.15 图表 29:磁控靶材竞争格局.15 图表 30:真空镀核心部件公司梳理.15 图表 31:电镀成本构成.16 图表 32:电镀原材料成本构成.16 图表 33:复合集流体需求测算.16 图表 34:真空镀核心部 件市场空间测算.17 图表 35:真空镀核心部件总市场空间测算.18 图表 36:推荐标的盈利预测.19 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 4 PET 膜 主流卡位:此前,复合集流体产业链中选择 PET 基膜的生产厂商较多,而选择 PP基膜的生产厂商较少,主要系:1)PET 基膜 机械 拉伸强度 较大,抗拉 性能 佳,镀 金属 工艺难度 相对 较小;2)PET 界面结合力更强。PET 膜 为极性聚合物,其 铜附着能力更强。PP 膜商业化 掣肘:1)量产难;2)界面结合差。量产难。虽 PP 膜重量更轻、密度更低(潜在降本空间大),但 1)机械拉伸强度较差。较 PET 膜,PP 膜在磁控溅射、蒸发镀膜等镀膜环节需要更精细的张力控制,否则 容易 出现材料 厚度不均、变形、褶皱、断带等问题,致使 良率 降低,进而影响量产。2)工艺难度高。PP 加工时易产生取向,导致不同方向 上 的性能差异。界面结合力较差。PP 膜为非极性聚合物,相较 PET,其铜附着能力较差。图表1:PP、PET 材 料对 比 PP PET 160-170 225-265 4 m 4.5 m 1.82MPa 102 85 来源:高工锂电,鑫椤锂电,高分子材料,国金证券研究所 PP 或将反超:PET“阿喀琉斯之踵”-高温循环问题。高温下,六氟磷酸锂分解加剧。由于六氟磷酸锂对热的不稳定性,会分解生成酸,因此电解液的存储温度一般控制在 35以下。高温环境下,六氟磷酸锂盐会分解为氟化锂和五氟化磷,进而与电解液溶剂反应生 成 氢氟酸,腐蚀电极材料。PP 化学稳定性 稳定,契合电池 应用诉求。PET 含有 酯基,在强 酸、强碱或者水蒸气的作用下会发生分解。而 PP 化学稳定性优异,对大多数酸、碱、盐、氧化剂都显惰性。常温时,PET、PP 复合箔材循环次数可保持一致。但是,高温 环境下,PP 复合箔材循环次数较 PET 复合箔材 表现 更佳。图表2:PET/PP 分子 结 构示 意图 PET PP 来源:高分子材料,国金证券研究所 PP VS.PET,影响 如何:1)行业壁垒再提,Know-how 属性显著增强。行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 5 设备 端:目前,市场 主流 两步 法、三步 法中 所涉 及的 磁控 溅射、蒸发 镀膜 环节 都涉 及卷 绕张力 控制 技术。卷绕 张力 控制 的精 度、稳定 性将 直接 影响 真空 镀膜 机对 原料 膜的适应能力、及所产产品的质量把控。PP 膜拉伸较 PET 膜敏感。薄膜放卷、收卷时,卷径此消彼长、持续变化,这将导致卷材张力发生变化。如果 无法精确地控制张力 大小,过大、过小、或者 不稳定的张力都会影响镀膜的质量。张力过大时,薄膜会产 生皱纹,甚至断裂;张力过小时,薄膜打滑、卷材跑偏;张力不稳定时,卷材边缘不平整且镀膜不均匀。图表3:卷 绕 式 磁 控溅 射 镀膜 机 图表4:张 力 对 镀 膜质 量 的影 响 来源:卷绕式磁控溅射镀膜机张力控制系统分析与优化,国金证券研究所 来源:卷绕式磁控溅射镀膜机张力控制系统分析与优化,国金证券研究所 张力控制系统 Know-how 属性显著:构件复杂,度量 要求 精准。真空镀膜卷绕系统主要设备包含开卷机、张力辊、方阻测量装置、舞动辊和收卷机等。真空镀膜卷绕张力控制模型 涉及 参数 多、复杂:从开 始的 系统 线速 度、卷绕 系统 转速 计算得卷 径,进而 得到加速度转矩和摩檫力转矩,最后 得到卷绕系统总转矩,从而 实现对系统张力的实时控制。PP 膜镀膜设备要求较 PET 膜镀 膜设 备高。适用 于 PP 基材的 PVD 镀膜设备可向下兼容 PET 基材,但是 PET 基材镀膜设备无法兼容 PP 基材镀膜。图表5:张 力 控 制 模型 原 理 图表6:张 力 控 制 原理 来源:真空镀膜卷绕张力控制模型仿真的研究,国金证券研究所 来源:真空镀膜卷绕张力控制模型仿真的研究,国金证券研究所 工艺端:工艺参数细化,PP 界面结合力有望改善。市场主流 工 艺路 线基 本都 涉及 磁控 溅射工 艺,而该环节 中的可控参数众多。在不改变材料物化性质的前提下,或可通过调整工艺参数,以改善 PP 界面结合 力。以下,我们将结合理论依据和现实案例进行分析:a)理论依据:沉积 条件影响薄膜质量。作用 机理:溅射 气压&(基 片)衬底相对 温度(衬 底温 度/沉积 物质 熔点)直接 影响 入射 在衬 底表 面的 粒子 能量,行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 6 进而影响形成薄膜的结构、质量。低温、高压条件下,入射粒子能量低,原子表面扩散能力有限,沉积在衬底上的原子失去扩散能力,此时薄膜组织为晶带 1 型。沉积组织呈细纤维形态,晶粒边界处组织疏松。沉积组织由孔洞所包围,力学性能差。良好的真空环境、较高的 衬底 温度可使吸附原子的动能增大,此时 薄膜易结晶化,晶格 缺陷减少。此外,衬底 温度 高时,有助 于吸 附在 基片 表面 的残 余气体脱附,从而提高膜基间结合 力。图表7:薄 膜 组 织 的四 种 典型 断面 结 构 图表8:衬 底 相 对 温度 和 溅射 气压 对 薄膜 组 织的 影响 来源:薄膜技术与薄膜材料,国金证券研究所 来源:薄膜技术与薄膜材料,国金证券研究所 b)现实案例:市面上关于 PP 膜磁控溅射的具体试验 数据 甚少,可 参考 金属铬磁控溅射 PS 塑料基底实验 进行 分析:在不同本体真空度、不同靶基间距、不同 溅射 功率、不同 溅射 时间 下,PS 塑料基底与金属铬间的 结合力表现不一。据此实验,发现 本体真空度越高、溅射时间越长,越能提升基膜结合力。同时,靶基间距、磁射功率 等 参数 设计 know-how 属性凸显,可在区间内探索得到更优方案。我们 认为,未来 除了 设备 端(最 高本 体真 空度、可溅 射时 长等 硬性 设备 条件)外要求 更高,对生 产工艺参数(溅射功率等人为 可控 因素)的把控 要求也会明显提高。图表9:正 交 试 验 基膜 结 合力 极差 分 析 K1 44.87 43.56 43.55 45.05 K2 44.09 44.52 44.48 45.21 K3 42.72 42.77 44.01 45.54 k1 11.22 10.89 10.89 11.26 k2 11.02 11.13 11.12 11.30 k3 10.68 10.70 11.00 11.39 R 0.54 0.43 0.23 0.13 来源:磁控溅射工艺对金属镀膜塑料结合力影响的研究,国金证券研究所 注:K1 为各因素水平 1 的基膜结合力合计值;K2 为各因素水平 2 的基膜结合力合计值;K3 为各素水平 3 的基膜结合力合计值;k1 为各因素水平 1 的基膜结合力均值;k2为各因素水平 2 的基膜结合力均值;k3 为各因素水平 3 的基膜结合力均值;R 为极差 不同的 基体材料 意味着 其余环节 可再次 迭代寻优,进步 加深 行业“护 城 河”。以两步法/三步法中都涉及的水电镀工序为例:在非金属基体上溅射得金属种子 层(再 蒸镀增厚 金属 层)后,出于 提升 镀层 效率、降低 成本 考虑,选择 以水 电镀 方式 增厚 金属 层。但在电镀环节中,除了材料自身性质影响镀层结合力外,pH 值、温度、电流密 度等工艺参数,甚至电源波形也会影响镀层结合力。行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 7 图表10:影 响 镀 层 与基 体 结合 强度 的 工艺 参 数 图表11:电 源 波 形 对镀 层 结合 力的 影 响 pH pH=0.5;来源:提高镀层与基体结合强度的途径,国金证券研究所 来源:提高镀层与基体结合强度的途径,国金证券研究所 注:试验条件为:镀铬液 CrO3 250g/L,H2SO4 25g/L,60,50A/dm2,基体材料 为 ZL 105,镀铬层厚度为 120150um 2)磁控溅射 镀“强基”,电镀 工序 短期 被 替代较难。目前,市场 上多种 技术路线 并行,如一步 式全 干法(纯磁 控溅 射、纯 真空 蒸镀)、一步 式全 湿法(化 学镀 铜)、两步 法(磁 控溅 射+水电 镀)、三步 法(磁控 溅射+蒸发镀膜+水电镀)等。不同技术路线,优劣各异。一步式全干法:【优点】通过减少工艺步骤流程,或可提升产品良率;【缺点】成本过高、技艺未成熟 一步 式全 湿法:【优 点】镀膜均匀、良率 较高,成本 较低;【缺 点】镀膜 结合力 较 差,环境维护费用高 两步法:【优点】工艺环节相对简单;【缺点】生产效率较三步法低 三步法:【优点】水电镀良率有保障,生产 流程效率 提升,单平生产成本 有望降低;【缺点】较两步法增添真空蒸镀环节,产品 综合 良率 降低 PP 膜需求提出,磁控溅射价值提升,技术 路线 演绎 加速。当前,两步法/三步法为市场技术路线主流,系:1)较一 步式 全干 法(纯 磁控溅 射、纯蒸 发镀 膜),两步/三步法生产 效率、良率 较高,成本 较低;2)较一步 式全 湿法(化 学镀 铜),两步/三步法所产 复合箔材 镀膜结合力较强,镀层与基膜不易脱落。PP 膜出世,溅射 路线走强。除不易量产外,PP 复合箔材 的膜基结合力较小的问题也亟待解决。溅射原子能量较蒸发原子能量高。高能量溅射原子产生注入 现象,在基 片上 形成 溅射 原子 与基 片原 子相 溶合的伪扩散层。因此,溅射方法所得镀膜膜基结合力较高。综合成本及膜基结合力考虑,附着性更好、致密度更高的溅射镀膜路线走强,溅射相关设备预计将持续受益。行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 8 图表12:蒸 镀 与 磁 控溅 射 纯Al 薄 膜结 合 力比 较(低 碳钢 Q235 基体)来源:蒸镀、磁控溅射铝和铝合金薄膜的组织与性能,国金证券研究所 电镀 仍 适用 PP 膜,且主要应用于复合铜箔生产。据金美环评,以 PP/PET 原料膜为基膜,适用“真空镀膜+离子 置换”项目 工艺。相较 传 统铜 箔的 水电 镀,离 子置 换法 在基膜已磁控溅射金属化的基础上,在碱性离子置换工艺、酸性离子置换工艺中,通过化学反应在产品上沉积出金属铜堆积层。离子置换法操作容易,效率高,与空气接触的时间较短。图表13:高 导 电 性 电子 铜 箔(MC)生 产工 艺流 程 来源:金美环评,国金证券研究所 3)技艺上延呈多元,剥离强度 有保障。为提升绝缘 聚合物薄膜与导电金 属层间的结合力,除了 在聚 合物 薄膜 表面 先沉 积 Ni、Ti、Ta 等贵金属以增加两者间的结合力外,技术路线还可向上延伸-增添“表面 处理”环 节,改 变聚 合物 表面 物化 性 质以 提升 导电层与聚合物薄膜间的剥离强度,如 1)物理层面:反应离子刻蚀(RIE)。在 薄膜 表面形成毛刺状微结构,增加表面粗糙度,提升薄膜与导电层结合力;2)化学 层面:电晕处 理、等离 子体 表面 处理、化合 物表 面改 性处 理等 方法。通过 增加 聚合 物薄 膜表 面极性基团数目,提高表面张力,进而提升导电层与薄膜间的结合力。行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 9 图表14:薄 膜 表 面 处理 方 法 图表15:反 应 离 子 刻蚀 工 艺下 的剥 离 强度/()()N/m W S nm um 10 30 30 1 200 20 50 30 40 1 250 25 100 30 60 1 350 20 200 30 80 1 500 50 100 30 50 1 300 50 来源:一种复合集流体及其制备方法、电极极片、电池和终端,复合集流体及其制备方法、其极片和电池,国金证券研究所 来源:复合集流体及其制备方法、其极片和电池,国金证券研究所 注:基底材料为厚度 4um 的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜 2.1 磁控溅射 相较于后道水电镀,磁控环节 PET 提升效率 较为容易,而 PP 产品则应该在保证品质的情况下提升效率。1、溅射气压 在直流磁控溅射过程中,溅射气压(工作气压)是一个很重要的参数,它对 溅 射速 率,沉积速率以及薄膜的质量都有很大的影响。气体分子从一次碰撞到相邻的下一次碰撞所通过的距离的统计平均值,称之为平均自由程。从分子的平均自由程的角度来说,溅射气体压力低时溅射粒子的平均自由程大,与气体离子的碰撞的几率小,使沉 积速 率增 大。但是,溅射气体压力低时入射离子浓度低,溅射出的离子数目也少,又使沉积速率减小。图表16:不 同 气 压 对应 的 沉积 速率 来源:国家知识产权局,国金证券研究所 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 10 2、溅射电压、电流、功率 提升靶材的电压、电流、功率。以溅射电压为例,溅射电压对成膜速率的影响有这样一个规律:电压越高,溅射速率越快,而且这种影响在溅射沉积所需的能量范围内是 缓和的、渐进的.在影 响 溅射 系数 的 因素 中,在溅 射靶 材 和溅 射气 体之 后,放 电电 压确 实很 重要.一般来说,在正 常 的磁 控溅 射 过程 中,放电 电压 越 高,溅射 系数 越大,这意 味着 入射 离子 具 有更高的能量.因此,固体靶材的原子更容易被溅射出并沉积在基板上形成薄膜.3、增加靶材数量 这种方式相对好理解,靶 材用量等于表面积乘以所需的薄膜厚度(通常以纳米米为单位),再乘以一个系数来考虑材料损耗和效率,当靶 材数 量提 升,单位 厚度 的沉 积速 率 将成比例提升。此外,PP 膜材料对靶材的纯度也有更高的要求。2.2 水电镀 水电镀-镀膜工序最后一环,影响产品良率及成本的关键胜负手。在部分技术 路线中,可通过改造水电镀设备,可提升产品良率、降低生产成本。相较高成本的真空镀,成本较低的水电镀可在溅射所形成的金属层上增厚金属层。目前水电镀环节降本路径分为两类:1)提升 产品 良率(生 产效 率);2)避免 基材 浪费,降低 生产 成本。目前主流模式为提升铜槽数量、电镀液优化、反应条件优化(如添加超声波等)。图表17:水 电 镀 提 升效 率 途径 来源:国家知识产权局,国金证券研究所 目前,市场上的复合集流体生产工序基本无法避免真空镀或水电镀两种镀膜方 式。其中,对 真空镀膜设备 要求 高:真空 蒸镀 环节 中,高温 环境 下,长时 间运 转时 薄膜 易产 生熔 断或烫伤的缺陷;如果运转速度快,所形成的金属层薄,导电膜的导电性能差。因 此,真空 镀环节对设备、操作条件控制要求精度高,此环节降本增效方法有限。真空镀主要由真空腔体、真空获得系统、电源系统、镀膜系统等核心零部件组成,其中真空获 得系 统、电源 系统、镀膜 系统 为核 心部 分。其中,真空 获得 系统 主要 使腔 体形 成理 想的真空状态,电源供给所需电力,镀膜系统提供镀膜的工具。行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 11 图表18:真 空 镀 膜 设备 构 成 来源:汇成真空,国金证券研究所 图表19:双 面 磁 控 溅射 构 成 来源:海格瑞特,国金证券研究所 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 12 图表20:真 空 镀 膜 设备 构 成与 作用/PLC+/PLC 来源:汇成真空,国金证券研究所 从成本构成来看,真空镀 设备主要由材料端组成,其中机械配件、真空泵、电源为成本大头,分别 占 29%、21%、25%。目前 机械 配件、腔体 基本 可以 国产 化,部分 高端 性能 真空 泵、电源仍然主要依赖进口。图表21:真 空 镀 膜 成本 构 成 图表22:真 空 镀 膜 原材 料 成本 构成 来源:汇成真空,国金证券研究所 来源:汇成真空,国金证券研究所 真空 获得 系统:真空 泵是 真空 获 得设 备中 的主 要 零部件。用于 获得、改善 和(或)维持 真空环 境。真空 泵可 以定 义为:利用 机械、物理、化学 的方 法对 被抽 容器 进行 抽气 而获 得真空的器件或设备。真空蒸 镀金属薄膜一般在高真空(10-4mba 以上)条件 下,适用 分子 泵等类型。29.34%20.96%24.65%12.14%9.43%3.46%行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 13 图表23:真 空 类 型 105Pa-102Pa 102Pa-10-1Pa 10-1Pa-10-5Pa 10-5Pa 来源:汇成真空,国金证券研究所 图表24:2019 年 全球 真 空泵 下游 领 域 来源:华经产业研究,国金证券研究所 从半导体真空泵市场竞争格局来看,海外厂商占据 95%的市场份额,主要由 Atlas(2021年半导体真空泵收入约 105 亿元)和 Pfeiffer(2021 年半导体真空产品收入约 25 亿元)占据,国内厂商市场份额不到 5%。目前汉钟精机已在联电、力积电等取得突 破,未来有较大的国产替代空间。从光伏真空泵市场竞争格局来看,国内厂商汉钟精机占据较大市场份额。图表25:真 空 泵 全 球竞 争 格局 来源:中国电池创新联盟,鑫椤锂电等,国金证券研究所 电源系统:国产化 核心瓶颈。目前国内的光伏及真空镀膜使用的 PECVD 电源及 PVD 电源,Atlas Pfeiffer 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 14 几乎都被美国 AE/MKS 及德国霍廷格垄断,虽有国内数家企业仿制出类似产品,但是都属于国外产品本世纪初的技术水平,技术相对落后,并且有知识产权风险。图表26:蒸 镀 电 源 类型 来源:中国电池创新联盟,鑫椤锂电等,国金证券研究所 镀膜系统:1、电阻 加热 源:用难熔金属如钨、钽制成舟箔或丝状,通以电流,加热在它上方的或置于坩埚中的蒸发物质.电阻加热源主要用于蒸发 Cd、Pb、Ag、Al、Cu、Cr、Au、Ni等材料.2、高频 感应 加热 源:用高频感应电流加热坩埚和蒸发物质.3、电子 束加 热源:适用于蒸发温度较高(不低于 2000)的材料,即用电子束轰击材料使其蒸发。图表27:蒸 发 镀 技 术路 线,Cd Pb Ag Al Cu Cr Au Ni 1 10 2 3 4 1 2 来源:HAVC,国金证券研究所 溅镀无需 对原材料进行熔化和蒸发,先施加高电压使阴极、阳极产生等离子体,溅射气体中的电子与原子发生碰撞,导致电离轰击靶材,到达基底表面。对于镀金属来讲,主要是采用直流溅射(阴极是靶材、阳极是基底)。行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 15 核心部件:溅射源:(1)柱状磁控溅射源;(2)平面磁控溅射源;(3)溅射枪(S 枪)靶材:主要采用铜靶材,全球溅射靶材市场主要有四家企业,分别是 JX 日矿金属、霍尼韦尔、东曹 和 普莱克斯,市场 份额 分别 为 30%、20%、20%和 10%,合计 垄断 了全球 80%的市场份额 图表28:磁 控 溅 射 原理 图表29:磁 控 靶 材 竞争 格 局 来源:CNKI,国金证券研究所 来源:华经产业研究,国金证券研究所 图表30:真 空 镀 核 心部 件 公司 梳理*2022 1-9 11938.94 2022 5 18 5 20040*:2022 12-18 70%*4 2021 1-2 PECVD PVD,*,*来源:中国电池创新联盟,鑫椤锂电等,国金证券研究所 电镀主要由五金件、电器类、结构件、槽体类、整流机、机械手等组成,其中五金、电器、整流机为核心部分。总体来看,电镀环节的上游零部件产业化较为成熟,基本实现了国产化替代。行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 16 图表31:电 镀 成 本 构成 图表32:电 镀 原 材 料成 本 构成 来源:汇成真空招股说明书,国金证券研究所 来源:汇成真空招股说明书,国金证券研究所 核心零部件市场空间测算:1)下游需求测算:复合铜箔具有低成本、安全性、高能量密度多重优点,我 们认为随工艺端、设备 端逐 步走 向成 熟,后续 渗透 率有 望加 速提 升。预计 复合 铜箔2025 年渗透率7.3%,装机量 169Gw,2030 年渗透率 43.6%,对应装机量超 2000Gw。预计复合铝箔 2025 年渗透率 1.9%,装机量 43.6Gw,2030 年渗透率 11.4%,对应装机量超 500Gw。图表33:复 合 集 流 体需 求 测算 2021 2022 2023E 2024E 2025E 2030E GWh)408 709 1083 1596 2333 4733 GWh)289 514 822 1233 1849 3463 60 130 189 284 397 951 60 65 72 79 87 318 0%0%2%5%40%1%1%5%15%60%1%5%7%15%20%30%0.15%0.55%0.72%3.18%7.26%43.35%Gwh 0.6 3.9 7.8 50.7 169.4 2051.4 1GWh 1000 1000 1000 1000 1000 1000 600 3900 7752 50710 169400 2051398 2021 2022 2023E 2024E 2025E 2026E 1%1%1%1%2%15%1%1%1%1%2%3%3%PET 0.35%0.36%0.45%1.05%1.87%11.38%PET Gwh 1.4 2.6 4.8 16.8 43.6 538.6 1GWh PET 1000 1000 1000 1000 1000 1000 PET 1445 2570 4830 16750 43560 539104 来源:中国电池创新联盟,鑫椤锂电等,国金证券研究所 测算 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 17 2)复合集流体设备核心零部件空间测算:设备端磁控溅射我们假设单台产能 不变,价值量稳步下降,2025 年单台磁控溅射、蒸镀价值量为 2036 万元,2030 年为 1500 万元。同时,假设设备毛利率 30%,真空泵、电源占营业成本分别为 20%、25%,对应 2025 年真空泵市场空间 9.6 亿元,2030 年市场空间 33.3 亿元,电源市场 2025 年 12 亿元,2030 年41.6 亿元。图表34:真 空 镀 核 心部 件 市场 空间 测 算 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 2030E 磁 控 溅 射设备 单台年溅射面积(万平方米)1000 1000 1000 1000 1000 1000 单台价格(万元)2300 2231 2164 2099 2036 1500 有效产能利用率 50%65%70%75%80%80%设备保有量(台)1 9 36 155 402 2564 新增设备需求(台)8 26 119 247 519 替换设备需求(台)366 增量市场空间(亿元)2 6 25 50 78 替代市场空间(亿元)55 真空泵市场空间(亿元)0.3 0.8 3.5 7.0 18.6 电源市场空间(亿元)0.4 1.1 4.4 8.8 23.2 蒸镀设备 单台年电镀面积(万平方米)350 350 350 350 350 350.0 单台价格(万元)2500 2375 2256 2143 2036 1500 有效产能利用率 50%65%70%75%80%80%设备保有量(台)8 11 20 64 156 1923 新增设备需求(台)3.0 8.4 44.1 91.8 424 替换设备需求(台)275 增量市场空间(亿元)0.7 1.9 9.5 18.7 63.6 替代市场空间(亿元)41 真空泵市场空间(亿元)0.1 0.3 1.3 2.6 14.7 电源市场空间(亿元)0.1 0.3 1.7 3.3 18.4 真空泵市场空间合计(亿元)0.4 1.1 4.8 9.6 33.3 电源市场空间合计(亿元)0.5 1.4 6.0 12.0 41.6 来源:中国电池创新联盟,鑫椤锂电等,国金证券研究所 测算 注:光伏、半导体需求测算参考华经产业研究院 3)真空泵、电源总市场空间测算:对于光伏、半导体领域 的市场 空间,我们 参考 华经产业研究院数据,预计 2025 年真空泵 市场空间合计为 152.6 亿元,电源市场空间合计为 107.6 亿元,2030 年复合集流体带来的真空泵、电源市场 较 2025 年总市场空间拉动弹性为 21.8%、38.7%。行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 18 图表35:真 空 镀 核 心部 件 总 市 场空 间 测算 产品 领域 环节 2021 2022 2023E 2024E 2025E 13.4 13.3 12 13 11 10.3 13.8 12.5 14 15 72 76 86 96 117 0.1 0.3 1.3 2.6 0.3 0.8 3.5 7.0 95.7 103.5 111.6 127.8 152.6 5.7 6 5.5 5.6 5.6 2.5 3.5 5 6.5 10 55 56.6 64 72 80 0.1 0.3 1.7 3.3 0.4 1.1 4.4 8.8 63.2 66.6 75.9 90.1 107.6 来源:中国电池创新联盟,鑫椤锂电等,国金证券研究所 测算 注:光伏、半导体需求测算参考华经产业研究院 东威 科技:水镀 设备 龙头。公司 在复合铜箔领域的水镀设备具有显著的先发优势,在手订单饱 满,公司新能源设备目前在手订单已接近 300 台,金额达 30 亿元以上,现有订单均需在 24 年底完成。布局 磁控溅射形成协同化产品布局。道森股份:公司 控股 子 公司 洪 田科 技 计划总投资 10 亿元建设 年产真空磁控溅射设备100 套、真空 蒸镀 设备 100 套、复合 铜箔 一体 机成 套设 备 100 套、锂电 生箔 机成 套设备 200 套及阳极板 6000 套 产能。英杰电气:国 内领 先电 源供 应厂 商。公司电源产品主要为 功率控制电源和特种电源,主要运用于需要电热场加热、精准控温的行业设备领域,在 新能源 领域 主 要为 光伏、水电 解制 氢、核电 等行 业设 备做 电源 配套,公司于 2017 年为中微半导体开发生产的 MOCVD 设备提供配套的特种电源产品,实现了进口替代。公司在光伏领域国内市占率已达 70%+,更高技术壁垒的 射频电源 有望在 泛半导体领域的订单 实现 突破。汉钟 精机:国 内领 先真 空泵 供应 厂商。公司真空泵产品技术卓越,布局半导体真空泵市场,下游客户覆盖机台商、单晶厂、晶圆厂、封装厂四个领域。公司 三 期产 能预 计23Q1 投产,主要覆盖光伏&半导体领域。2022H1 公司真空产品营收 5.14 亿元,毛利率 41.57%。汇成 真空:以 真空 镀膜 设备 研发、生 产、销售 及其 技术 服务 为主 的真 空应 用解 决方案供应商。公司产品覆盖磁控溅射镀膜、蒸发镀膜、离子镀膜等主要真空镀膜技术及其组合应用,单体机、连续线两种设备形态可满足不同客户的需要。截至 2023 年 2月 28 日,公司 在手 订单 约 4.59 亿元,新能 源、半导 体等 新兴 产业 正逐 步成 为新 的利润增长点。行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 19 图表36:推 荐 标 的 盈利 预 测 归 母 净利润(亿元)EPS(元/股)PE 21A 22A 23E 24E 25E 21A 22A 23E 24E 25E 21A 22A 23E 24E 25E 东威科技 1.61 2.13 3.99 5.54 7.38 1.09 1.45 2.65 3.67 5.01 62.31 98.79 26.76 19.28 14.13 道森股份-0.36 1.06 2.37 3.71 4.46-0.17 0.51 1.16 1.79 2.14-123.10 52.13 21.65 14.00 11.68 英杰电气 1.57 3.39 4.76 6.46 8.24 1.65 2.36 3.30 4.48 5.78 54.46 31.14 31.90 23.49 18.20 汉钟精机 4.87 6.44 7.43 9.22 11.18 0.91 1.21 1.39 1.73 2.09 29.25 19.87 17.33 13.96 11.52 来源:iFind,国金证券研究所 注:以上公司盈利预测来源于 iFind 一致预期,截至 2023 年 5 月 27 日 复 合 铜 箔产 业化 进展 不及预期 复合铜箔目前仍处于产业化初期,具有一定的产业化瓶颈,有产业化普及不及预期的风险。半 导 体 领域 需求 不及 预期 目前真空镀膜设备大部分需求由半导体领域 驱动,若半导体需求不及预期,行业有下行风险。竞 争 格 局恶 化风 险 目前真空镀膜设备竞争格局较好,若后续国产替代加速,有竞争格局恶化风险 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 20 行业 投 资评级的说明:买入:预期未来 3 6 个月内该行业上涨幅度超过大盘在 15%以上;增持:预期未来 3 6 个月内该行业上涨幅度超过大盘在 5%15%;中性:预期未来 3 6 个月内该行业变动幅度相对大盘在-5%5%;减持:预期未来 3 6 个月内该行业下跌幅度超过大盘在 5%以上。行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 21 特 别 声 明:国金证券股份有限公司经中国证券监督管理委员会批准,已具备证券投资咨询业务资格。本报告版权归“国金证券股份有限公司”(以下简称“国金证券”)所有,未经事先书面授权,任何机构和个人均不得以任何方式对本报告的任何部分制作任何形式的复制、转发、转载、引用、修改、仿制、刊发,或以任何侵犯本公司版权的其他方式使用。经过书面授权的引用、刊发,需注明出处为“国金证券股份有限公司”,且不得对本报告进行任何有悖原意的删节和修改。本报告的产生基于国金证券及其研究人员认为可信的公开资料或实地调研资料,但国金证券及其研究人员对这些信息的准确性和完整性不作任何保证。本报告反映撰写研究人员的不同设想、见解及分析 方法,故本报告所载观点可能与其他类似研究报告的观点及市场实际情况不一致,国金证券不对使用本报告所包含的材料产生的任何直接或间接损失或与此有关的其他任何损失承担任何责任。且本报告中的资料、意见、预测均反映报告初次公开发布时的判断,在不作事先通知的情况下,可能会随时调整,亦可因使用不同假设和标准、采用不同观点和分析方法而与国金证券其它业务部门、单位或附属机构在制作类似的其他材料时所给出的意见不同或者相反。本报告仅为参考之用,在任何地区均不应被视为买卖任何证券、金融工具的要约或要约邀请。本报告提及的任何证券或金 融工具均可能含有重大的风险,可能不易变卖以及不适合所有投资者。本报告所提及的证券或金融工具的价格、价值及收益可能会受汇率影响而波动。过往的业绩并不能代表未来的表现。客户应当考虑到国金证券存在可能影响本报告客观性的利益冲突,而不应视本报告为作出投资决策的唯一因素。证券研究报告是用于服务具备专业知识的投资者和投资顾问的专业产品,使用时必须经专业人士进行解读。国金证券建议获取报告人员应考虑本报告的任何意见或建议是否符合其特定状况,以及(若有必要)咨询独立投资顾问。报告本身、报告中的信息或所表达意见也不构成投资、法律、会计或税务的最终操作建议,国金证券不就报告中的内容对最终操作建议做出任何担保,在任何时候均不构成对任何人的个人推荐。在法律允许的情况下,国金证券的关联机构可能会持有报告中涉及的公司所发行的证券并进行交易,并可能为这些公司正在提供或争取提供多种金融服务。本报告并非意图发送、发布给在当地法律或监管规则下不允许向其发送、发布该研究报告的人员。国金证券并不因收件人收到本报告而视其为国金证券的客户。本报告对于收件人而言属高度机密,
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