20231201_南京证券_被动元件行业深度报告:新一轮库存周期的起点_39页.pdf

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研 究 员 高宏投资咨询证书号 S0620522070001联 系 方 式 025-58519175邮 箱 新 一 轮 库存 周 期的 起 点被动元件行业深度报告行 业 评 级:推荐 0102被动元件市场概述容、感、阻重点产品详述Contents03被动元件研究框架 YWAZxOnQtQrQtNmPsPpQpO7N9RbRsQrRnPmPfQqRpNkPqQoP7NqRnRuOmOnMvPmOuM被 动 元 件 市 场 概 述01 外延并购 电 子 元 器 件 主 要 分 为 主 动 元 件 和 被 动 元 件,主 动 元 器 件 为 需 要 电 源 才 能 工 作(也 被 称 作 有 源 器 件),被动元器件无需电 源也能显示其特性(也被称 作无源器 件)。被 动元器件 一般分为 三类,分 别是RCL(R 的 全称Resistor,表 示电阻,C 的全称Capacitor,表 示电容,L 的全称Inductor,表示电感)、射频 器件以及 连接器。根据ECIA 数据,2022 年全球被 动元器件市 场规模 达到约346 亿美元,其中,RCL 占比大约89%,是 被动元器件 的三大巨头,电容 市场 占 比为65%、电感 市 场占 比 为15%、电 阻市 场 占比 为9%。数据来源:ECIA、中商产业研究院、CSDN、未来智库、招商银行研究院、南京证券研究所。注:分立器件包括二极管、三极管、晶闸管、MOSFET、IGBT 等电子元件被动元件:346亿美元 主动元件RCL元件:89%射频元件其他元件电容:65%电感:15%电阻:9%滤波器天线谐振器其他分立器件逻辑芯片存储芯片 电 容:从小容 值到大 容值,大致 上可以 分为 陶瓷电 容(MLCC)、薄膜 电容、电 解电 容(铝、钽、铌)和 超级 电容。尽管电 介质 不同,但电容 的 功能 都 是一样 的,以 电荷的 形式储 存能量。主要 作用:“通交 流,阻 直流”,主要 起到滤波、温 度补偿、计时、调谐、整流、储能 等作用;电 感:根 据 构 造 的 不 同,电 感 产 品 可 以 分 为 磁 芯 电 感、绕 线 电 感、片 式 电 感 和 一 体 成 型 电 感(Molding)等 类 别,其 中 片 式 电 感 使 用 广 泛,一体成 型 电感主 要作为 功率电 感被使 用。主 要作用:“通 直流,阻交流”,在 电路中 主要起 到 滤波、振荡、延迟、陷波 等作用;电 阻:固定电 阻:轴 向引 线电阻(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)、片状 电阻(金属 箔电阻、厚膜 电阻、薄 膜 电阻);可 变 电阻:可调 电 阻、热 敏电阻、光敏 电阻、湿敏电 阻、磁 敏电阻、压敏 电阻等。主要 作用:热效应、限流、分压、匹配 电阻 等 数据来源:电子元器件从入门到精通、南京证券研究所被动元件电容 电阻电感陶瓷电容薄膜电容电解电容超级电容磁芯电感绕线电感叠层电感一体成型电感绕线电阻热敏电阻碳膜电阻金属膜电阻压敏电阻磁敏电阻 数据来源:ECIA、中商产业研究院、南京证券研究所外延并购 根 据 电子 元 件协 会(ECIA)发 布 的数 据,2022 年全 球 被动 元 件市 场 规模 在346 亿美 元。从 被 动元 件 产品 结 构来 看,在 所 有被 动 元件 产 品中,电容 的市 场 份额占 比最大,为65%;其次为 电感和 电阻,市场占 比分别 为15%和9%;射频 器件及 其他产 品占比11%。从 下 游应用 结构来 看,网 络通信、车用、电力 与工控 是主要 下游应 用,其 中网络 通信、车用、电力与 工控占 比分别 达到42%、16%、10%。从 地 域分布 来看,根据ECIA 数据,中国 是全球 被动元 器件行 业最大 的市场,2019 年占全 球市场 比重约 为43%,合 计119 亿美 元。随 着国产 替代进 程加速以及5G、智能手 机、物 联网、汽车电 子等产 业加速 发展带 来的需 求放量,未来 产业链 将进一 步向国 内转移,中国 在全球 被动元 器件市 场占比 有望超过50%。2019-2023 年全球被动元 件市场规 模(单 位:亿 美 元)2019 年 全 球被动 元件产 品结构(单位:美元)数据来源:ECIA、中商产业研究院、南京证券研究所224.9 亿51.9 亿34.14 亿38.06 亿 数据来源:中国电子元件行业协会、中商产业研究院、Paumanok、南京证券研究所外延并购 电 容 行业20192022 年 维持高 景气度,需求 显著回 暖,市 场规模 增速整 体高于 过往年 份。据 中国电 子元件 行业信 息统计,2022 年全球 铝电解 电容器需 求 量约为1620 亿 只,同 比增长6.8%;经过2021 年需 求高峰,2022 年起逐 渐恢复 常态增 长,增 速预计 逐步下 行维持 小幅提 升趋势,预计2025 年 需求量达1730 亿 只,20222025 年 三年平 均增长 率约2.2%。铝 电解电 容的市 场规模 约为72.0 亿美 元;陶 瓷 电容是 应用最 广泛的 电容类 型,占 电容市 场的52%,市场规 模约116.9 亿美元。其中,MLCC 占陶瓷 电容市 场的93%。由此推 算,MLCC 占整 个被动元 件 市场的33.8%。市 场规模 约为108.8 亿美元。(中 国电子 元件协 会数据:MLCC 占比34%)全 球 各类电 容器占 比(单 位:美 元)铝 电 解电容 钽 电 解电 容 薄 膜 电容 陶 瓷 电容电介质 氧化铝 五氧化钽 塑料薄膜 陶瓷额 定 电压范围4-400V 6.3-160V 50-1600V 6.3V-250V电容量 0.1 F-1000F 0.1 F-10000 F 100pF-100 F 1pF-100uF价格 低廉 钽为稀缺金属,单价高 高于铝电解电容 较低寿命 3-5 年 长 9-10 年 长体积 大 较大 较大 小频 率 特性100Hz-1MHz 高频特 性差100Hz-1MHz 高频特 性差100Hz-100MHz,高频特性好高频特性好ESR 性能 一般 高于铝电解电容 好 最好耐 高 温性 一般 较好 好 好极性 有 有 无 无应 用 范围大容量、中低频电路。家电、工业、照明、光伏、风电等滤波,储能,大量用于军工、工业滤波,震荡,储能电路等广泛应用于各种高、低频电容,覆盖军民用电子整机和电子设备数据来源:弘则研究、南京证券研究所116.9 亿72.0 亿18.0 亿15.7 亿2.25 亿 数据来源:中国电子元件行业协会、中商产业研究院、华经产业研究院、Paumanok、野村东方国际证券、南京证券研究所外延并购 从 市 场竞争 格局来 看,全 球多层 片式陶 瓷电容 器(MLCC)市 场中,主要制 造商集 中在日 本、韩 国、中 国台湾、美国 和中国 大陆。日本地 区企业 的整体 市 场占有 率最高,达到54%,中国 大陆MLCC 制造 商约占 全球7%的份额。2021 年,前 三厂商 分别为 日本村 田、三 星电机、太阳 诱电,份额为32.7%、23.3%、10.5%;薄 膜 电容 器 市场 份 额高 度 集中,日本 松 下占 据 绝对 龙 头地 位,市 占 率为55%。中国 大 陆厂 商 法拉 电 子位 居 全球 市 占率 为8%,处 于前 三 位置;铝 电 解电容 器市场 中,依 然为日 本地区 企业占 据主导 地位,但近年 来大陆 企业凭 借价格 优势占 据中低 端市场,市场 份额提 升较快。艾华 集团、江海股 份 分别以7.6%,7.0%市 占率位 居市场 第四、第五位。注:财务数据为2021年自然年,全球规模按405亿人民币计算2021 年 全球MLCC 行业市场 份额占 比 2020 全 球薄 膜电容 器市场 份额占 比 2021 年 全球 铝电解 电容器 市场份 额占比 电 感 作为三 大被动 元件(RCL 器件的 电容、电感、电阻)之一,就 功 能而 言,是 一种电 磁感应 组件,也称为 线圈、扼流圈 等,其 主要功 能是筛 选信 号、过滤 噪声、稳定电 流及抑 制电磁 波干扰(EMI 静噪 滤波器)等;根 据 野村东 方国际 证券报 告,估 计2019 年全球 电感市 场达到46 亿美 元,而 在5G、物联网 以及汽 车电子 需求的 推动下,预计2021 年 市场规 模或同 比增长约8%。即2021 年电感 市场规 模超过50 亿美 元,到2023 年 或将突 破历史 高点。数据来源:松下官网、野村东方国际证券、南京证券研究所种类 用途 磁 性 体材 料 工法 品目 应用端 频 率 范围电感电感/线圈变 压器/线路 滤波器信号系功率系铁氧体 卷线片式电感(信号系)片式电感(非卷线)大 功 率 扼流圈片 式 扼 流圈片式电感(功率系)升压线圈(功率系)叠层电感汽 车 用 功率电感消费类用功率电感(卷线)消费类用功率电感(定 心 线圈)(空 芯)叠层/其他铁氧体 卷线叠层/其他金 属 磁 性材料(MC)卷线压延/其他手 机 及无线LAN等移动通信 设 备高频 电路各种电子设备几十MHz 几十GHz10MHz 以下 电 感 的应用 领域广 泛,其 中移动 通信是 最大的 市场来 源。按 产值,移动通 信占据 全球电 感市场35%的份额;按数 量,占 据55%的份 额。按 平均单 价高 低 来看,军工、医疗、航空航 天汽 车电 脑工 业基建 家庭 电子 移动通 信,移 动通 讯 的单 价 最低 也 反映 了 智能 手 机用 电 感数 量 多、尺 寸小 等 特点。由于 射 频电感 的终端 应用面 较窄,其平均 售价常 常仅有 功率电 感的10%-20%;从 全 球竞 争 格局 来 看,日 本厂 商 占全 球 电感 产 值的 比 例或 高 达50%,主 要有 村 田、TDK、太阳 诱 电、松 下、胜 美达(Sumida)、AVX(现京 瓷 子公司)。在 日本厂 商 的营收结 构中,电 感不属于 核心的 业 务板块,村田、TDK、太阳诱 电的电 感 业务占比 均约10%,收益性也 不及MLCC 等其他业 务线,太 阳 诱电的 电感业 务在2019 财年 甚至出 现了亏 损。另 一方面,国内 龙头顺 络电子 的盈利 能力维 持在行 业前列。50%数据来源:中国产业信息网、野村东方国际证券、南京证券研究所 数据来源:公司公告、野村东方国际证券、南京证券研究所2019年全球电感市场终端应用 2020年全球电感行业市场占比 全 球 电阻行 业中,台湾国 巨占主 导地位,内地 企业以 风华高 科为代 表。电 阻行业 市场份 额较为 集中。根据华 经情报 网数据,2020 年全球 电阻行 业CR3 为47%,销售额 市场占 有率排 名首位 的是台 湾国巨(25%),其次为 厚声及 华新科,占比 分别为12%和10%,其 他企业 的市场 份额均 在10%以下;从 日 本产值 及出口 规模来 看,MLCC 电 感电 阻,其 中,电 阻的产 值及出 口规模 在过去20 多年 中没有 明显提 升。日 本对中 国出口MLCC 及 电感的 金额 占 比明 显 高于 片 式电 阻,可 以 说明 中 国在 这 两个 领 域对 日 本的 依 赖性 相 对更 大,而 在 电阻 领 域拥 有 更强 的 自主 性。数据来源:松下官网、南京证券研究所电阻固 定 电阻器半 固定电阻 器金属膜金属板薄膜 金属膜电阻器厚膜 厚 膜 贴 片 电 阻器电 阻 网络衰减器金属板电阻器绕 线 电阻器可 变 电阻器电阻丝碳混合碳膜金属氧化膜电阻器薄 膜 贴 片 电 阻器固 体 电阻器碳 膜 电阻器数据来源:华经情报网、光大证券、南京证券研究所种类 电 阻 体 组成 品种 2020 年全球电阻行业市场占比(销售额口径)容、感、阻重 点 产品 详 述02 陶 瓷 电容器 可以分 为单层 陶瓷电 容器(SLCC)、多层 陶瓷电 容器(MLCC)和 引 线式 多层陶 瓷电容,占比 分别为4%,93%,3%。MLCC(Multi-layer Ceramic Capacitors,多 层陶瓷 电容器),是 由印好 电极(内电极)的陶 瓷介质 膜片以 错位的 方式叠 合起来,经过 一次性 高温 烧 结形成 陶瓷芯 片,再 在芯片 的两端 封上金 属层(外电极),从 而形成 一个类 似独石 的结构 体,故 也叫独 石电容 器。MLCC 主 要 应用 于各类 电子整 机中的 振荡、耦合、滤波、旁路电 路,是 目前应 用量最 大的电 容器产 品。MLCC 下游 移动终 端、汽 车、军 工应用 占比最 高,根据 智多星 顾问数 据,2020 年三 者的应 用占比 分别为33.3%、13.8%、12.3%,合计占 比约59.4%。随着 汽车电 气化水 平提升,高强 度照明、安 全 系统、传动与 控制和 动力系 统等方 面对耐 高压、耐高温 MLCC 需 求 激增。MLCC 数据来源:johanson dielectrics,长江证券、南京证券研究所 数据来源:Wikimedia Commons,长江证券、南京证券研究所有效面积层数电 介 质 厚度电容量=层数 介电常数 有效面积电介质厚度(F)端 接 涂层外 电 极层外 电 极末 端介 电 材料内电极MLCC 产 品 结 构示意图 MLCC 产 品 趋 势及核心指标 1)陶 瓷 粉 料 是 MLCC 产 品 制 造 的 主 要 成 本,低容 MLCC 中占比 20%-25%,高容 MLCC 占比 35%-45%。陶 瓷 粉 料 的 纳 米 分 散 制 造 技 术 和 工 艺 具 有很 高 门槛,目前 国 内陶 瓷 粉料 厂 商可 以 满足 中 低端 MLCC 生 产 需求,但对 特殊 功 能、超 细高纯 度粉料 仍然依 靠进口 以满足 高端 MLCC 生 产 需求;2)最 高 端MLCC 的 膜 片 厚 度 已 经 在1 m 以下,而 且 需 要 保 持 高 度 的 致 密 性、稳 定 性 和 一 致 性。流 延 过 程 中 需 控 制 好 绕 卷 张 力,大 小 适 宜,搬运过程 中 不能 有 损伤,并在 规 定的 有 效期 内 使用。国内 膜 片厚 度 大致 能 做到3 m;3)MLCC 的 一 道 核 心 工 序 是 烧 结,以1000 以 上 的 温 度 将 陶 瓷 生 坯 烧 结 成 瓷。MLCC 的 烧 结 是 陶 瓷 和 含 有 金 属 的 内 电 极 共 烧 的,而 二 者 开 始 收 缩 的温 度 和收缩 率是不 同的。极限的 高端MLCC 产品,单层 陶瓷介 质上只 有3-5 个陶 瓷颗粒,最多 要叠几 百到一 千层。MLCC 数据来源:三环集团非公开发行股票 募集说 明书、南京证 券研究 所 数据来源:公开资料、野村国际证券、南京 证券研 究所成本结构成本比重低容MLCC 高容MLCC陶 瓷 粉料 20-25%35-45%内 电 极(镍/银/钯)5%5-10%外 电 极(铜/银)5%5-10%包 装 材料 20-30%1-5%人 工 成本 10-20%10-20%设 备 折旧 及 其他 20-30%20-30%化 工 原 料:氧化铝粉、钛酸钡、二氧化 钛、碳酸钡、铜粉、镍粉等能 源:电力、天然气等电 子 陶瓷粉 体电 子 陶瓷产 品:陶 瓷插芯、MLCC、陶瓷 外观件 等消 费 电子 信 息 通信 汽 车 电子 军工上游中游下游MLCC 上 中 下 游产业链 MLCC 产 品 成 本结构 MLCC 产业 链下游 包括 手机、计算 机、汽车、物联网 和工业 等领 域。根 据华经 产业 研究院 数据,消费 电子是 MLCC 最 大应 用场 景,手机/计算 机分别 占据36%/21%市 场份 额。汽车 领域 作为 未来 MLCC 重 要增 量市 场,占比 约21%。下 游产 业迭 代更 新,拉动 MLCC 产 业升 级。全球 MLCC 厂 商分 为两 大 梯 队,日 韩 厂 商 寡 头 垄 断,行 业 集 中 度 较 高。消 费 电 子 领 域 注 重 产 品 便 携 性,驱动 MLCC 向 高 品 质、微 型 化 方 向 发 展;军 用/工 业 设 备 多 为大 功 率电子 整机,因而对 耐高压、大功 率 MLCC 存 在 巨大需 求;全球 MLCC 行业 根据 技术 水平 和 规模 可 分为 两大 竞 争梯 队:其 中村 田、三星 电机、国巨 等起步 早、具 有技 术优 势 和规 模 经济 效应,因而处 于第 一梯 队;风华高 科、三 环集 团等中 国大陆 企业 处于第 二梯队。全球 MLCC 供给 端格 局高度 集中,且由日 韩主 导。村田、三 星电 机作为 全球两 大龙 头企业,2020 年全球MLCC 行 业 市场份额 占比分 别为 32%、19%,全球 MLCC 行业 CR3/CR5 分别为 66%/82%,呈现寡 头垄断 的竞争 格局。MLCC 数据来源:华经产业研究院、东方证 券、南 京证券 研究所 数据来源:华经产业研究院、东方证 券、南 京证券 研究所2020年 全球 MLCC 下 游 主 要应用市场 2020年全球 MLCC 市 场 竞 争格局 铝电解电容器(Aluminium Electrolytic Capacitors),是由阳极箔、电 解 纸、阴 极 箔 和 端 子 卷 绕 在 一 起 含 浸 电 解 液 后 装 入 铝 壳,以橡胶密封制成。主要 应用于 电源滤 波与低 频电路 中,使 用场景 包括节 能照明、电源、计算 机、消 费电子、工业 控制、新能源 和汽车 等;根 据弘 则研究 报告数 据,全球铝 电解电 容应 用场景 主要分 为四 大类:消费 电 子/消 费电 源(50%-60%),主要包 括照 明、消费类 产品电 源、家电变频器、PC 及外 设电源 等应 用;风电、光伏、储能(约10%),主 要包括 光伏、储能 逆变器,变频 器,风 电设 备逆变 器等应 用;汽车(约10%),主要 包括 新能 源车OBC、BMS、电驱、充 电桩,以 及汽车 多媒体 等外 围部件 应用;工业、通信 及其他(20-25%),主要 包括 工业自 动化电 源、智能 电网、工业机 器人、工业变 频器、轨道交 通、医 疗等应 用;通 信部分 包括通 信基站、服务 器电源 等;其 他包括 航空航 天、军 事等应 用。数据来源:松下官网、南京证券研究 所铝 电 解 电容 器产 品结 构示 意图 铝 电 解 电容 器电 容量 相关 参数导线铝片阳极铝箔氧 化 铝 电介 质电解纸阴极铝箔电解液电 极 表面积电 介 质厚度电容量=介电常数 电极 表面积电介质 厚度(F)数据来源:MDPI、长江证券、南 京证券 研究所 铝 电解 电容器 核心:腐蚀 箔质量。为了 扩大 表面积,制造 商需将 铝箔 材料置 于氧化 物水 溶液中 进行电 化学 蚀刻,在铝箔 表面 上打开 无数个 微孔。目 前 日本专 业电极 铝箔供 应商 JCC 可 通 过蚀刻技 术将铝 箔表面 积扩大 约 200 倍;铝 电 解 电 容 器 核 心:化 成 箔 成 本。化 成 工 艺 是 在 腐 蚀 箔 表 面 生 长 一 层 耐 电 压 的 氧 化 膜,其 电 费 成 本 约 占 制 造 费 用 的40%。化 成 箔 工 艺 较 为 成 熟,关 键 在于用 电成本,制造 商在低 成本用 电区域 制造化 成箔将 拥有明 显成本 优势;铝 电解 电容器 核心:电解 液质量。电解 液是 离子导 电的液 体,是 电容 器真正 意义上 的阴 极。电 解液连 接阳 极铝箔 氧化物 电介 质层,阴极铝 箔则 连接 电解 液与外 部电路。电解 液由 溶剂、电解质 和功 能添加 剂构成,影 响电容 器容量 因子 中的介 电常数,要 求具有 高的氧 化效 率、稳 定的物 化性 质、较 小 的电阻 率等,是决定 电容器 耐温、频率、使用寿 命等特 性的关 键之一。数据来源:弘则研究、南京证券研究 所蚀刻的作用是扩大铝箔表面积。蚀刻是在氯化物溶液中施加交流或直流电流的电化学过程。化 成 是 在 阳 极 铝箔 表 面 形 成 电 介质层(Al2O3)的 过 程。一般将化 成 过 的 铝 箔 作为 阳 极 使用。按照不同产品的尺寸要求将铝箔(阴极箔和阳极箔)和电解纸剪切为需要的尺寸。老 化 是 对 密 封 后 的 电 容 器 在 高 温 下 施 加电 压 的 过 程。这 个 过 程 能 将 裁 剪 和 卷 绕过程时电介质层的一些受损进行修复。蚀刻 化成老化之后,将 对 所 有 产 品 进 行 电 气 特 性 检查。并 进 行 端 子 加 工,编 带 等。最 后 进 行包装。根据产品检验标准进行出货检验。裁剪 卷绕将 阴 极 箔 和 阳极 箔 之 间 插 入电解纸,然后卷 绕 成 圆 柱 形,在 卷 绕 工 艺 上阴 极 箔 和 阳 极箔 上 连 接 端 子。含浸含浸是将素子浸入电解液中的过程。电解液能对电介质层进一步修复。密封是将素子装入铝壳中后用封口材料(橡胶,橡胶盖等)密封的过程。密封老化全检/包装出货检查出货 铝 电 解 电 容 上 游 电 子 铝 箔 行 业 在 中 国 集 中 度 较 高,主 要 生 产 厂 家 是 新 疆 众 和 与 广 东 东 阳 光,这 两 家 企 业 占 到 了 国 内 电 子 铝 箔 供 应 的60%以上。在电 极箔 领域方 面,同 时具 备腐蚀 和化成 技术 且能较 大规模 生产中 高压 腐蚀箔、化成 箔的 企业主 要有:东阳 光科、新疆众 和、南通海 星和华 峰股 份等,在 国内初 步形成 垄断 格局。在电解 纸方 面,能 够系列 化生产 中高、低压 电解电 容器 纸产品 的企业 仅有 我国的 浙江凯 恩特 种材料 股份有 限公 司和 日 本的NKK 公司;国 内铝 电解电 容企业 主要 包括艾 华集团、江 海股份、绿宝 石、丰 宾电 子、东 阳光电 容器 有限公 司等企 业,其中艾 华集团 和江 海股份 为我国 铝电 解电 容 器龙头 企业。数据来源:前瞻产业研究院、弘则研 究、南 京证券 研究所上游 中游 下游高 纯 铝光 箔、电极 箔:成 本占比30-60%电 解 液电 解 纸铝 电 解电容 器 消 费 电子OPPO、DELL、vivo、联想、三 星、华 为、小 米、苹果工 业 电源及 照明行 业欧 普 照明、松下、飞利浦、富士 照明、佛山照 明、阳 光 照明等电 新 能源及 汽车工 业比亚迪、华为、蔚来、小 鹏、理想、特斯 拉等车 企;阳 光 电源、江苏林 洋新能 源等光 伏企业,风电、储能 企 业等其 他 产业 薄 膜 电 容 器(Film Capacitors),是 以 金 属 箔 为 电 极,与 聚 乙 酯/聚 丙 烯/聚 苯 乙 烯 或 聚 碳 酸 酯 等 塑 料 薄 膜 一 起 以 卷 绕 或 叠 片 的 方 式 制 成。金属化 薄 膜 电 容 器 则 在 上 述 基 本 构 造 的 基 础 上,将 金 属 箔 以 蒸 镀 的 方 式 形 成 在 塑 料 薄 膜 表 面,这 样 的 金 属 涂 层 只 有 20-50 纳 米 厚,使 得 电 容 器 整 体厚 度 和体 积 大大 缩 小;相 较于 陶瓷电 容(MLCC 等),薄膜 电容 具有 良好的 温度特 性/静 电容 量得以应 对需 要高精 度的应 用场景,并 且不存 在直流 偏置 特性、音鸣、以及因 温 度/物 理 冲 击 导 致 的 裂 纹 问 题 等,因 此 性 能 较 陶 瓷 电 容 器 更 为 优 越。但 由 于 形 状 大 且 价 格 昂 贵,薄 膜 电 容 主 要 应 用 于 陶 瓷 电 容 器 无 法 覆 盖的电压/电容范 围,以 及高性 能/高精度 应用场 景中,最 典 型的 应用端 诸如 电 动车及 光伏逆 变器 等 特定场 景。数据来源:Kemet、长江证券、南京证券研究所薄 膜 电 容器产品结构示意图 薄 膜 电 容器主要应用场景数据来源:TDK、长江证券、南京证券研究所 近 年 来,传 统 领 域 薄 膜 电 容 器 需 求 逐 年 下 降,主 要 由 于 家 电 需 求 增 长 放 缓,而 照 明 领 域 的 需 求 则 因 LED 技 术 革 新 及 替 代 率 提 升 而 陷 入 低 迷。另一方面,由 于 薄 膜 电 容 的 价 格 竞 争 力 提 升,其 应 用 向 新 需 求 拓 展,如 可 再 生 能 源(光伏、风 力 发 电)的 动 力 调 节 器(Power conditioner)及产业 机器 的逆 变器(Inverter),且 在新能 源车 上也有 较好的 表现,根据 村田制 作所 官网披 露信息,目 前薄 膜 电容 在 新能 源车 上 的应 用 主要 集中 在1)空调 压缩机;2)车载 充电器(OBC);3)无线电 力传输 系统(WPT);4)充 电桩。目前,新能源 车已得 到各 国政府 大力推 动,将逐步 取代传 统燃油 车辆,市场 空间广 大;光伏、风电则 受益 碳中和 趋势及 成本 降低,需求也 将实 现快 速 增长。根据 华 经产 业 研究 院 的数 据,2019 年国内 薄膜电 容器市 场规模 约为90.4 亿元 人民币,约占 全球市 场的57%。数据来源:村田制作所官网、南京证 券研究 所薄 膜 电 容在新能源车领域应用 薄 膜 电 容在光伏领域应用数据来源:村田制作所官网、南京证 券研究 所 自 愈性 是金属 化薄膜 电容 器最重 要的特 性之 一,由 于在电 介质被 击穿 时能实 现自我 修复,薄膜 电容器 较其 他电容 产品具 有更 高的可 靠性。如果 薄弱 点 处 的 绝 缘 耐 压 强 度 超 过 了 限 度,就 会 产 生 介 质 击 穿。在 发 生 介 质 击 穿 的 通 道 内 产 生 的 高 温(高达 6000 K)会 使 绝 缘 介 质 变 成 高 压 的 等 离 子 气体,在 介质击 穿点附 近薄薄 的金 属层会 被高温 等离 子气体 气化从 击穿 通道蒸 发掉。介质 击穿点 附近的 区域 形成绝 缘区,电容 恢复之 前的耐 压能 力;薄 膜电 容器发 展趋势 一:超薄化、高可 靠性。传统 的全膜 薄膜电 容器 以薄膜 为介质,金 属箔为 电极,不具 有自愈 能力。金属 化薄膜 电容器 使用 超薄 金 属作为 电极,不仅尺 寸符合 超薄化 趋势,且在电 压过高 时具有 自我复 原能力。薄 膜 电容器 发展趋 势二:耐高温。薄膜 电容器 的工作 温度区 间主要 取决于 有机薄 膜电介 质的耐 温能力。数据来源:TDK、长江证券、南京证券研究 所金 属 化 薄膜电容器具有击穿后的自愈特点 薄 膜 电 容按电介质分类数据来源:TDK、松下官网、野村东方国际 证券、南京证 券研究 所电介质PET聚对 苯二 甲 酸乙 二 酯PEN聚 萘 二甲 酸 乙二 醇 酯PP聚丙烯PPS聚 苯 硫醚价格 很低 高 低 很高小型化 很好 很好 不好 好耐热性 好 很好 不好 很好耐湿性 不好 不好 很好 好高 频 特性(低ESR)低 低 很低 很低特性绝缘能力强,高容量密度,耐寒耐热,价格低耐热能力强,高熔点,可制成SMD 型绝缘电阻 高,损 耗低,受湿度影响小,耐热能力差损耗 低,耐热 能 力强,价格高,稳定性好应用旁路,耦合,滤波引线型,一般用途一般用途引线型,高频/大电流用稳定振荡 器,滤 波器,脉冲应用,AC 应用实装型,低压计数器,滤波器,汽车,高温环境实装型,中压 钽 电 容 器(Tantalum Capacitors),拥 有 高 纯 度 的 固 态 钽 粉 组 成 的 阳 极 结 构,该 钽 粉 在 高 温 下 烧 结 以 将 粒 状 转 变 为 表 面 积 非 常 大 的 多 孔 结 构,形 成 非常薄 的绝缘 层,从 而更小 的尺寸 上实现 更高的 电容量;钽 电容 器具 有 高能 量 密度、高可 靠性、稳定 的电性 能和较 宽的工 作温 度,因 此在 工 业市 场、军 工市 场 和汽 车市 场 得到 了 广泛 的应 用。钽电 容器 虽然 成本 较高,但对于 价格 敏感度 较低的 用户,以及 在对可 靠性有 高要 求的应 用场景 中,钽电容 器具有 铝电 解电容 器、陶 瓷电 容器和 薄膜电 容器 无法 替 代的优 势。数据来源:Kemet、长江证券、南京证券研究所钽 电 容 器产品结构示意图 SMD钽电容器环 氧 树 脂壳体阴 极 导 电边框银环 氧 树 脂壳 体极 性 条 纹(+)极 性 斜 面(+)导线焊接阳 极 导 电边框银漆第四层导线碳第三层电极第二层电介质第一层钽数据来源:Vishay、长 江证券、南京 证券研 究所 钽 电容 器发展 趋势一:小 型化、片式化。被 动元器 件表面 贴装逐 步取 代传统 组装成 为主 流,军 工设备 性能 要求不 断提升,钽 电容器 亦向小 型化、片 式 化的方 向发展;钽 电 容 器 发 展 趋 势 二:高 可 靠、高频化、低ESR。武 器 装 备 的 小 型 化、轻型化、高 性 能 化 需 求 高 频 性 能 优 良、可 靠 性 高 的 电 容 器。以 导 电 聚 合 物为 阴 极 的 片 式 高 分 子 固 体 电 解 质 钽 电 容 在 发 生 故 障 时 负 极 发 生 吸 氧 反 应,隔 绝 了 阳 极 钽 粉 与 氧 气 的 接 触 燃 烧,可 靠 性 更 强。此外,ESR 被 认 为 是二 氧 化锰钽 电容最 大的弱 点,而 导电聚 合物钽 电容则 很好解 决了这 一缺陷。数据来源:Kemet、长江证券、南京证券研究所钽 电 容 器产品在新能源车领域应用 钽 电 容 电容器主要应用场景数据来源:Kemet、长江证券、南京证券研究所 射 频电 感主要 用于控 制信 号的电 路,尤 其是 用于600MHz 至 几十GHz 的 高频 频段。由 于射频 电感对Q 值要 求较 高,因此 射频 电感大 多具有 非磁芯 结 构(如 陶瓷),并且 主要应 用于移 动通信 设备(如手机、无线LAN 等)的 高频电 路;主 要有 以下 几种 作用:匹配(Matching):与电 容一 起组成 匹配 网络,消 除器 件与 传输 线之 间的 阻抗 失配,减 小反 射和 损耗;滤波(Filter):与 电 容 一 起 组 成 LC 滤 波 器,滤 出 一 些 不 想 要 的 频 率 成 分,防 止 干 扰 器 件 工 作;隔 离 交 流(Choke):在 PA 等 有 源 射 频 电 路 中,将 射 频 信 号 与直 流 偏 置 和 直 流 电 源 隔 离;谐振(Resonance):与 电 容 一 起 构 成LC 振 荡 电 路,作为 VCO 的 振 荡 源;巴仑(Balun):即 平 衡 不 平 衡 转 换,与电容 一 起构成 LC 巴仑,实 现单端 射频信 号与差 分信号 之间的 转换。数据来源:村田制作所、南京证券研 究所用途 位置 目的耦合 天线、IF 部等零件的线路中 消除失谐阻抗,将反射、损失降至最 小。共振 合成器及振荡回路 确保必要的频率扼流 用于RF、IF 部的能动部件的电源线路中 扼制高频成分等AC 电流用途 绕线型 叠层型 薄膜型结构优点 高精度、高功率、高Q 值、感应系数广泛 成本低、小型化、高磁屏蔽力、适合 自动化 生产 一致性高、超小型、高Q 值、各项指标表 现优秀缺点 成本高、难以小型化 功率小、工艺流程复杂、难以达到高Q 值成本高、只适用于小型化、偏差小、Q 值高的PA匹配电路、RF 匹配电路 功 率电 感主要 用于稳 定电 压。电 源电路 中使 用的电 感主要 有“电 压转 换”与“扼流”。功率电 感的下 游电 子设备 应用非 常广 泛,包 括智能 手机、基站、家电、汽车 以及工 控等;功 率 电 感 器 是 指 用 于DC-DC 转 换 器 等 电 源 电 路 中 的 电 感 器,其 还 被 称 为 功 率 线 圈、功 率 扼 流 圈 等。电 感 器 拥 有 通 过 自 感 应 作 用 积 累 能 量 的 性 能,斩 波 电 路 的DC-DC 转 换 器 等 通 过 配 合 该 电 感 器 与 开 关 器 件 对 电 压 进 行 转 换。电 感 器 根 据 不 同 工 艺 可 分 为 积 层 型、薄 膜 型、绕 组 型,但 功 率 电 感 器中 以流 过大电 流的绕 组型 为主流 产品,通过 配合铁 氧体或 软磁性 金属 磁芯可 组成各 类不 同的产 品。同时,可实现 小型、薄型 化的积 层型、薄膜 型产 品 在近年 来也不 断向大 电流化 方向发 展。数据来源:Kemet、长江证券、南京证券研究所叠 层 片 式电感产品结构示意图 功 率 电 感器主要结构类型数据来源:村田制作所官网、南京证 券研究 所叠 层 主 体材 料(铁氧 体或 介电 陶瓷)内 电 极(印刷线圈的一部分)导通孔端子电极螺 旋 叠 层内 部电 极用途 绕 线 型金属 合金 铁 氧 体多层 型 铁 氧 体叠层 型结构优点不易磁饱 和的金 属磁性 材料、支持大电流在小型薄型领域发挥优势尺寸种类繁多、可支持mH 级高点感值 片 式 电 阻(Chip Resistance),是 以 金 属 薄 膜 沉 积 在 陶 瓷 基 体 制 成。利 用 其 电 压 与 电 流 的 非 线 性 关 系,形成“压敏”导 通 的 特 性。当 两 端 电 压低 于阀 电压时,电阻 值通 常达到 兆欧姆 级别;当两 端电压 超过阀 电压 时,电 阻值急 剧下 降至欧 姆级乃 至毫 欧姆级。根据 电阻 层的厚 度,片 式电 阻又 可分 为“厚 膜电 阻”与“薄膜 电阻”,其中 后者 采用真 空蒸发、磁 控溅射 等工艺 制作,精度 高、温 度系 数低,被广泛 用于 精密应 用和高 频应 用,如 电 子数码、电力 设备、医疗器 械等;新 能 源 汽 车 将 有 效 拉 动 电 阻 的 需 求 增 长,混 合 动 力 汽 车 与 纯 电 动 汽 车 使 用 电 阻 数 量 较 传 统 燃 油 车 均 有 大 幅 提 升。根据 KOA 的 分 解 调 查,混 合 动力 汽 车在 43 个 主 要电子 控制单 元中使 用了约 16,000 个 电 子元器 件,其 中电阻 器使用 了约 6,600 个,占比约 41%,为所有 品类中 最高。数据来源:Mini-System、长江证券、南 京证券 研究所厚 膜 片 式电阻产品结构示意图 片 式 电 阻主要应用场景数据来源:Vishay、长 江证券、南京 证券研 究所端盖修剪缺口端盖上层导体下层导体背部导体陶瓷基材电阻层玻璃护层 被 动 元件的 一个重 要应用 方向就 是调谐 和滤波,它主 要由电 感+电容的 组合完 成;1)电容+电感的 组合(可以 看做 一个电 阻):当外 部传输 的频率 与本 身固有 频率一 致时,阻抗 非常大,LC 振荡电 路相当 于断 路,该 频率通 过二 极管 进 入耳机;2)当 信 号 经 过 二 极 管 只 保 留 一 半 后,电 容 的 存 在,可 以 将 高 频 信 号 滤 去。原 因:电 容 隔 直 通 交,频 率 越 高 越 容 易 通 过,高 频 信 号 通 过 电 容 电 路。电容+电 感的组 合也可 形成低 通滤波 器、高 通滤 波 器、带 通滤波 器。数据来源:爱上半导体、南京证券研 究所矿 石 收 音机原理固 有 频率f=当外部传输的频率与本身固有频率一致时,阻抗 非 常 大,LC 振 荡 电 路相当于断路,该频率通过二极管进入耳机。当 外 部 信 号 经 过 二极管时,只 保 留 正向波形。由于天线长度=/4,=光速/频率,假设1000Hz的信号,天 线 长 度 大 约需要7.5 万米。因此,人 能 听 到 的 声音频率无法直接传输,必须先调制成高频信号。当信号经过二极管只保留 一 半 后,电 容 的 存 在,可以将高频信号滤去。原因:电容隔直通交,频率越高越容易通过,高 频 信 号 通 过 电 容 电 路。电 容
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