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超级电容式锂离子电池(锂离子电池终极杀手)

时间:2023-05-21 作者: 小编 阅读量: 1 栏目名: 生活百科

而在全球市场上,电容器占比超过七成。今年,国内优秀的电容器制造商风头正劲。锂离子电池因安全和环境污染问题,被人担忧。未来,电容器有望取代部分替代锂电池的产品。在所有电子元件中,电容器用途最广泛、用量最大,约占全部电子元件用量的40%左右。电容器产品的应用,主要在军用市场、民用工业类市场以及民用消费类市场。相比较而言,用于高端电容器,由于技术含量高、品质要求严格、市场准入的门槛高,因此产品的利润率较高。

中国电子信息产业的发展,是一部不断突破西方国家“卡脖子”的血泪史。

华为因为缺少射频芯片,5G手机不得不停产。中兴通讯宁愿接受美国开出的百亿罚单,也要向其进口芯片......

电子整机、交通工具、环保设备、通讯装置、新能源产品...几乎所有现代产业都需要电子元件。

缺少关键的电子元器件,就不得不低声下气。

好在,也有部分关键性元件,中国已经积累了一定的研发制造实力,开始在国际舞台上崭露头角。

电容器就是其中之一。

电容器位列三大被动电子元件(电阻、电容器、电感器)。

几乎所有的电子产品都会使用到它,广泛用于家电、工业设备、节能和新能源、通讯和军工等领域。

根据电子元件行业协会ECIA 数据,2019 年我国电容、电感、电阻分别占被动元件总产值的65%、15%、6%。而在全球市场上,电容器占比超过七成。

原来,电容器才是被动电子元器件产业的霸主。电容器在电路中有27种作用,地位举足轻重。

今年,国内优秀的电容器制造商风头正劲。在行业需求爆发下,凭借能够推出与国际巨头比肩的产品,赚取了丰厚利润,股价也节节攀升。

江海股份和法拉电子,从年初至今都大约涨了2.5倍。

电容器到底是什么?今年行情为何这么好呢?

什么是电容器?

电容器是能够储存电能的元件。

但电容器不同于电池!

电池可以独立、持续地给整个设备供电。

而电容器还必须接着电源,只给一小段电路供电。

背后原因是,两者充电、放电的原理不同。

电池存储的是化学能,存储的电量高,可以持续供电。

而电容器存储的是电能,存电量较低,充电、放电都很短暂。

但能够在短短几十秒内充满电、充放电数百万次也不会劣化,是电容器的优势。

通过开发新材料等,电容器可储存的能量(能量密度)也在提高。

锂离子电池因安全和环境污染问题,被人担忧。未来,电容器有望取代部分替代锂电池的产品。

打个通俗的比方。

电流相当于粮食,电源相当于一个粮食总库,而电路中的用电部件,相当于一个个家庭。

每天,粮食总库会给一个个家庭,供应粮食。但每个家庭的消耗量很随机,导致粮食的需求是波动的。

某天,某个家庭多拿了粮食,周边家庭就不够了。

这可不行。

于是,一些家庭为了保证粮食供应,就建了私人粮库。

每天送来粮食时,不仅要拿走当天的需求,还要储备一些在粮库里,应对突发情况。

假如哪天,前一户拿多了粮食,粮食供应不足了,私人粮库就派上了用场。

此外,私人粮库也不能存得过多,否则会塌。

电容器在电路中,就起了“临时粮库”的作用,保证电路中一个个“家庭”,粮食供应稳定。

这下,大家是不是可以体会到,电容器在电子电路中举足轻重的地位了。

在所有电子元件中,电容器用途最广泛、用量最大,约占全部电子元件用量的40%左右。

基于充电、放电的功能,电容器还有其他的作用,就不深入探究了。

接着说它的构造和工作原理。

任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体,都可以构成电容器。

比如,两块靠近、但不接触的金属板。

把电源的正极和负极,分别接在这两块金属板上。电子就从一块板流向了另一块。

去掉电源后,这两块金属板就有了电势差。一旦接上导线,负极的电子就会通过导线流向正极,形成电流。

电容器容纳电子的本领,就叫“电容”。电容的单位是“法拉”。

A股有一家做薄膜电容器的公司叫“法拉电子”。关注法拉电子的人,都知道它今年的涨幅有多猛。

电容的大小,由电容器本身的性质决定,与电容器接的电源无关。

不同的材质、工艺,做出的电容器属性不同,应用于不同产品中。

在实际应用中,为了让两级绝缘,中间会夹一层绝缘介质。

而这层介质影响着电容器的性能。不同的介质能承受的电压不同,超过限度,电介质将被击穿、损坏。

△基础电容示意图

根据所用介质的不同,一般把电容器分为:陶瓷电容器、铝电解电容器、薄膜电容器和钽电解电容器。

陶瓷电容器因体积更小、电压范围大,且价格相对便宜的优点,在小型化趋势下对其需求巨大。

从全球电容器生产厂商布局来看,电容器以陶瓷电容器为主。陶瓷电容器中,又以片式多层陶瓷电容器(MLCC)为主。

根据 ECIA 数据,2019 年全球电容器市场规模约 203 亿美元。陶瓷电容、铝电容、薄膜电容、钽电容分别占比为52%、33%、7%、8%。

从电容器种类细分看,陶瓷电容器中的MLCC应用最为广泛。

可应用于笔记本电脑、数码相机、手机、录音录像设备等消费类产品,通讯、工业控制、医疗电子、汽车、轨道交通等工业类产品,以及航空、船舰、兵器、电子对抗等军工类产品。

铝电解电容器,主要应用于变频器、新能源、轨道交通、家电等领域。

薄膜电容器被广泛应用于输变电、节能灯具、汽车、消费类电子和家用电器等领域,在向太阳能、风能等新能源领域拓展。

钽电解电容器则在通讯、计算机、汽车电子、航空、航天等领域具有一定的市场地位。

A股的公司中,陶瓷电容器主要有风华高科、火炬电子。

铝电容器主要有江海股份、东阳光铝、艾华集团、德普科技。

薄膜电容器主要有法拉电子、铜峰电子。

钽电容主要有宏达电子。

国内中低端、国外中高端

我国是全球最大的电容器市场。

根据中国电子元件行业协会的数据,2019年全球电容器市场规模约1552亿元,其中我国电容器行业的市场规模为1102亿元,占全球额比重达71%。

目前,国内中低端电容器不仅自给自足,还能给国外供货,但高端电容器仍依赖进口。

以铝电解电容器为例。

2017-2021H1,我国铝电解电容依然以中低端为主,进口单价是出口单价的2.5-4倍。

图片来源:申万宏源

根据海关总署数据,2017-2018年,我国铝电解电容贸易逆差超50亿元人民币。

不过,中美贸易战推动了铝电解电容国产化大趋势。

2019年-2020年,我国铝电解电容贸易逆差呈现收窄趋势,收窄至45亿元上下,2021上半年贸易逆差仅17亿元左右。

电容器产品的应用,主要在军用市场、民用工业类市场以及民用消费类市场。

目前民用消费电子是被动元件最大的应用领域,占据着70%以上的市场份额。

电容器市场,又分为低端、中端和高端。不同市场的产品,附加值不一样。

低端市场的产品,主要是玩具、音响、老式电视等,进入门槛低,竞争激烈。

该市场的发展重心在产能扩张上,行业利润不断被挤压,部分产品的价格甚至到了成本的边缘。

中端市场,主要是普通照明产品、显示器等。

高端市场则是新能源发电、通信、汽车、高端照明、高端电视等产品。另外,还有军工产品也属于高端市场。

相比较而言,用于高端电容器,由于技术含量高、品质要求严格、市场准入的门槛高,因此产品的利润率较高。

技术或品质不行的制造商,在高端市场的竞争中,会逐步被下游客户淘汰。

因此,高端市场的盈利水平比较平稳。

由于低端市场利润微薄,日本、韩国、美国等电容器巨头已逐步退出低端市场,向工业、军工等高端领域收缩。

以全球最大铝电解电容厂商Chemi-con为例。

从2012年起,Chemi-con就以工业应用为主。2020 年,前三大应用领域ICT、汽车、工业的营收占比分别为 31%、29%、22%,消费电子(家电)类应用占比仅 9%。

如今的局面是,中国企业在低端市场里厮杀。中端市场里,中国头部的企业,在和外企抢市场。而高端市场,日本、韩国等制造商的技术仍较为领先。

陶瓷电容器市场,第一梯队是村田、京瓷等日系企业,第二梯队是三星电机、国巨电子等韩台系,第三梯队是风华高科、火炬电子等中国大陆系。

铝电解电容器市场,以贵弥功为首的日系厂商主导,国内竞争力较强的企业是江海股份和艾华集团。

薄膜电容器市场,美国、德国、日本厂商和国内龙头,占据了高端市场的主要地位。中低端市场,主要由台湾和大陆厂商占据。

国内比较知名薄膜电容器厂家“法拉电子”,主要集中在照明和消费电子等领域,竞争对手包括松下电工、KEMET和TDK等。

当下,全球高端电容器市场,还是被日系厂商所主导。不过,国内领军企业,正在抢占外企的市场。

比如,全球前五大铝电解电容厂商中四家为日本企业,分别是Chemi-con、Nichicon、Rubycon和 Panasonic。

2019年这四家日本厂商全球市占率分别为23%、17%、10%、6%,合计约56%。

2020财年,Chemi-con及Nichicon电容收入分别为67.83亿元、40.04 亿元,同比分别下降 3%、持平。

同期,艾华集团及江海股份电容收入分别为23.14亿元、24.09亿元,同比分别增长9%、28%。

2020年,艾华集团、江海股份与Chemi-con、Nichicon收入规模差距缩小。

目前,国内铝电解领军企业的规模,仅为国际龙头收入规模的1/3。随着国内企业的稳步进步,对标日本龙头企业仍有2倍增长潜力。

行业的护城河在哪?

电容器的低端市场是一片红海,门槛低,竞争者众多。行业内企业难以形成竞争优势,以获取客观的利润。

而中高端市场的产品,进入门槛高,这里面的企业更能形成长久的竞争优势。

中高端电容行业的竞争优势,主要在于工艺、客户壁垒和产业链布局。

1、工艺:企业间互不沟通,完全保密。

电容器的生产流程,在行业中并不是秘密。除了某些工序的叫法不同外,都相差无几。

比如铝电解电容器。

组成铝电解电容器的主要材料,都可以到市场上采购到,这点对于每家电容器制造商都是一样的。

企业间的区别在于:怎样将这些资源变成客户需要的产品。这就关于制造工艺。

因此,行业竞争的核心在于,合理的材料配置、过程控制和电解液配制等。

尤其是电解液的配制,属于企业的核心机密,只有少数几个人掌握,属于绝密范畴。在这方面,企业之间几乎不会交流,各家的配方都不一样。

保密是本行业的一大特点。各厂家之间交流甚少,各厂商的工艺流程控制差异较大。

同时根据行业惯例,核心技术以非专利技术为主,申报专利的较少。

2、客户壁垒:下游不轻易更换供应商。

电容器是电子电路中重要元件,产品的优劣决定着整个电子产品的质量。

电容器的大客户,都是世界知名产品的制造商。与它们达成合作,建立在严格、漫长的质量认证上。认证过程短则1~2年,长则3~4年。

一旦选定成为了电容器或电极箔的供应商,除非出现重大质量问题,不会轻易改变。

对于行业的新进入者来说,这种基于长期合作而形成的稳定客户关系,是进入该行业的重大障碍。

3、产业链:布局全产业链的企业,具有成本优势。

电容器的原材料,在生产成本中占了70~80%的成本。

而在原材料中,关键性材料又占了大头。

以铝电解电容器为例。

电极箔是生产铝电解电容器的关键性基础材料,占铝电解电容器生产成本的 30%-70%。

电极箔的性能决定铝电解电容器的容量、漏电流、损耗、寿命、可靠性、体积大小等关键技术指标,亦是铝电解电容器产业链中最具价值及最需要技术含量部分之一,其中腐蚀和化成技术是电极箔制造的核心技术。

以片式多层陶瓷电容器为例。

其关键材料陶瓷粉末,在MLCC的成本中占比较大,尤其是高容MLCC中成本占比可达35%-45%。

全球电容原材料市场高度集中,日系厂商占据了近一半的全球陶瓷粉末市场份额。前三大厂商日本堺化学、美国Ferro及日本化学市占率依次为28%、20%、14%。

我国只有一家企业“国瓷材料”上榜,排在第四位,市占率为10%。

国瓷材料作为我国瓷粉行业的龙头企业,是国内首家、全球继日本堺化学后第二家掌握水热法合成纳米级钛酸钡粉体技术的企业。

△陶瓷电容器

可以说,关键基础材料的发展水平,直接决定了中国电容器产业的发展水平。

谁拥有较好原材料资源,谁就将获得较高的利润。

生产电容器的企业,如果能把产业链向上延伸至电极箔,就能拥有更高的利润率。

比如,艾华集团就拥有“腐蚀箔 化成箔 电解液 铝电解电容器”的完整产业链,是全球第四大铝电解电容器生产厂商。

头部厂家成长的两个核心逻辑

2010年,国内头部电容器厂家业绩普遍大涨。

江海股份工业类电容器,销量同比增长69%。法拉电子营收增长58.64%至12亿元。

江海股份在当年年报中表示:节能减排、风力发电、太阳能发电、轨道交通等市场,给电容器带来了强劲寻求。

今年,新能源发电、新能源汽车行业再度爆发,电容器行业在十年后,又迎来了一个春天。

今年前三季度,江海股份营收增长了47.59%,法拉电子增长了51.23%。

可见,下游产业的高景气,是电容器行业高增长的前提。

而国内电容器企业的另一个增长点,在于产品结构的升级。

我国头部的电容器企业,依靠技术实力,逐步从产量、价格的竞争,转向技术服务的强化和品牌的提升。

随着高端产品占全部产品的比重将逐年增大,企业的利润逐步提升。

从财务指标上,这体现为毛利率、净利润率的逐年攀升。

这种情况,法拉电子体现得很充分。

法拉电子的毛利率从2010年的37%,提升到了2020年的44%。净利润率从21.64%,提升到了29.85%。

在此情况下,法拉电子过去10年的营收,虽然只从12亿元增长了58%,至19亿元。但净利润从2.44亿元,增长至5.56亿元,增长了128%。

可见,电容器行业的关注点,主要在两个方面。

一是,国内优秀的电容器厂家,通过不断地降本增效,研发创新,推出高端产品,抢占更多中高端市场。

二是,下游产业在国家政策推动下,需求爆发。2010年和2021年都出现了这种情况。

电容器产业的发展,直接影响着我国电子信息产业的发展,向来是国家重点发展的产业。

针对当前我国电子元器件产业存在整体大而不强、龙头企业匮乏、创新能力不足等问题,今年1月15日,工信部印发《基础电子元器件产业发展行动计划(2021—2023 年)》。

新能源发电、电动汽车等绿色能源领域,5G等通讯设施领域,以及军工领域的发展,都对电容器提出了巨大的需求。

根据我国的“双碳”目标,到2030年风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。而2020年底,风电、光伏总装机量为5.34亿千瓦。

这就意味着,未来十年,中国风电和光伏总装机量的复合增速,要达到8.4%。行业依旧将维持较高的增速。

在新能源发电设备中,需要使用大量高电压、大容量、长寿命和高稳定性的电容器。

在新能源汽车及充电桩中,电容器也是不可缺少的电子元件。新能源汽车对于电容器的需求为传统燃油汽车数倍。

根据中国汽车工业协会,2020年全球新能源车渗透率3.1%,国内新能源车渗透率为5.4%。

预计到2030年,全球新能源汽车渗透率将达 30%,销量达2766万辆,2020-2030年复合增长率为24%。

此外,5G建设也会带动电容器的需求。

2019年,5G网络建设已启动。根据工信部数据,中国截至2020年底累计建成5G基站超过71.8万个,约占全球70%。

未来5G若想要实现广覆盖,其基站密度和数量都要超过4G基站。结合2020年我国575万个4G基站的保有量来看,5G基站的建设还有很大的增长空间。

未来5~10年,上述产业仍将维持高景气,这给上游电容器厂商带来了源源不断的订单。

产品高端化、下游行业高景气,是国内头部电容器公司的核心逻辑。

特别提醒:本文内容仅供参考,不构成任何投资建议,交易风险自担。

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