电容器行业专题报告:市场空间广阔,军民需求保持高景气度

2020-07-27 20:00:08 admin 255

投资逻辑

从整体行业来看,电容器作为三大被动元件之一,是最常用的电子元器件之一,下游应用十分广泛,属于稳定增长的成熟行业。

从国内市场来看,中国电容器市场规模增速持续跑赢全球市场增速,展望未来,军民用需求有望保持高景气度:军用领域受益于国防预算稳定增长、向装备领域倾斜、装备信息化水平提高以及国产化替代等多重因素叠加,使得军工电容器领域的高景气度有望保持;民用领域,消费电子、新能源车等领域产品新旧迭代、单产品用量不断提升等因素推动电容器的需求增长。


一、电容器:三大被动元件之一,广泛应用于各类电路中

电容器是电子线路中必不可少的基础元件,与电阻、电感并称三大被动元件。根据工作特点,电子元器件可以分为 主动器件和被动元件:主动器件(又称有源器件、半导体器件)指在工作时内部有电源存在的电子元器件;被动元 件(又称无源器件)指工作时内部没有任何形式电源的电子元器件,具备自身不消耗电能、或把电能转变为不同形 式的能量、只需输入信号无需外加电源就能工作等特性。电容器是一种用于储存电量和电能的被动元件,与电阻、 电感并称三大被动元件,是最常用的电子元件之一。

电容器的基本结构是由两块导体极板和中间的电介质(绝缘体)组成,以静电的形式储存和释放电能,工作原理是 当电荷受电场作用力移动时,电容器中的电介质会阻碍电荷继续移动,进而造成正负电荷在电容器两极板累积。电容器具有“通交流、阻直流”的特性,广泛应用于各种高低频电路和电源电路中,主要作用是电荷储存、平滑电压、 耦合、去耦、滤波、旁路、分频等。

 

二、电容器分类方式多样,主流是按介质分类

电容器分类方式有多种,生产厂商一般按照介质进行分类进行生产经营。电容器根据结构可以分为固定电容、可变 电容和微调电容;根据是否有极性可分为有极性电容和无极性电容;按照应用领域可以分为军用电容、民用工业类 电容和民用消费类电容;按用途可分为旁路电容、调谐电容、耦合电容和滤波电容;根据介质不同,电容器可分为 陶瓷电容、铝电解电容、钽电容和薄膜电容等四大类,电容器生产厂商一般按照介质材料分类进行生产经营

Ø 陶瓷电容器可以分为多层陶瓷电容器(MLCC)和单层陶瓷电容器(SLCC),其中 MLCC 占据 90%以上的份 额。SLCC 即在陶瓷基片两面印涂银层,然后经低温烧成银质薄膜作极板后制作而成,其外形以圆片形居多。MLCC 则采用多层堆叠的工艺,将若干对金属电极嵌入陶瓷介质中,然后再经高温共烧而形成,其又可以分为 引线式多层陶瓷介电容器和片式多层陶瓷电容器。单层陶瓷电容器由于只有单层结构,两个电极相对面积小, 电容量不大,但高频特性好、耐压高,适用于高频电路和高压电路。批量化生产的 MLCC 电容量一般在 1pF 至 10μF 之间,同时具有频率特性好、工作电压和工作温度范围宽、体积小、无极性等特点,在成本和性能上都 占据优势,下游应用较为广泛,其市场规模占整个陶瓷电容器的 90%以上,占电容器市场规模接近 50%。

Ø 铝电解电容按引出方式不同可以分为引线式、焊针式、焊片式、螺栓式和贴片式;根据电解质形态可以分为液 态铝电解电容和固态铝电解电容。液态铝电解电容和固态铝电解电容最大区别在于阴极所使用的介电材料。固 态电容使用高分子导电材料作为介电材料,具备高稳定性、长寿命等优良特性,但目前价格较高;液态铝电解 电容使用电解液作为介电材料,将阳极箔,电解纸,阴极箔和端子(内外部端子)卷绕在一起含浸电解液后装 入铝壳,再用橡胶密封而成。目前,液态铝电解电容由于其成本优势,应用相比固态电容更为广泛。由于铝电 解电容高频特性不佳,目前主要应用于低频电路。

Ø 钽电容按照介质形态可以分为固体阴极钽电解电容和液体阴极钽电解电容,按照制作工艺可分为烧结型固体、 箔型卷绕固体和烧结型液体三种。固体钽电解电容是 1956 年由美国贝尔实验室首先研制成功的,其性能优异, 是电容器中体积小而又能达到较大电容量的产品。相比液体钽电容,固体钽电容不存在漏液问题,可有效避免 线路之间发生短路,大幅提高安全性,因而目前使用的钽电容几乎都是固体钽电容(烧结型固体钽电容占 95% 以上)。钽电容稳定性好、容量大,但由于造价昂贵,主要用于高端大容量场景。

Ø 薄膜电容器是以金属箔或金属化膜作为电极,以有机塑料薄膜作为介质,通过卷绕方式制作成的电容器。按照 电容器内部电极的形成方法分类,可分为箔电极型和蒸镀电极型;按照加工方法分类,可分为积层型和卷绕型;另外一种是按照薄膜介质的材料分类。常见的有机塑料薄膜材料有:聚乙酯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚碳酸酯等。薄膜电容器具有无极性、绝缘阻抗高、频率特性优异、频率响应宽广,介质损失小等优良特性,被大量使用在 模拟电路上,尤其是在信号交连的部分必须使用频率特性良好、介质损失极低的电容器,才能保证信号在传送 时没有太大的失真情况发生。

三、电容器产业链上游主要是电极材料和电介质材料,下游广泛应用于各大领域

电容器产业链上游主要是电极材料和电介质材料等行业,电极材料和电介质材料对电容器产品的性能均有较为重要 的影响。对于电极材料而言,部分电容器使用银、钯等稀有贵金属,价格昂贵且波动剧烈,目前已有厂商开始采用 贱金属如镍、铜替代金属钯等贵金属作为电极材料以降低生产成本。对于电介质材料,普通型材料国内供给基本满 足市场需求,但部分高性能介质材料如带有特殊功能的陶瓷粉末、高性能钽粉等仍需进口。

下游应用领域可分为军用和民用两大类。军用领域包括航空、航天、舰船、兵器和电子对抗等,民用领域包括了消 费电子、工业控制、电力设备及新能源、通讯设备、轨道交通、医疗电子设备及汽车电子等。作为电子线路中必不 可少的基础电子元器件,电容器产品在军民领域的应用广泛。

 

不同介质电容器差别主要体现在上游电介质原材料以及制造工艺上,下游应用则根据其特性应用于不同领域:陶瓷 电容下游应用较为广泛,铝电解电容主要应用于高压、大电容量场景,钽电容在航空航天、武器装备以及高档消费 电子等军民领域拥有稳定市场,薄膜电容在新能源汽车市场拥有良好前景。

(一)陶瓷电容:陶瓷粉末为主要原材料,下游覆盖领域最为广阔

陶瓷电容上游原材料主要为陶瓷粉末、电极材料、电容器芯片等,陶瓷粉末及电极材料对产品性能影响较大。陶瓷 粉末是构成 MLCC 成本的主要环节,在低容量 MLCC 中占比达 20%-25%,在高容量 MLCC 中甚至达到 35%-45%。目前,国内主流厂商所用陶瓷粉末以外购为主,供应商主要来自于美国及日本。对于电极材料而言,陶瓷电容器产 品的内外电极一般采用金属银-钯材料,价格相对昂贵且波动较为剧烈,随着 MLCC 叠层的增多导致金属钯的用量也 大幅增加,陶瓷电容器厂商已开始采用镍、铜等贱金属取代金属钯作为内电极材料,降低生产成本。此外,部分国 内厂商原材料还包括电容器芯片。电容器芯片即为片式 MLCC,其作为原材料用于生产引线式 MLCC、多芯组陶瓷 电容时称为电容器芯片。根据火炬电子及鸿远电子招股书,电容器芯片为其自产业务直接材料的主要成分,占其直 接材料的比重达 65%-90%。

MLCC 制造工艺主要有三种:干式流延工艺、湿式印刷工艺和瓷胶移膜工艺。

Ø 干式流延工艺:将陶瓷粉料与粘合剂、增塑剂、溶剂及分散剂混磨成悬浮性好的浆料,经真空脱泡后在刮刀的 作用下在基带上流延出连续、厚度均匀的浆料层。在表面张力的作用下浆料层形成光滑的自然表面,干燥后形 成柔软如皮革状的膜带,再经印刷电极、层压、冲片、排粘、烧结后形成电容器芯片。

Ø 湿式印刷工艺:将陶瓷介质浆料通过丝网印刷制成陶瓷薄膜作为多层陶瓷电容器的介质,金属电极和上下保护 片都采用丝网印刷形成,即按“下保护片-电极-介质-电极-介质-上保护片”顺序印刷,以达到设计的层数。完成 上述工序再进行烘干,之后按片式电容器的尺寸要求切割成芯片。

Ø 瓷胶移膜工艺:以卷式胶膜为载体,通过特殊浆料挤出设备,将陶瓷浆料均匀挤在载体上,以获得陶瓷介质层 连续性卷材,膜厚精准,可做到 2μm 以下,实现了介质层的超薄制作。制作电容器时,以陶瓷介质卷材为基 础,在上面印刷金属电极后再套印瓷浆层。

目前国内厂商普通采用干式流延工艺,其优点在于投资少、生产效率高,适合大批量生产,但产品在性能及质量上 存在缺陷,较难在高端市场推广应用。随着市场对产品的要求越来越高以及高端多层陶瓷电容器的需求不断增长, 湿式印刷工艺和瓷胶转移膜工艺因其制造工艺的先进性而备受关注,已逐步成为多层陶瓷电容器制造技术的发展趋势。

陶瓷电容器下游应用广泛,覆盖军工、工业和消费领域,几乎所有电路中都有陶瓷电容器。多层陶瓷电容器作为电 子线路中必不可少的基础电子元器件,下游应用领域广泛,包含航空航天、兵器等军工领域,工控设备、医疗电子、 汽车电子、精密仪表等工业领域以及消费类电子产品等领域。根据前瞻产业研究院数据,消费类领域占据绝大部分 的市场份额,高端消费和一般消费领域合计占 MLCC 市场份额的 73%。

 

(二)铝电解电容:电极箔为关键原材料,下游以高压大电容量场景为主

电极箔是生产铝电解电容的关键原材料,由高纯铝制成。铝电解电容器制造工艺是先由阳极箔、阴极箔、中间隔着 电解纸卷绕后,再浸渍工作电解液,然后密封在铝壳中制成。铝箔是生产铝电解电容器时的关键性基础材料,用于 承载电荷,其生产成本占铝电解电容器总成本的 30%-60%。铝箔的性能在很大程度上决定着铝电解电容器的容量、漏电流、损耗、寿命、体积大小等多项关键技术指标。液态铝电解电容器的阴极箔同阳极几乎一样,但没有氧化的 程序。固态铝电解电容器则采用了导电聚合物为阴极材料。

铝电解电容电容量大,被广泛应用于高压、大电容量的场景中。铝电解电容的阳极箔和阴极箔经过腐蚀后,与电解 液的实际接触面积能扩张十倍甚至上百倍,使电容量大大增加,同时铝电解电容在生产时会卷绕多层,以体积换面 积,因此电容量大。铝电解电容也因此被广泛应用于需要高压、大电容量的场景中,如:风力发电系统、新能源汽 车的电源系统等。

 

(三)钽电容:钽粉与钽丝为主要原材料,应用以军工及高端市场为主

钽电容的主要原材料是电容器级别的钽粉和钽丝,原材料商集中度高。固体钽电容基本由钽粉(正极)、氧化膜(不 能独立于钽粉存在)、二氧化锰、银粉、石墨、环氧树脂、引线构成。钽电容厂家一般不生产钽粉、钽丝,因此钽 的价格波动对钽电容厂家的生产成本影响较大。中国的东方钽业、美国的 Cabot 公司和德国的 H.C.Starck 公司为世 界钽业三强,供应了世界 80%以上的电容器级钽粉。其中,东方钽业供应的电容器级钽粉在 2012 年全球市场占有率 25%以上;电容器用钽丝全球市场占有率 60%以上,可以满足国内企业从低端到中高端的电容器级钽粉、钽丝的需 求,但部分高性能钽粉生产技术仍掌握在国外企业手中。

钽电容的制造工艺为将研磨后的钽粉与有机溶剂混合,在 2000 摄氏度以上的高温下烧结成为多孔化的钽块作为阳极, 再将多孔化钽块在磷酸溶液中电解,氧化后表面氧化即形成五氧化二钽的电介质。固体钽电容的阴极是固态的二氧 化锰,将阴极与电介质紧密接触,通过引出电极即形成钽电容。

钽电容的缺点主要在于成本高,但在高端市场有其不可替代性。由于钽是稀有金属,导致了钽电容的原材料成本远 高于其他电容器。根据唯样电子商城的数据,容值为 100μF,规格为 1206 的钽电容器价格一般是相同指标 MLCC 的 3 倍以上。这也就导致了钽电容在追求性价比的中低端民用领域不断被 MLCC 代替。而得益于其优良特性,钽电 容在航空航天、武器装备等军用领域,在高档消费电子产品等高端民用领域以及其他对于可靠性有较高要求的产品 中仍拥有稳定的市场空间。

 

(四)薄膜电容:以塑料薄膜为电介质,主要应用于新能源汽车领域

薄膜电容的主要原材料为塑料薄膜、塑料壳、喷金料等,其主要采用的“金属化薄膜制法”制作工艺是将薄膜进行 蒸镀、分切后制成金属氧化膜,然后在其上以真空蒸镀上一层很薄的金属作为电极,最后经过卷绕、压扁、喷金、 赋能、焊接、封装后制成薄膜电容器。这种制法可以省去电极箔的厚度,缩小电容器单位电容量的体积,所以薄膜 电容器较容易做成小型、大容量的电容器。

 

新能源汽车是未来薄膜电容器重要的应用场景之一,薄膜电容是其直流支撑电容的首选。新能源汽车的电机控制系 统的核心部件是逆变器,而直流支撑电容和 IGBT 配套保护电容则是逆变器中最主要的两套电容。直流支撑电容位 于电源和控制器中间,对整流器的输出电压进行平滑、滤波,并吸收高幅值脉冲电流。如果母线上的电压波动超过 允许范围,会对 IGBT 造成破坏,进而对汽车的动力系统造成影响。因此直流支撑电容需要采用抗涌浪电压能力强、 安全性高、寿命长、耐高温的电容。薄膜电容器的优良特性能较好地满足其需求,预计将会被广泛应用。

 

四、电容器未来趋势:小型/超薄化、大容量化、固体化成电容器整体发展方向

陶瓷电容未来的发展方向是微型化和大容量化。由于下游电子产品逐渐朝着小型化方向发展,促使上游的陶瓷电容 器朝着微型化发展。2008 年消费类智能手机使用的 MLCC 基本以 0402 尺寸系列产品为主,2016 年发展为以 0201 尺寸为主,不久将以 01005 系列产品为主。要想在保证甚至提高电容器的性能的前提下,把电容器做得更小,需要 将 MLCC 的每层介质做得更薄或者增加叠层的层数。陶瓷粉末是 MLCC 的核心原材料,粉末的纯度、微细度和颗 粒形状等决定了MLCC能否实现小型化。目前日本公司在陶瓷粉末的制备工艺和MLCC的制造工艺处于全球领先, 已能实现在 2μm 的薄膜介质上叠 1000 层,生产出单层介质厚度为 1μm,容量为 100μF 的 MLCC。我国国内厂 商目前已经具备次高端产品的生产技术,但是在部分特殊型号或特殊要求的产品方面,受制于核心原材料性能或少数关键技术方面的短板,仍然需要通过进口国外产品满足需求。

 

固体铝电解电容性能远超液态铝电解电容,是未来的发展方向。传统的液态铝电解电容对工作环境的要求较为苛刻, 过高的温度可能导致电解液沸腾蒸发,低温可能导致电解液凝固,均会影响其性能。固体铝电解电容的阴极材料具 有比传统电解液高得多的电导率,使其克服了传统铝电解电容器温度和频率特性差的缺点,具有可靠性较佳、使用 寿命长、高频、低阻抗、耐特大文波电流等特性,每一颗固体铝电解电容可替代 2-3 颗普通液态铝电解电容,有利 于电子产品的集成化和小型化并可以克服液态铝电解电容容易漏夜的弊端,是未来铝电解电容的发展方向。随着固 体铝电解电容成本的逐步下降,该类电容器将成为低压领域的主要竞争产品。据电子元件协会预测,铝电解电容器 凭借其优异的技术特性在未来的电容器市场中仍将牢牢占据 30%以上的份额,并有可能进一步扩大市场份额。

 

钽电容向小型化、大容量、高可靠、高频化、低 ESR 值的方向发展。目前,世界上电子产品正加速向高性能、小型 化方向发展,表面贴装技术正逐步取代传统的组装技术。国际上表面贴装元件成为电子元件发展的主流。随着军用 电子设备性能的提高,钽电容器的发展趋势必将向片式化、小型化发展。以导电聚合物为阴极的片式高分子固体电 解质钽电容器,高频性能优良、可靠性高,可以很好地满足电子技术及发展需求以及武器装备的小型化、轻型化和 高性能化的需要。

 

薄膜电容向超薄化、耐高温方向发展。近年来,由于市场变化及技术的进步,照明领域对薄膜电容器的需求逐步放 缓,薄膜电容逐步向汽车电子、风电等高端市场发展,其对薄膜电容的性能要求也更为严格。得益于电子薄膜材料 生产技术的提高,薄膜电容逐步向超薄化及耐高温方向发展,以适应下游应用领域对产品的需求。

 

五、电容器全球市场规模超 200 亿美元,下游需求保持高景气度

(一)全球电容器市场规模达 220 亿美元,中国市场占比超过七成

全球电容器市场空间预计超 220 亿美元,年均复合增长率超 5%。被动元件作为电子电路中的基础构成,受益于全 球信息化产业的发展以及电子产品的快速进步,在电子产品中被动元件单机使用量大大增加,市场规模庞大。电容 器作为最主要的被动元件,在被动元件市场占据约三分之二的份额,受行业整体带动,规模不断增长。根据中国产 业信息网,2019 年全球电容器市场规模达 222 亿美元,2009-2019 年均复合增长率达 5.65%。

中国电容器市场规模持续扩大,全球市场占比超七成。根据中国电子元件行业协会的数据,2019 年中国电容器市场 规模为 1102 亿元,约占全球市场的 71%,蝉联全球最大电容器市场。此外,中国电容器市场规模增长的速度持续快 于全球市场规模增速, 2009-2019年均复合增长率达7.93%,已经成为拉动全球电容器市场继续保持增长的重要力量。

 

(二)陶瓷电容占据一半市场,未来份额有望继续扩大

全球电容器市场以陶瓷电容为主,占据市场一半份额。根据中国电子元件行业协会的数据,2019 年陶瓷电容、铝电 解电容、钽电容、薄膜电容全球市场规模将分别达到 114 亿美元、72 亿美元、16 亿美元及 18 亿美元,较 2018 年分 别增长 3.82%、3.77%、1.31%及 1.67%。陶瓷电容因其广泛的应用及较高的性价比,在电容器市场中占据半壁江山。

我国在各细分市场占比均超五成,同样以陶瓷电容为主。我国电容器市场格局与全球市场类似,同样以陶瓷电容为 主。根据中国电子元件行业协会的数据,2019 年陶瓷电容、铝电解电容、钽电容、薄膜电容市场规模将分别达到 578 亿元、341 亿元、62 亿元及 87 亿元,较 2018 年分别增长 6.20%、5.24%、1.99%及 1.40%,在各细分市场占比均超 过一半。增速方面,除薄膜电容外,各细分市场规模增速均高于全球市场。

 

1、陶瓷电容约占电容市场半半壁江山,中国在各细分市场占比过半

陶瓷电容方面,根据中国电子元件行业协会电容器分会的数据,预计 2019 年全球陶瓷电容器市场规模将达到 114.2 亿美元,中国为 577.6 亿元。中国陶瓷电容器的市场规模占比将超过 70%,为全球最大的电容器市场。而在全球陶 瓷电容器领域中,片式 MLCC 占总规模的 93%,引线式 MLCC 占 3%,SLCC 占 4%。片式 MLCC 的应用最广,引 线式 MLCC 因为尺寸和高度受限,无法满足进一步小型化的要求,被片式 MLCC 逐步取代。

 

铝电解电容方面,根据中国电子元器件行业协会的数据,全球铝电解电容市场整体规模近年来保持每年 4%左右的增 长,预计 2019 年达到 72 亿美元,约占整个电容器市场的 32%;中国铝电解电容器市场规模增速与全球市场持平, 预计 2019 年达到 341 亿人民币,占全球市场规模的 65%以上。

 

钽电容方面,根据中国电子元器件行业协会的数据,全球钽电容市场整体规模近年来保持平局每年 1.3%左右的增长, 预计 2019 年达到 16 亿美元,约占整个电容器市场的 8%;中国钽电容器市场规模增速高于全球市场,近年来平均每 年增长 2%以上,预计 2019 年达到 62 亿人民币,占全球市场规模的一半以上。

 

 

薄膜电容方面,根据中国电子元器件行业协会的数据,全球薄膜电容市场整体规模近年来保持平局每年 1%左右的低 速增长,预计 2019 年达到 18 亿美元,约占整个电容器市场的 8%;中国薄膜电容器市场规模增速高于全球市场,预 计 2019 年达到 87 亿人民币,是全球最大的市场,占全球市场规模的 60%以上。

 

2、整体趋势:陶瓷电容份额不断上升,在部分领域逐渐替代其他电容器

陶瓷电容市场份额占比不断增加,下游产品的小型化叠加 MLCC 技术进步使得 MLCC 对其它电容器有替代趋势。 全球陶瓷电容器市场规模占电容器总体市场规模的比重从 2009 年的 47%不断上升至 2019 年的 52%,市场规模达到 114 亿美元,而钽电容占比从 9%下滑至 7%,薄膜电容从 10%下滑至 8%。由于电容器下游的各类电子产品在一定程 度上均有小型化趋势(如消费电子智能化、轻薄化;军事装备轻型化、高性能化;汽车电子集成化等),需要越来 越多微型的电容器。而 MLCC 相较于薄膜电容器和铝电解电容器更易于小型化,且相比钽电容具有成本优势。同时 经过 MLCC 厂家多年的研发,出现了大量专为特定场景设计的 MLCC 产品,扩充了 MLCC 的应用场景。这些 MLCC 的电容量不断增加,工作温度范围进一步拓展(能在 150℃以上环境中稳定工作),且耐压性和频率特性得到升级。综合来看,在小型化与应用场景丰富化的大背景下,MLCC 有望占据更多市场份额。

 

六、军用领域持续高景气,民品领域应用场景日益丰富,我国电容器市场前景广阔

电容器作为基础电子元器件,受益于信息技术和电子设备的快速发展,下游市场需求的扩张,市场规模不断增加。 近年来,受益于下游行业的蓬勃发展,中国电容器市场规模增速持续跑赢全球市场增速。展望未来,我们认为中国 电容器市场将继续保持快速增长,其动力来自于军民两个领域:军用领域,受益于国防预算稳定增长、向装备领域 倾斜、装备信息化水平提高以及国产化替代等多重因素叠加,使得军工电容器领域的高景气度有望保持;民用领域, 消费电子、新能源车等领域产品新旧迭代,推动电容器的需求增长。

1、军用领域:多重因素叠加,军用电容器需求保持高景气度

国防预算保持稳定增长,预计未来仍将保持高于 GDP 的增长。我国国防预算 2015 年之前连续五年保持两位数增长, 随着 GDP 增速的下滑,2016-2018 年国防预算增速分别为 7.6%、7.0%和 8.1%,增速换挡但仍保持稳定,2019 年预 算增长 7.5%,总数达到 11900 亿元。但从国防预算占 GDP 的比例来看,我国在世界上仍处于较低水平,不及美俄等国。2019 年 7 月 24 日,国防部发布了《新时代的中国国防》白皮书,首次将国防费用位居世界前列的国家进行 国际比较,并指出中国国防费用无论是占国内生产总值和国家财政支出的比重,还是国民人均和军人人均数额,都 处于较低水平,2017 年中国国防费用占国内生产总值的平均比重在国防费位居世界前列的国家中排在第六位,是联 合国安理会常任理事国中最低的。2018 年美国和俄罗斯军费分别占 GDP 的 3.16%和 3.93%,而中国军费仅占 GDP 的 1.87%。因此我们预计未来军费增速仍将长期保持高于 GDP 的增速,未来有较大的增长空间。

装备费占国防预算的比重提升,2010-2017 年装备投入复合增长率达到 13.44%。根据国防白皮书,中国国防费按用 途划分,主要由人员生活费、训练维持费和装备费构成,其中装备费用于武器装备的研究、试验、采购、维修、运 输、储存等。我国装备费占国防预算的比重已经从 2010 年的 32.2%增长至 2017 年的 41.1%,装备投入复合增速达到 13.44%,表明随着军改推进,机关非战斗部队逐步精简,国防支出的重心向加大武器装备建设方向发展。但同时对 比美国军费结构以及我国军队装备建设还处于“补课”阶段,装备现代化水平仍需提高,空军、海军、信息化装备 等细分行业增长或将更快。

军队信息化转型加速,装备信息化水平亟待提高

根据《中国的军事战略》白皮书,我国军事斗争准备基点是打赢信息化局部战争,海陆空三军开始逐步转型。陆军 按照机动作战、立体攻防的战略要求,实现区域防卫型向全域机动型转变;海军按照近海防御、远海护卫的战略要 求,逐步实现近海防御型向近海防御与远海护卫型结合转变;空军按照空天一体、攻防兼备的战略要求,实现国土 防空型向攻防兼备型转变。军队转型必须以信息化的装备作为依托。

根据中国产业信息网,2010 年,美国陆军装备的信息化装备程度已经达到 50%以上,美国海军、空军的信息化装备 程度已经达到 70%以上,军用卫星数量超过 100 颗,战术电台渗透率 20%,初步建成了信息时代的信息化武器装备 体系。美军称,到 2020 年前后美军各军兵种的武器装备将全部实现信息化。

我国国防信息化建设已经全面开展,十九大报告中明确了我国新时代国防和军队建设的三个发展阶段和总体目标, 其中第一个阶段就是确保 2020 年基本实现机械化,信息化建设取得重大进展,战略能力有大的提升,预计在较长的 周期内,我国航空、航天、舰船以及兵器等领域的装备信息化水平将持续提高,单兵信息化装备也将大力发展。我 们认为装备信息化水平的提升,对应更为复杂的电子系统,从而对军工电子元器件的需求预计将大幅增加。

 

2、民用领域:消费电子、新能源汽车、5G 蓬勃发展,电容器用量不断提升

消费电子:智能手机进入 5G 时代,智能手表与 TWS 耳机热度不减

消费电子领域包括一般消费类产品和高端消费类产品,一般消费类包括笔记本电脑、电视、电话、普通手机和数码 相机等电子产品;高端消费类包括专业录音录像设备、智能手机等电子产品。相对于军用和工业类 MLCC,消费类 产品市场需求空间更为广阔。

5G 时代来临,智能手机更新换代需求旺盛。根据 Strategy Analytics 的预测,5G 手机的销量到 2025 年接近手机总销 量的一半。伴随着手机的迭代,硬件性能必将不断提升,单部手机对电容器的需求也随之增加,例如快速充电功能 需要高质量的电容器技术,对电容器产品需求量大幅提高。以 iPhone 为例,一台 iPhone X 中 MLCC 用量达到 1100 颗,而在 iPhone 4S 中 MLCC 的单机用量仅为 496 颗。苹果公司计划于 2020 年推出 5G 版 iPhone,届时或将进一步 扩大对电容器的需求。

 

以智能手表、手环为代表的可穿戴设备将成为消费电子领域的另一个增长点。可穿戴设备与人体具有天然的交互性, 在传感器技术逐步成熟后,已具有强大的数据采集能力,可以作为物联网信息的重要入口。待 5G 广泛应用后,可 穿戴设备可以做到低延迟、高密度地将数据与其他设备互联互通,在健康监测、运动辅助、工作生活等各方面起到 多元化的作用。根据智研咨询的数据,2017 年全球智能可穿戴设备出货量达 1.32 亿只,同比增长 29%;市场规模达 208 亿美元,同比增长 30%。预计智能可穿戴设备未来几年仍将保持快速发展,到 2021 年智能可穿戴设备的出货量 达 2.82 亿只,未来四年复合增速达 21%;市场规模达 462 亿美元,未来 4 年复合增速达 22%。

 

智能手表是目前可穿戴设备中集成度最高的产品,未来被消费者广泛接受后将有巨大市场空间。根据 Strategy Analytics 的数据,全球智能手表在 2019Q2 的出货量到 1200 万台,同比增长 44%,预计 2022 年将达到 9430 万块, 市场规模达到 275 亿元。和手机一样,智能手表在更新换代时也会大大增加电子元器件的用量。以 Apple Watch 为 例,第三代 Apple Watch 使用的 S3 芯片与上一代尺寸相同,但集成了蜂窝网络等更多元件;第五代 Apple Watch 在 第三代的基础上集成了电极式心率传感器、第二代光学心率传感器等,同时厚度降低了 6%。可以预见,更多小型化 的电容器产品将应用于智能手表中。

 

苹果 Airpods 系列耳机引领 TWS 耳机潮流,耳机无线化趋势明显。自苹果 2016 年推出首款 Airpods 以来,TWS 的 概念逐渐被消费者感知。蓝牙 5.0 技术(传输速度是上一代的两倍,传输距离提高了三倍)的推广及芯片技术的进 步,极大地降低了 TWS 耳机的延迟,解决了消费者最大的痛点。伴随着苹果公司推出 Airpods 2 和 Airpods Pro,TWS 耳机在社交媒体的关注度遥遥领先之前任何一类耳机产品。目前苹果 Airpods 凭借其与 IOS 系统流畅的适配性和舒 适的穿戴体验受到广泛好评,销量遥遥领先。据 Counterpoint 数据,2019 年 Q1 苹果 Airpods 系列耳机销量占市场整 体的 50%以上。同时由于 Airpods 价格昂贵,在安卓阵营的渗透率相对较低。随着技术的进步,未来价格适中、性 能优良的 TWS 耳机将把整个市场推向新的高度。

 

TWS 耳机数量增加将推动电容器的需求。TWS 耳机分为耳机和充电盒两部分,两者都应用了电容器。以 Airpods 2 为例,单只 Airpods 2 耳机使用了 88 个电容器,充电盒中使用了 68 个电容器,总量为 244 个。随着产品的升级,耳 机中可能集成更多的电容器。

 

汽车电子:新能源汽车渗透率提高,单车 MLCC 需求量约为燃油车 6 倍

电容器在汽车电子中被广泛应用,电子化程度越高,电容器需求越多。传统燃油车的发电机电控系统、底盘电控系 统、车身电控系统、车载电子系统,均大量使用电容器,且智能化程度越高,需要的电路控制模块就越多,电容器 的需求量就越高。未来汽车中将广泛应用各种电控单元、智能仪表、智能传感器等电子部件构成汽车内部局域网,实现驾驶辅助功能,最终实现完全自动驾驶。根据智研咨询《2018-2024 年中国汽车电子行业市场监测及未来前景预 测报告》,2015 年汽车电子占整车成本为 35%左右,预计到 2020 年将达到 50%。

新能源汽车渗透率快速增长,单车 MLCC 需求量约为燃油车的 6 倍。相较于传统燃油车,混合动力汽车在传统汽车 智能化的基础上增加了混合动力/插电混动、微混合动力、智能节油等控制模块,大幅提高高容量 MLCC 和薄膜电容 器的需求。根据中国报告网的数据,常规燃油车单车 MLCC 需求量约为 3000 颗,混合动力汽车约为 13000 颗,纯 电动汽车单车所需 MLCC 数量约为 18000 颗,为燃油车的 6 倍。与此同时,各国纷纷提出燃油车禁售时间表。由中 国政府发布的《中国传统燃油车退出时间表研究》表示,中国有望在 2050 年以前实现传统燃油车的全面退出,其中, 一级城市私家车将在 2030 年实现全面新能源化。另据《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,2020 年,我 国将实现当年新能源汽车产销 200 万辆以上,累计产销超过 500 万辆。政策驱动叠加技术进步,新能源汽车必将渗 透率不断提高,促进 MLCC 和其他电容器的需求增长。

 

通信:5G 基站数量或将达到 4G 的 1.5 倍

5G 网络正式商用,我国 5G 基站的总体数量有望达到 4G 的 1.5 倍,即达到 600 万。2015 年,ITU 正式定义了 5G 的三类典型应用场景,包括 eMBB(增强型移动宽带)、mMTC(大规模物联网)、uRLLC(超高可靠超低时延通 信)。为达到上述愿景,5G 频率将涵盖高、中、低频段,即统筹考虑全频段。但频谱属于不再生资源,移动通信从 2G 发展到 4G,再到 5G,通信频段不断从 800MHz、900MHz 提高至 1.8GHz、2.1GHz 和 2.5GHz,可用在移动通信 网络的频谱资源越来越少。5G 基站将使用更高的通信频率(3Ghz 以上),但由于信号频率越高,基站覆盖范围越 小,5G 基站的覆盖半径仅为 100 米~300 米。根据中国联通网络技术研究院预测,5G 建站密度将至少达到 4G 的 1.5 倍。按照 2020 年我国 4G 基站为 400 万台计算,要想拥有成熟的 5G 网络,我国需要新建 5G 基站约 600 万台。

电容器在 5G 基站天线模块中被大量应用。5G 基站的天线部分包括射频连接、PCB、滤波器、射频器件等。电容器 作为最基本的被动元件之一,在这些器件中被广泛使用。例如,在滤波器中,电阻、电容、电感共同组成滤波电路, 滤波电路可以对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除,得到一个特定频率的信号。因此 5G 基站的大 规模建设料将充分带动电容器的需求。