電容器行業專題報告:市場空間廣闊,軍民需求保持高景氣度

2020-07-27 21:39:46 admin 922

投資邏輯

從整體行業來看,電容器作為三大被動元件之一,是最常用的電子元器件之一,下游應用十分廣泛,屬於穩定增長的成熟行業。

從國內市場來看,中國電容器市場規模增速持續跑贏全球市場增速,展望未來,軍民用需求有望保持高景氣度:軍用領域受益於國防預算穩定增長、向裝備領域傾斜、裝備資訊化水準提高以及國產化替代等多重因素疊加,使得軍工電容器領域的高景氣度有望保持;民用領域,消費電子、新能源車等領域產品新舊迭代、單產品用量不斷提升等因素推動電容器的需求增長。

一、電容器:三大被動元件之一,廣泛應用於各類電路中

電容器是電子線路中必不可少的基礎元件,與電阻、電感並稱三大被動元件。根據工作特點,電子元器件可以分為 主動器件和被動元件:主動器件(又稱有源器件、半導體器件)指在工作時內部有電源存在的電子元器件;被動元 件(又稱無源器件)指工作時內部沒有任何形式電源的電子元器件,具備自身不消耗電能、或把電能轉變為不同形 式的能量、只需輸入信號無需外加電源就能工作等特性。電容器是一種用於儲存電量和電能的被動元件,與電阻、 電感並稱三大被動元件,是最常用的電子元件之一。

電容器的基本結構是由兩塊導體極板和中間的電介質(絕緣體)組成,以靜電的形式儲存和釋放電能,工作原理是 當電荷受電場作用力移動時,電容器中的電介質會阻礙電荷繼續移動,進而造成正負電荷在電容器兩極板累積。電容器具有“通交流、阻直流”的特性,廣泛應用於各種高低頻電路和電源電路中,主要作用是電荷儲存、平滑電壓、 耦合、去耦、濾波、旁路、分頻等。

 

二、電容器分類方式多樣,主流是按介質分類

電容器分類方式有多種,生產廠商一般按照介質進行分類進行生產經營。電容器根據結構可以分為固定電容、可變 電容和微調電容;根據是否有極性可分為有極性電容和無極性電容;按照應用領域可以分為軍用電容、民用工業類 電容和民用消費類電容;按用途可分為旁路電容、調諧電容、耦合電容和濾波電容;根據介質不同,電容器可分為 陶瓷電容、鋁電解電容、鉭電容和薄膜電容等四大類,電容器生產廠商一般按照介質材料分類進行生產經營

Ø 陶瓷電容器可以分為多層陶瓷電容器(MLCC)和單層陶瓷電容器(SLCC),其中 MLCC 佔據 90%以上的份 額。SLCC 即在陶瓷基片兩面印塗銀層,然後經低溫燒成銀質薄膜作極板後製作而成,其外形以圓片形居多。MLCC 則採用多層堆疊的工藝,將若干對金屬電極嵌入陶瓷介質中,然後再經高溫共燒而形成,其又可以分為 引線式多層陶瓷介電容器和片式多層陶瓷電容器。單層陶瓷電容器由於只有單層結構,兩個電極相對面積小, 電容量不大,但高頻特性好、耐壓高,適用於高頻電路和高壓電路。批量化生產的 MLCC 電容量一般在 1pF 至 10μF 之間,同時具有頻率特性好、工作電壓和工作溫度範圍寬、體積小、無極性等特點,在成本和性能上都 佔據優勢,下游應用較為廣泛,其市場規模占整個陶瓷電容器的 90%以上,占電容器市場規模接近 50%。

Ø 鋁電解電容按引出方式不同可以分為引線式、焊針式、焊片式、螺栓式和貼片式;根據電解質形態可以分為液 態鋁電解電容和固態鋁電解電容。液態鋁電解電容和固態鋁電解電容最大區別在於陰極所使用的介電材料。固 態電容使用高分子導電材料作為介電材料,具備高穩定性、長壽命等優良特性,但目前價格較高;液態鋁電解 電容使用電解液作為介電材料,將陽極箔,電解紙,陰極箔和端子(內外部端子)卷繞在一起含浸電解液後裝 入鋁殼,再用橡膠密封而成。目前,液態鋁電解電容由於其成本優勢,應用相比固態電容更為廣泛。由於鋁電 解電容高頻特性不佳,目前主要應用於低頻電路。

Ø 鉭電容按照介質形態可以分為固體陰極鉭電解電容和液體陰極鉭電解電容,按照製作工藝可分為燒結型固體、 箔型卷繞固體和燒結型液體三種。固體鉭電解電容是 1956 年由美國貝爾實驗室首先研製成功的,其性能優異, 是電容器中體積小而又能達到較大電容量的產品。相比液體鉭電容,固體鉭電容不存在漏液問題,可有效避免 線路之間發生短路,大幅提高安全性,因而目前使用的鉭電容幾乎都是固體鉭電容(燒結型固體鉭電容占 95% 以上)。鉭電容穩定性好、容量大,但由於造價昂貴,主要用於高端大容量場景。

Ø 薄膜電容器是以金屬箔或金屬化膜作為電極,以有機塑膠薄膜作為介質,通過卷繞方式製作成的電容器。按照 電容器內部電極的形成方法分類,可分為箔電極型和蒸鍍電極型;按照加工方法分類,可分為積層型和卷繞型;另外一種是按照薄膜介質的材料分類。常見的有機塑膠薄膜材料有:聚乙酯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚碳酸酯等。薄膜電容器具有無極性、絕緣阻抗高、頻率特性優異、頻率回應寬廣,介質損失小等優良特性,被大量使用在 模擬電路上,尤其是在信號交連的部分必須使用頻率特性良好、介質損失極低的電容器,才能保證信號在傳送 時沒有太大的失真情況發生。

三、電容器產業鏈上游主要是電極材料和電介質材料,下游廣泛應用於各大領域

電容器產業鏈上游主要是電極材料和電介質材料等行業,電極材料和電介質材料對電容器產品的性能均有較為重要 的影響。對於電極材料而言,部分電容器使用銀、鈀等稀有貴金屬,價格昂貴且波動劇烈,目前已有廠商開始採用 賤金屬如鎳、銅替代金屬鈀等貴金屬作為電極材料以降低生產成本。對於電介質材料,普通型材料國內供給基本滿 足市場需求,但部分高性能介質材料如帶有特殊功能的陶瓷粉末、高性能鉭粉等仍需進口。

下游應用領域可分為軍用和民用兩大類。軍用領域包括航空、航太、艦船、兵器和電子對抗等,民用領域包括了消 費電子、工業控制、電力設備及新能源、通訊設備、軌道交通、醫療電子設備及汽車電子等。作為電子線路中必不 可少的基礎電子元器件,電容器產品在軍民領域的應用廣泛。

 

不同介質電容器差別主要體現在上游電介質原材料以及製造工藝上,下游應用則根據其特性應用於不同領域:陶瓷 電容下游應用較為廣泛,鋁電解電容主要應用於高壓、大電容量場景,鉭電容在航空航太、武器裝備以及高檔消費 電子等軍民領域擁有穩定市場,薄膜電容在新能源汽車市場擁有良好前景。

(一)陶瓷電容:陶瓷粉末為主要原材料,下游覆蓋領域最為廣闊

陶瓷電容上游原材料主要為陶瓷粉末、電極材料、電容器晶片等,陶瓷粉末及電極材料對產品性能影響較大。陶瓷 粉末是構成 MLCC 成本的主要環節,在低容量 MLCC 中占比達 20%-25%,在高容量 MLCC 中甚至達到 35%-45%。目前,國內主流廠商所用陶瓷粉末以外購為主,供應商主要來自於美國及日本。對於電極材料而言,陶瓷電容器產 品的內外電極一般採用金屬銀-鈀材料,價格相對昂貴且波動較為劇烈,隨著 MLCC 疊層的增多導致金屬鈀的用量也 大幅增加,陶瓷電容器廠商已開始採用鎳、銅等賤金屬取代金屬鈀作為內電極材料,降低生產成本。此外,部分國 內廠商原材料還包括電容器晶片。電容器晶片即為片式 MLCC,其作為原材料用於生產引線式 MLCC、多芯組陶瓷 電容時稱為電容器晶片。根據火炬電子及鴻遠電子招股書,電容器晶片為其自產業務直接材料的主要成分,占其直 接材料的比重達 65%-90%。

MLCC 製造工藝主要有三種:幹式流延工藝、濕式印刷工藝和瓷膠移膜工藝。

Ø 幹式流延工藝:將陶瓷粉料與粘合劑、增塑劑、溶劑及分散劑混磨成懸浮性好的漿料,經真空脫泡後在刮刀的 作用下在基帶上流延出連續、厚度均勻的漿料層。在表面張力的作用下漿料層形成光滑的自然表面,乾燥後形 成柔軟如皮革狀的膜帶,再經印刷電極、層壓、沖片、排粘、燒結後形成電容器晶片。

Ø 濕式印刷工藝:將陶瓷介質漿料通過絲網印刷製成陶瓷薄膜作為多層陶瓷電容器的介質,金屬電極和上下保護 片都採用絲網印刷形成,即按“下保護片-電極-介質-電極-介質-上保護片”順序印刷,以達到設計的層數。完成 上述工序再進行烘乾,之後按片式電容器的尺寸要求切割成晶片。

Ø 瓷膠移膜工藝:以卷式膠膜為載體,通過特殊漿料擠出設備,將陶瓷漿料均勻擠在載體上,以獲得陶瓷介質層 連續性卷材,膜厚精准,可做到 2μm 以下,實現了介質層的超薄製作。製作電容器時,以陶瓷介質卷材為基 礎,在上面印刷金屬電極後再套印瓷漿層。

目前國內廠商普通採用幹式流延工藝,其優點在於投資少、生產效率高,適合大批量生產,但產品在性能及品質上 存在缺陷,較難在高端市場推廣應用。隨著市場對產品的要求越來越高以及高端多層陶瓷電容器的需求不斷增長, 濕式印刷工藝和瓷膠轉移膜工藝因其製造工藝的先進性而備受關注,已逐步成為多層陶瓷電容器製造技術的發展趨勢。

陶瓷電容器下游應用廣泛,覆蓋軍工、工業和消費領域,幾乎所有電路中都有陶瓷電容器。多層陶瓷電容器作為電 子線路中必不可少的基礎電子元器件,下游應用領域廣泛,包含航空航太、兵器等軍工領域,工控設備、醫療電子、 汽車電子、精密儀錶等工業領域以及消費類電子產品等領域。根據前瞻產業研究院數據,消費類領域佔據絕大部分 的市場份額,高端消費和一般消費領域合計占 MLCC 市場份額的 73%。

 

(二)鋁電解電容:電極箔為關鍵原材料,下游以高壓大電容量場景為主

電極箔是生產鋁電解電容的關鍵原材料,由高純鋁製成。鋁電解電容器製造工藝是先由陽極箔、陰極箔、中間隔著 電解紙卷繞後,再浸漬工作電解液,然後密封在鋁殼中製成。鋁箔是生產鋁電解電容器時的關鍵性基礎材料,用於 承載電荷,其生產成本占鋁電解電容器總成本的 30%-60%。鋁箔的性能在很大程度上決定著鋁電解電容器的容量、漏電流、損耗、壽命、體積大小等多項關鍵技術指標。液態鋁電解電容器的陰極箔同陽極幾乎一樣,但沒有氧化的 程式。固態鋁電解電容器則採用了導電聚合物為陰極材料。

鋁電解電容電容量大,被廣泛應用於高壓、大電容量的場景中。鋁電解電容的陽極箔和陰極箔經過腐蝕後,與電解 液的實際接觸面積能擴張十倍甚至上百倍,使電容量大大增加,同時鋁電解電容在生產時會卷繞多層,以體積換面 積,因此電容量大。鋁電解電容也因此被廣泛應用於需要高壓、大電容量的場景中,如:風力發電系統、新能源汽 車的電源系統等。

 

(三)鉭電容:鉭粉與鉭絲為主要原材料,應用以軍工及高端市場為主

鉭電容的主要原材料是電容器級別的鉭粉和鉭絲,原材料商集中度高。固體鉭電容基本由鉭粉(正極)、氧化膜(不 能獨立於鉭粉存在)、二氧化錳、銀粉、石墨、環氧樹脂、引線構成。鉭電容廠家一般不生產鉭粉、鉭絲,因此鉭 的價格波動對鉭電容廠家的生產成本影響較大。中國的東方鉭業、美國的 Cabot 公司和德國的 H.C.Starck 公司為世 界鉭業三強,供應了世界 80%以上的電容器級鉭粉。其中,東方鉭業供應的電容器級鉭粉在 2012 年全球市場佔有率 25%以上;電容器用鉭絲全球市場佔有率 60%以上,可以滿足國內企業從低端到中高端的電容器級鉭粉、鉭絲的需 求,但部分高性能鉭粉生產技術仍掌握在國外企業手中。

鉭電容的製造工藝為將研磨後的鉭粉與有機溶劑混合,在 2000 攝氏度以上的高溫下燒結成為多孔化的鉭塊作為陽極, 再將多孔化鉭塊在磷酸溶液中電解,氧化後表面氧化即形成五氧化二鉭的電介質。固體鉭電容的陰極是固態的二氧 化錳,將陰極與電介質緊密接觸,通過引出電極即形成鉭電容。

鉭電容的缺點主要在於成本高,但在高端市場有其不可替代性。由於鉭是稀有金屬,導致了鉭電容的原材料成本遠 高於其他電容器。根據唯樣電子商城的數據,容值為 100μF,規格為 1206 的鉭電容器價格一般是相同指標 MLCC 的 3 倍以上。這也就導致了鉭電容在追求性價比的中低端民用領域不斷被 MLCC 代替。而得益於其優良特性,鉭電 容在航空航太、武器裝備等軍用領域,在高檔消費電子產品等高端民用領域以及其他對於可靠性有較高要求的產品 中仍擁有穩定的市場空間。

 

(四)薄膜電容:以塑膠薄膜為電介質,主要應用於新能源汽車領域

薄膜電容的主要原材料為塑膠薄膜、塑膠殼、噴金料等,其主要採用的“金屬化薄膜制法”製作工藝是將薄膜進行 蒸鍍、分切後製成金屬氧化膜,然後在其上以真空蒸鍍上一層很薄的金屬作為電極,最後經過卷繞、壓扁、噴金、 賦能、焊接、封裝後製成薄膜電容器。這種制法可以省去電極箔的厚度,縮小電容器單位電容量的體積,所以薄膜 電容器較容易做成小型、大容量的電容器。

 

新能源汽車是未來薄膜電容器重要的應用場景之一,薄膜電容是其直流支撐電容的首選。新能源汽車的電機控制系 統的核心部件是逆變器,而直流支撐電容和 IGBT 配套保護電容則是逆變器中最主要的兩套電容。直流支撐電容位 於電源和控制器中間,對整流器的輸出電壓進行平滑、濾波,並吸收高幅值脈衝電流。如果母線上的電壓波動超過 允許範圍,會對 IGBT 造成破壞,進而對汽車的動力系統造成影響。因此直流支撐電容需要採用抗湧浪電壓能力強、 安全性高、壽命長、耐高溫的電容。薄膜電容器的優良特性能較好地滿足其需求,預計將會被廣泛應用。

 

四、電容器未來趨勢:小型/超薄化、大容量化、固體化成電容器整體發展方向

陶瓷電容未來的發展方向是微型化和大容量化。由於下游電子產品逐漸朝著小型化方向發展,促使上游的陶瓷電容 器朝著微型化發展。2008 年消費類智能手機使用的 MLCC 基本以 0402 尺寸系列產品為主,2016 年發展為以 0201 尺寸為主,不久將以 01005 系列產品為主。要想在保證甚至提高電容器的性能的前提下,把電容器做得更小,需要 將 MLCC 的每層介質做得更薄或者增加疊層的層數。陶瓷粉末是 MLCC 的核心原材料,粉末的純度、微細度和顆 粒形狀等決定了MLCC能否實現小型化。目前日本公司在陶瓷粉末的製備工藝和MLCC的製造工藝處於全球領先, 已能實現在 2μm 的薄膜介質上疊 1000 層,生產出單層介質厚度為 1μm,容量為 100μF 的 MLCC。我國國內廠 商目前已經具備次高端產品的生產技術,但是在部分特殊型號或特殊要求的產品方面,受制於核心原材料性能或少數關鍵技術方面的短板,仍然需要通過進口國外產品滿足需求。

 

固體鋁電解電容性能遠超液態鋁電解電容,是未來的發展方向。傳統的液態鋁電解電容對工作環境的要求較為苛刻, 過高的溫度可能導致電解液沸騰蒸發,低溫可能導致電解液凝固,均會影響其性能。固體鋁電解電容的陰極材料具 有比傳統電解液高得多的電導率,使其克服了傳統鋁電解電容器溫度和頻率特性差的缺點,具有可靠性較佳、使用 壽命長、高頻、低阻抗、耐特大文波電流等特性,每一顆固體鋁電解電容可替代 2-3 顆普通液態鋁電解電容,有利 於電子產品的集成化和小型化並可以克服液態鋁電解電容容易漏夜的弊端,是未來鋁電解電容的發展方向。隨著固 體鋁電解電容成本的逐步下降,該類電容器將成為低壓領域的主要競爭產品。據電子元件協會預測,鋁電解電容器 憑藉其優異的技術特性在未來的電容器市場中仍將牢牢佔據 30%以上的份額,並有可能進一步擴大市場份額。

 

鉭電容向小型化、大容量、高可靠、高頻化、低 ESR 值的方向發展。目前,世界上電子產品正加速向高性能、小型 化方向發展,表面貼裝技術正逐步取代傳統的組裝技術。國際上表面貼裝元件成為電子元件發展的主流。隨著軍用 電子設備性能的提高,鉭電容器的發展趨勢必將向片式化、小型化發展。以導電聚合物為陰極的片式高分子固體電 解質鉭電容器,高頻性能優良、可靠性高,可以很好地滿足電子技術及發展需求以及武器裝備的小型化、輕型化和 高性能化的需要。

 

薄膜電容向超薄化、耐高溫方向發展。近年來,由於市場變化及技術的進步,照明領域對薄膜電容器的需求逐步放 緩,薄膜電容逐步向汽車電子、風電等高端市場發展,其對薄膜電容的性能要求也更為嚴格。得益於電子薄膜材料 生產技術的提高,薄膜電容逐步向超薄化及耐高溫方向發展,以適應下游應用領域對產品的需求。

 

五、電容器全球市場規模超 200 億美元,下游需求保持高景氣度

(一)全球電容器市場規模達 220 億美元,中國市場占比超過七成

全球電容器市場空間預計超 220 億美元,年均複合增長率超 5%。被動元件作為電子電路中的基礎構成,受益於全 球資訊化產業的發展以及電子產品的快速進步,在電子產品中被動元件單機使用量大大增加,市場規模龐大。電容 器作為最主要的被動元件,在被動元件市場佔據約三分之二的份額,受行業整體帶動,規模不斷增長。根據中國產 業資訊網,2019 年全球電容器市場規模達 222 億美元,2009-2019 年均複合增長率達 5.65%。

中國電容器市場規模持續擴大,全球市場占比超七成。根據中國電子元件行業協會的數據,2019 年中國電容器市場 規模為 1102 億元,約占全球市場的 71%,蟬聯全球最大電容器市場。此外,中國電容器市場規模增長的速度持續快 於全球市場規模增速, 2009-2019年均複合增長率達7.93%,已經成為拉動全球電容器市場繼續保持增長的重要力量。

 

(二)陶瓷電容佔據一半市場,未來份額有望繼續擴大

全球電容器市場以陶瓷電容為主,佔據市場一半份額。根據中國電子元件行業協會的數據,2019 年陶瓷電容、鋁電 解電容、鉭電容、薄膜電容全球市場規模將分別達到 114 億美元、72 億美元、16 億美元及 18 億美元,較 2018 年分 別增長 3.82%、3.77%、1.31%及 1.67%。陶瓷電容因其廣泛的應用及較高的性價比,在電容器市場中佔據半壁江山。

我國在各細分市場占比均超五成,同樣以陶瓷電容為主。我國電容器市場格局與全球市場類似,同樣以陶瓷電容為 主。根據中國電子元件行業協會的數據,2019 年陶瓷電容、鋁電解電容、鉭電容、薄膜電容市場規模將分別達到 578 億元、341 億元、62 億元及 87 億元,較 2018 年分別增長 6.20%、5.24%、1.99%及 1.40%,在各細分市場占比均超 過一半。增速方面,除薄膜電容外,各細分市場規模增速均高於全球市場。

 

1、陶瓷電容約占電容市場半半壁江山,中國在各細分市場占比過半

陶瓷電容方面,根據中國電子元件行業協會電容器分會的數據,預計 2019 年全球陶瓷電容器市場規模將達到 114.2 億美元,中國為 577.6 億元。中國陶瓷電容器的市場規模占比將超過 70%,為全球最大的電容器市場。而在全球陶 瓷電容器領域中,片式 MLCC 占總規模的 93%,引線式 MLCC 占 3%,SLCC 占 4%。片式 MLCC 的應用最廣,引 線式 MLCC 因為尺寸和高度受限,無法滿足進一步小型化的要求,被片式 MLCC 逐步取代。

 

鋁電解電容方面,根據中國電子元器件行業協會的數據,全球鋁電解電容市場整體規模近年來保持每年 4%左右的增 長,預計 2019 年達到 72 億美元,約占整個電容器市場的 32%;中國鋁電解電容器市場規模增速與全球市場持平, 預計 2019 年達到 341 億人民幣,占全球市場規模的 65%以上。

 

鉭電容方面,根據中國電子元器件行業協會的數據,全球鉭電容市場整體規模近年來保持平局每年 1.3%左右的增長, 預計 2019 年達到 16 億美元,約占整個電容器市場的 8%;中國鉭電容器市場規模增速高於全球市場,近年來平均每 年增長 2%以上,預計 2019 年達到 62 億人民幣,占全球市場規模的一半以上。

 

 

薄膜電容方面,根據中國電子元器件行業協會的數據,全球薄膜電容市場整體規模近年來保持平局每年 1%左右的低 速增長,預計 2019 年達到 18 億美元,約占整個電容器市場的 8%;中國薄膜電容器市場規模增速高於全球市場,預 計 2019 年達到 87 億人民幣,是全球最大的市場,占全球市場規模的 60%以上。

 

2、整體趨勢:陶瓷電容份額不斷上升,在部分領域逐漸替代其他電容器

陶瓷電容市場份額占比不斷增加,下游產品的小型化疊加 MLCC 技術進步使得 MLCC 對其他電容器有替代趨勢。 全球陶瓷電容器市場規模占電容器總體市場規模的比重從 2009 年的 47%不斷上升至 2019 年的 52%,市場規模達到 114 億美元,而鉭電容占比從 9%下滑至 7%,薄膜電容從 10%下滑至 8%。由於電容器下游的各類電子產品在一定程 度上均有小型化趨勢(如消費電子智能化、輕薄化;軍事裝備輕型化、高性能化;汽車電子集成化等),需要越來 越多微型的電容器。而 MLCC 相較於薄膜電容器和鋁電解電容器更易於小型化,且相比鉭電容具有成本優勢。同時 經過 MLCC 廠家多年的研發,出現了大量專為特定場景設計的 MLCC 產品,擴充了 MLCC 的應用場景。這些 MLCC 的電容量不斷增加,工作溫度範圍進一步拓展(能在 150℃以上環境中穩定工作),且耐壓性和頻率特性得到升級。綜合來看,在小型化與應用場景豐富化的大背景下,MLCC 有望佔據更多市場份額。

 

六、軍用領域持續高景氣,民品領域應用場景日益豐富,我國電容器市場前景廣闊

電容器作為基礎電子元器件,受益於資訊技術和電子設備的快速發展,下游市場需求的擴張,市場規模不斷增加。 近年來,受益於下游行業的蓬勃發展,中國電容器市場規模增速持續跑贏全球市場增速。展望未來,我們認為中國 電容器市場將繼續保持快速增長,其動力來自於軍民兩個領域:軍用領域,受益於國防預算穩定增長、向裝備領域 傾斜、裝備資訊化水準提高以及國產化替代等多重因素疊加,使得軍工電容器領域的高景氣度有望保持;民用領域, 消費電子、新能源車等領域產品新舊迭代,推動電容器的需求增長。

1、軍用領域:多重因素疊加,軍用電容器需求保持高景氣度

國防預算保持穩定增長,預計未來仍將保持高於 GDP 的增長。我國國防預算 2015 年之前連續五年保持兩位數增長, 隨著 GDP 增速的下滑,2016-2018 年國防預算增速分別為 7.6%、7.0%和 8.1%,增速換擋但仍保持穩定,2019 年預 算增長 7.5%,總數達到 11900 億元。但從國防預算占 GDP 的比例來看,我國在世界上仍處於較低水準,不及美俄等國。2019 年 7 月 24 日,國防部發佈了《新時代的中國國防》白皮書,首次將國防費用位居世界前列的國家進行 國際比較,並指出中國國防費用無論是占國內生產總值和國家財政支出的比重,還是國民人均和軍人人均數額,都 處於較低水準,2017 年中國國防費用占國內生產總值的平均比重在國防費位居世界前列的國家中排在第六位,是聯 合國安理會常任理事國中最低的。2018 年美國和俄羅斯軍費分別占 GDP 的 3.16%和 3.93%,而中國軍費僅占 GDP 的 1.87%。因此我們預計未來軍費增速仍將長期保持高於 GDP 的增速,未來有較大的增長空間。

裝備費占國防預算的比重提升,2010-2017 年裝備投入複合增長率達到 13.44%。根據國防白皮書,中國國防費按用 途劃分,主要由人員生活費、訓練維持費和裝備費構成,其中裝備費用於武器裝備的研究、試驗、採購、維修、運 輸、儲存等。我國裝備費占國防預算的比重已經從 2010 年的 32.2%增長至 2017 年的 41.1%,裝備投入複合增速達到 13.44%,表明隨著軍改推進,機關非戰鬥部隊逐步精簡,國防支出的重心向加大武器裝備建設方向發展。但同時對 比美國軍費結構以及我國軍隊裝備建設還處於“補課”階段,裝備現代化水準仍需提高,空軍、海軍、資訊化裝備 等細分行業增長或將更快。

軍隊資訊化轉型加速,裝備資訊化水準亟待提高

根據《中國的軍事戰略》白皮書,我國軍事鬥爭準備基點是打贏資訊化局部戰爭,海陸空三軍開始逐步轉型。陸軍 按照機動作戰、立體攻防的戰略要求,實現區域防衛型向全域機動型轉變;海軍按照近海防禦、遠海護衛的戰略要 求,逐步實現近海防禦型向近海防禦與遠海護衛型結合轉變;空軍按照空天一體、攻防兼備的戰略要求,實現國土 防空型向攻防兼備型轉變。軍隊轉型必須以資訊化的裝備作為依託。

根據中國產業資訊網,2010 年,美國陸軍裝備的資訊化裝備程度已經達到 50%以上,美國海軍、空軍的資訊化裝備 程度已經達到 70%以上,軍用衛星數量超過 100 顆,戰術電臺滲透率 20%,初步建成了資訊時代的資訊化武器裝備 體系。美軍稱,到 2020 年前後美軍各軍兵種的武器裝備將全部實現資訊化。

我國國防資訊化建設已經全面開展,十九大報告中明確了我國新時代國防和軍隊建設的三個發展階段和總體目標, 其中第一個階段就是確保 2020 年基本實現機械化,資訊化建設取得重大進展,戰略能力有大的提升,預計在較長的 週期內,我國航空、航太、艦船以及兵器等領域的裝備資訊化水準將持續提高,單兵資訊化裝備也將大力發展。我 們認為裝備資訊化水準的提升,對應更為複雜的電子系統,從而對軍工電子元器件的需求預計將大幅增加。

 

2、民用領域:消費電子、新能源汽車、5G 蓬勃發展,電容器用量不斷提升

消費電子:智能手機進入 5G 時代,智能手錶與 TWS 耳機熱度不減

消費電子領域包括一般消費類產品和高端消費類產品,一般消費類包括筆記本電腦、電視、電話、普通手機和數碼 相機等電子產品;高端消費類包括專業錄音錄影設備、智能手機等電子產品。相對於軍用和工業類 MLCC,消費類 產品市場需求空間更為廣闊。

5G 時代來臨,智能手機更新換代需求旺盛。根據 Strategy Analytics 的預測,5G 手機的銷量到 2025 年接近手機總銷 量的一半。伴隨著手機的迭代,硬體性能必將不斷提升,單部手機對電容器的需求也隨之增加,例如快速充電功能 需要高質量的電容器技術,對電容器產品需求量大幅提高。以 iPhone 為例,一臺 iPhone X 中 MLCC 用量達到 1100 顆,而在 iPhone 4S 中 MLCC 的單機用量僅為 496 顆。蘋果公司計畫於 2020 年推出 5G 版 iPhone,屆時或將進一步 擴大對電容器的需求。

 

以智能手錶、手環為代表的可穿戴設備將成為消費電子領域的另一個增長點。可穿戴設備與人體具有天然的交互性, 在感測器技術逐步成熟後,已具有強大的數據採集能力,可以作為物聯網資訊的重要入口。待 5G 廣泛應用後,可 穿戴設備可以做到低延遲、高密度地將數據與其他設備互聯互通,在健康監測、運動輔助、工作生活等各方面起到 多元化的作用。根據智研諮詢的數據,2017 年全球智能可穿戴設備出貨量達 1.32 億只,同比增長 29%;市場規模達 208 億美元,同比增長 30%。預計智能可穿戴設備未來幾年仍將保持快速發展,到 2021 年智能可穿戴設備的出貨量 達 2.82 億只,未來四年複合增速達 21%;市場規模達 462 億美元,未來 4 年複合增速達 22%。

 

智能手錶是目前可穿戴設備中集成度最高的產品,未來被消費者廣泛接受後將有巨大市場空間。根據 Strategy Analytics 的數據,全球智能手錶在 2019Q2 的出貨量到 1200 萬臺,同比增長 44%,預計 2022 年將達到 9430 萬塊, 市場規模達到 275 億元。和手機一樣,智能手錶在更新換代時也會大大增加電子元器件的用量。以 Apple Watch 為 例,第三代 Apple Watch 使用的 S3 晶片與上一代尺寸相同,但集成了蜂窩網路等更多元件;第五代 Apple Watch 在 第三代的基礎上集成了電極式心率感測器、第二代光學心率感測器等,同時厚度降低了 6%。可以預見,更多小型化 的電容器產品將應用於智能手錶中。

 

蘋果 Airpods 系列耳機引領 TWS 耳機潮流,耳機無線化趨勢明顯。自蘋果 2016 年推出首款 Airpods 以來,TWS 的 概念逐漸被消費者感知。藍牙 5.0 技術(傳輸速度是上一代的兩倍,傳輸距離提高了三倍)的推廣及晶片技術的進 步,極大地降低了 TWS 耳機的延遲,解決了消費者最大的痛點。伴隨著蘋果公司推出 Airpods 2 和 Airpods Pro,TWS 耳機在社交媒體的關注度遙遙領先之前任何一類耳機產品。目前蘋果 Airpods 憑藉其與 IOS 系統流暢的適配性和舒 適的穿戴體驗受到廣泛好評,銷量遙遙領先。據 Counterpoint 數據,2019 年 Q1 蘋果 Airpods 系列耳機銷量占市場整 體的 50%以上。同時由於 Airpods 價格昂貴,在安卓陣營的滲透率相對較低。隨著技術的進步,未來價格適中、性 能優良的 TWS 耳機將把整個市場推向新的高度。

 

TWS 耳機數量增加將推動電容器的需求。TWS 耳機分為耳機和充電盒兩部分,兩者都應用了電容器。以 Airpods 2 為例,單只 Airpods 2 耳機使用了 88 個電容器,充電盒中使用了 68 個電容器,總量為 244 個。隨著產品的升級,耳 機中可能集成更多的電容器。

 

汽車電子:新能源汽車滲透率提高,單車 MLCC 需求量約為燃油車 6 倍

電容器在汽車電子中被廣泛應用,電子化程度越高,電容器需求越多。傳統燃油車的發電機電控系統、底盤電控系 統、車身電控系統、車載電子系統,均大量使用電容器,且智能化程度越高,需要的電路控制模組就越多,電容器 的需求量就越高。未來汽車中將廣泛應用各種電控單元、智能儀錶、智能感測器等電子部件構成汽車內部局域網,實現駕駛輔助功能,最終實現完全自動駕駛。根據智研諮詢《2018-2024 年中國汽車電子行業市場監測及未來前景預 測報告》,2015 年汽車電子占整車成本為 35%左右,預計到 2020 年將達到 50%。

新能源汽車滲透率快速增長,單車 MLCC 需求量約為燃油車的 6 倍。相較於傳統燃油車,混合動力汽車在傳統汽車 智能化的基礎上增加了混合動力/插電混動、微混合動力、智能節油等控制模組,大幅提高高容量 MLCC 和薄膜電容 器的需求。根據中國報告網的數據,常規燃油車單車 MLCC 需求量約為 3000 顆,混合動力汽車約為 13000 顆,純 電動汽車單車所需 MLCC 數量約為 18000 顆,為燃油車的 6 倍。與此同時,各國紛紛提出燃油車禁售時間表。由中 國政府發布的《中國傳統燃油車退出時間表研究》表示,中國有望在 2050 年以前實現傳統燃油車的全面退出,其中, 一級城市私家車將在 2030 年實現全面新能源化。另據《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》,2020 年,我 國將實現當年新能源汽車產銷 200 萬輛以上,累計產銷超過 500 萬輛。政策驅動疊加技術進步,新能源汽車必將滲 透率不斷提高,促進 MLCC 和其他電容器的需求增長。

 

通信:5G 基站數量或將達到 4G 的 1.5 倍

5G 網路正式商用,我國 5G 基站的總體數量有望達到 4G 的 1.5 倍,即達到 600 萬。2015 年,ITU 正式定義了 5G 的三類典型應用場景,包括 eMBB(增強型移動寬頻)、mMTC(大規模物聯網)、uRLLC(超高可靠超低時延通 信)。為達到上述願景,5G 頻率將涵蓋高、中、低頻段,即統籌考慮全頻段。但頻譜屬於不再生資源,移動通信從 2G 發展到 4G,再到 5G,通信頻段不斷從 800MHz、900MHz 提高至 1.8GHz、2.1GHz 和 2.5GHz,可用在移動通信 網路的頻譜資源越來越少。5G 基站將使用更高的通信頻率(3Ghz 以上),但由於信號頻率越高,基站覆蓋範圍越 小,5G 基站的覆蓋半徑僅為 100 米~300 米。根據中國聯通網路技術研究院預測,5G 建站密度將至少達到 4G 的 1.5 倍。按照 2020 年我國 4G 基站為 400 萬臺計算,要想擁有成熟的 5G 網路,我國需要新建 5G 基站約 600 萬臺。

電容器在 5G 基站天線模組中被大量應用。5G 基站的天線部分包括射頻連接、PCB、濾波器、射頻器件等。電容器 作為最基本的被動元件之一,在這些器件中被廣泛使用。例如,在濾波器中,電阻、電容、電感共同組成濾波電路, 濾波電路可以對特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除,得到一個特定頻率的信號。因此 5G 基站的大 規模建設料將充分帶動電容器的需求。