全球及中国电容器薄膜行业概览
全球主要经济体已在法律或政策文件中订立明确目标,力争于2050 年左右实现碳中和或净零排放。碳中和及净零排放目标势将透过加速从石油、煤炭及天然气等化石燃料向太阳能及风能等可再生能源的转型,大幅重塑全球能源供应格局。因此,电力在全球能源中将扮演越来越重要的角色。电气化进程将持续刺激新能源汽车和新能源电力系统,以及工业和家用电子系统的需求。
电容器是一种电子元件,它通过在两个彼此绝缘且间距很近的表面上积累电荷来储存电能。电容器对新能源汽车、新能源电力系统、工业设备及家用电器而言至关重要,因为其具备稳定及提升该等系统的性能的能力。电容器具备能量储存、滤波和平滑、信号耦合和解耦、谐振和频率调谐、功率因数校正以及脉冲功率应用等多种功能,从而使得它们成为电气产品中不可或缺的元件。电容器可进一步分类为陶瓷电容器、铝电解电容器及薄膜电容器。
薄膜电容器是以塑料薄膜作为介电质的电容器。介电薄膜被拉伸至极薄的厚度,其后蒸镀上金属铝或锌,又或金属箔。这些导电层被卷绕成圆柱形或层叠起来,以形成电容器本体,为节省印刷电路板上的空间,通常会将其压平。薄膜电容器的市场份额不断上升,由2018 年的8.4% 增至2023 年的13.4%,这是由于其出色的耐电压性能、高频稳定性及长使用寿命。
电容器膜是以聚合物为基础的薄型介电材料,广泛用于薄膜电容器的生产,以在电子电路中起到电气绝缘和能量储存的作用,是薄膜电容器的核心材料,在决定电容器的性能和耐用性方面发挥至关重要的作用。在薄膜电容器的成本构成中,电容器薄膜是最大的一项支出,占总生产成本的39%,约占原材料成本的60%。
薄膜电容被广泛应用于多个领域,包括新能源汽车、新能源电力系统、工业设备及家用电器。
新能源汽车:薄膜电容器被应用于新能源汽车的关键设备中,例如电机逆变器、车载充电器(OBC) 以及直流-直流(DC-DC) 转换器等。
新能源电力系统:薄膜电容器用于以下行业的关键设备:(a) 太阳能发电,包括逆变器、输入和输出滤波器以及高压静止无功发生器设备;(b) 风力发电,包括直流(DC) 支撑装置、输入和输出滤波器、电磁干扰(EMI) 滤波器和柔性直流输电系统;(c) 储能,包括电力转换系统(PCS)、逆变器和焊机;(d) 充电站,包含充电模块;及(e) 电网,包括智能电表。
工业设备:薄膜电容器被应用于工业设备中的关键设备,如高压变频器、不间断电源(UPS) 及电磁干扰滤波器等。
家用电器:薄膜电容器被应用于家用电器的关键部件中,如驱动电机、滤波器及感应电机。
电容器薄膜主要可根据所使用的聚合物材料分为四种类型:聚丙烯(PP)、聚酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN) 以及聚苯硫醚(PPS)。在各种薄膜材料中,聚丙烯薄膜电容器因其卓越的频率稳定性、低介电吸收性以及高耐电压性脱颖而出,使其成为高频率及大功率应用的理想之选。目前,聚丙烯电容器薄膜是电容器薄膜类别中最主要的类型,占有超过90% 的市场份额。
电容器薄膜是薄膜电容器的核心组成部分,在决定薄膜电容器的性能和耐用性方面起着至关重要的作用。其广泛应用于薄膜电容器中,用于电子电路中的电绝缘和能量存储。具体而言:
电容器基膜:电容器基膜决定了薄膜电容器的性能。其充当薄膜电容器的电介质。电容器基膜主要(i) 帮助薄膜电容器实现瞬时储能及(ii) 使电容器稳定运作。电容器基膜将电容器的电极分隔开,从而形成电场,使电容器能够存储电能。通过保持高绝缘电阻,薄膜有助于将电流泄漏降至最低,从而有助于保留电容器内存储的能量,并确保长期稳定性。通过提供高介电强度和热稳定性,电容器基膜使电容器能够承受高电压和高温而不降低其性能,从而保持稳定运行。基膜的性能,主要包括其耐压性、抗热收缩性、均匀性、表面粗糙度和拉伸强度,对薄膜的功能至关重要,进而决定了电容器的性能。
金属化膜:金属化膜是通过在电容器基膜的一面蒸镀一层金属层(通常为铝及锌)而制成的。金属层充当薄膜电容器的电极。此外,金属镀膜工艺增强了薄膜的绝缘电阻能力。倘电容器基膜因高电压或其他原因而损坏,金属层会立即发生氧化,使薄膜能够恢复绝缘电阻,而不会出现显著的性能下降。
在电容器薄膜行业,电容器基膜的市场规模被广泛用来代表电容器薄膜产品的市场规模。这是由于大部分电容器薄膜制造商的产品都是以电容器基膜的形式交付。电容器基膜的金属化处理通常由电容器制造商进行,主要由于这能更好地融入其特定的生产流程。然而,薄膜电容器制造商可能自外部供应商采购金属化膜,主要原因为薄膜电容器制造商可能不时面临其金属化膜产能受限的情况。在此情况下,具备金属化能力的电容器薄膜制造商获得竞争优势,因为其能灵活满足下游需求,进一步利用产能,并提供一体化解决方案以提升市场竞争力。
价值链
全球电容器薄膜行业的价值链包括上游原材料及设备供应、中游薄膜制造、下游薄膜加工及电容器制造,以及最终用途应用。
市场规模
全球薄膜电容器市场正呈现强劲增长态势。新能源汽车的广泛应用以及太阳能和风能的发展均带动了对薄膜电容器的需求。全球薄膜电容器市场的规模由2018 年的人民币126 亿元增至2023 年的人民币217 亿元,年复合增长率达11.4%。预计到2029 年,全球薄膜电容器的市场规模将达到人民币504 亿元,年复合增长率达15.0%。
随着中国新能源汽车市场的迅速发展,充电站及电动驱动系统对薄膜电容器的需求正不断上升。在新能源电力系统方面,中国大力推动太阳能、风能及储能,增加了对电力转换设备的需求,刺激了对薄膜电容器的需求。中国薄膜电容器市场的规模由2018 年的人民币43 亿元增至2023 年的人民币108 亿元,年复合增长率为20.1%,预计到2029 年将达到人民币287 亿元,年复合增长率为17.8%。
全球电容器基膜市场的规模由2018 年的人民币34 亿元增至2023 年的人民币59 亿元,年复合增长率为11.5%。这一增长是由新能源汽车及新能源电力系统等主要行业对薄膜电容器不断上升的需求所推动。电容器基膜在提升能量储存、电压调节及电力转换效率方面发挥着关键作用,这对于这些行业的发展至关重要。预计全球电容器基膜市场的规模将在2029 年达到人民币138 亿元。
从产量方面来看,全球电容器基膜市场的规模由2018 年的13.39 万吨增至2023 年的19.85 万吨,预计到2029 年将达到42.33 万吨。目前,全球电容器基膜的生产能力约为17 万吨。然而,随着需求的快速增长,这一产能预计将面临压力。由于对高性能电容器薄膜的需求持续上升,尤其是在需要高效储能、电压调节和快速充电系统的应用领域,预计将会持续存在显著的供需缺口。这一缺口为进一步投资扩大产能、创新制造工艺以及开发新材料以满足电容器薄膜行业不断增长的需求创造了机会。
近年来,在新能源汽车及可再生能源行业的快速发展推动下,中国的电容器基膜市场一直呈稳定增长态势,导致出现供不应求的情况。中国电容器基膜市场的规模由2018年的人民币12 亿元增至2023 年的人民币29 亿元,年复合增长率为20.1%,预计到2029 年将达到人民币79 亿元,年复合增长率为17.8%。
从产量方面来看,中国电容器基膜市场的规模由2018 年的4.5 万吨增至2023 年的9.56万吨,年复合增长率为16.3%,预计到2029 年将达到23.28 万吨,年复合增长率为16.0%。
市场推动因素
可再生能源应用的增长:可再生能源应用的增长已成为全球及中国电容器薄膜行业的一个重要推动因素。在碳中和及减少温室气体排放的承诺支持下,太阳能电池、风力发电机及储能系统等可再生能源技术在全球范围内迅速得到采用。2023 年,全球新增太阳能发电装机容量从2018 年的105.0 吉瓦增至446.0 吉瓦,预计到2029 年将达到2306.8 吉瓦。2023 年,全球新增风电装机容量从2018 年的51.3 吉瓦增至116.6 吉瓦,预计到2029 年将达到434.7 吉瓦。因此,对确保可再生能源电网中高效能量转换及稳定性的先进电子系统的需求激增,而电容器薄膜在这些系统中发挥着至关重要的作用。随着可再生能源应用在全球的重要性日益提升,全球及中国的电容器薄膜行业预计将受益于增长的协同效应,并在未来进一步发展。
电动汽车的普及程度不断提高:就销量而言,全球电动汽车市场规模于2029 年将达40.8 百万辆,2023 年至2029 年期间的年复合增长率为19.4%。作为薄膜电容器的一种重要材料,电容器薄膜在能量储存以及平滑电压波动方面发挥着关键作用,从而优化电池和电机的性能。此外,随着对快速充电系统的需求增加,电容器薄膜在满足快速充电需求方面至关重要,它能够在不降低系统效率的前提下应对快速充电循环周期。因此,全球电动汽车的日益普及带动了对更高质量电容器薄膜的更多需求。
工业自动化的进步:自动化技术的发展,尤其是在工业机器人和高速控制系统方面,正催生出对精密电气元件前所未有的需求。电容器薄膜对于稳定这些系统中的能量流动和提高效率至关重要,其市场需求正在急剧增长。从电源管理优化到智能储能解决方案,为了满足现代工业应用中日益严格的性能标准,这一增长趋势进一步得到了推动。
消费电子产品需求的不断增长:电容器薄膜对于包括智能手机、笔记本计算机、可穿戴设备以及冰箱和空调等家用电器在内的各种电子设备的高效运行至关重要。在消费电子产品中,它们通过稳定电压、过滤噪声以及平滑电源波动,在电源管理系统中发挥着关键作用。随着这些设备的使用量持续增加,出于对更可靠和更高效的电源管理解决方案的需求,预计对高性能电容器薄膜的需求也将会上升。
未来趋势
替代铝电解电容器:薄膜电容器正逐渐取代铝电解电容器,原因在于薄膜电容器具有卓越的耐电压性、更好的高频稳定性及更长的使用寿命。铝电解电容器的耐电压上限为650 至670 伏,而薄膜电容器可达到2000 伏或更高,这使得薄膜电容器更适用于高电压应用场景,尤其适用于新能源汽车和新能源电力系统。
向超薄及耐高温薄膜发展的趋势:电容器薄膜市场正朝着生产超薄及耐高温产品的方向发展,以满足先进应用的严苛要求。这一转变是由技术进步以及电容器薄膜在汽车电子和风能等高端市场中日益广泛的应用所推动的。不断改进的生产技术使得研发出厚度更薄且热稳定性更好的薄膜成为可能,这与行业对小型化和可靠性的追求相契合。
高电压电容器的应用:随着各行业对更高功率和效率的追求,对能够承受更高电压额定值的电容器的需求将不断增长。诸如电动汽车、可再生能源系统、工业自动化以及高速计算等应用场景,需要电容器在更高电压下运行,同时又不降低性能或安全性。电容器薄膜将不断发展以满足这些更高的电压要求,采用新材料、新制造工艺以及先进介电绝缘技术。在下一代电力电子技术的发展中,高电压电容器薄膜将至关重要,因为在这些技术中,电压稳定性和能源效率至关重要。
国产电容器薄膜替代进口:近年来,中国一直专注于降低对国外技术和零部件的依赖,这推动了对国产电容器薄膜生产的需求。「中国制造2025」倡议强调在关键技术上的自给自足,这其中包括用于高科技应用的电容器薄膜等零部件。中国制造商正加大力度开发符合国内和国际标准的本土解决方案。这种对自力更生的追求,为电容器薄膜生产商在本土市场份额和全球出口方面创造了新的机遇。
国产电容器薄膜原材料替代进口:作为全球最大的电容器薄膜生产国和消费国之一,中国在很大程度上依赖电工级聚丙烯(PP) 等高质量原材料,这些原材料是制造电容器薄膜所必需的。然而,随着新能源汽车、可再生能源和消费电子等行业对电容器的需求不断增长,中国正将发展本土供应链作为优先事项,以减少对进口的依赖。
竞争格局
中国的电容器薄膜行业竞争激烈且集中。以电容器薄膜的销量计,2023 年前五大公司占据了59.6% 的市场份额,在主要参与者持续的技术进步与规模经济的推动下,集中度预计将进一步提升。领先的企业,尤其是那些已实现核心制造设备本地化生产的企业,能够迅速扩大产能,以满足不断增长的市场需求,同时维持并提升其市场份额。
以电容器基膜的销量计算,海伟电子是中国市场最大的电容器薄膜提供商,2023 年的销量达到13.0 千吨,占13.6% 的市场份额。
进入门槛及成功的关键因素
快速扩张能力:在电容器薄膜行业中,能够迅速扩大产能是一项至关重要的竞争优势。大多数竞争对手依赖价格高昂且交付期漫长的进口设备,通常交付期长达3 至5年。相比之下,率先实现生产设备本地化的公司能够将交付时间缩短至仅8 至12 个月。这大大加快了产能扩张的速度,使这些公司能够迅速响应市场需求,从而在与竞争对手的较量中赢得决定性的优势。
高资本投入:要在电容器薄膜行业中立足,需要大量的财务资源。建设一条生产线需要数亿元人民币的投资,包括设备、土地及基础设施成本。这对缺乏必要资金的小公司或新进入者而言,构成了巨大的进入门槛。高昂的前期成本也意味着,要实现盈利需要达到相当的规模和营运效率,而这对于产能有限的公司来说是难以企及的。
技术专长与知识产权:自主设计及开发电容器基膜生产线需要多年的研究与开发。现有的行业领导者已经积累了专有技术并获得了专利,这使得新进入者很难复制他们的成功。高性能电容器薄膜的复杂工程和制造流程需要专业的技术知识,这进一步提高了进入门槛。
一体化供应链:通过垂直整合来控制供应链能提供显著的竞争优势。新进入者在建立类似的供应链能力方面面临巨大挑战,因为这不仅需要资金,还需要与原材料生产商达成长期的战略合作。这种整合确保了成本控制、质量保证和供应的稳定性,而这些优势是难以复制的。
规模与营运效率:在电容器薄膜行业中,扩大营运规模的能力至关重要。大型制造商受益于规模经济,使其能够通过专业化和优化的生产流程降低成本。例如,拥有多条生产线的公司可以为每条生产线分配特定的薄膜厚度和规格,从而减少浪费并提高产品质量。规模较小的竞争对手难以达到同样的效率,这使它们在成本上处于劣势。
客户关系与认可:在这个竞争激烈的标准化行业中,新进入者需要花费2 至3 年的时间才能获得客户的认可,这是一个巨大的进入门槛。拥有长期客户关系及赢得客户信任往绩的老牌公司,具有显著的竞争优势。
地缘政治风险与本地化要求:降低对外国进口的依赖日益受到重视,这使得本地化生产的重要性日益提升。能够在国内生产制造设备并采购原材料的公司,更有能力应对地缘政治的不确定性。依赖进口机械或原材料的公司面临供应链中断或价格波动等风险,使其在竞争中处于不利地位。
价格分析
电容器薄膜行业的主要原材料为电工级聚丙烯(PP)。2018 年至2024 年9 月30 日期间,电工级聚丙烯的年均价格呈现波动。波动的主要原因是原油价格的波动,而原油是生产电工级聚丙烯的主要原材料。受俄乌冲突的影响,原油价格在2022 年经历了大幅上涨,之后有所回落并保持相对稳定。
2018 年至2022 年,中国电容器基膜价格指数呈现上涨趋势,但2022 年后开始逐渐下降。此波动主要是由(i) 生产电工级聚丙烯的主要原材料原油的价格因俄乌冲突而波动,及(ii) 强劲的下游需求所推动,反映出电容器薄膜在各行各业中的应用日益广泛。
(文章来源:海伟电子招股说明书)