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(報告出品方/作者:野村東方國際證券,張新和)
薄膜電容性能優異,主要用于高精度應用場景
薄膜電容又稱塑料薄膜電容,是以金屬箔片為電極、以塑料薄膜為電介 質,通過卷繞或疊層工藝制成的電容。箔片和薄膜的不同排列衍生出許多不同 的薄膜電容結構。薄膜電容可按電介質分為:聚對苯二甲酸乙二酯(PET, Polyethylene Terephthalate)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN,Polyethylene Naphthalate)、聚丙烯(PP,Polypropylene)、聚苯硫醚(PPS, Polyphenylene Sulphide);可按線端分為:直流薄膜電容、交流薄膜電容;也 可按結構和加工方式分為:卷繞型、積層型、有感型與無感型。
薄膜電容有以上四種電介質,下游客戶根據用途選擇合適的產品。就應用 場景而言,PPS 和 PEN 由于具有較高的耐熱性,可用于表面貼裝薄膜電容;就 電氣特性而言,PEN 接近 PET,PPS 接近 PP。以前通常使用小型、廉價的 PET 作為通用材料,但高頻/大電流的應用領域多使用具有優良的高頻特性(低 ESR)的 PP。PP 電介質具有高安全性和高耐濕性的特點,隨著 PP 電介質薄 膜電容小型化技術的發展,PP 現在被廣泛使用。
薄膜電容產業鏈上下游較為穩定。產業鏈上游主要是原材料,包括導線、 金屬箔、基膜、外包裝樹脂等材料。其中,基膜是薄膜電容的電介質,電介質 材料不同,薄膜電容的性能也有所不同,所以基膜是最重要的上游原料,占材 料成本的 60%-70%。產業鏈下游主要包括家電、LED 照明、軌道交通等傳統行 業,以及新能源汽車、光伏風電等新興行業。受益于下游傳統行業的穩定發展 以及新興行業的快速成長,薄膜電容市場規模穩步擴大。
相較于陶瓷電容(MLCC 等)而言,薄膜電容以及鋁電解電容在電介質的 材料技術及加工工藝方面較難提升附加價值性,中國廠商可通過外購材料及設 備而部分實現量產。另外,相較于陶瓷電容(MLCC 等),薄膜電容具有良好的 溫度特性/靜電容量得以應對需要高精度的應用場景,并且不存在直流偏置特 性、音鳴、以及因溫度/物理沖擊導致的裂紋問題等,因此性能較陶瓷電容器更 為優越。但由于形狀大且價格昂貴,薄膜電容主要應用于陶瓷電容器無法覆蓋 的電壓/電容范圍,以及高性能/高精度應用場景中,最典型的應用端諸如電動車 及光伏逆變器等特定場景。
薄膜電容可靠性高,混合動力車嶄露頭角
薄膜電容的高可靠性:自愈性及自我保安性。如前所述,得益于其最顯著的特長之一(即高可靠性),薄膜電容可用于車 載用途。高可靠性來源于自愈性(自我恢復性)和自我保安性,所謂的雙重安 全機制。
對作為電介質的薄膜世家電壓時,如果遇到絕緣缺陷等, 該缺陷會導致電路短路。然而,得益于自愈性,即原本流入缺陷點的短路電流 會使缺陷點周邊的蒸鍍電極飛散,從而確保絕緣狀態。由于對電容元件的電極 面積而言,飛散面積非常微小,因此幾乎不會造成容量減少。
所謂自我保安性,就是說即使在自愈性機能無法恢復絕緣狀態的情況下, 可通過保險絲機能將絕緣缺陷區域切斷、從而恢復絕緣狀態的機制。原本由方形間隔所形成的分割電極之間,用帶有保險絲機能的蒸鍍膜相 連接,一旦發生絕緣缺陷,保險絲就自動切斷,將短路部分的分割電極切斷。由于這種性能特征能切斷分割電極,即使切斷后容量會稍有減少,但可保持耐 電壓的性能。
金屬電極通過真空蒸鍍形成的蒸鍍膜以兩 片一對的方式重疊在作為電介質的高分子膜上,在其端面通過金屬熔射(超高 硅)形成外部電極結構。特別是,上述混合動力車用途對高耐電壓及低損失有 較高要求,因此在電介質材料方面使用 PP 電介質。另外,考慮到電氣特性、耐 蝕性、以及性價比等,也可以使用鋁作為金屬電極材料。
第二代豐田普銳斯混合動力車嶄露頭角
對于需要大容量的應用端來說,鋁電解電容曾是最主要的解決方案,而打 破這個技術格局的就是薄膜電容在混合動力車上的使用?;旌蟿恿囀怯蓛热?機構(發動機)及馬達(電機)所驅動的車輛,通過逆變器來制御馬達或啟動 電機,從而實現效率化。豐田于 1997 年發售了全球第一款量產型混合動力車普 銳斯(生產時期 1997 年 12 月~2003 年 8 月),但初代普銳斯并未使用薄膜電 容。
由于薄膜電容的低損失、高耐電壓、波紋電流高兼容性等優異的電氣特 性,首先考慮到的用途是馬達驅動用逆變器平滑用。2003 年 9 月發售的第二代豐田普銳斯率先使用日本松下的薄膜電容來替代平滑用電容。初次使用的松下 薄膜電容綜合了逆變器平滑用途及緩沖用途,額定電壓 600V,超 大容量 1180uF。為了實現逆變器的高效率化,不斷推進系統電壓的高電壓化及 逆變器本身的小型化,薄膜電容的小型高耐壓要求也不斷提高。隨著混合動力 車市場的擴大,松下逐漸成為了車載薄膜電容領域的龍頭廠商。
混合動力車用薄膜電容主要有兩個用途,半導體開關噪聲的平滑化,以及 系統電壓的平滑化(安定化)。因此,所需要的靜電容量較大,額定電壓也高;由于通過電流較大,電容發熱也大。而且,混合動力車用薄膜電容主要搭載在 發動機箱內,周圍溫度較高,對電容元件的耐熱溫度也有巨大的考驗。
為了得到較大的靜電容量,必須將多個元件用導電板并列連接在一起。然 后將薄膜電容裝入樹脂外盒,并用環氧樹脂密封,使得元件與外部環境形成隔 離。由于蒸鍍電極容易濕度劣化,因此和其他電容不同,薄膜電容必須要有樹 脂外盒的保護。

薄膜電容對于新能源車的重要性
隨著薄膜電容在混合動力車上的使用實績得到市場的高度認可,薄膜電容 在純電動車等新能源車市場也得到廣泛應用。然而,純電動車一直以來面臨 “續航距離短”、“充電時間長”、“安全性不及燃油車”等等諸多問題,為了改 善這些訴求,各家公司都對純電動車的核心系統進行持續研發。薄膜電容在新 能源車上的重要性體現在電源系統中的驅動用逆變器的性能提升。
為了解決以上問題,新能源車需要:
1)小型/輕量且高性能的電池系統;
2)能對接各種充電方式、且能配合車輛行駛實現最適配電的電源系統;
3)能 夠減輕電池負擔的熱系統(冷熱空調)為代表的高性能車載系統。此外,在任 何時間、任何地方能讓使用者安心出行的充電基建的整備都是最主要的發展方 向。
其中,驅動用逆變器的主要功能是將電池的直流電流轉換成用于馬達的三 相交流電流,然后根據汽車的加速操作來調整電流及電壓,同時控制馬達。在 汽車減速時,將馬達發電所得到的交流電流轉換成直流電流給電池充電。因 此,驅動用逆變器是電動車電源系統中最重要的部件之一,電源模組、傳感 器、以及薄膜電容是其中最關鍵的設備。要同時實現高電力化及小型化,就要 提升熱設計及耐電壓的開發力度。

發展驅動力轉換,電動車、新能源、工控帶動薄膜電容新需求
近年來,傳統領域薄膜電容器需求逐年下降,主要由于家電需求增長放 緩,而照明領域的需求則因 LED 技術革新及替代率提升而陷入低迷。另一方 面,由于薄膜電容的價格競爭力提升,其應用向新需求拓展,如可再生能源 (光伏、風力發電)的動力調節器(Power conditioner)及產業機器的逆變器 (Inverter),且在新能源車上也有較好的表現。目前,新能源車已得到各國政 府大力推動,將逐步取代傳統燃油車輛,市場空間廣大;光伏、風電則受益碳 中和趨勢及成本降低,需求也將實現快速增長。根據華經產業研究院的數據, 2019 年國內薄膜電容器市場規模約為 90.4 億元人民幣,約占全球市場的 57%。

1)新能源汽車
對于新能源汽車而言,由于其電氣化程度提升顯著,電路系統的輸出功率 及電壓也出現大幅上升,導致其對相關電子元器件的耐壓、耐沖擊要求同步提 升。而相較于早期使用的鋁電解電容,薄膜電容器具備絕緣阻抗高、耐電壓 高、頻率特性優異等優點,正逐步成為鋁電解電容的替代品。因此,隨著新能 源汽車銷量持續增長,薄膜電容器市場規模也將隨之擴大。
近年來,在各國政策及扶持的拉動下,新能源汽車銷量近年來也呈現出大 幅增長的態勢。根據 IEA(國際能源署)數據,全球新能源汽車(純電動車及 插電混合車)銷量在 2020 年達到 299.71 萬輛,2015-2020 年 CAGR 約 40.35%;同期國內新能源年度銷量達到 115.96 萬輛,2015-2020 年 CAGR 約 41.09%。

就未來需求而言,根據 IEA 既定政策情形預測,至 2025 年中國新能源車銷 量總和將達 456 萬輛,2020-2025 年 CAGR 約為 31.47%;至 2030 年,中國 新能源車銷量將達 900 萬輛,2025-2030 年 CAGR 約 14.56%。在同樣的情形 假設下,全球新能源車銷量至 2025 年將達 1143 萬輛,至 2030 年進一步提升 至 2243 萬輛。

目前,全球 20 家最大整車廠中的 18 家(根據 2020 年汽車銷量推算)已 經就未來電動車銷量提出具體規劃。部分汽車廠商不僅僅提出了 2025 年的目 標,還對 2030 年的電動化程度也做出了具體規劃??傮w來說,根據 IEA 就整車 廠規劃進行的測算,至 2025 年全球輕型電動車累計銷量將達約 5500 萬-7300 萬臺。
2)新能源(光伏及風電)
光伏風電等新能源設備的電路要求電容耐高壓、耐高紋波電流、使用壽命 長等。薄膜電容器主要應用在光伏風電設備的 DC-Link 電容中,吸收光伏逆變 器和風電變流器 DC-Link 端的高脈沖電流,使電壓保持在穩定的范圍內。薄膜 電容器具有耐高壓性、耐高電流性、無極性、使用壽命長、低 ESR 等特性,符 合光伏風電設備對電容的要求,適用于光伏逆變器和風電變流器。與電解電容 相比,薄膜電容不僅性能優異,并且可以簡化電路設計,節省 IGBT 吸收電容等 電子元件的使用,節約成本。
近年來光伏風電的發電成本下降,成為助力低碳排放的主要發電方案。根 據國際可再生能源結構(IRENA)數據,在 2010 年至 2019 年期間,光伏發電 平均平準化度電成本(LCOE)從 0.378 美元/千瓦時下降至 0.068 美元/千瓦 時,下降幅度達到 82%;陸上風電平均 LCOE 從 0.086 美元/千瓦時下降至 0.053 美元/千瓦時,下降幅度達到 38%;海上風電平均 LCOE 從 0.161 美元/千 瓦時下降至 0.115 美元/千瓦時,下降幅度達到 29%。光伏度電成本與化石燃料 度電成本最低水平的價格差距差逐步縮小,陸上風電度電成本與化石燃料度電 成本最低水平基本持平。
隨著全球光伏發電成本下降,最低中標電價紀錄也被不斷刷新。2020 年 8 月葡萄牙報出 1.32 美分/千瓦時的中標電價,成為當前全球光伏電站最低中標電 價。與此同時,我國光伏發電成本也有了大幅降低,2020 年平均上網電價已降 至 0.35 元/千瓦時,2021 年有望全部實現平價上網,不再需要補貼,預計“十四 五”期間將降低至 0.26 元/千瓦時以下,屆時光伏發電成本將低于絕大部分煤 電。光伏與風電的平價化將極大促進其快速推廣。
在需求方面,隨著“碳中和”理念的深入,全球各個國家及地區逐步加大 對可再生能源的研究與應用,未來全球電力生產結構將逐漸向可再生能源發 展,其中光伏發電將是增長速度最快的可再生能源。2020 年國內光伏新增裝機 量達到 48.2GW,同比增加 60.1%,創歷史第二高;根據中國光伏行業協會預 測,到 2030 年新增裝機量有望達到 105GW-130GW。從全球光伏市場來看, 未來 5 年全球光伏市場將進入快速攀升通道,并迎來較長時間的持續發展機 遇。雖受疫情影響,2020 年全球光伏新增裝機量仍達到 150-170GW,并且根 據中國光伏行業協會預測,2030 年新增裝機量有望達到 310-360GW。

風電裝機規模近年來也發展迅速。根據全球風能理事會(GWEC)發布的 統計數據,2017 年至 2020 年全國風電新增裝機容量分別為 19.66GW、 21.14GW、26.79GW 和 52.00GW,同期全球裝機量分別為 53.5GW、 50.7GW、60.8GW、93.0GW,中國及全球新增裝機量呈明顯增長態勢。至 2020 年末中國已經成為全球新增裝機量最大的國家,占比約 56%。
根據 GWEC 預測,全球風電裝機量在 2021-2025 年將呈先降后升的態 勢,2021-2025 裝機量 CAGR 約 4%,至 2025 年約為 112GW,其增長態勢將 主要取決于政策導向。2021 年全球裝機量下滑主要由于中國地區風電將進入后 補貼階段,而 2019 年批準的項目(仍帶有補貼)在 2020 年也基本完成建設, 此后中國裝機量將快速回升。同時,隨著海上風電逐步實現商業化,GWEC 預 計至 2025 年海上裝機量將達 23.9GW,較 2020 年的 6.1GW 提升近 300%。
另一方面,按照 IEA 的 2050 年凈零排放情景測算,全球風電裝機量至 2025 年需達 160GW,至 2030 年需達 280GW,高于 GWEC 推測的增長預 期。因此,我們判斷,隨著排放目標的臨近與時間的推移,全球風電裝機量增 長或超過 GWEC 預測,為薄膜電容器提供巨大的市場需求。

早期的薄膜電容市場參與者主要是日系及歐美廠商,中國廠商并不具有市 場發言權。但隨著下游終端廠商零部件采購的國際化,以及電子機器、家用電 器等終端產品的普及化,電子零部件產品也逐漸陷入價格競爭。在全球薄膜電 容市場,尤其在中國成為主要的制造業組裝產業集中地之后,中低壓的電子機 器、家用電器用的薄膜電容逐漸受到來自中國本土廠商的競爭;然而,在應用 場景集中于 xEV、新能源、工控及鐵道用的高壓大容量方面,日系廠商依舊具 備市場主導地位。
隨著中國本土廠商從中低壓薄膜電容領域逐漸切入市場,競爭日益激烈;日系及歐美廠商不得不尋求新應用端的產品機會,新能源汽車逆變器平滑用途 等專用品市場就是其中之一。早期,此類特定用途電容主要使用性價比較高的 鋁電解電容,但由于鋁電解電容在壽命、電涌吸收性等電氣特性方面較弱,薄 膜電容成為新的替代方向。
日本松下在全球薄膜電容市場中的銷售額常年穩居第一,緊隨其后的日本 廠商有尼吉康(日本)、TDK-EPCOS(日本)等;美國廠商有基美(現中國臺灣國 巨全資子公司,美國)、威世(美國)等。然而,即使是龍頭廠商松下也因與中 國廠商的激烈競爭,將大部分的通用化產品產能移到日本國外;在日本國內的 工廠專注于生產車載等專用品,尤其在 xEV 等逆變器等特殊用途。日系廠商松 下及尼吉康在 2003 年后借助豐田混合動力車量產,迅速擴大車載端的市場份 額;換言之,早年的 xEV 用薄膜電容幾乎被松下、尼吉康所壟斷,這兩家廠商 的發展歷程對中國廠商的未來機遇有巨大的啟示作用。

松下:全球薄膜電容龍頭,車載市占率或達 70%
松下作為日本家電及電子龍頭廠商之一,核心業務涵蓋家電、生活解決方 案、互聯解決方案、汽車、工業解決方案等。其設備(Device)業務屬于工業 解決方案下的業務線條,占其總營收的 6%左右(2019 財年全公司營收 74906 億日元),具體包括設備解決方案、能源設備、電子材料等。松下的設備業務, 強調在材料、加工工藝端能實現差別化,因此在電容、電感、電阻、基板材 料、干電池等方面都有戰略布局。
其固定電容器產品線覆蓋較為全面,在 2009 年將 MLCC 業務轉讓給村田之后,目前產品線涵蓋鋁電解電容/導電聚合物電容/雙電層電容/薄膜電容等。松 下目前是全球薄膜電容龍頭,在通用化產品的產能逐步轉移至海外以后,日本 國內工廠專注于新能源汽車用,目前車載薄膜電容市占率或高達 70%。
在 2019 年 11 月的松下投資者關系日,公司對其主要業務線條的中期戰略 做了詳盡梳理,包括工業解決方案業務的主要部門(即系統業務及設備業務)。關于設備業務,公司看到車載 CASE 以及信息通信基建方面的新機遇,計劃以 市占率居全球首位的拳頭產品(車載電感、新能源汽車用薄膜電容、 MEGTRON 等回路基板材料)為核心,牽引設備業務的未來成長。
松下成為車載薄膜電容龍頭的路徑
松下成為車載薄膜龍頭有偶然性也有必然性,集中展現了日本零部件供應商在汽車產業鏈上的核心優勢:
1)成熟技術疊加新工藝開創市場;
2)適應定 制化產品的量產產線構建與必要勞動力的最優組合;
3)早期和下游整車廠商緊 密合作開發,同時和上游材料廠商進行協調溝通。
從商品設計到材料/設備的優 化,以及通過模組化實現成本削減等,松下在短時間內實現了車載薄膜電容量 產。這也是在薄膜電容通用化產品市場競爭加劇時,松下開創的一個新應用市 場的實例,同時實現了日本本土制造的高附加價值化。
車載薄膜電容是一種強定制屬性的產品,如何迅速實現量產及收益化是對 供應商的最大考驗。薄膜電容的開發體制以大量生產為前提,而松下迅速占領 市場獲益于針對第二代豐田普銳斯車型(2003 年 9 月發售)的專用品量產。傳 統型薄膜電容是卷繞構造,松下以其在傳統型產品上積累的成熟技術,疊加薄 膜蒸鍍新技術(邊緣部加厚膜、保險絲機能、圖形電機的改良等),滿足了汽車 所要求的可靠性標準,一舉開拓了新的車載薄膜電容應用市場。
由于混合動力車用薄膜電容區別于通用化產品,因此怎樣優化既有產線也 是一個核心問題。傳統薄膜電容大量生產所使用的從熔接到檢查的組裝一條龍 產線已經實現自動化,但針對車用薄膜定制品這樣的少量專用產品需要進行傳統量產產線的轉用以及必要勞動力調配等,以實現最優生產方式。
以豐田為代表的日本整車廠商,在 20 世紀 50-80 年代中不斷進化其主查制 度1(首席工程師制度,Chief Engineering)及同步工程或并行工程2(SE, Synchronization Engineering 或 Simultaneous Engineering)思想,使得部件供應 商與整車廠間在整車開發階段的多個工程項目中,同時并行地進行開發切磋, 大幅降低了車型開發周期以及開發成本。因此,松下也在當時根據客戶的希望 產品參數以及自身的技術課題等,與下游整車廠商進行了緊密的合作開發。據 當時松下設備業務的開發統括組長評價,其最初出貨的累計 500 萬臺的車用薄 膜電容的不良品率為零。
同時,在薄膜電容還沒有混合動力車使用實績的 2000 年代早期,松下率先 和上游材料公司合作開發了新型 OPP 薄膜電介質材料。為了滿足汽車動力系統 的標準,薄膜電容外包裝的樹脂材料也與樹脂材料廠商進行了合作開發。
松下薄膜電容的產品布局
松下在汽車及工業薄膜電容產品方面有著行業最全的產品布局,廣泛應用 于 xEV 及工業基建的逆變器平滑用途、濾波器、緩沖用,以及光伏發電的 ACLink 及 DC-Link 等用途。在汽車領域,松下擁有最全的車用薄膜電容產品線, 產品覆蓋 xEV 充電電路用、防止汽車噪音用、xEV 逆變器用等。另外,在新能 源領域,松下產品覆蓋光伏逆變器、微型逆變器、火車/工業變頻器等。
尤其在當今,薄膜電容已被各種新能源車所廣泛使用,成為全球主要玩家 爭相搶占的市場,松下也不例外。根據松下公告,到 2024 年松下計劃將把電動 汽車(EV)的驅動部件中使用的薄膜電容產能提高到 2019 年度的 50%以上。多條自動化生產線將依次引入日本、中國和斯洛伐克的現有四座工廠,以滿足 對汽車電動化不斷增長的需求。此外,從中長期來看,松下也將考慮在北美建 立一條新的生產線(從日本進口零件),以建立一個全球四極系統。
松下的汽車/工業用薄膜電容目前由日本富山工廠、松江工廠、中國廣東省 江門工廠和歐洲斯洛伐克工廠生產。其中,xEV 用定制化產品已實現三地供給 體制,分別對應全球最主要的 xEV 產業(日本、中國、歐洲)。由于歐洲汽車制 造商的強勁需求,斯洛伐克工廠于 2019 年 4 月開始當地生產。2019 年以后, 高度自動化的最新“組裝完成工程”產線正逐步添加到各個工廠。
尼吉康:全球鋁電解龍頭,擴產車載用薄膜電容
尼吉康作為日本鋁電解電容三巨頭之一,核心業務涵蓋電容業務及 NECST (Nichicon Energy Control System Technology)業務。其中,電容業務包括鋁 電解電容、薄膜電容以及回路產品等,并在 4 個成長型市場(能源/環境/醫療機 器、汽車/車輛/關聯機器、家電/產業用逆變機器、信息通信機器)有豐富的產品 布局。
尼吉康的薄膜電容產能布局
尼吉康的薄膜電容器業務也在 2000 年前后受到了來自中國等廠商的激烈競 爭,不得不縮小業務規模。和其他日本廠商一樣,公司將大部分的通用化產品 制造移交給合作廠商或終止部分產品的生產,保留日本草津工廠的產能用于專 用品(定制化產品)以及特殊用途產品的制造。
公司的車載用薄膜電容在日本國內已形成“松下+尼吉康”的 2 強局面。在 新能源汽車相關電子零部件市場正在發展擴大的當下,其對電動車用薄膜電容 的投資較為激進。公司計劃投資 40 億日元,在日本滋賀、長野、中國宿遷三地 進行產能擴建,到 2021 年春季實現月產能 30 萬臺,2021 年末實現月產能 40 萬臺;在 2021 財年下半年開始盈利貢獻。除了面向特斯拉等汽車 OEM 及 Tier1 銷售,公司還和馬達專業廠商日本電產達成供給合作,其車載用薄膜電容 搭載到日本電產的馬達與逆變器一體化型電動車用電驅馬達“E-Axle”,供給中 國等新興電動車廠。
截至 2018 財年末,日本的草津工廠是公司唯一的薄膜電容生產基地;公司 于 2020 財年開始其海外第一家薄膜電容器工廠(宿遷工廠)新能源汽車用薄膜 電容的生產,以應對在華日系汽車廠商以及中國國產汽車廠商的需求。目前, 日本草津工廠仍將進行塑料薄膜的鋁蒸鍍等前道工序,宿遷工廠負責組裝等后 道工序。公司計劃于 2025 年在宿遷工廠設立薄膜電容專用的新生產大樓,屆時 宿遷工廠將實現前道、后道工序貫通的一貫生產體制。
尼吉康成為車載薄膜電容 2 強之一的路徑
初代豐田普銳斯混合動力車逆變器回路并未使用薄膜電容,用的是鋁電解 電容。當然,作為鋁電解龍頭的尼吉康當時也是供應鏈上的主要廠商。然而, 第二代豐田普銳斯混合動力車發售以后,混合動力車市場得到了長足發展;同 時,由于薄膜電容在安全性及性能上的優越性,首次替代了鋁電解電容,尼吉 康面臨著迅速改換產品戰略的挑戰。
首先,公司要解決的問題是開發生產體制的準備。在薄膜電容產線準備的 初期,針對薄膜電容的設計環節,公司結合自身的技術積累及通用化產品的技 術,實現了產品類別的快速切換。然而,最大的考驗在于車載用途的規模定制 (Mass Customization)問題:在快速響應客戶需求的同時需兼顧大規模生產 效益的運作戰略,即將客戶個性化定制生產的柔性與大規模生產的低成本、高 效率相結合,尋找兩者的有效平衡點。結果,公司在短時間內結合下游客戶的 意見及援助,投入了和同行相同的真空蒸鍍裝置及卷繞機器等制造機器以及東 麗產薄膜電介質,實現了“從電解到薄膜+規模定制”的轉型。
TDK:全球車載類被動元器件領先者
TDK 作為車載類被動元件領先廠商,最初是以鐵氧體磁芯的制造銷售為目 的設立的公司。通過多年發展,目前核心業務涵蓋被動元件(電容、電感、其 他)、傳感器應用制品、磁性應用制品、能源應用制品等。
TDK 的薄膜電容業務布局
TDK 本身并無薄膜電容業務,直至 2008 年收購了德國被動元件廠商 EPCOS。EPCOS 原為德國西門子和日本松下的合資公司,在通信以及汽車/工 業的客戶定制品、模組技術方面有較強的競爭力。TDK 當時決定并購 EPCOS 的最大理由是,TDK 的被動元件業務和 EPCOS 的業務幾乎是互補關系。通過 EPCOS 的并表化,TDK 獲得了以下收益:
1)補全了 TDK 的電解/薄膜電容產 品線,也豐富了歐洲/南美/印度地區的客戶層;
2)TDK 的被動元件結合 EPCOS 的應用端及模組技術,實現協同效應;
3)TDK 的被動元件通用化產品 結合 EPCOS 的專用品,開拓了新的產品品類。
TDK 的 DC 薄膜電容主要用于驅動裝置、UPS、光伏逆變器、電子安定 器、車用小型馬達、家電等各種電源裝置;其 AC 薄膜電容主要用于一般 AC 工 業用途及馬達啟動等;公司大部分薄膜電容產品并沒有特別突出的盈利能力 。TDK 在 2020 年 11 月發售了用于可再生能源的大型逆變器平滑用 標準化薄膜電容,但在電動車逆變器平滑用定制品等領域的產品展 開尚沒看到明確的方向。

日系車載龍頭廠商的啟示
通用化產品向定制化的轉型
隨著市場環境的變化,大規模生產通用化產品的經營模式讓日系龍頭廠商 逐漸失去優勢,主要由于批量生產的產品具有品類繁多、靈活性低下、無法滿 足客戶需求等缺點。日本廠商在早年就經歷了通用產品無法滿足客戶成本管控 (即要求降價)等產品需求而導致的風險。相比之下,向定制化產品轉型能在 一定程度上降低通用化產品在這方面的風險。
大型企業通常會盡量避免定制產品領域,因為定制產品往往需要更大量的 勞動投入,但盈利能力卻不一定能與投入匹配。然而,日本薄膜電容企業的經 驗卻有所不同,因為他們需要同時滿足兩個要求:
1)低價的產品,以滿足客戶 的成本控制需求——這通常是通用化產品的特征;
2)客戶在需求方面的差異, 這則是定制化產品的優勢領域??紤]到汽車行業的特殊性,薄膜電容器企業因 競爭對手相對較少而形成寡占(即前幾家最大的企業占據了大部分的市場份 額)、同時顧客需求量也相對較大,因而具備了實現規模定制化的條件,而這也 是唯一能同時滿足上述兩個要求的選擇。
為達成規模定制化目標,大幅削減客戶需求相關的研發時間對企業來說也 具有一定的必要性。以此為目的,企業通常需要根據已經積累的技術研發基礎 來進行產品開發,盡可能降低開發過程中的相關風險。因而,此前在開發通用 化產品過程中產生的技術積累仍具有其價值。
規模定制化在車載需求上具備優勢
薄膜電容企業向規模定制化轉型是已經發生的行業進程。在為企業提供定 制化產品之后,薄膜電容企業常常能在市場環境發生變化之后(如混合動力車 銷量上行)快速跟進。我們認為,這主要是因為企業在定制化過程中已經為滿 足客戶需求進行了量產的前置準備,當市場需求上升時自然就可以實現快速響 應。進一步來看,還有案例顯示企業曾通過定制化產品的量產(輔以供應鏈體 系的搭建等配套服務)來獲取客戶滿意度的提高,并同步實現客戶信任度的提 升。混合動力車領域的情況也較為類似,供應商常需要為客戶供應較大量的產 品,若不進行規模定制化,難以實現單個客戶滿意度的提升。
在以通用化產品為中心的商業運作中,產品組合的搭建及相關生產常常是 通過同時生產大量低階及高階產品來實現的??紤]業務由已經存在的產品構 成,組織自然產生了慣性,向規模定制化的轉型會遇見一定的困難并較難實 現。在這方面,薄膜電容企業的轉型主要受到了兩個危機事件的推動:
1)松下 因薄膜電容通用化業務競爭激化而出現的存續危機(該危機通過開辟車載薄膜 電容市場、迅速實現規模定制化方案而得以解決);
2)尼吉康因豐田需求改變 由鋁電解向薄膜轉變的轉型危機(與松下類似,轉型過程中尼吉康也對規模定 制化進行了實踐)。
值得一提的是,在混合動力車應用領域,產品的轉型并非通過簡單更改端 子形狀就能實現,而是還存在其他方面的較多限制(如電氣特性及電容形狀 等)。同時,在汽車應用領域,產品研發還需要與新品推出時間相匹配,研發時間較通用化產品大幅削減。為滿足交付時間、成本、性能、質量四大方面的要 求,規模定制化成為相關企業的必選之路。
與汽車 OEM 及 Tier1 不斷“磨合”成就行業龍頭
日本松下以及尼吉康的事例,讓我們明白了在開發早期與下游客戶密切磋 商的重要性,這也是成就日本電子零部件產業長期強者恒強的核心競爭力。
其具體體現在:
1)迅速實現量產:高度參與汽車 OEM 及 Tier1 的前期開發,進行緊密合作,
2)規模定制化:提供直接嵌合客戶需求的高整合度產品。
加強客戶粘性并迅速實現量產
如前所述,松下在未具備成熟的混合動力車用薄膜電容工藝量產能力的時 期,從商品設計到材料/設備的優化,與下游客戶豐田汽車進行合作開發,及時 溝通客戶的希望產品參數以及自身的技術課題。同時,松下針對車用薄膜定制 品這樣的少量專用產品進行了傳統量產產線的轉用以及必要的勞動力調配等, 在短期內迅速實現了量產化。
尼吉康在薄膜電容領域的經驗也很相似。在快速響應客戶需求的同時,兼 顧大規模生產效益的運作戰略,即將客戶個性化定制生產的柔性與大規模生產 的低成本、高效率相結合,尋找有效平衡點。公司同樣在短時間內結合下游客 戶的意見及援助,投入了行業領先的設備與材料,迅速實現量產。在車載客戶 定制品領域,尼吉康至今也始終貫徹和客戶在產品開發/設計階段開始就保持密 切的交流。
綜合兩家日系汽車薄膜電容龍頭公司的經驗,要進入汽車產業鏈中定制化 程度較高的產品供應體系,在車輛試作階段(通常在這個階段決定零部件的采 用品類與供應商),也就是車輛量產的 2 年之前,零部件供應商就要 基本完成以下工作:
1)基于對下游汽車 OEM 及 Tier1 的需求把握,在試作階 段之前對新零部件采用具備提案能力;
2)完成對新產品盈利能力及量產可能性 等各方面的評估工作。
規模定制化提供高整合度產品
為實現規模定制化,企業常常需要對產品結構進行定位,盡管通常交付給 客戶的產品是整合化程度較高的,但生產時有必要將其流程及其部件模塊化。一般而言,定制化程度越高,產品越易與下游客戶產品直接嵌合(高整合度);定制化程度越低的通用化產品(模塊化程度高),越難與下游客戶產品直接嵌 合。
在定制化產品領域,大幅調整產品方向通常風險非常大,因為這將會對研 發速度造成拖累。因此,將主要部件模塊化(如元件形成等)有助于降低研發 風險,并能讓企業將注意力集中到需要根據客戶需求進行調整的部分,從而加 快開發速度。
為了更好滿足個體客戶的需求,我們認為薄膜電容企業目前已經完成了內 部的模塊化,并實現了交付產品的高度整合化。通用化產品常常因為其通用性 而具有較高的模塊化程度、但整合化程度較低。另一方面,在混合動力車應用 領域,企業內模塊化程度低于通用化產品(為滿足客戶需求),但對外整合化程 度則較高。因此,如果企業能提高內部模塊化程度及對外整合化程度,或將有 助于實現產品降價及性能提高,提高產品競爭力。相對的,對外整合化較低的 產品或面臨較激烈的價格競爭。
中國車載零部件廠商的機遇
日本汽車產業集制造、資源分配、銷售、物流、維修等多個環節為一體, 是日本經濟發展必不可少的重要支柱。日本汽車產業在全球都具有強競爭力, 源于產業鏈的以下幾點。
1)“系列關系”(Keiretsu)。汽車產品一般由至少 2-3 萬不同零部件組裝 而成,日本汽車廠商通常從多家零部件企業采購不同零件,再統一進行整車組 裝、生產。在長期合作過程中,各零部件供應商圍繞某一整車企業形成了一種 “系列關系”,因此日本汽車整車制造企業擁有成熟、完備的生產系列化鏈條。
2)細節“磨合”。日本汽車產業要求生產流程中的每一道環節做到細致與 精確,并根據實際情況變化做出及時的修正,以確保產品質量。同時,日本汽車廠商重視增強和改善不同部件供應商間的相互聯系與合作,使整個系列化生 產鏈條更加合理、有效。
3)“改善”生產工序。日本汽車廠商擅于提煉源自生產一線的經驗,并將 其運用到此后的生產中,從而不斷提升產量和質量,形成“改善”的理念?!案?善”的范圍不僅限于生產工作方式的調整,也包括思維方式的變革等。
全球汽車市場在 2011 年以后已經趨于成熟化(2011 年之后全球汽車年度 需求增長率低于 5%),并于 2018 年達到近十年來的需求高峰,在經歷 2019 年、2020 年的波動之后,或會經歷短期的急速恢復,然而未來 10 年內整體產 銷量難以出現大幅增長。但是,汽車產業的內部構造或將在未來 10 年發生巨變 (比如汽車電動化/智能化、非傳統整車廠的迅速崛起、汽車收益模式的巨變 等),即使是具有強競爭力的日本汽車產業,也不得不迅速調整戰略。
面對汽車產業的大宗商品化,汽車 OEM 逐步開始導入平臺戰略,以應對諸 多課題:
1)降低車輛開發/制造成本(推進關鍵總成/零部件的通用化及模塊 化);
2)縮短車輛開發周期(維持新車的獨特性以快速響應市場的需求);
3) 聚焦新技術、新產品開發(將精力集中于能形成差異化的領域,比如自動駕駛/ 智能座艙)。
我們認為,這樣的大背景下,日本汽車 OEM 與零部件廠商間的 “系列關系”形成的緊密合作及“磨合”文化,在未來很難成為維持日系汽車 OEM 核心競爭力的源泉;另一方面,中國通過大力推進新能源車的普及,對于 國內的汽車相關零部件廠商而言,未來機會大于挑戰。
后發優勢戰略
由于我國汽車產業起步較晚,因此,配套的車載相關零部件廠商的技術積 累較少,生產能力也主要集中于車體/娛樂音響系統等一些中低端應用,能真正 進入汽車動力及智能化(ADAS)產業鏈的廠商寥寥無幾。然而,在這些領域并 非沒有國產替代的機會,我們認為,機會存在于材料、加工工藝等方面國內外 并不存在巨大差距的產業。
從薄膜電容產業來說,尼吉康的事例告訴我們,當其遇見客戶使用產品改 換而出現的業務連續性危機的時候,如何利用后發優勢戰略,迅速做到車載專 用品業界第二。作為后發廠商(松下是先行廠商),尼吉康當時對于混合動力車 用薄膜電容的需求成長有著更高的確定性,也更容易對應技術與市場的變化, 進行相應的設備投資及勞動力調配。
以法拉電子為代表的中國龍頭廠商,作為行業的后發廠商,可以借鑒日系 龍頭廠商的經驗,在材料(諸如日本東麗的薄膜電介材料等)、設備(諸如日本 愛發科的蒸鍍裝置等)端,從一開始外購到逐步的國產化推進,最終在長期實 現降本降價并提升全球市場占有率。
規模定制化向部分通用化的回歸
在前文所講述的汽車 OEM 必須面對的主要課題的應對過程中,如何縮短車 輛開發周期、降低開發/制造成本,同時把核心資源投放于有較高附加價值性的 新技術領域是整車廠的核心矛盾點。
在這樣的大背景下,原先單車型的開發周期在 3-5 年左右,主要包括汽車 的新車開發(Brand new model)及改型設計(Full model change),這種情況 下,通常汽車量產前 24 個月為零部件采用時期。而在未來,開發周期可能會縮短。另一方面,以中國、歐洲為首的國家及地區正大力推進新能源汽車的普 及,從而涌現出大批造車新勢力的本土新興車企;這些車企在汽車動力這類需 要高安全性、但較難實現差別化的領域,更傾向于使用通用化/模塊化程度較高 且具有性價比的產品。
然而,包括薄膜電容在內的中國車載零部件廠商目前仍需要面對產業轉型 初期的高定制化需求,以滿足以傳統汽車 OEM 為首的新能源汽車用途設計,并 持續推進產品升級,以接近日本車載零部件廠商當前的戰略位置。日本汽車產業所擅長的“系列關系”、“磨合”文化、“改善”生產工序,在閉環 式的日本本土汽車產業鏈中形成了巨大的優勢,但由于未來新能源車的主要市 場集中在中國、歐洲等國家地區,在產業鏈被逐步打開之后,曾經的優勢很難 成為維持日本汽車產業鏈核心競爭力的源泉。因此,我們認為,以上環境變化 將倒逼日本汽車產業轉型,未來日本車載零部件廠商或在一定程度上從規模定 制化向部分通用化回歸。在某一時點,產品價格/成本競爭或將加劇,國內廠商 的成本優勢或將逐步體現。

這方面的最典型事例來自日本電產 EV 電驅馬達的長期戰略(參見《日本電 產:全球知名綜合馬達制造商》,2021 年 2 月 26 日)。日本電產認為,和傳統 車相比,未來新能源車增加了核心零部件如電池系統以及電驅馬達系統;因 此,公司的戰略是制造標準化的電驅馬達。以日本汽車 OEM 廠商為首的整車 廠,多采用自己系列的零部件廠商供應動力總成的核心部件,以確保萬無一失 的汽車安全性能,比如豐田的電驅系統由其系列公司愛信精機及電裝的合資公 司來進行開發。而日本電產認為包括電驅馬達系統在內的核心部件市場將來會 被逐步打開,汽車 OEM(尤其是不具備成熟動力系統設計能力的新興車企)無 需為了適應新開發車型而進行一物一設計,而可以搭載日本電產的較少型號的 標準化“馬達+逆變器+減速器”三位一體型電驅馬達系統“E-Axle”。同時,日本電產通過規模量產標準化產品而實現降本降價(10 年后價格 降低一半左右),助推新能源車普及。
2021 年初,尼吉康與日本電產達成供給合作,將尼吉康的 xEV 逆變器用薄 膜電容搭載到日本電產的“E-Axle”上進行銷售,供給中國等新興電動車廠。另外,除了目前已搭載日本電產“E-Axle”的多款廣汽集團車型以外,日本電 產也積極與非傳統車企進行合作,順應造車新勢力的需求提供標準化產品(參 見《鴻華先進與日本電產開展雙贏合作》,2021 年 3 月 19 日)。
因此,我們認為:
1)當下,隨著新能源車補貼的持續退坡,新能源汽車產 業鏈的利潤空間被急速壓縮,車載用零部件廠商為了擠入新能源車用賽道,或 需在一定程度上犧牲收益性,擴產加碼布局車載用產品存在一定合理性;
2)著 眼于未來,新興車企在汽車動力這類需要高安全性、但較難實現差別化的領 域,更傾向于使用通用化/模塊化程度較高且具有性價比的產品,從而推動零部 件逐漸從規模定制化向部分通用化回歸,長期競爭格局對國內零部件廠商或更 為有利。整體而言,我們看好國內相關產業的發展空間。
看好國內薄膜電容龍頭法拉電子
法拉電子(代碼 600563.SH)是國內薄膜電容龍頭,其前身“竹器合作 社”最早成立于 1955 年,于 1967 年轉型涉足薄膜電容領域,多年來專注于薄膜電容和薄膜電容用金屬化膜的制造與研發,產品覆蓋領域包括照明、家電、 工控、光伏、風電、新能源汽車、軌道交通等。目前公司每年產能達到 45 億只 薄膜電容、2500 噸金屬化膜,是國內專業從事薄膜電容研發、生產與銷售的主 要企業之一,薄膜電容規模位列中國第一、全球前三。
近年來,由于薄膜電容傳統業務(照明、家電等)需求不景氣,而新需求 (光伏、風電、新能源汽車等)增長迅速,法拉電子的業務結構也進行了調 整。2020 年公司來自新能源汽車、新能源(光伏+風電)、工控、家電領域的營 收占比分別為 18%、30%、31%、14%。我們預計此后隨著下游需求的進一步 提升,以及法拉電子相關產品市占率的擴大,其新能源汽車及新能源(光伏+風 電)業務占比也將持續提升。
此外,法拉電子盈利能力突出,毛利率(長期維持在 40%以上)長期高于 同業企業(在 20%-30%區間),2020 年末凈利率也已逼近 30%。我們認為隨著 下游需求的增長,公司業績將在優勢盈利能力的推動下持續走高,長期發展值 得關注。
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