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钽电容深度报告:军用持续高景气,民品缺货涨价、加速进口替代

2020-07-28

钽电容深度报告:军用持续高景气,民品缺货涨价、加速进口替代


1、钽电容:性能优良的电子元器件,技术不断发展,产业链完善,军民应用前景广泛

1.1. 钽电容综述:主要电子元件之一,性能优越,适应电子技术发展需求

钽电容器属于电解电容的一种,结构上最主要的特点是使用金属钽做介质。钽电容拥有高能量密度、高可靠性、稳定的电性能、较宽的工作温度范围等特性,在工业市场、军用市场都得到了广泛应用。1956 年,第一支固体钽电容由美国贝尔实验室成功研制,其性能优越,是所有电容器中体积小而又能达到较大电容量的产品。钽电容外形多种多样,并易于制成适于表面贴装的小型和片型元件,适应了目前电子技术自动化和小型化发展的需求。

按外形可将钽电容分为引线式和贴片式;按其阴极材料可分为液态电解质钽电容器、二氧化锰固体钽电容器、聚合物(Polymer)固体钽电容器。其中最常用的是固体钽电容器。

钽电容作电容器件,是重要的电子元件之一。电容器与电阻器、电感器作为三大被动电子元件,是电子线路中必不可少的基础电子元件,其通过静电的形式储存和释放电能,在两极导电物质间以介质隔离,并将电能储存其间,主要作用为电荷储存、交流滤波或旁路、切断或阻止直流电压、提供调谐及振荡等。

电容器产量约占整个电子元件的 40%,且需求不断扩大。近年来,随着信息技术和电子设备的快速发展及国际制造业向中国转移,电容器需求呈现出整体上升态势,我国电容器产业也快速发展成为世界电容器生产大国和出口大国。根据宏达电子招股书披露,我国电子元器件行业总产值约占电子信息产业的五分之一,电子元器件产业已成为支撑我国电子信息产业发展的重要基础。

1.2. 钽电容性能优良,具有广泛的应用场景

钽电容性能优良,具有工作温度宽、体积效率高、可自愈、高频效率好、适宜小型化等优势,广泛适用于各种应用场景。首先,由于钽电容内部没有电解液,很适合在高温下工作,即工作温度范围宽,且形式多样,体积效率优异。其次钽电容工作过程中可自动修复或隔绝氧化膜中的瑕点,即具有自我恢复能力,保证了其长寿命和高可靠性。第三,ESL 值小、高频滤波特性好。第四,比容量非常高,因此特别适宜于小型化。

与铝电容、陶瓷电容、薄膜电容等多种电容器相比,钽电容也具有突出的使用优点:

1.3. 钽电容器发展方向:小型化、大容量、高可靠、高频化、低 ESR 值

从结构上看,钽电容由内到外分为三层,分别为阳极、阴极、导电层。内部阳极是由钽粉烧结而成的坦块,使用钽氧化层(Ta2O5)在坦块表面形成绝缘层。之后是负极,可以是液体电解液、固体电解质 MnO2、高分子聚合物。而外部依次是导电石墨层和导电银层。

工艺流程方面,钽电容的制作主要包含压制成型、烧结、赋能、被膜、被石墨银奖、装配、模塑、测试等流程。以常用的固体钽电容为例,简单的说,固体电解质钽电容器工艺流程主要分为三步:1)在钽粉中加入粘合剂,混合均匀后压块、烧结、成型;2)通过电化学方法,在钽阳极表面形成一层氧化膜作为电介质,再在氧化膜介质上叠加一层 MnO2 作为电容阴极;3)进行封装、老炼。上述工艺流程中决定电容性能的关键因素有:1)钽粉纯度、比容;2)烧结温度、保温时间;3)形成阶段对温度、电流、电压的控制;4)被膜阶段高温对介质膜的损伤。

展望未来,钽电容器将向小型化、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。

1.4. 钽电容产业链:少数企业占据主要份额,市场需求持续扩大。

从产业链角度看,钽电容产业链中企业可分为三类,分别是上游材料类、中游电子元器件类以及下游终端产品企业。目前国内外少数企业的钽电容产品占据主要市场份额。国际上,主要以美国 Vishay、KEMET、AVX 公司为主;国内包括振华新云(振华科技子公司)、宏达电子、火炬电子等。

钽电容制造产业上游是钽粉、钽丝等原材料。钽粉的主要供应商有:美国 Cabot、德国H.C.Starck、东方钽业等;钽丝的主要供应商有:东方钽业、株洲硬质合金、多罗山蓝宝石等。据中国矿业报报道,宁夏东方钽业是我国最大的铌钽产品生产公司,全球主要的钽原料生产商之一,金属钽产量约占国内市场份额的 60%,钽粉和钽丝产量约占全球的 25%和60%。东方钽业、Cabot 和 H.C.Starck 供应了世界大部分电容级钽粉。国内部分高性能钽粉技术仍掌握在国外企业手中。

钽电容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。

在我国电容器行业中,陶瓷电容器、铝电容器、钽电容器和薄膜电容器等四大电容器占据了 95%以上的市场份额。钽电容器的可靠性高、漏电流小、性能稳定、具有极高的电场强度,因此特别适宜于有可靠性要求的场合,具有铝电容、薄膜电容、陶瓷电容无可替代的优势。虽然因为其成本较高,导致市场份额小于其他三类电容器,但在高端电容器的领域,钽电容器拥有稳定的市场份额和性能优势。根据中国产业信息网数据,从 2013 年到 2019年,我国电容器市场中,钽电容市场份额从 7%上升至 12%。

全球电容器市场以陶瓷电容为主,中国电容器市场规模增速高于全球增速。根据中国产业信息网数据,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。而钽电容因其稳定的性能,在高端电容方面也占有一席之地。增速方面,除薄膜电容外,中国各细分市场规模增速均高于全球市场。

因为钽电容的成本较高,导致市场份额小于其他三类电容器,但在高端电容器的领域,钽电容器拥有稳定的市场份额和性能优势——钽电容器可适用于储能、滤波等电路,大量用于高可靠电子设备;相比之下,陶瓷电容体积小、介质损耗小、相对价格较低、高频特性好、电压范围大,更适用于高频振荡的电路当中,更多应用于通讯领域。

2. 军用领域:军工元器件未来景气度持续,钽电容行业受益

电容器看似微不足道,却是航天设备中使用较多的元器件,实际至关重要。因其“自愈”特性,钽电容受到了军品市场的青睐。军用钽电容器历经数十年的发展,细分品类逐渐增多,使用的针对性更强,从最初的银壳半密封封装和简单的树脂封装产品,到现在便于大规模贴装的贴片钽电容器、应用于储能的高能钽混合电容器、高可靠性的钽外壳封装电容器产品、适用于大规模并联电路使用的高分子钽电容器等,极大地满足了军用市场的特殊性需求。

2.1. “十三五”收官年,“十四五”开局季,军工电子产业发展正劲

信息化军事背景下,军工电子产业的发展尤为重要。在信息化战争条件下,国防工业正向高技术、高强度、高合成的方向发展,其发展重点已由数量规模向质量效能转变,国防武器装备的先进性要求越来越高,我国已明确推进国防建设的机械化信息化复合发展。军工电子产业作为信息化战争条件下有效提升武器装备战斗力的关键因素,肩负着增强我国国防力量的重大使命,将显著受益于我国国防工业的持续增长。

近年来,我国也出台了多项政策,助力国防信息化、现代化发展:

随着国防和军队现代化建设的推进,军用电容器增速有望保持较高水平。根据国防和军队现代化建设“三步走”战略,到 2020 年,基本实现机械化,信息化建设取得重大的进展;到 2050 年,实现国防和军队现代化。目的是构建能够打赢信息化战争、有效履行使命任务的中国特色现代军事力量体系。目前,电子系统已在各武器系统中占有相当的比例,而且随着国防信息化建设的快速推进,信息化程度将持续提高。而电容器是军事和航天系统不可或缺的电子元件,广泛应用在电子信息、武器、航空、航天、舰艇等多个领域。

2020 年是“十三五”规划收官年,考虑到 2020 年机械化实现任务,结合十年换装周期时间节点,2020 年军品订单集中释放,几乎所有军工需求向好。短期内军改订单补偿效应开始显现,我们汇总“全军武器装备采购信息网”相关信息,2019 年全军发布的采购需求达约 2400 条,发布采购公告约 14640 条,全军采购订单需求明显增加,将有力支撑军工产业链业绩增长。

未来五年,2021-2025 年即“十四五”规划年,亦将是军工需求快速发展的五年。根据天风军工组 7 月 5 日发表报告《行业比较角度看军工:盈利指标与估值分位数呈现剪刀差,将出现均值回归》中观点:军工行业的成长期或将超过 10 年维度,持续较长时间。预计军工将在 2020 年突破五年内的经营指标箱体,处于景气右侧爬坡期,本次扩张期将同行业成长期时间长度,突破 10 年维度。军工需求向好,上游军用电子元器件行业也将受益,钽电容亦包含其中。

2.2. 国防支出增速上扬,军工行业与市场具有穿越经济周期的属性

对标美国信息化建设进程,我国目前机械化尚未建成,信息化水平差距较大。自 1997 年以来,我国国防费用支出呈现稳步增长态势,增速稳定在 6.8%以上,时有突破 10%,最高达 20%左右;2019 年我国国防费用支出达 12117.4 亿元,同比增长 7.4%。但与此同时,我国经济也在高速发展,GDP 快速增长,国防支出占 GDP 比重稳定在 2%左右。

对比国防支出增速与 GDP 增速,无论在美国还是中国,军工行业与市场发展均具备穿越经济周期的属性。在全球整体经济下行环境中,往往也伴随着民粹盛行、保护主义抬头,以及大量地缘政治紧张局势的升级。因此,结合过去 20 年两次经济危机中国防开支变化的分析,可以预测,在本轮新冠病毒影响下的全球经济下行中,中国国防支出仍有望保持高于名义 GDP 的稳健增长。国防支出持续无疑有利于军工产业发展,相关上下游产业将迎来高速发展期。

政策利好+军费支出增加,军工行业景气度可实现长期跨越,钽电容产业有望受益。军品钽电容器由于涉及到政府和国家安全问题,审批较为严格,进入市场的周期较长、资金成本高,所以国内拥有军工资质的钽电容器生产厂商占有市场总份额稳定,且其市场总量不断增加,已获得质量认证的厂商将受益。

3. 民用领域:百亿级市场,供给不足价格上涨,加速进口替代

3.1. 需求端:新基建推动,5G 快速发展,民用钽电容工业需求旺盛

在民用市场,钽电容主要应用在工业领域,消费品也有涉及。在民用工业类市场,钽电容应用于系统通讯设备、工业控制设备、医疗电子设备、轨道交通、精密仪表仪器、石油勘探设备、汽车电子等民用工业类领域,钽电容处于无法取代的地位。消费方面,如在电脑、智能手机等领域,为了让 CPU 的使用寿命和工况稳定,几乎都会在电路设计中采用钽电容滤波。

近年来,全球钽电容器行业市场规模保持逐年增长的趋势,根据中国产业信息网数据,2018年全球钽电解电容市场规模超过 15 亿美元,预计 2019 年全球市场规模将接近 16 亿美元;2018 年我国钽电解电容市场规模首次突破 60 亿元,预计 2019 年我国市场规模将在 61 亿元以上。民用钽电容领域市场规模以百亿人民币计。

随着 5G 商用的临近,5G 通讯相关产品或将呈现较快增长。2016 年至今,由于人工智能、虚拟现实、5G 通信、电动汽车、共享单车等行业快速发展、市场规模不断扩大,对民用电子元器的需求也不断上升。

从市场角度看,进入 2020 年来,5G 手机出货量大幅增加,占比不断提高。自 2019 年 8月以来,除 2020 年 2 月受到疫情的影响外,其余月份 5G 手机出货量不断增长。2020 年 6月,国内市场 5G 手机出货量 1751.30 万台,占同期手机出货量的 61.2%;2020 年 1-6 月,国内市场 5G 手机累计出货量 6359.80 万台,占比达 41.5%。5G 手机市场快速发展,证明了 5G 建设的必要性、可行性和紧迫性。

5G 的实现离不开基站建设,据前瞻产业研究表明,5G 基站建设将是 5G 建设中最大的资本性支出。建设 5G 基站所需电子元器件,需能满足户外温度波动下,产品的使用寿命、可靠性能得到保证,这就对电容器的质量和性能提出了较高的要求,因此钽电容成为了优良选择。

5G 基站建设为电容器市场创造下一个增长点。在 2020 年 6 月 6 日,工信部新闻宣传中心举行的“5G 发牌一周年”线上峰会上,工业和信息化部信息通信管理局副局长鲁春丛表示:在网络建设方面,基础电信企业已建成 5G 基站超过 25 万个,5G 用户超过 3600 万户。预计到今年年底,5G 基站将超过 60 万个,覆盖全国所有地级以上城市。现有规划中的 5G基站建设,已为钽电容行业发展打开了新的大门。

因工作频率特性,在同等应用条件下,所需 5G 基站数量多于 4G,进一步为电容器市场带来海量需求。由于 5G 高频段工作的原因,宏基站所能覆盖的信号范围有限,还需要大量的小基站协同宏基站进行连续覆盖和室内浅层覆盖。在基站建设数量上,5G 基站要比 4G基站多出 2 到 3 倍才能在覆盖范围上达到相对满意的用户体验。

根据工信部披露数据,截止 2019 年全国 4G 基站数量达 544 万,所以正在开工建设的 5G网络要达到同样的覆盖率要求,或需 1000~2000 万 5G 个基站,从此预计规模上看,若要实现 5G 全面普及,需消耗海量钽电容器。

同时,随着电动汽车、人工智能、AR、可穿戴设备、云服务器等,甚至智能手机高功率快充充电器市场逐渐发展,高性能设备涌现,对高端电容器,即钽电容也将提出更多需求,从数量与规模上都隐藏着百亿级的市场,将为相关产业创造发展机会。

3.2. 供给端:全球疫情蔓延,国外厂商产能受限,产品价格提升

在民品方面,以美国 VISHAY、KEMET、AVX 公司为代表的国际钽电容器制造商主导国际钽电容市场。在民用市场上,国际厂商与国内厂商不存在太大的市场准入差异,但以美国Vishay、KEMET、AVX 公司为代表的国际钽电容器制造商,因其进入市场较早,掌握和积累了钽电容器的核心技术和关键材料,且其钽电容器生产设备仪器先进、精度高、可控性强、效率高,无论是企业的规模,产品的可靠性、一致性,大容量、低 ESR 新产品开发等方面均领先于国内钽电容器企业。

从营业总收入角度来看,VISHAY 营收规模优势较为明显;三家厂商毛利率水平相近,近年来 KEMET、AVX 毛利率有所上升。

国内方面,技术水平的落后致使国内厂商数量呈缩减趋势,头部效应明显。钽电容器行业技术进展较快,片式化产品及高分子化产品占比不断增加,国内厂商该类技术水平发展落后于国际厂商,国际厂商因为在产品性能与价格上相对国内厂商存在全面优势,所以近年来国内钽电容器市场上国内厂商占比呈缩减趋势。

近年来国际间贸易摩擦出现频次也在逐渐增多,电容器作为基础电子元器件,往往牵一发而动全身。为反制美方将于 9 月 24 日起对原产于中国的 2000 亿美元商品加征 10%的进口关税的措施,2018 年 9 月 24 日 12 时 01 分起,我国政府决定对商务部 63 号公告和税委会 6 号公告所附对美加征关税商品清单的商品加征关税。其中就有涉及片式钽电容器和其他钽电容器。为保障供应链安全,下游工厂对电子元器件国产化需求不断加强。

上游材料方面,近年来,随着高端电子科技市场发展,全球对铌钽矿需求激增,2019 年全球铌金属产量达 7.4 万吨,钽金属产量达 1800 吨,各主要资源国对铌钽资源都给予了空前的重视。据中国矿业报报道,目前,由于新冠肺炎疫情的影响,众多矿山企业(包括铌钽矿业)几乎处于(半)停产状态,导致铌钽矿产资源供应紧张,铌钽矿业受到了较大冲击。

我国是铌钽金属的消费大国。然而,我国铌钽原料的对外依赖度太高,钽对外依赖度高达80%以上,而铌几乎全部依赖进口, 受本次新冠病毒影响,国内铌钽矿供应链紧张,多家铌钽矿企受到冲击,如东方钽业公司在 4 月 30 日公布的第一季度报告中,收入下滑了44.44%,较上年同期由盈转亏。上游钽紧张也将对下游钽电容产业链造成一定冲击。

2020 年二季度以来,疫情在欧美蔓延,导致海外钽电容产能受影响。由于国外疫情加重,国外同行可能面临部分停工停产问题,行业的龙头供应商 VISHAY 和 AVX 产能都受到了影响。

称受疫情影响,国外厂商纷纷提价 20%左右,预计仍有涨价空间。2020 年 5 月,AVX 称COVID-19 在全美的扩散,已影响到业务的各个方面。由于复工情况不好,产能不足,无法满足不断增长的需求。因此,AVX 原厂将对 TAJ 和 TLJ 钽电容系列产品加价。对各类产品计划提价 12%-20%不等。所提价系列是到目前为止受 COVID-19 影响最大的产品系列。新定价将从 5 月交付开始生效,直到 9 月底。自厂商提价以来,外围现货零售已经涨价 2-3倍,行业预计到年底涨价幅度还有 1 倍。

需求不断上扬,产能屡屡受限,且定价权被外国头部公司掌握,下游部分厂商从基础环节就“受制于人”。基于目前国际形势的复杂化,电子元器件国产化替代需求也进一步提升,用户需求增加对国产的电子元器件供应商而言是一次发展机遇。为了应对国际上对中国的技术封锁,国内供应商也会积极研发、攻坚克难。提高国产化水平,随着国产化相关政策的推进,以及国内产品的技术研发能力、生产一致性水平的提高,民用市场国产化替代仍有相当大的发展空间,或可重现 MLCC 行业发展逻辑。

4. 国内重点企业分析(详见报告原文)

4.1. 宏达电子:电子元件百强企业,军民双轮驱动,高可靠钽电容器龙头

4.2. 振华科技:军品元器件核心供应商,营收结构向好发展,前景广阔

5. 附全球钽电容产业重要公司简介(详见报告原文)

5.1. VISHAY:美国重要元器件厂商,外延并购扩张业务版图

5.2. KEMET:钽电容销量全球前列,在无源电子技术领域占有领导地位

5.3. AVX:无源电子元器件和互连接产品行业佼佼者

……

(报告观点属于原作者,仅供参考。报告来源:天风证券)

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