全球及中國電容器薄膜行業概覽

全球主要經濟體已在法律或政策文件中訂立明確目標,力爭于2050 年左右實現碳中和或凈零排放。碳中和及凈零排放目標勢將透過加速從石油、煤炭及天然氣等化石燃料向太陽能及風能等可再生能源的轉型,大幅重塑全球能源供應格局。因此,電力在全球能源中將扮演越來越重要的角色。電氣化進程將持續刺激新能源汽車和新能源電力系統,以及工業和家用電子系統的需求。

 

電容器是一種電子元件,它通過在兩個彼此絕緣且間距很近的表面上積累電荷來儲存電能。電容器對新能源汽車、新能源電力系統、工業設備及家用電器而言至關重要,因為其具備穩定及提升該等系統的性能的能力。電容器具備能量儲存、濾波和平滑、信號耦合和解耦、諧振和頻率調諧、功率因數校正以及脈沖功率應用等多種功能,從而使得它們成為電氣產品中不可或缺的元件。電容器可進一步分類為陶瓷電容器、鋁電解電容器及薄膜電容器。

 

薄膜電容器是以塑料薄膜作為介電質的電容器。介電薄膜被拉伸至極薄的厚度,其后蒸鍍上金屬鋁或鋅,又或金屬箔。這些導電層被卷繞成圓柱形或層疊起來,以形成電容器本體,為節省印刷電路板上的空間,通常會將其壓平。薄膜電容器的市場份額不斷上升,由2018 年的8.4% 增至2023 年的13.4%,這是由于其出色的耐電壓性能、高頻穩定性及長使用壽命。

 

電容器膜是以聚合物為基礎的薄型介電材料,廣泛用于薄膜電容器的生產,以在電子電路中起到電氣絕緣和能量儲存的作用,是薄膜電容器的核心材料,在決定電容器的性能和耐用性方面發揮至關重要的作用。在薄膜電容器的成本構成中,電容器薄膜是最大的一項支出,占總生產成本的39%,約占原材料成本的60%。

 

薄膜電容被廣泛應用于多個領域,包括新能源汽車、新能源電力系統、工業設備及家用電器。

 

新能源汽車:薄膜電容器被應用于新能源汽車的關鍵設備中,例如電機逆變器、車載充電器(OBC) 以及直流-直流(DC-DC) 轉換器等。

 

新能源電力系統:薄膜電容器用于以下行業的關鍵設備:(a) 太陽能發電,包括逆變器、輸入和輸出濾波器以及高壓靜止無功發生器設備;(b) 風力發電,包括直流(DC) 支撐裝置、輸入和輸出濾波器、電磁干擾(EMI) 濾波器和柔性直流輸電系統;(c) 儲能,包括電力轉換系統(PCS)、逆變器和焊機;(d) 充電站,包含充電模塊;及(e) 電網,包括智能電表。

 

工業設備:薄膜電容器被應用于工業設備中的關鍵設備,如高壓變頻器、不間斷電源(UPS) 及電磁干擾濾波器等。

 

家用電器:薄膜電容器被應用于家用電器的關鍵部件中,如驅動電機、濾波器及感應電機。

 

電容器薄膜主要可根據所使用的聚合物材料分為四種類型:聚丙烯(PP)、聚酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN) 以及聚苯硫醚(PPS)。在各種薄膜材料中,聚丙烯薄膜電容器因其卓越的頻率穩定性、低介電吸收性以及高耐電壓性脫穎而出,使其成為高頻率及大功率應用的理想之選。目前,聚丙烯電容器薄膜是電容器薄膜類別中最主要的類型,占有超過90% 的市場份額。

 

電容器薄膜是薄膜電容器的核心組成部分,在決定薄膜電容器的性能和耐用性方面起著至關重要的作用。其廣泛應用于薄膜電容器中,用于電子電路中的電絕緣和能量存儲。具體而言:

 

電容器基膜:電容器基膜決定了薄膜電容器的性能。其充當薄膜電容器的電介質。電容器基膜主要(i) 幫助薄膜電容器實現瞬時儲能及(ii) 使電容器穩定運作。電容器基膜將電容器的電極分隔開,從而形成電場,使電容器能夠存儲電能。通過保持高絕緣電阻,薄膜有助于將電流泄漏降至最低,從而有助于保留電容器內存儲的能量,并確保長期穩定性。通過提供高介電強度和熱穩定性,電容器基膜使電容器能夠承受高電壓和高溫而不降低其性能,從而保持穩定運行。基膜的性能,主要包括其耐壓性、抗熱收縮性、均勻性、表面粗糙度和拉伸強度,對薄膜的功能至關重要,進而決定了電容器的性能。

 

金屬化膜:金屬化膜是通過在電容器基膜的一面蒸鍍一層金屬層(通常為鋁及鋅)而制成的。金屬層充當薄膜電容器的電極。此外,金屬鍍膜工藝增強了薄膜的絕緣電阻能力。倘電容器基膜因高電壓或其他原因而損壞,金屬層會立即發生氧化,使薄膜能夠恢復絕緣電阻,而不會出現顯著的性能下降。

 

在電容器薄膜行業,電容器基膜的市場規模被廣泛用來代表電容器薄膜產品的市場規模。這是由于大部分電容器薄膜制造商的產品都是以電容器基膜的形式交付。電容器基膜的金屬化處理通常由電容器制造商進行,主要由于這能更好地融入其特定的生產流程。然而,薄膜電容器制造商可能自外部供應商采購金屬化膜,主要原因為薄膜電容器制造商可能不時面臨其金屬化膜產能受限的情況。在此情況下,具備金屬化能力的電容器薄膜制造商獲得競爭優勢,因為其能靈活滿足下游需求,進一步利用產能,并提供一體化解決方案以提升市場競爭力。

 

價值鏈

全球電容器薄膜行業的價值鏈包括上游原材料及設備供應、中游薄膜制造、下游薄膜加工及電容器制造,以及最終用途應用。

 

市場規模

全球薄膜電容器市場正呈現強勁增長態勢。新能源汽車的廣泛應用以及太陽能和風能的發展均帶動了對薄膜電容器的需求。全球薄膜電容器市場的規模由2018 年的人民幣126 億元增至2023 年的人民幣217 億元,年復合增長率達11.4%。預計到2029 年,全球薄膜電容器的市場規模將達到人民幣504 億元,年復合增長率達15.0%。

 

隨著中國新能源汽車市場的迅速發展,充電站及電動驅動系統對薄膜電容器的需求正不斷上升。在新能源電力系統方面,中國大力推動太陽能、風能及儲能,增加了對電力轉換設備的需求,刺激了對薄膜電容器的需求。中國薄膜電容器市場的規模由2018 年的人民幣43 億元增至2023 年的人民幣108 億元,年復合增長率為20.1%,預計到2029 年將達到人民幣287 億元,年復合增長率為17.8%。

 

全球電容器基膜市場的規模由2018 年的人民幣34 億元增至2023 年的人民幣59 億元,年復合增長率為11.5%。這一增長是由新能源汽車及新能源電力系統等主要行業對薄膜電容器不斷上升的需求所推動。電容器基膜在提升能量儲存、電壓調節及電力轉換效率方面發揮著關鍵作用,這對于這些行業的發展至關重要。預計全球電容器基膜市場的規模將在2029 年達到人民幣138 億元。

 

從產量方面來看,全球電容器基膜市場的規模由2018 年的13.39 萬噸增至2023 年的19.85 萬噸,預計到2029 年將達到42.33 萬噸。目前,全球電容器基膜的生產能力約為17 萬噸。然而,隨著需求的快速增長,這一產能預計將面臨壓力。由于對高性能電容器薄膜的需求持續上升,尤其是在需要高效儲能、電壓調節和快速充電系統的應用領域,預計將會持續存在顯著的供需缺口。這一缺口為進一步投資擴大產能、創新制造工藝以及開發新材料以滿足電容器薄膜行業不斷增長的需求創造了機會。

 

近年來,在新能源汽車及可再生能源行業的快速發展推動下,中國的電容器基膜市場一直呈穩定增長態勢,導致出現供不應求的情況。中國電容器基膜市場的規模由2018年的人民幣12 億元增至2023 年的人民幣29 億元,年復合增長率為20.1%,預計到2029 年將達到人民幣79 億元,年復合增長率為17.8%。

 

從產量方面來看,中國電容器基膜市場的規模由2018 年的4.5 萬噸增至2023 年的9.56萬噸,年復合增長率為16.3%,預計到2029 年將達到23.28 萬噸,年復合增長率為16.0%。

 

市場推動因素

可再生能源應用的增長:可再生能源應用的增長已成為全球及中國電容器薄膜行業的一個重要推動因素。在碳中和及減少溫室氣體排放的承諾支持下,太陽能電池、風力發電機及儲能系統等可再生能源技術在全球范圍內迅速得到采用。2023 年,全球新增太陽能發電裝機容量從2018 年的105.0 吉瓦增至446.0 吉瓦,預計到2029 年將達到2306.8 吉瓦。2023 年,全球新增風電裝機容量從2018 年的51.3 吉瓦增至116.6 吉瓦,預計到2029 年將達到434.7 吉瓦。因此,對確保可再生能源電網中高效能量轉換及穩定性的先進電子系統的需求激增,而電容器薄膜在這些系統中發揮著至關重要的作用。隨著可再生能源應用在全球的重要性日益提升,全球及中國的電容器薄膜行業預計將受益于增長的協同效應,并在未來進一步發展。

 

電動汽車的普及程度不斷提高:就銷量而言,全球電動汽車市場規模于2029 年將達40.8 百萬輛,2023 年至2029 年期間的年復合增長率為19.4%。作為薄膜電容器的一種重要材料,電容器薄膜在能量儲存以及平滑電壓波動方面發揮著關鍵作用,從而優化電池和電機的性能。此外,隨著對快速充電系統的需求增加,電容器薄膜在滿足快速充電需求方面至關重要,它能夠在不降低系統效率的前提下應對快速充電循環周期。因此,全球電動汽車的日益普及帶動了對更高質量電容器薄膜的更多需求。

 

工業自動化的進步:自動化技術的發展,尤其是在工業機器人和高速控制系統方面,正催生出對精密電氣元件前所未有的需求。電容器薄膜對于穩定這些系統中的能量流動和提高效率至關重要,其市場需求正在急劇增長。從電源管理優化到智能儲能解決方案,為了滿足現代工業應用中日益嚴格的性能標準,這一增長趨勢進一步得到了推動。

 

消費電子產品需求的不斷增長:電容器薄膜對于包括智能手機、筆記本計算機、可穿戴設備以及冰箱和空調等家用電器在內的各種電子設備的高效運行至關重要。在消費電子產品中,它們通過穩定電壓、過濾噪聲以及平滑電源波動,在電源管理系統中發揮著關鍵作用。隨著這些設備的使用量持續增加,出于對更可靠和更高效的電源管理解決方案的需求,預計對高性能電容器薄膜的需求也將會上升。

 

未來趨勢

替代鋁電解電容器:薄膜電容器正逐漸取代鋁電解電容器,原因在于薄膜電容器具有卓越的耐電壓性、更好的高頻穩定性及更長的使用壽命。鋁電解電容器的耐電壓上限為650 至670 伏,而薄膜電容器可達到2000 伏或更高,這使得薄膜電容器更適用于高電壓應用場景,尤其適用于新能源汽車和新能源電力系統。

 

向超薄及耐高溫薄膜發展的趨勢:電容器薄膜市場正朝著生產超薄及耐高溫產品的方向發展,以滿足先進應用的嚴苛要求。這一轉變是由技術進步以及電容器薄膜在汽車電子和風能等高端市場中日益廣泛的應用所推動的。不斷改進的生產技術使得研發出厚度更薄且熱穩定性更好的薄膜成為可能,這與行業對小型化和可靠性的追求相契合。

 

高電壓電容器的應用:隨著各行業對更高功率和效率的追求,對能夠承受更高電壓額定值的電容器的需求將不斷增長。諸如電動汽車、可再生能源系統、工業自動化以及高速計算等應用場景,需要電容器在更高電壓下運行,同時又不降低性能或安全性。電容器薄膜將不斷發展以滿足這些更高的電壓要求,采用新材料、新制造工藝以及先進介電絕緣技術。在下一代電力電子技術的發展中,高電壓電容器薄膜將至關重要,因為在這些技術中,電壓穩定性和能源效率至關重要。

 

國產電容器薄膜替代進口:近年來,中國一直專注于降低對國外技術和零部件的依賴,這推動了對國產電容器薄膜生產的需求。「中國制造2025」倡議強調在關鍵技術上的自給自足,這其中包括用于高科技應用的電容器薄膜等零部件。中國制造商正加大力度開發符合國內和國際標準的本土解決方案。這種對自力更生的追求,為電容器薄膜生產商在本土市場份額和全球出口方面創造了新的機遇。

 

國產電容器薄膜原材料替代進口:作為全球最大的電容器薄膜生產國和消費國之一,中國在很大程度上依賴電工級聚丙烯(PP) 等高質量原材料,這些原材料是制造電容器薄膜所必需的。然而,隨著新能源汽車、可再生能源和消費電子等行業對電容器的需求不斷增長,中國正將發展本土供應鏈作為優先事項,以減少對進口的依賴。

 

競爭格局

中國的電容器薄膜行業競爭激烈且集中。以電容器薄膜的銷量計,2023 年前五大公司占據了59.6% 的市場份額,在主要參與者持續的技術進步與規模經濟的推動下,集中度預計將進一步提升。領先的企業,尤其是那些已實現核心制造設備本地化生產的企業,能夠迅速擴大產能,以滿足不斷增長的市場需求,同時維持并提升其市場份額。

 

以電容器基膜的銷量計算,海偉電子是中國市場最大的電容器薄膜提供商,2023 年的銷量達到13.0 千噸,占13.6% 的市場份額。

 


進入門檻及成功的關鍵因素

快速擴張能力:在電容器薄膜行業中,能夠迅速擴大產能是一項至關重要的競爭優勢。大多數競爭對手依賴價格高昂且交付期漫長的進口設備,通常交付期長達3 至5年。相比之下,率先實現生產設備本地化的公司能夠將交付時間縮短至僅8 至12 個月。這大大加快了產能擴張的速度,使這些公司能夠迅速響應市場需求,從而在與競爭對手的較量中贏得決定性的優勢。

 

高資本投入:要在電容器薄膜行業中立足,需要大量的財務資源。建設一條生產線需要數億元人民幣的投資,包括設備、土地及基礎設施成本。這對缺乏必要資金的小公司或新進入者而言,構成了巨大的進入門檻。高昂的前期成本也意味著,要實現盈利需要達到相當的規模和營運效率,而這對于產能有限的公司來說是難以企及的。

 

技術專長與知識產權:自主設計及開發電容器基膜生產線需要多年的研究與開發。現有的行業領導者已經積累了專有技術并獲得了專利,這使得新進入者很難復制他們的成功。高性能電容器薄膜的復雜工程和制造流程需要專業的技術知識,這進一步提高了進入門檻。

 

一體化供應鏈:通過垂直整合來控制供應鏈能提供顯著的競爭優勢。新進入者在建立類似的供應鏈能力方面面臨巨大挑戰,因為這不僅需要資金,還需要與原材料生產商達成長期的戰略合作。這種整合確保了成本控制、質量保證和供應的穩定性,而這些優勢是難以復制的。

 

規模與營運效率:在電容器薄膜行業中,擴大營運規模的能力至關重要。大型制造商受益于規模經濟,使其能夠通過專業化和優化的生產流程降低成本。例如,擁有多條生產線的公司可以為每條生產線分配特定的薄膜厚度和規格,從而減少浪費并提高產品質量。規模較小的競爭對手難以達到同樣的效率,這使它們在成本上處于劣勢。

 

客戶關系與認可:在這個競爭激烈的標準化行業中,新進入者需要花費2 至3 年的時間才能獲得客戶的認可,這是一個巨大的進入門檻。擁有長期客戶關系及贏得客戶信任往績的老牌公司,具有顯著的競爭優勢。

 

地緣政治風險與本地化要求:降低對外國進口的依賴日益受到重視,這使得本地化生產的重要性日益提升。能夠在國內生產制造設備并采購原材料的公司,更有能力應對地緣政治的不確定性。依賴進口機械或原材料的公司面臨供應鏈中斷或價格波動等風險,使其在競爭中處于不利地位。

 

價格分析

電容器薄膜行業的主要原材料為電工級聚丙烯(PP)。2018 年至2024 年9 月30 日期間,電工級聚丙烯的年均價格呈現波動。波動的主要原因是原油價格的波動,而原油是生產電工級聚丙烯的主要原材料。受俄烏沖突的影響,原油價格在2022 年經歷了大幅上漲,之后有所回落并保持相對穩定。

 

2018 年至2022 年,中國電容器基膜價格指數呈現上漲趨勢,但2022 年后開始逐漸下降。此波動主要是由(i) 生產電工級聚丙烯的主要原材料原油的價格因俄烏沖突而波動,及(ii) 強勁的下游需求所推動,反映出電容器薄膜在各行各業中的應用日益廣泛。


(文章來源:海偉電子招股說明書)