說(shuō)到電容器，可能大多數(shù)人的第一反應(yīng)是個(gè)像“螺絲釘”一樣的普通常見(jiàn)的元器件。但是從2021年開(kāi)始，資本已經(jīng)看到了這個(gè)細(xì)分領(lǐng)域高速增長(zhǎng)的可能：
一級(jí)市場(chǎng)上，細(xì)分龍頭企業(yè)上海鷹峰電子今年連續(xù)完成兩輪融資，估值大幅上漲；二級(jí)市場(chǎng)上，相關(guān)上市公司也在大舉擴(kuò)產(chǎn)。其中法拉電子車(chē)用薄膜電容2021年擴(kuò)產(chǎn)100%，2022年計(jì)劃再擴(kuò)產(chǎn)100%；江海薄膜電容器不僅在消費(fèi)類(lèi)電子和工業(yè)類(lèi)裝備進(jìn)入大批應(yīng)用階段，而且在新能源電動(dòng)汽車(chē)和軍工領(lǐng)域開(kāi)始批量交付，2022年車(chē)用薄膜電容也將擴(kuò)產(chǎn)70-80%。
薄膜電容，這個(gè)看起來(lái)“小眾”的賽道，為什么在今年突然火起來(lái)了？
作為明星標(biāo)的鷹峰電子的兩輪投資方，軒元資本將在本文中從市場(chǎng)需求、技術(shù)壁壘和產(chǎn)業(yè)鏈的角度，解剖薄膜電容領(lǐng)域的投資邏輯。
01.薄膜電容器介紹
電容器是電路中必不可少的基礎(chǔ)電子元件，在兩極導(dǎo)電物質(zhì)間以介質(zhì)隔離，并將電能儲(chǔ)存其間，幾乎所有的電子設(shè)備中都要用到電容器。根據(jù)使用材料和結(jié)構(gòu)，電容器主要可分鋁電解電容、鉭電解電容、陶瓷電容、薄膜電容等，不同類(lèi)型的電容器具備不同的特點(diǎn)，因此各有不同的適用場(chǎng)景。
- 該類(lèi)電容使用兩片鋁帶和兩層絕緣膜相互層疊，浸泡在含酸性的合成電解液中實(shí)現(xiàn)。鋁電解電容有極性，容易獲得大容量、高耐壓，且價(jià)格低廉，但高頻特性不好，常用做電源輸入輸出濾波電路；由于內(nèi)部充有電解液，鋁電解電容怕高溫，長(zhǎng)期高溫會(huì)使電解液揮發(fā)而失效，造成耐壓下降。代表性公司：江海股份（002484）、艾華集團(tuán)（603989）等。
- 鉭電容采用固體鉭為主要材料，沒(méi)有電解液，使用燒結(jié)后的鉭粉作為陽(yáng)極，鉭氧化膜做介質(zhì)，錳氧化物做陰極實(shí)現(xiàn)。鉭電容有極性，特點(diǎn)是等效串聯(lián)電阻（ESR）小，漏電流小，容量大，相同的容量下體積比鋁電解小（電解電容的電容量取決于介質(zhì)的介電能力和體積，在容量一定的情況下，介電能力越高，體積就可以做的越小），鉭性質(zhì)穩(wěn)定，溫度特性更好，高頻特性好；但價(jià)格較高，工作電壓較低。代表性公司：振華科技(000733)、宏達(dá)電子(300726)、東方坦業(yè)(000962)等。
- 以陶瓷為介質(zhì)材料的電容器，這類(lèi)電容器分支種類(lèi)繁多，包括各種封裝和耐壓，其中內(nèi)部的介質(zhì)材料也分為鐵電陶瓷、鈦酸鋇、滑石等材料，再使用燒滲等方法做出外包裹的電極制成。陶瓷電容沒(méi)有極性，帶導(dǎo)線的陶瓷電容普遍有較高的耐壓，用在有安規(guī)要求的高壓場(chǎng)合；使用最為廣泛的是片式多層陶瓷電容（Multilayer Ceramic Capacitor，MLCC），具有小尺寸、價(jià)格低、高比容、高精度的特點(diǎn)，能應(yīng)用到高頻，但材質(zhì)較脆，相對(duì)容量較低。代表性公司：風(fēng)華高科（000636）、三環(huán)集團(tuán)（300408）等。
- 以金屬箔當(dāng)電極，將其和聚乙酯，聚丙烯，聚苯乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜，從兩端重疊后，卷繞成型或采用金屬化鍍膜做電極制成。薄膜電容無(wú)極性，絕緣電阻高，耐熱性好。具有自愈性和無(wú)感特性。頻率特性?xún)?yōu)異（頻率響應(yīng)寬廣），電容量與損耗角在很大頻率范圍內(nèi)與頻率無(wú)關(guān)，隨溫度變化很小，而介電強(qiáng)度隨溫度升高而有所增加，這是其他介質(zhì)材料難以具備的。代表性公司：法拉電子（600563）、鷹峰電子、江海股份（002484）、銅峰電子（600237）等。
根據(jù)中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，陶瓷電容器因其適用領(lǐng)域廣、性?xún)r(jià)比較高，2019年占全球電容器市場(chǎng)比例超過(guò)50%，其次為鋁電解電容（占比超過(guò)30%），薄膜電容器、鉭電解電容器占比均低于10%。與其他電容器相比，薄膜電容器由于耐高溫耐高壓性能優(yōu)異、可靠性好、壽命長(zhǎng)、具有過(guò)壓自愈能力等優(yōu)點(diǎn)。在各類(lèi)變頻、交直流轉(zhuǎn)換的場(chǎng)景中，如新能源汽車(chē)的電驅(qū)、OBC、充電樁，以及光伏、風(fēng)電的逆變器、變流器中，薄膜電容的應(yīng)用十分廣泛。
薄膜電容憑借其突出的耐溫耐壓性能，在新能源場(chǎng)景下可實(shí)現(xiàn)直流支撐（DC-Link）、AC濾波和IGBT吸收等功能。以光伏DC-Link為例，逆變器中直流電作為輸入電源通過(guò)直流母線與逆變器連接，這種方式被稱(chēng)為直流支撐（DC-Link）；逆變器在從DC-Link得到有效值和峰值很高的脈沖電流的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很高的脈沖電壓，因此選擇使用DC-Link電容器來(lái)吸收從DC-Link端接收的高脈沖電流，并且避免電壓過(guò)沖和瞬時(shí)過(guò)電壓的影響 。
在新能源汽車(chē)領(lǐng)域來(lái)看，薄膜電容器主要應(yīng)用于車(chē)載逆變器、車(chē)載充電器（OBC） 和充電樁。
- 逆變器將電池輸出的高壓直流電轉(zhuǎn)換為電流和頻率可變的三相交流電（DC-AC電路）供電動(dòng)汽車(chē)的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。高效的逆變器技術(shù)需要功能強(qiáng)大的功率模塊進(jìn)行逆變、與之匹配的DC-Link電容器進(jìn)行直流支撐、以及吸收電容進(jìn)行電壓吸收。
- OBC系統(tǒng)通常包括整流電路和生成充電所需直流電壓的DC-DC功率變化器。薄膜電容的應(yīng)用場(chǎng)景包括EMI濾波電容、DC-Link電容、輸出濾波電容、諧振電容、功率因數(shù)校正（PFC）等。
- 充電樁分為交流充電樁和直流充電樁。直流充電樁采用高電壓、大功率，被稱(chēng)為“快充”，需要輸出濾波電容及DC-Link電容等。
車(chē)規(guī)級(jí)的薄膜電容器相比較其他產(chǎn)品上的薄膜電容產(chǎn)品對(duì)于性能和穩(wěn)定性有嚴(yán)格的要求。比如，測(cè)試溫度范圍最高耐受要求是150℃，測(cè)試溫度也有85℃，除了要耐高溫，其他比如腐蝕，抗老化和抗沖擊振動(dòng)等要求得非常的高，AEC-Q200認(rèn)證測(cè)試規(guī)定車(chē)規(guī)級(jí)電容為了保證較長(zhǎng)的使用壽命，溫度周期可達(dá)1000個(gè)周期。
因此，薄膜電容器在新能源領(lǐng)域（風(fēng)光儲(chǔ)和電動(dòng)車(chē)）存在可觀的增量需求，成為了被動(dòng)元件領(lǐng)域最為受益新能源需求的核心細(xì)分賽道。其中，車(chē)規(guī)級(jí)的薄膜電容器作為電力電子行業(yè)的中上游元器件，正隨著新能源市場(chǎng)的快速發(fā)展，得到更加廣泛的應(yīng)用和市場(chǎng)的快速擴(kuò)張。
02.市場(chǎng)規(guī)模增速加快，將成為最受益新能源需求的核心細(xì)分賽道
薄膜電容器的快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求主要可以分成兩塊：一塊是新能源汽車(chē)，另一塊是風(fēng)力、光伏發(fā)電。
首先，是新能源汽車(chē)市場(chǎng)：
知名研究機(jī)構(gòu)彭博新能源財(cái)經(jīng)日前發(fā)布《新能源汽車(chē)市場(chǎng)長(zhǎng)期展望》預(yù)測(cè)，到2025年，全球新能源汽車(chē)銷(xiāo)量將超過(guò)2000萬(wàn)輛，其中中國(guó)的銷(xiāo)量將接近1000萬(wàn)輛。全球知名咨詢(xún)機(jī)構(gòu)麥肯錫近期發(fā)布了一份關(guān)于新能源汽車(chē)的數(shù)據(jù)報(bào)告，預(yù)計(jì)到2030年，新能源汽車(chē)的全球銷(xiāo)量占比將高達(dá)50%。國(guó)際能源署(IEA)最新發(fā)布的《清潔能源進(jìn)展跟蹤報(bào)告》(Tracking Clean Energy Progress)中預(yù)測(cè)“到2030年全球電動(dòng)汽車(chē)將占新車(chē)銷(xiāo)量的60%”。
根據(jù)乘聯(lián)會(huì)公布的數(shù)據(jù)，2022年1-11月純電動(dòng)零售銷(xiāo)量累計(jì)達(dá)到379.1萬(wàn)輛，同比增速為85.3%；插電混動(dòng)銷(xiāo)量累計(jì)達(dá)到123.1萬(wàn)輛，同比增速146.7%。新能源汽車(chē)中，純電占比75.5%，混動(dòng)占比24.5%。
一般來(lái)說(shuō)，每臺(tái)純電新能源車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要一個(gè)薄膜電容器，有些高端純電車(chē)型配置雙電機(jī)，也就意味需要兩個(gè)，而混動(dòng)新能源汽車(chē)也需要兩個(gè)。假設(shè)平均一臺(tái)新能源汽車(chē)需要1.3個(gè)薄膜電容器，平均每個(gè)300元，單車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要薄膜電容器近400元，加上車(chē)載OBC等相關(guān)需要70元，一臺(tái)車(chē)合計(jì)460元。按照2025年全球2000萬(wàn)臺(tái)新能源汽車(chē)，車(chē)載薄膜電容將達(dá)到92億元。如果2030年全球新能源銷(xiāo)量達(dá)到50%，即4000萬(wàn)臺(tái)左右，那么市場(chǎng)容量接近200億元。
針對(duì)新能源汽車(chē)?yán)m(xù)航短、充電慢兩大痛點(diǎn)，車(chē)企紛紛布局800V高壓平臺(tái)。保時(shí)捷2019年發(fā)布的Taycan是全球首款搭載800V超高壓系統(tǒng)的車(chē)型，吉利SEA浩瀚架構(gòu)、極狐阿爾法S、阿維塔11、小鵬G9、長(zhǎng)城機(jī)甲龍都是800V高壓平臺(tái)。電壓平臺(tái)提高后會(huì)增加薄膜電容價(jià)值量，部分車(chē)型采用DC/DC升壓方案，需加裝一個(gè)DC/DC，也增加電容量用量。總體而言，大約單車(chē)價(jià)值量10%~20%。
其次，光伏、風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)：
薄膜電容是光伏逆變器中非常重要的元器件，對(duì)于輸出電流進(jìn)行濾波，防止電壓劇烈變化影響元器件的壽命等。在光伏設(shè)備中，較多的應(yīng)用場(chǎng)景均可選用薄膜電容或鋁電解電容，但由于薄膜電容出色的穩(wěn)定性與壽命，目前采用薄膜電容的解決方案成為趨勢(shì)。
國(guó)際能源署《2021年世界能源展望》報(bào)告中表示，預(yù)計(jì)到2025年全球光伏裝機(jī)量保守預(yù)計(jì)為270GW，樂(lè)觀預(yù)計(jì)為330GW。
資料來(lái)源（國(guó)際能源署IEA）
國(guó)泰君安相關(guān)研究報(bào)告測(cè)算，單臺(tái)光伏逆變器使用的薄膜電容器價(jià)值量約為300-400元，光伏逆變器對(duì)薄膜電容的平均需求量約為6000元/MW。那么按照270GW裝機(jī)量計(jì)算，2025年光伏對(duì)應(yīng)薄膜電容器市場(chǎng)16.2億元。
據(jù)浙商證券研究所預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)到2025年全球風(fēng)電裝機(jī)量達(dá)到152.6GW。由于風(fēng)電直接輸出的是低頻交流電，而光伏輸出的是直流電，風(fēng)電用薄膜電容價(jià)值低于光伏，假設(shè)按照5000元/MW計(jì)算，2025年風(fēng)電對(duì)應(yīng)薄膜電容器市場(chǎng)7.63億元。
預(yù)計(jì)到2025年，新能源領(lǐng)域相關(guān)的薄膜電容器需求將有望接近120億，并有望在2025年后繼續(xù)保持較高的增長(zhǎng)速率。考慮到中國(guó)在無(wú)論是新能源汽車(chē)還是光伏、風(fēng)電領(lǐng)域的全球影響力，供應(yīng)鏈的相關(guān)公司不僅可以抓住國(guó)內(nèi)快速增長(zhǎng)的機(jī)會(huì)，還可以伴隨下游巨頭們的出海分享全球市場(chǎng)的紅利。
03.行業(yè)壁壘：金屬化鍍膜技術(shù)與基膜是核心
薄膜電容器的上游產(chǎn)業(yè)鏈中的主要環(huán)節(jié)為樹(shù)脂—塑料基膜—金屬化膜—薄膜電容器，生產(chǎn)難易程度為塑料基膜>金屬化膜>薄膜電容器>樹(shù)脂。
在技術(shù)壁壘方面，薄膜電容上游產(chǎn)業(yè)鏈中基膜和金屬化膜的制造為關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)。
首先來(lái)看塑料基膜。基膜是非常關(guān)鍵的原材料，影響薄膜電容的壽命及電氣性能，其技術(shù)指標(biāo)的好壞對(duì)電容器的性能有決定的作用。具體而言，基膜的主要性能要求包括一下方面：厚度，介質(zhì)強(qiáng)度，介質(zhì)損耗，粗超度。
基膜的質(zhì)量主要由原材料和拉膜工藝兩個(gè)因素決定。目前高端基膜仍由日系廠商把控，如東麗、王子等；國(guó)內(nèi)中低端基膜有不少企業(yè)生產(chǎn)，如福建嘉德利、河北海偉、浙江南洋 、安徽銅峰、湖北龍辰等，部分也能生產(chǎn)高端基膜。基膜生產(chǎn)線絕大多數(shù)以進(jìn)口設(shè)備為主，其中德國(guó)布魯克納占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)企業(yè)也嘗試在該領(lǐng)域取得突破。其工藝跟電池隔膜相似，先對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行高溫融化，通過(guò)模頭噴出后，采用雙向拉伸法。
薄膜電容器的電介質(zhì)使用PET、PP、PPS、PEN等各種聚合物材料。根據(jù)電介質(zhì)類(lèi)型的不同，薄膜電容器的特性將發(fā)生較大的變化，應(yīng)用的領(lǐng)域也有所不同。例如，PP薄膜電容器具有良好的自愈性和高可靠性，因此被廣泛應(yīng)用于車(chē)載和工業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域 。
幾種不同基膜材料的對(duì)比
圖片來(lái)源：松下官網(wǎng)，中信證券
在保證可靠性的前提下，電容器廠商傾向于使用更薄的電子薄膜以實(shí)現(xiàn)縮小體積和降低成本的目標(biāo)，因此超薄化和提高耐溫性一直是薄膜電容基膜材料的技術(shù)發(fā)展方向。
其次是金屬化膜，又稱(chēng)金屬蒸鍍膜。這是指通過(guò)真空蒸發(fā)的方法將金屬沉積在塑料基膜表面，形成的一層金屬膜可以代替金屬箔作為電極，蒸鍍法能在實(shí)現(xiàn)小型化的前提下實(shí)現(xiàn)更大的電流，是目前主流的薄膜電容的類(lèi)型。
薄膜電容的工藝流程可簡(jiǎn)單總結(jié)為：在基膜上蒸鍍一層金屬化膜，然后將金屬化膜按照一定的規(guī)格裁切、卷繞后在兩端焊接引線后裝入外殼。其中金屬化膜的厚度、材料、圖案決定著薄膜電容的電氣特性和壽命，因此金屬化膜是決定薄膜電容性能的決定性指標(biāo)。
薄膜電容的蒸鍍電極具有自我修復(fù)功能，當(dāng)薄膜上絕緣弱的地方被施加過(guò)高電壓導(dǎo)致?lián)舸r(shí)，鄰近處的金屬鍍層蒸發(fā)，在10微秒內(nèi)使擊穿點(diǎn)與周?chē)鷺O板隔開(kāi)，電容器電氣性能即可恢復(fù)正常。還有些高端電容器帶“保險(xiǎn)絲”功能，并非在基膜整個(gè)平面上形成蒸鍍膜，而是分割成多個(gè)領(lǐng)域并用狹窄的熔斷器相連接（如下圖所示），當(dāng)發(fā)生超過(guò)自我修復(fù)功能極限的絕緣擊穿時(shí)，熔斷器會(huì)熔斷從而避免絕緣擊穿。
附帶”保險(xiǎn)絲“功能的金屬化膜
圖片來(lái)源：松下官網(wǎng)
行業(yè)格局方面，根據(jù)Paumanok數(shù)據(jù)，全球范圍內(nèi)薄膜電容頭部廠商包括松下（日本）、法拉電子（中國(guó)）、TDK（日本）、Kemet（已被國(guó)巨收購(gòu)）、Nichicon（日本）等。在家電照明等泛消費(fèi)場(chǎng)景，由于進(jìn)入壁壘低，大、中、小各類(lèi)生產(chǎn)廠商并存，格局相對(duì)分散；在包含電動(dòng)車(chē)、風(fēng)光儲(chǔ)的泛工業(yè)場(chǎng)景，進(jìn)入壁壘更高，目前由松下、法拉電子、TDK 等頭部廠商占據(jù)主導(dǎo)地位，國(guó)內(nèi)如鷹峰電子、銅峰電子、江海股份后起之秀擠壓頭部廠商市場(chǎng)份額。
因此，評(píng)價(jià)一家薄膜電容企業(yè)是否有核心競(jìng)爭(zhēng)力，一方面看在包括基膜、蒸鍍技術(shù)等上游環(huán)節(jié)是否有積累，另外一方面看是否具備規(guī)模效應(yīng)。
04.軒元觀點(diǎn)：依靠中國(guó)新能源領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)業(yè)公司將實(shí)現(xiàn)全球化布局
今年，深耕新能源產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行投資布局的軒元資本完成了對(duì)鷹峰電子的兩輪投資，其投資邏輯如下：
首先，從市場(chǎng)規(guī)模的角度來(lái)看，新能源汽車(chē)還處于快速滲透階段，是薄膜電容未來(lái)最大的增量市場(chǎng)。
其次，從技術(shù)的角度來(lái)看，800V等高壓技術(shù)平臺(tái)使用會(huì)提高單車(chē)薄膜電容價(jià)值量，短期混動(dòng)的快速放量也是個(gè)重要的拉動(dòng)。
第三，從產(chǎn)業(yè)鏈的角度來(lái)看，薄膜市場(chǎng)最主要的增長(zhǎng)動(dòng)力來(lái)自于新能源車(chē)與光伏、風(fēng)電領(lǐng)域，而這些行業(yè)中國(guó)處于領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)業(yè)鏈本土化是下游市場(chǎng)的重要考量。
因此，國(guó)內(nèi)新能源上游薄膜電容廠商將持續(xù)受益于國(guó)內(nèi)新能源市場(chǎng)帶動(dòng)，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化替代，并實(shí)現(xiàn)全球化布局。
本文來(lái)自微信公眾號(hào)“軒元資本”（ID:xyuancapital），作者：新能源汽車(chē)科技VC。
