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聚焦欧普金属磁粉芯供应链铂科新材:EV、绿色能源转型开启新格局
- 来源:欧普
- 发布时间:2024-05-03
聚焦欧普金属磁粉芯供应链铂科新材:EV、绿色能源转型开启新格局
- 分类:欧普
- 发布时间:2024-05-03
铂科新材成立于2009年,2019年于深交所上市,是一家聚焦于软磁粉末、金属磁粉芯以及应用解决方案的国家高新技术企业。公司已完全掌握了铁硅、铁硅铝、铁硅铬等从粉末研发、绝缘、成型的金属磁粉芯全制程核心技术,雾化技术领域优势壁垒深厚。
公司产品包括合金软磁粉、合金软磁粉芯、电感元件等,主要应用于光伏发电逆变器、新能源汽车、UPS(不间断电源)、变频空调等领域;公司目前与国内外电力电子领域知名厂商建立稳定的合作关系,覆盖用户包括ABB、艾默生、伊顿等国外领先电力领域服务商以及阳光电源、华为、比亚迪、格力、美的、固德威、锦浪科技、TDK、中兴通讯等国内电力电子领域优势企业。
公司起步于惠州,十年时间完成完成四代产品研发迭代,2017年完成金属磁粉芯万吨级产能建设。
2019 年公司登陆深交所,募资 3.3 亿规划新增 9000 吨金属软磁产能,2020 年以来伴随下游光伏、新能源车领域爆发式增长,公司抓住历史机遇大幅扩张产能,2021 年惠州基地磁粉芯产能达到 2.5 万吨,2022 年完成可转债发行,规划于广东河源基地新建 2 万吨金属软磁粉芯产能,力争 2024 年达到 5 万吨,3 年时间实现翻倍式增长。
此外,公司基于多年金属软磁粉末&磁粉芯研发经验,把握战略历史机遇,2020 年入局芯片电感,目前已完成小批量生产线搭建,未来有望继续向下游电感领域延伸,提升产品附加值。
公司通过 IPO+可转债募资 10.4亿元,IPO 项目规划投资 3.14 亿元新增9000吨软磁产品产能,21 年已完工,惠州基地磁粉芯年产能达 2.5 万吨;2022年 3 月完成可转债发行,规划投资4.14亿建设 2 万吨合金软磁粉芯产线(河源基地),项目建设期 3 年,第二年开始分批释放产能;未来增量包括河源 2 万吨以及惠州基地技改升级,计划2022年达到 3 万吨以上磁粉芯产能,有望在 2024 年左右实现 5 万吨磁粉芯产能。
紧握市场风向,四代产品覆盖宽范围逐渐扩大。公司始终以终端应用需求为产品开发方向,基于掌握的关键核心技术,完成四代产品技术迭代,建立了一套覆盖 5 kHz~2 MHz 频率段应用的金属磁粉芯体系,可满足众多应用领域的性能需求,契合客户需求。
2021年公司推出全新铁硅系列产品 NPC,作为面向碳化硅时代的新磁性材料,NPC 系列不仅提升了直流叠加特性,同时优化了磁芯损耗,为电源模块节省铜线、提升效率做出积极 贡献。
公司基于粉末制备优势,延伸布局高端芯片电感以及金属软磁粉末,有望成为新的盈利增长极。
1)芯片电感:芯片电感产品起到为芯片供电的作用,可广泛应用于服务器、通讯电源、GPU、FPGA、电源模组、笔记本电脑、矿机等领域。
公司芯片电感产品采用独创的高压成型结合铜铁共烧工艺制成,较铁氧体材料耐大电流、耐高温性能显著提升,响应电子器件高电流、小型化趋势。公司产品现已通过多家知名半导体及终端厂商的产品验证,未来主要应用于 3C 领域,有望成为新的盈利增长极。
2)高端金属软磁粉末:公司区别于磁粉芯自用的铁硅、铁硅铝粉末,采用雾化工艺开发高端铁硅铬、非晶纳米晶金属软磁粉末,可用于制造各类消费电子及汽车电子中的一体成型、叠层电感等产品,得到 TDK 等知名贴片电感企业的高度认可。
公司实控人为杜江华,郭雄志、阮佳林、张云帆为公司核心技术人员。杜江华现任公司董事长、总经理,摩码投资董事长,直接+间接持有公司17.6%的股份。
公司将关键管理人员和核心技术人员吸收成为公司股东,郭雄志先生具有材料专业背景,曾从事粉末冶金行业多年,2009年加入公司,现任公司董事、技术总监;阮佳林先生具有金属材料成型专业背景,2009年加入公司,现任公司董事、副总经理、董事会秘书;张云帆女士 2015年加入公司,现任公司研发管理部经理。
公司旗下四家子公司中,惠州铂科与河源铂科为两大主要生产基地,铂科实业主要负责新产品研发,成都铂科主要负责西南地区市场开拓。
受益于电子元件、磁性材料行业景气度高,下游应用领域的市场需求持续增加,公司 2016-2020 年营收 CAGR 达 21.4%,归母净利润 CAGR 达 17.2%,整体呈现稳步增长态势,2018 年业绩小幅下滑主要受光伏产业“531 新政”影响,国内新增装机连续两年下滑,而后受出口有力带动,2019 年重回增长区间。
2021 年,下游光伏发电、变频空调、数据中心等传统优势应用领域保持较高景气度,新能源汽车、充电桩、储能等增量应用领域开始进入快速成长期,公司营业收入大幅增加 54.5%至 7.26 亿元,主因销量同比增加 50.3%至 2.19 万吨,受原材料涨价压力,归母净利润同比增长 8.6%至 1.2 亿元。
公司单位产品售价与毛利整体呈现下滑趋势,一方面因下游光伏、家电等行业的部分降价压力传导至上游企业,合金软磁产品价格呈现逐步下行趋势,另一方面公司通过部分产品降价以抢占更多市场份额。
2020 年下半年以来,由于上游原材料纯铁、硅和铝锭等价格阶段性上涨,2021 年单吨成本大幅上涨 0.28 万元/吨至 2.15 万元/吨,造成毛利率下滑 5.1pct 至 33.8%。随着未来原材料商品价格逐渐降温,原材料压力有望得到缓解。
成本管控效果显著,费用率水平较为稳定。2019 年公司合金软磁粉芯单位成本较 2018 年下降 12.79%,主因公司通过购进先进生产设备,提升自动化水平,产品单位成本有所降低;费用率水平稳定于 15%左右,2020 年降低主因新收入准则将运输费等计入营业成本,影响约 1.65pct,剔除该影响后,整体期间费用率水平仍较为稳定。
金属磁粉芯近年来营收占比达 96%以上,高端软磁粉末毛利占比有所提升。自 2018 年以来,金属软磁粉芯营收占比达 96%以上、毛利占比 94%以上,整体较为稳定。软磁粉末毛利率高达70%以上,主要产品为铁硅铬粉末,供给 TDK 等全球知名贴片电感企业,该粉末的配方较为特殊且具有核心壁垒,因此产品单价较高,毛利率明显高于其他产品,2018 年以前毛利率较低的原因是公司同时销售毛利率较低的铁硅铝退火粉,近年来毛利占比维持在 4%左右;电感产品目前主要生产车载光伏用大功率绕线电感,整体占比较小,后续有望受益于芯片电感放量逐步提升。
公司2022年完成可转债发行后资产负债率有所提升,但整体仍处于偏低水平,从流动比率和速动比率看公司偿债能力较为健康;流动资产占总资产比例维持60%左右水平,2021年非流动资产占比提升主因固定资产增加所致,其中近三年应收账款占比逐步提升,货币资金占比下滑。(报告来源:远瞻智库)
磁性材料指能在磁场激发下产生磁性能的材料,主要分为软磁(多用于电气电路控制)、永磁材料(多用于高性能电机)等。
(1)软磁材料:是具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料,易于磁化,也易于退磁,从磁滞回线上反映更加细长,其主要功能是导磁、电磁能量的转换与传输,广泛用于各种电气电路,尤其伴随EV/绿色能源转型,电气电路功率传输与控制需求大幅提升,催化软磁材料需求及技术工艺快速迭代;
(2)永磁材料:(又称硬磁材料)具有宽磁滞回线、高矫顽力和高剩磁的特性,具备转换、传递、处理、存储信息和能量等功能,应用范围广泛,如汽车、家电、工业电机等领域对永磁材料有着广泛需求。
软磁材料主要可分为金属软磁与铁氧体软磁:金属软磁中,工业纯铁、硅钢、坡莫合金出现最早,后续逐步发展出非晶纳米晶带材、磁粉芯等高端软磁材料。铁氧体软磁材料出现时间较早,目前主要包含锰锌、镍锌、镁锌三类。
软磁材料主要应用于制备电感磁芯(变压器中称为铁心),提升电感的“储存磁场能量”的功能。以最简单的空心电感线圈为例,假设此时有直流电通过,根据电磁感应定律,线圈内部及周围将产生磁场,若此时断开电流,内部储存磁场将以电能形式释放。
但由于空气储存磁场的能力较弱(磁导率低),部分磁场会从线圈间隙中“溢出”,即“漏磁” 现象。加入一个高磁导率的磁芯后,磁场将更多被限制在电感线圈内部,从而增加电感储存磁场的能力。
1)电力变压领域:主要承担电网发电与用电侧升降压功能,功率较大,主要采用硅钢、非晶带材制备。
2)电子电路领域:主要采用铁氧体、坡莫合金、磁粉芯、纳米晶等材料通过粉末冶金工艺制成电感,在电路中承担逆变(交流直流转换)、升降压、信号处理等功能。
衡量软磁材料性能的指标优劣主要指标包括:电阻率、磁导率、饱和磁感应强度、直流偏置特性等。
1)电阻率(ρ):由于电磁感应现象存在,交变磁场中磁体内部产生涡流(抵抗磁场变化)从而导致热损耗,高电阻率有益于降低涡流损耗;
2)磁导率:磁导率表征软磁体对外界信号的灵敏性,高磁导率有益于电气元件小型化;
3)饱和磁感应强度(Bs,饱和磁密):饱和磁密是磁性材料磁化到饱和时的磁感应强度,反映磁材储存磁场的能力,高饱和磁密是元件小型化的另一指标;
4)直流偏置特性:由于交流电力系统中存在直流电成分,会导致磁导率衰减,直流偏置特性表征材料抗直流信号干扰能力,该值越高越好。
磁粉芯具有电阻率高、饱和磁感应强度大的优良特性,响应高频、小型化电子器件需求。
19 世纪 20 年代,日本和德国研制了铁硅铝(Sendust)合金磁粉芯,此后由于高电阻率软磁铁氧体的问世以及迅速发展,使金属磁粉芯的研究发展热度下降。此后随着电子工业对高功率、小型化的性能需求提升,铁氧体低饱和磁密的缺点开始体现。
与坡莫合金相比,经绝缘包覆后的磁粉芯具有较高的电阻率,可以有效降低高频下材料的涡流损耗,与软磁铁氧体相比,软磁复合材料的饱和磁感应相对较高,更能满足电子元器件小型化的要求,因此逐步在光伏、新能源车等逆变电感、升压电感等领域得到广泛应用。
磁粉芯性能高的原因在于内部磁性粉末颗粒之间存在数量众多的分布式气隙,提高了磁场储存能力和直流偏置特性。另外磁性粉末颗粒尺寸仅为微米量级,表面的绝缘材料可有效阻隔不同金属磁性颗粒之间的祸流、限制颗粒间涡流的流通,从而减小颗粒间的涡流损耗。
磁粉芯制备工艺主要包括制粉、绝缘包覆、压制、热处理四个环节,其中制粉为核心环节。
1)制粉:制粉是磁粉芯生产的核心环节,配方与粒径对产品密度和磁导率起到决定性作用,水雾化法、气雾化法为主流工艺,制得的粉末平均粒径约25-30μm;
2)绝缘包覆:绝缘包覆工艺与材料的选择主要影响磁粉芯损耗性能,是减小涡流损耗的关键所在,目前主流材料采用有机+无机复合材料进行包覆。
3)压制:压制成型过程中随着压制压力的增大,材料的磁导率会增大,铁损也会减少,但当压力值超过一定值后,磁损耗反而会增加,这是由于过大的压力导致包覆层破坏。此外,制得的粉末通过粒度分级配比可实现更佳的压实性能提升密度,从而提升材料磁导率。
4)热处理:热处理是为了释放压制成形后材料内部的残余应力和改善力学性能,但热处理温度又受到绝缘包覆材料耐热特性的限制。因此,如何平衡好磁导率、饱和磁感应强度和磁损耗等各性能是工艺流程的难点所在。
雾化法为当前制粉的主流工艺,球形度好,有利于磁导率和饱和磁通密度的提升。
1)气雾化法制得的粉末综合性能最优,但成本偏高,且制备非晶粉末难度较大。
利用高速气流对熔融的金属液进行分散与冷却从而得到呈球形的粉末,其中气流既承担能量传输(破碎)又承担冷却作用,该法制得的粉末球形度更高,压制环节表面绝缘层更加完 整,因此电阻率更高,且球形粉末流动性好,更容易实现高密度压制,因此直流偏置特性高。
2)水雾化法成本低廉,更容易实现非晶粉末制备,但球形度差,容易破坏绝缘层。
水雾化法是将液态母合金喷出后落入水中进行冷却,水具有较大的比热容所以冷却速度更快,制备非晶粉末具有更大优势,且由于不需要惰性气体密封,因此成本较低;主要缺点在 于粉末微观形貌不规则,氧化物杂质高(加入惰性气体改进后可改善)。
球磨破碎法是较早出现的制备软磁粉末的方法,其生产成本低,效率高,使用球磨等机械对非晶带材进行破碎制得磁粉,通过高速气流可钝化尖锐棱角,一定程度改善了绝缘层被破坏的缺点。
磁粉芯领域,国外美磁、昌星布局较早,我国的合金软磁粉芯产业发展迅速,国内东睦科达、铂科新材分别于 2000 年、2009 年开始布局,目前已分别具备 1.5 万吨、2.5 万吨产能,遥遥领先国内同行;受益于新能源车、光伏等需求强劲拉动,目前各家企业已将磁粉芯 作为重点业务板块布局,铂科新材、东睦科达 2024 年分别规划 5 万吨、4 万吨产能,均实现翻倍式增长,横店东磁、天通股份、云路股份等均纷纷布局金属磁粉芯领域领域。
电感根据应用领域可分为功率电感、射频电感,根据工艺可分为绕线电感(迭代出一体成型电感)、叠层电感和薄膜电感。其中,功率电感磁芯材料可由铁氧体、磁粉芯、纳米晶制成,而射频电感由于频率过高,目前主要采用电阻率最高的软磁铁氧体材料。
1)射频电感使用频率范围在几 MHz 到几十 GHz,主要小功率高频电流信号的滤波、谐振等信号处理功能,应用于几乎所有终端用电设备;
2)功率电感应用频率范围在 10MHz 以下,主要应用于大功率用电设备。
1)绕线电感&一体成型电感:绕线电感出现时间较早,将铜线通过卷绕机绕制到磁芯上制得,随着下游高功率、小型化要求提升,一体成型电感是将线圈与磁粉芯放入模具中一次压制成型,具有良好的磁屏蔽性,适用于小型化需求,且电流耐受能力更高;
2)叠层电感:通过在片式磁芯上印刷导电浆料,之后通过叠层、烧结制成,该工艺具备成本低,产品一致性好、小型化等优势,常用作功率电感;
3)薄膜电感:薄膜电感工艺最为复杂,通过光刻蚀工艺将电极图案镀在基底上后封装成型,薄膜电感的小型化优势更为明显,且性能稳定,常用作射频电感。
金属软磁粉芯主要应用于功率电感,其通常与 IGBT、MOSFET 等功率半导体集成,服务 DC/DC,AC/DC 等电能变换环节。
功率电感可应用于整流(交流变成直流,AC/DC)、逆变(直流变成交流,DC/AC)、斩波(直流变成直流,DC/DC)、变频(改变供电频率)、功率因数矫正(减少高频谐波对电网干扰)、开关和智能控制等电路,能够使电网的工频电能最终转换成不同性质、不同用途的电能,以适应各种用电装置的需要。
DC/DC 电路在系统中承担升降压功能,输入输出端均为直流,利用电感通断瞬间产生的高压,通过调整占空比可实现要求的升降压功能,DC/AC 电路则承担交直流转换,对应下游应用领域来看,可广泛应用于逆变器、车载充电机、充电桩、变频空调、UPS 等领域。
预计未来三年磁粉芯复合增速有望达19.8%,新能源车、光伏相关链条增长空间大。
受益于新能源车强劲增长的需求带动以及光伏逆变器快速放量,我们上调磁粉芯需求量测算,预测2025年磁粉芯需求将由2022年的 16.4 万吨增长至 28.2 万吨,CAGR 达19.8%。其中新能源车&充电桩需求 CAGR 分别达 49.7%、51.8%,二者至 2025 年占总需求比例有望接近20%;光伏逆变器&储能变流器需求增速CAGR分别达21.8%、42.0%,至2025 年占总需求比例分别为 42.8%、4.1%,光伏仍是未来重要的需求市场;变频空调&UPS 为重要的存量市场,未来有望稳步增长。
回顾 2021 年,尽管新能源汽车面临疫情影响、产品“缺芯”、原材料价格飞涨等挑战,但新能源乘用车市场保持爆发式快速增长,国内新能源车销量同比增 157.6%至 352 万辆,全球同比增 108%至 681 万辆,随着欧洲超严格减排法案倒逼车企电动化,各国纷纷加码基建投入和购车补贴;美国也高度重视电动车产业,我们预计 2022 年国内新能源车销量有望达 560 万辆,同比增加 59%,全球新能源车销量有望达 1069 万辆,同比增加 57%,预计 2025 年,全球新能源车销量有望达 2625 万辆,2021-2025 年 CAGR 达 34%。
大功率快充技术是解决电动车续航短、充电慢的一种趋势,通过将整车电压平台从 400V 提升到 800V、1000V 甚至更高的水平实现高压系统扩容,不仅能够提高充电功率,缩短充电时间,同时在用电功率相同的前提下,提高电压等将减小高压线束上传输电流,可缩短高压线束截面积,降低线 年保时捷 Taycan 上市,率先量产 800V 电压平台,此后现代、奔驰、通用、比亚迪、广汽埃安、吉利极氪、小鹏等国内外车企纷纷布局 800V 快充技术,有望 2021 年底后陆续 实现量产。电压平台升高对部件的绝缘能力、耐压等级提出更高的要求,同时 DC/DC(直 流升降压)、OBC(车载充电机)等部件面临升级需求。
1)PHEV 方面,相较 EV,PHEV 由于动力电池电压平台只有 48V,若匹配驱动电机 200-500V 电压平台,车载充电机(OBC)+逆变器环节需要更多的升压电感,根据公司披露,目前 EV 单车磁粉芯用量 0.6-0.8kg/辆,而 PHEV 单车磁粉芯需求约 2-3kg/辆,是 EV 的 3-4 倍,大众 DM-I 60KW 车型用量达到 3.3kg/台;
2)EV 方面,未来随着 EV 逐步向 800V 高电压平台转换,为匹配 400V 直流桩(电压平台转换过程尚需时日,因此不可能大规模铺开 800V 充电桩),需要加装 DC/DC 升压电路,单车用量有望提升至 2.7kg,即便后续直流桩逐步转换为 800V 平台,电感需求仅是从汽车转向充电桩,因此长远看磁粉芯需求提升确定性较高。
根据盖世研究院调研,消费者在电动车选择方面仍然存在诸多疑虑,充电设施不足与续航能力担忧因素占据调查人群 72%,已经成为限制新能源汽车普及的最大障碍因素。
全球来看,根据彭博新能源财经,2021 年全球公共充电桩保有 180 万台,与 1728 万台新能源车保有量相比,车桩比为 9.6:1;国内来看,根据中国充电联盟,2021 年全年公共充电桩新增 34 万台,同比增长 16.7%,保有量 115 万台,对比 784 万辆的新能源汽车保有量来看,公共桩车桩比为 6.8:1,考虑私人桩也仅达到 3:1,与远期 1:1 的目标仍有较大差距,伴随新能源车销量增长与车桩比逐步下滑,未来充电桩增长空间巨大,预计国内 2025 年整体车桩比有望达 2:1。
政策方面,《2020 年政府工作报告》中已将充电基础设施纳入新基建七大产业之一。
直流充电方式相较家用标准交流电充电方式速度大幅提高,一个 150kW 的直流充电器可以在大约 15 分钟内为电动汽车增加 200 公里续航,目前市面上多家主机厂和充电桩服务商均在布局 120-480kW 超级快充。
根据彭博新能源,全球直流快充电桩在年新增总量中占比由 2020 年的 15%提升至 27%(数量);根据中国充电联盟,2021 年国内新增公共桩中,直流桩占比达 47%。
预计新能源车对磁粉芯需求量未来三年 CAGR 为 49.7%,占总需求比例将由 9.1%提升至 17.7%。
新能源车领域,假设国内 PHEV 占比为 20%,海外占比 40%,可测算出全球 PHEV 占比,假设单车用量为 2.5kg/台;EV 方面,目前单车用量假设 0.7kg/台,未来高压平台占比提升有望大幅增加单车磁粉芯用量,假设 2025 年增长至 1.4kg/台,对应新能源车磁粉芯需求量将由 2022 年的 1.49 万吨增长至 2025 年的 4.99 万吨,CAGR 达 49.7%。
预计直流充电桩对磁粉芯需求量未来三年 CAGR 为 51.8%,占总需求比例将由 0.5% 提升至 1.1%。
2021 年由于国内新能源车销量激增,而公共桩基础设施建设略有滞后,假设 2025 年车桩比(公共)逐渐回落至正常水平 7:1,其中直流快充占比谨慎假设由 46% 提升至 50%,单台磁粉芯用量假设 1.4kg/台,对应直流充电桩磁粉芯需求量将由 2022 年的 894 吨增长至 2025 年的 3135 吨,CAGR 达 51.8%。
碳中和目标推升全球光伏市场快增长。随着节能环保步伐的加快,全球光伏新增装机容量持续快速提升。根据中国光伏行业协会(CPIA)数据,尽管 2020 年全球虽然受到新冠疫情爆发的不利影响,但光伏新增装机规模仍保持增长势头,同比增长 13%达到 130GW,2011-2020 年 CAGR17.6%,其中中国占比 37.1%,位列全球第一。
根据我们测算,在乐观情况下,2025 年全球光伏新增装机有望达 368.5GW,2021-2025 年 CAGR24.2%;保守情况下,2025 年全球光伏新增装机有望达 335.0GW,2021-2025 年 CAGR21.3%,光伏发电已成为全球增长速度最快的可再生能源品种。
磁粉芯主要应用于组串式逆变器中 Boost 升压电感和大功率交流逆变电感。
光伏电池片产生的低压直流电先经 Boost 升压电感进行升压,之后通过大功率交流逆变电感将直流电压通转换成 50Hz 正弦波交流电并网,输入电网时,必须使用重要的大功率交流逆 变电感。目前光伏逆变器可以分为集中式逆变器、组串型逆变器、集散式逆变器,集中式逆变是将若干个并行的光伏组串连到同一台集中逆变器的直流输入端,集中进行交流转换,主要采用硅钢片;组串式逆变是每个光伏组串通过一个逆变器,在交流端并联后并网。
分布式光伏占比提升有望促进组串式逆变器渗透率提升,进一步拉动磁粉芯需求。随着 行业进入平价时代,能够适应复杂地形、更加灵活的分布式光伏电站进入快速发展期。
近年来新增装机中,分布式占比始终处于 30%以上,2021 年达到 53%。随着集中式光伏电站中组串式逆变器使用占比升高以及分布式光伏电站的快速发展,市场主流产品由原先的集中式逆变器转变为目前的组串式逆变器,近年来占比稳定在 60%以上。
可再生能源大规模推广,储能产业的发展成为大势所趋。储能特别是电化学储能技术系统可广泛应用在发电侧/电网侧/负荷侧,改善电网调频、调峰性能等。
风电、太阳能发电等可再生能源发电随机性、波动性大,规模化并网影响电网稳定运行。储能系统可为新能源大规模发展和并网提供有力支撑。储能变流器和储能电池及其能量管理系统是电化学储能系统的核心部分。
储能变流器(Power Conversion System,PCS),是一种由电力电子变换器件构成的装置,它连接着电池系统和交流电网,不仅能满足传统并网变流器对直流电转换为交流电的逆变要求,还可满足储能系统“充电+放电”带来的双向变流需求,具有对电池充电和放电功能,可用于光伏、风力发电功率平滑、削峰填谷、微型电网等多种场合,磁粉芯主要应用在充放电及逆变模块中。
未来五年,随着分布式光伏、分散式风电等分布式能源的大规模推广,电化学储能行业将面临更广阔的市场机遇。
2021 年 5 月,国际能源署(IEA)对外发布《2050 年净零排放:全球能源行业路线图》,据 IEA 的预测,为满足全球碳中和条件,未来 10 年全球可再生能源平均年度新增装机规模至少要达到730GW,约是2019年新增装机容量的4倍;全球光伏及风电在总发电量中的占比将从目前的 9%提升至 2030 年的 40%;此外,锂电池成本持续下降的推动下,电化学储能装机规模一直保持高速增长的趋势,IEA 预计,2025 年全球电化学储能新增装机将达 30.7GW,CAGR 达 41.8%。
预计光伏逆变器对磁粉芯需求量未来三年 CAGR 为 21.8%,占总需求比例将由 40.7% 提升至 42.8%。
根据我们测算,假设组串式逆变器装机占比由 2020 年的 67%提升至 75%,单 GW 磁粉芯需求量为 380 吨,对应光伏逆变器磁粉芯需求量将由 2022 年的 6.69 万吨增长至 2025 年的 12.10 万吨,CAGR 达 21.8%。
预计储能变流器对磁粉芯需求量未来三年 CAGR 为 42.0%,占总需求比例将由 2.5% 提升至 4.1%。基于 IEA 预测的电化学储能新增装机数据,考虑光伏逆变器与储能变流器功能类似,假设单 GW 磁粉芯用量为 380 吨,测算储能变流器磁粉芯需求量将由 2022 年的 0.4 万吨增长至 2025 年的 1.16 万吨,CAGR 达 42.0%。
2.3.3 其他领域:变频空调、UPS 为磁粉芯重要的存量市场,规模有望小幅提升
空调新规驱动变频空调市场高速增长,2021 年 1-10 月市场占比达 69%。2020 年 7 月,空调新规实施,我国变频空调出货迅速提升,根据产业在线 年我国家用空调产量达 14491 万台,其中变频空调达 8336 万台,同比增长 20%,渗透率达 57.5%;2021 年 1-10 月,我国变频空调出货同比增 35%至 9011 万台,渗透率进一步提升至 69%。随着节能环保标准趋严,预计变频家电渗透率将继续稳中有升,支撑永磁电机市场持续扩张。
预计变频空调对磁粉芯需求量未来三年 CAGR 为 9.8%,占总需求比例将由 19.5%下滑至 15.0%。合金软磁粉芯应用于变频空调变频器上的高频板载 PFC(功率因素矫正)电感中,在变频空调输入整流电路中,起到电源输入功率因数的调节、抑制电网高次谐波的储能升压电感的作用。
假设未来空调市场增速为 3.0%,2025 年变频空调渗透率提升至 90%,单台用量 0.25kg/台,对应变频空调磁粉芯需求量将由 2022 年的 3.20 万吨增长至 2025 年的 4.23 万吨,CAGR 达 9.8%。
UPS(不间断电源,Uninterruptible Power Supply),是一种含有储能装置,以逆变器为主要元件、稳压稳频输出的电源保护设备。主要为计算机等对供电稳定性要求高的领域,为其提供不间断的电力供应。
当市电输入正常时,UPS 将市电稳压后供应给负载使用,此时的 UPS 实质是充当一台交流市电稳压器的功能,同时它还向机内电池充电。
当市电中断时,UPS 立即将机内电池的电能,通过逆变器转换为 220V 交流电,以使负载维持正常工作,并保护负载软硬件不受损坏,目前已广泛应用于金融、电信、政府、制造行业以及教育和医疗等领域。
公司独创高压成型结合铜铁共烧工艺,切入高端芯片电感领域。芯片电感产品起到为CPU、 GPU 供电的作用,可广泛应用于服务器、通讯电源、FPGA、电源模组、笔记本电脑、矿机等领域。
区别于传统一体成型工艺,公司采用独创的高压成型结合铜铁共烧工艺,研发出具有行业领先性能的芯片电感,目前已经完成芯片电感产品的中试,并开始小批量生产线搭建,通过多家知名半导体及终端厂商的产品验证,未来主要对标 3C 领域,有望成为新的盈利增长极。 磁粉芯制备的芯片电感能够实现大电流一级降压,小型化优势明显。
芯片供电电压不超过 1V,芯片电感需实现 24V-1V 降压功能,此过程电流会提升十倍以上,磁粉芯由于饱和磁感应强度为铁氧体 2 倍以上,不易磁饱和,因此能够实现大电流一级降压,而铁氧体则需要多级,产品体积可较铁氧体节约 70%的空间,响应未来高公布率、小体积发展趋势,根据铂科新材专利《一种铜片内嵌式软磁粉芯电感及其制备方法和用途》中对比测试,在电感量相同的条件下磁粉芯制成的电感体积仅为铁氧体的 1/4,且效率接近铁氧体,小型化优势明显。且目前公司四代 NPX 产品的损耗接近于铁氧体,未来有望对其形成替代效应。
2021 年 6 月,公司与全球领先的功率半导体器件龙头英飞凌签署《系统开发合作伙伴协议》,双方将基于公司的金属磁粉芯、芯片电感元件等产品与英飞凌的半导体产品进行合作开发。
英飞凌是全球领先的功率半导体科技公司,前身为西门子半导体事业部,1999 年独立上市,2021 财年营业收入达 110.6 亿欧元,主营产品包括功率半导体(IGBT,MOSFET)、SiC、传感器等,其在车用半导体、功率分立器件等领域市占率排名全球第一。
IGBT 与 RL 滤波器件为逆变器核心元件,公司与英飞凌建立合作伙伴关系一方面体现出对公司技术与产品的认可,另一方面有利于技术与客户优势资源互补。
疫情驱动居家娱乐办公需求,2020 年以来全球 PC,智能手机出货量开始回暖;终端运算速率要求提升往往伴随着 CPU、GPU 功率提升,而芯片供电电压受到击穿电压限制难以提升,因此大电流的技术背景下磁粉芯制备的芯片电感优势或将逐步凸显。居家办公拉动 PC 需求,行业持续回暖。
根据 IDC 数据,2012-2018 年间受到移动智能设备的替代,PC(个人电脑、智能手机、平板电脑等)需求规模逐年下滑,2020 及 2021 年受益于新冠疫情带动居家办公及线上娱乐需求,全球 PC 出货量分别同比增长 13.9% 及 14.8%至 3.0 亿及 3.5 亿台,同时催生了 CPU、GPU 需求的回升。
IDC 预计,2021- 2025 年台式机、笔记本电脑等传统 PC 需求 CAGR 为 3.2%,平板电脑或将下滑 1.5%,整体市场规模较为稳定。
人工智能、大数据催生算力需求,服务器作为底层算力支撑需求空间广大。2019 年全球服务器市场由于超大规模互联网和云服务供应商采购的周期性影响增速放缓,随着疫情结束后市场需求回暖以及国家将加快 5G、大数据中心、工业互联网、人工智能等七大领域新型基础设施的建设需求增加,2022 年“东数西算”蓝图规划,未来需求有望稳步增长。据 IDC 预测 2021-2027 年全球服务器需求增速将保持在 4%-5%水平。
根据 IDC 数据,2015 年以来随着智能手机进入成熟期,出货量呈小幅下滑趋势,2019 年 5G 手机商用后市场需求得到提振,且受益于国内 5G 基站建设领先,21 年市场渗透率接近 80%,全球 5G 需求仍在持续增长,根据 Counterpoint,2022 年 1 月全球 5G 手机渗透率达 51%,首次超越 4G 手机,受此驱动,2021 年全球手机出货量 13.9 亿台,同比增长 4.5%,自 2017 年以来首次出现正增长。
公司目前专注于气雾化粉末技术制造,拥有离心雾化、真空雾化等制粉平台,核心设备自研。
公司掌握制粉关键设备的核心专利,如雾化器中的喷嘴、喷枪自主研发。公司持续投入研发,开发出采用气雾化法制备的高端铁硅铬粉末、非晶和纳米晶软磁粉末,其中铁硅铬金属软磁粉末(目前公司主要对外销售的粉末)具有电阻率高、磁导率大、防锈性好等优势,已得到 TDK 等知名贴片电感企业的高度认可,非晶纳米晶软磁粉末已经由实验转向批量生产,其低损耗特性可以有效提高电感产品的效率,得到了台系等电感企业的广泛认可。
高端铁硅铬金属软磁粉末具有电阻率高、磁导率大、防锈性好等优势,粉末粒径大幅降低,适用于高端一体成型电感与叠层电感领域。
公司推出高球形度及类球形铁硅铬粉末最小粒径可达 10-12μm,较常见的铁硅铝粉末 28-35μm 粒径更小,传统绕线μm 粒径磁粉芯足以满足性能要求,而小型的叠层电感多采用“流延”的生产方式(即一层一层叠加后烧结),电感自身封装尺寸最小仅 1.0*0.5*0.5mm,对于软磁粉末更小的粒径提出了一定要求,该领域此前多采用铁氧体等其他软磁粉末制备,而磁粉芯由于具备更高的磁导率和饱和磁感应强度,可实现更高的功率密度。
此外,铬元素在特定条件下会在表面富积氧化铬膜层,一方面提升了电阻率,另一方面使得材料防锈性能更好。
研发费用率处于同行较高水平。2021 年公司研发费用率 5.8%,处于行业上游水平。基于公司的技术储备,目前高端铁硅铬粉末产品性能优异、盈利能力强,2021 年铁硅铬产品毛利率 69.8%,处于行业领先水平。
营业收入:伴随公司 IPO 项目投产,惠州基地磁粉芯产能达 2.5 万吨,2022 年 3 月完成可转债发行,规划投资 4.14 亿建设 2 万吨合金软磁粉芯产线(河源基地),项目建设期 3 年,第二年开始分批释放产能;未来增量包括河源 2 万吨以及惠州基地技改升级,计划 2022 年 达到 3 万吨以上产能,力争在 2024 年左右实现 5 万吨,预计 2022-2024 年磁粉芯板块 营业收入增速分别为 51.8%、33.3%、27.2%。
毛利率:公司以往单位产品售价与毛利整体呈现下滑趋势,一方面因下游光伏、家电等行业的部分降价压力传导至上游企业,合金软磁产品价格呈现逐步下行趋势,另一方面公司通过 部分产品降价以抢占更多市场份额。
2020 年下半年以来,由于上游原材料纯铁、硅和铝锭等价格阶段性上涨,2021 年单吨成本大幅上涨 0.28 万元/吨至 2.15 万元/吨,造成毛利率下滑 5.1pct 至 33.8%,伴随上游铁、硅、铝等原材料价格逐步降温,未来毛利率有望边际提升,预计 2022-2024 年毛利率分别为 33.6%、34.5%、35.4%。
公司持续深耕磁粉芯领域,新增产能即将进入放量期,磁性粉末、芯片电感目前规模尚小但增长空间大,预计公司 2022-2024 年营收分别为 11.18、15.05、19.63 亿元,实现归净利润 2.02、2.88、4.03 亿元,EPS 为 1.95、2.78、3.88 元/股,对应 PE 分别为 46.9、32.9、23.5 倍。
行业竞争加剧风险:行业内企业新增产能较大,存在供过于求的风险,且不排除有新公司进入该行业导致行业竞争加剧。
下游需求不及预期风险:再目前软磁材料下游变压器、新能源车、光伏等行业景气度较高,不排除行业政策、疫情对需求端产生不利影响的风险。
技术路径变动风险:软磁材料的发展与下游技术路径变化密切相关,若下游技术路径产生重大变化,则现有产品可能不满足下游要求,同时不同软磁材料之间存在替换可能。
需求空间测算误差风险:报告需求测算部分采用第三方预测数据,未来实际情况可能与预测数据存在较大差距,导致需求空间测算存在误差。
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