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電動化時代,被動元件的新機(jī)遇

來源: 深圳市嘉銘偉業(yè)科技有限公司 人氣:123 發(fā)表時間:2023/10/11 10:23:11

被動元件是新能源設(shè)備必不可少的基礎(chǔ)電子元件,直接決定新能源設(shè)備的效率和壽命。本篇報告圍繞新能源行業(yè)的新需求、被動元件的技術(shù)趨勢、被動元件的行業(yè)格局來分析被動元件在電動化時代的相關(guān)機(jī)會,最后闡明銀行在被動元件行業(yè)的業(yè)務(wù)機(jī)會與風(fēng)險。

電動化時代,被動元件迎來新成長機(jī)遇

1.1被動元件在電動化領(lǐng)域扮演重要角色

電子元器件是電子電路的主要組成部分,是二十世紀(jì)發(fā)展最迅速、應(yīng)用最廣泛的科技產(chǎn)品。電子元器件通常分為主動元件和被動元件兩個大類。主動元件也叫有源元件,主要特點是自身消耗電能,需要外加電源才能正常工作,一般用來信號放大、變換等。被動元件也叫無源元件,主要特點是無需外加電源即可工作,一般用來進(jìn)行信號傳輸。

主動元件包括集成電路、分立器件等。在電動化方面,主動元件具有電氣控制、放大電流等功能,常見元件比如三極管、MOSFET、IGBT、放大器、邏輯門等。

被動元件包括RCL元件和射頻元件兩大類。RCL元件包括電容器、電感器和電阻器,是電子電路必不可少的基礎(chǔ)電子元件,約占被動元件總產(chǎn)值的90%。其中,電容器在電路中起到濾波和去耦等作用,電感在電路中用于穩(wěn)流作用,電阻器是應(yīng)用廣泛的限流元件。

圖1:被動元件分類

電動化變革,被動元件市場的新機(jī)遇。隨著全球雙碳政策發(fā)力,光伏、風(fēng)電、新能源汽車、鐵路、工業(yè)電機(jī)、UPS等新能源領(lǐng)域的電動化變革深入開展,相關(guān)行業(yè)的電源產(chǎn)品需求帶來被動元器件市場的新增長。在光伏、風(fēng)電領(lǐng)域,逆變器是電站的核心組件,逆變器的效率和壽命與被動元件緊密相關(guān),光伏電源轉(zhuǎn)換器中電容、電感、電阻成本占比分別為4%、4%、4%,風(fēng)電電源轉(zhuǎn)換器中電容、電感、電阻成本占比分別為6%、5%、2%。在新能源汽車領(lǐng)域,電驅(qū)動系統(tǒng)和車載充電機(jī)OBC需要大量的被動元件以實現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換、升壓、逆變等電源轉(zhuǎn)換功能,新能源汽車電源轉(zhuǎn)換器中電容、電感、電阻成本占比分別為10%、10%、2%。在工業(yè)電機(jī)領(lǐng)域,AC/DC和DC/AC轉(zhuǎn)換器的效率至關(guān)重要,電容、電感、電阻成本占比分別為9%、6%、8%。新能源電動化變革給被動元件行業(yè)帶來新的巨大市場機(jī)遇。

圖2:光伏電源轉(zhuǎn)換器成本結(jié)構(gòu)

圖3:風(fēng)電電源轉(zhuǎn)換器成本結(jié)構(gòu)

圖4:新能源汽車電源轉(zhuǎn)換器成本結(jié)構(gòu)

圖5:工業(yè)電機(jī)電源轉(zhuǎn)換器成本結(jié)構(gòu)

1.2受益電動化變革,新能源被動元器件市場超百億美元

電源轉(zhuǎn)換器受益于新能源行業(yè)的快速增長。隨著電動化的深入,新能源汽車、光伏、風(fēng)電、UPS、工業(yè)電機(jī)等行業(yè)對電源轉(zhuǎn)換器的需求激增。根據(jù)Yole的分析,電源轉(zhuǎn)換器市場將從2021年的540億美元增長到2027年的760億美元,復(fù)合年增長率為5.9%。

新能源行業(yè)的被動元件市場前景廣闊。在電源轉(zhuǎn)換器中,電容器、電感器、電阻器是必不可少的核心元件,價值量約占電源轉(zhuǎn)換器市場的15%。隨著新能源汽車、光伏、風(fēng)電、UPS、工業(yè)電機(jī)等行業(yè)的電源轉(zhuǎn)換器需求快速增長,被動元器件市場空間廣闊。根據(jù)Yole的分析,新能源行業(yè)的被動元件市場將從2021年的74億美元增長到2027年的117億美元,復(fù)合年增長率為7.9%。

圖6:被動元件市場規(guī)模(按應(yīng)用場景)

新能源汽車是被動元件增速最快的細(xì)分行業(yè)。新能源汽車對高性能被動元件需求量最大,電驅(qū)動系統(tǒng)和車載電源大量采用高溫薄膜電容、高頻磁性元件、線繞電阻器。在所有行業(yè)應(yīng)用中,新能源汽車在未來幾年的增速最高,根據(jù)Yole的分析,新能源汽車被動元件市場將從2021年的15.5億美元增長到2027年的42.9億美元,復(fù)合年增長率為18.5%。新能源汽車在被動元件市場占有率從2021年的21%提升到2027年的37%。

其他新能源行業(yè)的被動元件需求也有不同程度增長。根據(jù)Yole的分析,光伏被動元件市場將從2021年的12.3億美元增長到2027年的15.9億美元,復(fù)合年增長率為4.4%;風(fēng)電被動元件市場將從2021年的9.8億美元增長到2027年的16.8億美元,復(fù)合年增長率為9.4%;UPS被動元件市場將從2021年的6.5億美元增長到2027年的9.1億美元,復(fù)合年增長率為5.7%;工業(yè)電機(jī)被動元件市場將從2021年的21.3億美元增長到2027年的23.1億美元,復(fù)合年增長率為1.4%。

圖7:新能源被動元件市場結(jié)構(gòu)(2021年)

圖8:新能源被動元件市場結(jié)構(gòu)(2027年)

新能源行業(yè)被動元件銷售增速顯著快于傳統(tǒng)電子行業(yè)。根據(jù)Mordor Intelligence的分析,2021年全球被動元件市場規(guī)模為327.7億美元,預(yù)計到2027年將達(dá)到428.2億美元,2021-2027年復(fù)合年增長率為4.56%,低于新能源行業(yè)復(fù)合年增長率的7.9%。其中,新能源電容市場將從2021年的30.7億美元增長到2027年的49.6億美元,復(fù)合年增長率為8.3%;新能源電感市場將從2021年的28.1億美元增長到2027年的44.5億美元,復(fù)合年增長率為8.0%;新能源電阻市場將從2021年的12.8億美元增長到2027年的19.5億美元,復(fù)合年增長率為7.2%。

圖9:新能源被動元器件市場規(guī)模(按元器件類型)

新能源行業(yè)的電感價值量顯著提升。在傳統(tǒng)電子行業(yè),電容器銷售占比超過市場銷售額一半,根據(jù)Household Application Factory的數(shù)據(jù),2021年全球被動元件中電容器、電感器、電阻器銷售收入分別為161億美元、69億美元,60億美元,銷售占比分別為55%、24%、21%。在新能源行業(yè),隨著工作功率和工作電壓提升,電感器價值量大幅提升,與電容器銷售占比接近。根據(jù)Yole的數(shù)據(jù),2021年全球新能源市場電容器、電感器、電阻器銷售收入分別為30.7億美元、28.1億美元、12.8億美元,銷售占比分別為43%、39%、18%。 

圖10:被動元件市場結(jié)構(gòu)(2021年)

圖11:新能源被動元件市場結(jié)構(gòu)(2021年)

1.3供應(yīng)鏈技術(shù)壁壘高,日本廠商占據(jù)霸主地位

被動元件產(chǎn)業(yè)鏈包括上游材料、中游制造以及下游應(yīng)用。被動元件產(chǎn)業(yè)鏈上游為各類電子材料,中游為元件制造,行業(yè)技術(shù)壁壘高、產(chǎn)能集中度高。薄膜電容上游主材料包括基膜、金屬箔、樹脂等;鋁電解電容上游主材料包括高純鋁、電極箔、電解液以及電解紙等;MLCC上游主材料包括電子陶瓷粉體材料、電極漿料。電感上游主材料包括銀漿、鐵氧體粉、介電陶瓷粉、磁芯、導(dǎo)線等。被動元件產(chǎn)業(yè)鏈下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,包括消費電子、通信、汽車電子、工業(yè)、醫(yī)療設(shè)備、航天等,在新能源應(yīng)用領(lǐng)域是新能源汽車、光伏、風(fēng)電、工業(yè)電機(jī)、UPS。

圖12:被動元件上下游供應(yīng)鏈主要供應(yīng)商

(招商銀行各部如需原圖請參照文末聯(lián)系方式聯(lián)系招商銀行研究院)

資料來源:Yole、招商銀行研究院

被動元件市場日本獨占鰲頭,中國臺灣、韓國、美國、歐洲廠商也有部分市場,國產(chǎn)化亟待提升。日本在被動元件產(chǎn)品占據(jù)霸主地位,產(chǎn)品引領(lǐng)中高端應(yīng)用,整體市場占有率超50%。中國臺灣、韓國企業(yè)在電阻、MLCC等細(xì)分領(lǐng)域具有一定主導(dǎo)權(quán)。中國是全球最大的被動元件消費國,中國市場需求占比超40%,國內(nèi)被動元件企業(yè)主要布局低端市場,且規(guī)模較小,在中美貿(mào)易摩擦的宏觀背景下,國產(chǎn)化率和高端產(chǎn)品占比亟需提升。

表1:被動元件主要供應(yīng)商

電容器:耐壓元件需求大增,薄膜電容成最大贏家

2.1在新能源領(lǐng)域,薄膜電容具有替代鋁電解電容的趨勢

電容器是一種儲能元件。電容器由兩個導(dǎo)電板構(gòu)成,導(dǎo)電板中間由介電絕緣材料隔開。電容作為三大被動元件之一,最大特點是通交流、阻直流,主要功能用來存儲電能,在電源電路中發(fā)揮降壓、濾波、調(diào)諧、旁路和耦合等功能,常與電感和電阻等其他被動元件配合使用。儲能功能是以電場的形式儲存電能,平滑功能使電壓變動變得平滑,耦合功能能夠阻斷直流電流僅讓交流電流通過,去耦功能則能對頻率高的噪聲成分起到旁路作用。

圖13:電容器在電源系統(tǒng)中的主要功能

電容器主要分為陶瓷電容器、薄膜電容器、鋁電解電容器和鉭電解電容器。電容器可以根據(jù)極性、介質(zhì)、形狀、功能等不同參數(shù)來進(jìn)行分類,按極性可以將電容器分為極性電容器和非極性電容器兩類。極性電容器具有正極和負(fù)極引線,必須分別連接到正電壓和負(fù)電壓;非極性電容既沒有正極性也沒有負(fù)極性,可以在電路內(nèi)的任何方向連接。按介質(zhì)可分為陶瓷電容、薄膜電容、鋁電解電容、鉭電解電容,2019年各類型電容器的市場占有率分別為52%、8%、33%、7%。

電容器應(yīng)用場景豐富,薄膜電容在新能源行業(yè)具有替代鋁電解電容的趨勢。陶瓷電容器容值范圍大、工作溫度范圍寬、介質(zhì)損耗小、小型化優(yōu)勢明顯,尤其適用于消費電子領(lǐng)域,占據(jù)電容器市場的最大份額。鋁電解電容器電容量大、價格低,主要應(yīng)用于工業(yè)、家電、照明領(lǐng)域。鉭電解電容器可靠性高、漏電流小、受溫度影響小,主要應(yīng)用于高端軍工領(lǐng)域。薄膜電容器性能介于陶瓷電容和電解電容之間,具有頻率特性好、耐壓高、可靠性高,尤其適合于新能源汽車、光伏、風(fēng)電、工控等新能源領(lǐng)域。超級電容器性能介于傳統(tǒng)電容器和鋰電池之間,在新能源領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。

圖14:電容器產(chǎn)品分類

圖15:電容器產(chǎn)品性能比較

電容器發(fā)展趨勢呈現(xiàn)小型化、固體化、超薄化、耐高溫方向發(fā)展。下游電子產(chǎn)品逐漸朝著小型化方向發(fā)展,促使上游的陶瓷電容器朝著小型化方向發(fā)展。工作環(huán)境溫度過高或過低,可能導(dǎo)致傳統(tǒng)的液態(tài)鋁電解電容器電解液沸騰或凝固,均會影響其性能,固體鋁電解電容器具有比傳統(tǒng)電解液高得多的電導(dǎo)率,使其克服了傳統(tǒng)鋁電解電容器溫度和頻率特性差的缺點,是未來鋁電解電容的發(fā)展方向。隨著軍用電子設(shè)備性能的提高,鉭電容器的發(fā)展趨勢將向小型化、大容量、高可靠方向發(fā)展。新能源汽車、光伏、風(fēng)電等行業(yè)對薄膜電容器的性能要求越來越高,薄膜電容逐步向超薄化、耐高溫方向發(fā)展。

表2:各類型電容器性能對比

2.2需求端:新能源汽車和風(fēng)光發(fā)電成最大增量市場

在新能源汽車領(lǐng)域,薄膜電容和鋁電解電容是電源管理和電流轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件。隨著新能源汽車平臺電壓和輸出功率大幅提升,對被動元件耐壓耐高溫要求大幅提升。薄膜電容器高頻性能、高耐受電流能力、高可靠性等性能優(yōu)勢突出,更適用于新能源汽車高壓平臺,廣泛應(yīng)用于逆變器、車載充電機(jī)OBC、DC-DC等系統(tǒng)中。在充電樁領(lǐng)域,尤其直流高壓大功率充電樁,薄膜電容用于直流支撐(DC-Link)電容和濾波電容。鋁電解電容器容量大、成本低,更適用于中低頻電路,主要應(yīng)用于中低壓電路。

在新能源發(fā)電領(lǐng)域,薄膜電容和鋁電解電容是直流支撐和濾波的關(guān)鍵元件。隨著光伏風(fēng)電系統(tǒng)功率提升,對電容的耐高壓、耐高紋波電流、使用壽命長等性能要求提升。薄膜電容器具有耐高壓性、耐高電流性、無極性、使用壽命長等特性,符合光伏風(fēng)電系統(tǒng)要求,廣泛應(yīng)用在光伏風(fēng)電設(shè)備的直流支撐電容,吸收光伏逆變器和風(fēng)電變流器的高脈沖電流,起到穩(wěn)壓效果。在成本敏感的場景中,鋁電解電容器依然在大量使用。

圖16:電容在新能源領(lǐng)域的主要應(yīng)用

新能源行業(yè)高景氣帶動電容器市場穩(wěn)步增長。新能源汽車、光伏、風(fēng)電等行業(yè)崛起,需要大量的AC/DC和DC/AC轉(zhuǎn)換、高低壓緩沖元件,為傳統(tǒng)電容器市場創(chuàng)造新的增長機(jī)遇。電容器市場增長從傳統(tǒng)的照明、家電、消費電子切換到新能源行業(yè),根據(jù)Yole的分析,新能源行業(yè)電容器市場將從2021年的30.7億美元增長到2027年的49.6億美元,復(fù)合年增長率為8.3%,增速遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)電容器應(yīng)用領(lǐng)域。

圖17:新能源電容器市場規(guī)模(按應(yīng)用場景)

新能源汽車將成為電容器增速最高、規(guī)模最大的細(xì)分市場。新能源汽車對耐高壓高溫的電容器需求量大幅增長,高溫薄膜電容成為電驅(qū)動系統(tǒng)和車載電源的最佳選擇。根據(jù)Yole的分析,新能源汽車電容器市場將從2021年的7.2億美元增長到2027年的19.6億美元,復(fù)合年增長率為18.3%,是增速最高的細(xì)分市場。新能源汽車也將成為電容器最大的細(xì)分市場,市場占有率從2021年的23%提升到2027年的40%。著眼于未來市場需求,較多電容器企業(yè)都在積極布局新能源汽車行業(yè)的電容器市場。

圖18:電容器市場份額(按應(yīng)用場景,2021年)

圖19:電容器市場份額(按應(yīng)用場景,2027年)

光伏風(fēng)電的電容器需求也保持較快增長。根據(jù)Yole的分析,光伏電容器市場將從2021年的5.3億美元增長到2027年的7.3億美元,復(fù)合年增長率為5.5%;風(fēng)電電容器市場將從2021年的3.8億美元增長到2027年的6.6億美元,復(fù)合年增長率為9.6%;UPS電容器市場將從2021年的2.0億美元增長到2027年的2.8億美元,復(fù)合年增長率為5.2%;工業(yè)電機(jī)電容器市場將從2021年的9.8億美元增長到2027年的10.6億美元,復(fù)合年增長率為1.3%。

薄膜電容器成為新能源行業(yè)最重要的電容器類型。薄膜電容器和電解電容器依靠各自在高低壓領(lǐng)域的性能和成本優(yōu)勢,成為新能源行業(yè)最主要的兩種電容器。薄膜電容器是一種利用塑料薄膜為電介質(zhì)的電容器,薄膜電容器具有無極性、耐壓高、頻率響應(yīng)廣、溫度特性好等優(yōu)勢,主要用于整流器、逆變器、變頻器等變流電路領(lǐng)域。早期的新能源行業(yè)較多采用性價比高的鋁電解電容器,由于薄膜電容器在大容量、耐高壓、耐高溫、長壽命方面性能明顯優(yōu)于鋁電解電容器,逐步成為新的替代方向。根據(jù)Yole的分析,薄膜電容器市場將從2021年的18.5億美元增長到2027年的31.0億美元,復(fù)合年增長率為9.0%;電解電容器市場將從2021年的9.8億美元增長到2027年的15.6億美元,復(fù)合年增長率為8.1%。在新能源行業(yè),薄膜電容器市場占有率約63%,電解電容器市場占有率約33%,其他類型電容器市場占有率約4%。

圖20:新能源電容器市場份額(按元件類型,2021年)

2.3供給端:日本廠商占據(jù)第一梯隊,中國廠商加速追趕

日本廠商占據(jù)電容器市場主導(dǎo)地位。日本廠商占據(jù)各細(xì)分市場第一梯隊,以村田(Murata)為首的MLCC廠商,以貴彌功(NipponChemi-Con)為首的鋁電解電容器廠商,以松下(Panasonic)為首的薄膜電容器廠商,在技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈整合方面均具有優(yōu)勢。中國臺灣地區(qū)位列全球第二梯隊,以國巨為代表。美國和韓國廠商市場份額接近,位列全球第三梯隊。中國大陸地區(qū)廠商借助全球產(chǎn)能結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移也快速發(fā)展。

薄膜電容器和中高端電解電容器成為市場競爭的主要方向。由于新能源行業(yè)快速發(fā)展,薄膜電容器和中高端電解電容器成為全球主要玩家爭相搶占的市場。日本、美國、德國廠商在高端薄膜電容器市場占據(jù)主要地位,中低端薄膜電容器市場主要由臺灣地區(qū)和中國大陸廠商占據(jù)。隨著中國電容廠商的不斷發(fā)展,日本廠商出于成本劣勢,也開始逐漸退出中低端鋁電解電容市場。中國廠商借助下游制造基地、成本產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同優(yōu)勢快速崛起,提升產(chǎn)能搶占市場。

圖21:全球主要電容器制造商

全球薄膜電容器市場來看,日本廠商占據(jù)新能源汽車等中高端市場。松下目前是薄膜電容器龍頭,在新能源汽車、光伏、風(fēng)電和工業(yè)應(yīng)用薄膜電容產(chǎn)品方面有著行業(yè)最全的產(chǎn)品布局。緊隨其后的薄膜電容器供應(yīng)商有TDK(日本)、尼吉康(日本)、威世(美國)、指月電機(jī)(日本)等,國內(nèi)主要的供應(yīng)商是法拉電子。在薄膜電容器市場,日本廠商主要占據(jù)新能源汽車高端市場,中國廠商主要在光伏、風(fēng)電等中低端市場尋求突破。

圖22:薄膜電容器市場份額(2021年)

圖23:鋁電解電容器市場份額(2021年)

全球鋁電解電容器市場來看,日本廠商市場規(guī)模和技術(shù)都處于領(lǐng)先地位。主要的鋁電解電容器廠商包括貴彌功(日本)、尼吉康(日本)、紅寶石(日本)、松下(日本)、CDE(美國)、國巨(中國臺灣)等,國內(nèi)主要的供應(yīng)商是江海股份、艾華集團(tuán)。在鋁電解電容器市場,日本廠商主要占據(jù)中高端市場,在中低端市場成本劣勢明顯并逐步退出,韓國、中國臺灣、中國大陸廠商加速搶占中低端市場機(jī)會。

新能源行業(yè)給中國電容器廠商帶來巨大發(fā)展機(jī)遇。中國電容器行業(yè)發(fā)展過去主要依賴傳統(tǒng)電子行業(yè),以陶瓷電容器MLCC為例,主要依賴消費電子行業(yè)景氣度。隨著消費電子行業(yè)發(fā)展放緩,風(fēng)華高科、三環(huán)集團(tuán)等龍頭廠商只有低速增長,營收周期性顯著。隨著新能源行業(yè)的快速發(fā)展,由于中國廠商在下游新能源汽車、光伏、風(fēng)電、儲能等領(lǐng)域占據(jù)全球主要市場份額,從而帶動上游被動元件尤其薄膜電容器、鋁電解電容器細(xì)分市場高速增長,給中國被動元件廠商帶來巨大發(fā)展機(jī)遇。從2018年到2022年,薄膜電容器龍頭公司法拉電子營收復(fù)合增長率為17.7%,鋁電解電容器龍頭廠商江海股份營收復(fù)合增長率為25.05%。隨著新能源行業(yè)的持續(xù)發(fā)展,中國廠商提高市占率、從低端走向中高端的市場機(jī)會巨大。

表3:國內(nèi)電容器主要廠商情況

電感器:高壓需求爆發(fā),功率電感快速增長

3.1在新能源領(lǐng)域,功率電感器發(fā)揮重要作用

電感器是一種將電能通過磁通量形式儲能的被動元件。電感器是一種電磁感應(yīng)組件,也稱為線圈、扼流圈等,一般由磁芯和繞線組成。磁芯性能主要影響飽和最大電流、磁芯損耗、儲能能力,繞線性能主要影響趨膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)。電感作為三大被動元件之一,最大特點是通直流、阻交流,主要起到穩(wěn)定電流、篩選信號、過濾噪聲及抑制電磁波干擾等作用。在新能源領(lǐng)域,電感主要是用于特定電壓轉(zhuǎn)換的功率電感器,通過將電能暫時轉(zhuǎn)化為磁能然后釋放回電路來緩解電流浪涌。

圖24:功率電感器在電源轉(zhuǎn)換中的主要角色

電感器種類繁多,根據(jù)繞線結(jié)構(gòu)、貼裝形態(tài)、磁芯材質(zhì)可分多個類型。電感器根據(jù)繞線結(jié)構(gòu),可分為繞線電感器、疊層電感器、薄膜電感器;根據(jù)貼裝形態(tài)可分為波峰焊貼裝的引線型電感和回流焊貼裝的片式電感器;根據(jù)磁芯材質(zhì),可分為磁芯材質(zhì)和非磁芯材質(zhì),磁芯材質(zhì)包括金屬合金磁芯、鐵氧體磁芯、非晶合金磁芯,非磁芯材質(zhì)包括空芯、有機(jī)材料、陶瓷材料。

圖25:電感器產(chǎn)品分類

圖26:電感器產(chǎn)品性能比較

根據(jù)下游應(yīng)用,電感器可分為射頻電感和功率電感。射頻電感以陶瓷材料的疊層電感為主流,主要應(yīng)用在射頻通信,應(yīng)用頻率范圍幾MHz到幾十GHz,主要功能包括:耦合,一般用于天線、IF等零件,消除失諧阻抗,將反射損失降至最小;共振,一般用于合成器及振蕩回路中;扼流,一般用RF、IF的電源線路中,扼制高頻成分電流。功率電感以鐵氧體材料的繞線型電感為主流,主要應(yīng)用在功率電子,應(yīng)用頻率范圍10MHz以下,主要功能包括:電壓轉(zhuǎn)換,積蓄與釋放電流;扼流,一般用于DC-DC轉(zhuǎn)換電路中,對高頻電流進(jìn)行阻流。

電感器呈現(xiàn)小型化、高頻化、高功率化發(fā)展趨勢。隨著消費電子和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的發(fā)展,在設(shè)備小型化發(fā)展趨勢下,提升電子元件封裝集成度,實現(xiàn)電感器小型化成為主要方向。隨著5G應(yīng)用快速推廣,電子產(chǎn)品使用的通信頻段越來越高,電感器需要朝向高頻化方向發(fā)展。隨著新能源汽車、光伏、風(fēng)電滲透率的快速提升,新能源行業(yè)對高功率元件需求增加,電感需要較強的耐受電壓電流能力。

磁材料性能差異,應(yīng)用領(lǐng)域相互補充,金屬磁粉芯性能優(yōu)勢顯著。電感器中的磁芯大都采用軟磁材料,軟磁材料經(jīng)歷了傳統(tǒng)金屬軟磁、鐵氧體軟磁、非晶及納米晶軟磁、金屬磁粉芯的變遷。鐵氧體是高頻應(yīng)用的最佳選擇,包括錳鋅系、鎳鋅系、鋇鋅系、鎂鋅系四種類型,主要應(yīng)用于通信、開關(guān)電源、傳感、車載DC-DC轉(zhuǎn)換器、EMI電感器等。金屬磁性材料包括金屬軟磁、非晶軟磁合金。金屬軟磁包括硅鋼、硅鋁、坡莫合金等,主要應(yīng)用于變壓器、發(fā)電機(jī)、逆變器等電感元件。非晶軟磁合金分為鐵基、鐵鎳基、鈷基、納米軟磁合金等,具有多種應(yīng)用場景。納米晶結(jié)合了鐵氧體和非晶軟磁材料的優(yōu)勢,是高頻功率電子領(lǐng)域的最佳選擇,可用于消費電子、新能源汽車、光伏等領(lǐng)域。金屬磁粉芯結(jié)合了傳統(tǒng)金屬軟磁和鐵氧體軟磁的優(yōu)勢,性能較為全面,被譽為“第四代”軟磁材料,滿足功率電子小型化、高功率密度、高頻化的要求,可用于光伏逆變器、車載電源、開關(guān)電源等領(lǐng)域。

表4:磁材料性能對比

3.2需求端:新能源汽車和風(fēng)電是最大增量市場

新能源行業(yè)帶來電感器市場新的增長機(jī)會。電感器被廣泛應(yīng)用于消費電子、計算機(jī)、通信、工業(yè)電源等領(lǐng)域,市場規(guī)模巨大。根據(jù)ECIA數(shù)據(jù),2020年全球電感器市場規(guī)模約49億美元。隨著新能源行業(yè)爆發(fā),新能源汽車、光伏、風(fēng)電、儲能、充電樁、UPS等新興應(yīng)用領(lǐng)域不斷興起,功率電感器的市場需求將保持持續(xù)增長態(tài)勢。

功率電感器廣泛應(yīng)用于新能源行業(yè)的升壓、濾波、轉(zhuǎn)換、整流環(huán)節(jié)。在新能源汽車領(lǐng)域,電感器廣泛應(yīng)用在電驅(qū)控制器、車載充電機(jī)、DC-DC轉(zhuǎn)換器中,升壓電感器將400V電壓提升至800V,車載充電機(jī)OBC采用升壓電感器和充電轉(zhuǎn)換電感提升充電效率,濾波采用共模電感和差模電感抑制各類電磁干擾。在光伏風(fēng)電領(lǐng)域,升壓電感是將光伏電池板輸出的不穩(wěn)定直流升壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定直流,然后通過大功率交流逆變電感轉(zhuǎn)換成交流電輸入電網(wǎng),在逆變器中還需

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