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完美体育电感行业初步分析

发布时间:2023-12-13 02:12浏览次数: 来源于:网络

  总结:在被动元器件行业中,电感仅次于电容,占到被动元器件规模的14%左右,主要应用在具有磁场的电子领域,是无线充电、变频、变压、扼流必须的器件,核心壁垒是材料配方及工艺流程,具有较强的定制化功能,产业相对电容、电阻并不集中。上游下游都较为分散,而中游相对来说较为集中。电感行业发展趋势是小型化,高频化,高功率化,模组化。从行业竞争格局来看,行业基本被日本厂商垄断,目前国内的电感行业的龙头是顺络电子麦捷科技在一体成型电感领域做的不错。行业未来的市场空间主要是5G带来的终端和基站方面的机会,以及汽车智能化的机会,总体来说保持稳定增长。$顺络电子(SZ002138)$

  电子元器件是对各种电子元件和电子器件的总称。根据对电流的反应不同,电子元器件产品可以分为主动电子元器件与被动电子元器件两大类。主动电子元器件,即能够执行数据运算、处理的组件,主要包括IC 芯片、二极管、三极管等,其特点是等效电路均含有受控电源;被动电子元器件,即不含有受控电源的电路组件,主要包括RCL 及被动射频元器件两大类。

  电感是电子线路中必不可少的三大基础电子元器件之一,其工作原理是导线内通过交流电时,在导线的内部及周围产生交变磁通。利用这一性质制成的元器件称为电感器,简称为电感,其主要功能是筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等。电感广泛应用于电脑设备、通讯设备、视频音频设备、消费类电子产品、电气自动化设备、电信广播设备等各类电子产品。

  根据制造工艺的不同,电感可分为传统插装电感和片式电感两种。传统插装电感主要采用绕线工艺,即电流在磁芯上绕制的铜线中流动,例如环状电感、空心线圈等,其特点是电感量范围广,电感量精度高,损耗小,功率大、制作工艺简单,生产周期短,原材料供应充足,但存在生产自动化程度低、生产成本高,难以小型化等缺点。所以目前主要采用的是片式电感,片式电感又分为绕线片式电感、叠层片式电感、薄膜片式电感,一体成型电感这四类。叠层型片式电感是目前的主流型号,一体成型电感是未来发展趋势。

  绕线片式电感沿用传统插装电感元件的结构模式,将细的导线绕在软磁铁氧体磁芯上,然后将磁芯固定于基座并引出钩形短引线,再用树脂封固而成。绕线片式电感的特点是电感量范围广、精度高,功率高,损耗小,制作工艺简单、继承性强,特别是以陶瓷为芯的绕线片式电感在高频率下能够保持稳定的高精度电感量和较高的Q 值,因而在高频回路中占据一席之地。缺点是制造成本较高,并且受绕线工艺的限制,其在进一步小型化方面受到限制。

  叠层片式电感制造技术的出现晚于绕线片式电感,该种技术彻底突破了传统绕线工艺的限制,不需绕线,而是采用新型的电子材料及厚膜技术,将材料制成厚度约10微米~30微米的薄膜,然后在薄膜上印制线圈图案,经交替印刷、叠层后形成一条螺旋式线圈,最后采用低温陶瓷共烧技术工艺对产品进行烧结,形成具有独石结构的叠层片式电感。电感工作时,电流是在印刷出来的导体材料(银、铜等)中流动,这有异于传统意义上的电感。

  由于它采用了先进的厚膜多层印刷技术和叠层工艺,实现了超小型化,且其小型化速度随着叠层技术的进步而不断加快,在大部分应用领域逐步取代传统插装电感和绕线片式电感,成为新一代片式电感的主流产品,被广泛用于通讯领域、计算机及周边产品、消费类电子、办公自动化及汽车电子等领域。同时,叠层片式电感也是国家政策重点支持的新型电子元器件产品之一。

  与绕线片式电感相比,叠层片式电感具有显著的优势,主要体现为:①成本低、尺寸小,有利于电路的小型化;②磁路封闭,具有良好的磁屏蔽性、不会干扰周围的元器件,也不会受临近元器件的干扰,有利于元器件的高密度安装;③一体化独石结构,烧结密度高、机械强度好、可靠性高;④耐热性、可焊性好;⑤形状规则、整齐,适合于自动化表面安装生产等。叠层片式电感的不足之处是制作工艺复杂、生产周期长、功率较小、高感值的制作难度大,因此在高频、大功率领域,绕线片式电感仍占据一定的市场份额。

  薄膜片式电感采用光刻腐蚀工艺,其内电极集中于同一层面,磁场分布集中,能确保装贴后的器件参数变化不大,在100MHz 以上呈现良好的频率特性,具有在微波频段保持高Q、高精度、高稳定性和小体积的特性。薄膜片式电感的优点是产品一致性高,性能参数好,但由于其制造采用光刻腐蚀的工艺,设备投资大,因而制作成本昂贵,只应用在一些尖端领域,目前只有少数日本厂商从事薄膜片式电感的研发生产。

  一体成型电感(模压电感)包括座体和绕组本体,所述座体系将绕组本体埋入金属磁性粉末内部压铸而成,SMD引脚为绕组本体的引出脚直接成形于座体表面,本实用新型有较传统电感更高的电感和更小的漏电感;电感为SMD结构设计,使用时既不会损坏电感,又能提高生产效率。

  电感制造能力要求高:精细线圈的制造能力(如无线充电线圈):电感因为有定制化要求,厂商需要有较强的定制化设计能力。

  定制化程度高导致供给分散:其定制化主要是在电流大小、电感量大小和工作频率三者之间进行权衡,正因如此其市场较电容、电阻较为分散。

  三者被动元件器件的使用范围和用量并不存在固定比例:电感主要起到筛选信号、过滤噪声、稳定电流和抑制电磁屏蔽作用,主要用在有磁场的地方、例如射频、无线充电等,应用范围相对稳定。因而产品价格的稳定性较电阻、电容稳定。

  MLCC行业全球竞争格局高度集中,日韩台把握线%市场份额遥遥领先。反观电感行业,CR5远低于电容行业。

  顺络电子的毛利率高于风华高科,而且比风华高科稳定。电感行业还是有一定的技术壁垒的。主要体现在两方面:

  1)在叠层片式电感生产过程中使用的原材料名称及作用如下,配料环节是按照不同的配方要求添加磁粉、溶剂、分散剂、增塑剂、粘合剂等加入到球墨罐中磨20-30小时,主要目的是使所有材料混合均匀形成5000mPs左右粘度的浆料,原材料的配方需要长期的经验技术累积,是相关厂商的竞争壁垒之一。

  2)制程精密度及生产自动化尤为关键,不同工艺对应不同的原材料配比与使用方法、制程控制、及设备和产线的资金投入,形成又一大竞争壁垒。

  绕线工艺。在空气芯、陶瓷芯等非磁性材料或铁氧体芯等铁磁性材料上将铜线绕成螺旋状。与积层、薄膜方式相比,绕线结构能够用粗线绕制线圈,具备特点:能够实现低直流阻抗;品质因子Q (Quality factor)非常高;能够对应大电流。

  叠层(积层)工艺。将铁氧体或陶瓷浆料干燥成型,交替印刷导电浆料,最后叠层、烧结成一体化的单片结构(Monolithic)。与绕线结构相比,叠层结构能够实现尺寸小型化、标准化封装、低成本化,且一体化结构的可靠性高、耐热性好。虽然Q值比绕线结构要低,但L值偏差、额定电流、大小、价格等整体的平衡性较好,用途也较为广泛。适用于移动通信设备的RF电路的耦合、扼流以及共振等各类用途。

  薄膜工艺。薄膜结构也是采用积层构造,在线圈制作上采用类似于IC制作的工艺,在基底上镀一层导体膜,然后采用光刻工艺形成线圈,最后增加介质层、绝缘层、电极层,封装成型。光刻工艺的精度很高,制作出来的线条更窄、边缘更清晰。因此,薄膜电感具有更小的尺寸、更精细的感值阶梯、更小的容差及频率稳定性。薄膜光刻工艺设备昂贵,原材料光刻银浆/光刻陶瓷/光刻树脂等复杂度高。

  电子元器件行业处于电子信息产业链的上游,为电子信息产业提供一系列包括高性能材料和高性能零部件在内的中间产品,处于原材料工业和装配工业之间,起到承前启后的作用,属于高增值率环节,是仅次于计算机的第二大细分产业。

  行业的上游为原材料供应商,由于电感的定制化需求,所以其往往与设计厂商绑定,下游主要消费电子、通讯、家电,工业领域等。其上游和下游都较为分散,而自身的中游却相对集中。

  片式电感及片式LTCC 射频元器件的上业是电子材料制造业。作为新型电子元器件,片式电子元器件的原材料与传统的电子元器件有较大不同。片式电感及片式LTCC 射频元器件的上游原材料包括银浆、铁氧体粉、介电陶瓷粉、磁芯、导线等。

  由于整个片式元器件制造工艺都围绕材料以及对原材料的物理化学加工展开,一方面原材料的电气化学参数影响电子元器件的电气参数水准,影响到元件能否达到某些特殊电气参数要求,另一方面基础材料的物理机械参数性状,也影响元器件的工艺可行性和工艺成本,因此本行业对原材料产品品质、供应能力、性能稳定性的要求较高。为了保证原材料产品的稳定性,同时保护行业公司的原材料配方等商业秘密,行业公司通常都与上游原材料供应商保持长期稳定的合作关系,建立高效的供应链管理体系,以确保产品质量稳定及持续供应能力。

  片式电感及片式LTCC 射频元器件的下业主要是通讯、电脑、消费类电子、小家电、卫星通讯以及汽车电子等领域的终端电子产品制造业。这些终端产品小型化和多功能化的发展趋势,为新型片式电感及片式LTCC 射频元器件的应用提供了日趋广阔的前景。本行业下游客户数量及种类众多,既有行业内一流的大型电子产品整机厂商,也有规模小但创新能力强的新兴电子产品制造企业。大型电子产品整机厂商通常对片式电感及片式LTCC 射频元器件的产品品质、性能稳定性、供应能力有很高的要求,并要求元器件供应商深刻理解市场需求并迅速跟进市场变化。因此,大型电子整机企业通常会对元器件供应商进行周期较长的认证,通常需要进行一年以上的时间考察后才会大批量采购。一旦行业公司通过认证后,下游客户会与供应商建立长期稳定的战略合作关系。

  电感下游应用领域广泛,移动通讯为第一大应用领域。电感广泛地应用于移动通讯、电脑、工业和基础设施及汽车电子等领域。移动通讯在全球电感用量中应用最多,电感用量占比高达55%;按产值分布计算,占比为35%,具有“用量大,单价低”的特点,汽车、医疗等领域平均单价更高。

  随着手机等电子产品以轻薄短小、功能集成为诉求,为充分实现电子设备的功能且保证其精密度,使用晶片元器件及表面贴装型(SMD)技术的产品需求与日俱增。在封装空间有限的情况下,面对快速增加的元器件数量,使用的电感尺寸也大幅缩小,传统绕线电感已不能适应下游中高端智能产品的需求,一体成型电感作为绕线电感的改良版本,解决了传统绕线电感的尺寸标准化和线圈漏磁问题,能够在更小尺寸的情况下保持与绕线电感相当的耐电流特性以及电感量,并能将电路损耗降到较低限度,台湾厂商奇力新即因聚焦微型一体成形电感扩产,迅速匹配手机、智能穿戴、平板、IT、工控、汽车等领域的高端市场需求,市场占有率排名跃居全球第三位。超小型一体成型电感其因其优良的电气特性、屏蔽性在高端手机领域得到较快发展,在5G手机领域增长将更为迅速,根据中国电子元件行业协会数据,2G、3G、4G手机单机电感用量约为20~30颗、40~80颗、90~110颗,预计5G手机单机电感用量约为120~200颗,相较于4G手机接近倍增。例如三星50%手机以上采用一体成型电感、苹果则几乎100%使用一体成型电感,华为、联想、OPPO、VIVO、小米等国内主流手机制造商也对一体成型电感较为青睐,受限于行业总产能,一直处于供不应求的状态。目前市场上高端电感主流型号为0201、0402、0603、0805、1008、1206、1210等产品,并朝着更小尺寸及更高精度发展,小尺寸叠加高Q值电感需求增加驱动单机电感价值量上涨。

  随着新一代信息技术快速部署和应用,物联网、消费电子-TWS耳机、GPS+北斗等应用需求爆发,通讯产品已朝向高频化、宽频化及高传输量发展,以WLAN的应用为例,频率已从2.4-2.5GHz往5-6GHz 以上移动,传输速度从300Mbit/s逐步往2Gbit/s移动,而为了提高通讯品质,EMI噪讯的抑制频段也需要提升至300MHz-6GHz,因此电感元件本身可应用的频率也需随之增加,高频电感需求激增。目前几乎所有高频电感均使用陶瓷材料制成,叠层陶瓷电感使用的自谐振频率已经由约1GHz提高到6GHz以上,并朝10GHz甚至更高频率发展。

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  芯片低压大电流化以及低功耗产品的环保需求,必然要求周边元器件具有较低的直流电阻和较高的耐受电流能力。随着成型技术和粉材技术的提高,片式电感的电感量范围不断提升,耐受电流也由毫安级提高到安培级,日本村田、TDK的微亨级电感量的叠层产品已经量产。

  集成模块提供了整合有源器件及无源器件的方向,并同时达到模块缩小化及低成本的要求,而LTCC技术是目前市场认可的无源器件集成模块化主要解决方案,即利用LTCC技术将电感器与其他主、被动元器件复合,复合电感与电容所制成的滤波器、耦合器、平衡非平衡转换器等产品技术已趋于成熟,目前全球龙头厂商已开发出包括RF射频模组、VCO模组、蓝牙模组等产品。

  目前全球电感市场日系厂商主导,内陆厂商正强势崛起。电感元器件主要由日系厂商村田、TDK、太阳诱电主导,合计市场份额达47%。近些年,中国大陆电感器制造商强势崛起,据中国电子元件行业协会统计,2019年内陆企业合计市场份额约占全球16.1%。以顺络电子麦捷科技为代表的国内厂商正逐渐崭露头角,

  在日本厂商的营收结构中,电感不属于核心的业务板块,根据相关公司公告显示,村田、TDK、太阳诱电等电感业务占比约10%,其盈利性也不及MLCC 等其他业务线,太阳诱电的电感业务在2019年甚至出现亏损。另外,由于电感业务竞争加剧,村田在两年间关闭了三家旗下在华生产子公司,2019年12月村田宣布于年内停止在其子公司华建电子和华锯电子的生产,根据村田公告,工厂关停的主要原因是近年来智能手机市场等主要市场的需求呈现多样化,开发周期缩短,并且与海外制造商的竞争加剧,导致经营环境非常严峻。

  国内电感龙头包括顺络电子麦捷科技等,龙头厂商与其他厂商的差距明显。由于海外厂商的电感业务不是核心业务、部分大厂主动收缩电感业务,叠加电感的客制化属性;预计国内龙头公司未来将受益于国内电子元器件行业景气需求和客户认可度的提升,未来份额将不断增长。

  麦捷科技着重布局功率电感,与顺络差异化竞争享行业增长红利。目前国内主要电感厂商为麦捷科技和顺络电子,两家公司呈现差异化竞争。顺络电子在射频电感方面积累更深厚,而麦捷则深耕功率电感领域,随着需求不断放量以及国产替代的加速,两家厂商有望共享电感行业增长红利。

  麦捷科技:公司在国内领先突破一体成型电感技术难关。在人才方面,公司重视技术研发,公司董事、总经理张美蓉博士是国内被动电子元器件领域的技术领军人物,此外,公司还积极与华南理工大学、南京理工大学、电子科技大学等知名高校开展项目合作,联合培养和储备技术人才,为公司业务发展提供了人才保障。在技术方面,公司通过与台湾著名手机芯片厂家联发科(MTK)合作,建立起完整的手机元器件适配体系。此外,公司成功开发出小尺寸一体成型电感,成功突破技术壁垒及批量生产的难关,夯实了在高端电子元器件领域的技术储备。

  公司自2001年成立至2012年上市,始终专注于生产片式电感及片式LTCC 射频元器件,形成深厚的技术积累。此后公司不断进行外延并购完善产品布局:2015年8月收购星源电子100%股权,产品新增LCM 显示模组;同年12月收购长兴电子51%股权切入军工电子领域;2017年收购金之川67.5%股权,新增电感变压器;后续又切入射频滤波器及模组领域。至此,公司的主营业务由过去的电感和LTCC 射频元器件扩展至LCM显示模组、SAW 滤波器以及电感变压器等多种协同发展式产品布局。公司于2016年、2021年分别定增募资8.5亿元、13.4亿元,对公司先进产品一体成型电感、SAW 滤波器等进行深度研发和产能扩充,注重内生发展,不断提升公司竞争实力与市场份额。

  以电感为核心,产品业务逐步扩张。公司是国内电感领域的绝对龙头,在保持电感竞争力的同时,公司于2008年开始通过自主研发及外延并购实现品类扩张,向LTCC 微波器件、精细陶瓷产品等细分领域拓展并取得突破,多款产品均已量产。

  经过多年的发展,顺络一直沿着电感的主业来做,基本没有太多的外延布局,逐步成为国内电感行业的绝对龙头。麦捷之前和顺络做的东西类似,之后通过并购星源电子,金之川等公司,不断扩大自己的版图。麦捷走了一条特色的道路,希望通过布局一体电感来进行弯道超车,目前公司在一体成型电感保持领先。

  从具体的出货量来看,2017年四季度峰值以后,全球手机出货量呈现波动下降的趋势:

  但从GfK统计的全球智能手机市场规模来看,2013年至2018年的全球智能手机的市场规模仍保持逐年增长的趋势:

  尽管主流手机品牌出货量在2018年以来出现小幅度下降,但整体市场规模有所上升,体现手机均价有明显的增长,智能终端已经整体向中高端进行迭代,智能手机的创新和升级将带动被动元器件单机需求量提升,比如加载双摄、3D感应、无线充电、快充技术、无线耳机、屏下指纹识别等新应用。随着产品功能的复杂化,多元化,需要更多的元器件来进行稳压、稳流、滤杂波,以保障终端设备的正常运作,更快的连接和更强大的处理能力需要更多的被动元件。

  适应5G技术的普及以及基于5G的基础通信网络铺设,下一步智能手机将逐步完成3G/4G向5G技术升级,智能手机出货量将乐观增长。手机为了实现5G功能,譬如高速率低延迟、AR/VR、高清视频和直播,分别对存储、摄像头、屏幕分辨率及尺寸的性能提出了更高的要求,对被动元件的需求将稳步提升。

  根据IDC预测,2023年手机出货量将达到15.42亿部,其中5G手机的市场份额将从2019年的0.50%上升至2023年23.90%,

  在基站建设应用上,叠层片式射频电感及功率电感的用量随着信道数量的增加而提升。基站中,叠层电感、绕线电感及铁氧体磁珠应用于射频电路。绕线电感由于其高Q值的特性,带通的衰减特性好,可以确保天线的首发信号灵敏度,常用于与天线匹配的电路中;叠层电感用于与射频的匹配电路,起到耦合、轭流及共振的用途。相较于4G基站,5G基站信道数量由32信道转为64信道、单个基站由1个天线个天线扇面,叠层片式射频电感用量提升至6倍,

  从整体的电感用量来看,4G基站的总电感用量为1100-1300颗,而5G基站的整体单站电感用量提升了30%以上,增加至1600-1700颗,进一步促进了电感产品的需求增长,下图列式了2020年至2025年室外5G基站及室内微基站的建设数量预测情况,预计2022年至2023年将迎来5G基站的建设高峰:

  汽车电子产品主要包括车载电子、车身电子、动力控制以及底盘与安全控制四大类。汽车电子主要分为汽车电子控制装备和车载电子装置两类,控制装备主要是保证汽车的行驶功能;车载电子装置主要是提升汽车的便利性和舒适性。随着汽车的不断普及,消费者越来越重视汽车的安全性能和驾驶体验,汽车制造商们也在不断尝试车载影音娱乐的各种可能性。

  在汽车销量整体下滑、行业低迷的背景下,由电动化和智能化带来的结构性红利凸显,传统燃油车企业在行业竞争加剧、消费市场渗透率下降额背景下不断进行产品智能化升级,形成差异化比较优势;同时,以中国为代表的后工业化国家,政策加码新能源汽车领域,实现汽车工业的整体赶超升级;同时,在特斯拉等新消费主义车企的带领下,传统全球知名汽车品牌持续推出新能源汽车产品线,整体汽车行业出现结构化的增长趋势。

  在这样的背景下,汽车行业对汽车电子的需求持续提升,主要体现在车载娱乐信息系统、ADAS自动驾驶系统以及电动控制系统将成为汽车电子的核心增长驱动,并推动市场渗透率的持续提升,预计2030汽车电子的渗透率将达到50%。汽车中使用的电器和电子产品元件占汽车总成本的比例逐年增加,据统计,每辆汽车使用的电子元件来看,中端车平均用量6,300个,高端车8,200个,纯电动汽车增加到14,000个,预计到2030年车用电器与汽车电子元件成本占比将达到50%以上,驱动汽车电子行业快速成长。从全球汽车电子市场空间来看,将从2015年的190亿美元,增加到2025年的320亿美元,汽车电子应用普及、新能源汽车渗透率提升是下一轮驱动电子元器件行业发展的重要动力。

  总结:在被动元器件行业中,电感仅次于电容,占到被动元器件规模的14%左右,主要应用在具有磁场的电子领域,是无线充电、变频、变压、扼流必须的器件,核心壁垒是材料配方及工艺流程,具有较强的定制化功能,产业相对电容、电阻并不集中。上游下游都较为分散,而中游相对来说较为集中。电感行业发...

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