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2020年新能源汽车产业链深度报告
发布来源: 智森汇 发布时间:2020-10-11

智森君说


导语

根据国内近几年单车装电量数据,2015-2019年乘用车单车带电量总体 呈增长趋势,其中2018-2019年分别提高30%、27%,增速逐渐放缓,未来动力电 池单车价值量将逐步趋于平稳。




一、寻找非电池零部件最强阿尔法

(一)背景:为何此时关注非电池零部件? 

2020年起全球新能源汽车销量增长开始提速。短期受疫情冲击全球新能源汽车 销量下滑,长期来看,国内市场政策开启新一轮补贴周期,动力电池以高镍三元、 磷酸铁锂、CTP方案等多层次技术创新降本增效,推动下游整车盈利恢复,而欧洲 市场在最严碳排放及补贴激励下有望放量并率先进入新平价周期,政策与技术良性 互动有望促进销量增长提速。


回顾新能源汽车产业链演进历程,动力电池产业链率先得到发展,集中度大幅 提升,2016-2019年全球动力电池装机量CR3分别为46.3%、46.7%、63.1%、61.6%, 2016-2019年国内CR3则分别为54.3%、51.5%、66.9%、73.4%。产业链各细分赛 道中,除正极材料洗牌仍将持续,电解液、负极材料基本出清,龙头集中度趋于稳 定,而动力电池、隔膜经历过去三年的洗牌,龙头集中度均明显提高逼近上限,细 分领域阿尔法开始减弱。

动力电池率先进入降本增效阶段,推动下游新能源汽车放量。电池组价格 2016Q1-2018Q4显著下跌,磷酸铁锂/三元电池价格降幅分别达到67%和57%,带来新能源汽车销量释放,从而推动2016-2018年国内新能源乘用车销量复合增速超 50%。下游放量倒推中游供应链的整合,非电池零部件因此迎来洗牌契机。


我们认为此时点非电池零部件值得研究和投资的理由在于:

(1)非电池零部件价值量比肩电池材料。动力电池因成本占比较大,率先成为 产业研究的重点。以纯电动乘用车为例,单车成本中占比最大的零部件是动力电池, 约占40%左右,其中正极材料占14%,隔膜、负极材料、电解液分别占3%左右。其 次是以电驱动桥为代表的电机电控部分,约占11%。热管理所占比例约为5%,电源 4%,继电器2%。电机电控成本与正极材料相近,而热管理、电源和继电器成本与 隔膜等其余三大材料相近,非电池零部件在价值量上可比肩电池材料产业链。


(2)非电池零部件受益电动汽车轻量化、高压化、电气化、智能化趋势更为明 显。新能源汽车关注度最高的性能指标之一就是续航里程,初始阶段行业以提升电 池能量密度、提高带电量为主要目标,关注电芯结构设计和材料性能,短短几年内 带动电池产业链的飞速发展,如今新一代纯电动乘用车续航普遍迈上400km大关, 续航焦虑大为减轻,以轻量化、高压化、电气化、智能化为方向的行业第二轮技术 周期开启,非电池零部件系统将更直接地受益。


第二轮技术周期使得非电池零部件享有更高的技术上限,长期看壁垒逐步提升。技术层面动力电池已进入降本为导向的开发阶段,核心壁垒在于优化效率、系统性 降本,相比之下,热管理集成化联动多系统统筹整车热能、继电器朝800V甚至千伏 高压发展、IGBT开启SiC材料时代、电源电机电控深度集成更具想象空间,推动行 业技术壁垒不断提高。


技术上限提高单车价值量,如继电器高压化、电源高功率化、热管理电动增量、 智能化趋势带动IGBT单车用量增加等,除电机电控因为集成化原因降低单车价值量, 其余环节仍有价值量上探的空间。2015年来随着中国新能源汽车市场高速发展,规 模效应逐步体现,同时市场竞争推动行业降本增效,动力电池价格开始逐年大幅下 探,据BNEF统计,2019年电池包价格156美元/kWh,5年内下降73%,国内电池包 价格亦连年下跌。进入2020年,动力电池行业开始多维度技术创新,高镍三元、磷 酸铁锂、CTP方案等技术应用将进一步推动新能源汽车制造成本下降,目标成本100 美元/kWh。根据国内近几年单车装电量数据,2015-2019年乘用车单车带电量总体 呈增长趋势,其中2018-2019年分别提高30%、27%,增速逐渐放缓,未来动力电 池单车价值量将逐步趋于平稳。


目前市场对非电池零部件各赛道的成长性和长期优势缺乏系统的对比研究,本 报告旨在提供一种系统分析的框架,以寻找长期最具成长性和阿尔法收益的赛道和 标的。为分析各子行业投资机会,我们从行业空间、市场格局、盈利能力三个维度 剖析非电池零部件行业的优劣以及龙头企业的长期竞争力,我们选取以下重点标的公司:

1. 热管理:三花智控、银轮股份、奥特佳、松芝股份、腾龙股份

2. 继电器:宏发股份

3. 电源:得润电子、欣锐科技、麦格米特、亿利达

4. 电机电控:汇川技术、大洋电机、方正电机、英搏尔

5. IGBT:斯达半导、比亚迪、中车时代电气


(二)空间:测算行业规模上限 

国内市场:2019年集中释放补贴压力后,延期两年的新能源汽车补贴政策平缓 了补贴退坡力度和节奏,有望于2020年开启新一轮以安全、低成本为导向的补贴周 期,预计2021-2022产销量保持较快增长,后补贴时代增速短期内会显著降低,长 期看预计2025年新能源乘用车产量有望突破600万辆,非电池零部件总规模达到 1800亿元。

全球市场:电动化转型加快,政策+供给双轮驱动产销增长。2020年欧洲启动 最严碳排放法规,叠加欧6D法规和补贴税收优惠政策,供给端燃油车成本压力激增, 消费端新能源车平价优势扩大,车企电动化规划落地也加速全球范围内的电动车投 放。预计2020-2025年新能源乘用车产量增速CAGR达38%,至2025年有望突破 1500万辆,非电池零部件总规模达到4500亿元。

热管理:集成化提高技术溢价,单车价值量提升2-3倍。传统燃油车热管理系统 仅包括汽车空调系统和动力总成冷却系统两个部分,目前单车价值量在2300元左右。新能源汽车热管理系统新增了电池热管理系统,且涡轮压缩机、PTC加热器/热泵空 调带动空调系统升级,价值量可提升2-3倍左右,至6000-7000元的水平。随着整车 热管理技术的不断发展,未来诸如热泵空调的技术溢价或仍将提升,有望推动整车 价值量达到8000元左右。

电机电控:集成化技术进步不断降本。以采埃孚为例,电驱动桥单车价值量在 8000元左右。高度集成可以减少接口和组件,如连接器、冷却组件、高压电缆等, 从而实现成本的降低,例如GKN新一代AceDrive可降本25%。随着集成程度的提高, 成本和价值量将持续下降,稳定在7000-8000元左右。

IGBT:电子化、智能化提高应用数量和单位价值。相比燃油车,IGBT在新能 源车用半导体用量的占比从21%提升至55%,单车价值量也显著提高,根据车型不 同价值在2000-3000元不等。汽车电子化、智能化发展趋势将推动更多部件IGBT需 求的诞生,预计价值量将继续提升达到6000元。


电源:高功率趋势提高价值量。当下车载电源功率主要分为三档:2.5kW以下、 3-5kW(主要是3.3kW)、6.6kW以上,售价随之逐级提升,每台从数百元到4000 元不等。未来车载电源功率不断上升,主流功率提升至11kW甚至更高,电源产品价 值量也具备上升空间。以特斯拉Model 3的电源深度集成技术为代表的新趋势将成为 未来的主流,即OBC、DCDC的控制架构深度集成,而非简单的物理集成,因此集 成产品降低成本幅度有限,单车价值量大约在5000元左右。

继电器:高压化最高可提升约40倍价值量。从12V、48V到上百伏,继电器的单 位价值量也在不断提高。目前12V传统燃油车单车价值量在120元,而纯电动乘用车 单车价值量达到1920元。随着高压趋势的推进、800V高压甚至千伏系统常态化,继 电器单车价值量仍将持续提高,可达4000元以上。

(三)格局:探究行业城池深浅(详见报告原文)

目前各细分行业集中度总体较高,以集中度指标CR3排序,IGBT(81.4%)> 车载电源(63.3%)>热管理(48.7%)>电控(47.0%)>继电器(43.2%)>电机(37.8%)。集中度越高的行业通常护城河越深,潜在进入者赶超龙头的可能性越低。长期来看, 技术壁垒、供应链壁垒、资金壁垒共同决定了非电池零部件行业的护城河。

1.技术壁垒:IGBT>电机电控>热管理>电源>继电器

2. 供应链壁垒:继电器>IGBT>热管理>电源>电机电控

3. 资金壁垒:IGBT>电源>继电器>热管理>电机电控

(四)盈利:对比行业效率高低(详见报告原文)

净利率高低直接决定了从规模到效益的转化效率,但由于受企业自身运营效率 影响,直观反映行业盈利能力的效果不佳。我们认为毛利率作为净利率的前一环节, 剔除经营费用影响后更能展示整个行业盈利模式和能力,此外考量ROE中除净利率 外的另两个指标资产周转率和权益乘数,引入资产负债表因素全面解读盈利能力因 素。从盈利能力看零部件各细分行业,近来受下游补贴退坡影响明显,盈利指标出 现了不同程度的下滑。其中IGBT、继电器行业盈利能力较为突出,部分行业龙头如 麦格米特、汇川技术凭借多元业务布局,具备较强的抗风险能力。

1.毛利率:继电器>IGBT>热管理>电机电控>电源

2. ROE因素:电机电控>电源>热管理>继电器>IGBT

二、热管理行业

(一)技术趋势:热管理集成优化效益,单车价值量提升 

汽车热管理系统是控制优化热量传递的系统,包含广义上所有车载热源系统的 管理优化。其主要作用是温控和冷却,以保证零部件处于最佳温度范围以及驾驶舒 适安全性,热管理系统的优劣直接影响汽车整体的性能。传统燃油车热管理系统由 空调系统和动力总成冷却系统组成,新能源汽车的热管理需求则更加复杂,由于动 力来源改变,增加了三电系统,其热管理系统在燃油车基础上又新增电池热管理和 电机电控热管理系统,空调系统的要求亦有所提高。


作为新能源汽车新增部分,电池热管理的主流技术路线按冷却介质可分为三种:风冷、液冷和直冷。风冷以简单、便于维护的优点广泛应用于早期新能源汽车中;液冷成本和换热性能均居中,且契合续航、电池能量密度提升的趋势,是目前最常 见的动力电池冷却方式;直冷可达到最佳换热效果,但成本昂贵,当下应用较少。

热管理零部件按使用场景可分为空调核心部件、热交换器类、驱动部件三类。

(1)汽车空调:主要包括HVAC(Heating, Ventilation and Air Conditioning, 暖通空调)模块、压缩机、蒸发器、储液罐、膨胀阀、换热器(蒸发器、冷凝器) 等部分。燃油车利用发动机驱动空调压缩机,制冷模式下压缩机功率占比约5%-20%, 通暖模式下热量亦来自发动机余热;纯电动车则采用电机驱动压缩机的方式工作, 冷源同时供应电池冷却系统。

(2)热交换器:包括散热器、中冷器、油冷器等。散热器由进水室、出水室、 散热器芯体组成,为燃油车发动机冷却系统重要部件;中冷器是增压发动机必备套 件,用于降低空气温度、减轻热负荷、提升发动机效率;油冷器作用是吸收润滑油 热量并与空气交换散热。

(3)驱动部件:以水泵为主,部分采用油泵。水泵是冷却系统的动力核心,当 下中低端燃油车主要使用传统离心式机械水泵。

新能源汽车热管理系统在传统燃油车基础上主要新增了电池冷却板(Chiller)、 电子水泵、热泵系统/PTC加热器(Positive Temperature Coefficient,正温度系数 热敏电阻)、电动压缩机、电子膨胀阀、冷却板、低温散热器等零部件。

(1)电池冷却器(Chiller):电池热管理系统的重要部件,主要作用是将空 调系统的冷媒引入,冷媒在蒸发器中吸收电池冷却回路中传递过来的热量并将其带 走,以此冷却电池。其结构一般由一个换热器主体,一个外部蒸发器,两个冷却液 进出管(一进一出),两个冷媒管(一进一出)组成。


(2)电子水泵:新能源汽车的标配,作用与机械水泵相同,原理是通过电控模 块,在电机驱动下对冷却液加压。单车用量在2-3个左右,协同动力电池pack和电机 系统。价格大约是机械水泵的2-3倍,具有精确控冷、使用寿命长的优点。

(3)热泵装置/PTC加热器:目前新能源汽车主流采暖方案是PTC,利用电阻 通电产热,产热效果较好。热泵空调是未来发展趋势,可将热能从热源转移到热储, 主要由电子膨胀阀、电动压缩机、换热器、四通换向阀等部件构成,四通换向阀可 使热泵空调的蒸发器和冷凝器功能互相对换,实现冬天制暖、夏天制冷的效果。


(4)电动压缩机:应用于新能源汽车空调系统的核心部件,起着压缩和输送制 冷剂蒸汽的作用。电力驱动要求压缩机必须采用涡轮技术,电动涡旋式压缩机结构 紧凑,相较传统压缩机多了驱动电机和控制器,因而成本也相应提升。

(5)电子膨胀阀:主要用于汽车空调系统和电池冷却系统,属于控制部件,通 过预设程序调节蒸发器供液量,相比于传统的热力膨胀阀具有低温适应性佳、节能 可控、反映快、精度高的优点。

(6)冷却板:电池包水冷系统最关键的零部件之一,也称水冷板,内充冷却液。

(7)低温散热器:与水泵和加热器共同组成电池冷却的单独系统,具有简单、 成本低、低温下经济节能的优点,缺点是应用受天气限制、冷却性能较低。


新能源汽车热管理系统显著提升了单车价值量。传统燃油车热管理系统仅包括 汽车空调系统和动力总成冷却系统两个部分,目前单车价值量在2300元左右。新能 源热管理系统增加了电池热管理的部分,且电动压缩机、热泵空调带动空调系统升 级,价值量可提升至2-3倍左右。热泵空调几大主要零部件中,阀类产品尤其是电子 膨胀阀属于控制类器件,包含电控元件,电动压缩机、电子水泵也同样具备控制属 性,壁垒相对高。而热交换类、管路类零部件的难度较低,技术壁垒更多集中于制 造工艺等方面。

热管理集成化为发展趋势。集成化意味着统筹多部件、多系统的热量管理,以 达到最佳使用效率,可以是部分单元集成,也包括整车热管理。未来整车热管理的 发展方向主要在于环保高效、结构紧凑化、模块化、标准化,在此基础上,热管理 集成化的要求也从粗放型向精益化设计转变


(1)去PTC化有望成为未来主流。PTC水暖加热是目前新能源汽车主流采暖方 案,结构简单且制热效果好,缺点在于功耗较高。热泵空调作为集成化系统,效能 系数比PTC加热高出2-3倍,提升续航20%以上,目前特斯拉、大众、上汽、吉利、 比亚迪、宇通客车、蔚来等一流新能源汽车企业已配套热泵系统。随着低温热泵技 术渐趋成熟,去PTC化有望成为主流。

(2)回路共享提升热效率。与独立的子系统相比,在各个系统模块(电池、电 子电气设备和电机)之间共享冷却/加热回路,在封装上有显著优势,也可以降低BOM 成本并使热效率最大化。特斯拉Model 3通过共享回路汇聚来自各个部件的热量,一 定程度上降低对高功率辅助设备的依赖。此外,大陆、博世、诺马等供应商亦推出 集成化的整车热管理系统方案,热回路共享成为热管理前沿技术趋势。


(二)商业模式:配套国际 Tier 1,筹备热泵集成化

零部件配套国际Tier 1。汽车零部件供应商分Tier 1(一级供应商)和Tier 2(二 级供应商),Tier 1企业掌握核心技术与集成化系统研发能力,与整车厂商就零部件 产品的技术、质量、价格等直接谈判并配套供应,国际Tier 1热管理供应商主要有电 装、法雷奥、马勒、翰昂、大陆、博世、诺马、伟巴斯特等。国内热管理企业作为 Tier 2为Tier 1企业供应零部件或子系统,间接配套整车厂商,供应链地位较低。

上升零部件Tier 1,集成化发展促进良性循环。随着新能源汽车热管理需求的兴 起,本土Tier 2企业获得了进阶的机会,陆续通过整车厂一级供应商认证。发展集成 技术则有助于提升订单价值量,实现从供应零部件到参与整车设计、同步开发的转 变。作为核心Tier 1接近客户,更可以获得信息、资金、销量等优势,形成良性循环。

筹备热泵集成化,进击高层次集成领域。低层次的集成化集中于总成和模块产 品,如三花智控的Smart chiller和EXV,对此国内厂商多具备开发能力,产品方案也 有一定竞争优势。高层次集成化以系统甚至整车热管理集成为代表,技术难度大、 产品方案相对不成熟、价值量较高,国际Tier 1具备领先优势。目前本土热管理企业 在高层次集成化方面进展较慢,获得的外资车企直接配套机会较少,但热泵集成领 域本土厂商已经拥有系统解决方案,也获得了一定突破,比如银轮股份为吉利PMA-2 平台的Smart车型供应热泵空调。以Smart为代表的A00车型成本诉求大,因此本土 厂商具备竞争优势,未来或可从小车型切入,打磨技术,不断上探。

与国际Tier 1正面交锋,零部件厂商合作中博弈。切入高层次集成领域意味着进 入国际Tier 1的主战场,与其合作的关系亦会受到挑战。国际Tier 1与整车厂长期深 度合作且具备技术优势,使得行业技术和结构壁垒较高,这也成为本土热管理企业 集成化进程中的难点。凭借产品质量、方案成熟度和成本优势,近年来本土热管理 供应商整车厂的认可度与日俱增,本土企业有望以小车型作为切入点,在热泵集成 领域率先突围成功,进而在高层次集成化市场占据一定份额。

(三)竞争格局:本土企业修炼内功,挑战外资巨头地位 

传统汽车热管理巨头地位稳固,相较之下本土企业仍有差距。2019年国内新能 源汽车产销量渗透率仅为5%左右,新能源汽车热管理行业尚处起步阶段,因此,现 有竞争格局主要看传统燃油车热管理行业。全球热管理市场集中度较高,格局稳定, 2019年前四大巨头电装、法雷奥、翰昂、马勒共占据59%的销售额市场份额。


新能源汽车热管理处起步阶段,海外龙头侧重系统产品,本土企业系统、零部 件同步推进。新能源汽车热管理业务目前仍处于多方同场角力的起步阶段。法雷奥、 翰昂覆盖了电池热管理系统、PTC空调系统、热泵空调等产品,向集成化方向重点 布局。国内厂商不断加大对新能源汽车热管理业务的投入,在零部件和系统产品上 均有布局,以快速响应市场、成本低的优势,获得海内外优质新能源热管理订单。


热管理供应链中海外巨头地位高,本土企业近年以零部件破局。四大热管理巨 头的客户以外资车企为主,其中电装以丰田为大本营,深耕日系品牌,法雷奥是法 系、德系车企的主要供应商,翰昂是韩系、美系车企热管理的龙头,马勒则颇受德 系车企青睐。总体来看,本土热管理企业以配套国内自主品牌为主,早期作为Tier 2 供应商间接配套外资一线车企,近年多家本土企业以优质零部件逐渐打破海外巨头 垄断,银轮股份、奥特佳等凭借热泵空调、电动压缩机成功跻身Tier 1行列。


海外龙头技术优势明显,热泵空调冷媒或成下一个突破口。从各企业的技术布 局来看,低温热泵技术、集成式/整车热管理技术是研发的主流方向,其中集成式方 向上外资龙头技术相对领先。低温热泵技术作为最热门的研发方向之一,目前业界 有争议的技术难点在于制冷剂的选择,当下较为常见的冷媒R134a具有毒性高、易 燃的问题,而欧洲主推的二氧化碳冷媒更加环保安全,具备成为未来主流的潜力。应用层面由于高压问题的存在,零部件仍不成熟,可能需要近十年达到产业化水平。目前三花智控、奥特佳对此均有布局,其中三花智控可提供包括膨胀阀、单向阀等 多种二氧化碳产品方案,技术达国际领先水平。

热泵空调日系、德系、特斯拉三分天下。各主机厂应用的热泵空调系统不尽相 同,核心技术(标定、控制)基本掌握在供应商手中。电装、三电等深耕日系车, 布局早且较为完善,其中电装的热泵空调产品陆续配套雷诺ZOE、日产Leaf和丰田 普锐斯,技术成熟;特斯拉第一款搭载热泵空调的车型Model Y交付在即,主机厂掌 控核心技术,对压缩机之外的零部件进行高度集成;德系供应商态度较为保守,技 术研发超前但是尚未成熟,市场推广仍需时日。

根据各公司订单公告,国内供应商中,银轮股份已经配套吉利、江铃,率先占 领热泵空调系统的供应链资源;三花智控稳步推出完整热泵系统方案,加入热泵市 场竞争;松芝股份凭借客车热泵系统的经验切入乘用车市场,配套江淮S32、上汽 名爵eZS系列,但主要仍聚焦客车市场。银轮股份先发优势明显,供应链壁垒逐渐 加深;长期看,热泵空调中最核心的部件为电子膨胀阀和电动压缩机,三花智控具 备阀类产品的技术优势,其中电子膨胀阀具备控制属性,技术壁垒较高。

热管理细分行业呈现出较为明显的外资占优、自主品牌追赶的格局,部分领域 已经实现超车。伴随国内自主品牌整车厂的壮大,自主品牌崛起之路上行业集中度 不断提升,加大内功修炼、提高产品质量成为拓宽供应链下游、抢占市场份额的不 二法门。

(1)汽车空调:HVAC领域以外资合资为主,压缩机、电子膨胀阀领域本土龙 头成功切入。汽车空调中一般价值量较大的HVAC空调模块与压缩机供应商并为主 机厂Tier 1,其他零部件由Tier 2、3供应。

①HVAC领域侧重设计,合资公司占据优势。中国市场上主要的空调系统供应 商超10家,合资公司凭借优良技术基础占据了HVAC主要市场,如华域三电、东风 贝洱、一汽法雷奥等。

②压缩机领域以奥特佳为例的优秀企业已经成功切入,并获取较大市场份额。2013-2019年压缩机市场本土企业市占率从25%增长至42%,龙头奥特佳市占率亦 从2013年的19%提升至2019年的25%。


③电子膨胀阀实现国产超车,三花智控全球领先。作为汽车空调另一核心部件, 国产电子膨胀阀虽然起步较晚,但如今已逐步取代了进口产品的地位。据三花智控 2019年报,公司电子膨胀阀市占率全球第一。国内市场中本土企业表现同样出色, 2016年国产电子膨胀阀市场份额占比达56%,其中三花智控超37%。

④空调管路集中度低,腾龙股份静待腾飞。管路行业玩家众多,市占率分散。腾龙股份作为国内龙头之一,竞争对手主要是高端市场上的合资(亚太、邦迪等) 和大型民企(SAAA、盛世达等)。汽车空调管路业务作为主要业务营收占比约85%, 2014-2018年市占率约14%-15%,2019年产能达380万套,具备较强的竞争力。新 能源热管理方面已切入本田、上汽、吉利、东风、蔚来、小鹏等客户的供应链,并 通过翰昂间接供应特斯拉。近年来通过收购天瑞达与力驰雷奥已打通热交换系统管 路全产业链,未来战略发展方向为新能源汽车热交换+燃料电池+EGR,发展空间较 为广阔。

(2)热交换器:玩家众多,油冷器、中冷器银轮股份领先。全球热交换器领域 的龙头如贝洱、电装等均以合资/控股/独资等形式在国内设厂,本土热交换厂商如银 轮股份、八菱科技紧随其后。除此之外,市场中另一大玩家——大型主机厂的交换 器生产子公司依靠绑定的配套关系亦占有稳定份额。银轮股份在本土厂商中体量较 大,2017年核心产品油冷器、中冷器在国内商用车市场中份额分别达45%、35%, 产品龙头地位稳固。

(3)汽车水泵:行业国内玩家数量较少,飞龙股份谋求升级。汽车水泵本土供 应商数量不多,2012年规模以上企业数量由15家缩减至8家,开启产业整合阶段, 其中飞龙股份的产销量多年居市场第一。2018年飞龙股份汽车水泵销量694万只, 根据中汽协的数据,2018全年国内汽车销售量为2803万台,据此估算市占率约25%。水泵市占率自2014年的33%持续下滑,主要因公司产品结构升级,传统汽车水泵出 货量逐年下降,新能源电子类产品逐渐放量。


综合来看,国内新能源汽车热管理行业主要玩家可以分为三类,一类是燃油 车热管理零部件供应商转型进入,此类玩家数量较多,包括电装、法雷奥等海外热 管理巨头以及国内的银轮股份、奥特佳等;一类是传统汽车零部件供应商延伸业务 进入,例如海外的博世、国内的中鼎股份等;还有一类是主机厂体系中成长起来的 零部件供应商,拥有稳定的配套关系,如东风散热器等。我们认为,本土企业虽然 在规模和市占率方面不及海外巨头,但其中佼佼者(三花、银轮等)已经切入海内 外高质量供应链体系,盈利能力优秀,就新能源汽车热管理这一起步阶段的市场而 言,仍有机会与巨头们一较高下,同场角力。

(四)历史复盘:突破核心技术,优质供应链打开成长空间(略)

二十一世纪初,国内热管理行业迎来成长中的本土企业。经历了自主研发进口 替代的峥嵘岁月,以三花智控、银轮股份、松芝股份和奥特佳为代表的企业纷纷入 局,并加快了国际化步伐。

(五)产业周期:集成化模糊竞争边界 

热管理集成化趋势打破龙头之间的竞争平衡,模糊产品边界。热管理各细分领 域存在不同程度行业壁垒,而集成化趋势下各企业不断拓宽产品品类,加大热泵空 调技术储备,加剧行业竞争。

海外企业:电动化转型,加速布局中国市场、释放产能。2019-2022年国际Tier 1企业加速布局中国市场,投放产能,其中不乏系统集成项目,如即将落地的马勒热 泵批产项目、一期产能60万件的翰昂热交换系统项目、年产能400万套的法雷奥热 系统项目等,电装、法雷奥、博世的新能源热管理项目亦昭示了电动化转型的迫切 需求。预计2020-2022年新增产能达千万级,外资供应商集成项目国产化、电动化、 快速放量的趋势将加剧新能源热管理领域短期内的竞争局势。

本土企业:零部件布局泾渭分明,集成化产品边界模糊。目前,本土龙头在零 部件上的布局各有侧重,三花智控以阀类为主,银轮股份主做油冷器,奥特佳专注 电动压缩机,中鼎股份、松芝股份、飞龙股份亦各有所长,竞争边界相对清晰。集 成化产品各家则多有重叠。以热泵空调为例,银轮股份获得Smart车型配套机会,集 成化转型趋势下产品边界淡化,正面竞争将不可避免。

三、电机电控行业

(一)技术趋势:集成化应用渐行渐近 

新能源汽车的性能由动力电池、驱动电机和电机控制器组成的“三电”核心部 件决定,其中,电机、电控系统作为传统发动机(变速箱)功能的替代,其性能直 接决定了电动汽车的爬坡、加速、最高速度等主要性能指标,其技术、制造水平直 接影响整车的性能和成本。电机电控在整车成本中占比约为15%,驱动电机是新能 源汽车的动力来源,相当于燃油车的发动机;电机控制器指控制驱动电机的装置。


电机电控一体化趋势明显,电驱动桥引领未来。从“二合一”(电机+减速器)、 “三合一”(电机+减速器+电控)到“多合一”(电机+减速器+电控+OBC+DCDC+ 高压分线盒+部分VCU),电驱动技术的集成化发展出了多种方案,集成化缩减了原 电机电控的质量体积,从而实现降本增效。从目前市场应用情况来看,电驱动桥产 品已成为主流,例如博世的eAxle体积缩减20%,GKN新一代电驱动桥AceDrive可降 低25%体积、20%的重量,提升10%的效能。

以大众MEB、采埃孚为例,电驱动总成单车价值量在8000元左右。高度集成可 以减少接口和组件,如连接器、冷却组件、高压电缆等,从而实现成本的降低,例 如GKN新一代AceDrive可降低25%成本。随着集成程度的提高,成本和价值量将持 续下降。

永磁同步电机提升新能源汽车动力性能已成主流。与直流电机、交流异步电机 相比,在相同质量与体积下,永磁同步电机能够提供最大的动力输出与加速度。同 时,永磁同步电机还具有干扰弱、结构简单、调速性能好、噪音较少等特点,代表着纯电动汽车驱动电机的发展方向。据GGII数据,2019年永磁同步电机装机量为121 万台,占比提升至97.51%,主要应用于乘用车领域。目前,比亚迪、宇通客车、安 徽巨一、联合汽车电子等企业所有电机产品均使用永磁同步技术。


扁线电机提高功率密度。扁线是针对定子的绕组,传统绕组为多根细圆线,扁 线的优势在于通过增加绕组的填铜量提升了功率密度,槽满率提高15%以上,同时 与定子有效接触面积增大,绕组温升比圆线电机低10%,散热和热传导性能更好, 在国外普锐斯、雪佛兰Volt等车型上均有应用。国内华域汽车、精进电动、汇川技 术、上海电驱动等企业已经成功研制出发卡式绕组扁线电机,其中根据公司官网及 投资公告披露,华域汽车已配套上汽,精进电动产品功率密度达4.4kW/kg,方正电 机计划建设产线,规划2020年新增年产能20万台。


(二)竞争格局:乘用车市场外资、车企施压第三方 

本土电机电控企业拥有三种商业模式,第一种是与主机厂或零部件企业合作代 工,采用第三方企业的系统集成,利润率水平较低但订单规模非常大,能够快速切 入全球顶级供应链,例如卧龙电驱与采埃孚;第二种是自主研发生产,向集成化系 统开发,例如汇川技术、方正电机等;第三种是专注于电机电控的开发研究,由主机厂定制完成,如大洋电机、上海大郡、英搏尔等。自主研发生产成本较高,但是 与整车配套较为贴合,代工模式相对成本低,但是制造环节不能完全控制,集成化 虽然是行业发展趋势,但开发难度较大。

由于行业技术壁垒存在,国内市场集中度较高,CR5约50%,比亚迪在电机电 控行业均拥有约20%的份额,稳居第一。商用车企业注重整车性价比,因而第三方 电机电控企业渗透率较高;乘用车领域第三方企业尚未有效渗透。从前十名格局来 看,2018-2019年车企自供比例提高,挤压本土第三方企业生存空间。




外资加速入场收割份额。2018年底开始,外资及合资零部件企业就开始凭借强 大技术积累、产品性能、安全口碑抢占新能源汽车电机电控市场,如电产与广汽合 作,配套广汽Aion S、Aion LX,采埃孚与卧龙电驱合作,配套奔驰EQC。根据GGII 数据,2018年国内电机自主配套率约95%,而2019年电机装机量前十榜单中大众汽 车、日本电产已赫然在列。

传统电机、工控企业结合电力电子技术优势切入,新企业专注驱动系统集成。江特电机、方正电机等企业从高压电机、微特电机领域延伸至驱动电机业务;英威 腾、蓝海华腾、汇川技术等在变频器、伺服系统基础上进军电控市场。上海电驱动、 上海大郡、大地和等企业拥有多年的驱动电机系统研发经验,专注新能源汽车电机 电控集成产品。此外,上海大郡联合卧龙电机等生产驱动系统,大洋电机收购上海 电驱动,第三方企业通过供应链资源整合降低成本,加强了对接整车企业的筹码。随着新能源汽车电机电控一体化进程的加快,各企业纷纷布局动力总成产品。


电机电控产品主要模式是定制化,客户粘性较高,切入优质车企供应链将可以 保障中长期发展。

①外资供应商切入乘用车A级及以上市场。随着新能源乘用车向A级车及以上升 级,外资电机电控企业如博世、电产等快速进入中国市场,对本土供应商形成挤压, 客户结构存在向A00级车市场偏移的压力。外资供应商前期研发投入大、与外资车 企配套关系稳定,更看重大规模量产带来的利润,与新能源乘用车电机电控相比, 商用车市场体量较小,外资企业较少进入。

②新势力逐渐崛起带动本土供应商成长。2020年以来国内新能源乘用车格局分 化,国内外新势力表现亮眼。汇川技术配套威马、小鹏、车和家提高电控市占率, 据NE时代数据,2020年上半年电控装机量汇川技术进入前三,装机量同比大增 124.4%,市占率约12.4%。


电驱动集成产品本土企业技术水平不断接近海外一线厂商。以三合一动力总成 系统产品为例,峰值功率密度汇川技术达到1.37W/g,接近麦格纳eDS的水平,精进 电动最新一代三合一产品可达1.68W/g,与博世、电产水平相当。总体来看,博世、 采埃孚等传统零部件供应商技术优势仍然存在,但本土企业在逐步缩小差距。2020 年精进电动宣布获北美乘用车大客户量产定点,国内领先企业凭借技术水准逐渐获 国际客户认可。


(三)历史复盘:厚积薄发,拨云见日(略)

(四)产业周期:2017 年后量利持续承压(略)

四、IGBT 行业

(一)技术趋势:第三代材料来临,高功率化加速

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)是一种复合 全控型电压驱动式功率半导体器件,由双极结型晶体管(BJT)和金属氧化物场效 应晶体管(MOSFET)组成,具有驱动功率小和低饱和压的优点。下游应用广泛, 尤其集中在新能源汽车、消费电子、工业控制等领域。2018年中国市场新能源汽车、 消费电子和工业控制这三个领域的应用的IGBT占比分别为31%,27%和20%,其他 为新能源发电、轨道交通以及智能电网主要应用高压级IGBT。从电压需求来看,消 费电子领域应用的IGBT在600V及以下,1200V左右的IGBT主要应用在工业控制如 太阳能逆变器、电焊机等以及白色家电和新能源车领域,智能电网、轨道交通和风力发电则会应用到1700V以上的高压IGBT。未来国内新能源汽车等新兴行业的增长 需求将继续带动IGBT需求量增加,各大本土厂商有望从工业和消费电子切入新能源 车领域进行技术突破。


IGBT是新能源汽车重要的元件,被称为汽车动力系统的“CPU”。车用IGBT 的电压等级主要在750-1200V之间,电流等级在300-1200A之间,属于中低压IGBT 应用。电机控制器、车载空调控制系统和充电桩的核心元器件都是IGBT,起到直/ 交流电的转换和电压高低转换的功能。IGBT导通压降小、耐压高的特质,使其在新 能源汽车中发挥重要作用,具体包括MCU、车载空调控制系统、OBC、DC/DC变换 器和智能充电桩。

IGBT约占纯电动车成本5%,新能源汽车中用量、价值量显著提升。作为新能 源汽车核心零部件“三电”(电池+电机+电机控制器),电机控制器的成本来源于 IGBT、PCB板、大电容等材料,其中IGBT约占电控成本的46%,是最大成本来源。电控占在新能源整车成本的第二位约11%,仅次于动力电池,综合来算,IGBT约占 整车成本5%,是新能源整车成本的重要组成部分。相比燃油车,IGBT在新能源车 用半导体用量的占比从21%提升至55%,单车价值量也显著提高,根据车型不同价 值在2000-3000元不等。汽车电子化、智能化发展趋势将推动更多部件IGBT需求的 诞生,预计价值量将继续提升。


电气化推高IGBT器件功率要求。一辆纯电动汽车的平均功率可以达到100kW, 启停汽车平均功率仅为3.5kW,差异较大。其中主电机驱动方面,48V轻混电动要求 驱动功率5-20kW,使用MOSFET或IGBT;强混车中驱动电压最高达500V,则需要 20-150kW的IGBT;纯电动车要用到更高功率的IGBT模块,如宝马i3则采用英飞凌 Hybrid PACK 2模块设计,每个模块内含6个单管型IGBT,750V/660A。


为适应功率密度、驱动效率不断提高的要求,IGBT技术有以下几种发展趋势:

(1)晶圆减薄技术要求高。背面工艺中的退火激活难度极大;在减薄工艺上, 国内还相对落后,目前国内普遍可将晶圆减薄到175μm,2018年12月份比亚迪宣布 能将晶圆减薄到120μm,斯达半导基于第六代产品成功解决了8英寸晶圆减薄技术、 背面高能离子注入技术、背面激光退火激活技术等难题,而外资龙头英飞凌具备12 英寸40-60um的薄晶圆工艺水平,差距较为明显。


(2)模块封装易于散热。随着IGBT芯片技术的不断发展,芯片的最高工作结 温与功率密度不断提高,封装技术也在逐渐向无焊接、无引线、无衬板/基板封装发 展。

①提高IGBT模块内部的导热导电性能、耐受功率循环的能力:IGBT模块内部引 线技术经历了粗铝线键合、 铝带键合再到铜线键合的过程,提高了载流密度。

②使用低温银烧结技术和瞬态液相扩散焊接:传统焊料为锡铅合金,成本低廉、 工艺简单,但存在环境污染问题,且车用功率模块的芯片温度已经接近锡铅焊料熔 点(220℃)。与传统工艺相比,银烧结技术的导热性、耐热性更好。瞬态液相扩散 焊接通过特殊工艺形成金属合金层,熔点比传统焊料高,机械性能更好。三菱则使 用超声波焊接。

③新型散热结构:如PinFin结构、ShowerPower和双面冷却结构,能够显著降 低模块的整体热阻,提高散热效率。斯达半导已在2019年量产高端的汽车中使用双 面焊接IGBT模块,具备技术领先优势。

(3)硅基材料性能见顶,SiC高性能将成为未来IGBT技术升级重要趋势。氮化 镓(GaN)和碳化硅(SiC)是代表性的第三代复合半导体材料,其中GaN的市场应 用多为高频小电力领域,大多在40-1200V,功率器件种类较少;SiC适用于1200V 以上的高温大电力领域,功率器件种类较多。SiC在终端应用上具备反向恢复快、耐 高频、耐高压、耐高温的优点,但目前仍受①成本高于硅基4倍②制备工艺不够成熟 的掣肘,产业化推进受阻。

(二)商业模式:IDM 重资产壁垒较高,Fabless 轻资产转型灵活 

IDM/Fabless/Foundry是半导体行业的主要三大商业模式。IDM(垂直集成) 是半导体全产业链布局,Fabless(无厂)专注于设计,Foundry(代工)则专注于 制造。三种模式各有优势,其中,IDM是早期多数集成电路企业采用的模式,在设 计和制造环节协同优化,有助充分发掘技术潜力;Foundry由于不负责产品设计研发, 减少了市场调研失误、产品设计缺陷等风险;Fabless模式则因为不用将产品加工制 造,有初始投资规模小,转型灵活的优点。

相较IDM模式,Fabless模式减轻投资强度、降低经营风险。半导体完整产业链 包括半导体设计、晶圆制造及加工和封测三个环节,而在晶圆制造加工环节中需要 用到多项昂贵设备投资,熔炼炉、CVD设备、单晶炉和切片机等设备缺一不可。在 IDM模式的工厂中,半导体设备投入占据建厂投资成本60%以上,晶圆制造设备又 占据半导体设备投入的70%。相比之下,Fabless轻资产模式可降低进入门槛和经营 风险,但同时由于代加工难以对工艺协同优化,竞争壁垒相对较低。


(三)竞争格局:国产替代道阻且长,行则将至 

全球IGBT行业集中度高,外资龙头垄断市场。从全球市场份额占比来看,2015 年,英飞凌、三菱、富士电机三家公司占据了大约50%以上的全球市场,且有逐渐 集中的趋势,2017年前五大厂商的市场份额占比超过70%,领先厂商产品竞争力强, 市场份额占有率不断稳固。据HIS数据,2018年IGBT模块供应商全球市场份额前十 名中国内企业仅斯达半导入围,以2.2%市占率位列第八。

英飞凌与三菱优势领先,中国企业高电压领域突破。目前从400V及以下的低压 IGBT市场到4500V以上的高压IGBT市场,海外厂商均处于垄断地位。具体来说,龙 头企业如英飞凌、三菱等制造商产品涉及的电压范围较广,涵盖600V-6500V,电流 2A-3600A,形成了很完善的IGBT产品系列,尤其在1700V以上电压等级的工业IGBT 领域占据绝对优势,并几乎垄断了3300V以上的高压IGBT技术领域,在大功率沟槽 技术处于国际领先水平;赛米控和安森美在1700V及以下电压等级的消费IGBT领域 处于优势地位;中国企业能涵盖全电压范围的公司尚少,只有中国中车在高铁应用 的高压IGBT(4500V以上)占有一席之地。


国内车用IGBT约60%以上由海外厂商供应,英飞凌遥遥领先。2019年英飞凌占 据中国58.2%的车用IGBT市场份额,在国内新能源汽车供应62.8万套IGBT模块,而 比亚迪、斯达半导、中车时代电气三家本土企业跻身前十,市场份额占有率分别为 18%、1.6%和0.8%。英飞凌占据国内外优质品牌供应链,国产企业从商用车与造车新势力突围。当 前,英飞凌通过一线电控企业供应全球一流汽车品牌,从特斯拉、大众到上汽、吉 利、广汽等,三菱、富士、赛米控分别通过与日本电产、法雷奥西门子、精进电动 深度合作覆盖少部分客户,而斯达半导以商用车电控供应商作为切入口,逐步向乘 用车渗透。


全球IGBT技术经过了七代变更,目前中国自主生产的最先进技术为第六代。从 第一二代的平面穿通型(PT),到第三代沟槽型(Trench),第四代非穿通型(NPT), 再到最近几代的沟槽电场型(FS),芯片面积下降了70%以上,通态饱和压降降低 了67%,关断时间大幅减少,功率损耗更低,在芯片的可靠程度和技术能耗方面有 很大改善,日本企业三菱、富士电机应用了第七代IGBT技术。国内企业中斯达半导 已发展到第六代技术,较为领先,比亚迪于2018年发布IGBT4.0(相当于第五代) 技术。目前,IGBT的技术仍在不断突破,已涌现出P-ring TS+Trench、SiC IGBT等 全新技术。

中国尚处于发展初期,但逐渐形成了较为完备的IGBT产业链。产业链可分为 IDM、设计、芯片制造、模块四类IGBT企业,其中IDM模式的领军企业如比亚迪、 中车时代电气,产品已在一定程度上打破国外垄断,例如比亚迪主要在车用IGBT领 域发力,新研制的IGBT 4.0已实现批量装车,中车时代电气在高铁地铁轨交领域占 据优势,2017-2019年销售IGBT超过6万片。其他专注IGBT设计/晶圆代工生产/模块 生产的公司如中科君芯、上海华虹、上海先进、斯达半导、西安永电等厂商都在加 速实现技术突破,例如中科君芯在国内率先开发出第六代沟槽栅场截止型(Trench FS)IGBT并实现量产,未来将把独创的DCS技术应用于最新的汽车级IGBT芯片中。国内企业先以家电类和消费电子等中低压市场切入,积极寻求高压领域技术突破, 把握未来国内新能源汽车、轨交和智能电网等中高压IGBT领域的发展机遇。

国内企业前瞻布局SiC技术。SiC产业链分为四个产业环节:上游衬底、中游外 延片(EPI硅片)、下游器件、模组制造。目前国内已经形成相对完整的产业链体系。衬底材料方面有山东天岳、天科合达,EPI硅片有东莞天域半导体、厦门瀚天天成, 其他器件和模组公司比如斯达半导、中车时代电气、泰科天润等,国内厂商与海外 巨头差距较小,根据中研网,本土企业已在SiC-SBD形成销售收入,开发出 1700V/1200A的混合模块、4500V/50A等大容量全SiC功率模块。


全球SiC制造厂商主要是英飞凌、Cree和Rohm,三家企业占据90%的碳化硅 市场份额。龙头企业Cree扩大规模和锁定货源,与意法半导体、英飞凌等中游厂商 达成多项战略协议,在价值1亿美元的长期供应协议中,Cree为英飞凌的光伏逆变器、 机器人、充电基础设施、工业电源、牵引和变速驱动器等产品提供SiC晶圆;另一项 为期多年的2.5亿美元规模的协议中,Cree的Wolfspeed部门将会向ST供应150mm SiC晶圆。国际先进技术已将SiC单晶衬底从4英寸推广到8英寸,预期未来碳化硅成 本每年下降10-15%,根据HIS数据,预计未来两三年内MOSFET(SiC)单位成本 降至IGBT2-3倍水平,即6000元左右,产业化值得期待。短期内,MOSFET(SiC) 路线具备相对的经济性和可操作性,有望成为未来三年内的新需求。


特斯拉引领碳化硅产业化,比亚迪、北汽等国内车企加快进程。在下游新能源 车领域,特斯拉是第一家集成全SiC功率模块的车企,与意法半导体合作,Model 3 率先采用SiC MOSFET来提升电驱系统的工作效率及充电效率,欧洲的350KW超级 充电站也正在加大采用SiC器件。在国内,比亚迪、北汽新能源等车企也在加大SiC 器件在电动汽车领域的应用。其中,比亚迪汉EV成为国内首次应用自研碳化硅 MOSFET控制模块的车型,预计到2023年将在旗下电动车中实现SiC基车用功率半 导体对硅基IGBT的全面替代;北汽新能源2018年11月30日与罗姆半导体签订协议 成立产品技术联合实验室,将探索碳化硅在电机控制器上的应用以提高电控系统功 率密度,使得旗下纯电车型能够降低能耗、加强动力。此外,根据公司官网,斯达 半导也与宇通客车合作开发基于SiC技术的商用车电控系统解决方案,以期推进SiC 在客车领域的商业化进程。

(四)历史复盘:产能与技术是国产化关键点(略)

(五)产业周期:国内产能加速投放,景气度向好(略)

五、电源行业

(一)技术趋势:高功率、集成化蔚然成风 

电源是所有电子电气设备的基础,应用广泛,已成为非常重要的基础科技和产 业。根据《中国电源行业年鉴》,电源按产品名称和原理可主要分为开关电源、UPS 电源、线性电源、逆变器、变频器和其他电源。开关电源利用现代电力电子技术, 控制开关管开通和关断的时间比率,维持一定的输出电压,是电源行业中最大的细分领域,产值占比约60%,目前广泛应用于智能家电、新能源汽车、工业、军工设 备、科研设备等领域。

车载电源是新能源车内部能量转换的核心零部件,主要包括OBC(ON-Board Controller,车载充电机)、DC/DC变换器(也称直流斩波器)、DC/AC变换器(也 称逆变器)。车载充电机是把电网供电制式(民用单相220V交流电、工业三相380V 交流电)转换为动力电池充电要求的直流制式。DC/DC转换器将动力电池的高压直 流电转换至低压蓄电池中,为整车上灯光、雨刷、电动转向等12-48V低压设备供电。DC/AC逆变器则将12V直流电转换为交流电,主要为电机和空调压缩机等设备供电。


车载电源技术上正在向集成化、高功率发展,以达到降本增效的成果。

(1)集成化提高空间利用率,符合新能源汽车轻量化发展要求。采用电力电子 集成技术,将车载电源和电机、电控器件集成是主流的发展方向,可以减少车载电 源的占用空间,减少电路板尺寸,降低组装成本以及BOM和PCB成本。以比亚迪E 平台为例,高压充配电总成产品使功率密度提升40%,体积减少40%,重量减轻25%。目前较为成熟的集成方案有D+C、D+I、D+C+I、MCU(Motor Control Unit,电机 控制器)、PDU(Power Distribution Unit,电源分配单元)、PEU(Power Electronic Unit,动力控制单元)等。

(2)高功率化势在必行。随着汽车电子的发展,车载电源的功率需求亦不断提 高,主要体现在DC/DC和OBC这两个器件上。

①DC/DC转换器匹配车载电子系统功率:为保证车载低压设备尽量处于额定工 作状态,一般按用电频率将设备分为长期、连续、短时间歇和附加用电这四种类型, 再将不同类型设备的功率加权计算以选择合适的DC/DC转换器。随着汽车电子系统 功率的不断提升,DC/DC转换器的功率要求也水涨船高。

②OBC功率需适应续航里程、带电量的不断提升:随着电动车续航、带电量的 提高,现有的主流3.3kW、6.6kW充电机难以满足发展需求。未来10kW、20kW以 上的大功率将成为主流。然而单相交流充电极限为6.6kW,想达到高功率主要有两 种方法,一种是简单地并联多个低功率电路,此方案技术成熟、成本较低,但产品 体积较大,另一种是发展三相交流电技术,提高单核功率和体积利用率,如Tesla上 配置的twin charger充电功率可达20kW以上。现阶段许多电动汽车不支持高于 6.6kW的交流充电功率水平,但交流连接器支持高达52kW(美国)、43kW( 欧洲、 中国)的三相功率水平,标准化充电功率与EV交流充电功能之间尚未完全匹配,三 相交流电充电技术的发展空间较大,国内企业中比亚迪、欣锐科技在此有所布局。

(3)双向传输型产品有望成为主流。传统电源产品仅能实现单向转化,双向传 输的电源产品将更有利于能量效率管理。双向DC/DC可用于制动能量回收、辅助电 池/电容的充放电、48V微混车型的高低压能量转换等,相比于2个单向DC/DC反向 并联的方案,具有效率高、体积小、成本低的优点。双向车载充电机可将电池电能 对外输出,有效提高电能利用率。


单车价值量随高功率趋势而提高。当下车载电源功率主要分为三档:2.5kW以 下、3-5kW(主要是3.3kW)、6kW以上,市价随之逐级提升,每台从1000元到5000 元不等。未来车载电源功率不断上升,主流功率提升至11kW甚至更高,电源产品价 值量也具备上升空间。

(二)竞争格局:供应链格局泾渭分明,麦格米特强势崛起 

从产业链角度,车载电源行业玩家可以分为三类。一类是第三方电源企业,通 过自主研发、外延并购布局,如本土的麦格米特、欣锐科技、得润电子和海外的台 达电子、TDK等,通常具备规模效应和较强研发能力;一类是传统汽车零部件厂商 如博世、大陆、德尔福,在汽车电气元器件领域切入较早,技术积累深厚,多供应 集成部件;一类是主机厂及其汽零公司,如比亚迪、富奥股份等,通过较为稳定的 配套关系占据一定市场份额。


国内市场集中度较高。国内车载电源行业发展时间较短,集中度高, 2018、 2019年CR3分别达到65%、63%。得润电子通过收购意大利Meta System进入市场, 在营收体量上具有较大的优势。受益于与大客户北汽新能源的深度合作以及主要供 应价值量较高的集成产品,麦格米特的车载电源业务崛起,2017-2019年份额提升 近7pct,2019年新能源业务营收达11.69亿元。

国内企业以自主品牌配套为主,逐渐切入外资、合资车企供应链。德润电子因 收购Meta进入较多外资车企供应链,如大众、宝马、奔驰、沃尔沃、PSA、保时捷 等,除此之外,本土企业大多为自主品牌车企进行配套。合资或外资车企主要采用海外供应商供货,如日系车企青睐同为日企的TDK和Tokyo Industries,博世、法雷 奥、德尔福等零部件供应商也与欧美整车厂有较为稳定的合作关系。近年本土企业 也逐步进入外资供应链,如亿利达切入雷诺,欣锐科技切入本田、现代,威迈斯切 入雷诺、戴姆勒等,未来将持续进行渗透。


本土第三方企业中麦格米特在集成化产品上布局最为全面。相较海外厂商,本 土企业的集成化产品开发进度总体处于下风。本土企业中,麦格米特凭借MCU和 PEU切入新能源汽车领域,2018年方逐步上量DC/DC和OBC产品。相比而言,欣锐 科技和得润电子收购的Meta System则是循着单体产品—集成产品的传统道路稳健 发展,在集成化方向上专注二合一、三合一产品,PEU产品布局较慢。


生产技术外资领先,大功率元器件原材料仍依赖进口。外资供应商在电源功率 密度方面具有一定的领先优势,日系厂商在热设计、保护工能设计、电磁兼容设计 等方面技术尤为先进。此外,大功率车载电源产品所需要的核心原材料氮化铝陶瓷 基板国产化进度缓慢,目前仍依赖日本进口。

……

六、继电器行业

(一)技术趋势:高压化、电气化提升价值量 

继电器本质上是一种自动电气开关。继电器是一种当输入量(可以是电、磁、 声、光或热等信号)达到设定阈值时,输出量将发生阶跃式变化的自动控制器件。从功能角度定义,继电器本质上是一种自动电气开关。继电器产品用途众多,广泛 应用于家电、通信、汽车、工控、智能电表等领域。


传统汽车继电器应用广泛,适用低电压产品。传统汽车继电器主要应用于电路 开合控制,广泛应用于包括雨刷、车窗、车灯、喇叭在内的所有电器,单车需求量 根据车型而定,一般在几十到几百只不等,应用均为低电压产品,电压区间为12-48V。伴随新能源汽车快速发展和汽车电气化的趋势,继电器逐渐向高压化、精密化方向 发展。

(1)高电流PCB式继电器适应汽车电子精密化、智能化、模块化发展趋势。汽车继电器从形态上可分为插入式和PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)式, 插入式主要装配在中央控制盒中,可插拔,需配合线束使用,而PCB式汽车继电器更 多用于汽车电子模块中。高电流PCB继电器相比插入式继电器体积更小、与周边电 路集成化的程度更高,更符合行业精密化、智能化、模块化、高负载的发展趋势。


(2)新能源汽车发展催生高压化需求。新能源汽车主电路电压一般在200V以 上,远高于传统汽车的12-48V,因此还需额外配备特殊的高压直流继电器。一般需 要用到五种高压继电器:直流电压控制主继电器,正常/快速充电继电器,高压预充 继电器以及隔离保护、安全控制和高压辅助应用的继电器。每台新能源汽车需配备 约5-8只高压直流继电器,主流方案包括2个主继电器、1个预充电继电器、2个快充 电继电器、2个普通慢充电继电器和1个高压系统辅助机器继电器,特斯拉Model Y 则采取轻量化设计,只配备5个高压继电器(每种各一个)。此外,充电桩亦需要安 装高压直流继电器。

高压直流继电器具备的耐高压、高负载、抗冲击、灭弧能力强和分断能力强的 特点对技术要求较高,单位价值是传统继电器的十余倍。高压直流继电器最核心的 技术在于灭弧能力和分断能力。分断能力考验短路时继电器在极大电流下切断电路 的能力,灭弧功能是为了减少电弧对触点的烧损,均关系到继电器和行车安全。目 前高压直流继电器单价在100-300元左右,远高于传统通用继电器。

(3)陶瓷封装技术更能保证继电器的安全性。灭弧室的封装工艺主要有环氧树 脂和陶瓷两种方式。陶瓷封装一般填充氢气,氢气作为灭弧的首选气体,拥有所有 气体里最小的分子量和最活跃的性质,且足够稳定。环氧树脂的分子结构导致其无 法密封氢气,退而求其次选择氮气填充,灭弧效果较弱。环氧树脂密封方案尽管成 本较低,但不耐高温,当电弧产生的瞬间中心温度达到1000度以上,容易发生爆炸 危险,目前只在少量低端电动车中采用此工艺,主流中高端电动车多采用陶瓷结构。

高压化推动继电器单车价值量提高。电回路高压化是未来的趋势,从12V、48V 到上百伏,继电器的单位价值量也在不断提高。目前12V传统燃油车继电器单价在 4-5元,48V继电器单价30元左右,高压直流继电器单价在100-300元不等。轻混动 主流方案为12V和48V混用,价值量较高,油电混动和新能源汽车因配备高压直流继 电器而具有增量价值,其中油电混动无充电需求仅需4个高压继电器,插混动力无快 充功能仅需6个,纯电动车需要8个,价值量依次提升。

未来纯电动车价值量仍将提升,预计单车价值量在4000元以上。增量逻辑为:(1)随着大功率大电流部件电路接入,主继电器数量预计增加,预充继电器数量相 应增加;(2)动力转向、动能回收、悬挂控制等模块电路高压化增加辅助继电器需 求;(3)高压化趋势持续,目前主流电动车电压为200-400V,未来有望提高至800V甚至千伏,高压继电器单价提高;(4)48V陆续替代12V,电气化推动继电器数量 增长,非高压继电器总价值量增加。

(二)竞争格局:外资传统优势收缩,新能源宏发剑指第一 

继电器行业玩家可分为四个梯队。以欧姆龙、宏发、松下、泰科为代表的第一 梯队布局全面,产品种类完善,市占率领先;第二梯队深耕某一细分领域,比如汽 车继电器领域的海拉电子和磁保持继电器领域的Gruner,在特定方向上技术领先;第三梯队以国内中型继电器企业为代表,包括三友联众、宁波福特、汇港电器等, 多元布局,占据一定市场份额;第四梯队是数量众多的小型企业,国内多分布于浙 江等地。


行业集中度较高,松下、宏发制霸新能源继电器。根据中国电子元件行业协会, 2018年全球继电器市场规模约440亿元,欧姆龙、宏发股份分别以20%、14%的份 额位列一二,第一梯队企业合计市占率超过50%。细分领域中高压直流继电器技术 门槛高、工艺复杂,行业集中度也相对较高,CR3在70%左右,本土龙头宏发股份 与松下合计占据近60%的市场份额。汽车继电器领域松下和泰科地位稳固,市占率 合计达35%。

国内市场宏发股份稳居第一,汽车、高压直流继电器市占率达40%。继电器收 入规模宏发股份稳居国内第一,占比约28%,体量为第二名三友联众(占比4.2%) 的4-5倍,且近三年体量优势不断提升。在国内领先企业中占比达60%,近年提高至 70%左右。汽车继电器和高压继电器宏发股份国内市占率均达到40%,具有显著优 势。

宏发掌握高压直流继电器一线供应链资源,有望持续推进国产化替代。相比于 传统汽车继电器较为成熟、外资把持、不易切入的供应体系,高压直流继电器的供 应商起跑线更为接近,格局也更为开放。行业龙头中,松下与日系、欧美系知名主 机厂均保持合作关系,宏发股份亦坐拥欧美一线客户,同时也已取代松下成为国内 新能源龙头车企比亚迪、北汽新能源的主导供应商。2019年宏发股份已经在国内外 标杆主机厂供应链中处于优势地位,基本锁定未来5-10年主要供应商地位,是大众、奔驰的唯一供应商,未来也将持续推进国产化替代。本土中小型玩家代表三友联众 供货比亚迪、天津一汽等自主品牌,供应链资源、地位与龙头差距较大。

外资龙头结构性收缩,带来上升机会。松下、欧姆龙、泰科作为综合性电子元 器件龙头,继电器在其业务版图中占比较小,且近年投入有所减少,例如欧姆龙 EMC2015-2017年营业收入负增长。宏发股份继电器业务占比高达88%(2018年), 2016年以来保持高于10%的增长,在外资竞争对手结构性收缩业务投入的同时获得 较大上升空间。

陶瓷封装路线成趋势,泰科国内竞争力或持续下降。继电器封装技术路线选择 上,松下坚持陶瓷路线,泰科主做环氧树脂,宏发则两者兼具,以陶瓷路线为主。未来高压直流继电器封装将以安全性更高的陶瓷路线为主,受国内市场宏发股份的 强势挤压,泰科竞争力或持续下降。

质量+服务+价格三管齐下,宏发股份在未来新能源领域之争中将占据优势。未 来行业竞争最重要的因素是产品品质、快速响应能力(服务能力)和价格:(1)宏发股份细分产品不良率已经控制在0.15ppm,远好于国际竞争对手。高压直流继电 器领域起步较外资巨头稍晚,但在公司总体产线持续技改升级的作用下,品质有望 较快比肩对手。(2)生产成本的优势带来价格优势,目前宏发股份的高压继电器价 格低于松下10%。(3)松下、泰科主推标准化器件,在生产弹性和客制化方面将处 于劣势。

……

七、热管理赛道佳,继电器小而美

中短期景气度对比:继电器>IGBT>热管理>电源>电机电控。汽车零部件持续 面对年降压力,涨价难度较大,且零部件标准化程度普遍较低,难以形成清晰的价 格体系,因此行业观测的核心变量是毛利率,毛利率的拐点标志着行业周期的轮动:当供需恶化导致价格降幅扩大且超过成本降幅,毛利率收窄,行业开始进入下行通 道;当毛利率筑底回升,行业迎来底部反转。

①继电器:继电器2013Q1-2016Q2受益人工成本下降,研发推动高端、高毛利 产品制造,毛利率周期性波动上行至44%,后进入产能扩张阶段毛利率回撤。2019 年开始,高压化趋势推动高压直流继电器需求高速增长,800V以上的高压逐渐普及 带来新的技术溢价,推动继电器价值量提高,结构性盈利拐点出现,景气度上行。

②IGBT:2017年下半年后供需持续紧张,交货期变长,景气度向好。2018年 底以来因下游需求回落,交货期渐短,价格趋稳。

③热管理:热管理各企业毛利率波动不明显,景气度相对较为稳定,但2017年 后总体呈小幅下滑趋势,集成化趋势提升价值量同时或将加剧行业竞争。

④电源:2016年以来,车载电源行业毛利率进入下行通道,从2016年的35%下 滑至2018年的22%。补贴退坡导致下游压力激增,由于集成产品通常需要同主机厂 定制开发,价格决定机制较为复杂,受主机厂压力转嫁的影响更大,因而价格下跌 明显,毛利承压。

⑤电机电控:2016年后开始景气度下行,受下游补贴退坡影响和主机厂成本转 嫁压力,行业竞争加剧,同时叠加产能过剩危机,外资冲击国内市场,2019以来行 业大规模亏损。

赛道挑选:IGBT>热管理>电机电控>继电器>电源。从长期角度,赛道挑选主 要看空间、格局和盈利性,其中格局又由技术、供应链、资金等壁垒决定;从中短 期角度,景气度高的赛道更具投资价值。我们从以上这些维度出发对五个细分行业 进行打分和赋权,从低至高分别给予1-5分,权重分配逻辑如下:(1)赛道优劣主 要看长期广度和纵深,短期景气度作为参考值权重较低,给予15%;(2)行业空间 和壁垒奠定龙头规模,权重分别为35%、30%;(3)盈利能力是在规模基础之上再 提高效率,参考ROE指标,权重20%。

行业长期和中短期指标中,技术因素影响最为深远,技术趋势决定了长期价值 量的走势和技术壁垒,一定程度影响供应链壁垒,技术溢价带来较高的盈利指标, 同时也影响了行业竞争格局。 

龙头红利:继电器>热管理>电源>电机电控>IGBT。我们认为本土龙头企业多 大程度上能受益行业红利主要取决于当下以及未来的市场份额,全球龙头强于国内 龙头。

①继电器作为出海进度最快的细分行业,龙头宏发股份以14%的全球市场份额 领先一众国内对手,而国际对手业务收缩、宏发锁定优质外资主机厂未来5年供应链 也将持续推高其市占率

②热管理本土龙头尽管目前在全球市场份额较低,但筹备热泵集成、进军高层 次集成产品已有所收获,如银轮股份、奥特佳均获外资定点,持续推动进阶Tier1, 凭借优质产品和技术布局有望不断提升集成产品订单份额,做大产值,提高市占率, 享全球行业红利。

③电源龙头也已逐渐切入外资车企供应链,且国内市场龙头集中度较高。

④电机电控的未来在于电驱动桥,目前少数外资厂商能够量产,本土厂商无论 在技术还是供应链方面都有差距,难以切入外资车企。且国内市场竞争加剧,外资 第三方和主机厂不断挤压本土第三方厂商的市场空间,市场集中度较低。

⑤车用IGBT市场艰难开启国产替代,且行业技术和设备垄断现象严重,国内产 业链突破封锁较难,国内龙头市占率提升仍需时日。

我们优选赛道和龙头潜力俱佳的热管理行业,长期看继电器龙头成长确定性也 较高,建议关注相关公司:

①热管理——三花智控:电子膨胀阀全球第一,国内市占率37%,配套特斯拉、 大众、奔驰、宝马、沃尔沃等优质外资车企和比亚迪、吉利、上汽、蔚来等自主品 牌与新势力,且领先布局下一个技术风口二氧化碳冷媒技术,已率先开发二氧化碳 产品解决方案,技术达国际领先水平。

②热管理——银轮股份:国内热交换龙头,油冷器市占率45%,中冷器市占率 35%,热泵集成配套吉利PMA-2平台(smart车型)、江铃新能源,零部件进入特斯 拉、沃尔沃供应体系,产品与技术受市场认可,热泵产品已经切入紧凑型车型。

③继电器——宏发股份:全球/国内市占率14%/28%,2019年高压直流继电器 全球市占率超20%,远超其他本土竞争对手。特斯拉、大众、奔驰等海外标杆整车 厂项目均已实现指定或量产,是大众和奔驰的唯一供货商,2019年收购海拉电子继 电器业务将继续拓宽客户尤其是欧洲车企资源。

而对于电机电控和IGBT这两个行业,我们认为可关注其龙头的发展动态:

①电机电控——汇川技术:多元布局保障相对平稳的盈利能力,抗风险能力较 强。研发投入行业领先,电控产品技术领先国内主流水平,电驱动桥产品峰值功率 1.38W/g接近国际领先水平,新能源乘用车领域顺利拓展广汽、吉利、长城等自主品 牌和威马、小鹏等新势力,伴随新势力带动国内乘用车结构性增长,预计2020年持 续放量。

②IGBT——比亚迪:国内车规级IGBT龙头,技术水平处于国内前列,与国际 领先水平尚有隔代差距。2020年4月比亚迪半导体公司独立,5月26日完成19亿元A 轮融资,6月15日完成8亿元A+轮融资,引入韩国SK、英威腾等30余名战略投资者, 融资额主要用于产能扩张、人才引进等。根据公司近期披露的融资规模、上市准备, 未来比亚迪有望扩大国内领先优势,领衔推进IGBT国产化进程。

③IGBT——斯达半导:国内IGBT龙头,是国内第六代技术领军企业。利用长 期技术沉淀切入车规级市场,配套英威腾、汇川技术等动力总成供应商,完善新能 源汽车市场布局。2016年以来产能保持45%以上扩张速度,远高于国内需求23%增 速,推动市占率提升。

④电机电控——卧龙电驱:坚定国际化战略的电机龙头,分散国内红海竞争带 来的盈利压力,代工采埃孚卡位国际Tier 1供应链,2019年6月获22.59亿元大额订 单,2019年与采埃孚成立合资公司,建成年产量达10万台新能源电机的世界顶级全 自动生产线,此外2019年采埃孚获得宝马150亿欧元和FCA大额混动变速箱订单(其 中电机价值量占比10%)。

      

                  


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