圖片來源@視覺中國
文｜軒元資本
說到電容器，可能大多數人的第一反應是個像“螺絲釘”一樣的普通常見的元器件。但是從2021年開始，資本已經看到了這個細分領域高速增長的可能：
一級市場上，細分龍頭企業上海鷹峰电子今年連續完成兩輪融資，估值大幅上漲；二級市場上，相關上市公司也在大舉擴產。其中法拉电子車用薄膜電容2021年擴產100%，2022年計劃再擴產100%；江海薄膜電容器不僅在消費類电子和工業類裝備進入大批應用階段，而且在新能源電動汽車和軍工領域開始批量交付，2022年車用薄膜電容也將擴產70-80%。
薄膜電容，這個看起來“小眾”的賽道，為什麼在今年突然火起來了？
作為明星標的鷹峰电子的兩輪投資方，軒元資本將在本文中從市場需求、技術壁壘和產業鏈的角度，解剖薄膜電容領域的投資邏輯。
01 薄膜電容器介紹
電容器是電路中必不可少的基礎电子元件，在兩極導電物質間以介質隔離，並將電能儲存其間，幾乎所有的电子設備中都要用到電容器。根據使用材料和結構，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，不同類型的電容器具備不同的特點，因此各有不同的適用場景。
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鋁電解電容：該類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現。鋁電解電容有極性，容易獲得大容量、高耐壓，且價格低廉，但高頻特性不好，常用做電源輸入輸出濾波電路；由於內部充有電解液，鋁電解電容怕高溫，長期高溫會使電解液揮發而失效，造成耐壓下降。代表性公司：江海股份（002484）、艾華集團（603989）等。
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鉭電容：鉭電容採用固體鉭為主要材料，沒有電解液，使用燒結后的鉭粉作為陽極，鉭氧化膜做介質，錳氧化物做陰極實現。鉭電容有極性，特點是等效串聯電阻（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於介質的介電能力和體積，在容量一定的情況下，介電能力越高，體積就可以做的越小），鉭性質穩定，溫度特性更好，高頻特性好；但價格較高，工作電壓較低。代表性公司：振華科技(000733)、宏達电子(300726)、東方坦業(000962)等。
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陶瓷電容：以陶瓷為介質材料的電容器，這類電容器分支種類繁多，包括各種封裝和耐壓，其中內部的介質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製成。陶瓷電容沒有極性，帶導線的陶瓷電容普遍有較高的耐壓，用在有安規要求的高壓場合；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、價格低、高比容、高精度的特點，能應用到高頻，但材質較脆，相對容量較低。代表性公司：風華高科（000636）、三環集團（300408）等。
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薄膜電容：以金屬箔當電極，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，卷繞成型或採用金屬化鍍膜做電極製成。薄膜電容無極性，絕緣電阻高，耐熱性好。具有自愈性和無感特性。頻率特性優異（頻率響應寬廣），電容量與損耗角在很大頻率範圍內與頻率無關，隨溫度變化很小，而介電強度隨溫度升高而有所增加，這是其他介質材料難以具備的。代表性公司：法拉电子（600563）、鷹峰电子、江海股份（002484）、銅峰电子（600237）等。
根據中國电子元件行業協會數據，陶瓷電容器因其適用領域廣、性價比較高，2019年佔全球電容器市場比例超過50%，其次為鋁電解電容（佔比超過30%），薄膜電容器、鉭電解電容器佔比均低於10%。與其他電容器相比，薄膜電容器由於耐高溫耐高壓性能優異、可靠性好、壽命長、具有過壓自愈能力等優點。在各類變頻、交直流轉換的場景中，如新能源汽車的電驅、OBC、充電樁，以及光伏、風電的逆變器、變流器中，薄膜電容的應用十分廣泛。
薄膜電容憑藉其突出的耐溫耐壓性能，在新能源場景下可實現直流支撐（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直流母線與逆變器連接，這種方式被稱為直流支撐（DC-Link）；逆變器在從DC-Link得到有效值和峰值很高的脈衝電流的同時，會產生很高的脈衝電壓，因此選擇使用DC-Link電容器來吸收從DC-Link端接收的高脈衝電流，並且避免電壓過沖和瞬時過電壓的影響 。
在新能源汽車領域來看，薄膜電容器主要應用於車載逆變器、車載充電器（OBC） 和充電樁。
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逆變器：逆變器將電池輸出的高壓直流電轉換為電流和頻率可變的三相交流電（DC-AC電路）供電動汽車的電機運轉。高效的逆變器技術需要功能強大的功率模塊進行逆變、與之匹配的DC-Link電容器進行直流支撐、以及吸收電容進行電壓吸收。
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車載充電器：OBC系統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。薄膜電容的應用場景包括EMI濾波電容、DC-Link電容、輸出濾波電容、諧振電容、功率因數校正（PFC）等。
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充電樁：充電樁分為交流充電樁和直流充電樁。直流充電樁採用高電壓、大功率，被稱為“快充”，需要輸出濾波電容及DC-Link電容等。
車規級的薄膜電容器相比較其他產品上的薄膜電容產品對於性能和穩定性有嚴格的要求。比如，測試溫度範圍最高耐受要求是150℃，測試溫度也有85℃，除了要耐高溫，其他比如腐蝕，抗老化和抗衝擊振動等要求得非常的高，AEC-Q200認證測試規定車規級電容為了保證較長的使用壽命，溫度周期可達1000個周期。
因此，薄膜電容器在新能源領域（風光儲和電動車）存在可觀的增量需求，成為了被動元件領域最為受益新能源需求的核心細分賽道。其中，車規級的薄膜電容器作為電力电子行業的中上游元器件，正隨着新能源市場的快速發展，得到更加廣泛的應用和市場的快速擴張。
02 市場規模增速加快，將成為最受益新能源需求的核心細分賽道
薄膜電容器的快速增長的市場需求主要可以分成兩塊：一塊是新能源汽車，另一塊是風力、光伏發電。
首先，是新能源汽車市場：
知名研究機構彭博新能源財經日前發布《新能源汽車市場長期展望》預測，到2025年，全球新能源汽車銷量將超過2000萬輛，其中中國的銷量將接近1000萬輛。全球知名諮詢機構麥肯錫近期發布了一份關於新能源汽車的數據報告，預計到2030年，新能源汽車的全球銷量佔比將高達50%。國際能源署(IEA)最新發布的《清潔能源進展跟蹤報告》(Tracking Clean Energy Progress)中預測“到2030年全球電動汽車將佔新車銷量的60%”。
根據乘聯會公布的數據，2022年1-11月純電動零售銷量累計達到379.1萬輛，同比增速為85.3%；插電混動銷量累計達到123.1萬輛，同比增速146.7%。新能源汽車中，純電佔比75.5%，混動佔比24.5%。
一般來說，每台純電新能源車電驅動系統需要一個薄膜電容器，有些高端純電車型配置雙電機，也就意味需要兩個，而混動新能源汽車也需要兩個。假設平均一台新能源汽車需要1.3個薄膜電容器，平均每個300元，單車電驅動系統需要薄膜電容器近400元，加上車載OBC等相關需要70元，一台車合計460元。按照2025年全球2000萬台新能源汽車，車載薄膜電容將達到92億元。如果2030年全球新能源銷量達到50%，即4000萬台左右，那麼市場容量接近200億元。
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針對新能源汽車續航短、充電慢兩大痛點，車企紛紛布局800V高壓平台。保時捷2019年發布的Taycan是全球首款搭載800V超高壓系統的車型，吉利SEA浩瀚架構、極狐阿爾法S、阿維塔11、小鵬G9、長城機甲龍都是800V高壓平台。電壓平台提高後會增加薄膜電容價值量，部分車型採用DC/DC升壓方案，需加裝一個DC/DC，也增加電容量用量。總體而言，大約單車價值量10%~20%。
其次，光伏、風力發電市場：
薄膜電容是光伏逆變器中非常重要的元器件，對於輸出電流進行濾波，防止電壓劇烈變化影響元器件的壽命等。在光伏設備中，較多的應用場景均可選用薄膜電容或鋁電解電容，但由於薄膜電容出色的穩定性與壽命，目前採用薄膜電容的解決方案成為趨勢。
國際能源署《2021年世界能源展望》報告中表示，預計到2025年全球光伏裝機量保守預計為270GW，樂觀預計為330GW。
資料來源（國際能源署IEA）
國泰君安相關研究報告測算，單台光伏逆變器使用的薄膜電容器價值量約為300-400元，光伏逆變器對薄膜電容的平均需求量約為6000元/MW。那麼按照270GW裝機量計算，2025年光伏對應薄膜電容器市場16.2億元。
據浙商證券研究所預測，預計到2025年全球風電裝機量達到152.6GW。由於風電直接輸出的是低頻交流電，而光伏輸出的是直流電，風電用薄膜電容價值低於光伏，假設按照5000元/MW計算，2025年風電對應薄膜電容器市場7.63億元。
預計到2025年，新能源領域相關的薄膜電容器需求將有望接近120億，並有望在2025年後繼續保持較高的增長速率。考慮到中國在無論是新能源汽車還是光伏、風電領域的全球影響力，供應鏈的相關公司不僅可以抓住國內快速增長的機會，還可以伴隨下游巨頭們的出海分享全球市場的紅利。
03 行業壁壘：金屬化鍍膜技術與基膜是核心
薄膜電容器的上游產業鏈中的主要環節為樹脂—塑料基膜—金屬化膜—薄膜電容器，生產難易程度為塑料基膜>金屬化膜>薄膜電容器>樹脂。
在技術壁壘方面，薄膜電容上游產業鏈中基膜和金屬化膜的製造為關鍵技術難點。
首先來看塑料基膜。基膜是非常關鍵的原材料，影響薄膜電容的壽命及電氣性能，其技術指標的好壞對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，介質強度，介質損耗，粗超度。
基膜的質量主要由原材料和拉膜工藝兩個因素決定。目前高端基膜仍由日系廠商把控，如東麗、王子等；國內中低端基膜有不少企業生產，如福建嘉德利、河北海偉、浙江南洋 、安徽銅峰、湖北龍辰等，部分也能生產高端基膜。基膜生產線絕大多數以進口設備為主，其中德國布魯克納佔據絕對優勢，國內企業也嘗試在該領域取得突破。其工藝跟電池隔膜相似，先對樹脂進行高溫融化，通過模頭噴出后，採用雙向拉伸法。
薄膜電容器的電介質使用PET、PP、PPS、PEN等各種聚合物材料。根據電介質類型的不同，薄膜電容器的特性將發生較大的變化，應用的領域也有所不同。例如，PP薄膜電容器具有良好的自愈性和高可靠性，因此被廣泛應用於車載和工業設備等領域 。
幾種不同基膜材料的對比
圖片來源：松下官網，中信證券
在保證可靠性的前提下，電容器廠商傾向於使用更薄的电子薄膜以實現縮小體積和降低成本的目標，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發展方向。
其次是金屬化膜，又稱金屬蒸鍍膜。這是指通過真空蒸發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，蒸鍍法能在實現小型化的前提下實現更大的電流，是目前主流的薄膜電容的類型。
薄膜電容的工藝流程可簡單總結為：在基膜上蒸鍍一層金屬化膜，然後將金屬化膜按照一定的規格裁切、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、圖案決定着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。
薄膜電容的蒸鍍電極具有自我修復功能，當薄膜上絕緣弱的地方被施加過高電壓導致擊穿時，鄰近處的金屬鍍層蒸發，在10微秒內使擊穿點與周圍極板隔開，電容器電氣性能即可恢復正常。還有些高端電容器帶“保險絲”功能，並非在基膜整個平面上形成蒸鍍膜，而是分割成多個領域並用狹窄的熔斷器相連接（如下圖所示），當發生超過自我修復功能極限的絕緣擊穿時，熔斷器會熔斷從而避免絕緣擊穿。
附帶”保險絲“功能的金屬化膜
圖片來源：松下官網
行業格局方面，根據Paumanok數據，全球範圍內薄膜電容頭部廠商包括松下（日本）、法拉电子（中國）、TDK（日本）、Kemet（已被國巨收購）、Nichicon（日本）等。在家電照明等泛消費場景，由於進入壁壘低，大、中、小各類生產廠商並存，格局相對分散；在包含電動車、風光儲的泛工業場景，進入壁壘更高，目前由松下、法拉电子、TDK 等頭部廠商佔據主導地位，國內如鷹峰电子、銅峰电子、江海股份後起之秀擠壓頭部廠商市場份額。
因此，評價一家薄膜電容企業是否有核心競爭力，一方面看在包括基膜、蒸鍍技術等上游環節是否有積累，另外一方面看是否具備規模效應。
04 軒元觀點：依靠中國新能源領先優勢，創業公司將實現全球化布局
今年，深耕新能源產業鏈進行投資布局的軒元資本完成了對鷹峰电子的兩輪投資，其投資邏輯如下：
首先，從市場規模的角度來看，新能源汽車還處於快速滲透階段，是薄膜電容未來最大的增量市場。
其次，從技術的角度來看，800V等高壓技術平台使用會提高單車薄膜電容價值量，短期混動的快速放量也是個重要的拉動。
第三，從產業鏈的角度來看，薄膜市場最主要的增長動力來自於新能源車與光伏、風電領域，而這些行業中國處於領先優勢，產業鏈本土化是下游市場的重要考量。
因此，國內新能源上游薄膜電容廠商將持續受益於國內新能源市場帶動，實現國產化替代，並實現全球化布局。
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