薄膜电容行业报告：新能源车、光伏、风电驱动，薄膜电容市场潜力巨大

薄膜电容是元器件的子行业，该细分行业首次覆盖，给与“增持”评级。在新能源车、风电、光伏等下游领域的推动下，薄膜电容的市场规模正稳步提升。在全球竞争对手中，受益于下游客户对上游供应商本土化的需求，国产公司有望享受市场份额与市场规模同时增长的发展红利。推荐在全球竞争力处于第一梯队的法拉电子、在光伏与汽车领域进展顺利的江海股份，以及同时具备基膜和电容器生产能力的铜峰电子。 薄膜电容在诸多电力电子领域具备独特的应用优势。薄膜电容具备高压、高容、寿命长的特点，且其薄膜的结构设计可保证电容器具备良好的自愈性。在直流支撑这一场景中，薄膜电容扮演者不亚于IGBT模块的重要性。受益于此，在各类变频、交直流转换的场景中，如电动汽车的电驱、OBC、充电桩，以及光伏、风电的逆变器、变流器中，薄膜电容的应用十分广泛。 2021-2025年的复合增速为13.3%，新能源车、光伏、风电是主要驱动力。我们测算新能源车使用薄膜电容的平均单车价值量在400元以上，光伏、风电对薄膜电容使用的价值量也非常高，分别约为6000元/MW，5000元/MW。受益于上述市场的增长，我们测算到2025年，薄膜电容的市场规模将达到240亿元，2021-2025年的复合增速为13.3%。其中2025年新能源车、光伏、风电市场带来的需求合计超过薄膜电容整体需求量的一半，分别是92亿元、18.5亿元与9.2亿元，2021-2025年的复合增速分别为33.9%、12.1%、8.23%。 产业链本土化驱动，国内厂商有望充分受益。新能源车、光伏、风电作为薄膜电容行业最重要的驱动力，无论是需求端还是供给端，中国在全球均具备非常重要的行业地位。国内玩家现在已经具备非常强劲的竞争实力，在下游客户对产业链本土化的需求提升之下，国内厂商未来的市场份额有望进一步增长。此外，薄膜电容需求的增长，对聚丙烯基膜的需求也随之增长，目前基膜正处于供不应求的状态，国内部分基膜公司已经具备3μm以下用于新能源车的基膜供应能力，在当前高景气之下，国产基膜公司也迎来了发展机遇。 风险提示：新能源车销量增长不及预期，聚丙烯树脂材料采购风险，原材料持续涨价风险。 1.薄膜电容：交直流转换的核心元器件 1.1.特点：高压、高容，具备自愈性 电容器是电路中必不可少的基础电子元件，在两极导电物质间以介质隔离，并将电能储存其间，几乎所有的电子设备中都要用到电容器。电容器根据所使用的介质材料的不同可以分为陶瓷电容、铝电解电容、钽电解电容、薄膜电容等类型。 不同类型的电容器具备不同的特点，因此各有不同的适用场景。薄膜电容具备高压、高容、高稳定性的特点，在风电、光伏、新能源汽车等高压、大电流等领域具备较强的适用性。 图1：薄膜电容适用于高压、高容量的场景 相比于其他类型的电容器，薄膜电容具备诸多优点： 良好的电学特性：薄膜电容具备无极性（不区分正负极）、等效电阻较低（ESR低，功率损耗低，可承受较大的纹波电流）、等效电感低（ESL低，减小IGBT开关动作时的尖峰电压）等特点。 电压强度高：在较多应用场景中，薄膜电容与铝电解电容均可作为备选方案，但相比于铝电解电容，薄膜电容可承受更高的电压强度。 在新能源汽车、太阳能和风能的部分应用场景中，涉及高压电力转换，要求其中的电容器能够承受几百甚至几千伏特的电压，这种场景之下，薄膜电容是最优的选择。 具备自愈性，使用寿命长：蒸镀电极具有自我修复功能，当薄膜上绝缘弱的地方被施加过高电压导致击穿时，周围的蒸镀膜瞬间氧化，恢复绝缘状态（如图2所示）。此外，高端薄膜电容的蒸镀电极有时还会结合保险丝图案使用，即并非在基膜整个平面上形成蒸镀膜，而是分割成多个领域并用狭窄的熔断器相连接（如图3所示），当发生超过自我修复功能极限的绝缘击穿时，熔断器会熔断从而避免绝缘击穿。在这种自愈性的加持下，薄膜电容一般都具备10年以上的寿命，这在新能源汽车、光伏、风电等对元器件寿命要求较高的领域具备较高的适用性。 图2：薄膜电容具备自愈性 图3：高端产品结合保险丝图案提高安全性 1.2.壁垒分析：金属化镀膜技术与基膜是核心能力 1.2.1.结构：以蒸镀电极型产品为主 薄膜电容分不同的类型与结构，也对应不同的生产工艺过程。目前主流的类型是将金属化薄膜卷绕的类型，因此影响产品质量的关键点包括基膜、蒸镀技术等环节。 从电极类型看，薄膜电容分为箔电极型与蒸镀电极型： 箔电极型：将作为内部电极的金属箔与塑料薄膜重叠并进行卷绕，薄膜电容早期多采用这种技术，目前占比逐渐减少，主要优势是工艺简单、可应用于大电流场合； 蒸镀电极型（金属化薄膜型）：在薄膜上蒸镀金属薄层（铝、锌等），由于蒸镀膜极薄，因此能在实现小型化的前提下实现更大的电流，是目前主流的薄膜电容的类型。 从结构上看，薄膜电容可分为叠层型和卷绕型两类： 叠层型为将多层聚合物薄膜叠加到一起，然后将叠层体装入壳内； 卷绕型为卷绕并冲压聚合物薄膜，然后将其装入壳内，由于便于制造，目前卷绕型薄膜电容器是较常使用的类型。 图4：从结构上分为卷绕型和叠层型 1.2.2.工艺流程：金属化镀膜是核心环节 金属化膜是工艺流程中的核心环节。薄膜电容的工艺流程可简单总结为：在基膜上蒸镀一层金属化膜，然后将金属化膜按照一定的规格裁切、卷绕后在两端焊接引线后装入外壳。其中金属化膜的厚度、材料、图案决定着薄膜电容的电气特性和寿命，因此金属化膜是决定薄膜电容性能的决定性指标。 图5：金属化镀膜是工艺流程的核心环节 掌握金属化镀膜核心蒸镀工艺是薄膜电容企业的重要壁垒。有部分公司的生产模式是外购金属化膜，并开展后续的生产工艺，这种模式之下，公司自身对薄膜电容的质量水平能力把握较差。而国内薄膜电容的龙头企业，比如法拉电子、江海股份、铜峰电子等，均掌握了自主的镀膜技术，保证了各自在市场上的竞争力。 1.2.3.上游：基膜是核心材料 薄膜电容器的电介质使用PET、PP、PPS、PEN等各种聚合物材料。 根据电介质类型的不同，薄膜电容器的特性将发生较大的变化，应用的领域也有所不同。例如，PP薄膜电容器具有良好的自愈性和高可靠性，因此被广泛应用于车载和工业设备等领域。 表1:采用不同电介质的薄膜电容产品特点不同 上述类型电介质中，PET（聚酯膜）和PP（聚丙烯膜）应用较为广泛。 其中聚酯薄膜多应用于对耐热要求较低的低电压、小型化的电子仪器和家用电器，而本报告第二章所述的汽车、绿色能源等领域使用的电力电容器多采用聚丙烯膜作为基膜。 基膜的技术指标对电容器的性能有决定性的作用。具体而言，基膜的主要性能要求包括以下方面： 厚度，电容器的容值与薄膜的面积成正比、与薄膜的厚度成反比，因此薄膜的厚度越小，相同体积的电容器的容值就会更大。一般电工级BOPP膜厚度至少在20μm以下，目前6μm的用量越来越多，汽车级的薄膜厚度一般要求在3μm以下； 厚度偏差，厚度偏差越小，电容量更易控制，也更不容易出现局部击穿； 介质强度，当基膜越薄时，耐压能力就会下降，为了在相同体积之下实现更好的耐压能力，对基膜的材料耐压的性能也会提出越来越高的要求 介质损耗，市场上通常用“普通料”和“高温料”来衡量原材料档次的高低，介质损耗越低的膜材能够允许电容器在更加恶劣（高压与高温环境）的环境下工作，不会导致电容膜热击穿或者电容急剧衰减。 粗糙度，与结晶度和拉膜工艺相关，粗糙度太高影响膜的电性能，过低不利于蒸镀、卷绕、浸渍等环节 基膜的质量主要由原材料和拉膜工艺两个因素决定。拉膜工艺方面。日本东丽是全球的行业龙头，目前依靠自身的技术积累可以对设备进行改造，用以改进薄膜的性能。目前我国主要依靠进口海外的拉膜设备，当前已经具备生产新能源车、光伏等领域的3μm以下厚度基膜的水平，国内水平比较高的包括铜峰电子、大东南、嘉德利等公司。 原材料方面，聚丙烯树脂材料国产供应仍有较大进步空间。聚丙烯树脂材料的供应方面，目前全球认可度较高厂家的包括北欧化工（比利时）、大韩油化（韩国）、日本住友，均采用脱灰工序生产。北欧化工产品曾经在中国市场长期垄断，在韩国、日本产品进入中国之后，原材料供应出现了一定的缓和。国产原材料在加工性能、质量稳定性、电性能上仍存在一定的不足，未来仍有较大的进步的空间。 1.3.应用：直流支撑(DC-Link)应用推升市场需求 薄膜电容应用广泛，一般用于高频滤波、高频旁路、一阶或二阶滤波电路。在家电、照明、工业、光伏、风电、电动汽车等下游中均有广泛的应用。从具体电路功能来看，薄膜电容一般可实现如下功能： 滤波，整流电路将交流变成脉动的直流，滤波后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压； 降低噪声，电流中有时会出现系统外的噪声干扰，电容在此时可降减少系统外噪声的干扰； 抑制和缓冲EMI，系统运行中，常出现突发的电流、信号干扰，EMI滤波器可减少突然进入系统的干扰电流、信号； 直流支撑DC-link，一般在交直流转换的场景中需要，起到滤波、储能的作用，用以支撑直流电路的稳定性。这是薄膜电容较为重要的应用场景，在各类变流器内有重要的应用； 储能，通过电容临时存储系统的电量，并在系统需要时放出较高的瞬间电流。 图6：薄膜电容可实现数种不同的功能 直流支撑在需要交直流转换、变化频率等场景较为常见，下游包括逆变器、整流器、交流变流器、直流变流器等等，是电动汽车、光伏、风电、储能、工业电源等下游领域中必须的核心设备。 直流支撑是薄膜电容器具备独特优势的场景。由于支撑电容同时需要兼具滤波和储能两大功能，其次对电容选型有着较高的要求： 高容：兼具储能功能的电容器的首要要求就是具备高容值，容值越大时，直流母线的电压波动机会更小。在这一需求之下，陶瓷电容一般无法满足要求； 高压：在部分场景中，需要上千伏特的耐压，铝电解电容无法满足这一需求； 寿命长：如前文所述，薄膜电容具备自愈性且安全性高，因此薄膜电容在这一场景之下优势较强。 直流支撑电容价值量较高。由于直流支撑电容一般电压、容值都比较大，因此应用于这一场景的薄膜电容器一般都价值量都比较高：普通的用于滤波、防止噪声等功能的电容器一般单价在10元以下，而直流支撑薄膜电容器单价一般在几十元至数百元人民币不等。 综上所述，在不同的场景之下，薄膜电容可体现出不同的功能特性，因此在各类下游领域中均有广泛的应用。其中在直流支撑这一需求场景之下，薄膜电容具备其他各类电容所不具备的优势，因此可广泛应用于工业、风电、光伏、储能、电动汽车等领域。上述领域当前均处于行业发展趋势良好的阶段，因此在这些领域的刺激下，薄膜电容的市场空间正逐步打开。 图7：薄膜电容下游应用广泛 2.市场：2022-2025行业复合增速有望达到13.3% 根据QY Research，薄膜电容2020年的市场规模为124.6亿元。我们测算，在电动汽车及其配套产业链、风电、光电、储能、工业等行业的需求推动下，市场规模到2025年有望达到240.9亿元，2021-2025年的复合增长率为13. 3%。 表2:电动汽车对薄膜电容需求的市场测算（亿元） 2.1.电动汽车：到2025年市场规模达92亿元，复合增长率33.9% 电动汽车有许多系统都会用到电容，其中在电驱、OBC、充电桩、空调压缩机等系统中，薄膜电容具备良好的应用空间。我们测算，2021年电动汽车使用的薄膜电容价值量约为28.6亿元，到2025年这一数字有望达到92亿元，4年的复合增长率为33.9%。 2.1.1.电驱系统使用的薄膜电容价值量约为200-400元 电驱是电动汽车最重要的核心部件，是把电能转化为机械能来驱动汽车的核心部件，起着传统汽车中“发动机+变速箱”的作用。在电驱系统中，将动力电池输出的直流电转换成交流电是电驱系统的核心功能。 薄膜电容在电驱之中即承担着非常重要的功能。简要而言，在控制IC与IGBT/SiC功率模块的共同作用下，由电池输出的直流电变为稳定的交流电供电机转动。但急剧的电流变化会造成大幅振荡电压，从而会导致半导体器件耐压恶化，并产生噪音，薄膜电容在