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電源是將一種制式的電能轉(zhuǎn)化成其他制式電能的裝置。電源不同于電池，其本身并不產(chǎn)生電能，而是將一種制式（電流、電壓）轉(zhuǎn)化成另一種制式（電流、電壓）的裝置。不同元器件、模塊標(biāo)準(zhǔn)工況下的電流、電壓并不相同，而不同的電源可以為相應(yīng)元器件、模塊等提供適合的電流、電壓，故電源被稱作電子設(shè)備心臟。作為電子設(shè)備中的重要組成部分，電源廣泛應(yīng)用于消費電子、通信、工業(yè)、汽車、航空航天等下游領(lǐng)域。

電源的分類

電源系統(tǒng)通常需要多次電流、 電壓變化，才可將外部電能轉(zhuǎn)化為電子設(shè)備標(biāo)況下所需電能。按輸入、輸出電能的形式分類，電源可分為 AC/AC 電源（交流轉(zhuǎn)交流）、AC/DC 電源（交流轉(zhuǎn)直流）、DC/AC 電源（直 流轉(zhuǎn)交流）及 DC/DC 電源（直流轉(zhuǎn)直流）。其中，AC/DC 電源主要負(fù)責(zé)將發(fā)電機(jī)輸出的交流電轉(zhuǎn)化為大電壓直流電，實現(xiàn)對電能的“粗調(diào)”；DC/DC 電源主要負(fù)責(zé)將蓄電池或經(jīng) AC/DC 電源變換后的直流電，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為適合下游元器件工作的小電壓直流電，實現(xiàn)對電能的“精調(diào)”。

△DC/DC模塊電源產(chǎn)品 外部（資料來源于VICOR官網(wǎng)）

按產(chǎn)品名稱和原理分類，開關(guān)電源為主要品種。根據(jù)中國電源學(xué)會出版的《中國電源行業(yè)年鑒 2021》，電源按產(chǎn)品名稱和原理可主要分為開關(guān)電源、UPS 電源、線性電源、逆變電源、變頻器電源和其他電源。開關(guān)電源是指通過控制開關(guān)開通和關(guān)斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，具備功耗小、轉(zhuǎn)化效率高、負(fù)載穩(wěn)定度高等優(yōu)點，故其已經(jīng)逐步代替線性電源成為電源主要品種，占電源市場規(guī)模一半以上。

模塊化大勢所趨

厚膜及微電路電源各有千秋

多數(shù)模塊電源基于開關(guān)電源原理，為 DC/DC 電源。模塊電源又稱為電源模塊，是指可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供應(yīng)器，可為專用集成電路（ASIC）、數(shù)字信號處理 器（DSP）、微處理器、存儲器、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）及其他數(shù)字或模擬負(fù)載供電。大多數(shù)模塊電源基于開關(guān)電源原理，為 DC/DC 電源（直流轉(zhuǎn)直流），作為二次電源實現(xiàn)電能的“精調(diào)”。

模塊電源位于產(chǎn)業(yè)鏈中游，電子材料及元器件為主要原材料。電源產(chǎn)業(yè)鏈包括原材料供應(yīng)商、電源制造商、設(shè)備制造商和行業(yè)應(yīng)用客戶。原材料供應(yīng)商處于電源產(chǎn)業(yè)鏈上游， 提供控制芯片、功率器件、變壓器、PCB 板等電子器件；模塊電源企業(yè)處于產(chǎn)業(yè)鏈中游， 采用不同的設(shè)計和生產(chǎn)方案，將上游元器件加工成模塊電源產(chǎn)品；下游設(shè)備商主要為航空 航天院所及整機(jī)企業(yè)、通信設(shè)備制造商等，負(fù)責(zé)將模塊電源集成入相應(yīng)電子設(shè)備中。

集成化、小型化大勢所趨，模塊電源優(yōu)勢明顯。如今電子設(shè)備內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，集成化可有效減少內(nèi)部引線長度降低寄生參數(shù)，降低電源系統(tǒng)設(shè)計成本；小型化在航空航天等對體積、重量、參數(shù)分配要求嚴(yán)苛的領(lǐng)域占有優(yōu)勢。模塊電源集成度高，并具備通用性強(qiáng)、靈活性高、散熱較好、可靠性高等優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用在航空航天、通訊、新能源車等領(lǐng)域。

微電路工藝及厚膜工藝

集成化趨勢下“和而不同”，微電路工藝及厚膜工藝為主要路徑。按工藝區(qū)分，模塊電源可分為微電路電源（PCB 工藝）及厚膜電源（厚膜工藝），二者均可使電源集成度進(jìn)一步提升：①PCB 工藝：是指運用自動化設(shè)備，將表面貼裝元器件安裝、焊接在印制好的 PCB 板上，而后進(jìn)行入殼封裝并形成模塊電源產(chǎn)品的過程。②厚膜工藝：采用絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)等厚膜工藝在同一基片上制作無源網(wǎng)絡(luò)，而后在其上組裝半導(dǎo)體器件芯片、單片集成電路、微型元件等，再外加封裝形成模塊電源產(chǎn)品。

微電路電源和厚膜電源的區(qū)別

微電路電源和厚膜電源各有千秋。工藝角度，微電路電源與厚膜電源區(qū)別主要在基板及封裝環(huán)節(jié)：1）基板：微電路電源在外采PCB板上直接貼片組裝，而厚膜電源首先在“白板”上印制所需電路結(jié)構(gòu)，故厚膜工藝也被稱作“微電子”工藝。2）封裝：厚膜電源通常充入氮氣等惰性氣體，進(jìn)行金屬氣密封裝。由于二者工藝差異，厚膜電源通常成本及技術(shù)難度更高、可靠性更好、可儲存時間更長、溫度范圍更寬、體積重量更小主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域；微電路電源成本較低、大功率表現(xiàn)更好、通用性更強(qiáng)，除航空航天外還廣泛應(yīng)用于通訊等領(lǐng)域。

功率變換器主要性能發(fā)展趨勢

[資源來源于《高功率密度DC/DC模塊電源研究》]

高功率密度和高效率

高功率密度、高效率為發(fā)展趨勢，數(shù)字化方興未艾。①高功率密度：在下游應(yīng)用端 小型化、輕量化需求引領(lǐng)下，在更小體積、更輕質(zhì)量的情況下輸出更大功率是主要發(fā)展趨勢；②高效率：功率密度提升通常伴隨著發(fā)熱量的提升，且在提升至一定程度后往往會受散熱問題限制。通過降低功率器件損耗來降低模塊電源發(fā)熱量，是功率密度提升的應(yīng)有之義。此外，通過數(shù)字化編程實現(xiàn)控制策略與保護(hù)邏輯，可以有效簡化模塊電源外圍電路，進(jìn)一步縮小體積、提升功率密度，故數(shù)字化也逐步成為模塊電源重要發(fā)展方向。

信息化搭臺 國產(chǎn)化起舞

軍民有別 高可靠為核心要義

由于應(yīng)用終端特殊性等，高可靠為軍用模塊電源核心要義。作為較基礎(chǔ)的元器件，軍用模塊電源廣泛應(yīng)用于海、陸、空、天的各式電子化、信息化裝備中，下游涵蓋軍機(jī)、導(dǎo)彈、火箭、雷達(dá)、衛(wèi)星、艦船、裝甲車等各終端。軍品工作環(huán)境常涉及較極端的工況，如導(dǎo)彈在軌時需面對強(qiáng)加速度、強(qiáng)振動、高溫等極端環(huán)境，對于元器件抗振動、耐沖擊、耐高溫等要求較高；衛(wèi)星在軌時需面對較大溫差以及宇宙射線的干擾，著重強(qiáng)調(diào)寬溫度范圍、 抗輻照等性能指標(biāo)。同時，航空航天等下游設(shè)備具備成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、一旦故障即會造成嚴(yán)重?fù)p失。綜上，質(zhì)量為軍用模塊電源最為核心的要求。

由于高可靠需求及軍品機(jī)制，軍用模塊電源從研發(fā)到生產(chǎn)均與民品有別。以下將從進(jìn)入資質(zhì)、訂單模式、研發(fā)、生產(chǎn)模式、生產(chǎn)工藝五大方面說明軍用與民用模塊電源區(qū)別：

 ① 進(jìn)入資質(zhì)

需多重資質(zhì)認(rèn)證。軍用模塊電源企業(yè)首先需取得“軍工三證”，即 軍工產(chǎn)品質(zhì)量管理體系認(rèn)證、武器裝備科研生產(chǎn)單位保密資格認(rèn)證、裝備承制單位資格認(rèn)證；其次，需取得中國軍用電子元器件質(zhì)量委員會頒發(fā)的各種國軍標(biāo)生產(chǎn)線認(rèn)證；最后，需通過下游設(shè)備廠商的供貨資質(zhì)認(rèn)證，方可進(jìn)入軍用模塊電源行業(yè)進(jìn)行供貨。

 ② 訂單模式

小批量、多品類，定制化程度高。由于武器裝備型號種類繁多， 各型號對于電源參數(shù)需求不同，故相較于民品而言，軍品訂單具備小批量、 多品類的特點，且常需要根據(jù)下游需求開發(fā)高度定制化產(chǎn)品。

 ③ 研 發(fā)

周期較長。由于軍品在產(chǎn)品驗證部分普遍較民品周期更長，且部分軍 品模塊電源需與下游客戶一起聯(lián)合研制，故軍品模塊電源研發(fā)周期通常長于 民品模塊電源。由于小批量、多品類訂單模式，軍品定制化研發(fā)的占比較高。

 ④ 生產(chǎn)模式

以銷定產(chǎn)為主。軍品通常采用以銷定產(chǎn)模式進(jìn)行排產(chǎn)，在公司內(nèi) 部評審訂單后，再根據(jù)訂單進(jìn)行物料準(zhǔn)備。同時，軍品也會輔以一定程度的 產(chǎn)品儲備，來縮短產(chǎn)品交貨周期，快速響應(yīng)市場需求。

 ⑤ 生產(chǎn)工藝

可靠性要求致使檢驗步驟增多。相比于民品模塊電源，軍品模塊電源在生產(chǎn)過程中檢驗步驟較多，從而保證生產(chǎn)流程可溯源的同時，進(jìn)一步提升產(chǎn)品可靠性。

△軍用電子元器件

由于從資質(zhì)認(rèn)證到生產(chǎn)工藝等方面的差異，軍品模塊電源較民品附加值更高。由于軍品的資質(zhì)壁壘以及較長的研發(fā)、驗證周期，新品通常需要 3-5 年的時間才可能形成規(guī)模收 入；同時，小批量、多品類、高度定制化的訂單模式也帶來了額外的管理要求，且較難形成明顯的規(guī)模效應(yīng)；此外，軍方下游客戶最為看重可靠性，而對于價格的敏感度相對較弱。綜合上述因素，軍品模塊電源往往定價較高，且相較于民品具備更高的附加值。以國內(nèi)模塊電源核心供應(yīng)商新雷能為例，其特種業(yè)務(wù)毛利率持續(xù)高于通信業(yè)務(wù)，2021 年特種業(yè)務(wù)毛利率達(dá) 60.9%，而通訊業(yè)務(wù)毛利率為 26.8%，軍品毛利率明顯較高。

信息化提速

百億賽道蓬勃發(fā)展

我國強(qiáng)軍目標(biāo)明確，信息化建設(shè)提速。軍隊信息化意為通過信息化整合，實現(xiàn)目標(biāo)探 測跟蹤、指揮控制、火力打擊、戰(zhàn)場防護(hù)和毀傷評估功能一體化，以及聯(lián)合指揮中心和各 軍種作戰(zhàn)組織的一體化。我國自 1998 年起發(fā)布的 10 部《國防白皮書》中多次闡述我國軍 隊信息化建設(shè)的要求及進(jìn)程，黨的十九大也提出“確保 2020 年信息化建設(shè)取得重大進(jìn)展” “力爭到 2035 年基本實現(xiàn)國防和軍隊現(xiàn)代化”，相較于十八大時期的“三步走”，將實現(xiàn)軍隊現(xiàn)代化的目標(biāo)提前了 15 年。在政策驅(qū)動下，軍隊信息化建設(shè)正快速推進(jìn)。

在軍隊信息化建設(shè)提速背景下，國內(nèi)軍用模塊電源行業(yè)將受益于：武器裝備加速換裝列裝和新式裝備電子系統(tǒng)價值量占比提升，迎來快速成長。

武器裝備“補(bǔ)償式”發(fā)展空間廣闊

國防支出方面，我國 2021 年國防預(yù)算占 GDP 比重約 1.2%；對比其他軍事強(qiáng)國（集團(tuán)）軍費占 GDP 比重，美國維持 在 3.2%左右，印度維持在 2%左右，北約秘書長也多次敦促成員國將該比例提至 2%以上，我國國防支出仍有較大提升空間。裝備數(shù)量及結(jié)構(gòu)方面，我國軍機(jī)在數(shù)量及代次結(jié)構(gòu)上均與美國有較大差距，據(jù)《World Airforces2022》 （Flight Global），2021年我國軍機(jī)總量仍不足美國的一半，其中三代機(jī)、四代機(jī)占比合計僅 54%（美國幾乎全為三代機(jī)及以上），我國武器裝備建設(shè)仍存 廣闊空間。模塊電源作為較基礎(chǔ)的功能模塊，其需求將伴隨裝備放量而快速增長。

先進(jìn)武器裝備電子系統(tǒng)價值量占比提升

在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革推動下，武器裝備遠(yuǎn)程精確化、智能化、隱身化、無人化趨勢更加明顯。海、陸、 空、天武器裝備中電子系統(tǒng)的功能趨向多元化，結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜化，價值量占比迎來持續(xù)提升。平均來看，單個武器裝備模塊電源用量及價值量將進(jìn)一步提升，拉動行業(yè)需求進(jìn)一步擴(kuò)容。

△2027年國內(nèi)軍用電源市場規(guī)模（單位: 億美元）

[來源于Reportlinker(含預(yù)測）,中信證券研究部]

預(yù)計 2027 年國內(nèi)軍用電源市場規(guī)模達(dá) 28億美元，對應(yīng) 2021-2027 年 CAGR 為 11.9%。據(jù) Reportlinker，2020 年全球軍用電源市場規(guī)模達(dá) 73 億美元，預(yù)計 2027 年規(guī)模達(dá) 124 億美元，對應(yīng) CAGR 為 7.8%；預(yù)計 2027 年國內(nèi)軍用電源市場規(guī)模將達(dá) 28 億美元，對應(yīng) 2021-2027 年 CAGR 為 11.9%，我們據(jù)此推算得 2020 年國內(nèi)軍用電源市場規(guī)模約 12.7 億美元（按當(dāng)年平均匯率折算約 88 億元）。在武器裝備加速換裝列裝、先進(jìn)武器裝備電子 系統(tǒng)價值量占比提升兩大邏輯驅(qū)動下，軍用模塊電源市場正蓬勃發(fā)展。

自主可控需求迫切

國內(nèi)企業(yè)迎黃金發(fā)展機(jī)遇

海外廠商長期主導(dǎo)，貿(mào)易摩擦為國產(chǎn)替代外源催化。國內(nèi)電源模塊行業(yè)起步較晚，美 國 VICOR、Interpoint、VTP 等廠商長期主導(dǎo)國內(nèi)軍用電源模塊市場。據(jù)甘化科工公告， 2018 年以前，國內(nèi)軍用模塊電源國產(chǎn)化率不足20%。2018 年中美貿(mào)易摩擦爆發(fā)，美國限制包括部分模塊電源在內(nèi)的電子元器件對華出口，供給端進(jìn)一步收緊；同時，軍改影響逐步落地，下游采購備貨總體較 2017 年有較大提升，需求端缺口進(jìn)一步放大。供需兩端催化下，模塊電源自主可控需求迫切。

國內(nèi)外差距逐步縮小，技術(shù)為國產(chǎn)替代內(nèi)核驅(qū)動。近年來，國內(nèi)模塊電源廠商在大功 率、高可靠、高功率密度等技術(shù)領(lǐng)域不斷取得突破，部分模塊電源產(chǎn)品已可對標(biāo)國際先進(jìn) 水平。微電路電源而言，新雷能高壓全磚模塊電源產(chǎn)品已可在輸入電壓、輸出功率等指標(biāo)中對標(biāo) VICOR 產(chǎn)品，甚至在轉(zhuǎn)化效率上更優(yōu)；厚膜電源而言，中電科 43 所、振華微電子 等公司產(chǎn)品可兼容 Interpoint、VPT、IR、DDC 等國外公司同類產(chǎn)品，可研制航天一院、五院、八院要求的 LMS、CAST、SAST 等級產(chǎn)品，國產(chǎn)電源可在各主要參數(shù)上對標(biāo)國外競品，甚至在抗輻照等領(lǐng)域更優(yōu)。

國產(chǎn)替代方興未艾，國內(nèi)企業(yè)快速發(fā)展。貿(mào)易摩擦致使 VICOR 中國區(qū) 2019 年收入 同比-46.6%至 3.9 億元，而在技術(shù)驅(qū)動及貿(mào)易摩擦催化下，以新雷能、振華微等公司為代 表的國內(nèi)廠商迅速成長，2019-2021 年新雷能軍品、振華微、VICOR 營收 CAGR 分別為53.5%/45.6%/-3.2%，新雷能與振華微的凈利潤 CAGR 更是分別達(dá)到98.7%/162.7%。在行業(yè)下游需求拉動以及國產(chǎn)替代加速推進(jìn)背景下，國內(nèi)企業(yè)正迎來快速發(fā)展期。“小核心大協(xié)作”下外協(xié)趨勢明顯，民企迎黃金發(fā)展機(jī)遇。伴隨軍品配套體系改革， 產(chǎn)業(yè)鏈中下游國企及科研院所逐步聚焦整機(jī)與相關(guān)分系統(tǒng)的研制生產(chǎn)，元器件、模塊、組件等中上游配套外協(xié)趨勢明顯，體系外民企在電源模塊行業(yè)中參與的廣度和深度均在不斷 提升。在行業(yè)整體向好的發(fā)展趨勢以及“小核心大協(xié)作”的持續(xù)推進(jìn)下，民營企業(yè)將迎來黃金發(fā)展機(jī)遇。

助力電源企業(yè)持續(xù)增長

洞察行業(yè)趨勢，擁抱未來機(jī)遇，遠(yuǎn)大方略聚焦電源行業(yè)發(fā)展趨勢，專研行業(yè)解決方案，為企業(yè)量身定制改善方案，幫助企業(yè)突破增長瓶頸，打造企業(yè)核心競爭力，實現(xiàn)戰(zhàn)略性增長。

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