深度报告-20211223-天风证券-金属非金属新材料_高功率密度时代到来_哪些新材料最受益（一）__18页_2mb

金属非金属新材料行业深度研究总结

核心内容概述

随着新兴终端应用领域（如新能源汽车、光伏储能）对功率输出和空间占比要求的不断提升，电子电力行业正向高功率密度方向发展。高功率密度意味着在实现高效大功率输出的同时，追求电源系统内部功率转换器的小型化，这对电子元件提出了更高的性能要求，也催生了对高性能新材料的需求。

主要观点与关键信息

1. 高功率密度的定义与意义

• 定义：高功率密度是指在电源系统中，实现高效的大功率输出的同时，提升功率转换器的小型化。
• 公式：
  $$
  \text{功率密度} = \frac{U_0 \cdot I_0 (\text{功率})}{V (\text{体积})}
  $$
• 意义：高功率密度是电子电力产业发展的必然趋势，尤其在新能源、5G通信等高增长领域。

2. 实现高功率密度的两种方案

• 方案一：开关高频化，通过提高开关频率来减小电容、电感体积。
• 方案二：增大电容与电感容量，以满足高功率输出需求。

3. 电感：高性能软磁材料成为关键

• 高频化对电感的影响：开关频率越高，电感体积越小，但需解决涡流损耗问题。
• 材料选择：
  • 高电阻软磁材料：降低高频带来的损耗。
  • 高Bs值软磁材料：提升电流承载能力。
• 主流材料：
  • 合金软磁粉芯：兼具高Bs值、高电阻率、低损耗，适用于高频高功率场景。
  • 纳米晶合金：已实现规模化应用，尤其在新能源汽车电机和无线充电模块。
  • 非晶合金：在配电变压器中广泛应用，推动节能提效。
  • 炭基铁粉：适用于汽车电子，具备抗磁干扰能力。

4. 电容：MLCC成为高容小型化趋势下的核心

• 电容精密化趋势：体积更小、容量更大。
• MLCC优势：
  • 高比容、高精度、高频特性好。
  • 结构为多层叠层，可有效减小体积。
• 内电极材料：
  • 传统Ag-Pd电极成本高，纳米级镍粉成为主流，成本仅为Ag-Pd的5%。
  • 镍粉粒径从微米级向纳米级发展，对MLCC性能提升至关重要。
• 市场预测：2025年全球MLCC用镍粉市场规模预计突破80亿元。

5. 电子封装：电子陶瓷封装成为主流

• 高频化对封装技术的要求：散热性能提升。
• 电子封装材料分类：
  • 陶瓷基：介电常数低、绝缘性好、热导率高，适合高频、高温环境。
  • 塑料基：成本低，但散热性能差。
  • 金属基：热导率高，但热膨胀系数不匹配，限制其应用。
• 发展趋势：陶瓷基封装材料成为高端电子封装主流，尤其在光通信、无线通信等领域。

细分赛道受益公司

标的公司推荐

风险提示

• 下游需求不及预期：光伏、新能源汽车、消费电子等市场增长可能低于预期。
• 原材料价格波动：软磁材料、MLCC用镍粉等原材料价格波动可能影响产品毛利率。
• 公司扩产不及预期：受疫情、限电等因素影响，部分公司产能扩张可能受限。

投资评级

总结

高功率密度趋势推动了电子电力行业对高性能材料的需求，尤其是在电感、电容、封装三大领域。高性能软磁材料、纳米级镍粉和电子陶瓷封装技术是当前最受益的细分赛道。受益公司包括铂科新材、博迁新材、云路股份、东睦股份、悦安新材和中瓷电子等。未来，随着新能源、5G通信等领域的持续发展，这些新材料公司将有望获得更高的成长空间。然而，也需关注下游需求不及预期、原材料价格波动及公司扩产不及预期等风险。