1、电感行业概述
(1)电感行业简介
电感是电子线路中必不可少的三大基础被动电子元器件(电阻、电容及电感器)之一,其工作原理是导线内通过交流电时,在导线的内部及周围产生交变磁通。利用这一性质制成的元器件称为电感器,简称为电感,其主要功能是筛选信号、信号处理、电源管理等。
电感器在电子元器件产业中占有重要的地位,根据安装方式不同,电感可分为插装电感、片式电感两类。由于插装电感因其固有的体积大、成本高,难以大规模生产等缺点,很难顺应“轻薄短小”的现代电子技术发展要求,其市场需求在逐渐减少。
相比之下,片式电感由于体积小、重量轻、电磁屏蔽性能优良、可靠性高、适应于高密度安装等优点,已取代插装电感成为电感中的主流产品。
根据工艺结构不同,电感可分为绕线型、叠层型、薄膜型和一体成型电感。
①绕线电感:把铜线绕在一个磁芯上形成一个线圈。绕线方式主要有圆柱形绕法和平面形绕法。绕线电感可提供大电流、高感值。高频电路用电感器是在塑料骨架、非磁性体陶瓷磁芯等上施加卷线制造而成的,一般电路用和电源电路用电感器主要使用的是铁氧体的筒形磁芯。
①叠层电感:将积层主体材料(铁氧体或陶瓷浆料)干燥成型,交替印刷导电浆料,最后叠层、烧结成一体化结构。叠层电感的比绕线电感尺寸小,标准化封装,适合自动化高密度贴装。
①薄膜电感:通过与制造半导体相似的薄膜工艺技术,在基板(氧化铝、铁氧体、金属磁性材料等)上镀一层导体膜,然后采用光刻工艺形成薄膜线圈,最后增加介质层、绝缘层、电极层,封装成型。光刻工艺的精度很高,制作出来的线条更窄、边缘更清晰。因此,薄膜电感具有更小的尺寸、更小的容差、更高的精度和更好的频率稳定性。
①一体成型电感:通过将自动绕制的空心线圈植入特定模具,并填充磁性粉末,高压压铸成型,再将成型后的电感胚高温烧制,覆盖防氧化涂层并做引脚处理而成。磁性粉末的配方需精密设计,降低损耗,结构牢固。因此,一体成型电感具有更小的体积、更大的电流、更强的抗电磁干扰、更低的阻抗、更稳定的温升电流特性。
电感根据用途可以分为高频电感和功率电感。高频电感主要用途包括:①耦合:消除失谐阻抗,将反射、损失降至最小,一般用于天线、IF 部等零件的线路中;①共振:保持必要的频率,一般用于合成器及振荡回路中;①扼流:扼制高频成分等 AC 电流,一般用 RF、IF 部的能动部件的电源线路中。功率电感主要用途是:①变化电压:积蓄与释放直流能量;①扼流:对高频 AC 电流进行阻流,一般用于 DC-DC 转换电路中。电感分类如下:
按安装方式不同:插装电感、片式电感。
按工艺结构不同:绕线型、叠层型、薄膜型和一体成型电感。
按用途不同:高频电感和功率电感。
(2)电感器行业发展概况
我国电感器行业起步较晚,大致经历了三个发展阶段:
第一个阶段是上世纪60 年代中期至 80 年代后期,国家实行改革开放,大力倡导发展高新电子技术,作为三大被动元器件的电感器迅速发展起来,这期间我国电感器行业内厂商尚处于萌芽阶段,制造方式以手工制造为主,生产效率低下。
第二个阶段是上世纪 80 年代后期到 90 年代初,彩电行业呈现出本土化制造趋势,不少企业积极引进生产设备与技术,带动了我国电感器行业的快速发展,电感器厂商如雨后春笋般纷纷建立起来,这一阶段电感器制造商摆脱了传统的手工制造模式,采取半自动或者全自动的绕线模式,大大提高了生产效率。
第三个阶段是 90 年代之后,我国电感器行业格局发生了巨大改变。随着我国经济体制的改革,自 1993 年起市场经济逐渐发展起来,大量民营企业崛起,成为我国电感器行业的主力军,而大量国有企业由于无法适应市场经济的要求,开始退出电感器行业。这一阶段,市场竞争激烈,行业初期发展红利消失,各厂商相继通过降价提高市场占有率,电感器行业整体利润压缩,部分电感器厂商开始寻求技术上的突破,提高产品的技术附加值,实现技术红利。
目前国内高端电感器市场长期被欧洲、美国、日本等发达国家地区占据,本土电感器制造商积极追赶,在中低端市场往往通过价格战来争取生存和发展。随着有更多实力雄厚的国外企业为了降低成本,加快在国内的投资,抢占国内急剧增加的电感需求市场。我国电感器制造商需要加大对各种电子元器件高端产品的研发投入,逐步从低端加工基地转变为设计制造中心,真正成为中国信息电子产品产业链中起到支撑作用的一环。
电感是伴随着电子行业的发展而发展,是三大被动元器件最重要的构成之一。随着世界电子元器件的发展趋势,电子元件体积越来越小,电路密度越来越高,传输速度越来越快。电感必然跟着世界电子元件的发展而发展,才能跟上世界电子元器件发展的步伐。
电感的发展方向为小型化,高频化、高功率化,集成化:
① 小型化
随着手机等电子产品以轻薄短小、功能集成为诉求,为充分实现电子设备的功能且保证其精密度,使用晶片元器件及表面贴装型(SMD)技术的产品需求与日俱增。在封装空间有限的情况下,面对快速增加的元器件数量,使用的电感尺寸也大幅缩小,传统绕线电感已不能适应下游中高端智能产品的需求,一体成型电感作为绕线电感的改良版本,解决了传统绕线电感的尺寸标准化和线圈漏磁问题,能够在更小尺寸的情况下保持与绕线电感相当的耐电流特性以及电感量,并能将电路损耗降到较低限度,备受国际一流手机制造商及消费电子厂商的青睐,市场份额处于快速提升中。
② 高频化
随着新一代信息技术快速部署和应用,物联网、消费电子-TWS 耳机、GPS+北斗等应用需求爆发,通讯产品已朝向高频化、宽频化及高传输量发展。因此,电感元件本身可应用的频率也需要随之增加。
③ 高功率化
芯片低压大电流化以及低功耗产品的环保需求,必然要求周边元器件具有较低的直流电阻和较高的耐受电流能力。随着成型技术和粉材技术的提高,片式电感的电感量范围不断提升,耐受电流也由毫安级提高到安培级,日本村田、TDK的微亨级电感量的叠层产品已经量产。
④ 模组化
随着下游终端产品的功能增加带来元器件的增加,以及轻薄短小的需求,模组化将会是趋势。集成模块提供了整合有源器件及无源器件的方向,并同时达到模块缩小化及低成本的要求,而 LTCC 技术是目前市场认可的无源器件集成模块化主要解决方案,即利用 LTCC 技术将电感器与其他主、被动元器件复合,复合电感与电容所制成的滤波器、耦合器、平衡非平衡转换器等产品技术已趋于成熟。
2、电感器行业市场概况
(1)市场容量
全球电子信息产业迅速发展,作为产业发展必不可少的基础电子元件之一的电感器也在不断推陈出新,无论是在应用还是产品性能与品质方面都在快速地进行升级换代。根据中国电子元件行业协会 CECA 发布的《2024 年版中国电感器市场竞争研究报告》数据显示,2023 年全球电感器的需求量达到 4182 亿只;市场规模约为 696 亿元,未来在新能源、物联网、智能家居、智慧城市等新兴产业的带动下,全球电感器的需求量和市场规模将稳步增长,预计 2023-2028 年,全球电感器的需求量和市场规模的年均增幅约为 6.3%和 6.0%。
新能源行业带来电感器市场新的增长机会。电感器被广泛应用于消费电子、计算机、通信、工业电源等领域,市场规模巨大。随着新能源行业爆发,新能源汽车、光伏、风电、储能、充电桩、UPS 等新兴应用领域不断兴起,功率电感器得到了规模化应用。
功率电感是一种处理高功率和高电流的用于储存电能的电感元件,它通常用于直流-直流转换器、交流-直流转换器以及其他需要稳定 DC 输出的电路中,以降低噪声和提高效率。功率电感通常由高磁导率的材料制成,如绕线电感、磁珠等。其工作原理是通过磁导率的变化来储存和释放电能,主要用于功率电路中,例如电源滤波器、开关管驱动电路等。
在新能源汽车领域,功率电感器广泛应用在电驱控制器、车载充电机、DC-DC 转换器中;在光伏风电领域,功率电感将光伏电池板输出的不稳定直流升压转换成稳定直流;在储能领域,功率电感主要应用于储能充放电及逆变模块中;在充电桩领域,超大功率电感器实现了大功率快充。根据 QYResearch 发布数据显示,2023 年全球功率电感市场销售额达到 42.8 亿美元,预计 2030 年将达到52.38 亿美元,2024-2030 年期间年复合增长率(CAGR)为 3.0%。
电子设备向更高性能演进的同时,电源/转换器链路相应地对电池电压的调整水平也在不断提升,此时功率电感提供了关键的调节能力,通过积累和释放能量来维持连续电流,可以为不同电压等级的电源系统提供大电流和大电感。随着电子产品智能化迅猛发展,新兴产品的不断涌现,智能手机以及 MID 产品的功能和应用增加会导致功率电感数量增多,未来市场容量将进一步增长。
此外,一体成型电感亦具备良好市场增长潜力。一体成型电感通过将空心线圈植入模具并填充磁性粉体压铸而成。相对于传统的磁封胶模式,一体成型电感属于绕线电感的升级产品,由于该产品具有超薄、高额定电流、直流电阻低、防锈性能卓越、符合 RoHS 要求、不含卤素、抗电磁干扰、低噪音等优异特性,被用于电源转换模块、电压调节模块、电源供应模块、笔记本及台式电脑硬盘模块以及电源管理模块等领域中,适用于手机、电脑、汽车、航空航天、通信、家电(电视、音箱、DVD)、智能移动终端以及军工等多个领域,
(2)电感器行业竞争格局
中国电感器件行业企业大致分为三个梯队。
第一梯队的企业是以 TDK、村田为代表的日本电感器件行业领先企业,这些企业布局多种类型电感器件型号及产品,在中国市场占有率相对较高,除此之外还包括奇力新、顺络电子这些著名中国品牌电感器件;
第二梯队是国内上市的电感器件企业,包括麦捷科技、风华高科、振华富等;
第三梯队是从事电感器件制造的企业,规模相对较少,但也布局多种电感器件产品以顺应产业发展,包括合泰盟方、铂科新材、高科每芯等。
从不同产品的细分市场来看,全球范围内,功率电感核心厂商主要包括 TDK、Murata、YAGEO、DeltaElectronics 和 TaiyoYuden 等。根据 QYResearch 发布数据显示,2023 年全球第一梯队厂商主要有 TDK、Murata、YAGEO、DeltaElectronics,第一梯队占有超过 55%的市场份额,其中 TDK 以约 17%的市场份额居于领先地位;
第二梯队厂商有 TaiyoYuden、SunlordElectronics、SamsungElectro-Mechanics和 Vishay 等。在一体成型电感方面,一体成型的技术门槛高,目前美国威世、日本村田、台湾乾坤和奇力新四家公司占据了一体成型电感大部分市场份额,是当前市场的第一梯队。国产厂商顺络、麦捷、风华高科等也有相关产品应用在推动,持续加大研发投入。
总体看,目前全球电感巨头制造商主要分布在日本、中国、中国台湾、美国等。对于已经进入的厂商,需要不断提高技术门槛,阻止更多的企业进入;通过降本降价,快速占领市场,开拓增量客户市场,建立市场份额优势;塑造品牌形象,为进入消费品市场奠定优势。通过上述手段,行业内企业才能在激烈的竞争中拥有更大的市场份额。
(3)电感器行业发展前景分析
①新兴领域需求拉动
随着 5G 通信、新能源汽车、物联网、人工智能等新兴领域的快速发展,对电子元器件的需求将持续增长。这些新兴领域对电子元器件的要求不仅是数量上的增加,而且是质量上的提升,需要更高性能、更低功耗、更小尺寸、更高集成度等特点。
随着汽车电子渗透率的提高,汽车市场驱动被动元件朝着高端化、精细化发展,更加注重“质”的提升,汽车电子领域已成为国际龙头角逐的必争之地,以特斯拉为代表的新能源汽车的崛起进一步加大了对一体成型电感的需求量,此外 5G 技术的普及、智能手机的快速发展将带来电感“量”的提高,驱使一体成型电感用量大幅攀升,市场规模继续稳定增加。在智能手机端,苹果全线采用微型
一体成型电感,国内的联想、华为、中兴等旗舰机型也纷纷采用一体成型电感来解决大电流及高密度贴装的问题。因此,这都将促进电子元器件行业加快技术创新和产品升级,提高产品性能、可靠性、兼容性等,提升产品市场竞争力,不断满足新兴领域的需求。
②国产替代加速
电子元器件的战略性和基础性受到前所未有的重视。受到海外对中国半导体技术出口管制的影响,我国电子元器件行业面临着供应链断裂和安全风险的挑战。为了保障自身发展和国家安全,我国政府和企业加大对电子元器件产业的投入和支持。
目前,国家从战略高度大力推进电子元器件国产化,为了供应链的安全,不少企业将视线投入国内,在国内寻求相关供应商,为国内电子元器件产业的快速发展和技术迭代提供了空间,国内电感企业在部分细分领域逐渐实现进口替代。