逆變器行業(yè)分析：風光儲及新能源車時代核心電子元器件深度受益

逆變器行業(yè)分析：風光儲及新能源車時代，核心電子元器件深度受益1.風光先行，儲能配置需求急速增長1.1

新能源革命到來，風光產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速增長受益于碳中和背景下的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，可再生能源裝機量將加速增長。今年，多個國家及地區(qū)先后

宣布在

2050

年前實現(xiàn)碳中和計劃，其中我國宣布在

2060

年前實現(xiàn)碳中和。碳中和背景下，國際

能源署預計

2020-2030

年，可再生能源電力需求將增長

2/3，約占全球電力需求增量的

80%。據(jù)

國家能源局新能源和可再生能源司司長李創(chuàng)軍表示，“十四五”末，可再生能源發(fā)電裝機占比將從

2021

年

10

月的

43.5%提升到

50%以上。光伏及風電是新能源中的翹楚，其裝機量和發(fā)電量在總量中的占比都將大幅提升。裝機量方面：據(jù)

能源局數(shù)據(jù)，截止

2021

年

10

月，國內(nèi)風電裝機規(guī)模

299GW，光伏發(fā)電裝機規(guī)模為

282GW，

均持續(xù)保持世界第一，風電、光伏裝機量在可再生能源中分別占比

30%、28%。據(jù)全球能源互聯(lián)

網(wǎng)發(fā)展合作組織預計，到

2030

年，我國風電裝機量在總裝機量中占比

21%，光伏裝機量占比

27%，

合計占比近

5

成。2050

年我國風電裝機量在總裝機量中占比

29%，光伏裝機量占比

46%，合計占

比近

8

成。發(fā)電量方面：預計風力發(fā)電量占總發(fā)電量的比重將從

2020

年的

6%提升到

2030

年的

18%，光伏發(fā)電的比重將從

2020

年的

4%提升到

2030

年的

11%，2030

年兩者合計占比接近

30%，

前景廣闊。光伏新增裝機量有望持續(xù)高增長。根據(jù)

CPIA預測

，樂觀情況下，我國到

25

年總裝機規(guī)模將達到

694GW，相當于

2020

年底的

2.7

倍；全球光伏年新增裝機到

2022

年將首次突破

200GW，達到

225GW的水平，到

25

年，全球年新增年裝機將達到

330GW，20-25ECAGR為

20%。風電有望新一輪高速增長期。根據(jù)

GWEC歷史數(shù)據(jù)，我們預測全球風電

2025

年新增年裝機量將

增至達

140GW，其中我國風電新增將達

67GW。全球

21-25

年均新增裝機量將達

112GW，21-

25ECAGR將達

13%，未來前景廣闊。1.2

電力系統(tǒng)穩(wěn)定性至關(guān)重要，儲能需求激增系統(tǒng)穩(wěn)定是電網(wǎng)安全運行的首要條件，風光大規(guī)模并網(wǎng)為系統(tǒng)穩(wěn)定性帶來更大挑戰(zhàn)。電網(wǎng)運行中種

種隨機性的擾動（負荷突變、雷電、設備故障等）都會造成電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定，而且風光在總裝機

量中的占比不斷增加，使得其先天具有的間歇性、波動性、低慣性、強隨機性對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性

造成更大沖擊，另外電力電子器件接入產(chǎn)生的大量諧波也將加劇電網(wǎng)的脆弱，這為系統(tǒng)穩(wěn)定性帶來

更大挑戰(zhàn)。儲能系統(tǒng)能有效提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在光伏電站中，從儲能和光伏并離網(wǎng)切換產(chǎn)生暫態(tài)沖擊

的根本原因為切入點，引入電流補償，將儲能電池功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)跟隨光伏功率輸出，減少暫態(tài)沖擊

從而實現(xiàn)平滑切換。在風儲協(xié)調(diào)控制中，基于風電機組利用變比例系數(shù)進行調(diào)速策略、儲能系統(tǒng)充

放電功率實時跟蹤、風電出力預測偏差策略等控制策略，實現(xiàn)了平滑風電出力目標。除了提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，儲能還可以用于電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)。發(fā)電側(cè)：儲能可以實現(xiàn)電力調(diào)峰、

系統(tǒng)調(diào)頻、輔助電網(wǎng)動態(tài)運行、實現(xiàn)可再生能源并網(wǎng)；電網(wǎng)側(cè)：可緩解電網(wǎng)阻塞、延緩輸配電擴容

升級；用電側(cè)：可實現(xiàn)電力自發(fā)自用、峰谷價差套利、容量電費管理和提升功供電可靠性等功能。

儲能應用場景的廣泛性和必要性推動著儲能的需求進一步增加。儲能應用場景的廣泛性和必要性，使得全球儲能規(guī)模迅速增長。截至

2020

年底，全球部署的儲能

系統(tǒng)規(guī)模為

17GW，根據(jù)陽光工匠光伏網(wǎng)預測，2021

年全球?qū)⑿略?/p>

15GW，

25

年新增

131GW，

21-25ECAGR高達

73%，儲能規(guī)模高速增長趨勢已現(xiàn)。2.受益于政策催化和成本下降，未來儲能有望崛起中國儲能迎來爆發(fā)元年美國儲能市場迎來快車道成本下降與政策推動，美國儲能行業(yè)迎來爆發(fā)期。2012

年前，美國風電&光伏裝機量滲透率不到

5%，電池儲能尚無經(jīng)濟性；13

年起，風光裝機比重至快速增長，20

年占比近

20%。與此同時，

美國電池儲能開始增長，主要得益于電池儲能

LCOS不斷降低，產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟性凸顯，同時

FERC841

法案允許其參與電力批發(fā)和輔助服務市場，盈利模式逐步確立。據(jù)

BNEF統(tǒng)計，20

年美國電化學

儲能新增裝機容量

1.1GW，同比增長

175%，累計裝機容量

2.7GW。隨著未來美國新能源發(fā)電

量占比的進一步提升，儲能功率配比勢必要增加，這將極大刺激儲能裝機量的增長。3.受益風光儲及新能源車高速增長，逆變器核心器件電容/電感/IGBT等持續(xù)受益3.1

風光儲和新能車促進全球逆變器持續(xù)高速增長逆變器是新能源發(fā)電設備的核心組件。逆變器是把直流電能（電池、蓄電瓶）轉(zhuǎn)變成定頻定壓或調(diào)

頻調(diào)壓交流電（一般為

220V,50Hz正弦波）的轉(zhuǎn)換器。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。

發(fā)電設備需要借助逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，才能將產(chǎn)生的電能并入電網(wǎng)或者供負載使用，同

時需要把電網(wǎng)的交流電整流為直流電，給儲能系統(tǒng)充電。電容、電感、IGBT等為逆變器產(chǎn)業(yè)鏈的核心組件。逆變器產(chǎn)業(yè)鏈上游為電子元器件供應商，包括

半導體元器件、電容、集成電路、電感和散熱器等，中游為逆變器廠商，下游為

EPC承包商、終

端電站業(yè)主、集成安裝商，具備技術(shù)壁壘高、覆蓋面廣等特點。儲能

PCS對電子元器件需求量更大。儲能

PCS是連接電池和電網(wǎng)的中間能量轉(zhuǎn)換環(huán)境，把電池

的直流電轉(zhuǎn)化為交流電并網(wǎng)，或者是把電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換成直流電充到電池里面。PCS是雙向變

流器，有充電和放電兩個方向的能量控制。因此需要更多的電子元器件。以電容為例，單臺儲能逆

變器電容用量比光伏逆變器多

44%的用量。汽車電氣化進程加速，新能源車相比傳統(tǒng)燃油汽車需要更多電流轉(zhuǎn)換部件，驅(qū)動電子元器件需求

量攀升。充電線路：需要將交流充電樁提供的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，才能給車載高壓鋰離子電池充電。汽車驅(qū)動線路：需要將電池輸出的直流電轉(zhuǎn)換為

220V交流電。傳統(tǒng)負載線路：電壓相對較低，如空調(diào)、雨刮器等采用

12V電壓，而電池輸出為

48V甚至更

高的電壓，需要大量的電壓轉(zhuǎn)化模塊（DC-DC）模塊進行電壓轉(zhuǎn)換。逆變器測算與關(guān)鍵假設：風電市場：假設

2021

年風電變流器的平均價格為

0.3

元/W，以后價格每年下降

2%。據(jù)我們的測

算，2021

年全球風電逆變器規(guī)模為

261

億元，到

2025

年將增長到

389

億元，20-25ECAGR為

6%。光伏市場：

假設

2021

年光伏逆變器的價格為

0.25

元/W，

2021

以后為價格年降

2%。2021

年

全球光伏逆變器規(guī)模為

400

億元，到

2025

年將增長到

692

億元，20-25ECAGR為

15%。儲能市場：假設儲能

PCS2021

年的價格為

0.4

元/W，21-23

年

PCS價格年降為

10%，2024

年

及以后年降為

5%。據(jù)我們的測算，2021

年全球儲能

PCS市場規(guī)模為

60

億元，到

2025

年將增

長到

383

億元，20-25ECAGR為

75%。新能源汽車市場：

假設

2021

年新能源汽車逆變器價格約為

3000

元/輛，假設單車逆變器

2022

年

價格下降幅度為

5%，2023

年及以后年降為

2%。根據(jù)我們的測算，全球新能源汽車逆變器市場規(guī)

模

2021

年為

270

億，到

2025

年將增長到

690

億元，20-25ECAGR為

33%。根據(jù)我們的測算，2020

年風、光、儲和新能源車所對應的逆變器市場規(guī)模為

825

億元，2025

年將

增長至

2153

億元，20-25

年

CAGR為

21%。3.2

逆變器高速增長，帶動電容/電感/IGBT等需求持續(xù)上行受益于風光儲以及新能源車的高速發(fā)展，逆變器出貨量提升有望持續(xù)打開電容/電感/IGBT成長空

間。電容/電感/IGBT等是逆變器的重要成本組成，在逆變器的原材料成本中占據(jù)絕大份額，據(jù)固德

威招股書，電容/電感/IGBT等在原材料中成本占比

10%/13%/13%左右。風光儲及新能源車高速發(fā)

展，將會帶動電容/電感/IGBT等需求持續(xù)上行。我們假設風光儲及新能源車逆變器毛利率

30%，

以

IGBT等分立器件為例，我們預測風光儲以及新能源車逆變器對

IGBT等分立器件市場需求將從

20

年的

77

億元增長至

25

年的

202

億元，20-25ECAGR21%。3.3

需求旺盛疊加國產(chǎn)替代，國內(nèi)電子元器件廠商迎來機遇中國廠商加速逆變器全球布局，國內(nèi)電容/電感/IGBT等廠商迎來新機遇。隨著中國光伏裝機量的

增長，中國本土廠商加快技術(shù)與產(chǎn)品升級，市占率全球領先。據(jù)

WoodMackenzie統(tǒng)計，2020

年

全球光伏逆變器出貨量達

185

GW。在出貨量排名前十的供應商中有六家是中國供應商，其中華為

以

23%的市占率位居榜首，國內(nèi)逆變器廠商在全球逆變器市場中占據(jù)超六成市場份額，然而，電

容、電感和

IGBT等作為逆變器的核心電子元器件，全球主要市場份額和高端技術(shù)還掌握在歐美日

系廠商手中，國產(chǎn)化亟待突破。我們認為，隨著中國新能源革命的進一步到來，未來技術(shù)突破、政

策催化和成本優(yōu)勢會成為彌合該“剪刀差”的重要推手，電容、電感和

IGBT等廠商將受益于逆變

器國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈而加速成長！鋁電解電容以日本企業(yè)為主導，國產(chǎn)廠商成長迅速。鋁電解電容領域，日本廠商仍然占據(jù)主要地位，

19

年總體份額超過

50%，主要企業(yè)包括

NipponChemi-con（貴彌功）、Nichicon（尼吉康）、

Rubycon（紅寶石）、Panasonic（松下），江海排在第

6

名。此外，中國臺灣企業(yè)立隆電子和韓國企

業(yè)

SamYoung（三瑩）也擁有一定的市場占有率。以艾華集團、江海股份為代表的國產(chǎn)廠商成長

迅速，依托成本優(yōu)勢、產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，抓住日本廠商逐漸退出中低端市場的機會，不斷推進國產(chǎn)替代。日本和歐美廠家主導薄膜電容器行業(yè)，國產(chǎn)廠商加速突破。薄膜電容市場目前仍以海外廠商為主

導，生產(chǎn)企業(yè)如松下、基美、Epcos、威世和法拉電子等知名企業(yè)，發(fā)展歷史較長，資金和技術(shù)實

力雄厚，處于行業(yè)領先地位。薄膜電容高端市場進入壁壘相對較高，一旦進入，規(guī)?；蛻粢?/p>

后，企業(yè)盈利能力也比較明顯。但隨著逆變器終端廠商對國內(nèi)薄膜電容廠商的扶持和國內(nèi)供應鏈的

支持，法拉電子薄膜電容已實現(xiàn)規(guī)模國內(nèi)第一，全球前三，江海和鷹峰電子也發(fā)展迅速。IGBT產(chǎn)業(yè)被歐美廠商掌控，國產(chǎn)替代持續(xù)推進。IGBT的核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)為大多數(shù)歐美

IDM半導

體廠商所掌控，德國英飛凌在

IGBT模塊方面位列全球首位，2020

年市占率高達

36.5%。2020

年

全球

IGBT模塊排名前

5

的供應商所占的市場總份額近

7

成，強者恒強格局顯現(xiàn)。由于

IGBT對設

計及工藝要求較高，而國內(nèi)缺乏

IGBT相關(guān)技術(shù)人才、工藝基礎薄弱且企業(yè)產(chǎn)業(yè)化起步較晚，產(chǎn)業(yè)

比較薄弱。近年來在國家利好政策的推動下，中國

IGBT行業(yè)取得了一定的技術(shù)進步，2020

年國

內(nèi)

IGBT廠商斯達半導體全球排名上升至第

6

位，此外，士蘭微、時代電氣、比亞迪、宏微、揚杰

科技等廠商也進步明顯，持續(xù)推動

IGBT國產(chǎn)化。電容/電感/IGBT廠商具備成本優(yōu)勢，國產(chǎn)替代加速。全球電感器市場，尤其是高端電容、電感和

IGBT市場主要被國外廠商占據(jù)。近年來國產(chǎn)電容/電感/