电力电子及相关控制行业是指借助电力电子技术及相关控制技术,通过对电能的处理转换、信号采集处理、微处理器程序运算等方式,使各类电气设备及系统实现高效、节能、稳定、多功能、高精度、智能化、自动化运行的行业。
电力电子及相关控制技术是使用电力电子器件和控制系统软件对电能进行变换和控制的技术,应用在所有需要提供电能的设备中。公司产品根据下游应用设备所处的不同领域,分为智能家电电控产品、工业电源及工业自动化产品三大系列,其各自对应的细分行业情况如下:
1、智能家电电控产品细分行业
各类家电产品经过多年普及之后,伴随居民收入水平的不断提高以及对品质生活的不断追求,消费者的消费体验要求已经逐渐从单纯的功能性需求向便利性、舒适性和节能环保需求转变,从而使家电产品向智能化、高端化方向升级。
智能家电电控产品融合了功率变换、逻辑控制以及变频控制技术,是家用电器实现智能化的核心部件。产品及其主要应用领域如下:
(1)平板电视电源
平板电视是基于平板显示技术而发展起来的薄型化电视,相对于传统的显像管电视,其具有轻薄、功耗小、辐射低等优点。根据平板显示技术的不同,现阶段已经市场化的平板电视主要分为液晶电视、OLED 电视等。
全球平板电视需求量巨大,我国为主要供应市场
根据统计数据显示,2015 年全球液晶电视出货量为2.24 亿台。全球平板电视需求量巨大,且市场规模基本保持稳定。同时,我国是平板电视的主要生产国,出货量占全球出货量九成以上,长期处于主导地位,有利于平板电视电源等上游相关行业在国内的发展。
大屏化、智能化、高清化和节能化成为电视行业的发展趋势
虽然全球平板电视市场整体增长较慢,但大屏化、智能化、高清化和节能化成为电视行业的发展趋势,相关细分产品增长速度和增长空间较大。
在 大 屏 化 方 面 , 近 年 来 全 球 平 板 电 视 面板平均尺寸持续增大, 据DisplaySearch 统计,全球电视平均尺寸由2008 年的不到30 吋提高到2012 年的近35 吋,2015 年出货液晶电视的平均尺寸已达到39.3 吋。根据预测,全球液晶电视面板的主流尺寸将从32 英寸转向40-43 英寸,其中韩国三星电子和韩国LG 电子已经将其显示器产品定位从原先32 英寸面板转向48 英寸以上的面板。据Displaysearch 统计,2013 年年中全球50 吋以上大屏幕液晶电视的出货比例超过10%,到2014 年上半年该比例增加到14%。由于大屏电视电源属于高技术含量高附加值产品,其单价较高,随着大屏电视市场占比的不断提升,用于大屏电视的电源部件将拥有持续增长的市场空间。
在智能化方面,智能电视作为集多屏互动、网络搜索、在线购物、实时互动等多种应用和功能的开放式平台,提升了消费者家庭娱乐生活体验。根据报告显示,我国电视领域智能化功能的渗透率超过50%,未来随着手势以及语音等人机交互技术的不断发展、互联网内容的整合度和丰富度不断提高,智能电视的发展将具有广阔的前景,预计到2020 年,我国智能电视的渗透率将超过90%。
在高清化方面,根据统计,2015 年全球超高清(UHD)4K 电视出货量为3,200 万台,较2014 年增长160%,预计到2020 年达到1.4 亿台,市场前景广阔。
在节能化方面,自 2013 年10 月1 日以来,平板电视正式启动新能效标准,即液晶电视1-3 级的能效指数分别由原来的1.4、1.0 和0.6 提升为2.7、2.0 和1.3,新标准相比原标准有较大幅度提升。
随着大屏化、智能化、高清化和节能化成为电视行业的发展趋势,其对电源部件的要求将不断提高。在此背景下,高端电视厂商对于具有核心技术实力及解决方案提供能力的电源企业将产生更强的依赖性,从低功率电源领域转移到大功率、高技术含量电源领域的电源企业将获得长期的市场需求。
(2)变频家电功率转换器
变频家电向家用电器供给的电流不是固定频率的交流电,而是随着家用电器的工作情况而自动调整频率的变频电流,由于家庭入户电流均为固定频率交流电,变频功能由家电中的功率转换器实现。相对于传统的家电产品,变频家电产品在能效、性能及智能控制等方面有明显的先天优势。近年来,变频家电正处在全面发展的阶段,主要应用于空调、微波炉、冰箱、热水器等耗电较大的电器。
随着家电生产企业围绕节能化及智能化的不断升级,变频家电的核心变频部件呈现巨大的发展潜力。
空调行业“变频化”趋势明显,变频空调市场快速增长
我国的电网电压为 220 伏、50 赫兹,在这种条件下,由于供电频率不能改变,使得传统空调的压缩机转速基本保持不变,对于室内温度的控制主要通过不断地“开、停”压缩机来进行调整,其一开一停之间容易造成室温忽冷忽热,并消耗较多电能,且会对电网形成冲击。与之相比,变频空调依靠变频功率转换器来管理压缩机供电频率,调节压缩机转速,依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的,从而达到减少电能消耗、提高舒适度的智能化目的。随着空调能效比要求的不断提高以及我国政府对于节能减排的积极推动,变频空调市场规模近几年快速增长。
变频空调在整个空调行业占比逐年提高,“变频化”趋势明显。根据研究报告显示,2014 年上半年,我国变频空调占空调市场的销售比重为58.20%,国内知名空调品牌格力、美的、海尔的变频空调销售比重都超过了60%。
我国为变频微波炉的主要供应市场传统微波炉是以 50 赫兹固定频率输出恒定的功率,如果需要输出不同功率,只能通过开/关的时间间隔长短来进行模拟控制,这样会出现食品微波加热不均匀的现象。变频微波炉通过功率变化和逻辑控制,实现不同输出功率的转换,从而达到精准控制火力强弱的效果,使被加热食品得到全方位均匀加热,具备烹饪效果好、营养流失少以及节能环保等优势。
我国是微波炉的主要生产国,格兰仕和美的的产能占全球微波炉行业的约70%。据海关总署数据,2015 年上半年国内微波炉出口量为2644 万个,出口额为80.2 亿元。在国内市场,随着我国居民收入水平不断增长以及对于生活品质要求的不断提高,微波炉已经成为居民家庭的主要电器之一,2015 年格兰仕微波炉内销达1,000 万台。同时,各国政府对于微波炉能效标准的不断提高将对我国变频微波炉的销售产生有利影响。
变频家电控制技术开始国产化趋势
长期以来,变频家电微处理芯片等关键部件以及大部分变频技术长期依赖进口,近年来国内少数优秀企业已自主掌握了涉及变频领域的一系列核心技术,突破了国内企业的技术瓶颈,并已经成功地向国内空调、微波炉、冰箱、洗衣机等智能家电厂商供应核心变频部件。
(3)智能卫浴
随着现代科技与日常生活的不断融合,消费者对卫浴产品的要求已不再仅仅停留在基础使用功能上,而是希望从产品中得到更多的满足。智能马桶作为智能卫浴领域的重要产品,具备了便盖加热、温水洗净、暖风干燥、杀菌和自动感应冲水等多种功能,满足了消费者对于舒适化、便捷化的要求。智能马桶已经成为未来智能卫浴领域新的发展热点。
在日本等电气应用高度发达的国家,智能马桶已经得到了较为广泛的普及,在我国智能马桶主要应用于酒店、高档写字楼,家用市场仍有待拓展。随着居民生活水平的提高以及对于舒适生活的追求,智能马桶将逐步渗透进智能家电领域。根据国家计生委发布的《中国家庭发展报告2014》,我国家庭数量已达到4.3亿户,平均家庭规模为3.02 人,按未来20%的智能马桶普及率,市场规模可达8,600 万台,产值2,000 亿元以上。根据市场调查报告,预计到2016 年,我国智能马桶市场总规模将达到290 万台。
2、工业电源细分行业
工业设备具有工况要求高、作业环境恶劣和作业环境差异大的特点,对主要部件工业电源的生产和设计要求较高。工业设备厂商的普遍做法是将电源的设计和生产外包,由专业的电源供应商供应,此举一方面可以满足型号的多样化,另一方面可以降低成本。
近年来我国工业企业产业升级、新兴行业需求增长以及国家政策扶持等因素对我国工业电源市场的发展产生积极的推动作用。根据研究报告显示,2009 年以来我国工业电源市场规模保持稳定增长,预计到2016 年市场产值将达到1,056.30 亿元,复合增长率为11.13%。
电源作为转化及稳定电能的供应装置,是各类工业用电子设备不可或缺的重要部件。目前已成功地为医疗、通信、大功率LED 显示、新能源汽车等多个行业提供电源及解决方案。
(1)医疗设备电源
医疗设备与现代医疗诊断、治疗关系日益密切,任何医疗设备都离不开高效稳定的电源,一台医疗设备在医院是否能够发挥最大效能,除了与机器本身的技术性能有直接关系外,还与供电电源的质量有着极其密切的关系,电源品质的好坏,将直接影响医疗设备运行的稳定性和可靠性。
全球医疗设备电源市场规模保持持续增长,产业转移带来机遇
随着全球人口数量的持续增加、社会老龄化程度的提高以及健康保健意识的不断增强,全球医疗设备市场在近几年保持持续增长。根据统计预测,2020 年全球医疗器械市场将达到4775 亿美元,2016-2020 年间的复合年均增长率为4.1%。全球医疗设备电源市场在医疗设备行业持续发展的背景下,也呈现出稳定增长的态势。根据统计及预测,2012 年全球医疗设备电源市场规模约为6.42 亿美元,到2017 年市场规模可达8.67 亿美元左右,年复合增长率为6.2%。
随着世界经济的一体化发展,发达国家逐渐将其医疗设备等高端设备制造业向中国转移,为我国医疗设备电源行业的发展提供了良好的机遇。
由于政策扶持、人口老龄化及新医改等因素的驱动,我国医疗设备市场发展强劲
在政策扶持方面,科技部印发的《医疗器械科技产业“十二五”专项规划》提出新增医疗器械设备产值2,000 亿元,出口额占国际市场总额比例5%以上的目标。卫生部发布的《健康中国2020 战略研究报告》提到,未来将推出投资额高达4,000 亿元的100 个重大医疗专项。
在人口老龄化方面,根据联合国发布的《世界人口展望》作出的中性预测,2015 年我国65 岁及以上人口将达到1.33 亿人,此后我国将进入快速老龄化阶段。
预计2040 年65 岁及以上人口将达到2.91 亿人,占总人口的比例进一步上升至20.99%。
在新医改方面,“十二五”医改规划提出“加快国内医疗设备产业的发展、落实统一采购的制度、国内医疗机构应优先选购国产医疗设备”三项目标,对国内医疗设备厂商起到积极的支持作用。
(2)通信设备电源市场
电源是通信设备及系统中重要的组成部分,一直以来被认为是通信系统的心脏,其核心功能就是为通信网络提供持续而稳定的动力供应,从而确保通信网络的正常运行。
移动通信基站大规模投资建设带动我国通信设备行业增长
近年来,我国通信行业投资增长迅速,随着移动互联网、云计算等新兴技术的使用,我国通信设备市场快速发展。随着3G 网络、4G 网络的投资建设、中国铁塔公司的组建,我国移动通信基站数量快速增长。据工信部数据,2015年,新增移动通信基站127.1 万个,是上年净增数的1.3 倍,总数达466.8 万个,其中4G 基站新增92.2 万个,总数达到177.1 万个。2010-2015 年移动电话基站发展情况如下:
通信设备电源受益于通信设备行业的增长,市场前景良好
受益于通信设备及通信基站投资的兴起,通信设备行业稳步增长。与此相应,通信设备电源市场前景良好。根据中国电源协会预测,2016 年全球通信电源的市场规模将达到24.51 亿美元,我国作为通信设备及其电源的输出大国,预计到2016 年的市场规模将达到35.59 亿元。
(3)大功率LED 显示
大功率 LED 显示市场增长迅速
LED 显示电源是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED 发光的电源转换器。以LED 显示电源为核心部件的大功率LED 全彩显示屏主要应用在广告传媒、体育场馆、舞台背景、市政工程等领域,具有较强的渲染力和震撼力,正逐步替代户外霓虹灯、大型灯箱广告牌等传统广告工具,成为重要的新传媒载体。
大功率LED 显示屏的制造不受面积限制,可达几十甚至几百平方米以上,同时满足高亮度、高清晰度和先进传输控制等功能特点。根据 LED 显示应用行业协会相关数据,2014 年度,全国LED 显示应用行业总体规模持续提升,全行业年度市场总额302 亿元,比2013 年度的270 亿元增长了11.85%。
(4)新能源汽车相关产品
新能源汽车相关产品包括车载 DC/DC 变换器、车载AC/DC 变换器、充电桩模块以及新能源汽车电机驱动器等。
新能源汽车是采用非常规的车用燃料作为动力来源的汽车,目前主要包括纯电动汽车和混合动力汽车等,具有节能、环保、静音等优点,有助于减少化石燃料消耗、缓解汽车尾气污染。近年来,我国正大力发展新能源汽车,各级政府出台了购车补贴、优先上牌等鼓励政策,新能源汽车实现了快速增长。据中国汽车工业协会统计,2014 年中国新能源汽车累计生产8.39 万辆,同比增长近4 倍;2015 年新能源汽车产销34.05 万辆和33.11 万辆;2016 年1-8 月新能源汽车生产25.8 万辆,销售24.5 万辆,比上年同期分别增长111.0%和115.6%。
新能源汽车行业的快速发展,尤其是我国在新能源洗车行业的率先发展为相关部件产品打开了广阔的市场空间。
3、工业自动化产品细分行业
工业自动化是指机器设备或生产过程在不需要人工直接干预或较少干预的情况下,按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。工业自动化作为能够实现自动化生产过程的方法和技术被广泛应用于机械制造、电力、建筑、交通运输、信息技术、能源、航空航天等领域,其技术水平的高低已成为衡量一个国家国民经济发展水平和现代化程度的标志。根据《自动化与仪器仪表》发布的报告显示,2013 年全球工业自动化设备市场规模为1,730 亿美元,与2012年相比增长了3.4%,预计到2017 年,市场规模将达到2,250 亿美元。
在工业自动化领域主要专注于提供控制层中的 PLC 和驱动层中的电机驱动器(低压)两类核心部件,以及数字化焊机和工业微波设备两类工业自动化设备。
(1)电机驱动器(低压)
电机驱动器基于电力电子技术中的电子变频技术,通过将固定频率的交流电源转换成电压可调、频率可调的交流电,实现对交流电机的速度和力矩的精确控制,在改善生产工艺、节约电能、提高生产自动化水平等方面具有突出的作用。
以输入的电网电压等级为划分标准,电机驱动器可以分为低压、中压和高压三类。
电机驱动器(低压)的市场规模稳步增长
电机驱动器(低压)的下游应用领域非常广阔,几乎涵盖国民经济的各个领域,目前在我国应用较多的行业为新能源汽车、纺织印染、电梯、起重机械、冶金、电力、石油石化、建筑楼宇、市政、化工、建材及机床等。随着电机驱动器(低压)在我国各行业的推广应用,其市场规模迅速增长,伴随产业升级对工业自动化控制水平提出更高要求、劳动力成本上升带动自动化设备改造以及节能减排技术日趋成熟,电机驱动器(低压)市场将保持持续增长,预计2017 年其市场规模将达225 亿元。
国产品牌技术日趋成熟,进口替代潜力较大
电机驱动器产生于 20 世纪60 年代,20 世纪80 年代在主要工业化国家得到广泛应用,并涌现出一批知名企业,主要有瑞士ABB、德国西门子、日本安川、美国艾默生等。目前电机驱动器行业的低压市场仍以外资产品为主,通过多年的研发投入和发展,内资品牌电机驱动器(低压)的质量和技术水平已经接近世界先进水平,并逐渐获得了下游客户的接受和认可。随着技术和品质提升,内资品牌在国内市场替代进口的条件已逐步形成,预计未来的一段时间内会成为国内电机驱动器(低压)生产厂商保持增长的主要原因之一。
(2)可编程逻辑控制器(PLC)市场
PLC 是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置,是实现单机、车间、工厂自动化的核心设备,具有可靠性高、抗干扰能力强、组合灵活、编程简单、维修方便等诸多优点。随着技术的进步,其控制功能由简单的逻辑控制、顺序控制发展为复杂的连续控制、过程控制和运动控制,成为自动化领域的关键技术之一。
PLC 主要由微处理器(CPU)、存储器(RAM/ROM)、输入输出接口(I/O)电路、通信接口及电源组成,对整个设备的运行进行控制,是各类工业自动化设备的核心部件之一。其典型构造如下:
中国制造产业的升级带来 PLC 行业广阔的发展空间
经过多年的工业运行实践,PLC 已迅速渗透到工业类的各个领域,在国内外被广泛应用于冶金、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输等各个行业。制造业的控制主要以离散控制为主,PLC 是该领域控制系统的首选,制造企业为提高劳动生产率和产品质量,必然会大量采用PLC,从而为PLC 的应用提供广阔的市场应用前景。国家十三五规划明确实施智能制造工程,构建新型制造体系,这些有利政策都会促进PLC 产品健康快速发展。
(3)数字化焊机
数字化焊机是由 DSP(Digital Signal Processing)、ARM(Advanced RISCMachines)等嵌入式微处理器控制的焊机,其用户操作界面、核心控制电路及电流调节和脉冲宽度调制都是由微处理器直接完成。与传统焊机相比,数字化焊机具有功能丰富、产品一致性好、性能稳定可靠、控制精确度高、动态响应速度快、焊接性能优良、安全节能以及能够实现网络化、机器人对接和自动化焊接等功能和特点。
焊接技术、电力电子技术及相关控制技术的进步为数字化焊机的发展奠定了良好的基础。目前,数字化焊机在国外先进工业化国家已初步形成产业化,特别是在工业机器人领域,焊接机器人被广泛应用在机器人化程度最高的汽车工业领域。根据统计数据显示,2013 年全球工业机器人销量达17.90 万台,预计2014 年至2016 年机器人装机量将以6%的年复合增长率增长。
另据Global Information, Inc.市场调研报告显示,2013 年全球焊机设备规模达到184.00 亿美元,预计到2019 年将达到250.80 亿美元。数字化焊机作为焊机设备行业的发展趋势,随着焊机市场整体规模的不断扩大以及未来工业机器人的持续发展,将迎来广阔的市场空间。
(4)工业微波设备
工业微波的微波加热效率、微波功率、微波加热面积都高于普通的家用微波,作为一种新型加工方式,被广泛应用于食品、制茶、制药、化工、陶瓷、家具、造纸等各类行业的干燥、杀菌及烧结等工艺环节。微波能驱动器(MicrowaveEnergy Driver)和智能控制系统为工业微波设备的核心部件。根据市场调查报告显示,2013 年全球工业微波设备市场规模为9.82亿美元,预计到2019 年,全球工业微波设备市场规模将达到12.00 亿美元。
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