(一)行业技术水平及发展趋势
1、行业技术水平
高频开关电源从其技术发展过程来看,主要经历了线性电源、相控电源和开关电源三个发展阶段。相对于开关电源,相控电源的纹波大、谐波干扰大,稳压、稳流精度差,效率低、噪音大、体积大,智能化程度低,难以满足综合自动化及无人值守变电站或发电厂的要求。智能高频开关电源具有稳压、稳流精度高、体积小、重量轻、效率高、输出纹波及谐波失真小、无噪音污染、自动化程度高等优点,从而取代了相控电源,成为电源产品的发展方向。
2、行业发展趋势
(1)模块化
模块化不仅在于使用方便,缩小整机体积,更重要的是取消传统连线从而把器件承受的电应力降至最低,提高系统的可靠性。另外,大功率的开关电源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考虑,一般采用多个独立的模块单元并联工作,采用均流技术,所有模块共同分担负载电流,一旦其中某个模块失效,其它模块再平均分担负载电流。这样,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情况下满足了大电流输出的要求,而且通过增加相对整个系统来说功率很小的冗余电源模块,极大地提高系统可靠性,即使出现单模块故障,也不会影响系统的正常工作,为修复提供充分的时间。
(2)绿色化
电源系统的绿色化有两层含义:首先是显著节电,这意味着发电容量的节约;其次这些电源减少对电网产生干扰。现代电力电子技术是开关电源技术发展的基础。随着新型电力电子器件和适于更高开关频率的电路拓扑的不断出现,现代电源技术将在实际需要的推动下快速发展。在传统的应用技术下,由于功率器件性能的限制而使开关电源的性能受到影响。为了极大发挥各种功率器件的特性,使器件性能对开关电源性能的影响减至最小,新型的电源电路拓扑和新型的控制技术,可大幅提高工作频率,提高开关电源工作效率,使得开关电源性能更加优良。
(3)智能化
系统智能化程度的提高主要包含两个方面:一方面是充电模块自身的智能化,另一方面是系统监控的智能化。充电模块的智能化主要体现在具备自我实时监测和记录功能,可进行故障检测、故障定位;可实现远程状态监测、远程故障检测、故障定位和故障排除;具备完善可靠的故障退出机制及自身监测系统冗余配置,提高了其工作的可靠性。系统监控的智能化主要体现在对系统设备运行的环境状态、动力状态等进行实时监控并记录历史数据,实现对电力机房远程遥控管理功能,使电力行业机房监控达到无人或少人值守,为机房的高效管理和安全运营提供有力的保证。监控系统可分为前端采集处理、数据传输以及后台监控管理部分。三者有效的结合,保证该系统能够实时、快速、准确地将设备现场的图像和数据回传到监控中心。
(4)数字化
电源的控制已经由模拟控制、模数混合控制,进入到全数字控制阶段。全数字控制具有更强的抗干扰能力,可以更快速灵活的实现设计理念,缩短开发周期。
数字芯片的一致性好,适合大规模生产。全数字化控制集成度越来越高,可以缩小控制电路的体积和功耗。数字化控制和数字化均流技术的普及有利于提高模块设计的标准化水平,促进标准化进程的发展。同时可大幅提高开关频率,提高产品的功率密度。全数字化控制可以实现在线编程,制作可编程电源满足不同用户的各种特殊需求等。全数字控制作为一个新的发展趋势,已经在许多功率变换设备中得到应用。
(二)行业的周期性、区域性和季节性
1、周期性
智能高频开关电源行业属于当前优先发展的高技术产业化重点领域,近年来持续快速发展。随着新能源产业的高速发展、充电设施投资的快速扩张、智能电网投资持续加大,预计未来五年智能高频开关电源市场将持续增长。
2、区域性
智能高频开关电源行业下游为电网、电厂及钢铁冶金、石化等用户变电站和新能源汽车等行业。下游应用领域多,且无显著的运输半径约束,智能高频开关电源行业无明显的区域性。
3、季节性
智能高频开关电源行业与下游客户的招标安排时间具有一定的相关性。部分下游客户一般在下半年制订次年年度预算和项目投资计划,审批通常集中在次年上半年,采购招标一般较多安排在次年年中或下半年。通常情况下,企业下半年的收入会高于上半年。
(三)行业与上下游的关联性、上下游行业发展状况及对行业的影响
1、智能高频开关电源行业与上游行业的关系
智能高频开关电源行业上游主要为电子元器件、磁元件、结构件制造加工等行业,主要提供智能高频开关电源行业产品生产所需的各类原材料,市场供给较为充分,智能高频开关电源行业对上游企业具有较好的议价能力。上游行业的技术创新及产品质量将会一定程度影响智能高频开关电源行业产品的质量和成本。此外上游行业的技术创新也将推动智能高频开关电源行业高性能产品的推出。
2、智能高频开关电源行业与下游行业的关系
下游行业主要包括电网、电厂、通讯、轨道交通、大型工矿企业等用户, 以及新能源汽车产业链相关用户。下游行业对智能高频开关电源行业的发展具有较大的影响,其需求变化直接影响智能高频开关电源行业未来的发展状况。智能高频开关电源行业下游具有较强的议价能力。智能高频开关电源行业需要不断推出符合下游客户更新需求的产品,才能保持良好的利润水平。而对于成熟产品,下游的议价能力较高,智能高频开关电源行业产品定价处于从属地位。
从下游行业发展来看,未来五年,电力投资整体呈稳定发展趋势,新能源汽车产业链相关投资处于快速增长趋势。新能源汽车产业链对智能高频开关电源行业的快速发展起到重要作用。
(四)进入行业的主要障碍
1、技术壁垒
智能高频开关电源技术是一种综合了功率变换技术、自动控制技术、信息处理技术、通信技术、热设计、电磁兼容性设计、结构设计、外观设计、制程控制等领域的交叉学科。由于其电路设计、控制算法复杂,特别是在产品高频化、小型化方面,更要通过综合设计,来降低元器件的损耗。具有一定的技术壁垒。
2、研发及资金壁垒
智能高频开关电源应用领域广,产品对工艺及实践应用的质量和稳定性要求较高,需要持续的研发及不断的工程试验克服缺陷,从而保障量产的产品在实际中的稳定性。大量的研发和工程试验需要一定的资金支撑。若企业无法保证持续的研发能力,则容易被市场所淘汰。
3、产品周期壁垒
通常行业新产品从研发、工程试验到量产需要一年半的时间,即使研发设计出成品,也需要大量的试验来验证产品的可靠性,因此需要一定的试验周期。企业即使能够及时跟进市场技术设计出新产品,但如不经过大量试验也无法量产并及时推向市场。因此,具备良好的市场前瞻性和技术储备能力,更早地进行工程试验以缩短周期实现量产,才能够保障企业率先向市场推出量产产品,抢占市场先机。
4、品牌及客户壁垒
用户在选择电源供应商时,通常选择经过成熟市场检验或过往具有成功使用案例的品牌产品。特别是已经合作的客户,出于过往合作效果及售后服务的考虑,更易于与合作过的供应商达成合作意向。因此具有一定的品牌及客户壁垒。
(五)影响行业发展的有利和不利因素
1、有利因素
(1)产业政策支持因素
智能高频开关电源行业为国家鼓励发展行业。国家发改委、科技部、工信部等五部委联合发布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南(2011 年度)》规定:电力电子器件、变流装置中高精度高性能开关电源列为当前优先发展的重点领域。《产业结构调整指导目录(2011 年本)》将新型电子元器件列为鼓励类产业。
同时,如:2015 年9 月国务院办公厅发布了《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》,从国家层面对电动汽车充电基础设施建设的发展给出了明确的指引;2016 年1 月财政部颁布了《关于“十三五”新能源汽车充电基础设施奖励政策及加强新能源汽车推广应用的通知》等政策明确提出要大力扶持节能与新能源汽车产业链的发展,这为电动汽车充换设施行业快速发展提供了有力的支撑。
(2)市场快速增长的有利因素
随着我国新能源与节能汽车市场各项政策的落地、制约新能源汽车产业链发展的相关因素不断被打破,新能源汽车产业链进入快速增长期。特别是2015年国务院、财政部等部门对各个产业链政策的明确指导,以及各地方政府明确的执行方案的出台,将使得市场未来五年呈现高速发展期。根据国家发改委、国家能源局、工信部和住建部在系统内部联合印发的《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020)》。
我国经济的持续快速发展,带来了全社会用电量的快速增长。随着国内电网规模的不断扩大、电网结构的日益复杂、电压等级的升高以及数字化变电站的推广,要求对发电端和电网系统加大投资力度,选用更为先进的开关电源设备,或对现有电源设备进行升级,这些都将会带来潜在的市场需求。
(3)行业技术革新为未来发展提供保障
随着应用需求不断向前发展,新技术的出现,如又会使许多应用产品更新换代,推动行业开拓更多更新的应用领域及产品换代升级。
现代电力电子技术是开关电源技术发展的基础。随着新型电力电子器件和适于更高开关频率的电路拓扑的不断出现,现代电源技术将在实际需要的推动下快速发展。新型电力电子元器件、新材料及数字控制技术的不断更新,为智能高频开关电源的转化效率、可靠性、电磁兼容性、智能化等性能的持续提升提供了关键性的技术保障。而新型的电源电路拓扑和控制技术,可使功率开关大幅提高工作频率,提高开关电源的工作效率,使开关电源的性能更加优良。
2、不利因素
(1)宏观经济增速下降对下游行业有较大影响
行业与下游的电力及新能源相关投资建设具有较强的相关性。特别是新能源产业链受到国家产业政策和优惠政策影响较大。电力、新能源等投资拉动型产业受到产业支持变化及宏观经济下滑的影响,在政策及相关投资发生变化的情况下,对这些产业造成较大影响。
(2)整体市场竞争较为激烈、低价竞争降低行业整体竞争能力
高频开关电源行业领域广泛,虽然存在一些需要新技术支撑的市场领域,但也存在大量技术成熟度较高,对产品技术创新要求不高的市场需求。由于市场整体较为分散,技术实力一般的厂商主要通过价格竞争的方式,提升自身的市场占有率,过分的价格竞争策略,拉低了行业的盈利能力,无法为持续的研发提供资金支持,从而降低整个行业的创新潜力。
(3)市场为导向,技术创新能力不足
整体行业仍以市场为导向,过分注重市场的开拓,而技术创新能力及前瞻能力不足,使得国内企业产品创新能力与国际厂商存在一定差距。
同时,国内在电力电子元器件方面的创新力不足,特别是芯片等仍以国外产品为主,这也在一定程度上制约了国内元器件的发展。
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