电源是将一种制式的电能转化成其他制式电能的装置。电源不同于电池，其本身并不产生电能，而是将一种制式（电流、电压）转化成另一种制式（电流、电压）的装置。不同元器件、模块标准工况下的电流、电压并不相同，而不同的电源可以为相应元器件、模块等提供适合的电流、电压，故电源被称作电子设备心脏。作为电子设备中的重要组成部分，电源广泛应用于消费电子、通信、工业、汽车、航空航天等下游领域。

 

 

电源的分类

 

电源系统通常需要多次电流、 电压变化，才可将外部电能转化为电子设备标况下所需电能。按输入、输出电能的形式分类，电源可分为 AC/AC 电源（交流转交流）、AC/DC 电源（交流转直流）、DC/AC 电源（直 流转交流）及 DC/DC 电源（直流转直流）。其中，AC/DC 电源主要负责将发电机输出的交流电转化为大电压直流电，实现对电能的“粗调”；DC/DC 电源主要负责将蓄电池或经 AC/DC 电源变换后的直流电，进一步转化为适合下游元器件工作的小电压直流电，实现对电能的“精调”。

 

 

 

△DC/DC模块电源产品 外部（资料来源于VICOR官网）

 

按产品名称和原理分类，开关电源为主要品种。根据中国电源学会出版的《中国电源行业年鉴 2021》，电源按产品名称和原理可主要分为开关电源、UPS 电源、线性电源、逆变电源、变频器电源和其他电源。开关电源是指通过控制开关开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，具备功耗小、转化效率高、负载稳定度高等优点，故其已经逐步代替线性电源成为电源主要品种，占电源市场规模一半以上。

 

 

模块化大势所趋

厚膜及微电路电源各有千秋

 

 

多数模块电源基于开关电源原理，为 DC/DC 电源。模块电源又称为电源模块，是指可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器，可为专用集成电路（ASIC）、数字信号处理 器（DSP）、微处理器、存储器、现场可编程门阵列（FPGA）及其他数字或模拟负载供电。大多数模块电源基于开关电源原理，为 DC/DC 电源（直流转直流），作为二次电源实现电能的“精调”。

 

 

 

模块电源位于产业链中游，电子材料及元器件为主要原材料。电源产业链包括原材料供应商、电源制造商、设备制造商和行业应用客户。原材料供应商处于电源产业链上游， 提供控制芯片、功率器件、变压器、PCB 板等电子器件；模块电源企业处于产业链中游， 采用不同的设计和生产方案，将上游元器件加工成模块电源产品；下游设备商主要为航空 航天院所及整机企业、通信设备制造商等，负责将模块电源集成入相应电子设备中。

 

 

集成化、小型化大势所趋，模块电源优势明显。如今电子设备内部功能结构日趋复杂，集成化可有效减少内部引线长度降低寄生参数，降低电源系统设计成本；小型化在航空航天等对体积、重量、参数分配要求严苛的领域占有优势。模块电源集成度高，并具备通用性强、灵活性高、散热较好、可靠性高等优点，因而广泛应用在航空航天、通讯、新能源车等领域。

 

微电路工艺及厚膜工艺

 

集成化趋势下“和而不同”，微电路工艺及厚膜工艺为主要路径。按工艺区分，模块电源可分为微电路电源（PCB 工艺）及厚膜电源（厚膜工艺），二者均可使电源集成度进一步提升：①PCB 工艺：是指运用自动化设备，将表面贴装元器件安装、焊接在印制好的 PCB 板上，而后进行入壳封装并形成模块电源产品的过程。②厚膜工艺：采用丝网印刷、烧结等厚膜工艺在同一基片上制作无源网络，而后在其上组装半导体器件芯片、单片集成电路、微型元件等，再外加封装形成模块电源产品。

 

微电路电源和厚膜电源的区别

 

微电路电源和厚膜电源各有千秋。工艺角度，微电路电源与厚膜电源区别主要在基板及封装环节：1）基板：微电路电源在外采PCB板上直接贴片组装，而厚膜电源首先在“白板”上印制所需电路结构，故厚膜工艺也被称作“微电子”工艺。2）封装：厚膜电源通常充入氮气等惰性气体，进行金属气密封装。由于二者工艺差异，厚膜电源通常成本及技术难度更高、可靠性更好、可储存时间更长、温度范围更宽、体积重量更小主要应用于航空航天领域；微电路电源成本较低、大功率表现更好、通用性更强，除航空航天外还广泛应用于通讯等领域。

 

 

功率变换器主要性能发展趋势

 

[资源来源于《高功率密度DC/DC模块电源研究》]

 

 

高功率密度和高效率

 

高功率密度、高效率为发展趋势，数字化方兴未艾。①高功率密度：在下游应用端 小型化、轻量化需求引领下，在更小体积、更轻质量的情况下输出更大功率是主要发展趋势；②高效率：功率密度提升通常伴随着发热量的提升，且在提升至一定程度后往往会受散热问题限制。通过降低功率器件损耗来降低模块电源发热量，是功率密度提升的应有之义。此外，通过数字化编程实现控制策略与保护逻辑，可以有效简化模块电源外围电路，进一步缩小体积、提升功率密度，故数字化也逐步成为模块电源重要发展方向。

 

 

信息化搭台 国产化起舞

军民有别 高可靠为核心要义

 

由于应用终端特殊性等，高可靠为军用模块电源核心要义。作为较基础的元器件，军用模块电源广泛应用于海、陆、空、天的各式电子化、信息化装备中，下游涵盖军机、导弹、火箭、雷达、卫星、舰船、装甲车等各终端。军品工作环境常涉及较极端的工况，如导弹在轨时需面对强加速度、强振动、高温等极端环境，对于元器件抗振动、耐冲击、耐高温等要求较高；卫星在轨时需面对较大温差以及宇宙射线的干扰，着重强调宽温度范围、 抗辐照等性能指标。同时，航空航天等下游设备具备成本高、结构复杂、一旦故障即会造成严重损失。综上，质量为军用模块电源最为核心的要求。

 

 

由于高可靠需求及军品机制，军用模块电源从研发到生产均与民品有别。以下将从进入资质、订单模式、研发、生产模式、生产工艺五大方面说明军用与民用模块电源区别：

 

 ① 进入资质

 

需多重资质认证。军用模块电源企业首先需取得“军工三证”，即 军工产品质量管理体系认证、武器装备科研生产单位保密资格认证、装备承制单位资格认证；其次，需取得中国军用电子元器件质量委员会颁发的各种国军标生产线认证；最后，需通过下游设备厂商的供货资质认证，方可进入军用模块电源行业进行供货。

 

 ② 订单模式

 

小批量、多品类，定制化程度高。由于武器装备型号种类繁多， 各型号对于电源参数需求不同，故相较于民品而言，军品订单具备小批量、 多品类的特点，且常需要根据下游需求开发高度定制化产品。

 

 ③ 研 发

 

周期较长。由于军品在产品验证部分普遍较民品周期更长，且部分军 品模块电源需与下游客户一起联合研制，故军品模块电源研发周期通常长于 民品模块电源。由于小批量、多品类订单模式，军品定制化研发的占比较高。

 

 ④ 生产模式

 

以销定产为主。军品通常采用以销定产模式进行排产，在公司内 部评审订单后，再根据订单进行物料准备。同时，军品也会辅以一定程度的 产品储备，来缩短产品交货周期，快速响应市场需求。

 

 ⑤ 生产工艺

 

可靠性要求致使检验步骤增多。相比于民品模块电源，军品模块电源在生产过程中检验步骤较多，从而保证生产流程可溯源的同时，进一步提升产品可靠性。

 

 

 

△军用电子元器件

 

由于从资质认证到生产工艺等方面的差异，军品模块电源较民品附加值更高。由于军品的资质壁垒以及较长的研发、验证周期，新品通常需要 3-5 年的时间才可能形成规模收 入；同时，小批量、多品类、高度定制化的订单模式也带来了额外的管理要求，且较难形成明显的规模效应；此外，军方下游客户最为看重可靠性，而对于价格的敏感度相对较弱。综合上述因素，军品模块电源往往定价较高，且相较于民品具备更高的附加值。以国内模块电源核心供应商新雷能为例，其特种业务毛利率持续高于通信业务，2021 年特种业务毛利率达 60.9%，而通讯业务毛利率为 26.8%，军品毛利率明显较高。

 

 

信息化提速

百亿赛道蓬勃发展

 

我国强军目标明确，信息化建设提速。军队信息化意为通过信息化整合，实现目标探 测跟踪、指挥控制、火力打击、战场防护和毁伤评估功能一体化，以及联合指挥中心和各 军种作战组织的一体化。我国自 1998 年起发布的 10 部《国防白皮书》中多次阐述我国军 队信息化建设的要求及进程，党的十九大也提出“确保 2020 年信息化建设取得重大进展” “力争到 2035 年基本实现国防和军队现代化”，相较于十八大时期的“三步走”，将实现军队现代化的目标提前了 15 年。在政策驱动下，军队信息化建设正快速推进。

 

在军队信息化建设提速背景下，国内军用模块电源行业将受益于：武器装备加速换装列装和新式装备电子系统价值量占比提升，迎来快速成长。

 

 

武器装备“补偿式”发展空间广阔

 

国防支出方面，我国 2021 年国防预算占 GDP 比重约 1.2%；对比其他军事强国（集团）军费占 GDP 比重，美国维持 在 3.2%左右，印度维持在 2%左右，北约秘书长也多次敦促成员国将该比例提至 2%以上，我国国防支出仍有较大提升空间。装备数量及结构方面，我国军机在数量及代次结构上均与美国有较大差距，据《World Airforces2022》 （Flight Global），2021年我国军机总量仍不足美国的一半，其中三代机、四代机占比合计仅 54%（美国几乎全为三代机及以上），我国武器装备建设仍存 广阔空间。模块电源作为较基础的功能模块，其需求将伴随装备放量而快速增长。

 

先进武器装备电子系统价值量占比提升

 

在新一轮科技革命和产业变革推动下，武器装备远程精确化、智能化、隐身化、无人化趋势更加明显。海、陆、 空、天武器装备中电子系统的功能趋向多元化，结构趋于复杂化，价值量占比迎来持续提升。平均来看，单个武器装备模块电源用量及价值量将进一步提升，拉动行业需求进一步扩容。

 

 

△2027年国内军用电源市场规模（单位: 亿美元）

 

[来源于Reportlinker(含预测）,中信证券研究部]

 

预计 2027 年国内军用电源市场规模达 28亿美元，对应 2021-2027 年 CAGR 为 11.9%。据 Reportlinker，2020 年全球军用电源市场规模达 73 亿美元，预计 2027 年规模达 124 亿美元，对应 CAGR 为 7.8%；预计 2027 年国内军用电源市场规模将达 28 亿美元，对应 2021-2027 年 CAGR 为 11.9%，我们据此推算得 2020 年国内军用电源市场规模约 12.7 亿美元（按当年平均汇率折算约 88 亿元）。在武器装备加速换装列装、先进武器装备电子 系统价值量占比提升两大逻辑驱动下，军用模块电源市场正蓬勃发展。

 

 

自主可控需求迫切

国内企业迎黄金发展机遇

 

海外厂商长期主导，贸易摩擦为国产替代外源催化。国内电源模块行业起步较晚，美 国 VICOR、Interpoint、VTP 等厂商长期主导国内军用电源模块市场。据甘化科工公告， 2018 年以前，国内军用模块电源国产化率不足20%。2018 年中美贸易摩擦爆发，美国限制包括部分模块电源在内的电子元器件对华出口，供给端进一步收紧；同时，军改影响逐步落地，下游采购备货总体较 2017 年有较大提升，需求端缺口进一步放大。供需两端催化下，模块电源自主可控需求迫切。

 

 

 

国内外差距逐步缩小，技术为国产替代内核驱动。近年来，国内模块电源厂商在大功 率、高可靠、高功率密度等技术领域不断取得突破，部分模块电源产品已可对标国际先进 水平。微电路电源而言，新雷能高压全砖模块电源产品已可在输入电压、输出功率等指标中对标 VICOR 产品，甚至在转化效率上更优；厚膜电源而言，中电科 43 所、振华微电子 等公司产品可兼容 Interpoint、VPT、IR、DDC 等国外公司同类产品，可研制航天一院、五院、八院要求的 LMS、CAST、SAST 等级产品，国产电源可在各主要参数上对标国外竞品，甚至在抗辐照等领域更优。

 

国产替代方兴未艾，国内企业快速发展。贸易摩擦致使 VICOR 中国区 2019 年收入 同比-46.6%至 3.9 亿元，而在技术驱动及贸易摩擦催化下，以新雷能、振华微等公司为代 表的国内厂商迅速成长，2019-2021 年新雷能军品、振华微、VICOR 营收 CAGR 分别为53.5%/45.6%/-3.2%，新雷能与振华微的净利润 CAGR 更是分别达到98.7%/162.7%。在行业下游需求拉动以及国产替代加速推进背景下，国内企业正迎来快速发展期。“小核心大协作”下外协趋势明显，民企迎黄金发展机遇。伴随军品配套体系改革， 产业链中下游国企及科研院所逐步聚焦整机与相关分系统的研制生产，元器件、模块、组件等中上游配套外协趋势明显，体系外民企在电源模块行业中参与的广度和深度均在不断 提升。在行业整体向好的发展趋势以及“小核心大协作”的持续推进下，民营企业将迎来黄金发展机遇。

 

 

助力电源企业持续增长

 

洞察行业趋势，拥抱未来机遇，远大方略聚焦电源行业发展趋势，专研行业解决方案，为企业量身定制改善方案，帮助企业突破增长瓶颈，打造企业核心竞争力，实现战略性增长。

 

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