模块电源行业专题报告百亿赛道大潮已至，国内厂商百舸争流

　　（报告出品方作者：中信证券，付宸硕，陈卓，刘意）电子设备心脏，模块化大势所趋
　　电能搬运工，下游应用广泛
　　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。
　　按电能转化方式分类，ACDC及DCDC电源应用广泛。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ACAC电源（交流转交流）、ACDC电源（交流转直流）、DCAC电源（直流转交流）及DCDC电源（直流转直流）。其中，ACDC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；DCDC电源主要负责将蓄电池或经ACDC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。
　　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DCDC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DCDC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。
　　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：1）PCB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。
　　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。
　　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35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。
　　我们认为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：1）武器装备加速换装列装；2）新式装备电子系统价值量占比提升，迎来快速成长：（1）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《WorldAirforces2022》（FlightGlobal），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。
　　（2）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。
　　预计2027年国内军用电源市场规模达28亿美元，对应20212027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20212027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，20192021年新雷能军品、振华微、VICOR营收CAGR分别为53。545。63。2，新雷能与振华微的净利润CAGR更是分别达到98。7162。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，民营企业料将迎来黄金发展机遇。
　　技术为本，渠道为矛
　　百舸争流，行业集中度较低
　　微电路模块电源参与厂商较多，新雷能为细分龙头。长期以来，国内军用微电路模块电源以VICOR、Interpoint等海外厂商为主，同时中电科43所、中电科24所、航天科技771所等体系内院所以及新雷能、军陶科技等民企也有一定参与。目前来看，一方面，行业集中度呈逐步提升状态，如新雷能已经逐步成长为国内微电路模块电源龙头企业，同时部分低附加值的小型企业面临生存困境；另一方面，诸如宏达电子、四创电子等具备技术及渠道基础的上市公司也正积极布局模块电源业务，国内厂商百花齐放。
　　体系内院所为厚膜电源中流砥柱，振华微成长迅速。国内厚膜电源的研制起步于20世纪60年代，长期以来，国内航天用厚膜电源主要进口自Interpoint、VPT、IR等厂商，中电科43所、中电科24所、航天科技771所等也有一定参与，体制内院所为国产厚膜电源中流砥柱。近年来，振华微电子等企业在厚膜电源领域快速发展，同时，新雷能、宏达电子等公司也正积极布局。
　　行业集中度较低，头部企业有望把握结构性机遇。我们在前文中推算得，2020年国内军用电源行业市场规模约12。7亿美元（按当年平均汇率约合88亿人民币），据此，我们测算得2020年VICOR在国内军用电源行业中市占率约为7，行业CR3约为21，CR5约为30。同时，据《中国电源行业年鉴2020》，2019年我国模块电源市场规模占整个电源市场比重约3，但企业数量占比达8。综上，军用模块电源行业市场集中度仍较低。在行业快速成长阶段，头部企业有望凭借技术优势及渠道优势进一步提升市占率，充分把握行业整合带来的结构性机遇。
　　技术驱动，渠道助力，规模效应明显
　　行业集中度较低时，客户渠道及供应链管理能力为核心竞争要素。军品模块电源企业大客户占营收比重普遍较高，行业领先企业新雷能、军陶科技2021年前五大客户营收占比分别达56。0、60。1，其中军陶科技2021年第一大客户营收占比达26。5。我们认为，在行业竞争尚不充分的情况下，客户渠道为企业核心竞争力。同时，考虑到航空航天等领域需求快速放量的趋势，以及特种领域较强的保供需求，供应链管理能力及产品交付的及时性亦为重要竞争要素。
　　技术为企业行稳致远的关键。伴随导弹、卫星、军机等下游应用领域对高可靠、小型化、高功率密度、高效率等性能的要求提升，模块电源研发设计及加工生产壁垒将进一步夯实。海外龙头VICOR自20世纪80年代发布第一代高功率DCDC变换器起，便一直在行业中保持技术领先地位，成为行业常青树。伴随国内市场竞争逐步加剧、集中度进一步提升，我们认为技术水平在企业竞争中的重要性将进一步凸显，是企业能否在中长期保持稳健成长的关键。
　　规模效应明显，助力龙头稳固优势。由于模块电源所选用的电子元器件及配套材料通用性较强，且上游供应商充分竞争，故较易形成规模效应。伴随营收提升，新雷能、振华微2021年净利率分别达19。8、39。1，分别较2018年水平提升12。0pcts、32。5pcts，规模效应明显。一方面，行业内领先企业可通过规模生产进一步降低平均成本，取得产品量价优势，进一步筑牢市场竞争优势，提升市占率；另一方面，军品较长的验证周期也致使新进入者难以在短期内上量摊薄成本，故规模效应亦为稳固龙头优势的重要因素。民品拓展及解决方案延伸，打破行业天花板
　　通过复盘全球模块电源龙头VICOR的发展历程，我们认为技术为下游领域拓展的核心驱动力，而产业链延伸亦为重要发展方向。应用领域拓展及解决方案延伸，有助于特种模块电源企业进一步打开长期成长空间。全球模块电源龙头，聚焦高性能电源模块。VICOR成立于1981年，为全球模块电源龙头企业、全球军用模块电源主要供应商。公司产品涵盖ACDC电源、DCDC电源、MILCOTS（军规级）电源、电源系统和机电配件，广泛应用于航空航天、国防电子等军用领域，并积极拓展至AI计算、新能源汽车、LED照明等民用领域。
　　技术赋能，积极拓展民用领域
　　持续革新模块电源技术，军用模块电源全球领先。VICOR于1984年推出完全封装的Brick砖式电源VI200系列模块，实现标准化DCDC转换器改革，成为20世纪80及90年代砖式DCDC转换器的领先供应商。由于传统电信领域需求减弱，VICOR于21世纪初转向航空航天、国防电子、工业自动化及运输等高可靠领域，并陆续推出FPA（分比式电源架构）、VI芯片模块、ChiP平台等，实现效率和功率密度的进一步提升。通过持续聚焦和革新高端技术，VICOR成为军用模块电源领域世界级领先企业。
　　积极布局AI新能源等民用市场，应用领域拓展打开成长空间。VICOR积极拓展AI、新能源、LED等民用领域，于2018年推出专用于人工智能AI计算的PoP（合封电源解决方案），解决AI微处理器中高电流和高损耗的矛盾，并预计于2022年交付其升级方案VPD（合封电源垂直供电）；同时，其模块化供电网络产品可满足汽车电气化对电源重量体积、功率和兼容性的要求，预期将于2022年年末上市投产。AI领域产品已成为公司近两年重要的营收增长点，新能源领域产品亦有望在未来贡献可观增量，公司成长空间进一步打开。
　　需求引领，延伸综合解决方案
　　向产业链下游延伸，构建一站式电源解决方案。在21世纪初传统电信市场衰退和IBA（中间总线架构）的冲击下，VICOR实施大规模定制战略，向电源综合解决方案延伸，如今已形成较为完善的电源综合解决方案体系。其产品包含多种转换器和互补组件，可实现各类输入输出电压和功率，并通过电源组件设计方法为客户提供模块化电源产品、设计工具和工程支持，使客户在短时间内可获得定制的ACDC和DCDC解决方案。目前，其电源综合解决方案广泛应用于民用领域（如自动驾驶、AI、新能源车和大功率LED照明等）及军用领域（如无人机等），为公司收入贡献可观增量。
　　领域拓宽及产业链延伸，打破行业成长边界
　　高级产品拓宽领域，砖式产品延伸下游。VICOR将其提供的产品和服务分为高级产品与砖式产品两大战略方向。其中，高级产品为建立在其专有电源架构FPA上的创新性产品，主要以低混合、大批量的运营模式瞄准高成长性细分市场，如AI计算、汽车和固态照明等；砖式产品主要包括用于传统电源系统架构的砖式电源模块，主要以高混合、小批量模式布局于成熟细分市场，如特种领域、工业自动化和工业设备等。VICOR坚持高性能电源技术革新，积极拓展模块电源应用至AI计算、汽车等高成长性领域；同时砖式产品积极延伸至电源综合解决方案，实现价值量进一步提升。
　　应用领域拓展及产业链延伸，打破军用领域天花板。作为模块电源行业的龙头，VICOR始终坚持技术驱动，同时积极横向拓展AI新能源等高成长领域，并纵向延伸至系统解决方案，实现可持续发展。通过复盘VICOR的发展历程，我们认为民用领域拓展以及向下价值延伸可有效打破军用领域天花板。中短期来看，国内军用模块电源厂商有望受益军队信息化提速及国产替代提速，迎来黄金发展机遇；长期来看，民用领域拓展以及电源系统延伸有望进一步打开成长空间。
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　　精选报告来源：【未来智库】链接