2022年博迁新材研究报告 聚焦MLCC用镍粉业务,金属粉体一体化延伸布局

  • 来源:国金证券
  • 发布时间:2022/12/28
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(报告出品方/作者:国金证券,李超,宋洋,陈凯丽)

一、博迁新材:聚焦MLCC用镍粉业务,金属粉体一体化延伸布局

1.1、技术全球领先的电子专用纳米级高端金属粉体制造企业

公司成立于 2010 年,是一家集高端纳米金属粉体材料研发、生产、销售为一体的国家高 新技术企业,是中国纳米金属材料研发和产业化应用的开拓者之一。 公司实控人为王利平,现任公司董事长,拥有近 20 年的金属粉体材料行业经营管理经验。 王利平通过广弘元及申扬投资合计间接持有公司 26.59%的股份。公司董事长兼任总经理 陈钢强博士,拥有近 30 年的金属粉体材料研发经验,对公司技术和产品研发起到关键作 用,目前持有公司 6.5%的股份。 22 年 9 月,公司拟向实际控制人王利平先生通过非公开发行募资(含发行费)不超过 8.3 亿元,发行股票不超过 2200 万股,发行价为 37.63 元/股,全部由实控人王利平先生以现 金方式认购,限售期 36 个月,募集资金主要用于补充流动资金或偿还银行债务。

公司产品主要包括纳米级、亚微米级镍粉和亚微米级、微米级铜粉、银粉、合金粉。 1)镍粉、铜粉主要用作多层片式电容器(MLCC)的生产,并广泛运用到消费电子、汽车 电子、通信以及工业自动化、航空航天等其他工业领域中;2)银粉主要继续加工成导电银浆用于导电涂层。另外,银包镍粉、银包铜粉主要应用于制造电极浆料,可以替代银粉用于电子元器件制造,也可用于制造电子屏蔽材料;3)镍铬合金粉、镍锡合金粉、镍铁合金粉主要用于制造3D打印金属材料、电子屏蔽材料、高端机床刀具制造材料和金属粉末注射成型材料。

1.2、以镍粉销售为核心,经营业绩稳健

17-18 年 MLCC 市场发展势头良好,对上游金属粉体的需求量较大,公司营收持续增长。 18 年末公司出售焊锡业务,19 年 MLCC 行业去库存,公司镍粉销量下降 45%,营收下降 5%。 20-21 年随着新建产能投放,公司镍粉销量逐年提升。21 年公司营收 9.7 亿元,同比增长 62.74%;实现归母净利润 2.38 亿元,同比增长 49.59%。22 年疫情导致 MLCC 下游需求低 迷,前三季度公司实现营收 6.21 亿元,同比下降 12%;实现归母净利润 1.35 亿元,同比 下降 24%。

目前公司产品以外销为主,21 年外销占比为 82.36%,外销主要客户为三星电机,21 年三 星电机销售收入占比 64.42%,19 年开始公司内销比例不断提升,22 上半年达到 23%。 近年来镍粉贡献公司主要毛利,21 年占比达到 93.53%,其次铜粉占比 4.43%,银粉和合 金粉占比不足 1%,还未开始集中放量。毛利率方面,21 年镍粉 43%,铜粉 36%,综合 38%, 镍粉和铜粉近年来保持在较高水平。公司费用控制整体良好,销售和财务费用率逐年降低,同时不断加码研发投入,持续进行 新产品开发,研发费用率逐年攀升,22 年前三季度研发费用 0.47 亿元,同增 52%,占营 收比例 7.64%,处于行业领先地位。

二、MLCC多元化应用和发展推动高端镍粉需求增长

2.1、消费电子、5G通讯、汽车电子推动MLCC需求持续增长

电容器是电子线路中必不可少的基础电子元件,它是通过静电的形式储存和释放电能,在 两极导电物质间以介质隔离,并将电能储存其间,主要作用为电荷储存、交流滤波或旁路、 切断或阻止直流、提供调谐及振荡等。根据介质不同,电容器可主要分为铝电解电容器、 钽电解电容器、薄膜电容器和陶瓷电容器。其中,陶瓷电容器凭借其低成本、小尺寸、不 同电压和温度下的高稳定性等特点成为电容器市场应用最广泛的电子元件。

陶瓷电容器为目前市场份额最大的电容器种类。根据中国电子元器件协会数据,19 年全 球电容器市场中陶瓷电容器占比 49%;根据华经产业研究院数据,20 年中国电容器市场中 陶瓷电容器占比 53.2%。陶瓷电容器凭借优越性能,市场应用范围广泛,发展前景良好。

陶瓷电容器中,片式多层陶瓷电容器(MLCC)除有“隔直通交”的特点外,还具备温度范 围宽、体积小、电容量范围宽、介质损耗小、稳定性高等特性,适用自动化贴片生产,且 价格相对较低,更加符合电容器向小型化、高容量、高端应用场景发展的趋势,目前占据 陶瓷电容器 90%以上市场份额,成为市场上主流使用的陶瓷电容器。 根据中国电子元件行业协会数据,21 年全球 MLCC 需求量同增 14.2%,达到 50170 亿只; 我国 MLCC 需求量达到 38480 亿只,同增 15.4%。22 年受疫情及行业周期波动影响,面向 消费电子市场的 MLCC 需求有所下降,但面向新能源、通信设备、工业设备、医疗电子等 高端领域的 MLCC 市场保持增长,预计 22 年全球及国内 MLCC 需求量均将有所下降,但 23 年开始均会恢复增长趋势,MLCC 市场长期发展趋势良好。

MLCC 下游应用领域包括信息技术、消费电子、通信、新能源、工业控制等各行业。目前 消费电子是应用 MLCC 器件最多的领域,占据约 70%,其中手机、影音设备和 PC 领域的占 比分别为 24%、28%和 18%。此前智能手机的快速普及是推动 MLCC 增长的主要动力,但智能手机市场进入存量阶段后 整体规模趋于稳定,随着云计算、大数据、5G 等技术浪潮的到来,智能手机将在智能家 居、游戏娱乐、智慧城市等场景得以更加广泛的应用,其产品功能的不断升级使得单机 MLCC 的使用量不断增加。iPhone5S 单台 MLCC 使用量约为 400 颗,iPhoneX 约为 1000 颗, 终端配置的功能越多,其数量也几乎等比例增加,未来以智能手机为代表的消费电子领域 对 MLCC 需求有望持续增长。

5G 通信带来的 MLCC 需求分为两大类,一类是基地台的需求,5G 需要增加更多基地台保证 覆盖率,因此基地台的铺设数量是 4G 的一倍以上,通信设备的增加使得 MLCC 需求提升; 另外一类是 5G 频段的增加,使得手机射频前端的数量增加,从而提升单机 MLCC 用量。 全球 5G 基站市场规模不断扩张,20 年为 803 亿美元,24 年将达到 1094 亿美元。其中全 球宏基站市场规模由 20 年的 790 亿美元增至 24 年的 839 亿美元;小基站前期规模较小, 随着 5G 基站建设的不断推进和完善,后期将呈现爆发式增长,由 20 年的 13 亿美元快速 增至 24 年的 255 亿美元。

在传统燃油车中,MLCC 遍布各个电子系统。根据集微咨询数据,动力系统需约 600 颗; 安全系统需 1000-1500 颗 MLCC;舒适系统需求近 1000 颗;娱乐系统也需要 500 颗以上, 并随着显示屏等车内电子器件的增加而持续增加。整体来看,传统燃油车单车 MLCC 用量 大约为 3000-3500 颗。 随着汽车智能化、电动化趋势,单车 MLCC 用量大幅增加,电动引擎、控制器、直流转换 器、逆变器、电池管理系统(BMS)、充电系统等均会提升高电容 MLCC 用量。村田数据显 示,混合动力汽车中 MLCC 的用量大约为 1.2 万颗/辆,纯电动汽车则提升至 1.8 万颗/辆, 部分高端车型对 MLCC 的用量甚至达到 3 万颗/辆。

2.2、MLCC国产替代加速,产品趋于小型化、高容化

全球 MLCC 制造商主要集中在日本、韩国和中国,CR5 超过 80%。日本村田、韩国三星电机 分别占约 30%、20%市场份额。台湾国巨、太阳诱电、华新科等企业紧随其后,根据电子 元件行业协会,风华高科、宇阳科技等大陆制造商仅占全球 5-10%的份额。 中国大陆 MLCC 行业整体起步较晚,产能小、产品规格不全、技术水平相对较低,现有产 能基本集中于中低容量等中低端产品。高端 MLCC 领域基本被日本、韩国厂商占据,中国 台湾厂商由于具备产能优势,在中低端 MLCC 市场占据一定份额。国产替代浪潮下,中国 大陆企业凭借着产业集群效应带来综合成本优势和快速响应优势,在中低端 MLCC 市场占比有望逐步提升,高端 MLCC 在技术上仍需不断突破。

MLCC 核心工艺主要包括材料制造工艺、叠层印刷技术和共烧技术,国内企业与日韩差距 主要在于原材料端和生产设备。 1)材料方面,陶瓷粉体中 X7R(温度稳定型)为全球市场需求最大的品种之一,制造原 因为基于纳米级钛酸钡陶瓷料(BaTiO3)改性。日本厂商拥有高可靠性的 X7R 最终制成 0402、0201 的 MLCC,目前国内与日本先进粉体技术尚有一段差距。 2)技术方面,同体积的 MLCC 电容量与叠层数正相关,目前日本企业已经能够在 2μm 的 薄膜介质上叠 1000 层。共烧技术能够生产出介质更薄、层数更高的 MLCC 产品,日本企 业优势主要体现在 MLCC 烧结专用设备的种类、自动化程度和精度上。国内企业在工艺上 的差距相对容易追上,但在 MLCC 的生产设备上仍高度依赖进口。

伴随着消费电子、5G 通信、汽车电子等应用市场的发展,对 MLCC 也提出了高容、高频与 高温、高耐电压性、高可靠性与车用及小型化与薄型化等高端规格要求,促使 MLCC 向上 述方向发展。 1)小型化与薄型化:基于智能手机、电脑、智慧手表以及可穿戴设备等电子产品都朝着 小型化的方向发展,MLCC必须微型化以符合使用者的需求,目前MLCC产品的尺寸正由0805、 0603、0402 向 0201、01005 发展,超小体积、超薄的电容器将实现电子设备的高密度安 装,有利于电子设备向小型化发展。

2)高容化:在追求微型化的同时,MLCC 也强调在同一尺寸规格下具有更高容量。一般而 言,高容量 MLCC 指 0402 及以下尺寸 MLCC 的容量规格达到 105(1uF)以上;0603 及以上 尺寸 MLCC 的容量规格达到 106(10uF)及以上。 3)高频化与高温化:从 2G 到 5G 的发展,频段越来越高,MLCC 的工作频率也随之升高, 已进入到毫米波频段范围。同时,MLCC 还需要在高温的环境下工作,常用 MLCC 的最高工 作温度是 125℃,为满足特种电子设备的极限工作环境,MLCC 工作温度最高达到 260℃。

4)高耐电压性:由于 MLCC 用介质材料的耐电强度高,通过灵活的结构设计,使其工作电 压范围从几伏至几万伏不等。MLCC 在耐高压方面持续发展,形成了对薄膜电容的替代趋 势,也推动了 MLCC 的耐高压需求持续增长。 5)高可靠性:伴随着电动汽车、工业设备等市场的崛起,对 MLCC 的可靠性要求也越发重 视。车规级 MLCC 产品关系车辆行驶安全,且高温、高湿、高震动的工作环境更加恶劣, 因此较传统消费电子 MLCC 在可靠性要求上全面升级。目前车规级 MLCC 较消费电子 MLCC 应用落后 5-10 年,日本龙头企业逐渐推出通用型产品产能,扩大同尺寸、同容量的车规 级等中高端产品。

MLCC 行业具备明显周期属性,需求端中长期维度是从消费电子到汽车电子的跃迁,伴随 着产品性能升级,但短期内价格的波动主要来自供给端,追踪指标包括原厂稼动率、代理 商库存水平等。以台股月度 MLCC 营收为例,17 年中 TDK 和村田 MLCC 部分中低端型号正 式停产,开启价格上涨和转单效应,景气周期持续一年,18 下半年后大幅回调,19-21 年 ETC 需求爆发、手机需求萎靡等带来景气周期反转。经过近一年半时间调整后,当前代 理商库存已基本已处于合理水位,部分高容型号价格开始上涨,随着价格倒挂结束,可能 迎来新一轮拐点。

2.3、镍粉用作MLCC内电极材料,市场空间广阔

MLCC 是由印好电极(内电极)的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来,经过一次性高温 烧结形成陶瓷芯片,再在芯片的两端封上金属层(外电极)而成。上游主要涵盖陶瓷粉末 和电极金属领域,其中陶瓷粉末对日韩供应商依赖度高,而电极金属生产厂商主要集中在 国内。

电极浆料作为制造 MLCC 的关键材料,其主要成分是由金属粉体材料、玻璃相及有机载体 3 个部分组成。金属粉体材料在浆料中含量较高,它是决定电极性能的主要因素,电极浆 料经高温烧结后,其中的金属粉体材料形成金属网络结构实现导电功能。 早期 MLCC 内电极材料为钯-银合金或纯金属钯,这种电极材料成本较高,采用贱金属镍 代替贵金属钯-银合金或纯金属钯,可以大大降低成本。镍粉是一种灰黑色粉体状产品, 具备球形度好、振实密度高、电导率高、对焊料的耐蚀性和耐热性好、烧结温度较高、与 陶瓷介质材料的高温共烧性较好的特性。一般 MLCC 的原材料成本占总成本 50%以上,高容 MLCC 中陶瓷粉末成本占比可达 35-45%, 内外电极成本均占 5%-10%,低容 MLCC 中包装材料成本占比较高。

MLCC 内电极用金属粉体粒径一般在纳米及亚微米的范围内,外电极用金属粉体粒径在 10 微米以下。亚微米是介于微米和纳米之间的长度范围,指在 100nm~1.0μm 的材料。 MLCC 不断在向薄层化、小型化方向发展,MLCC 用镍粉粒径也不断缩小,近几年使用的镍 粉粒径从 600nm、400nm 向 300nm、200nm 及其以下靠近。为适应 MLCC 的发展趋势,镍粉 制备工艺不断进步,要求其纯度高、粉体颗粒近球形、粒径小及分散性好等特性,具备较 强的技术壁垒。 由于行业进入壁垒较高,同时下游客户对其产品质量、性能有较高的要求,目前世界上能 够工业化量产 MLCC 等电子元器件用镍粉的企业较少,主要位于中国和日本,包括公司、 JFE 矿业、住友金属、昭荣化学、村田等,银粉和铜粉等生产分布区域较为广泛。

随着智能化消费电子产品的普及与更新、新能源汽车和无人驾驶技术等带来的汽车电子化 水平的提高、5G 通信的推广和工业自动化不断深入,相关领域对 MLCC 等电子元器件的需 求不断扩大,从而带动上游原材料行业的繁荣。作为 MLCC 等电子元器件主要原材料的金 属粉体材料需求将呈上升趋势。同时,随着全球 MLCC 等电子元器件及电子整机制造业不 断向中国转移,国内电子专用高端金属粉体材料行业即将迎来更加有利的发展环境。 全球 MLCC 市场规模参考中国电子元件协会数据;MLCC 中内电极成本占比参考华经产业研 究院数据取 8%;MLCC 毛利率参考风华高科和三环集团募投项目取 35%并逐年减少 1%。测 算出 20 年和 21 年 MLCC 镍粉市场规模分别为 47.32 亿元和 60.56 亿元,预计到 26 年 MLCC 镍粉市场规模将达到 87.87 亿元,5 年 CAGR 为 7.73%。

三、博迁新材坐拥PVD高端制粉工艺,具备广阔下游拓展空间

3.1、公司镍粉制备工艺领先,产品性能优越

经过十余年的发展,我国以公司为代表的电子专用高端金属粉体材料技术水平具备了与国 际主要厂商竞争的实力,产品在粉体粒径、比表面积、分散性等方面均实现了突破性的进 展。公司作为唯一起草和制定单位,负责了我国第一部电容器电极镍粉行业标准的起草及 制定工作。 目前镍粉真正实现工业化的生产方法包括 CVD 法、液相法和以公司为代表的 PVD 法,其中 CVD 法工业化量产的方法是羰基镍热解法和气态氯化物氢还原法,液相法工业化量产的方 法是电解法。

公司镍粉生产流程包括制粉和分级两个环节,自主研发的常压下等离子体加热气相冷凝法 制备技术,资源利用率高,对环境绿色友好,产品具有结晶度高,球形度高,抗氧化能力 强,分散性优良等特点。 1)制粉:金属原材料经等离子枪加热熔融蒸发,生成金属蒸汽;金属蒸汽经氮气输运到 粒子控制器,在此过程中金属蒸汽冷却形核生长成金属粉体;氮气和粉体在引风机的抽吸 作用下进入气固分离器内,经气固分离,粉体被收集,氮气过滤后经过热交换器冷却后被 循环利用。 2)分级:粉体被收集后成为原粉,原粉分级形成不同规格的分级粉产品,分级粉各项指 标经检测合格后包装为成品销售。

19 年公司拥有物理气相法金属粉体材料生产线 92 条,其中镍原粉生产线 86 条,年生产 能力达 1720 吨,并募集资金投向“年产 1200 吨超细纳米金属粉体材料项目”和“电子专 用高端金属粉体材料生产基地扩建及搬迁升级项目”,合计提升镍原粉年产能 900 吨。21 年公司以自有资金新建 24 条镍粉产线,进一步完善产能布局。产量方面,19 年 MLCC 行 业去库导致公司镍粉出货量同比下滑,20-21 年维持高速增长。

近年来,公司成功研发 80nm 镍粉、120nm 镍粉、180nm 镍粉等新产品。大规模量产的 80nm 镍粉粒径已达到全球顶尖水准,并成功应用到三星电机的 MLCC 生产过程中。MLCC 用镍粉 呈现小粒径的发展趋势,公司目前已经能够大规模量产 80nm 镍粉,主要用于高端消费电 子,200-300nm 镍粉多用于车规领域。公司将以现有产品为基础,研发下一代 50nm 和 30nm 的 MLCC 用纳米镍粉,满足不断升级的 MLCC 小型化、高容量需求。

公司第一大客户为三星电机,近五年销售额占营收比例在 60%以上。三星电机作为全球 MLCC 市场份额占比超过 20%的生产商,其资金实力雄厚,信用良好,业务范围较广,且三 星电机 MLCC 产品的先进程度决定了其对公司高端的小粒径粉体采购需求大,对公司的盈 利贡献较大。除三星电机外,公司其他客户台湾国巨、台湾华新科、风华高科亦为全球前 十大 MLCC 生产厂商。 公司与三星电机合作具有较长的历史基础。公司原控股股东广博纳米早期向三星电机送样 试验,通过后于 07 年开始向三星电机销售镍粉,双方合作已延续了 10 多年。由于纳米股 份与公司之间的业务整合,16 年 3 月纳米股份将对三星电机的销售切换至公司子公司广 新纳米处。21 年 7 月三星电机天津工厂正式投产,主要用于其车规 MLCC 生产,三星车规 MLCC 扩产有望带动公司镍粉出货进一步提升。

公司与三星电机、华新科和东莞住矿电子分别签署了《战略合作协议书》。三星电机预计 在 21-23 年每年将从公司、广新进出口购买约 500 吨 80nm-300nm 镍粉,三年内总共购买 约 2000 吨该产品。华新科承诺于 20-22 年每年从公司、广新进出口对 300nm、400nm 等规 格镍粉采购量不低于 70 吨,三年内合计采购量不低于 210 吨。东莞住矿电子浆料有限公 司 22 年度从公司、广新纳米采购镍粉等产品数量 375 吨。

21 年公司镍粉成本结构中材料占比 52%,人工占比 10%,费用占比 38%。公司镍粉主要原 材料为镍块,采购价格随市场价格波动。根据公司投资者问答,22 上半年开始产品定价 调整为参照 1 个月或 3 个月的镍原材料均价+加工费的模式。19 年公司单吨毛利达到 37 万元,同增 149%,主要系公司客户三星电机调整采购结构,增加小粒径粉体比例所致。

3.2、依托PVD优越技术,不断扩展粉体应用领域

除镍粉外,公司拥有铜原粉生产线 4 条,年生产能力达 122.4 吨;银原粉生产线 2 条,年 生产能力达 40 吨。宁波新生产基地将形成 20 吨微米级、亚微米级银粉和 80 吨微米级、 亚微米级铜粉的生产能力。 公司所生产的亚微米级、微米级铜粉主要应用于 MLCC 等电子元器件的生产。由于铜粉具 有成本低、电导率高等特点,且其烧结温度低于内电极材料和陶瓷介质材料,由其制成的 电极浆料适用于 MLCC 外电极的二次烧结,因此被用作 MLCC 外电极材料及其他电子组件 的电极材料。 公司所生产的亚微米级、微米级银粉主要应用于电子元器件的生产。银粉具有导电性好、 烧结温度低等特点,因此目前银粉最主要的应用是继续加工成导电银浆,用于导电涂层。

随着金属粉体材料制备工艺的不断进步,下游客户需求的不断变化,纯金属粉和合金粉的 种类将不断增加,下游应用领域也将逐步拓展。在合金粉领域,公司使用的常压下等离子 体加热气相冷凝法制备技术是目前能够工业化量产纳米级、亚微米级球形合金粉体最先进 的方法之一。而合金粉相 比纯金属粉具备一些特殊性能优势,应用领域和市场前景更为 广阔。 公司目前已研制出的镍铬合金粉、镍锡合金粉和镍铁合金粉,下游企业尚在进行工艺评定, 未来可能用于大规模制造电子屏蔽材料、高端机床刀具制造材料、金属粉末注射成型材料。

1)电子屏蔽材料制造领域:随着电子屏蔽薄膜在保持性能不变的情况下不断向薄层化的 方向发展,其使用的合金粉体粒径必将不断缩小,公司在生产纳米级、亚微米级合金粉体 上的技术优势将得以展现。 2)高端机床刀具制造材料制造领域:公司生产的合金粉主要用于金刚石、硬质合金等机 床刀具主材的结合剂,拓展了公司金属粉体材料的下游应用领域。

3)金属粉末注射成型材料领域:公司生产的合金粉具有粒径均匀、球形度好、流动性好、 微观组织和元素分布均匀、烧结活性高等性能优势,和金属粉末注射成型技术的匹配度较 高,而金属粉末注射成型技术的未来市场容量极大。 4)3D打印领域:近几年,金属3D打印技术正在快速发展,新的金属3D打印技术打印速 度快,不使用激光,危险系数小,成本低,更适合于个性化、小批量的快速制造,有利于 市场需求大幅提高。公司PVD法生产的超细合金粉具有球形度高,振实密度高,结晶度高,微观组织细小,成分均匀,比表面积大,烧结活性高等特点,与新的金属3D打印技术相适配,更能彰显金属3D打印技术的优势。

此外,公司将着力于镍基高温合金粉材、磁性合金粉材、超微粉液相分级技术低成本化开 发、超细 316L 不锈钢粉、电子铜浆用铜粉开发与改性、MLCC 用低碳 Ni100 原粉研发、超 细粉体表面改性技术研发、晶片电阻器用 1~2 微米 Cu-Mn 合金粉、200nm 镍粉在水体系中 的分散性研究、200 纳米球形硅粉的开发、FeSi 纳米软磁粉体的研发、二元银系合金、纳 米镍粉氧含量检测装置、柔性电路电子铜浆用 0.3um 铜粉研发等新的研发项目。

四、博迁新材布局新能源金属粉体,纳米硅粉和银包铜粉贡献第二增长极

4.1、纳米硅粉用于锂电池硅碳负极

随着新能源汽车对续航能力要求的不断提高,锂电池负极材料也在向着高比容量方向发展。 目前,石墨材料的比容量性能逐渐趋于理论值(372mAh/g)。硅基材料由于具有极高的能 量密度(理论比容量为 4200mAh/g,是石墨负极材料的 10 倍)、较低的脱锂电位以及相对 出色的安全性能,有望成为下一代负极材料研发的主流方向。 由于硅负极材料体积变化率为 320%,而碳材料膨胀仅为 12%,硅材料巨大的体积变化会引 起硅颗粒的破碎分化,从而影响电池的首效和寿命。为了缓解膨胀,商业化应用时大多会 选择将石墨材料和硅材料复合。

硅材料分为纳米硅和氧化亚硅,对应两条路线:硅碳负极和硅氧负极。由于硅氧的循环性 能和倍率性能更佳,率先在动力电池领域使用,硅碳负极的克容量较高,首效较高,主要 应用于消费电子和电动工具等领域。 1)硅碳负极采用纳米硅和石墨材料混合,通过降低硅基材料粒径至纳米级别,可以拥有较小的颗粒尺寸和更多的空隙,更容易缓冲硅在脱嵌锂离子过程中产生的应力和形变。硅 碳负极工艺难点在于纳米硅粉的制备,单个硅纳米粒子的锂化,存在一个约 150nm 的临界 粒径,低于该临界粒径时,颗粒在第一次锂化时不会破裂,所以降低硅材料粒径是减少粉 化的有效途径。

目前商业化硅碳负极容量在 450mAh/g 以下,一般用于消费电池。但硅碳负极的体积膨胀 严重,导致循环性能较差,一般在 500-600 周,达不到国际规定动力电池循环 1000 周的 标准。一般从两个方面对其进行材料改性:一方面是对硅单质体系的改性,如使用纳米硅 和硅薄膜等;另一方面是对碳/硅基复合材料的结构改性,如核-壳结构、多孔结构等。 2)硅氧负极采用氧化亚硅(SiOx)和石墨材料混合,相比于硅材料,氧化亚硅材料在嵌 锂过程中的体积膨胀率下降至 120%,因此循环性能也得到了极大的提升。硅氧负极的核 心是制备 SiOx。大部分的企业是将纯硅和 SiO2 合成 SiOx,形成硅氧负极前驱体,然后经 粉碎、分级、表面处理、烧结、筛分、除磁等工序制备而成。

目前商业化硅氧负极应用容量主要在 450-500mAh/g,既可用于消费也可用于动力。但 SiOx 材料目前主要存在两个问题:首次库仑效率低和循环性能的衰减。前者目前较为实际的解 决办法主要是通过向添加少量的 Li 源,在充电的过程中利用这部分额外的 Li 补充首次充 电过程中不可逆的 Li 消耗,以达到提升锂离子电池首次效率的目的;后者主要是通过碳 包覆与 SiOx 纳米化来缓冲体积膨胀,提升循环稳定性。

硅负极材料在圆柱 4680 率先放量,圆柱电池承压能力更强,可以添加至 10%以上硅含量。 此外方壳电池目前添加比例在 1%以内,未来或提升至 3%-5%,进一步拓宽市场,根据国金 电车组测算,预计 25 年硅负极混品需求 54 万吨,25 年纳米硅粉市场需求量有望达到 4.7 万吨,市场空间超 200 亿元。 硅负极目前正处于产品迭代期,代际之间性能参数有所差异。硅氧中期仍为主流(循环性 能更佳),未来随纳米硅粒径降低,硅碳有望大幅提升循环性能对标硅氧,同时首效&克容 量显著优于硅氧,长期看硅碳路线有望后来居上,对应带动纳米硅需求提升。

纳米硅粉的主要制备方法有:机械球磨法合成、化学气相沉积法和等离子蒸发冷凝法,后 两种制备方法对技术要求较高。 1)研磨:目前主流方案,需利用高能球磨等进行技术改进。传统物理研磨法研磨出来的 粒径约在 100nm,远不符合硅负极粒径要求,需要新的研磨工艺“自上而下”的方法对大 颗粒的硅进行研磨、破碎,不断降低其颗粒尺寸,研磨的吨成本在 20 万,为目前纳米硅 成本最低方案。

2)CVD:纳米硅化学气相沉积法是一种以硅烷(SiH4)为反应原料进行纳米硅粉生产的技术。 根据诱发 SiH4 热解的能量源不同,可分为等离子增强化学气相沉积法 (PECVD)、激光诱 导化学气相沉积法(LICVD)和流化床法(FBR),其中 PECVD 和 LICVD 是目前生产纳米硅粉最 主要的工业生产技术,预计吨成本未来有望下降至 40-50 万。 3)PVD:性能佳但成本高,PVD 中等离子蒸发冷凝法是近 10 年来用于制造高纯、超细、 球形、高附加值粉体的一种安全高效的方法。通过等离子热源将反应原料气化成气态原子、 分子或部分电离成离子,并通过快速冷凝技术,冷凝为固体粉末,预计吨成本在 100 万左 右。

美国、日本等国家的企业对纳米硅粉的研究起步较早,日本帝人,美国杜邦等企业均可以 用等离子蒸发冷凝法进行纳米硅粉的制备。国内主要以机械研磨法为主,多氟多子公司中 宁硅业采用热 CVD 分解硅烷的方法,粒度在 20-100nm 之间,已与宁德时代、天目先导、 比亚迪、贝特瑞等厂商开展合作,目前有 200 吨/年纳米硅粉生产能力,在建产能 500 吨。

公司利用自身 20 多年的技术积累,开发了纳米级硅粉专有的常压下等离子蒸发冷凝物理 气相法技术,可以生产 100nm 以下的硅粉,具备纯度高、粒径小、粒径均匀、球形状、分 散性好等特性,公司通过对生产过程持续的工艺优化,硅粉单产效率得以有效提升。根据 公司投资者问答,硅粉目前仍处于客户评价阶段,未来将视评价进展情况适时开展产线布 局工作。22 年 3 月广新纳米与中科院宁波材料所签约共建先进能源材料与储能器件研发 中心,并于 22 年 6 月在宁波揭牌成立;22 年 12 月新一代锂离子电池负极(纳米硅)材 料发展论坛上,广新公司和大连理工大学进行产学研合作签约。

4.2、银包铜粉是HJT银浆中银粉的良好替代

在光伏电池领域,降本增效是光伏电池不断迭代的内在逻辑。目前,技术和应用市场比较 成熟的是 PERC 电池,但随着 P 型电池技术逐步接近发展瓶颈,以 PERT、TOPCon(隧穿氧 化钝化接触)、IBC(全背电极接触)、HJT(异质结)为代表的 N 型电池大概率成为未来高 转换效率的方向。在 N 型电池技术中,PERT 已被证明不具备经济性,IBC 量产难度大且 设备投资较高,因此目前市场上主流的下一代技术是 TOPCon 和 HJT 技术。

根据国金电新组观点,TOPCon 受益于产业内一定规模的存量 PERC 产能升级,预计占据更 多市场份额。N 型技术路线的竞争实质上是效率和成本的竞争,因此在 PERC 技术全球仍 占主流且产能过剩、TOPCon 与 HJT 技术效率尚打平手的前提下,成本的高低对于 N 型技 术的选择尤为重要。由于 19 年后的新建 PERC 产线基本都预留了升级为 TOPCon 的布局空 间,且 TOPCon 单 GW 新建及升级投资较低,对比 HJT 的单 GW 投资 4-4.5 亿元成本优势 显著,后续还可以通过良率提高和国产化银浆的替代进一步降本,因此在未来 2-3 年内 预计 TOPCon 会占据 N 型电池市场主流地位。

远期来看 HJT 更符合产业技术发展趋势。与 TOPCon 相比,HJT 降本增效路线更为清晰。 HJT 对硅片薄片化、未来钙钛矿等叠层技术的兼容性更佳,因而提效降本空间更大。随着 设备投资的进一步下降、效率的持续提升、硅片的减薄、微晶硅技术的导入、退火吸杂技 术的普及、低温银浆及银包铜技术的成熟,HJT 的成本有望得到快速下降。预计 23-24 年 HJT 技术的单瓦生产成本与 TOPCon 无太大差异,且下游对银包铜、电镀等新型金属化技 术验证取得突破时,HJT 的市场份额有望获得迅速提升。根据国金电新组预测,23 年 HJT 扩产规模在 60GW 以上。

光伏银浆用量快速增长,摆脱对贵金属材料的依赖是行业长期发展所必须实现的目标。 随着光伏新增装机逐年快速增长,尽管行业持续推进降低银耗等工艺进步,但光伏银浆用 量仍逐年增加。根据世界白银研究所预测,22 年全球白银需求将继 21 年后再次超过白银 供给。而光伏银浆价格以银点价格为基准,根据不同的银浆种类上浮不同的价格。考虑到 未来光伏年新增装机/组件产量仍较当前水平有数倍增长空间,未来光伏行业用银需求对 银价的边际影响逐步加大,或将对行业持续将本的发展逻辑造成阻力。即使随着技术进步, 电池的单位用银量有所下降,但在未来 N 型高效化的大背景下,纯银浆料的总需求量或仍 呈上升趋势,因此少银化、去银化是晶硅光伏技术研发的重要方向,摆脱对贵金属的依赖 也是行业长期发展的必由之路。

银包铜技术目前是降低 HJT 低温银浆成本的有效途径。根据国金电新组测算,目前 HJT 的单瓦生产成本比 PERC 高出 0.07 元,主要是在非硅成本上的差异。其中银浆占电池非硅 部分接近 50%,210 电池尺寸下 HJT 银浆用量 212mg,对比之下 PERC 用量仅有 85mg 左右。 电池银浆分为高温银浆和低温银浆两种,P 型电池和 TOPCon 电池使用高温银浆,TOPCon 为高温工艺,因双面使用银浆消耗量高,目前主要通过多主栅技术和银铝浆的使用降低银 浆成本。HJT 为低温工艺,使用低温银浆,目前主要通过银包铜技术与无主栅技术相结合 的方式降本。银包铜技术是通过将银覆盖在铜粉表面来减少银的用量,通过调整银和铜的 比例,能够保证转化效率的同时降低银浆成本。

除银包铜外,电镀铜技术是利用电解原理在导电层表面沉积铜膜的新型电极制备工艺,采 用铜栅路线降低银粉含量,核心工艺为图形化和电镀,但工艺流程复杂导致综合成本较高 且电镀废液较难处理带来环保问题。根据《HJT 电池技术发展现状及成本分析》,银包铜 技术有望率先在产业化中得到大规模应用,而电镀铜技术可能是最终发展目标。 银包铜浆料的市场一直被日本 KE 所垄断,但近年来国产化银包铜也有了快速的进展,目前国内主要光伏银浆厂商聚和材料、帝科股份、苏州固锝等都在推进银包铜浆料的产业化 应用。经测算 210 尺寸 HJT 采用银包铜浆料单耗降 30%至 148mg,总单瓦成本下降 0.04 元,较 PERC 成本仅高 0.03 元。

公司银包铜粉可以替代部分银粉应用在 HJT 电池中,可降低电池片成本。22 上半年公司 新建一条 HJT 异质结电池用银包铜粉中试产线,持续推进产品稳定性测试,深入挖掘规模 化生产降本增效潜力,为后续银包铜粉规模化量产提供有效技术支撑。根据投资者问答, 公司已搭建一条银包铜中试线,目前已有数百公斤的出货。

五、盈利预测

预计公司 22-24 年营收分别为 8.77 亿元、13.01 亿元、19.18 亿元,毛利率分别为 37.16%、37.16%、37.92%。 1)镍粉:22-24 年营收分别为 6.93 亿元、8.68 亿元、12.20 亿元,毛利率分别为 42.86%、 43.55%、44.26%。22 年消费电子行业需求低迷,预计公司镍粉销量同比下降 30%至 1100 吨;23 年需求回暖,预计销量 1400 吨;24 年需求向好、产能利用率提升假设下预计销量 为 2000 吨。22 年镍粉原材料价格上涨,且考虑到汇率和产品结构调整等因素,预计 22 年镍粉销售均价为 63 万/吨,23-24 年镍价下跌假设下预计公司镍粉销售均价分别为 62 万/吨、61 万/吨。22 年高容产品占比提升假设下预计吨毛利平均为 27 万元,23-24 年假 设加工费不变,吨毛利均为 27 万元。

2)银粉(包含银包铜粉):22-24 年营收分别为 0.49 亿元、2.97 亿元、5.57 亿元,毛利 率分别为 10.51%、27.36%、28.93%。银粉用于电子元器件导电银浆,预计 22-24 年销量 参考 21 年稳定均为 7 吨,银价上涨假设下,预计 22-24 年销售价格为 525 万元/吨、530 万元/吨、535 万元/吨,吨毛利参考 21 年水平,22-24 年加工费不变。银包铜粉用于光伏 HJT 电池低温银浆,降本驱动下预计银包铜渗透率逐步提升,22 年公司每月出货几百公斤, 国金电新组预计 23 年 HJT 放量 60GW,根据草根调研银包铜单耗约为 15-20 吨/GW,需求 量预计为 900-1200 吨,预计公司保守 10%左右市占率,24 年出货翻倍增长,因此预计 22-24 年银包铜粉销量分别为 5 吨、100 吨、200 吨。价格根据银包铜中银铜比例与市场价格测 算,预计 22-24 年销售均价均为 260 万元/吨,吨毛利参考粉体材料大致加工费水平假设 22-24 年均为 80 万元。

3)铜粉、纳米硅粉及合金粉等:预计 22-24 年铜粉销量参考 21 年稳定均为 130 吨,价格 参考 21 年与市场价格均为 33 万元/吨,吨毛利参考 21 年均为 12 万元。纳米硅粉目前依 赖硅碳负极企业技术突破,出货量和渗透率不高,预计 24 年以后逐步放量。合金粉和其 他业务根据 22 年中报业绩预测。 4)费用率:预计公司 22-24 年销售费用率参考 22 中报均为 0.54%;管理费用率分别为 4.9%、 3.8%、3.5%;研发费用率分别为 5.7%、4.5%、4%。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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