逆变器行业分析：风光储及新能源车时代，核心电子元器件深度受益

（报告出品方/作者：东方证券，蒯剑、马天翼、唐权喜）

1.风光先行，储能配置需求急速增长

1.1 新能源革命到来，风光产业持续快速增长

受益于碳中和背景下的能源结构转型，可再生能源装机量将加速增长。今年，多个国家及地区先后宣布在 2050 年前实现碳中和计划，其中我国宣布在 2060 年前实现碳中和。碳中和背景下，国际能源署预计 2020-2030 年，可再生能源电力需求将增长 2/3，约占全球电力需求增量的 80%。据国家能源局新能源和可再生能源司司长李创军表示，“十四五”末，可再生能源发电装机占比将从 2021 年 10 月的 43.5%提升到 50%以上。

光伏及风电是新能源中的翘楚，其装机量和发电量在总量中的占比都将大幅提升。装机量方面：据能源局数据，截止 2021 年 10 月，国内风电装机规模 299GW，光伏发电装机规模为 282GW ，均持续保持世界第一，风电、光伏装机量在可再生能源中分别占比 30%、28%。据全球能源互联网发展合作组织预计，到 2030 年，我国风电装机量在总装机量中占比 21%，光伏装机量占比 27%，合计占比近 5 成。2050 年我国风电装机量在总装机量中占比 29%，光伏装机量占比 46%，合计占比近 8 成。发电量方面：预计风力发电量占总发电量的比重将从 2020 年的 6%提升到 2030 年的 18%，光伏发电的比重将从 2020 年的 4%提升到 2030 年的 11%，2030 年两者合计占比接近 30%，前景广阔。

光伏新增装机量有望持续高增长。根据 CPIA 预测，乐观情况下，我国到 25 年总装机规模将达到 694GW，相当于 2020 年底的 2.7 倍；全球光伏年新增装机到 2022 年将首次突破 200GW，达到 225GW 的水平，到 25 年，全球年新增年装机将达到 330GW，20-25E CAGR 为 20%。

风电有望新一轮高速增长期。根据 GWEC 历史数据，我们预测全球风电 2025 年新增年装机量将增至达 140GW，其中我国风电新增将达 67GW。全球 21-25 年均新增装机量将达 112GW，21- 25E CAGR 将达 13%，未来前景广阔。

1.2 电力系统稳定性至关重要，储能需求激增

系统稳定是电网安全运行的首要条件，风光大规模并网为系统稳定性带来更大挑战。电网运行中种种随机性的扰动（负荷突变、雷电、设备故障等）都会造成电力系统的不稳定，而且风光在总装机量中的占比不断增加，使得其先天具有的间歇性、波动性、低惯性、强随机性对电力系统的稳定性造成更大冲击，另外电力电子器件接入产生的大量谐波也将加剧电网的脆弱，这为系统稳定性带来更大挑战。

储能系统能有效提高了电力系统的稳定性。在光伏电站中，从储能和光伏并离网切换产生暂态冲击的根本原因为切入点，引入电流补偿，将储能电池功率转换系统跟随光伏功率输出，减少暂态冲击从而实现平滑切换。在风储协调控制中，基于风电机组利用变比例系数进行调速策略、储能系统充放电功率实时跟踪、风电出力预测偏差策略等控制策略，实现了平滑风电出力目标。

除了提高电力系统的稳定性，储能还可以用于电力系统各个环节。发电侧：储能可以实现电力调峰、系统调频、辅助电网动态运行、实现可再生能源并网；电网侧：可缓解电网阻塞、延缓输配电扩容升级；用电侧：可实现电力自发自用、峰谷价差套利、容量电费管理和提升功供电可靠性等功能。储能应用场景的广泛性和必要性推动着储能的需求进一步增加。

储能应用场景的广泛性和必要性，使得全球储能规模迅速增长。截至 2020 年底，全球部署的储能系统规模为 17GW，根据阳光工匠光伏网预测，2021 年全球将新增 15GW， 25 年新增 131GW， 21-25E CAGR 高达 73%，储能规模高速增长趋势已现。

2.受益于政策催化和成本下降，未来储能有望崛起

中国储能迎来爆发元年

十四五阶段我国累计投运新型储能有望超过 100GW。“十四五”期间南方电网计划投资 6700 亿元，推动新能源配套储能 20GW；国家电网计划投入 3500 亿美元（约合 2.23 万亿元），推进电网转型升级，国家电网的规模约为南网的 5 倍，保守估计新型储能建设有望达到 80-100 GW；2021 年中国新型储能总装机 3.3 GW，仅仅考虑南网和国网两家，十四五阶段保守预计增长将超 30 倍。我国提出新能源配比具体要求，各地出台储能鼓励政策。目前共有 20 余省要求配置储能，配置比例基本不低于 10%，其中河南、陕西部分要求达到 20%。（报告来源：未来智库）

美国储能市场迎来快车道

成本下降与政策推动，美国储能行业迎来爆发期。2012 年前，美国风电&光伏装机量渗透率不到 5%，电池储能尚无经济性；13 年起，风光装机比重至快速增长，20 年占比近 20%。与此同时，美国电池储能开始增长，主要得益于电池储能 LCOS 不断降低，产业经济性凸显，同时 FERC841 法案允许其参与电力批发和辅助服务市场，盈利模式逐步确立。据 BNEF 统计，20 年美国电化学储能新增装机容量 1.1GW，同比增长 175%，累计装机容量 2.7GW。随着未来美国新能源发电量占比的进一步提升，储能功率配比势必要增加，这将极大刺激储能装机量的增长。

3.受益风光储及新能源车高速增长，逆变器核心器件电容/电感/IGBT等持续受益

3.1 风光储和新能车促进全球逆变器持续高速增长

逆变器是新能源发电设备的核心组件。逆变器是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成定频定压或调频调压交流电（一般为 220V,50Hz 正弦波）的转换器。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。发电设备需要借助逆变器将直流电转换为交流电，才能将产生的电能并入电网或者供负载使用，同时需要把电网的交流电整流为直流电，给储能系统充电。

电容、电感、IGBT 等为逆变器产业链的核心组件。逆变器产业链上游为电子元器件供应商，包括半导体元器件、电容、集成电路、电感和散热器等，中游为逆变器厂商，下游为 EPC 承包商、终端电站业主、集成安装商，具备技术壁垒高、覆盖面广等特点。

储能 PCS 对电子元器件需求量更大。储能 PCS 是连接电池和电网的中间能量转换环境，把电池的直流电转化为交流电并网，或者是把电网的交流电转换成直流电充到电池里面。PCS 是双向变流器，有充电和放电两个方向的能量控制。因此需要更多的电子元器件。以电容为例，单台储能逆变器电容用量比光伏逆变器多 44%的用量。

汽车电气化进程加速，新能源车相比传统燃油汽车需要更多电流转换部件，驱动电子元器件需求量攀升。

充电线路：需要将交流充电桩提供的交流电转换为直流电，才能给车载高压锂离子电池充电。

汽车驱动线路：需要将电池输出的直流电转换为 220V 交流电。

传统负载线路：电压相对较低，如空调、雨刮器等采用 12V 电压，而电池输出为 48V 甚至更高的电压，需要大量的电压转化模块（DC-DC）模块进行电压转换。

逆变器测算与关键假设：

风电市场：假设 2021 年风电变流器的平均价格为 0.3 元/W，以后价格每年下降 2%。据我们的测算，2021 年全球风电逆变器规模为 261 亿元，到 2025 年将增长到 389 亿元，20-25E CAGR 为 6%。

光伏市场：假设 2021 年光伏逆变器的价格为 0.25 元/W， 2021 以后为价格年降 2%。2021 年全球光伏逆变器规模为 400 亿元，到 2025 年将增长到 692 亿元，20-25E CAGR 为 15%。

储能市场：假设储能 PCS 2021 年的价格为 0.4 元/W，21-23 年 PCS 价格年降为 10%，2024 年及以后年降为 5%。据我们的测算，2021 年全球储能 PCS 市场规模为 60 亿元，到 2025 年将增长到 383 亿元，20-25E CAGR 为 75%。

新能源汽车市场：假设 2021 年新能源汽车逆变器价格约为 3000 元/辆，假设单车逆变器 2022 年价格下降幅度为 5%，2023 年及以后年降为 2%。根据我们的测算，全球新能源汽车逆变器市场规模 2021 年为 270 亿，到 2025 年将增长到 690 亿元，20-25E CAGR 为 33%。

根据我们的测算，2020 年风、光、储和新能源车所对应的逆变器市场规模为 825 亿元，2025 年将增长至 2153 亿元，20-25 年 CAGR 为 21%。

3.2 逆变器高速增长，带动电容/电感/IGBT 等需求持续上行

受益于风光储以及新能源车的高速发展，逆变器出货量提升有望持续打开电容/电感/IGBT 成长空间。电容/电感/IGBT 等是逆变器的重要成本组成，在逆变器的原材料成本中占据绝大份额，据固德威招股书，电容/电感/IGBT 等在原材料中成本占比 10%/13%/13%左右。风光储及新能源车高速发展，将会带动电容/电感/IGBT 等需求持续上行。我们假设风光储及新能源车逆变器毛利率 30%，以 IGBT 等分立器件为例，我们预测风光储以及新能源车逆变器对 IGBT 等分立器件市场需求将从 20 年的 77 亿元增长至 25 年的 202 亿元，20-25E CAGR 21%。

3.3 需求旺盛叠加国产替代，国内电子元器件厂商迎来机遇

中国厂商加速逆变器全球布局，国内电容/电感/IGBT 等厂商迎来新机遇。随着中国光伏装机量的增长，中国本土厂商加快技术与产品升级，市占率全球领先。据 Wood Mackenzie 统计，2020 年全球光伏逆变器出货量达 185 GW。在出货量排名前十的供应商中有六家是中国供应商，其中华为以 23%的市占率位居榜首，国内逆变器厂商在全球逆变器市场中占据超六成市场份额，然而，电容、电感和 IGBT 等作为逆变器的核心电子元器件，全球主要市场份额和高端技术还掌握在欧美日系厂商手中，国产化亟待突破。我们认为，随着中国新能源革命的进一步到来，未来技术突破、政策催化和成本优势会成为弥合该“剪刀差”的重要推手，电容、电感和 IGBT 等厂商将受益于逆变器国内产业链而加速成长！

铝电解电容以日本企业为主导，国产厂商成长迅速。铝电解电容领域，日本厂商仍然占据主要地位， 19 年总体份额超过 50%，主要企业包括 Nippon Chemi-con（贵弥功）、Nichicon（尼吉康）、 Rubycon（红宝石）、Panasonic（松下），江海排在第 6 名。此外，中国台湾企业立隆电子和韩国企业 Sam Young（三莹）也拥有一定的市场占有率。以艾华集团、江海股份为代表的国产厂商成长迅速，依托成本优势、产业链优势，抓住日本厂商逐渐退出中低端市场的机会，不断推进国产替代。

日本和欧美厂家主导薄膜电容器行业，国产厂商加速突破。薄膜电容市场目前仍以海外厂商为主导，生产企业如松下、基美、Epcos、威世和法拉电子等知名企业，发展历史较长，资金和技术实力雄厚，处于行业领先地位。薄膜电容高端市场进入壁垒相对较高，一旦进入，规模化供应客户以后，企业盈利能力也比较明显。但随着逆变器终端厂商对国内薄膜电容厂商的扶持和国内供应链的支持，法拉电子薄膜电容已实现规模国内第一，全球前三，江海和鹰峰电子也发展迅速。

IGBT 产业被欧美厂商掌控，国产替代持续推进。IGBT 的核心技术和产业为大多数欧美 IDM 半导体厂商所掌控，德国英飞凌在 IGBT 模块方面位列全球首位，2020 年市占率高达 36.5%。2020 年全球 IGBT 模块排名前 5 的供应商所占的市场总份额近 7 成，强者恒强格局显现。由于 IGBT 对设计及工艺要求较高，而国内缺乏 IGBT 相关技术人才、工艺基础薄弱且企业产业化起步较晚，产业比较薄弱。近年来在国家利好政策的推动下，中国 IGBT 行业取得了一定的技术进步，2020 年国内 IGBT 厂商斯达半导体全球排名上升至第 6 位，此外，士兰微、时代电气、比亚迪、宏微、扬杰科技等厂商也进步明显，持续推动 IGBT 国产化。

全球电感市场主要由日系厂商主导，国产厂商有望实现份额提升。从全球电感器件行业主要厂商区域分布来看，目前全球电感市场主要由日系厂商主导，中国、美国、德国也为全球电感器件行业重要市场。从市占率上看，全球电感产业集中度高，以胜美达、TDK 等日系电感器大厂为主。国内厂商不断凭借技术突破和成本优势努力赶超，未来有望实现份额提升。（报告来源：未来智库）

电容/电感/IGBT 厂商具备成本优势，国产替代加速。全球电感器市场，尤其是高端电容、电感和 IGBT 市场主要被国外厂商占据。近年来国产电容/电感/IGBT 厂商营收增速较快，不断抢占全球市场份额，一方面是国内逆变器厂商的扶持，另外是国内元器件厂商的技术进步，叠加成本的优势，国产替代正在加速前行。展望未来，我们认为随着国内技术水平的提高和国产化加速，国产电子元器件公司市场份额仍有较大的提升空间。