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2017年中国电接触材料行业发展现状分析及未来发展趋势预测
2018/1/3 13:56:57 来源:中国产业发展研究网 【字体:大 中 小】【收藏本页】【打印】【关闭】
核心提示:(一)行业发展概况1、电接触材料介绍(1)电接触材料性能特点电接触材料作为电工合金材料的主要分支,是在开关电器中承担“接通-传导-切断”电流以及信号产生和传输的功能载体的一种功能复合材料。无论是1000kV 的高压输(一)行业发展概况
1、电接触材料介绍
(1)电接触材料性能特点
电接触材料作为电工合金材料的主要分支,是在开关电器中承担“接通-传导-切断”电流以及信号产生和传输的功能载体的一种功能复合材料。无论是1000kV 的高压输变电设备、6300A 的低压配电设备,还是传递几个毫安甚至“干电流”的键盘,电子线路板上的信号继电器,控制电动机运转的接触器,楼宇配电箱中的小开关,家电、通讯设备、办公设备、汽车和电动工具的控制开关等,都必须使用电接触材料。通常电器开关中大部分元器件的功能,都是服务于保持或驱动它处于某种运动状态。不同的开关电器对电接触材料提出不同的要求,为此, 人们已开发出各种不同类型的电接触材料, 以适应在各种工况条件下的使用。
相对于单个电器产品乃至成套的电气控制装置来说, 电接触材料的自身价值和重量并不显著,但电接触材料的性能优劣,在很大程度上影响了电子电器产品的质量、性能、使用寿命与技术水平。因此,电接触材料的研究、开发和生产,对促进相关工业的发展起着重要的推动作用。
电接触材料的电气性能特点和用途
触头品种性能特点用途银氧化镉具有良好的耐电磨损, 抗熔焊性和导电性、导热性,接触电阻小而稳定。由于材料的硬度高而提高了机械耐磨损性, 银氧化镉电触头在通过短路电流时抗熔焊能力强,触头制备工艺对其性能影响很大。粉末冶金工艺制备的触头有较好的抗熔焊性, 但耐磨性能差,合金内氧化法触头的耐电损蚀性好,但抗熔焊性略低, 近年发展的粉末烧结挤压法工艺改善了氧化镉在银基体中的分布形态, 使触头的综合性能得以提高, 但银氧化镉最大的缺点是镉对人体有危害,污染环境应用于各种电流等级的接触器、单极塑壳断路器、漏电断路器、直流快速断路器、 凸轮开关、 汽车接触器、汽车保护开关、光控开关、室内恒温器、微型开关盒断流容量大的继电器以及航空工业用的各种开关银氧化铜银氧化锌银氧化锡氧化物含量一般在 5%—12%范围。与银氧化镉相比,这些材料不含有毒金属镉,其中的金属氧化物热稳定性高,具有良好的导电性和导热性,在通断过程中对电弧有很高的耐热、耐电弧侵蚀及抗熔焊性能,从而保证了电器运行的可靠性,提高了使用寿命。近年来银氧化锡发展得较快,甚至在一些电器开关的设计中不必做大的改变, 就可以直接用银氧化锡取代银氧化镉,其使用范围为 10—1000A,在许多性能上接近甚至优于银氧化镉继电器、接触器、低压断路器、 限流开关、 电机保护器、微型开关、仪器仪表、家用电器、汽车电器(灯开关、起动电机等负载)、漏电保护开关等银镍导电导热性好,接触电阻低而稳定,电损蚀小而均匀,直流条件下产生较少的平面状材料迁移。该材料通断时由于氧化物的生成而使接触电阻增高, 对硫敏感,大电流下抗熔焊性能差。常与银石墨配对使用。通过采用粉末烧结、挤压工艺,可使触头性能改善。在银镍中添加少量石墨,可得到性能更好的复合材料低压中小电流等级接触器、断路器、精密仪表、继电器等银石墨导电性好,接触电阻低,抗熔焊性高,在短路电流下也不会熔焊,滑动性能好。但电损蚀大,灭弧性能较差,在电弧的较长时间作用下,烧损剧烈,使灭弧罩积炭、脆弱和较难焊接作为弧触头最大的应用领域有低压断路器、线路保护开关、故障电流保护开关以及滑动电刷、铁道信号继电器等银铁具有良好的导电、导热、耐电损蚀及加工性能,寿命高于纯银触头。抗熔焊性能较差,易受大气侵蚀而形成锈斑广泛应用于中、小电流等级的交流接触器上银钨银碳化钨银钨烧结材料将银的高电导率、热导率与高熔点金属钨的高硬度、抗熔焊、材料转移小、高耐烧损结合为一体。银钨触头在工作电流下于空气中频繁通断会在触头表面上生成混合氧化物, 从而形成可使接触电阻升高的表面膜。银碳化钨的接触电阻比银钨稳定, 耐电弧作用好, 因而烧损少, 熔焊倾向小,可与银镍配对使用低压断路器、高压断路器及保护开关等铜钨铜碳化钨性能与银钨相比,在油中不氧化,热容量大,耐电弧侵蚀和抗熔焊性能好,切削加工性好。但比银钨更易氧化,使接触电阻迅速增大。在空气中通断时只能在没有持续电流通过, 而只须经受开关电弧作用的场合或受机械应力作用极强的场合; 铜碳化钨由良导金属铜与特别坚硬而又抗熔焊的碳化钨构成,耐电弧作用好、烧损少用作高压断路器及中、高压负荷开关盒断路器的弧触头以及油断路器的主触头铜石墨机械强度比银石墨高,价格较低,比银石墨易氧化用作隔离开关自润滑抗短路的滑动触头和负荷开关的换向触头数据来源:公开资料整理
电接触材料在开闭过程中产生的现象极其复杂,影响因素较多,理想的电接触材料必须具备良好的物理性能、机械性能、电接触性能、化学性能、加工制造性能。随着工业化的快速发展及电力系统和电子产品的更新换代,对电接触材料的研究开发提出了更高的要求。世界各先进工业国家如美、俄、德、日、法、英和东欧等十分重视电接触材料的研究。电接触材料在电子电器等产品中的主要性能要求如下:
性能具体要求物理性能低的电阻率和蒸汽压,高的热导率、熔点、沸点、熔化热和升华热,并且热稳定性,热容量大,电子逸出功高,以保证起弧电压高和起弧电流高机械性能室温及高温强度高、硬度高,并且塑性与韧性好电接触性能耐电弧烧损,接触电阻低而稳定,熔焊及金属转移的倾向小化学性能对较宽范围的不同介质有良好的耐蚀性能,在大气中不易氧化、碳化、硫化及形成不易导电的化合物或盐渣膜层;电化学电位高,耐化学腐蚀和气体溶解的倾向小加工制造性能要求易被焊接,采用钎焊或用其他方法固定到触座、触桥上数据来源:公开资料整理
(2)电接触材料的分类
电接触材料可以按照几种标准进行分类,一般分类如下:分类一:按照主要导电组元的不同,电接触材料大致可分为银基触头材料、铜基触头材料、其他金属与贵金属基复层触头材料等三类。由于银(Ag)具有低熔点、易加工、抗氧化性强、导电导热性能好的特性,因此在大气环境下服役的触头材料主要为银基触头材料。
分类二:按照应用领域的不同,电接触材料可分为:
参数应用领域用途备注电流电压轻负载电触头<60A<24V信号继电器、微动开关主要为银基触头材料与其 他贵金属基的复层触头低压电器用电触头6A-6300A<1200V空气式断路器、接触 器、继电器、 微动开关主要为银基触头材料中高压电器用电触头100A-3200A>1200V油浸式断路器、 硫断路器等 六氟化主要为铜基复合触头材料真空电器用电触头6A-3200A—真空断路器、接触器、 负荷开关、继电器主要为铜基复合触头材料数据来源:公开资料整理
分类三:按照制备工艺的不同,电接触材料大致可分为:合金内氧化、粉末预氧化、压制-烧结、压制-熔渗、烧结-挤压等电接触材料的主要生产路线,以及冷镦复合、温镦复合、热轧复合、冷轧复合、固相扩散、电子束焊接等复层电接触材料的主要生产路线,其他有利于提高电接触材料性能的新型工艺(如离子注入、电弧熔炼、电火花烧结)也有不同程度的使用。
分类四:根据《GB 2900.04—2008 电工术语 电工合金》对电接触材料的分类,结合产品物理结构,电接触材料可分为:
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触头材料、复层触头及集成化组件都可以直接供应给下游客户,产品关系如下图所示:
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2、行业的概述
(1)国际电接触材料行业发展概况与发展趋势
①国际电接触材料行业概况
在国际上,全球主要的电接触材料生产商主要集中在欧洲和日本,由于其基础科学发展迅速,科技人才储备充足,在新材料研发能力、制备工艺研究能力、生产自动化等方面均居于世界领先地位,引领整个行业的发展。目前国外生产和研发电接触材料的公司主要有 DODUCO 公司(德国大都克)、 Metalor 公司(瑞士美泰乐)、 Umicore(比利时优美科)、 TANAKA(日本田中)等。进入 21 世纪后,随着发达国家劳动力成本不断升高,世界低压电器制造及附属配件的生产中心逐渐由发达国家向发展中国家低劳动力成本地区转移。随着我国经济的快速发展,电力建设的持续投入,我国已经成为世界最大的低压电器及附属配件制造基地,国际知名的电接触材料厂商纷纷在中国投资建厂,如领先大都克(天津)电触头制造有限公司、美泰乐科技(苏州)有限公司、优美科科技材料(苏州)有限公司。
②国际电接触材料行业发展趋势
1)绿色产品是未来市场竞争的核心方向
被称为“万能触头”的银氧化镉(AgCdO)因具有耐电弧、抗熔焊、耐机械磨损、 耐腐蚀、 稳定且较低的接触电阻、 良好的加工性和可焊性能等诸多优点,是目前低压开关电器应用的主要电接触材料。但由于其含有对环境与人体重度污染镉(Cd),引起各国政府及材料生产、科研单位的高度重视。2003 年,欧盟公布了《废旧电器电子设备指南》(即 2002/96/EC—WEEA)和《在电子电器设备中限制使用某些有害物质指令》 (即 2002/96/EC-ROHS 指令)。而我国也在电子产品清洁化上做出不懈努力,《废旧家电及电子产品回收处理管理条例》(草案)、《关于加强废弃电子电器设备环境管理的公告》等相关条例也在研讨之中。这些指令在客观上要求生产厂商必须研发出更多能替代含镉(Cd)材料的技术,如替代银氧化镉(AgCdO)的银氧化锡(AgSnO2)、银氧化锌(AgZnO)。从目前各国电接触材料纷纷研发、投产银氧化镉(AgCdO)的替代产品的趋势来看, 是否拥有“绿色触头”的研发生产能力将成为业内的企业的生存与发展关键性门槛。
2)新型工艺成为提升材料性能的关键所在
为满足电器电子设备日益微小型方向发展的需求, 电接触材料必须具备小型化、高寿命和高灵敏度的特点。因此,在制材方面,需以白银等贵金属材料为主;但是,全球范围内银的储藏量很小,为节约贵金属,行业内企业大量利用多种复层技术、挤压成型技术甚至纳米技术,以提高白银等贵金属材料的利用率。白银等贵金属材料的多层复合技术及挤压成型技术将成为现代小功率触头材料的主要研发方向。而拥有此类提高材料利用率技术的企业将拥有更强的竞争力。
(2)国内电接触材料行业发展现状及发展趋势
①国内电接触材料行业发展现状
经过多年的发展,中国电接触材料行业取得了长足的进步,品种基本齐全,满足了中低端电器产品和部分高端产品的需求,在国际市场上占有一定份额。就电接触材料的品种和性能而言,目前国际上通用的电接触材料品种国内均能生产,部分品种的技术指标已接近或达到国际先进水平。但就生产规模、工艺水平、产品质量等方面而言,我国与发达国家的触头材料相比尚存一定差距,除个别企业拥有一定优势外,整个行业目前的现状如下:
1)行业内小规模企业较多。目前,行业内多数为小规模企业,其技术人员
缺乏、 管理水平相对较低, 同时忽视研发投入与生产设备更换, 自动化程度较低,以粗放型模式生产经营,多以价格竞争作为其主要竞争手段。该类企业产品结构往往单一,且缺乏自主生产合金材料的能力,主要系外购合金材料后进行成型加工。同时,在生产过程中忽视检测环节,产品质量不能保证,不利于与世界知名企业竞争。
2)研发投入不足,制备工艺更新缓慢。 从整体行业来看,除少数企业对新
型电接触材料进行投入外,大多数企业局限于一般产品的生产,对新产品、新工艺、新技术的关注不足。这一方面是由于我国在材料学、化学、物理学的研究水平相对滞后,缺乏相关专业人才支撑企业进行相关研究;另一方面是企业自身规模较小,工艺装备更新成本较大,基于目前日益剧烈的市场竞争形式,企业生存的压力限制了新型材料研发进程。这些因素的积累,使得我国电接触材料生产企业,在高端产品(如高性能的银氧化锡(AgSnO2)触头材料等)的性能上缺乏竞争力。目前国内高端产品主要由跨国公司提供,如 DODUCO 公司(德国大都克)、 Metalor 公司(瑞士美泰乐)、 Umicore 公司(比利时优美科)、 TANAKA(日本田中)等。
3)系统解决能力与国际先进企业有较大差距
由于不同结构产品与应用场合的电器开关对电接触材料的要求有所不同, 从国际经验来看,在生产工艺与新材料研发上需要与使用单位双方密切配合。即由电接触材料企业的研发、制造部门制定原材料技术规格,配方及工艺方案,提供材料的物理、 化学、 机械性能、 显微组织结构及对电接触材料应用性能评价结果,由下游企业在满足产品性能要求的前提下,根据电器的机械、电接触、电弧等特性,优化设计参数,在双方多次调整各自的技术参数后,使材料获得最佳的应用效果,最终达到互利互赢的结果。这就对电接触材料生产企业的系统解决能力提出了较高的要求, 除了能够快速响应客户的高端产品研发需求外还需在量产的情况下保证产品质量的稳定性, 国内企业在该等方面与国际先进企业还存在较大的差距。
4)试验检验能力薄弱
绝大部分电接触材料生产企业仅配备了电接触材料基本机械、 化学成分与金相组织的检验仪器, 仅有部分实力较强的企业添置了电子扫描显微镜及能谱仪和电触头模拟试验机(低电流)、电磨损试验机(低电流)等用于电接触材料微观组织和微量元素分析及电触头应用性能分析的设备。研发检测力量的薄弱现状导致国内电接触材料行业缺乏原始创新的实力, 新材料的研发长期处于模仿国外样品阶段。同时,产品使用性能的评估完全依赖于用户的型式试验,试验周期长、试验费用大、试验风险大,以至于新产品的开发周期非常长。
②国内电接触材料行业的发展趋势
1)市场空间较好
2015 年 8 月国家能源局印发了《配电网建设改造行动计划(2015-2020 年)》,2015~2020 年,配电网建设改造投资不低于 2 万亿元,其中 2015 年配电网投资不低于 3,000 亿元,相较去年同比增长 76%以上;“十三五”期间累计投资不低于 1.7 万亿元。未来几年,受益于低压电器在电力工程中输配电领域中需求的持续增长,电接触材料行业将在“十三五”期间保持稳步增长;家电、办公设备、汽车等行业的稳步增长,为电接触材料行业的持续增长提供有力保障;此外,电接触材料在航空、军工等新型领域的持续拓展,为整个电接触材料行业的持续发展提供新的驱动力。
2)低压电器行业竞争格局促使行业集中化加剧
国内低压电器行业中,优势企业竞争实力十分明显,开始进行相应的产业整合。对电接触材料行业而言,下游企业的整合将带来定价权的弱化以及客户壁垒的强化。随着客户关系的稳固和产品市场信息的积累,行业领先企业更易发挥其规模化经营效益,电接触材料市场呈现出向优势企业集中的趋势。
3)是否具备综合品质管理能力将成为该行业企业参与国际竞争的关键因素
目前,对部分电接触材料行业的国内领先企业而言,其供货能力、产品质量基本接近国际先进水平, 但在产品的技术装备及综合品质管理能力上与国际知名厂商还存在差距,因此在国际市场上占用份额较小。未来能否提高自身的综合品质管理能力并通过国际知名企业(如 ABB、施耐德、欧姆龙等)严格的供应商认证体系,将成为电接触材料行业企业参与国际竞争的关键因素。
(3)电接触材料的市场需求
“十二五”期间,电接触材料行业取得了长足的发展,电接触材料的品类有了极大的丰富,品质也有了较大的提升。具体而言,银基触头的产量从2010年的1,200吨增长到2016年的1,600吨, 铜基触头材料产量从2010年的470吨增长到2016年的750吨。
2016 年电工合金产品产量较上年度增加约 8%,银铜复合带材和电器元件等产品继续呈现较高的增长势头。2016年我国银基触头材料产量同比增长 10.34%;铜基触头材料产量维持平稳;真空触头材料同比增长 4.84%。借鉴“德国工业4.0计划”,国务院于2015年5月公布的《中国制造2025》进一步强化了高端制造业的国家战略方向,提出“加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展,把智能制造作为两化深度融合的主攻方向;着力发展智能装备和智能产品,推进生产过程智能化,培育新型生产方式,全面提升企业研发、生产、管理和服务的智能化水平”。电接触材料是电器电子产品中的关键接触元件,是智能装备和智能产品在各种电力环境下高效稳定运转的重要保障。因此,“中国制造2025”战略的实施与推进为电接触材料行业转型发展提供了良好契机。 “十三五”期间,我国电接触材料产量的年均复合增长率将保持在7%-8%。电接触材料目前主要下游企业所处行业为为低压电器行业、 高压电器行业及电子信息制造业,具体情况如下:
①低压电器用电接触材料市场
1)低压电器用电接触材料市场发展概况
低压电器为电接触材料的重要应用领域。低压电器作为国民经济中的基本产品,广泛应用于居民住宅、工业生产、航空航天、汽车、轨道交通、家用电器、电动工具、工业和消费电子设备、公共用电等各个领域中。据中国电器工业协会通用低压电器分会统计, 2006年-2015年,我国低压电器行业保持较快的增长,低压电器产品销售收入年均复合增长率为7.65%。此外,受宏观经济驱动以及电网建设的投入,国际低压电器巨头纷纷在中国建立生产基地,其销售方向为我国低压电器高端市场,我国已成为世界低压电器制造基地。
2006-2016年低压电器市场规模
数据来源:公开资料整理
低压电器的市场容量对电接触材料的需求规模起着主要的决定作用, “十一五”期间和“十二五”期间,低压电器的需求量的稳步提升,带动了电接触材料行业的持续发展与繁荣。主要低压电器产品2006年至2015年的发展情况,以及与电接触材料间需求配比关系基本情况如下表所示:
参数应用领域用途备注电流电压轻负载电触头<60A<24V信号继电器、微动开关主要为银基触头材料与其 他贵金属基的复层触头低压电器用电触头6A-6300A<1200V空气式断路器、接触 器、继电器、 微动开关主要为银基触头材料中高压电器用电触头100A-3200A>1200V油浸式断路器、 硫断路器等 六氟化主要为铜基复合触头材料真空电器用电触头6A-3200A—真空断路器、接触器、 负荷开关、继电器主要为铜基复合触头材料数据来源:公开资料整理
随着《中国制造2025》战略的不断推进,“十三五”期间低压电器的智能化与自动化水平将进一步提高, 低压电器的升级换代持续发展将给电接触材料行业带来广阔的市场容量。 “十三五”期间,低压电器主要产品产量年均增长幅度在8%左右,到2020年末行业主营业务收入将达到1,150亿元左右,为电接触材料行业的发展提供了良好的市场环境。 2016-2020年主要低压电器产品产量增长情况,以及与电接触材料间需求配比关系基本情况如下表所示:示:
年份万能式断路器(万台)塑料外壳式断路器(万台)小型断路器(亿极)接触器(万台)刀开关类(万台)2016125650012.214,8001,9502017135700013.215,9002,1002018145756014.317,1002,2702019156820015.418,5002,4502020168890016.619,9002,650低压电器产品:电接触材料(万台:万个)1:081:061:011:12-数据来源:公开资料整理
2)低压电器用电接触材料市场发展的主要驱动力
A、我国发电设备装机容量的不断增长为低压电器用电接触材料市场的持续发展提供了根本保障
电能都是通过低压电器的分配以实现利用的, 低压电器为电接触材料的重要应用领域。因此随着未来几年我国国民经济的稳定增长, 人均用电量的持续提升,低压电器的耗用量将保持持续增长,这将带动电接触行业的稳定发展。每新增1万千瓦时发电量,需要60,000件不同类型的低压电器产品与之配套。低压电器市场需求分为新增发电量带来的新增需求以及因使用寿命及新产品置换而导致更新换代需求。 2005年—2016年,我国新增装机容量平均在1.05亿千瓦时左右,有力地带动了低压电器用电接触材料市场的持续增长。
2010-2016年我国发电装机容量
数据来源:公开资料整理
B、智能电网及新能源产业的快速发展为低压电器用电接触材料提供了良好的市场环境
未来数十年智能电网(尤其是用户端系统)及新能源的发展将进入到一个长期快速的发展阶段。随着这些系统的建设与应用,适用于此类系统的电器产品与系统的需求将快速增长。在“十二五”期间中,智能电网建设、农村电网改造项目将陆续投入,为国内低压电器行业提供了良好的发展契机。世界范围内,美国、欧洲、日本、俄罗斯及中东地区陆续提出智能电网改造计划,国际低压电器市场容量也同样可观。2009年-2020年将是我国智能电网建设的主要时期,其中2009-2010年为试点阶段,制定发展规划,试点关键技术;到2015年在关键技术和设备上实现重大突破和广泛应用;到2020年全面建成统一的坚强智能电网,清洁能源装机比例将大大提高,分布式电源将实现即插即用2015年8月国家能源局印发了《配电网建设改造行动计划(2015-2020年)》,2015~2020年,配电网建设改造投资不低于2万亿元,其中2015年配电网投资不低于3,000亿元, 相较2014年同比增长76%以上; “十三五”期间累计投资不低于1.7万亿元。未来几年将是智能电网发展的黄金时期。与此同时,国家大力支持风电、光伏发电等新能源的发展。农村电气化领域到2020年累计装机达400MW。 2010~2020年间,城市并网发电及光伏消费品将成为重点发展领域,尤其是并网发电,预计累计装机将从2010年的53MW攀升至2020年的700MW,年复合增长率达到29.44%。国家将加快千万千瓦级风电场的建设,形成每年1000万千瓦以上的自主装备能力,在2015年前后风电装机突破3000万千瓦, 2020年达到1亿千瓦。市场预测2020年风电的装机容量规划将提高到1.5亿千瓦,占发电设备总装机容量的8%。未来几年,新能源快速发展将为低压电器用触头的发展带来充足的市场容量。
C、互联网+、智能家居的快速发展以及《中国制造2025》战略的推进为低压电器用电接触材料开辟了广阔的市场空间
电接触材料是家居用品主要零部件的关键构件, 随着人民物质生活水平的提高,各种家用电器、电动工具、消费类电子设备等家居用品产品保持了较快的增长速度。近年来,随着互联网技术与传统行业的不断融合与深化,家居用品的智能化水平不断提高。家居智能化升级提高了起居环境的安全性、生活的舒适性及便利性, 并通过与智能电网相融合, 实现区域节能、 供电优化。 “中国制造2025”战略从国家战略高度拟定了智能化作为中国家居产业未来发展方向。2014年全球智能家居市场规模为520亿美元,到2017年有望达到近千亿美元,年复合增长率为20%左右; 2014年中国智能家居市场规模为304亿元, 到2017年中国智能家居有望开启千亿市场蓝海, 年复合增长率达到40%以上。市场占比方面,中国智能家居市场占全球市场份额呈稳步攀升的态势,预计2017年将达到16%左右。同时,与发达国家相比,我国使用智能家居的家庭占比极小。英法德等欧洲发达国家使用智能家居的家庭占比均超过了34%,而我国仅为4.45%,市场潜力巨大。尤其是智能照明、家用摄像头等小型产品不仅价格较低,而且能够满足消费者的即时需求,因此市场增速较快。未来几年,互联网+、智能家居的快速发展以及《中国制造2025》战略的推进为低压电器用电接触材料开辟了广阔的市场空间。
D、新能源汽车继电器、储能装置用高压直流继电器、第四代高性能通讯继电器等继电器新领域市场的快速发展, 为继电器用电接触材料市场提供了新的增长点
继电器是一种当输入量(电、磁、声、光、热)达到一定值时,输出量将发生跳跃式变化的自动控制元件,在电路中起自动调节、安全保护、转换电路等作用,广泛应用在通讯设备、自动装置、家用电器、汽车电子、电力设备等诸多领域。继电器是电接触材料的重要应用领域,目前国内传统家电用的普通继电器占据31%份额,从全球来看,继电器应用的主要领域在汽车、通讯领域及工业控制等,因此,未来几年汽车、通信等领域对继电器产品需求潜力较大。2000-2013年,我国汽车行业的销量复合增速实现了20%,行业整体的高增长也带动了包括汽车继电器在内的汽车零部件的高增长。2014年后汽车的销量增速有所放缓,但是汽车电子化程度高的中、高端车型和新能源汽车的销量增速高于汽车行业, 为汽车继电器市场带来了新的成长空间。
据中国汽车工业协会数据,我国2016年全年汽车销量达到2802.82万辆,较2015年增长13.65%,连续八年蝉联全球第一。未来几年,伴随着继电器在新能源汽车、储能装置用高压直流、第四代高性能通讯等领域的越发广泛,市场对新增继电器的需求巨大。
②高压电器用电接触市场
中高压电器用电接触主要为铜基电接触材料, 由于中高压电器产品的市场需求远低于低压电器,铜基电接触材料在整个电接触材料行业中的市场比重较小。但是,为减少空气污染与提高新能源使用效率,我国近年来加快了高压输电网建设,近几年我国高压输变电网的大力建设待带动了相关产业的快速发展。受益于高压输变电网的建设,我国高压电器行业发展迅猛, 21 世纪以来,高压电器行业保持 20%左右的利润增长率。由于我国电力资源区域性差异,国家电网在“十二五”规划中提出, 今后我国将建设联接大型能源基地与主要负荷中心的“三纵三横”高压骨干网架和 13 项直流输电工程(其中特高压直流 10 项),形成大规模“西电东送”、“北电南送”的能源配置格局,将推动高压电器市场的发展。2015-2020 年配电网建设改造投资不低于 2 万亿元,其中 2015 年投资不低于 3000 亿元,“十三五”期间累计投资不低于 1.7 万亿元。预计到 2020 年,高压配电网变电容量达到 21 亿千伏安、线路长度达到 101 万公里,分别是 2014 年的 1.5 倍、 1.4 倍,中压公用配变容量达到 11.5 亿千伏安、线路长度达到 404 万公里,分别是 2014 年的 1.4倍、 1.3 倍。据估计 2015 年我国至少兴建了 5 条特高压输电线路,相比 2014 年的 3 条大幅增加。未来几年,预估国家电网将于 2016 年至 2019 年分别开工 6条、 7 条、 7 条和 9 条特高压输电线路。据此, 2014 年至 2019 年特高压设备总投资额年复合增长率达 29%。受益于我国高压输变电网尤其是特高压输变电网的快速发展, 高压电器用电接触市场未来几年将会迅速发展与壮大。
③轻负载电接触市场
轻负载电接触(主要为复层触头材料)为用于电子信息技术领域及控制、测量、调节系统的电接触材料,其应用领域主要在电压要求较低、电流要求较小的电子信息制造业。 2010年至2015年,电子信息制造业年均复合增长率为11.73%。2015年,我国规模以上电子信息产业企业个数超过6.08万家,其中电子信息制造业企业1.99万家;全年电子信息制造业实现主营业务收入11.1万亿元。2016年度,电子信息制造业全行业主营业务收入同比增长8.4%,全年电子信息制造业500万元以上项目完成固定资产投资额比上年增长15.8%, 呈现良好的发展趋势。过去几年电子信息制造业的发展,一方面为电接触材料市场提供广阔的空间,另一方面,由于其产品代际更新加快,相应环保要求以及性能要求的提升,对电接触材料的研发能力提出了更高的要求。因此,随着未来几年全球电子通讯设备保持持续增长与代际更新,为整个电子材料供应市场提供广阔的市场空间。
(二)行业竞争格局和市场化程度
1、市场竞争格局
经历多年的发展,特别是近几年的企业改制和资产重组,电接触材料行业内企业结构趋于稳定,大致可分为以下三种类型:第一类为由原科研院所改制的企业和个别发展较好的股份制企业、民营企业。这类企业产值和销售收入名列行业前茅,不仅生产规模相对较大,产品较为齐全,而且其资金投入与设备投入较大,通过引进人才和制备工艺更新,具有一定的研发能力。在占领国内市场中高端份额的同时,积极投入研发并进军国际市场。第二类为外资企业。这类企业由DODUCO公司(德国大都克)、 Umicore公司(比利时优美科)、 Metalor公司(瑞士美泰乐)、 TANAKA(日本田中)等国际著名电接触材料制造企业通过收购(合资)国内企业或者由外资直接创办,其生产规模较小,但依托母公司的技术水平,结合中国已成为全球性的低压电器制造基地的优势,主要为外资电器企业提供配套服务。第三类为专注于次级加工的企业, 其特点是脱离产品配方与制备工艺的核心环节,单纯进行初级产品到次级产品的物理加工。这类企业的主要位于低压电器生产基地的江浙地区与珠三角一带。
2、行业利润水平的变动趋势及变动原因
近年来,虽然电接触材料行业保持稳定的增长趋势,但由于电接触材料企业专注领域不同,技术水平、客户结构、产品质量参差不齐,导致企业间利润水平存在较大差距。而实现规模化经营的企业,基于其领先的研发能力和制备工艺,通过技术设备的更新与科研人才的引进,其竞争实力较强。影响本行业利润水平的主要包括以下两个方面:
①产品配方与制备工艺
由于电接触材料实际应用环境十分复杂, 在产品设计到加工制作环节都需要较高的技术水准。这就要求生产制造企业拥有全方位的技术储备以及精细的制备工艺,同时具备这两项条件的企业将赢得更好的定价权。
②客户结构
高端客户尤其是国外知名低压电器制造商将提供较高的利润空间。因此,实现客户结构的优化以及获得高毛利的订单是电接触材料企业的竞争目标。此外,获得下游优质企业大批量持续稳定的订单,有利于降低单位产品生产成本,提升企业的利润水平。因此,客户结构直接决定了电接触材料企业的的业务规模和利润水平。
(三)影响行业发展的有利和不利因素
1、有利因素
(1)政策支持
电接触材料系高低压电器等电力产品以及装备制造业产品核心零部件的基础材料,得到国家产业政策的大力支持与鼓励。2011 年 6 月 23 日,国家发展改革委、科学技术部、工业和信息化部、商务部、知识产权局四部委联合发布《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南(2011 年度)》,“双金属材料及多金属复合材料,高性能铜合金复合材料”与“金属粉体材料及粉末冶金技术”属于优先发展之列。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》提出:“实施智能制造工程,构建新型制造体系,促进新一代信息通信技术、高档数控机床和机器人、 航空航天装备、 海洋工程装备及高技术船舶、 先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农机装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械等产业发展壮大。”
(2)电力工业的持续增长
2005年至2016年, 随着国民经济的快速增长, 居民消费水平的提高, 工业化、城镇化、市场化的快速发展,拉动了我国电力工业的高速增长。据中国电器企业联合会统计, 2016年全国全口径发电量5.99万亿千瓦时,较2005年增长了142.02%。预计2020年全国全社会用电量为7.7万亿千瓦时,“十三五”年均增长5.5%左右; 2030年全国全社会用电量为10.3万亿千瓦时左右, 2020~2030年年均增长3%左右。
2010-2017年中国发电量产量及增速
数据来源:公开资料整理
2016-2017年中国发电量单月产量走势图
数据来源:公开资料整理
电力工业是支撑国民经济和社会发展的基础性产业和公共事业, 电力发展周期与国民经济的发展周期趋于一致,根据电力与经济周期来看,我国电力工业从快速发展阶段过渡到了持续稳定增长的新阶段。电力工业的持续增长,电力工程建设的稳固投入,为我国低压电器市场带来广阔的增长空间:在电厂自用电、电网运输到最终的电力分配使用,电器产品的控制,都需要用到低压电器。低压电器市场的蓬勃发展给电接触材料行业带来了广阔而持续的增长空间。
(3)国内国际市场需求日益扩大
国内市场:我国已成为全球最大的低压电器及配件市场以及生产基地。基于我国电力工业的不断投入,智能电网的整体布局,家用电器,消费类电器销量的持续增长,我国电接触材料市场需求巨大。此外,国际各大低压电器制造商对中国低压电器的市场空间一致看好,纷纷在华设厂或合资并购国内低压电器企业(西门子、 ABB、施耐德、欧姆龙在华设立子公司),旨在中国建立全球采购平台并占领中国低压电器高端市场。国际市场:国际低压电器巨头对供应商选择主要为三方面:第一、能为客户提供专项服务的能力,即具备各类电接触材料的制备工艺,拥有与之配套的一体化生产线,满足各型低压电器性能的设计能力;第二、综合品质管理能力,即能提供稳定的质量保障体系和后续服务; 第三、 环保型、 新型电接触材料研发能力,由于目前低压电器行业处于产品换代的转型期, 拥有该能力的生产企业才能进入其供应商体系。
2、不利因素
(1)原材料价格波动
电接触材料的主要原材料为白银,全球储量较小。从中长期来看,材料价格有上涨趋势,对资金的需求量会增长,进而影响公司运营成本。近年来,银、铜在价格攀升后出现了较大的波动,对企业原材料采购、生产周期、供货能力、销售回款提出了挑战。虽然各国政府与研究机构都在不影响产品性能的前提下, 对电接触材料的节银代银技术进行开发,但研究都未得到突破性进展,原材料价格对电接触材料行业的影响,将长期持续存在。
(2)国际竞争压力
近年来,国内电接触材料行业已通过生产设备替换、制备工艺的更新、相关环保型材料研究的突破, 逐步被国际市场认可。但从整体竞争力来看还有所欠缺,具体表现为:在生产规模上不能满足国际客户的需求;研发能力还局限于少数品种的电接触材料;产品综合品质管理能力还存在较大差距。此外,国际电接触材料巨头,通过合资或独资的方式在中国设厂,客观上对国内企业的生存与发展形成较大的压力。
(3)环保标准日益提高
目前国际上通行的环保指令主要为欧盟的 WEEH 与 RoHS 指令,即从 2006年 7 月 1 日起欧盟在电子电器产品生产与进口中,禁止使用铅、汞、镉、六价铬,多溴二苯醚(PBDE)和多溴联苯(PBB)等六种有害物质。同时,我国、美国、日本近年来纷纷开启“绿色采购清单”, 对电子电器产品的清洁无害化提出越来越高的要求。
(四)行业技术水平及特点、行业经营模式及行业特性
1、行业技术水平及特点
(1)行业技术水平
我国电接触材料生产企业素质参差不齐,研发能力差距较大,小型企业受制于企业规模,多以“作坊式”经营来应对日益剧烈的行业竞争,对电接触材料的生产只局限于物理加工, 产品同质化严重。以公司为代表的电接触材料领先企业,通过引进技术人才与先进生产设备,结合客户需求及市场趋势,积极研发出一批拥有自主产权的产品。近年来,虽然我国电接触材料在技术研发、产品性能有了长足的进步,但从综合实力而言,距离国际先进水平还有一定差距,这些差距表现为技术设备相对落后、人才储备的脱节以及部分产品品类短缺。随着我国科技水平的整体提升,少数研发机构、企业通过独立自主研发、聘请国际专家、引进国际先进技术,在少数尖端产品取得较大进展,对国内电接触材料进军国际市场提供了技术支持。此外,随着低压电器朝着具备智能化、可通信化、绿色环保、节能与节材的第四代智能低压电器转型,为我国电接触材料研发设计提供更多的课题,同时也带来更大的发展机遇。
(2)行业技术特点
电接触材料的技术核心包括产品配方与制备工艺两部分, 这两部分也直接形成企业专利技术,对行业新入者而言,构成一定的技术壁垒。产品配方直接影响电接触材料的综合性能,对低压电器的使用性能起到决定性作用。制备工艺是对产品配方的技术保障,根据不同的应用需求,利用不同的制备工艺对电接触材料进行精加工,最终影响电接触材料产品的精度。企业在技术创新方面一般采取“开源节流”的策略。“开源”是指产品配方以及制备工艺的多样性、完备性能满足各型低压电器的性能需要,成为各大低压电器制造企业的全方位供应商。“节流”主要是指对现有产品在原材料利用率上的提升,以此优化生产成本,提高企业竞争力。
2、行业的经营模式
电接触材料行业一般采用以下经营模式:
数据来源:公开资料整理
此外,对部分专注于次级加工的小型企业,其采购环节是向大型企业采购银基触头材料, 通过镦制、 焊接等工艺, 完成低压电器生产所需的终端产品的供给。
3、行业的季节性、周期性和区域性特征
(1)季节性
由于本行业上、下游行业无明显的季节性波动,综合本行业各季度的生产与销售情况,本行业无明显的季节性特征。
(2)周期性
电接触材料作为各类电器电子产品的重要零件, 最终应用于国民经济的各个领域。因此电接触材料需求多为刚性需求,行业周期性与国民经济景气度相关。
(3)区域性
我国从事电接触材料行业与低压电器行业生产的企业,主要分布于电器、电子制造业发达的长三角、 珠三角以及温州、 厦门等地区。 该等企业产销信息对称、物流成本较低、沿海出口的便利三方面促使这些地区展现一定的区位优势。随着该地区电接触材料行业企业及上下游企业的发展与壮大, 该等地区区位优势也越来越明显。
(五)行业与上下游行业的关系
本行业的上游行业主要为白银、铜等有色金属制造与销售行业,下游行业为低压电器、高压电器、电子信息等行业。电接触材料行业与上游行业的关联性主要体现在采购成本的变化。电接触材料下游行业主要为低压电器、高压电器、电子信息等行业,其产品应用于国民经济各个领域,行业景气程度与电力投资规模和宏观经济形势相关。其上下游关系如下图所示:
数据来源:公开资料整理
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