相关推荐
军用电源行业发展概况及未来趋势竞争格局机遇挑战
发布日期:2022-07-05 17:24:28

军用电源行业发展概况及未来趋势竞争格局机遇挑战

行业技术趋势方面:一方面,国防军工领域对电源可靠性的要求持续提高,尤其在航空航天等应用场景下,需要电源在极端温度条件、强振动冲击、多干扰等复杂环境持续稳定工作;另一方面,大多数武器装备平台的空间和载荷有限,需要电源在提升功率、效率等关键性能指标的条件下,尽可能实现小型化和轻量化,从而释放更多空间和重量用于其他核心功能部件。因此,军用电源行业通过不断地优化电路及结构设计来实现集成化,进而提升产品的功率密度、效率和可靠性,通过成熟的生产组装工艺和检测技术来保障产品质量符合要求。同时还可以通过数字化代替传统模拟控制,进一步提升产品功率密度,并实现对产品工作状态的精准监控。

产业应用趋势方面:信息化是当今我国国防军工现代化建设的主要方向。《新时代的中国国防》《“十四五规划”和 2035 年远景目标纲要》提出国防装备的现代化、智能化等方面的升级规划,推动武器装备向信息化的趋势发展。武器装备信息化为上游军工配套电源行业带来了较大发展机遇,军用电源的应用场景不断丰富,在弹载、机载、舰载、车载、雷达、地面设备等各式武器装备中得到广泛应用。

同时,随着近年来西方国家对我国贸易制裁的持续,我国对国防军工“自主可控”的政策要求不断提高,各大军工客户逐步加大对国产军用电源品牌的采购份额,并开始向上游元器件全国产化替代等方向推进。受国家军工自主可控的政策影响,预计国内军用电源产业在“十四五”期间仍将处于景气度不断提升的周期。

2-220F51H623419.png

资料来源:普华有策

1、军用电源行业情况

(1)军用电源与民用电源差异

评价电源性能的指标主要有电性能和可靠性两个维度,其中,电性能主要指电源的功率、效率、输入电压范围、纹波等参数水平,而可靠性主要评价电源在各种使用环境下的稳定运行能力。

与民用领域相比,国防军工领域对电源的可靠性要求较高,往往需要保证电源在极端温度条件、强冲击振动等各种复杂环境下供电的稳定性,若因电源问题导致武器装备发生供电故障,后果将非常严重,因而下游军工客户通常优先选择经过长期试验检验、具有较高可靠性的电源产品。因此,军用电源产品相比同类民用电源产品对可靠性的技术壁垒更高。

(2)军用电源行业发展现状

我国军用电源行业起步较晚,早期国内相关市场主要被 Vicor、Interpoint 等国外电源品牌占据,但随着我国电子电力技术和国防军工现代化进程的加速发展,我国军用电源产业已取得了长足的进步,尤其是自 2018 年中美贸易摩擦以来,国家对于国防军工“自主可控”的意识大幅加强,截至目前,我国军用电源行业已逐步实现了由国产品牌对国外主流品牌的进口替代,并面向上游元器件全国产化替代的方向继续推进。

(3)我国军用电源行业的下游产业需求情况

A、国防建设提速、武器装备电气化趋势拉动产业需求

我国的国防现代化建设起步较晚,部分核心武器装备与世界先进军事水平尚有一定差距。随着世界经济和战略重心持续向亚太地区转移,台海、南海等中国周边区域已成为世界大国博弈的焦点,境外分裂势力、领土主权争端等问题日益突出,严峻的国际形势使得我国国防压力愈发明显,国家安全需求倒逼我国加快武器装备的现代化建设步伐。

同时,在人工智能、量子信息、云计算、物联网等新一轮科技革命和产业变革的推动下,以信息技术为核心的军事高新技术日新月异,武器装备的电气化趋势更加明显,《新时代的中国国防》中明确提出加大淘汰老旧装备力度,逐步形成以高新技术装备为骨干的武器装备体系,《“十四五规划”和 2035 年远景目标纲要》中明确提出要加快武器装备现代化,聚力国防科技自主创新、原始创新,加速战略性前沿性颠覆性技术发展,加速武器装备升级换代和智能化武器装备发展。

国防现代化建设的提速以及武器装备电气化的发展趋势,为上游军工配套产业链带来了极大的发展机遇。

a、导弹武器装备

随着我国不断推进国防装备的现代化建设、全面加强实战化演习的背景下,导弹作为现代化军队不可或缺的消耗性武器装备,其需求将伴随我国装备费用增长而保持稳定、持续的增长。2022 年我国国防支出预算 14,504.50 亿元,按照 2017年国防支出中的装备费占比41.1%测算,2021年国防装备经费约为5,961.35亿元,若参照美国 2020 年导弹与弹药采办经费占总采办经费的 8.7%进行测算,预计我国各类导弹与弹药市场的年规模约为 518.64 亿元。

电源系统是导弹制导、动力、控制等系统的重要组成部分,是导弹能够实现精确制导、精准控制等作战功能的保障。弹载电源系统通常由 DC-DC 电源以及电源控制电路等部分构成,具有响应时间快、功率密度大、高可靠、工作环境严酷、体积小、质量轻、耐贮存等特点。未来随着导弹技术的不断发展和需求的不断提高,弹载电源将向数字化、小型化、多功能等方向发展,市场前景广阔。

b、航空武器装备

目前我国航空装备的现代化发展程度与美国仍有较大差距,统计数据显示,截至 2021 年底,我国各类军用飞机的总数量为 3,285 架,远少于美国的 13,246 架,其中:我国军用飞机中的战斗机数量为 1,571 架,其中二代机占比 50.22%,五代机占比仅 1.21%,而美国第四代和第五代战斗机占比分别为 81.06%、16.31%。我国自主研制的首款第五代战斗机 J20 已于 2017 年服役,为满足国家安全需求,未来仍将继续研制用于航空母舰舰载平台的主力战机,预计“十四五”期间我国多款四代半及第五代主力战机将进入列装或高速生产阶段,升级换代空间较大。

从战机的成本端来看,第二、三代战机的航电系统占单机成本的比例通常为10%-20%,而四代机上升至 30%-35%,第五代战机航电系统占比则超过了 40%,而电子战机、预警机、侦察机的航电系统占比更高。随着未来在显示系统、雷达通讯、导航定位、状态感知、飞行管理等各领域新兴技术的应用,先进航电系统将在辅助战机执行巡逻、探测、拦截、攻击等作战任务时发挥更加重要的作用,航空装备的整体电气化水平仍将不断提升。航空装备升级换代以及电气化趋势的发展,将带动集成电子设备及配套电源需求的大幅增长。

c、地面武器装备

以坦克、装甲车为代表的军用车辆是陆军装备的核心部分,统计数据显示,截至 2019 年末,我国拥有主战坦克约 5,850 辆,其中性能相对落后的第一代、第二代坦克数量占比仍有 50%,装备结构“老龄化”严重。结合《新时代的中国国防》中提出的“加大淘汰老旧装备力度,逐步形成以高新技术装备为骨干的武器装备体系”等要求,以 15 式、99 式等为代表的第三代坦克将是未来我国陆军装备换装的趋势,更新换代空间较大。

与此同时,现代化进程不断对武器装备的机械化、信息化提出更高要求。机电一体化是装甲车辆现代化的重要特征,主战坦克从第一代、第二代发展至第三代的过程中,由各自为战发展为联合作战、光学瞄准发展为火控系统、人力装弹发展为自动装弹等,都是机电一体化应用演变的过程。未来,随着我军加装、换装地面武器装备的现代化进程不断推进、机电一体化程度不断提高,也将进一步拓展对电源等配套产业的市场空间。

B、军工自主可控推动进口替代的进程

近年来受国际形势影响,尤其是 2018 年中美贸易摩擦以来,我国对国防军工配套产业链提出了越来越高的自主可控要求。电源作为国防军工武器装备的重要电子部件,随着国内厂商工艺技术的加速发展,国产军用电源的市场份额逐步扩大,进口替代效果显著,未来国内军用电源行业将进一步实现元器件的全国产化替代。受国家军工自主可控的政策影响,预计国内军用电源产业在“十四五”期间仍将处于景气度不断提升的周期。

除此以外,由于我国军工武器装备在正式列装前通常需要经过前期预研、小批量试制、样品试验、产品定型等较长的研制周期,随着我国国防科技工业的发展,航空、导弹、舰船、雷达等各类武器装备的型号不断增多、性能不断提升,相应各军工企业、科研院所对于配套电源也提出了更多个性化及定制化的需求。

未来,具有一定技术实力、能够深度参与军工武器装备研制的国产电源配套厂商在市场竞争中将更加具有优势,进口替代进程的加速为国内军用电源行业的发展提供了保障。

2、行业未来发展趋势

伴随着电力电子技术的进步和国防科技工业的快速发展,军用电源行业的发展呈现模块化、集成化、数字化等趋势,具体如下:

(1)模块化

为使电源设备更为便捷的满足各类武器装备电子系统的应用需求,电源厂商将实现特定电源转换功能的电路进行独立模块化设计和封装,使其可与其他模块化产品进行任意组合,以便捷的方式搭建满足客户需求的电源系统产品。通过将电源电路进行模块化封装,电源系统装置的搭建只需要进行简单焊接,而无需通过引线将各个独立元器件相互连接。同时,为使电流应力(即工作电流与额定电流的比值)降低,用电系统通常需要运用多个独立单元进行并联工作,通过各模块化电源共同平分承载电流,可以有效降低电路故障率、保证整体系统的正常运行。

(2)集成化

集成化设计可以使电源产品结构更加紧凑,在提升电源功率密度、减少引线长度的同时,提高了整体系统的可靠性。尤其在航空航天及导弹装备等对体积要求较高的应用领域中,集成化设计能够使得电源设备实现小型化与轻型化,从而减轻起飞及飞行重量,增大其他关键功能单元的空间,在国防军工整机产品严苛的体积、重量设计及参数分配中占有较大优势。同时,上游芯片等电子元器件的集成化发展趋势也为电源产品的集成化提供了保障。

(3)数字化

随着信息技术的快速发展,数字化的发展趋势在不断加速,展现出数字信号相对模拟信号的处理技术优势。通过可编程芯片可实现针对电源产品闭环反馈控制回路的数字化控制,代替传统单一参数的模拟控制,同时取代模拟电路中的功能电路和保护电路,能够简化外围硬件电路设置、缩小电源产品尺寸;除此以外,采用数字化技术,通过嵌入式软件能够实现对电源工作状态的实时监控,并实现上位机对电源功能的控制,使电源更加智能化,具有控制精度高、温度漂移小、功能扩展性强等优势。数字化控制相对模拟控制拥有诸多优势,未来将有广阔的市场应用。

3、军用电源行业竞争格局

由于国防军工领域对电源产品的功率、效率、体积和可靠性等要求较高,早期国内电源厂商技术相对落后,国内相关市场份额主要被 Vicor、Interpoint 等国外产品占据。随着我国电子信息技术的进步,作为军工电子核心组成部分的军用电源产业市场规模得到快速提升,尤其是自 2018 年中美贸易摩擦以来,国家对于国防军工“自主可控”的意识大幅加强,截至目前,我国军用电源行业已逐步实现了由国产品牌对国外主流品牌的进口替代,并面向上游元器件全国产化替代的方向继续推进。

军用电源属于国防军工武器装备的核心电子部件,因此目前行业的主要参与者是中电科集团、中国电子集团等大型央企军工集团下属企业及科研院所,除此以外,部分具有军工业务资质的民营企业也参与军工配套电源的研发、生产与销售。相对于民用电源,军用电源行业的市场壁垒和技术壁垒较高,因此行业集中度也相对较高,各厂商通过各具特色的研发实力、产品性能、营销服务进行差异化竞争。

4、机遇

(1)国家政策的大力支持

军用电源位于军工配套产业链的上游,受国家国防政策的影响较大,而军用电源又属于新型电子元器件的范畴,受国家信息技术产业政策的调控。近年来,我国周边领土主权争端问题日益突出,国际政治与经济局势仍面临较大的不确定性。为打破国外技术封锁、支持国家产业升级、提升国防科技创新能力以及加快军队现代化建设步伐,国家出台了一系列鼓励政策推动电子信息技术和国防科技工业的发展,产业政策和法规环境的不断完善,将为军用电源行业发展创造良好的市场环境。

(2)武器装备升级换代的需要

我国奉行独立自主的外交政策以及防御性的国防政策,但面对我国周边领土主权争端和分裂势力活动,为捍卫国家主权、安全和发展利益,我国对于国防和军队的建设需求也在不断提高。我国指出国防和军队建设的战略目标是“确保 2020 年基本实现机械化,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,到本世纪中叶把人民军队全面建成世界一流军队”。相比发达国家,我国各类军用武器装备存在数量较少、信息化和电气化程度较为落后的情况,具有较大的发展空间和急迫的发展需求。《新时代的中国国防》指出“构建现代化武器装备体系。完善优化武器装备体系结构,统筹推进各军兵种武器装备发展,统筹主战装备、信息系统、保障装备发展,全面提升标准化、系列化、通用化水平。加大淘汰老旧装备力度,逐步形成以高新技术装备为骨干的武器装备体系”。电源作为电子电力设备的核心配套部件,随着各类武器装备的升级换代,已迎来高速发展的时代机遇。

(3)国防军工自主可控的要求

在当下复杂的国际环境下,核心技术的自主可控不仅关系到国防工业命脉,更是国家实现整体产业转型升级、把握创新发展主动权的关键。《基础电子元器件产业发展行动计划(2021-2023 年)》要求重点提升电子元器件产业创新能力,提出“实施重点产品高端提升行动,面向电路类元器件等重点产品,突破制约行业发展的专利、技术壁垒,补足电子元器件发展短板,保障产业链供应链安全稳定”。《“十四五”规划和 2035 年远景目标纲要》要求坚持自主可控、安全高效地推进产业发展,提出“加快补齐基础零部件及元器件、基础软件、基础材料、基础工艺和产业技术基础等瓶颈短板”、“加快武器装备现代化,聚力国防科技自主创新、原始创新”。

在国防军工自主可控的背景下,我国军用电源行业逐步实现由国产品牌对国外主流品牌的进口替代,并进一步向元器件全国产化替代等方向推进。

5、挑战

(1)原材料供应的挑战

近年来,随着我国从政策层面不断推动产业转型和技术升级,国产电子元器件的性能水平已取得了长足进步,但用于军用电源等领域的高端电子元器件产品仍主要通过进口满足。随着国际形势不断发生变化、中美贸易摩擦及技术封锁持续,军用电源行业的上游元器件供应存在一定的不确定性。除此以外,自 2020年以来爆发的新冠病毒肺炎疫情对原材料供应商的供应能力及响应速度亦造成了一定影响。

上述可能影响原材料供应不稳定的因素,将导致行业内厂商的原材料采购活动及采购价格的稳定性面临挑战。

(2)行业竞争加剧的挑战

随着国防和军队改革步伐的加快,以及国家军工“自主可控”政策的深入落实,未来将有更多的企业加入军用电源市场。同时,国家对电子信息产业发展的大力支持也将推动底层技术的进步,在新一轮的科技革命和产业变革下,人工智能、量子信息、大数据、物联网等前沿电子信息科技将逐步在国防军工领域得到应用,在特定领域具备科技实力的厂商将获得行业发展的红利,未来行业的市场竞争也将更加激烈。

更多行业资料请参考普华有策咨询《2022-2028年军用电源行业细分市场调研及投资前景预测报告》,同时普华有策咨询还提供产业研究报告、产业链咨询、项目可行性报告、十四五规划、BP商业计划书、产业图谱、产业规划、蓝白皮书、IPO募投可研、IPO工作底稿咨询等服务。