1 模块电源：模块化优势显著，高可靠满足军用需求

1.1 电源及其分类：开关电源是主要电源类型，应用广泛

电源是指将其他形式的能量转换为电能并向负载提供功率的装置。广义上的 电源也包括“电源转换器”，即将一种规格的电能（电压、电流）转换为另一种规 格电能的装置，是电力电子设备实现正常运行及电压调节的基础。根据《中国电 源行业年鉴 2022》，我国在全球电源市场发展占比稳步提升，成长起来一批在细 分领域具有一定规模和核心竞争力的企业，同时随着国内新型电力系统、新能源、 数据中心、5G 等产业的发展，国内电源产业有望较快增长。

根据中国电源学会的分类，电源按照功能可分为开关电源、UPS 电源、线性 电源、逆变器、变频器、其他电源等；按照转换形式可以分为交流转直流（ACDC）、直流转直流（DC-DC）、直流转交流（DC-AC）、交流转交流（AC-AC）等。

开关电源的应用领域十分广泛，包括工业自动化控制、军工设备、科研设备、 LED 照明、通信设备、电力设备、医疗设备等。目前，除了对直流输出电压的纹 波要求极高的场合外，开关电源已经全面取代了线性稳压电源。2020 年，我国电 源行业中开关电源产品占比达 55%。

1.2 军用模块电源：可靠性要求更高，微电路和厚膜工艺各具优势

1.2.1 模块电源发展迅速，优势显著

模块电源，又称电源模块，是指可直接焊装在印刷电路板（PCB）上的电源变 换器，目前市场上多数模块电源在功能上属于开关电源的范畴，以 DC/DC 模块电 源为主。模块电源的发展得益于上世纪中期电力电子技术的出现。1955 年，美国科学 家 Roger 采用晶体管研制了一台自激振荡推挽型直流变换器，同时提出脉冲宽度 调制（pulse width modulation，PWM）技术，为传统线性电源向开关电源转变 创造了契机；1958 年 NASA 成立，随后提出采用开关电源（switching mode power supply，SMPS）为火箭供电的方案，大大减小了火箭体积和重量。上世纪 60 年 代起，新的开关器件出现，开关频率可以达到几十 kHZ，IGBT 出现后，开关电源 的输出功率范围也越来越宽；十几年后，我国的开关电源研究起步，电源产品开 始逐步推广；80 年代，采用硬开关 PWM 定频控制的高功率密度 DC/DC 模块电源进入了市场，模块电源的工作频率也逐渐提高到几百 kHZ 以上；进入 21 世纪， 新的拓扑和控制方法层出不穷，器件工艺和封装灌胶水平也不断进步，模块电源 的发展更加迅速。模块电源将电源上的元器件进行模块化封装，采用高密度的电路和结构设计， 形成体积更小、功率密度更高的电源产品，并可根据具体需要便捷地搭建电源系 统，具有设计周期短、可靠性高、应用灵活等优势。

模块电源具有明显的体积优势和高可靠性，在航天航空、国防军工和网络通 信等领域应用广泛，市场规模持续增长。根据中国电源学会数据，2020 年我国模 块电源行业市场规模达 103.38 亿元，同比增长 20.35%。

1.2.2 模块电源向低成本、小型化、高效率、数字化等方向发展

目前，伴随着宽禁带器件，尤其是碳化硅和氮化镓器件的不断探索，直流变 换器的开关频率可以达到兆赫兹级别其功率密度也随之得到了极大的提升。模块 电源呈现高功率密度、小型化的发展趋势，同时，其成本也得到不断降低。

模块电源效率要求随着功率密度的提升而提升。在模块电源效率方面，由于 散热能力的局限，随着功率密度的提升，模块电源效率也要随之提升。PSMA 给出 了 1/4 砖模块电源的发展规划，在功率提升下，采用 GaN 器件进一步提升效率。

模块电源向数字化方向发展。与模拟控制相比，采用数字化控制可以简化电 路，控制策略与保护逻辑均可以通过数字化编程实现，使用较少的外围电路便可 实现功能，控制更加精确灵活，从而缩小模块电源的体积，既可以降低器件成本， 又可以提高功率密度，且一旦控制参数和控制策略发生改变，只需要修改程序即 可，可提高研发效率。此外，标准砖块电源为设计者和使用方均提供了便利。模块电源基本都是用 户定制的，标准化的模块电源即砖块电源，主要有全砖、半砖、1/4 砖、1/8 砖 等。模块电源的标准化既涉及到输入电压等级、输出电压、输出功率等电气参数， 又应规范尺寸体积、引脚定义等机械参数，为模块电源的设计者和使用方均提供 了便利。

1.2.3 军用模块电源可靠性要求更高

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。以军陶科技军 用产品与市场同类民品相比，军用产品在温度适用范围、温度冲击性能、抗冲击 及振动等可靠性方面均有更高的要求。

1.2.4 微电路工艺和厚膜工艺各具优势

模块电源行业按照组装工艺又可分为厚膜工艺模块电源和微电路模块电源。其中，厚膜工艺模块电源通常以陶瓷基板作为电源电路载体，主要应用于对温度、 抗辐照等性能要求极高的航天等领域；微电路模块电源以 PCB 基板为电路载体， 故亦称为 PCB 模块电源，其在保证军用产品可靠性的同时，功率密度、效率等电 性能往往更优，在其他军工领域应用广泛。

2 需求：模块电源广泛用于装备二次电源，充分受益于装备 列装及电气化水平提升

2.1 模块电源广泛用于装备二次电源

现阶段，我国航空航天领域采用的电源系统多为分布式结构，相比传统的集 中式和模块式结构具有可靠性高、容错性好、易于模块化和标准化、便于维护和 扩容、满足复杂终端负载需求等优点。分布式结构的电源系统主要由发电系统、 一次电源和二次电源组成，其中发电系统将初始能源转化为电能，一次电源将宽 输入的电压转化为较为稳定的直流电压，经二次电源调节后给负载供电。

开关电源是电路中的核心装置，模块电源优势显著。开关电源主要用于实现 不同电能规格间的转换，当供电环境不能满足某种电子设备对于电压及电流的要 求时，开关电源可以将输入电能转化为该电子设备所需的规格。模块电源一般拥有标准化的封装尺寸和电气接口、单体功率密度高、设计周期短、便于进行各种 组合应用等特点，能够适应不同应用场合和电压等级，广泛用作航空、航天、雷 达等装备电源系统的二次电源。

（1）航空领域

现代化航空电源系统逐渐向宽变频交流电源（VSVF）和高压直流电源（HVDC） 方向发展。以空客 A380 和波音 787 为代表的大型民用客机采用的是变频交流电 源系统，而 F-22 和 F-35 战斗机则采用的是高压直流电源系统。变频交流电源系统具有结构简单、成本低、体积小重量轻的优点，并且继承 了恒频交流电源系统的特性，其成熟度高于高压直流电源系统，但也有宽频率变 化范围给负载带来不利影响、复杂的配电系统不利于系统综合设计等缺点。高压直流电源系统额定母线电压 270V，由 115V/400Hz 恒频三相交流电源整 流后获得，飞机上大多数用电设备无法在 270V 母线电压直接工作，因此需要将 270V 母线电压通过二次电源转换为负载所需要的电压。二次电源可分为三类，1） DC/DC，将 270V 母线电压转换为 28V 直流电；2）DC/DC，将 28V 直流转变为 3.3V、 5V、12V 等低压直流电，可以为飞机上的通讯、控制和保护设备供电；3）DC/AC， 将 270V 直流母线电压转换为 115V/400Hz 的恒频交流电压。

（2）航天领域

导弹多采用分布式供电方式，导弹电源系统通常由一次电源、二次电源以及 电源控制电路等构成。一次电源通常选用热电池，也可选用涡轮发电机；二次电 源一般包括直流-直流、直流-交流、交流-直流变换器；电源控制电路通常由点 火电路、电源输出状态检测电路、弹架电源转换电路等组成。

导弹系统上广泛应用的二次电源主要是直流-直流变换器，可以分为 DC/DC 开关电源和线性电源两类。DC/DC 开关电源效率高，但噪声大；线性电源噪声小、 干扰小，但效率低、发热大。DC/DC 开关电源更适合导弹对体积和质量限制的要 求，在导弹直流电源设计中，弹载计算机、数字电路和一些功率电路选用 DC/DC 开关电源。DC/DC 开关电源已经成为了导弹二次电源中直流电源设计的主流模式， 在很大程度上取代了线性电源。

（3）雷达设备

有源相控阵雷达阵面 T/R 组件要求供电电源具有低压大电流输出、变换效率 高、动态响应快等特性。同时，由于安装在天线阵面上的电源受到体积、质量和 工作环境条件等诸多因素的限制，对电源功率密度、可靠性也有严格要求。现阶 段，地面用阵面电源输入通常为三相交流 380V，机载电源输入为直流 270V，输 出电压根据负载需求不同一般为 8V-48V 直流电，单个阵面电源组件的功率一般 为 3kW-10kW。雷达系统中模块电源主要用于二次电源和通用电源两类。二次电源主要为天 线阵面 T/R 组件供电，输出为 5V-8V 等低压直流，其前端输入为阵面一次电源 （直流 8V-48V）。二次电源属低压小功率模块电源。通用电源由于功率相对较小 （小于 1000W），一般采用单相交流供电，为雷达各分系统的电子设备提供工作所 需的直流电。

2.2 多因素驱动模块电源需求高增长，全国产化产品需求旺盛

在国内军用装备数量补齐、新型装备列装、新型装备中价值量提升等多重因 素驱动下，军用模块电源需求有望高增长。随着国家对装备“自主可控”要求的 提升，全国产化产品需求强烈。

（1）国内装备相比军事强国仍有较大差距，数量补齐带动需求增长

以航空装备为例，对比美国等发达国家，我国军机数量较少、老旧机型占比 偏多，军机数量补齐和军机升级换代需求迫切。根据《World Air Forces 2023》， 目前，我国大陆战斗机 1570 架，不区分战机代际划分，从总量上看我国大陆战 斗机数量仅为美国战斗机数量的 57%。从战斗机构成上看，美国现役战斗机已经实现了全部三代以上，且现役四代机 493 架，占歼击机总量（2230 架）的 22%， 并加速列装 F-35 四代战机，B21 轰炸机订单约 100 架。我国三代/三代半战机规 模和世界空军强国还存在明显差距，四代机歼-20 仅少量列装，且二代机占比尚 有 47%。

船舶方面，我国第三艘航母下水，未来编队提升舰艇需求。此外，对预警机、 新型舰载机的需求也有提升。2022 年 6 月 17 日，我国第三艘航空母舰下水，命 名为“中国人民解放军海军福建舰”，舷号为“18”。福建舰是我国完全自主设计建 造的首艘弹射型航空母舰，采用平直通长飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置， 满载排水量 8 万余吨。福建舰下水体现了我国海军装备实力的进一步提升。

航天方面，战机战舰平台数量提升以及备弹需求带动机载舰载导弹采购。我 国大量列装各类作战飞机、军舰，对机载舰载导弹的需求也日益增长。歼击机一 般可挂载 10 枚左右的导弹，驱逐舰一般有数十到上百个垂直发射单元，考虑备 弹以及消耗需求，预计战机战舰平台挂弹的需求增速不低于战机战舰的增速。

（2）新型装备列装需求旺盛，装备电气化水平不断提升

航空方面，歼 20 等四代主力战机或正处产能攀升阶段，经验积累缩短装备 研制周期、新型军机定型量产可期。歼-20 战机是我国自主研发的新一代隐身战 机，于 2011 年 1 月进行首飞。参考美国 F-35 战机于 2006 年首飞，5 年后于 2011 年首架 F-35 战机交付空军，近几年产量持续提升的历程，预计我国歼-20 等主 力战机目前或正处产能攀升阶段。歼 20 使我国航空工业研制能力从第三代跨越 至第四代，其成熟经验积累有望缩短我国新型战机研制周期。

航天方面，更新换代需求带动新定型装备采购。2019 年国庆 70 周年阅兵中， 首次亮相的新型武器装备占比近四成，其中，东风-17 常规导弹、长剑-100 巡航 导弹、东风-41 核导弹等武器装备均为首次亮相，充分体现了我国国防科研自主 创新能力。2021 年珠海航展上，航天科工数十型装备首次亮相，首次参展展品数 量创历届之最。导弹武器不断升级换代将带动新型号装备采购。价值量方面，装备电气化水平不断提升，升级换代价值量增长显著。从战机 的成本端来看，第一、二代战机的航电系统占单机成本的比例通常为 10%-20%，而三代机上升至 30%-35%，第四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。

（3）“自主可控”要求提升，全国产化产品需求强烈

全国产化模块电源需求强烈，目前全国产化产品占比仍较低。近年来国家对 国防军工武器装备“自主可控”的要求不断提升，军工配套产业链的国产化进程 处于转型的关键阶段。由于国防军工领域的可靠性要求较高，配套产品通常需经 过较长周期的预研、试制、试验、定型等阶段后方能进入批量供货阶段。因此， 自下游客户提出全国产化需求后，批量供货前需要一定导入时间。自 2021 年下 游客户陆续提出全国产化订单需求以来，目前行业内的全国产化产品主要处于小 批量样品供货阶段。以军陶科技为例，自 2021 年以来，军陶科技参与的下游客户研制项目开始 陆续提出全国产化模块电源的订单需求。2021 年、2022Q1-Q3，军陶科技全国产 化产品销售收入分别为 124 万元、411 万元，分别占营收的 0.72%和 2.59%。航天 朝阳电源加速自主研发，已完成上百种国产化模块电源替代研制。未来，随着全 国产化产品逐渐成熟，逐步进入批产阶段，全国产化产品有望快速增长。

3 供给：国内厂商供应能力持续提升，产业链中上游逢发展 机遇

3.1 “国产替代”国内企业市占率逐步提升，“自主可控”全国产化

产品蓬勃发展 电源产业链的上游主要为电子元器件（含控制芯片、功率器件）、PCB 板、五 金及结构件等原材料供应商；电源产业链的中游主要为掌握不同水平专业技术和生产能力的电源制造商；电源产业链下游主要为各应用领域中的设备制造商，包 括航空航天、军工、铁路、通信、工控、电力、新能源等行业企业。作为电力电子设备的核心零部件，电源行业发展较大地受到下游电力电子产 业需求的拉动，尤其是近年来电力电子技术的应用领域不断增加、相关产业的技 术迭代升级，极大的推动了电源行业的发展。

国外对于 DC/DC 模块电源的研究起步较早，主流供应商包括美国 Vicor、美 国 Interpoint、美国 SynQor、瑞士 TRACO、法国 GAIA、瑞典 ERICSSON、日本 LAMBDA 等。

2022 年，Vicor 营业收入达 3.99 亿美元，净利润 2545 万美元。Vicor 对中 国大陆和香港的出口方面，2018 年达到近几年的峰值，约为 1.09 亿美元。2021年，Vicor 对中国和香港的出口总额约为 9870万美元，约占当年总收入的 27.5%。2022 年，Vicor 对中国和香港的出口总额约为 7519 万美元，同比减少 24%。

国内电源行业起步较晚，技术及工艺相对落后，且航空、航天及军工领域对 于电源产品的性能及可靠性要求更高，以往市场主要被国际品牌主导，包括美国 Vicor、Interpoint 等。经过近年来的研发投入，国内厂商发展迅速，国内高可 靠性军用级产品供应商有 43 所、24 所、新雷能、振华微、军陶科技等。

如前文所述，目前军用模块电源的全国产化产品占比仍较低，模块电源用的 功率器件和控制芯片等仍有较多进口。军陶科技 2023 年招股书披露其生产用的 功率器件、控制芯片以及灌封胶等主要通过海外进口满足，但全国产化产品快速 提升。

新雷能 2017 年招股书披露的电子元器件供应商包括文晔科技股份有限公司、 WEIKENG INTERNATIONAL CO., LTD（威健国际）、深圳市茂润电子有限公司、新 晔电子（深圳）有限公司等。文晔科技主要代理产品有 TI、ADI、ST、ALTERA、 RENESAS 等；威健国际代理销售 Infineon、Infineon+Cypress、Lattice、NXP、 Western Digital、SanDisk 等世界知名品牌电子零组件；新晔电子经销 TI 等品 牌产品。“自主可控”要求提升，建议关注全国产化产品量产驱动的控制芯片、功率 器件生产商投资机会。新雷能 IC 研发中心研制了多系列电源管理集成电路，为 公司电源类产品奠定了坚实的国产化基础。航天长峰 2022 年半年报披露，公司 加速自主研发，已完成上百种国产化模块电源替代研制。振华科技 2022 年度定 增说明书中披露，公司自主开发了 ZHM5025A 型有源钳位 PWM 芯片、ZHM5035C 型 半桥控制 PWM 芯片、ZHM5032 型双路 PWM 控制芯片等。锴威特招股书披露，2018 年完成高可靠领域应用的 PWM 控制 IC 研发并量产，2021 年其功率 IC 客户需求 上量明显。随着“自主可控”要求提升，国产 PWM 控制器及全国产化模块电源产 品有望充分受益。

3.2 头部企业纷纷扩产，市场集中度有望提升

头部企业纷纷扩产，市场集中度有望提升。当前模块电源市场较为分散，新 雷能披露其市场占有率不足 10%。军用模块电源市场正逐步向大规模、高质量、 综合能力强的方向集中，在需求旺盛、前景广阔的预期下，新雷能、振华微等行 业头部企业纷纷扩产。随着头部厂商产能提升，市场集中度有望提升。2022 年，新雷能定增募集资金 15.81 亿元用于特种电源扩产项目、高可靠性 SiP 功率微系统产品产业化项目、5G 通信及服务器电源扩产项目、研发中心建设 项目以及补充流动资金。项目建成达产后，新雷能的产能将有较大幅度提高，特 种电源产品、通信及网络领域产品、SiP 功率微系统产品产能分别新增 50、200、 12.5 万台（万件），分别提高 70%、72%、477%。

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