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科威尔研究报告测试电源起家,国内领先的综合性测试装备供应商

  • 作者:金鼠1046232185
  • 2022-03-07 15:51:07
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(报告出品方广发证券)

一、国内测试装备翘楚,全面布局三大产品线

(一)国内领先的综合性测试装备供应商

测试电源起家,发展成为国内领先的综合性测试装备供应商。公司成立于2011年, 早期主营业务为大功率测试电源。经过多年技术积累、迭代与市场深耕,公司目前 已经发展成为一家国内领先、业界知名的综合性测试装备公司,以测试电源为基础 产品,覆盖测试电源、燃料电池测试装备、功率半导体测试及智能制造装备三大产 品线。

根据2021年中报数据显示,2021H1测试电源产品营收0.76亿元,同比增长60%,占 上半年营业收入的73.88%,燃料电池测试装备、功率半导体测试及智能制造装备占 比分别为23.25%和2.70%。

按照功率大小划分,大功率测试电源单机功率通常在40kW以上,小功率测试电源单 机功率通常在35kW以下。目前,公司大功率测试电源产品已实现在多功率段、多行 业应用的覆盖,小功率测试电源已完成新能源发电、新能源汽车板块的开发应用。

基于测试电源,推出多款测试系统。贴合下游产业需求,公司在市场推广过程中将 自主研发的软件平台和仿真测控技术与下游应用行业属性特点相结合,推出多款以 测试电源和测试分析系统为主体,辅以测试仪器仪表和功能部件组成的一体化测试 解决方案。以光伏并网逆变器测试系统为例,基础测试电源产品为光伏阵列IV模拟 器和模拟电网电源,控制柜内控制单元及配套测试仪器均为外购。

(二)创始团队市场经验丰富,前瞻布局高景气度赛道

实控人傅仕涛持股比例28.05%,创始团队经验丰富。以傅仕涛、蒋佳平、唐德平等 为主的核心团队人员均具有10年以上机电设备、电源相关行业从业经验,对于测试 电源、测试设备行业发展具有深刻的洞察和理解。其中,傅仕涛持股比例28.05%, 为实际控制人和最终受益人。科威尔现有全资子公司3家,控股1家。根据公司披露 《关于收到上海证券交易所问询函的回复公告》,按照实缴出资占比行使表决权, 科威尔将享有安徽汉先智能科技有限公司82.93%的表决权。

股权激励彰显公司发展心,锁定核心技术人员。2018年公司通过设立合涂投资、 京坤投资两大员工持股平台,增强企业核心凝聚力,吸引、保留和激励公司所需核 心人才,据招股书,2018年共有72名员工获得股份转让。2021年5月,公司实施新 一轮股权激励计划,根据公司颁布的限制性股票激励计划考核管理办法,以2020年 营业收入1.62亿元为基数,2021/ 2022/ 2023年的业绩考核目标为2.11/ 2.95/ 3.83亿 元,同比增长30%/ 40%/ 30%。截至2021年12月30日,公司已分别于2021年6月15 日和12月29日完成首次授予90.32万股和预留部分21.55万股股票授予,合计激励对 象91名,其中首次授予65名,预留部分授予26名,授予股票总数111.87万股,占总 股本的1.398%。根据公司2021年中报披露,首次授予激励对象中研发人员占比达到 52.31%。截至目前,公司通过2018、2021年两次股权激励,总激励人数达到163名 (无重复激励人员),彰显公司发展心。

在公司持续大规模的研发投入的基础上,产品布局不断完善。截至2021H1,公司研 发人员已达158人,同比增长88.10%,占员工总数的40.62%,其中硕士及以上学历占比超过20%。同时,2019-2021Q3公司持续加码测试设备产品研发,2021Q1-Q3 研发费用率达到14.91%。

业务布局从光伏、电动车领域的测试电源延伸至燃料电池与功率半导体领域。公司 成立之初通过市场应用薄弱的大功率测试电源,切入新能源发电行业;2013-2014年 大功率测试电源产品进入电动汽车领域,主要用于动力电池、电机、电控测试;2016 年与亿华通展开合作,测试产品进入燃料电池行业;2017年开始布局IGBT封装测试 环节设备,2021H1中标中车时代电气IGBT产线封装测试环节。总体来看,公司产品 已成功应用于新能源发电、电动车辆、燃料电池及功率半导体等高景气度领域。

(三)进口替代驱动营收增速,利润率有望迎来修复

国产化进程加速,国内厂家竞争优势凸显。近年来,测试设备受产业发展政策和下 游行业快速发展的影响,需求快速增加,测试设备厂家研发投入不断升级、产品不 断完善。对比国外头部品牌,国产测试设备具备性价比高、交期短、服务及时响应能 力强的优势。测试电源上,大功率产品已完成进口替代,以国内厂商主导,小功率产 品国外竞争对手以美国的AMETEK和德国的Electro Automatik为主。燃料电池测试 装备国外头部企业为加拿大的Greenlight和德国的Fuelcon。IGBT测试设备行业初期 由瑞士的LEMSYS和意大利的CREA占据主要市场份额。

受益于进口替代提速,公司营收规模不断扩大。根据公司招股书以及21年业绩快报, 2018/ 2019/ 2020/ 2021公司营收分别为1.40/ 1.69/ 1.62/ 2.51亿元,同比增长41.7%/ 21.04%/ -4.11%/ 54.58%。2021全年实现归母净利润0.58亿元,同比增长7.95%。

公司主要采用“以销定产”的生产模式,主要生产工序为装配、连接、调试、检查等, 核心环节在产品调试环节,通过自制的专属电源和仪器仪表等工具进行初测和复测, 其他生产产品所需的变压器、IGBT、MOSFET、传感器、断路器等主要原材料部件 均为外采。此外,应用于燃料电池和功率半导体的测试系统,均是由测试电源和测 试软件为主体,辅以测试仪器仪表和功能部件组成的一体化测试解决方案,其中功 能部件和测试仪器仪表也均为外购。因此三大产品线盈利能力受直接材料成本价格 变动影响较大。

外购件增加拉动成本增长,毛利率呈现下降态势。由于公司规模不断扩大、测试系 统产品复杂度提升,导致外购件增加,公司毛利率出现小幅下滑。

业务布局期费用投入较大,未来利润率有望实现恢复性增长。2018年以前公司销售 费用较低,2018年起销售费用率增加5pct,并一直保持在10%以上,主要原因是公 司从2018年开始境内主要销售模式由经销转向直销,加大了直销业务市场开拓力度,业务人员增加导致相应员工薪酬、办公类费用及差旅费等均有所增加。据招股书, 2017/2018年销售费用中员工薪酬支出为118.43/721.94万元,占比由22.73%提升至 48.53%,整体销售费用增长1.85倍。此外,管理费用率2018年也明显高出其他年份, 主要原因是当年实施股权激励,管理费用增加了因股份支付确认的费用为2352.42万 元。此外,由于研发投入不断升级,研发费用率不断攀升。因此,在业务扩张与新业 务布局期,公司初始投入较大,未来随着公司收入的增长,规模效应下费用率有望 下降,利润率实现恢复性增长。

各产品来看,新能源发电是公司最早布局的行业,2020年凭借着小功率测试电源产 品布局(面向小功率光伏逆变器测试),以及受到光伏行业回暖的影响,公司在新能 源发电行业营收同比增长108.23%;燃料电池板块公司已入局多年,占据强先发优 势,已基本具备燃料电池全栈测试能力,受益燃料电池汽车产业化进程加速、测试 设备需求旺盛,公司在燃料电池领域的营收持续增长,2018/ 2019/ 2020年营收分别 为0.11/ 0.37/ 0.42亿元,同比增长353.8%/ 222.3%/ 15.5%。功率器件是公司最晚切 入的行业,产品主要面向IGBT封装测试环节,目前收入规模较小,正处于快速起量 阶段,2020年营收增速118.4%。电动汽车方面,由于2020年受到疫情和行业政策影 响,前三季度新能源汽车行业景气度低,公司在该板块的营收水平略有下滑。(报告来源未来智库)

二、测试电源大功率起家,发力小功率产品

测试电源是一种可精确输出不同电压、电流,用于不同用电产品在各种电压、电流 下的性能测试的装备,是工业领域的基础设备。基于电力电子变换技术,将相对固 定的电网能量输入转换成可变的电能输出,基础技术包括AC/DC、DC/AC以及 DC/DC。按照单机功率大小,测试电源可以划分为大功率测试电源和小功率测试电 源,大功率测试电源单机功率通常在40kW以上。

科威尔凭借大功率测试电源起家,2019年起开始发力小功率产品,截至2020年,科 威尔大、小功率电源产品营收合计1.11亿元,其中小功率电源收入占比已达到10% 左右。

(一)大功率测试电源新能源发电+电动汽车双轮驱动

自2011年成立以来,公司始终致力于大功率测试电源的研发和生产,目前已实现在 多功率段、多行业应用的覆盖,主要应用场景为新能源光伏(光伏逆变器、储能变流 器等)以及电动汽车(电机、电控、动力电池等)。基于模拟电网电源、光伏阵列IV模拟 器,高精度直流电源、电池包充放电测试电源、回馈式电子负载等大功率测试电源, 辅以功能单元、测试仪器仪表等,公司推出一体化测试解决方案,相关测试系统产 品包括光伏阵列IV曲线测试仪、光伏并网逆变器测试系统以及直流充电桩测试系统 等。

1. 新能源发电定位实验室研发用测试设备,逆变器高功率化推动研发升级,拉动 大功率测试设备需求增长

研发阶段测试设备,面向新能源发电领域核心部件。大功率测试电源是对光伏发电 领域的逆变器、储能发电领域的储能变流器、储能电池包等进行测试的实验电源, 是研发和试验阶段必不可少的测试设备。高精度、高动态特性的直流测试电源,输 出可模拟光伏阵列的IV特性曲线,广泛应用于光伏逆变器的性能及认证的测试,是测试逆变器MPPT效率的重要工具。高精度、能量可回馈的直流测试电源,输出可模 拟电池输出特性,用于替代真实电池对储能变流器进行测试。高精度、能量可回馈 的交流测试电源,可模拟电网中电压和频率的扰动特性并具备谐波叠加及低电压穿 越等功能,可满足光伏并网逆变器、储能变流器安全接入电网的模拟测试。

国内光伏逆变器累积装机量持续提升。中国能源局统计数据显示,2020年全国光伏 发电累积装机252.5GW,参考中国光伏行业协会关于2021-2025年中国光伏新增装 机规模的预测,乐观情况下到2025年将达到602GW。大功率测试电源下游规模和技 术的升级,将带动测试电源产品稳定增长。

高功率化降本路线清晰,研发持续推进,带动实验室测试设备需求提升。按照技术 路线不同,逆变器可以分为集中式逆变器、组串式逆变器和集散式逆变器三种类型, 目前市场上以集中式和组串式为主,据中国光伏行业协会提供数据显示,二者合计占比超过90%。集中式逆变器是将汇总后的直流电转为交流电,功率相对较大;组 串式逆变器是将光伏组件产生的直流电先转为交流电再汇总,功率相对较小。集中 式逆变器中,直流端电压从1000V提升至1500V,一方面可以减少汇流箱和组串个数, 降低设备成本和后期运维成本,另一方面高压输电可以降低传输过程中的电阻损耗 提升发电效率。

根据HIS Markit数据显示,1500V三相逆变器在高功率光伏逆变器中的占比已从2016 年的11%提升至84%。组串式逆变器同样呈现高功率化发展趋势,单机功率的提高 可以使系统所需逆变器数量减少,降低逆变器设备、电缆以及后期运维成本,截至 2020年,阳光电源已将组串式逆变器单机功率由2018年的125KW上限提升至 225KW。

随着高功率化降本的路线逐渐清晰,将会促使大功率测试电源产品迭代升级,并应 用于未来更大功率逆变器研发的测试环节。

2. 新能源汽车面向新能源汽车及配套设备检测,新能源汽车高景气度带来大功率 市场需求提升

大功率测试电源在新能源汽车行业应用广泛。大功率高精度双向直流电源、电池包 充放电测试电源、电池模拟器是新能源汽车行业的电机、电控、动力电池和充电桩 在研发和试验中必不可少的测试设备。具备高动态响应和能量可回馈特性的高精度 双向直流电源,主要应用于电动车辆驱动电机及控制器、电动车辆动力总成系统的 测试。具备高动态响应和能量可回馈特性的电池包充放电测试电源,具备电池测试 分析软件功能,是对电池包容量、直流内阻、工况循环寿命等性能测试的必要设备。 输出可仿真模拟电池输出特性的电池模拟器,可用于替代真实电池满足对直流充电 桩测试。

电动化大时代已全面来临,2021年国内新能源汽车销量达352.1万辆。根据中汽协数 据,2021年12月,新能源汽车销量达到53万台,月度新能源汽车销售渗透率达到 19.06%,新能源乘用车月度销量渗透率19.61%。21年全年,新能源汽车累计销量约 352万辆,渗透率为13.40%,新能源乘用车累计渗透率15.52%,同比分别提升8pct 与9.34pct。

回溯往年新能源车销量渗透率的情况,年度销量渗透率基本呈现每年同比增加0至 2pct的小幅提升,月度销量渗透率大致呈现从年初至年末环比提升的趋势。在2021 年,自1月开始,新能源车月度销量渗透率便接近往年12月的高点,随后渗透率环比 持续提升,月度销量渗透率的同比增幅基本保持在5-10pct的高水平。

从全球的情况来看,2021年新能源销量渗透率同样呈现加速提升的趋势,幅度缓于 国内。根据电池网,2021年全球新能源车型累计销量近650万辆,较去年同期增长 108%。

新能源汽车成为大功率测试电源增长的主要驱动因素。预计2025年国内新能源车销量将接近1500万辆,全球新能源车销 量将达到近3000万辆,2021-2025年复合增速分别为48%/ 47%。新能源汽车销量的 高增长有望带动新能源汽车三电及配套充电桩检测需求的上升。

根据科威尔招股书,新能源汽车方面,公司应用于电动汽车行业销售占比最高的EVD、 EVS两款产品合计销售收入占大功率产品整体营收的比例达到70%。此外,根据12 月8日-28日投资者关系活动记录表披露,从2021年起公司打破了大功率应用场景仅 为研发和品测环节的天花板,开始围绕“三电”领域的下线测试向电动汽车产线延 伸。我们认为未来新能源汽车将是大功率测试电源销量增长的主要驱动因素。

3. 竞争格局大功率测试电源应用场景局限,国产替代助力科威尔扩大市场份额

过去下游产业对大功率测试电源需求小,以大功率产品为主营业务的公司规模小或 大功率产品仅为规模公司分支产线之一。国外布局大功率测试电源的企业以小而美 居多,比如德国的Digatron等,科威尔是国内最早进入大功率测试产品市场的厂商之 一,早期应用场景为光伏发电领域研发用测试电源的国产替代。

先发优势叠加国产替代加速,科威尔大功率测试电源产品市场份额有望继续向上。 由于大功率产品具备一定的技术壁垒,且需要研发时间,因此面向新能源产业快速 发展带来的大功率市场需求,小功率厂家较难很快切入,大功率产品市场将不会涌 入大量新入局者。国内布局光伏逆变器测试的企业数量较少,据招股书,截至2020 年,科威尔是唯一一家上市公司。在新能源汽车方面,国内公司主要竞争对手为星 云股份,相关产品是锂电池组制造过程中的下线检测设备,因此星云股份的毛利率 略低于科威尔,但营收规模相对更大。相比国外企业,国内大功率产品的性价比更 高且在国内市场具备快速响应的售后服务能力,因此在先发优势和国产替代赋能下, 科威尔在大功率市场的市占率有望稳步增加。

(二)小功率测试电源下游应用场景丰富,打开成长空间

小功率测试电源应用需求广泛。小功率测试电源是工业领域的基础测试设备之一, 单机功率范围是500W-35kW,主要服务于航空航天、汽车电子、医疗设备、通电 子、消费电子、电子元器件、新能源发电、新能源汽车等行业。

小功率测试电源行业较为成熟,国外厂商具备强先发优势,居主导地位。小功率测 试电源行业是伴随着过往主要工业领域同步发展起来的,产业发展周期较为悠久, 产品技术相对成熟。因此在上述行业领域内国外小功率测试电源厂家具备较强的先 发优势,具体体现在(1)国际小功率企业产品性能指标优越,产品行业应用成熟, 品类系列更为完整;(2)国际小功率企业已经建立了完善的全球化市场销售渠道, 拥有较多的分销代理商在全球范围内进行产品推广;(3)经过长期的发展,国际小 功率企业积累了多行业应用的广泛客户资源,品牌影响力大。由于小功率测试电源 单价较低,性能指标、行业应用经验、品牌及售后服务成为客户关注要点,因此国内 企业在传统工业领域如航空航天、汽车电子、通电子、消费电子等较难切入。

小功率测试电源领域领先厂商,以AMETEK、致茂电子、菊水电子为代表。据科威 尔招股书,在小功率测试电源单品行业,公司主要竞争对手包括AMETEK、Chroma (致茂电子)、Kikusui(菊水电子)、EA等,其中前三家为上市公司。

AMETEK是全球领先的电子仪器和机电设备制造商。AMETEK旗下有两个运营集团, 分别是电子仪器集团(EIG)和机电设备集团(EMG)。EIG的主营业务是先进分析、 测试和测量仪器的设计和制造,用于能源、航空航天、电力、研究、医疗和工业市 场;EMG是自动化和精密运动控制解决方案的差异化供应商,产品包括高度工程电 气互连、特殊金属和热管理系统。因此,小功率测试电源单品仅为AMETEK的支线 业务,据AMETEK官网,AMETEK Programmable Power(电源业务部)提供 Sorensen、Elgar、California Instruments和AMREL品牌的小功率测试电源,产品种 类涉及交、直流电源,电子负载等。据AMETEK年报,小功率测试电源归入EIG集团 航空航天和电力(Aerospace and power)项目,2020年EIG集团Aerospace and power营收7.91亿美元,占总营收的17.42%。

致茂电子是全球电子量测仪器及系统的领导品牌供应商。据公司2020年年报,公司 三大主营业务分别为量测仪器设备、特殊材料和自动化运输工程设备,量测仪器设 备营收120.45亿台币,占总营收的77.55%。致茂电子量测仪器设备细分子产品包含 电力电子测试解决方案、视频与色彩测试解决方案、被动元件测试解决方案、半导 体/IC测试解决方案和电池测试及自动化解决方案,小功率测试电源为电力电子测试 解决方案主要产品,涉及种类包括可编程交、直流电源,交、直流电子负载等,应用 于通讯、航天、国防、油电混合车、太阳能、燃料电池等行业。

菊水电子是电子测量仪器和电源设备的专业制造商。菊水电子拥有60多年电子技术 的强大基础,据菊水电子官网,公司为环保节能城市确立了三个领域的解决方案, 分别是发电、储能和节能技术。公司主要产品包括直流电源、电子负载和交流电源, 电子负载是发电、储能两个领域必不可少的评估仪器,交流电源是节能领域必要的 标准评估和并网测量设备。菊水还成立了NES(下一代能源方案)部门,于2010年 开发了电动汽车快充器。此外,菊水也进口和销售全球测量仪器制造商Aeroflex Inc. 生产的测试设备。据公司2020年年报,菊水2020年主营业务收入为81.63亿日元。

随着技术的趋近,新能源产业的发展为小功率测试电源国产替代创造机会。受益于 国内电力电子技术的快速发展,SiC、GaN等器件出现,控制电路从模拟向数字化控 制转变,目前国内企业研发和生产小功率产品已有充分的技术积累。同时,新能源 产业在中国快速发展,削弱了国外企业在产品开发和行业应用上的先发优势,国内 企业在性价比和快速服务响应上的优势有助于把握国产替代的机会。从直流电源单 品上看,国内企业在电压精度、电流精度以及动态响应时间等核心指标均已达到国 外品牌水平。

科威尔通过小功率光伏逆变器测试切入小功率测试电源市场,具备较强成长潜力。 2017年初,公司基于此前在小功率拓扑技术平台架构的研究开发储备,推出了逆变 电源产品;2018年初研发首款小功率测试电源——KDC系列高压型15kW直流电源 产品,2019年已实现小批量销售;截至2020年底,公司成功推出两款小功率测试电 源产品。由于公司在小功率测试电源起步较晚,通过大功率电源在光伏、电动汽车 领域建立的优势地位,快速实现在光伏、电动汽车赛道的产品布局,目前在小功率 产品上的营收低于AMETEK和致茂电子。随着2021年下游光伏、电动汽车行业景气 度恢复,公司产品研发持续跟进以及小功率在其他赛道的应用推广,公司在小功率 测试电源市场具备较强成长潜能。(报告来源未来智库)

三、燃料电池测试装备布局潜力赛道,打造全栈测试 能力

(一)围绕制氢、用氢,打造全栈测试能力

燃料电池测试装备是面向制氢、用氢环节提供检测的设备,涉及到的产品线包括燃 料电池电堆测试系统、燃料电池发动机测试系统、燃料电池DC/DC测试系统、燃料 电池空压机测试系统、燃料电池专用直流回馈式电子负载、燃料电池氢气循环泵测 试系统、电解槽测试系统等。

科威尔在氢能测试装备的布局围绕用氢、制氢展开。横向维度,公司布局氢燃料电 池发动机和DC/DC变换器的测试,纵向维度自氢燃料电池发动机测试延伸至氢燃料 电池核心部件电堆测试。考虑到未来燃电行业发展,公司开始关注到燃料电池除电 堆外的其他子系统的可靠性测试,2021年推出了燃料电池空压机测试系统和氢气循 环泵测试系统,分别聚焦燃电的空气循环子系统和氢气循环子系统。据公司官微消 息显示,围绕氢燃料电池,公司的目标是打造全栈测试能力。

2021年12月7日,公司将通过与清华、广东国鸿合作布局燃电活化测试环节。在制氢 方面公司刚刚起步,随着未来电解槽制氢的适用场景增多,公司将服务于双碳目标 推出电解槽测试系统方案。

(二)车载燃料电池行业处于成长期,测试设备需求旺盛

我国燃料电池汽车以商用车为主,且处于起步阶段。从应用场景看,与海外专注于 乘用车的量产不同,我国研发和推广的重点放在商用车上,尤其是中远途、中重型 商用车领域的产业化应用。2019年,接入新能源汽车国家监测与管理平台的在运行 氢燃料汽车为3712辆,其中乘用车占比仅为0.1%。2020年受疫情和政策补贴退坡影响,全年氢燃料汽车销量惨淡,勉强达到1000台且均为商用车,较2019年减少63.5%。 据北极星氢能网,截至2020年,我国氢能源汽车保有量为7355辆,尚处于起步阶段。

“以奖代补”政策落地,五大示范城市群引领政策红利集中释放。针对氢燃料电池 汽车,我国采取了大力度的财税支持政策。2009-2018年为购置补贴时期,经历2019 年政策空窗期调整后,自2020年起政策支持由阳光普照转向示范应用,2020年9月 颁布的《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》开启了燃料电池汽车“以奖代补” 的时代,在支持方式、积分考核、应用场景、技术创新等多方面均出台了具体的考核 政策和要求,并且更新了燃料电池汽车的各项技术要求。2021年是“以奖代补”政 策正式落地实施的元年,8月和12月共批准包括上海、北京、广东、河北、河南五大 试点城市群。

燃电行业深入发展,驱动检测需求提升。燃料电池“以奖代补”的示范政策落地带 动燃电汽车需求增长,也对燃料电池电堆、发动机等产业链核心产品的质量、一致 性提出了更高的要求,第三方检测机构和电堆系统企业均在加速引进检测设备。据 Trend Bank势银研究,2020年燃电测试设备市场规模约为8.4亿元。考虑燃电行业深 入发展,检测设备响应快于下游产业链,检测设备需求将会显著提升。

前半程商用车,后半程乘用车,预计2035年燃料电池汽车规模将达百万辆,未来燃 料电池设备市场成长可期。限定场景的商用车行驶区域固定,具有固定场所方便设 立加氢站,因此随着各项成本降低,商用车尤其是中重型卡车、客车将率先获得经 济优势。同时,“以奖代补”政策对于高系统功率的燃料汽车补贴力度更高,有助于商用车的优先发展。相比之下,燃料电池乘用车由于运行区域不固定,加氢基础设 施很难满足社会车辆加氢需求,短期内不具备大规模产业化发展的条件。根据《节 能与新能源汽车技术路线图》,随着面向燃料电池乘用车产业化需求技术性能持续 提升,2030-2035年或为乘用车燃电系统技术达到规模化应用水平的关键阶段。燃电 乘用车市场的打开,将会大幅推动燃电汽车销量提升,预计2035年市场规模达百万 辆。

(三) 国内燃电测试厂商逐渐崛起,科威尔布局完善

燃料电池行业早期测试设备由国外厂商主导,车用兴起后国内厂商崭露头角。国外 燃料电池测试设备以Greenlight(2018年AVL入股)、Fuelcon(2018年被Horiba收 购)为代表,深耕测试领域二十余年,其中Greenlight成立于1992年,提供PEM、 SOFC、DMFC、MCFC等各种类型(按电解质材料种类划分)的燃料电池测试平台。 国内涌现了一批以群翌能源(中国台湾)、科威尔、大连锐格为代表的检测设备企 业。据Trend Bank统计,截至2021H1,国内燃料电池检测设备企业已达18家,长三 角区域集中度高。

在制氢端和用氢端,以Greenlight、Fuelcon为代表的国外厂商设备已经比较成熟。 用氢端,Greenlight围绕燃电电堆测试推出多款产品,功率范围0.1kW-300kW,覆盖 燃料电堆单池、短堆和整堆测试,并且能够提供下线电堆测试解决方案;Fuelcon相 比Greenlight在电堆测试上产品品类较少,但是在用氢端功能模块(燃料电池零部件) 测试产品更多,包括材料级测试(MEA各组分)、燃料电池氢气路、空气路子系统 测试。制氢端,Greenlight和Fuelcon均有布局电解槽测试设备,Greenlight电解槽测 试站E系列共5款产品,测试功率范围0.5kW-500kW,Fuelcon测试台EC(电池级) 和ES(堆栈级)支持10W-5MW之间的自动测试。

科威尔是国内少数具备燃料电池全栈测试能力的企业。用氢端,公司产品与海外厂 商的差距逐步缩小(1)电堆测试据2021年中报,公司在FCTS-S150整堆测试系 统基础上新增单池测试、短堆测试(从而具备单片电池到200kW的测试能力);(2) 燃电发动机测试FCTS-M-200可以提供200kW+大功率燃电发动机性能测试,测试 功能上对比Greenlight的发动机测试系统,尚不具备下线测试能力。制氢端,据科威 尔官微息显示,公司2020年下半年开始布局制氢端相关测试设备,于2021年10月 中标光伏行业龙头企业50kW和500kW电解槽测试项目。此外,据2021年中报,公司 材料级测试、大中小型电堆活化测试系统处于研发储备阶段。

科威尔凭借高性价比,有望在国内市场脱颖而出。对比大连锐格据“先进能源科 学与技术广东省实验室云浮分中心第二批设备采购项目”招标结果显示,科威尔的 燃电发动机测试系统,技术得分和商务得分均高于大连锐格;此外,科威尔是上市 公司,便于加大在制氢端和电池活化测试的研发布局,更有利于业务拓展。对比群 翌能源群翌暂未布局制氢端和电池活化测试。对比国外厂商测试设备,国内产品 性能正在逐渐接近,不存在明显差距,同时国内厂商更快的响应能力、更好的服务有望进一步推动国产替代进程。

与下游头部企业保持密切合作,有望跟随行业实现发展。公司在燃料电池领域覆盖 客户主要分为两类燃料电池企业、FCEV车企,包括宇通客车、亿华通、捷氢科技、 广东国鸿、重塑集团、潍柴动力、国家电投等。据氢能链数据显示,2021年我国氢 燃料电池装机量配套企业CR5占比超过65%,其中亿华通、广东国鸿均为公司主要 客户,另外TOP10中有5家是公司客户。从2021年中国燃料电池汽车交强险上牌销 量来看,CR5市占率60%以上,其中宇通客车为公司主要客户。我们认为,受当前氢 燃料电池汽车持续热度影响,尤其是下游燃电企业、FCEV车企研发升级、对研发环 节燃电相关测试设备需求提升,公司凭借高专业性和强服务能力,有望与下游头部 企业继续保持紧密联动。

四、功率半导体测试装备由测试系统向封装流程上游 延伸,助力国产替代

(一)IGBT 下游需求较广,产业链国产替代进行时

功率半导体器件主要包括二极管、晶闸管、晶体管等产品,其中晶体管是市场份额 最大的产品,晶体管又可以分为IGBT、MOSFET和双极性晶体管等。IGBT(绝缘栅 双极型晶体管)是由BJT(双极型晶体管)和MOSFET(绝缘栅型场效应晶体管)组 成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有BJT导通电压低、通态电流大和 MOSFET开关速度高、控制功率小的优点。

IGBT下游应用场景广泛。IGBT作为能源转换和传输的核心器件,具有高效节能、高 电压、大电流、高频率和易于开关等特点,适用于各类需要交流电和直流电转换及 高低电压转换的应用场景,以提高用电效率和质量。具体按IGBT电压等级划分,低 压(650-1200V)用于消费电子和光伏逆变器;中压(1200-1500V)用于新能源汽 车和风力发电;高压(1500-6500V)用于轨道交通、智能电网和工业电机等。

新能源汽车是IGBT第一大应用领域。根据华经产业研究院数据显示,2020年中国 IGBT前五大应用领域分别为新能源汽车、工业控制、消费电子(家电)、新能源发 电和智能电网,新能源汽车占比30%居于首位。

新能源汽车销量增长,将强势带动IGBT市场规模不断扩大。IGBT模块是新能源汽车 电机控制器、车载空调、充电桩的核心器件,根据英飞凌年报显示,新能源汽车中功 率半导体器件的价值量约为传统燃油车的5倍以上。随着我国新能源汽车渗透率提升, 单车价值量和配套汽车数量均会显著提高,根据EVtank预测,2025年我国新能源汽 车IGBT市场规模将达到165亿元,2020-2025年CAGR为31.48%。考虑新能源汽车 是IGBT第一大需求来源,具备强势增长趋势,因此将带动整个IGBT市场规模不断扩 大。根据集邦咨询预测,到2025年我国IGBT市场规模将达到522亿,2019-2025年CAGR为22.4%。

IGBT自给率提升,产线扩产促进封装测试设备需求提升。据华经产业研究院,2019 年我国功率半导体市场规模约占全球的38%,但是强烈依赖进口,截至2020年IGBT 自给率不足20%。目前,国内IGBT市场主要由英飞凌、三菱电机、富士电机等海外 厂商占据,在高压IGBT市场海外厂商的市场优势地位更明显。而新能源汽车的兴起 正在逐渐改变国内对于进口IGBT产品高度依赖的局面,以比亚迪、中车时代电气、 斯达半导为代表的国内本土制造企业产业化水平显著提升。根据华经产业研究院数 据,2019年新能源汽车IGBT市场,比亚迪、斯达半导分别为20%、16.6%的市占率, 仅次于英飞凌。因此,我们认为虽然目前由于国产IGBT产品技术上仍有一定差距, 需要大量时间、资金投入,短期内存在一定进口依赖,但是长期看国产替代时代已 经开启,对于国内厂商唯有不断进行技术迭代、弥补产品差距才能打开市场,享有 国内新能源汽车市场高速发展带来的红利。同时,国产替代叠加国内IGBT市场迅速扩大带来大规模产能缺口,将会促进IDM厂商大面积扩产,对应封装测试环节设备需 求量提升。

IGBT自动化测试工作站在封测环节价值量占比约为9%。后道检测分为CP晶圆检测 和FT芯片成品检测,前者主要使用设备为探针台、测试机,后者主要使用设备为分 选机、测试机。据VLSI和闪德半导体2018年数据,封测环节测试设备价值量占比28%, 测试机在测试设备中价值最高,占比63.1%。考虑科威尔IGBT自动化测试工作站是 应用于FT芯片成品检测的测试机,FT测试所需测试机与晶圆测试所需测试机基本一 致,我们估算IGBT自动化测试工作站在封测环节价值量占比为28%X63.1%/2≈9%。

根据智研咨询和科威尔招股书,2019年我国IGBT需求量为9500万只,2019-2025年 我国IGBT市场规模复合增速22.4%,预计2021/2025年我国IGBT需求量分别为 1.42/3.20亿只。

据华经产业研究院,2020年我国IGBT自给率为18.40%,并在逐步提升。假设2021 年产能利用率80%,IGBT自给率20%,对2025年我国IGBT检测设备市场规模进行自 给率和产能利用率敏感性分析。若2025年自给率40%,产能利用率80%,则所需自 给量约为1.28亿只,对应所需产能与产能缺口为1.60/1.24亿只。参考台基股份2019 年募投公告中月产4万只IGBT模块(兼容MOSFET)封测线募投金额1.71亿元,设备 费用占比57.4%,假设IGBT单条产线产能40万片/年,自动化测试工作站占设备投资 比例9%,我们推算得出2025年之前需完成新增311条产线的布局,则22-24年国内 IDM厂商扩产带动的成品检验、性能测试环节测试设备市场规模约为27亿元。

(二)公司助力产业进口替代,由测试向前道环节延伸

在传统封装流程的测试环节,国外厂商占据主导地位。IGBT模块动态、静态测试系 统是IGBT模块研发和制造过程中重要的测试设备,行业初期由瑞士LEMSYS (Teradyne于2019年完成对LEMSYS的收购)、意大利CREA等国外品牌占据主要 市场份额。国内参与者主要为科威尔和阅芯科技两家。

中标中车时代电气IGBT模块生产线测试环节,进口替代时代开启。公司自2017年开 始布局IGBT动静态测试设备以及功率器件热特性测试系统,应用于IGBT封装部分的 性能测试和成品检验环节。2021年进一步扩展为IGBT产线自动化测试工作站,功能 相比之前更加集成。2021年上半年中标中车时代半导体动、静态测试系统项目,标 志着国内厂商成功切入国外产品占据主导地位的测试环节,对于IGBT测试设备国产 替代而言具有里程碑意义。

由测试系统向封装产线上游设备延伸,有望突破成长瓶颈。IGBT模块封装流程包括 “丝网印刷-自动贴片-真空回流焊接-超声波清洗-X-RAY缺陷检测-自动键合-激光打 标-壳体塑封-功率端子键合-壳体灌胶和固化-封装、端子成形-功能测试”。公司目前 已投产产品主要定位于功能测试环节,公司2021H1功率半导体设备营收274万元, 同比增长177%。此外,根据2021年9月29日公告内容,公司出资收购初创键合设备 公司汉先科技,从测试环节向上游键合环节延伸,持续加码IGBT封装领域。公司通 过布局其他封装测试产线主设备,有望未来在IGBT国产化的浪潮中获得更高的市场 占有率。

五、盈利预测和投资分析

(一)盈利预测

公司测试电源起家,发展成为国内领先的综合性测试装备供应商。现在产品实现覆 盖测试电源、燃料电池测试装备、功率半导体测试及智能制造装备三大产品线。

1. 测试电源。科威尔凭借大功率测试电源起家,2019年起开始发力小功率产品, 2020年,科威尔大功率电源产品占比约90%,小功率电源产品收入占比约10%。目 前公司主要的大功率测试电源主要应用场景为新能源光伏(光伏逆变器、储能变流 器等)以及电动汽车(电机、电控、动力电池等)。(1)电动车辆领域考虑到2021 年电动汽车行业高景气,未来新能源车销量渗透率有进一步提升趋势,预计在应用 端的高景气带动下,实验室测试电源需求有望实现增长,我们预计公司21-23年下游 应用领域为电动车辆的测试电源产品将实现70%/ 35%/ 30%的增速,考虑到公司近 些年随着规模的增长,整体毛利率从之前的高位上有所下滑,同时2021年受上游大 宗原材料价格较高的影响,我们认为公司在2021年毛利率或出现较为明显的下滑, 目前相较于去年的高点,原材料价格已有所下滑,以钢材为例,根据wind,截至目 前22年20mm螺纹钢平均价格4859.8元/吨,21年平均价格为5088.78元/吨,其中21 年10月高点价格为5764.71元/吨,若在2022-2023年全年平均原材料价格实现回落, 公司的成本有望降低,我们预计公司毛利率或维持55%左右;(2)新能源发电领域 一方面,光伏发电作为清洁能源未来装机量有望持续增长,另一方面光伏发电高功 率化降本路线清晰,研发持续推进,带动实验室测试设备需求提升。我们预计21-23 年新能源发电测试电源产品有望保持高增长,实现60%/ 35%/ 30%的增速,毛利率 变动趋势与应用于电动车辆的产品一致,保持在55%左右。

2. 功率半导体测试。公司自2017年开始布局IGBT动静态测试设备以及功率器件热 特性测试系统,应用于IGBT封装部分的性能测试和成品检验环节。公司在2021年上 半年中标中车时代电气三条IGBT产线的测试环节订单,标志着国内厂商成功切入国 外产品占据主导地位的测试环节,对于IGBT测试设备国产替代而言具有里程碑意义。 考虑到设备的交付周期,我们预计2022年公司功率半导体测试设备收入将大幅增长, 并持续保持高增速。我们预计21-23年功率半导体测试设备同比增长100%/ 150%/ 50%,考虑到功率半导体测试设备未来若延产线拓展产品品类,毛利率或变动,同 时若未来提供整段设备,其中包含的自动化工作台等设备或拉低毛利率,我们预计 未来科威尔功率半导体领域的设备综合毛利率可能下降至45%左右。

3. 燃料电池测试。科威尔在燃料电池测试装备的布局围绕用氢、制氢以及电堆活 化展开。考虑到目前我国燃料电池终端应用规模还较小,未来整体发展空间较大; 同时考虑到冬奥会的举办,其间对氢燃料电池车辆的应用有望刺激产业链的成长, 我们预计公司燃料电池测试产品21-23年增速分别为25%/ 80%/ 50%,毛利率维持 在55%左右。

综上,我们预计公司21-23年收入分别为2.51亿元/3.72亿元/5.06亿元,同比增长 54.6%/ 48.0%/ 36.2%;归母净利润分别为0.58亿元/0.83亿元/1.26亿元,同比增长 7.9%/ 42.6%/ 51.3%。

(二)投资分析

公司为国内大功率测试电源先行者,并顺利扩展产品线到小功率电源领域,通过多 年的研发投入和产品积累,公司逐渐开发出燃料电池测试装备与功率半导体测试装 备,所布局领域皆为景气度较高、处于成长期的产业,且2021年上半年中标中车时 代电气三条IGBT产线的测试环节订单,标志着国内厂商成功切入国外产品占据主导 地位的测试环节,对于IGBT测试设备国产替代而言具有里程碑意义,公司未来成长 潜力较大。

可比公司中,我们选取国内测试电源上市公司星云股份与功率半导体测试设备厂商阅芯科技的母公司华峰测控作为可比公司,同时考虑到星云股份的产品主要为产线 用,而科威尔目前的测试电源应用领域集中在实验室,因此我们再选取主营业务为 科研试剂、科研仪器及耗材产品的泰坦科技,其产品应用场景与科威尔更为相似。

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

详见报告原文。     

精选报告来源【未来智库】。


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