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1、http:/ 年 09 月 27 日公司研究证券研究报告骄成(骄成(688392.SH)新股分析新股分析公司引领本土超声工艺创新发展公司引领本土超声工艺创新发展,打破垄断并成打破垄断并成功进入国内动力电池龙头核心设备供应链功进入国内动力电池龙头核心设备供应链投资要点投资要点 骄成是国内领先的超声波设备企业。骄成是国内领先的超声波设备企业。(1)公司已实现多领域的超声波设备应用跨越,成为国内少数具有完整超声波技术平台的企业之一。具体来看,公司产品应用范围已涵盖新能源动力电池、橡胶轮胎、汽车线束、功率半导体、无纺布、食品、制药、塑料包装等领域。(2)公司研发实力雄厚并持续高强度投入,是国内少数可以
2、提供动力电池极耳终焊、高压汽车线束焊接、IGBT 端子焊接等设备的厂商之一。其中,动力电池领域,公司是少数能够同时提供极耳预焊设备和极耳终焊设备的厂商;高压线束领域,公司自研线束焊接设备成功对标国际一线企业公司;IGBT领域,公司成功完成了 IGBT 端子超声波焊接设备的开发、全自动设备也正在样机研发中。同时,公司还十分注重产品创新和客户体验,开发出一体式楔杆焊接技术、超声波金属焊接质量监控技术等,有效解决无法实时监控及无法满足焊接极耳层数等难题。(3)公司业绩稳定增长,毛利率保持在较高水平。报告期内收入稳步增长,2019 年至 2021H1 收入分别同比增长 23.59%、97.00%、40
3、.10%、33.8%;同时,假设剔除超声波口罩焊接设备对于公司单位盈利能力的偶发性影响,公司毛利率基本稳定在 50%左右水平。超声波技术虽然历史悠久,但在多个新兴应用领域正焕发新发展活力。超声波技术虽然历史悠久,但在多个新兴应用领域正焕发新发展活力。(1)超声波裁切有效提升橡胶轮胎成品的安全性及可靠性;超声波裁切具有切口光滑准确、断面压合紧密、裁切温度低、阻力小、效率高等优点,逐步替代传统刀刃裁切方式,成为轮胎制造行业的主流工艺;(2)超声波金属焊接技术破解锂电池极耳焊接难题;超声波焊接凭借其高效率、无高温过热、无焊接飞溅、环保且安全等优点,能够较好地焊接采用激光焊接等工艺难以焊接的铜、铝箔片
4、;目前在锂电池电芯极耳和极柱相连接的过程中,其中凡是涉及到多层极耳焊接的部分均由超声波焊接工艺完成;(3)超声波有望解决汽车线束焊接的导电难题;由于超声波焊接后线束导电性能优越,超声波金属焊接在线束上的应用已成为公认的经济可靠焊接工艺。动力电池景气扩产及以复合集流体等为代表的新工艺推出动力电池景气扩产及以复合集流体等为代表的新工艺推出,助力公司核心产品需求助力公司核心产品需求爆发。爆发。(1)公司产品已经成功进入动力电池龙头厂商供应链,有望受益于动力电池扩产潮。2022 年以来,以宁德时代、比亚迪等为首的锂电池厂商相继宣布多个新投建项目,据不完全统计,截至 2022 年 8 月末新投建资金合计
5、超 4495 亿元、新建设年产能超 1130GWh。而截至最新,公司产品已成功实现国产替代并进入宁德时代、比亚迪等头部厂商供应链,据公司招股书内容,2021 年宁德时代和比亚迪采购公司产品占其新增产线上采购同类产品的比重均超过 50%;公司作为下游动力电池厂商的核心设备供应商有望充分受益。(2)复合集流体新工艺推出,公司动力电池超声设备需求有望获得延伸。复合集流体是动力电池龙头厂商宁德时代提出的新技术工艺,有望解决高镍三元体系动力电池因内短路易引发热失控的行业痛点。比较来看,以复合集流体替代传统的铜箔和铝箔,锂电池在前段工序将多出一发行数据发行数据总股本(万股)8,200发行数量(万股)2,0
6、50网下发行(万股)1,119网上发行(万股)705保荐机构海通证券股份有限公司发行日期2022/9/15发行方式股东信息股东信息江苏阳泰企业管理有限公司19.02%周宏建14.13%上海鉴霖企业管理合伙企业(有限合伙)8.46%朱祥6.10%张伟奇3.66%无锡苏民润和一号创业投资合伙企业(有限合伙)3.22%邵华2.90%肖传龙2.44%福州嘉衍创业投资合伙企业(有限合伙)2.26%张奥星1.93%分析师李蕙SAC 执业证书编号:S相关报告相关报告 新股分析/http:/ 3 倍左右。高压线束、高压线束、IGBT 端子等新产品拓展正顺利推进,有望打开公司增量空间。端子等新产品拓展正顺利推进
7、,有望打开公司增量空间。(1)高压线束和 IGBT 端子焊接等新产品增量空间不容小觑。根据骄成超声招股书对于相关市场需求的测算,不考虑配件,汽车线束超声波焊接设备至 2025 年的每年新增市场需求可达 2 亿元-3 亿元;假设保守预计到 2025 年在封装工艺中采用超声波金属焊接技术的比例分别为 30%、IGBT 超声波焊接设备至 2025 年每年的新增设备需求大约也有 1.5 亿元-3 亿元。(2)公司在高压线束、IGBT 端子等新产品拓展已经取得突破性进展。截至 2022 年一季度末,公司汽车线束焊接设备的在手订单约 800 万元、自动 IGBT 端子超声波焊接设备的在手订单 188.86
8、 万元。投资建议:投资建议:我们预计骄成 2022-2024 年营业收入分别为 5.04 亿元、7.30 亿元和10.79 亿元,分别同比增长 36.1%、44.7%和 47.9%;归属于母公司净利润分别为1.04 亿元、1.51 亿元和 2.27 亿元,归属于母公司净利润增速分别为 50.5%、45.3%和 50.1%。2022-2024 年预测 EPS 分别为 1.27、1.85 和 2.77 元,以发行价计算,对应 PE 依次为 56.0X、38.6X 和 25.7X。当前超声波技术正在动力电池、高压线束、IGBT 等下游新兴应用领域的设备市场展现蓬勃发展活力、工艺渗透率持续提升;公司作
9、为国内少有能够提供优质可靠超声波设备解决方案的本土厂商,短期有望受益于动力电池景气扩产及新工艺应用带来的设备需求爆发;而中长期依托公司在高压线束和 IGBT 端子焊接等新产品业务不断发展,及在动力电池、半导体等业务领域的深挖,有望取得更大的发展突破。基于对于公司中短期及长期发展预期向好的判断,我们对公司进行首次覆盖,暂不予以评级。风险提示风险提示:超声波焊接设备在动力电池行业应用环节较为单一、市场容量相对较小,客户集中度高及大客户依赖,重要零部件进口占比较大险,下游动力电池行业增速放缓或下滑,动力电池制造自动化系统各期收入不均衡等风险。财务数据与估值财务数据与估值会计年度会计年度2020A20
10、21A2022E2023E2024E营业收入(百万元)2653715047301,079YoY(%)97.040.136.144.747.9净利润(百万元)8969104151227YoY(%)828.3-22.450.545.350.1毛利率(%)64.349.149.150.249.9EPS(摊薄/元)1.090.841.271.852.77ROE(%)84.121.16.08.010.7P/E(倍)65.484.356.038.625.7P/B(倍)55.517.13.43.12.8净利率(%)33.818.720.720.721.1数据来源:聚源、华金证券研究所 PWiW8ZiYxUb
11、WpUtYbRbPaQnPqQoMtRkPpPzQeRtRrObRnMrOwMsPtONZmPmM新股分析/http:/ 端子焊接领域,公司成功实现订单突破.321、公司在 IGBT 超声波焊接领域迎来应用突破.322、IGBT 赛道投资景气推动相关超声波设备预期向好.343、积极拓展半导体产业其他超声波设备应用需求.35五、盈利预测及投资建议五、盈利预测及投资建议.36(一)收入分拆及相关基础假设.361、收入分拆.362、相关假设.37(二)盈利预测及投资建议.37六、风险提示六、风险提示.37图表目录图表目录图 1:公司发展历史.6图 2:骄成超声股权架构.8图 3:公司收入规模及增速变
12、化.10图 4:公司归母净利润及增速变化.10图 5:公司主营业务收入结构变化(单位:万元).11图 6:公司主营业务毛利率结构变化情况.11图 7:超声工艺的主要应用领域及场景.13 新股分析/http:/ 8:超声波裁刀系统的工作原理.15图 9:超声波橡胶切割设备进行裁切的过程.15图 10:极耳焊接在锂电池生产环节的位置.16图 11:叠片工艺制成的动力电池电芯.16图 12:超声波焊接工作原理.17图 13:常见方壳电池极耳焊接中超声波焊接与激光焊接示意图.18图 14:U 型件压接操作示意图.18图 15:汽车高压线束的超声波焊接.18图 16:2013-2025E 中国新能源汽车
13、销量及预测.20图 17:2016-2021 年我国动力电池出货量和装机量.20图 18:公司自主研发的一体式楔杆焊接技术.24图 19:悬臂式焊头与直压式楔杆焊头大压力下焊头变形情况对比.24图 20:智能在线检测系统流程图.24图 21:公司创新研发的超声波焊接监控一体机.24图 22:2021 年度我国动力电池装机量前十大企业与公司的合作情况.26图 23:复合集流体结构.27图 24:复合集流体技术在针刺过程中的阻断效果.27图 25:公司超声波滚焊机样图.29图 26:高强度超声波滚焊主轴系统.29图 27:线束超声波焊接设备焊接过程.31图 28:德国雄克线束超声波焊接设备图.31
14、图 29:我国汽车线束市场需求量(亿元).32图 30:IGBT 功率导电端子超声波焊接过程.33图 31:德国雄克 IGBT 超声波焊接设备图.33图 32:奥罗拉公司主营产品情况.34图 33:我国 IGBT 市场规模及预测(亿元).35图 34:兆声波清洗原理.36图 35:半导体兆声波清洗样机.36表 1:公司主营产品类别.6表 2:公司核心技术人员.7表 3:公司开展的产学研项目情况.8表 4:公司已授权专利和软件著作权情况.9表 5:公司获得的主要科技创新奖项.9表 6:公司承担的重大科研项目.9表 7:超声波的主要特性.12表 8:超声波的主要应用场景及其应用原理、应用实例.13
15、表 9:传统热刀、圆盘刀与超声波裁切的性能对比.15表 10:超声波焊接与激光焊接对比情况.17表 11:超声波焊接与 U 型件压接对比情况.18表 12:2022 年上半年国内锂电池厂商扩产项目(不完全统计).20表 13:超声波焊接设备的市场空间测算.22表 14:技术查新认定情况.25表 15:公司动力电池超声波焊接设备的核心部件与技术、关键技术指标与同业公司对比情况.25表 16:技术查新认定情况.27 新股分析/http:/ 17:复合集流体相关企业产业化进展.28表 18:公司研发费用在动力电池领域的分项目情况.29表 19:公司线束端子超声波焊接设备.31表 20:公司 IGBT
16、 端子超声波焊接设备产品.33表 21:振华科技公告的半导体功率器件产能提升项目情况.34表 22:公司收入分拆预测表(万元).36 新股分析/http:/ 2007 年,深耕超声波设备领域十数年。成立之初,公司以超声波裁切行业为切入点,逐步实现从配件到成套超声波裁切系统的业务转变;2016 年,公司紧抓新能源热潮,迅速向动力电池领域进行业务拓展,配套布局多家子公司丰富产品结构、扩大原有产能以支撑下游庞大应用市场;2020 年,公司为满足疫情防控需要,开发应用于口罩焊接的无纺布超声波焊接设备;2021 年,经营业务进一步向汽车高压线束、半导体等新兴领域拓展;截至最新,公司已实现多领域的超声波设
17、备应用跨越,成为国内少数具有完整超声波技术平台的企业之一。其中,具体来看,按照应用领域划分,公司产品包括了汽车轮胎超声波裁切设备、动力电池超声波焊接设备、其他领域超声波焊接设备、动力电池制造自动化系统、检测及其他设备、配件等,应用范围涵盖新能源动力电池、橡胶轮胎、汽车线束、功率半导体、无纺布、食品、制药、塑料包装等领域。图 1:公司发展历史资料来源:骄成超声招股书,骄成超声公司官网,华金证券研究所表 1:公司主营产品类别动力电池超声波焊接设动力电池超声波焊接设备备汽车轮胎超声波裁汽车轮胎超声波裁切设备切设备其他领域超声波焊接其他领域超声波焊接设备设备动力电池制造自动化动力电池制造自动化系统系统
18、检测及其他设备检测及其他设备配件配件/耗材耗材 新股分析/http:/ 刚性焊机等等20kHz 轮胎裁切系统40kHz 轮胎裁切系统等等超声波口罩焊接机/无纺布焊接机超声波塑料焊接机线束端子超声波焊接设备IGBT 端子超声波焊接设备等等超声波焊接及大板裁断机正极涂布机负极涂布机电镀线生产线基板计测机容量分选机等等检测类设备,包括:金属检测备X 光机CCD 检测设备以及其他配套设备等等公司各类设备相关的配件,如焊头、底模、裁刀、发生器、换能器、金属检测机头等等资料来源:骄成超声招股书,骄成超声公司官网,华金证券研究所(二)公司研发实力雄厚,高筑技术壁垒超声波设备行业属于高端装备制造业,对超声波领
19、域的技术创新产品开发能力等要求较高。公司自成立以来秉承研发技术驱动市场的理念,高度重视人才队伍的培养和研发平台的建设。1)核心技术人员均为资深业内专家,有望引领公司及行业技术发展;周宏建、石新华、殷万武和孙稳为公司的核心技术人员,均毕业于上海交通大学机械工程专业,是业内资深的工程技术人才,专业领域覆盖当前超声波研发前沿的焊接技术、检测技术、虚拟制造、超声特种加工等;截至2021 年 12 月 31 日,公司拥有研发人员 129 名,占员工总数的 28.67%,研发人员专业背景涵盖机械、电气、声学、软件、算法、电子电路等不同学科;2)公司始终保持高强度研发投入、夯实技术优势;2019 年至 20
20、21 年,公司研发投入分别为 2005.78 万元、3282.80 万元和 4578.03万元,研发投入占收入比重依次为 14.94%、12.41%和 12.35%,研发收入占比持续高于 10%;3)公司借助上海区位优势,以“产学研”项目促进技术进步及创新;报告期内,与上海交通大学就“设备健康状态与工件质量监控系统开发”项目签订了技术开发合同,与中国科学院上海硅酸盐研究所就“高性能压电陶瓷晶片开发”签订了技术开发合同,与中国计量大学就“40K 换能器之设计优化和改善”签订了产学研合作开发协议。表 2:公司核心技术人员姓名姓名职务职务过往就职经历过往就职经历科研成果、奖项荣誉科研成果、奖项荣誉周
21、宏建董事长、总经理1992 年 7 月至 2003 年 12 月任戚墅堰机车车辆厂配件分厂技术室主任;2003 年 12 月至 2006 年 12 月任必能信超声(上海)有限公司应用技术部门主管;2006 年 12 月至2009 年 6 月任依工测试测量仪器(上海)有限公司质量经理;2009 年 6 月起就任公司上海交通大学机械工程硕士,高级工程师,带领团队开发了带领团队开发了第一代超声波裁切系统第一代超声波裁切系统、第一代超声波焊接系统等核心技术第一代超声波焊接系统等核心技术和产品和产品;其中超声波裁切系统获得“国家重点新产品”证书;作为项目负责人的课题“锂电池智能超声波焊接设备”获得上海市
22、闵行区科学技术委员会重大产业技术攻关立项,课题“用于锂电池基材和金属箔材连续焊接的超声波滚动焊接设备”获得上海市闵行区经济委员会先进制造业专项项目立项。石新华副总经理2010 年 6 月至 2015 年 8 月任上海三菱电梯有限公司工程师;2015 年起就任公司。上海交通大学机械工程专业博士,主要研发方向包括超声波焊接、检测技术、虚拟制造、制造工艺、超声特种加工、信号处理等;现负责公司新产品现负责公司新产品、新技术新技术、新工艺的研发工作新工艺的研发工作,带领团队开发了超声波滚动焊接机带领团队开发了超声波滚动焊接机、超声波楔杆焊机等多项超声波楔杆焊机等多项 新股分析/http:/ 年 3 月起
23、就任公司。上海交通大学机械工程专业硕士,主导开发了超声波质量监主导开发了超声波质量监控系统及各种算法控系统及各种算法,产品成功应用到锂电池龙头客户的生产线。同时参与非标定制项目中上位机通信协议制定与编写工作,负责公司核心产品超声波焊接机电气系统研发工作。孙稳机械部高级经理2009 年 3 月至 2009 年 11 月任上海重型机床厂有限公司设计工程师;2009 年 11 月至2011 年 5 月任三一重型机器有限公司设计工程师;2011 年 5 月至 2014 年 4 月任上海ABB 工程有限公司设计工程师;2014 年 4月至 2019 年 3 月任上海图灵智造机器人有限公司研发主管;201
24、9 年 3 月起就任公司。上海交通大学机械制造及其自动化专业硕士,主要负责超声主要负责超声波焊接系统波焊接系统、机架及夹具的设计开发机架及夹具的设计开发,参与超声波滚动焊接参与超声波滚动焊接机、超声波线束焊接、超声波楔杆焊机、机、超声波线束焊接、超声波楔杆焊机、IGBTIGBT 超声波焊接超声波焊接等公司多项核心产品的研发等公司多项核心产品的研发,是公司承担闵行区重大产业技术攻关项目、闵行区先进制造业专项项目的骨干成员。资料来源:骄成超声招股书,华金证券研究所表 3:公司开展的产学研项目情况签订时间签订时间研究开发人研究开发人研究内容研究内容2019 年 9 月中国计量大学(杭州)40K 换能
25、器之设计优化和改善2020 年 2 月中国科学院上海硅酸盐研究所开展口罩超声波焊接机关键部件的材料-高性能压电陶瓷晶片的材料组成设计和制作工艺研究与优化,开展大功率压电陶瓷晶片的稳定性和可靠性研究,开展中试放大试验,实现压电陶瓷晶片批量化制作技术,配套骄成公司生产口罩超声波焊接机2021 年 1 月上海交通大学超声波金属焊接过程质量监测方法研究、超声波金属焊接过程质量监测系统开发、设备健康状态监测系统开发资料来源:骄成超声招股书,华金证券研究所同时,为体现对人才的重视,公司还陆续设立鉴霖企管、能如企管两大员工持股平台,对核心管理人员、技术人员实行有效的股权激励制度,促进公司提升未来经营活力与创
26、新力。图 2:骄成超声股权架构资料来源:骄成超声招股书,华金证券研究所 新股分析/http:/ 248 项,其中授权发明专利 40 项,另有软件著作权 47 项;已经自主研发的一体式楔杆焊接技术、超声波金属焊接质量监控技术和超声波高速滚焊系统技术。此外,公司是上海市“科技小巨人”企业、“专精特新”中小企业,曾多次承担上海市的重大科研项目。表 4:公司已授权专利和软件著作权情况分类技术名称对应专利、软件著作权情况基础研发技术超声波电源技术1 项实用新型专利、2 项外观设计专利、2 项软件著作权压电换能器仿真设计技术2 项发明专利、2 项实用新型专利、1 项外观设计专利声学工具设计技术4 项发明专
27、利、15 项实用新型专利、9 项外观设计专利控制器设计与开发技术5 项发明专利、3 项实用新型专利、2 项软件著作权智能在线检测技术3 项发明专利、28 项实用新型专利、6 项软件著作权自动化系统技术4 项发明专利、66 项实用新型专利、16 项软件著作权核心创新技术一体式楔杆焊接技术1 项发明专利,1 项外观设计专利超声波金属焊接质量监控技术7 项软件著作权超声波高速滚动焊接系统技术11 项实用新型专利、1 项软件著作权资料来源:骄成超声招股书,华金证券研究所备注:部分专利和软件著作权源于多项核心技术的综合运用,未在此表中体现。表 5:公司获得的主要科技创新奖项序号序号颁发年份颁发年份奖项名
28、称奖项名称颁发机构颁发机构12014 年国家重点新产品(BG-X-A1 超声波裁切系统)科学技术部22018 年闵行区 2017 年度最具创新活力企业上海市闵行区人民政府等32018 年闵行区级研发机构上海市闵行区科学技术委员会等42018 年2017 年度中国橡塑机及其配套行业“优质产品”全国橡胶塑料设计技术中心等52019 年上海市专利工作试点企业上海市知识产权局62019 年上海市科技小巨人企业上海市科学技术委员会等72019 年2019 年上海市创新产品推荐目录(动力电池制造用超声波滚动焊接机)上海市经济和信息化委员会82019 年中国长三角地区劳模工匠创新工作室上海市总工会等9202
29、0 年上海市“专精特新”中小企业(2020-2021)上海市经济和信息化委员会102020 年闵行区 2019 年度最具创新活力企业上海市闵行区人民政府等112020 年上海市专家工作站上海市闵行区人民政府等122021 年闵行区企业技术中心闵行区经济委员会资料来源:骄成超声招股书,华金证券研究所表 6:公司承担的重大科研项目序号序号项目类别项目类别项目名称项目名称主管单位主管单位1上海市闵行区 2017 年度重大产业技术攻关计划项目锂电池智能超声波焊接设备上海市闵行区科学技术委员会22018 年度闵行区先进制造业政策专项扶持项目用于锂电池基材和金属箔材连续焊接的超声波滚动焊接设备上海市闵行区
30、经济委员会3上海市闵行区 2021 年度重大产业技术攻关计划项目大功率超声波点焊机上海市闵行区科学技术委员会 新股分析/http:/ 年度闵行区先进制造业专项扶持项目楔杆式超声波焊接机中试及产业化上海市闵行区经济委员会5上海市高新技术成果转化项目2UC/4UC 型超声波裁刀上海市科学技术委员会6上海市高新技术成果转化项目SWS 超声波焊接机上海市科学技术委员会资料来源:骄成超声招股书,华金证券研究所(三)公司业绩稳步提升,毛利率稳定在较高水平伴随着公司超声波设备的下游应用领域逐步拓宽,尤其是动力电池等下游应用领域近年高景气发展,公司业绩保持较快增长。1)首先,报告期内收入稳步增长;2018 年
31、至 2022H1 公司营业收入分别为 1.09 亿元、1.34 亿元、2.65 亿元、3.71 亿元和 2.45 亿元,2019 年至 2021 年收入分别同比增长 23.59%、97.00%、40.10%、33.82%。其中,2020 年较 2019 年增长主要系防疫物资超声波口罩焊接机及配件需求爆发;2021 年增长则受益于国内新能源汽车市场蓬勃发展、公司动力电池超声波焊接设备需求大幅增加。2)其次,净利润受疫情影响有所波动,但预期保持向好;2018 年至 2022H1 公司归母净利润分别为 0.24 亿元、0.10 亿元、0.89 亿元、0.69 亿元和0.54亿元,2019年至2022
32、H1归母净利润依次较上年同期增长-59.42%、828.30%、-22.44%、69.37%。其中,期间公司盈利能力出现剧烈波动的原因主要在于,2020 年新冠疫情突然爆发导致超声波口罩焊接机设备短期供不应求、使得该产品在当年享受了较高的利润率。图 3:公司收入规模及增速变化图 4:公司归母净利润及增速变化资料来源:Wind,华金证券研究所资料来源:Wind,华金证券研究所 新股分析/http:/ 5:公司主营业务收入结构变化(单位:万元)资料来源:Wind,华金证券研究所备注:超声波口罩焊接机设备收入被归于其他领域超声波焊接设备;2019-2021 年明显可见出现了剧烈波动假设剔除超声波口罩
33、焊接设备对于公司单位盈利能力的影响,公司主营业务毛利率是相对稳定并处于较高水平。2019 年至 2022H1,公司剔除口罩焊接设备后主营业务毛利率分别为 45.68%、54.81%、49.18%、49.14%,整体保持相对稳定;其中,以公司当前主要收入贡献产品-动力电池超声波焊接设备来看,2019 年至 2022H1 产品毛利率依次为 54.8%、50.6%、50.6%、51.5%,产品毛利率基本保持在 50%以上。图 6:公司主营业务毛利率结构变化情况资料来源:Wind,华金证券研究所二、超声波历史悠久但正焕发新生活力,已在多个应用领域成为最佳技术解决方案(一)超声波具有很强的技术特性,发展
34、历史悠久且应用实践丰富 新股分析/http:/ 0.0001Hz 20Hz 的次声波;2)频率为 20Hz 20000Hz 的人耳可听声波;3)而超出人耳听力范围而超出人耳听力范围、频率在频率在 20000Hz 以上的声以上的声波,则通常被称为超声波。波,则通常被称为超声波。通常而言,声波的频率越高,在媒介物质中传播时,使质点震动的速度就越大,传递给质通常而言,声波的频率越高,在媒介物质中传播时,使质点震动的速度就越大,传递给质点的能量就越大;超声波发射线束的功率可达几十到几百瓦,强度可达每平方厘米几瓦甚至几点的能量就越大;超声波发射线束的功率可达几十到几百瓦,强度可达每平方厘米几瓦甚至几十瓦
35、十瓦。正由于超声波能量大,超声波在媒介物质中传播,能使物质的分子产生很大的压缩和稀疏作用;物质的分子稀疏化也叫空化作用,即形成许多极小的空洞,而这些空洞又以极快的速度闭合,在一瞬间产生巨大冲击力(相当于几千个大气压力)和极高的温度,并使物质分子产生极大的加速度,从而击碎各类物质和促进物质的化学反应。同时,加之超声波还具有传播速度快、方向性好、穿透能力强、易于获得较集中的声能等特性,可用于钻孔、研磨、焊接、测距、测速、清洗、碎石、杀菌消毒等等。表 7:超声波的主要特性超声波具有的优异特性超声波具有的优异特性传播快通常而言,频率越高,波长越短,传播速度快;例如,普通声波在空气中传播速度为每秒钟34
36、0 米,超声波则为 1500 米。方向性好超声波可以成为定向的集中的发射线束,像手电筒发射出来的光线一样,朝着一定的方向前进,并且能够反射、折射和聚焦焦点。穿透力强超声波在液体和固体中能够进行远距离传播。例如,无线电波在水中只能穿透几十米,而超声波却能深入几千米;对于钢材来说,X 光只能照透几十厘米,而超声波则能照透几米。易于获得较集中的声能超声波能够聚集在很小的焦点上。资料来源:石油炼制与化工什么是超声波,怎样产生超声波,求知导刊2013,(04)超声波,华金证券研究所超声技术发展历史悠久;早在 18 世纪,意大利传教士兼生物学家斯帕兰扎尼观察到蝙蝠夜间活动时靠发出声波来确定障碍物的位置及距
37、离,发现超声波的存在;19 世纪末 20 世纪初,人们在物理学上发现压电效应与反压电效应后,开始利用电子学技术产品超声波,至此揭开超声技术发展的历史篇章。随着对超声工艺的研究不断深入,依托超声波技术自身的优越性能,超声波下游应用领域被持续拓宽,目前已积累了广泛且丰富的多元应用场景。包括在金属焊接领域,可应用于动力电池极耳的焊接、IGBT 功率模块引脚和镀铜基板之间的焊接、汽车线束焊接等;在非金属焊接领域,可应用于口罩和一次性卫生用品等无纺布的焊接、热塑性塑料的熔合焊接等;在裁切领域,可用于橡胶轮胎生产过程中的胶料裁切;在工业清洗领域,可用于电子元件,光学部件等精密零部件的清洗;在医学治疗领域,
38、超声波可用于制造超声波手术刀和实现超声波医疗美容等。新股分析/http:/ 7:超声工艺的主要应用领域及场景资料来源:求知导刊2013,(04)超声波,华金证券研究所表 8:超声波的主要应用场景及其应用原理、应用实例应用场景应用场景简述简述应用原理应用原理应用实例应用实例超声波测量流超声波测量流量量通过检测流体流动对超声束的作用以测量流量的仪表超声波发射换能器将电能转换为超声波能量发射到被测流体中,接收器接将收到的超声波信号经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。测量含有适量能反射超声波信号的颗粒或气泡的流体、测量洁净的流体流量等超声波裁切超声波裁切利用超声波的
39、能量,将被切割材料的局部加热熔化,从而达到切割材料的目的切割刀一方面进一步放大振幅,另一方面输出超声波,利用切割刀刃口将超声波能量集中输入到被切割材料的切割部位。橡胶轮胎生产过程中的胶料裁切等超声波金属焊超声波金属焊接接在加压情况下,利用高频振动波使得两个需焊接的物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。金属在静压力之下,将振动能量转变为工件间的摩擦功、形变能及有限的温升;接头间的冶金结合是母材不发生熔化的情况下实现的一种固态焊接。动力电池极耳焊接、IGBT 功率模块焊接、铜管封口焊接、汽车线束焊接等超声波非金属超声波非金属焊接焊接在加压情况下,利用高频振动波使得两个需焊接的物体表面相互摩擦而形
40、成分子层之间的熔合。超声波作用于热塑性的塑料接触面时,会产生每秒几万次的高频振动,通过上焊件把超声能量传送到焊区,由于焊区声阻大,因此产生局部高温;塑料导热性差,致使两个塑料的接触面迅速熔化合成一体。口罩和一次性卫生用品等无纺布焊接、热塑性塑料的熔合焊接等超声波清洗超声波清洗利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用,使污物层被分散、乳化、剥离。超声波由于频率高、波长短,因而传播的方向性好、穿透能力强。机械零件清洗、电子元件清洗、光学部件清洗等超声波喷涂超声波喷涂利用超声波雾化技术进行的喷涂工艺液体涂料首先通过超声波雾化装置雾化成微细颗粒,然后再经一定量的
41、载流气体均匀涂覆在基材对表面形成涂层或薄膜精密喷涂、纳米材料涂层、太阳能应用、喷雾干燥等超声波诊断超声波诊断将超声检测技术应用于人体,通过测量了解生理或组织结构的数据和形态,发现疾病,做出提示的一种向人体发射超声波,同时接受体内脏器的反射波,将所携信息反映在屏幕上诊断胆石、乳房肿块和肿瘤等 新股分析/http:/ 1)圆盘刀在裁切内衬层的复合件时易出现不稳定、裁切面宽度不够、裁切面不平整、出现胶粒等情况,以及高速圆盘刀切割时易产生的刀-胶粘连、断面呈条纹切痕等弊病;2)圆盘刀裁切角度容易发生变化,裁切角度调节相较困难,维护保养不方便且费时;3)圆盘刀的转速比较快,与圆盘刀刀架的行驶的速度匹配不
42、易调整,且工作过程中较高转速易导致造成危险等。相较发达国家,我国超声波轮胎裁切技术的应用起步较晚;直至 2000 年左右,以美国必能信为主的海外设备供应商才将该技术导入国内。与从传统机械旋转刀片、热刀的工作原理不同,超声波裁刀切割原理是通过超声波发生器将 50/60Hz 电流转换成 20、30 或 40kHz 的电能,再通过换能器转换成为同等频率的机械振动,调幅器再将机械振动传递到裁刀,裁刀上接收到了20 40kHz 的振动能量,以帮助打开材料的分子结构;依托这一特性,裁切过程中裁刀可以更容易地将材料分割开。因此超声波裁切不需要特别锋利的刀刃、也不需要大量压力,不会造成被切割材料的崩边、变形、
43、起毛,具有切口光滑准确、断面压合紧密、裁切温度低、阻力小、效率高等优点,逐步替代传统刀刃裁切方式,成为轮胎制造行业的主流工艺。新股分析/http:/ 8:超声波裁刀系统的工作原理图 9:超声波橡胶切割设备进行裁切的过程资料来源:冯鑫磊浅析超声波裁刀在轮胎成型机上的应用,华金证券研究所资料来源:杭州钛威超声波科技有限公司官网,华金证券研究所表 9:传统热刀、圆盘刀与超声波裁切的性能对比对比项目对比项目热刀热刀圆盘刀圆盘刀超声波裁切超声波裁切使用原理高热旋转裁切高频振动最大裁切温度150-200C100-150C50-60C胶沫残留有非常多无裁切面半硫化有有无裁切面平整度较好差好裁切面左右边对称度
44、差较好好裁切起头卷边有有无资料来源:骄成超声招股书,张琪超声波裁刀在轮胎行业的应用,华金证券研究所同时,早在 2013 年发表的论文浅析超声波裁刀在轮胎成型机上的应用中就指出,使用超声工艺能带来较高的经济效益,为企业创造实用价值,具体包括:1)减少时间成本:)减少时间成本:有效减少裁刀的整改时间及备件损坏更换的时间。2)减少材料成本:)减少材料成本:减少裁切质量差所导致的内衬层材料浪费(圆盘刀日均废料达几十条)。3)减少备件费用)减少备件费用:为满足生产需要,共 27 台机器,每套圆盘刀装置要求每月更换 1 次,每半月打磨 1 次;而圆盘刀费用 2 000 元/片,每打磨一次费用约 300 元
45、,1 年维修费用约 74.5万元。一套超声波装置费用高达 6 万元,其中超声波发生器装置约 4 万元,超声波裁刀 1 万元,换能器 7 000 元,调幅器 3 000 元。经统计,超声波发生器平均 45 年更换 1 次,超声波裁刀、换能器、调幅器 1 年更换 1 次,每年维修费用约 54 万元,每年备件节省费用约 20.5 万元。4)提高产品合格率)提高产品合格率,有效减少轮胎的退赔率。有效减少轮胎的退赔率。使用超声波后合格率能提升 0.05%;一天生产 6 800 条轮胎,按满产计算,其中胎里露线占废品 70%:6 800 条 365 天 70%0.05%500 元=434 350 元,胎稀
46、病疵占废品 30%:6 800 条365 天30%0.05%1 500元=558 450 元。综合来看,使用超声工艺的生产线每年产生的额外经济效益可达综合来看,使用超声工艺的生产线每年产生的额外经济效益可达 119.8 万元。万元。目前就轮胎切割的技术发展趋势而言,暂时无法用类似激光的、非接触式能量切割的方式来替代超声波切割;而从实用性来看,超声波较传统圆盘刀等工艺能获得更高经济效益,因此我们 新股分析/http:/ 4 大环节;目前超声波金属焊接在动力电池装配过程中的典型运用是在电芯中段的极耳焊接环节。一般来说,动力电池的电芯通过卷绕或叠片工艺而成,每层电芯箔片伸出一层极耳箔片,卷绕或叠片完
47、成后多层极耳箔材会贴合对齐在一起,通常正极为多层铝箔片极耳,负极为多层铜箔片极耳;将多层极耳箔材焊接在一起的过程即为极耳焊接。图 10:极耳焊接在锂电池生产环节的位置图 11:叠片工艺制成的动力电池电芯资料来源:骄成超声招股书,华金证券研究所资料来源:公开资料整理,华金证券研究所从锂离子电池生产历史来看,多层极耳之间、极耳与连接片之间、极耳与极柱之间的连接经历过机械铆接、电阻焊接以及激光焊接等技术的逐渐发展替代。其中,激光或电阻焊接技术均是用熔化材料来粘合高强度含铁金属的常用手段,然而当涉及到电动汽车电池所需的较软的有色金属箔片时,通过高温熔合的方式就成为了问题;因为对于有色金属,材料熔化会产
48、生金属间化合物的腐蚀,从而导致材料和连接处过早磨损,引发电池故障;同时,在粘合 100 层或更多箔层时,激光技术和电阻焊接技术是难以熔化如此薄且易碎的材料的;随着汽车电气化趋势发展持续,动力电池所需容量不断增大,极耳箔材的层数也相应的不断提升,导致激光技术和传统的电阻焊接技术已经无法适用。比较而言,超声波金属焊接属于固相焊接,不需要熔化材料的表面来达到连接效果;其工作原理是将需要连接的两个焊件置于焊头和砧座之间,下焊件被砧座上的齿纹固定到位,机架带动焊头下压住上焊件,使得两焊件紧密接触并压紧;随后,焊头做水平方向的高频振动产生振动能,清除上下工件接合面的表面污染物和其他涂层,由此产生一个干净、
49、连续的焊接区域,使得原子能跨过接合面,自由扩散到另一方;而当振动停止时,这种原子的自由扩散会再结晶成为与冷加工金属相当的细晶粒结构;整个焊接周期在几分之一秒内完成。超声波焊接凭借其高效率超声波焊接凭借其高效率、无高无高温过热温过热、无焊接飞溅无焊接飞溅、环保且安全等优点环保且安全等优点,能够较好地焊接采用激光焊接等工艺难以焊接的铜能够较好地焊接采用激光焊接等工艺难以焊接的铜、铝箔片,成功破解锂电池多层极耳的焊接难题,成为极耳焊接中不可或缺的焊接工艺。铝箔片,成功破解锂电池多层极耳的焊接难题,成为极耳焊接中不可或缺的焊接工艺。新股分析/http:/ 12:超声波焊接工作原理资料来源:艾默生必能信
50、官网,华金证券研究所表 10:超声波焊接与激光焊接对比情况对比领域对比领域超声波焊接超声波焊接激光焊接激光焊接适用范围主要用于极耳焊接环节极耳焊接环节(适用于连接薄且易碎的金属薄膜和结构)电池软连接焊接、顶盖焊接、密封钉焊接、模组及 PACK 焊接焊接技术原理固相焊接,固相焊接,可以显著减少熔化焊中常见的冶金缺陷;且焊后内阻在所有焊接技术中几乎是最低,拥有良好的导电性能为熔化焊,存在一定的焊后内阻对焊件位置精度要求对焊件位置精准度要求低对焊件位置精准度要求低对焊件位置精准度要求高受焊接材料层间影响不受焊接材料层间空气层限制不受焊接材料层间空气层限制需要复杂的夹具压紧压实极耳,如层间有间隙出现空
51、气层时,容易出现焊接缺陷对保护气体的需求不需要保护气体不需要保护气体一般需要保护气体,受材料反射率影响受材料反射率影响较小受材料反射率影响较小同时焊接时会受材料反射率影响;大功率的激光一般以为红外光为主,铜对红外光的吸收率很低,所以焊接时能量利用率较低,容易造成飞溅,如果用来焊接多层极耳,会给电池的性能和安全带来隐患腐蚀性不产生金属间化合物不产生金属间化合物、微粒或引起腐蚀反应材料熔化会产生金属间化合物的腐蚀成本/效率一次性焊出所需的焊接面积,效率上占据明显优势效率上占据明显优势大功率的激光焊接设备的投入明显大于超声波焊接设备,激光焊虽然速度很快,但无法一次性大面积焊接,需要走轨迹焊接保证焊接
52、面积能量输入要求低能量输入低能量输入,能耗比熔焊或电阻焊低 30 倍高能量输入安全性瞬间最高温度远达不到极耳材料的熔点,产热量低产热量低,对电芯的潜在风险较低焊接过程通过达到极耳焊接材料熔点而进行焊接,产生热量高,对电芯的潜在风险较高资料来源:熊志林等锂电池Cu/Al极耳超声波焊接接头组织与性能,骄成超声招股书,高工锂电网,华金证券研究所目前在锂电池电芯极耳和极柱相连接的过程中,多以超声波焊接与激光焊接相结合使用;但但其中其中,凡是涉及到多层极耳焊接的部分均由超声波焊接工艺完成凡是涉及到多层极耳焊接的部分均由超声波焊接工艺完成。例如,多层极耳和连接片先进行超声波焊接、随后连接片再与极柱激光焊接
53、;或是多层极耳超声波焊接、随后焊接在一起的多 新股分析/http:/ 13:常见方壳电池极耳焊接中超声波焊接与激光焊接示意图资料来源:骄成超声招股书,华金证券研究所3、超声波有望解决汽车线束焊接的导电难题汽车线束是指在汽车电路中连接各电器设备的接线部件。传统的汽车线束焊接方式多为压接,利用端子将多股电线合压形成接头,但金属冲压反弹风险高且易在线束内部形成空洞,同时还可能发生氧化和生锈问题,使得压接端电阻增大,导电性减弱,造成汽车中电子设备无法正常运行。超声波金属焊接作为一种新型的先进焊接技术,采用超声波振动所产生的物理效应将线头结合起来。相较传统冲压手段相较传统冲压手段,超声波焊接提升了焊接位
54、置的熔合强度超声波焊接提升了焊接位置的熔合强度,有效解决线束截面空洞问题有效解决线束截面空洞问题;其次,超声波焊接电阻系数接近于零,强导电性不仅保障了电器系统运行流畅,还有效减少与其次,超声波焊接电阻系数接近于零,强导电性不仅保障了电器系统运行流畅,还有效减少与电阻接触过程中导致的热量堆积,使其具备更高的安全性。电阻接触过程中导致的热量堆积,使其具备更高的安全性。图 14:U 型件压接操作示意图图 15:汽车高压线束的超声波焊接资料来源:王世华等 超声波焊接和U型件压接在汽车线束生产中的对比分析,华金证券研究所资料来源:线束中国网站,华金证券研究所表 11:超声波焊接与 U 型件压接对比情况对
55、比领域对比领域超声波焊接超声波焊接U U 型件压接型件压接原理金属分子晶格结构重组金属分子晶格结构重组塑性变形 新股分析/http:/ U 型件压接型件压接导电性能超声波焊接后相邻金属熔为一个整体,密实度高,不存在空洞现象;电阻率低接近于零,导电性及信号传输质导电性及信号传输质量更佳。量更佳。U 型件压接后导线中相邻铜丝仍为独立金属个体,空洞现象无法避免,电阻率增大,导电性及信号传输质量下降。拉力(以 70mm的线+端子为例)拉力大且长期稳定,拉力大且长期稳定,标准值 2400N,实际 4000N+。拉力小且持续下降,1229N,压接力不够。安全性低电阻减轻了因接触电阻引起的热量堆积,一定程度
56、上避免了线束局部温度升高造成的线束烧毁的质量隐患,具有较高安全性。具有较高安全性。电阻增大易导致因接触电阻引起的热量堆积,因此存在线束局部温度升高造成的线束烧毁的质量隐患。循环稳定性一体化结构稳定一体化结构稳定;热循环后 10000 次,没有出现明显变化。在整个生命周期内一直存在塑性变形;压接极限:2000-3000 次热循环后电阻就会出现拐点,电阻升高。使用范围超声波焊接对提高导线信号传输质量和电流输送能力十分有效,同时还能提高汽车电气系统的稳定性,如横截面积 10 mm2 以上导线和控制器局域网络线一般要求用超声波焊接,使用范围更广。使用范围更广。使用范围较小。是否需要助焊剂不需要助焊剂、
57、气体、焊料不需要助焊剂、气体、焊料是否破坏镀层超声波振动会破坏镀层超声波振动会破坏镀层;锡跟铜的熔点相差很大,焊接时锡层很快处于熔化状态,从而阻断铜原子的结合,影响焊接质量。U 型件压接对导线镀层影响较小,因此对有镀层的导线会要求采用压接工艺。焊接品质超声波焊接材料具有不熔融、的金属特性,内部不易受外界水分、灰尘、油气等影响,不易产生铜丝锈蚀、氧化等不良状况,从而避免线束导电及信号传输性能的下降,卡点连接可靠性高。卡点连接可靠性高。U 型件压接部位线芯存在残余应力,存在金属冲压反弹风险,并在恶劣工况下存在氧化和生锈风险,可靠性较低;同时,压接工艺易存在松散的芯线、断头或裂开的芯线,导线易弯曲自
58、熔合处呈直线引出。成本超声波金属焊接对焊头耐磨损性要求非常高,通常选用优质钢材料来提高焊头寿命,因此超声波焊接机价格一超声波焊接机价格一般比压接机价格高,初始投资也较高。般比压接机价格高,初始投资也较高。相对而言初始投资较低,但使用 U 型件压接时线束中的每一个卡点都需用一个 U 型件,卡点多、批量大的线束产品所用 U 型件数量大,累积费用高,比如 U 型件价格为 0.05 元/个,驾驶室线束卡点数量为 100 个/挂,则生产 1 000 挂驾驶室线束 U 型件的总费用就有5 000 元。效率焊接时间短,焊接时间短,效率大幅提升,实现快速、节能。效率较低工艺适用范围不同材质不同材质:铝与铝、铝
59、与铜、铜与铜、铜镀镍、铜镀银、铜镀金不同形式:不同形式:板材与板材、板材与线材、线材与线材等均适用于超声波焊接工艺只能压接同种材质:板材与板材不可压接;线材与线材的压接必须通过压接套;适用范围小资料来源:王世华等超声波焊接和U型件压接在汽车线束生产中的对比分析,薛桂红等浅析超声波金属焊接在汽车线束制造过程中的应用,骄成超声官网,华金证券研究所超声波焊接后线束导电性能优越,因此超声波金属焊接在线束上的应用已成为公认的最经济的、质量最可靠的焊接工艺;目前我国出口线束上导体与导体之间的连接已普遍采用超声波焊接代替传统压接工艺。同时,从汽车电动化角度来看,新能源汽车线束已成为重要的能量传输通道,目前以
60、使用大线径的高压线束为主,而传统压接工艺已无法满足高压线束对导电性、安全性、稳定性等方面要求;在此背景下,超声波技术凭借其自身优势已成为最优的解决方案,在高压线束 新股分析/http:/ 年我国新能源汽车总销量仅为 0.5 万辆,而 2020 年全国销量已增至 136.7 万辆,占当年汽车总销量的 5.4%;2021 年新能源汽车市场更是进入爆发式增长新阶段,汽车销量和渗透率均实现了逐月快速提升,全年销售 352.1 万辆,渗透率也由 2020 年的 5.4%抬升至 13.4%。同时,根据我国工信部等起草的 新能源汽车产业发展规划(2021-2035 年),我国规划到 2025年新能源汽车竞争
61、力将明显提高,销量占当年汽车总销量的 20%,并在 2030 年销量占比达到40%,2035 年纯电动汽车成为新销售车辆的主流,公共领域用车全面电动化。在新能源汽车行业快速增长带动下,全球动力电池市场保持快速增长势头。根据 SNEResearch 发布的全球动力电池装机量数据显示,2021 年全球动力电池装机量达到 296.8GWh,其中宁德时代全年装机量 96.7GWh,同比增长 167.1%,已连续 5 年占据全球龙头地位;国内市场方面,2016 年至 2021 年,我国动力电池装机量从 28.2GWh 增长到 154.5GWh。图 16:2013-2025E 中国新能源汽车销量及预测图
62、17:2016-2021 年我国动力电池出货量和装机量资料来源:中汽协,乘联会,华金证券研究所资料来源:中国汽车动力电池行业产业创新联盟,华金证券研究所为满足新能源汽车销量快速增长带来的动力电池需求大幅增长,锂电产业链相关公司纷纷为满足新能源汽车销量快速增长带来的动力电池需求大幅增长,锂电产业链相关公司纷纷启动扩产计划。启动扩产计划。据不完全统计,2022 年以来,以宁德时代、比亚迪、中创新航、亿纬锂能、国轩高科等为首的锂电池厂商相继宣布了多个新投建项目,投建资金合计(仅根据下列厂商已公开披露的数据统计)超 4495 亿元,建设年产能合计(仅根据下列厂商已公开披露的数据统计)超1130GWh,
63、国内动力电池厂商扩产步伐进一步加速。表 12:2022 年上半年国内锂电池厂商扩产项目(不完全统计)电池厂商电池厂商金额金额产能产能新建项目新建项目地点地点 新股分析/http:/ 亿元14GWh4 月 4 日,宁德时代位于德国图林根州的首个海外工厂正式获得电芯生产许可。德国图林根州402 亿元/4 月 15 日,宁德时代公告称拟在印尼建设动力电池产业链项目。印尼北马鲁古130 亿元/4 月 21 日,宁德时代公布,拟建设厦门时代新能源电池产业基地项目,建设内容为动力电池系统及储能系统生产线福建厦门140 亿元/7 月 21 日,宁德时代宣布与山东省政府签署战略合作框架协议,拟建设济宁新能源电
64、池产业基地项目山东济宁512 亿元100 GWh8 月 12 日,宁德时代宣布在匈牙利建设欧洲第二工厂匈牙利德布勒森市比亚迪002594.SZ100 亿元30GWh1 月 24 日,襄阳市与比亚迪股份有限公司签署战略合作框架协议,建设襄阳比亚迪产业园一期,主要围绕动力电池生产线及零部件。湖北襄阳75 亿元15 GWh3 月 31 日,比亚迪动力电池盐城基地二期项目的“云签约”活动在盐城市举行。江苏盐城/22GWh4 月 3 日,台州市仙居县与比亚迪股份有限公司签署战略合作协议,建设比亚迪浙江仙居刀片电池项目。浙江仙居285 亿元30GWh8 月 15 日,宜春市政府与比亚迪在南昌签订战略合作框
65、架协议,拟在宜春建设动力电池基地。江西宜春亿纬锂能300014.SZ126 亿元68 GWh3 月 10 号,公司宣布建设 20GWh 方形磷酸铁锂电池+48GWh 动力储能电池项目。湖北荆门/3 月 29 日,公司宣布在匈牙利建设新的动力电池制造厂。匈牙利200 亿元50 GWh4 月 27 日,公司宣布建设年产 50GWh 动力储能电池项目。四川成都30 亿元10 GWh5 月 17 日,公司宣布拟建设年产 10GWh 动力储能电池项目。云南玉溪30 亿元10 GWh6 月 7 日,公司宣布拟建设年产 10GWh 动力储能电池项目。云南曲靖90 亿元34.20GWh8 月 8 日,宣布布局
66、“乘用车锂离子动力电池项目”、“HBF16GWh 乘用车锂离子动力电池项目”等/中创新航H01770.HK200 亿元50GWh1 月 25 日,中创新航动力电池及储能系统广州基地项目的投资合作协议成功签署。广东广州200 亿元50 GWh1 月 26 日,江门市人民政府与中创新航签署项目投资合作协议,中创新航50GWh 产业基地正式落户江门市。广东江门100 亿元/3 月 22 日,四川彭山区人民政府与中创新航在成都举行中创新航动力电池及储能系统眉山基地项目签约仪式。四川眉山120 亿元30 GWh5 月 11 日,中创新航与武汉经开区签约武汉基地动力及储能电池扩产项目。湖北武汉/10GWh
67、8 月 6 日,中创新航江门基地扩产项目成功签约。广东江门国轩高科002074.SZ/20GWh6 月 27 日,国轩高科在欧洲首个电池生产运营基地德国哥廷根工厂举行了揭牌仪式。德国哥廷根/10GWh7 月 30 日,柳州国轩新增动力电池生产基地项目在柳州举行签约仪式。广西柳州/40GWh8 月 8 日,桐城国轩年产 40GWh 动力电池项目一期投产暨二期开工仪式在安徽省桐城经济技术开发区举行。安徽桐城欣旺达300207.SZ120 亿元30 GWh3 月 2 日,欣旺达汽车电池拟在珠海市政府辖区内投资建设动力电池项目。广东珠海80 亿元20 GWh3 月 17 日,欣旺达宣布子公司欣旺达电动
68、汽车电池有限公司与什邡市政府签署项目投资协议书,用于新建动力电池及储能电池电芯、模组、PACK、电池系统等生产基地。四川什邡 新股分析/http:/ 月 4 日,亿纬锂能宣布与荆门高新区管委会签订了战略投资协议,拟投资新建动力储能电池项目。湖北荆门60 亿元16GWh8 月 11 日,亿纬锂能公布拟定增募资用于投建乘用车锂离子动力电池项目。/捷威动力100 亿元20 GWh2 月 17 日,捷威动力与安徽滁州天长市人民政府签署战略合作协议,捷威动力锂电池生产基地项目落户滁州达成。安徽天长/30 GWh6 月 27 日,江夏区人民政府与捷威动力签订战略合作框架协议,拟建设捷威动力武汉新能源电池基
69、地项目。湖北武汉德赛电池000049.SZ75 亿元20 GWh1 月 20 日,德赛电池发布公告拟与望城经济技术开发区管理委员会合作,建设“德赛电池储能电芯项目”。长沙望城青山实业/上汽集团55 亿元20 GWh3 月 24 日,上汽集团和青山集团合资成立的赛克瑞浦和瑞浦赛克就动力电池电芯及系统项目合作协议于广西柳州正式签署。广西柳州珠海冠宇688772.SH40 亿元15 GWh3 月 27 日,珠海冠宇发布公告,拟投资 40 亿元在重庆建设高性能新型锂电池项目重庆万盛天能股份688819.SH51.7 亿元15 GWh2022 年 3 月 30 日,天能股份再度发布扩产公告,拟投资建设年
70、产 15GWh储能及动力锂电池项目。浙江湖州楚能新能源450 亿元100GWh1 月 28 日消息,孝感市政府与恒信汽车集团股份有限公司签署楚能新能源锂电池产业园项目投资协议。湖北孝感600 亿元150GWh8 月 28 日,楚能新能源锂电池(宜昌)产业园项目在湖北省宜昌市夷陵区龙泉镇正式开工,项目预计分四期建设。湖北宜昌远景动力/40 GWh2 月 23 日,远景科技集团已与湖北省十堰市签署战略合作框架协议,拟在十堰市布局高端动力电池生产。湖北十堰/30 GWh6 月 3 日,据西方媒体报道,远景动力将在西班牙纳瓦尔莫拉德拉马塔地区投资建设大型动力电池工厂。西班牙资料来源:上市公司公告,公开
71、资料整理,华金证券研究所骄成超声招股书中,依据当前已公布的国内头部动力电池厂商投产计划,结合超声波焊接设备的需求情况,对超声波焊接设备进行了大致的市场空间测算,具体情况如下:表 13:超声波焊接设备的市场空间测算序序 号号客户名称客户名称投产计划投产计划每每 GWhGWh 对超声波焊接设备的需求情况对超声波焊接设备的需求情况1宁德时代2025 年规划产能 670GWh100 万元-130 万元2比亚迪2025 年规划产能 600GWh100 万元-130 万元3蜂巢能源2025 年规划产能 600GWh100 万元-160 万元4中创新航2025 年规划产能 500GWh110 万元-190
72、万元5国轩高科2025 年规划产能 300GWh100 万元-180 万元6亿纬锂能2023 年规划产能 200GWh100 万元-160 万元7孚能科技2025 年规划产能 120GWh120 万元-200 万元资料来源:骄成超声招股书,华金证券研究所注1:投产计划根据公开资料整理;上述设备需求计算中,纯电动车用锂电池以宁德时代为例,综合考虑平均每GWh对公司设备的需求情况约在100万元至130万元之间;而混合动力汽车(HEV)所用的锂电池单体容量较低,预计HEV电池每GWh对公司设备的需求情况约在325万元至650万元之间。注2:对公司设备的需求情况系公司根据与相关客户的合作经验估算而来。
73、若仅考虑上述客户扩产和若仅考虑上述客户扩产和 HEV 电池未来的扩产情况,电池未来的扩产情况,2025 年动力电池行业的总产能预计年动力电池行业的总产能预计将超过将超过 3TWh(3,000GWh),以需求情况的平均值计算,至,以需求情况的平均值计算,至 2025 年动力电池超声波焊接设备年动力电池超声波焊接设备 新股分析/http:/ 43 亿元亿元。除此以外,欣旺达、瑞浦能源、力神、远景 AESC、韩国 SKI、LG新能源等国内外动力电池厂商均在我国有扩产计划,若将其考虑在内将进一步增大对超声波焊接设备的市场需求。同时,超声波焊接设备配件焊头、底模等属于耗材,其每年的市场需求是随着设备市场
74、容量的增大而不断扩大的。若 2025 年行业内超声波焊接设备总产能达到 3TWh,预计当年对焊头、底模的市场需求将达到 6 亿元10 亿元;若 2022-2025 年间下游动力电池企业保持匀速扩产,每年对于动力电池极耳焊接的超声波焊接设备及其配件的市场需求将达 10 亿元以上且逐年提升至接近 20 亿元。(二)公司聚焦动力电池超声焊接技术攻关,打破国外长期垄断1、极耳焊接为动力电池生产“卡脖子”问题动力电池极耳焊接处于关键的电芯装配生产环节;在动力电池装配制造过程中有大量的焊接接头,当焊接接头强度不足时,将造成电池组内部电阻增大,不能有效供电;当焊接过度时,焊接热量过大,电池芯和电极盖将被焊穿
75、,容易造成电解液泄漏和电池组电路短路,造成电池报废。因此,接头焊接质量对电池组的性能可靠性起着决定性的作用,极耳焊接也成为动力电池生产的关键环节。一般来说,动力电池超声波极耳焊接通常分为两道工序:多层极耳焊接(属于预焊)、多层极耳和连接片焊接(属于终焊);相较而言,终焊环节对于焊接强度和过流能力等方面的要求更为严格,同时对焊接设备的功率、焊接能力、稳定性和焊后一致性要求更高;从需求来讲,终焊是无法避免的工序,因而有着比预焊更大的市场空间。就全球极耳超声波焊接设备供应现状来看,美国、德国等发达国家企业由于起步较早、技术研发积累较国内企业更为深厚,因此极耳焊接、尤其是高端的极耳终焊设备市场对国外进
76、口设备依赖度较大,长期被美国必能信和美国 Sonics 等外资厂商所垄断;宁德时代、比亚迪、中创新航、国轩高科、蜂巢能源、亿纬锂能、欣旺达、孚能科技等知名锂电客户均在量产线上使用必能信的超声波焊接设备。然而随着中美贸易摩擦加剧及疫情导致海外产品供应不足,我国高端超声波焊接设备国产化的需求日益迫切。2、公司动力电池超声焊接设备成功实现技术突破,已经进入宁德等头部厂商供应链公司始终专注于超声波设备制造领域,凭借其较强的设备研发实力和配套服务质量,在众多国产超声波设备厂商中脱颖而出,成为少数能够同时提供极耳预焊设备和极耳终焊设备的厂商,成功实现终焊设备领域的国产替代。公司目前已形成以超声波技术为核心
77、的技术平台,掌握了包括超声波电源、压电换能器、声学工具、控制器、在线监控系统和自动化系统在内的全套超声波设备核心部件的设计、开发和应用能力;依托在超声波技术领域较为完整的创新体系和较强的自主研发实力,公司结合下游客户 新股分析/http:/ 200 层以内的多层极耳的焊接要求;同时,所采用的直压式楔杆焊头相较传统的悬臂式超声波焊头,不易上翘变形、尤其是在层数较厚的情况下,具有焊头受力变形极低、易于压实焊件的显著优势。图 18:公司自主研发的一体式楔杆焊接技术图 19:悬臂式焊头与直压式楔杆焊头大压力下焊头变形情况对比资料来源:骄成超声招股书,华金证券研究所资料来源:骄成超声招股书,华金证券研究
78、所2)超声波焊接监控一体机达成实时全检极耳焊接质量。极耳焊接作为动力电池电芯制造的重要一环,其质量将直接关系到锂电池性能及电池使用寿命。过去,动力电池厂商大多采用焊后抽检的方式进行焊接检测,但因无法达成实时全检,难以保障电池产品质量的一致性,从而将会影响电池模组的效能及新能源汽车的使用性能。公司开创性地研发出适用于超声波金属焊接监控一体机,将特征提取及智能算法与超声波金属焊接工艺特点相结合,通过对超声波金属焊接过程的物理信号特征和机理进行了大量研究,对工艺过程进行了数学建模,并将模型融入在智能算法中,实现在完成焊接的同时对焊接状态进行评估判别,在线识别焊接异常。该技术目前已在锂电池头部客户得到
79、了大规模应用。图 20:智能在线检测系统流程图图 21:公司创新研发的超声波焊接监控一体机资料来源:骄成超声招股书,华金证券研究所资料来源:骄成超声招股书,华金证券研究所 新股分析/http:/ 5,500W,而焊接稳定性方面必能信略胜。但公司通过超声波金属焊接监控系统技术自主研发的焊接监控系统,有效保证焊接良品通过率,检测准确率可达 95%以上,从而使超声波焊接监控一体机的产品使用效果和用户体验优于必能信。2)对于公司自主研发的一体式楔杆结构开发的超声波楔杆焊机性能明显优于传统卧式焊机;导致公司焊接设备在焊接能力、焊接效果、焊头寿命和工艺稳定性等关键性能上优于国外一流的竞争对手。尤其在搭载相
80、同发生器和换能器的情况下,极耳可焊层数可由 80 层提升到 150 层(采用双超声系统可达 200 层),焊接参数输出更加稳定,功率波动由10%降低到5%,设备稼动率可达 99%以上,整体焊接效果更好。表 14:技术查新认定情况项目名称项目名称对应产品对应产品报告时间报告时间报告结论报告结论集成实时质量检测技术的锂电池智能超声波焊接设备超声波焊接监控一体机2017 年 6 月 22 日具有新颖性,项目综合技术达到国际先进水平大功率超声波点焊机的研发及产业化超声波卧式焊机2019 年 8 月 16 日国内外相关文献中未见有与公司项目技术特征完全相同的技术公开,具有新颖性;项目综合技术达到国内领先
81、、国际先进水平楔杆式超声波焊接机超声波楔杆焊机2021 年 7 月 19 日国内外相关文献中未见有与公司项目技术特征完全相同的技术公开,具有新颖性;项目综合技术达到国内领先、国际先进水平资料来源:骄成超声招股书,华金证券研究所表 15:公司动力电池超声波焊接设备的核心部件与技术、关键技术指标与同业公司对比情况产品类别产品类别产品名称产品名称核心部件或技术核心部件或技术关键技术指标关键技术指标同行业技术水平比较同行业技术水平比较动力电池超声波焊接设备超声波楔杆焊机核心部件:一体式楔杆组件1、可兼容单层到 200 层以内的多层箔材焊接;2、可兼容 20kHz-40kHz 的各类超声系统;3、可实现
82、不同焊印方向的焊接,20kHz 下横向最大可达 70mm,纵向最大可达 30mm国外仅少量同行业公司涉及楔杆焊机技术的产品具有以下劣势:(1)低压力下焊嘴易脱落,不适合薄层焊接;(2)连接处易磨损造成空载损耗大、焊印形状受限,特别是对纵向焊印的实现上存在困难。公司的一体式楔杆结构从技术上解决了上述存在的问题超声波焊接监控一体机(智能在线监控系统)核心技术:智能算法与软件1、最大采样率不低于每秒50 万个数据;2、基于自学习和智能算法自动建模和状态识别;3、检测准确率不低于 95%国内同行业无实现大批量运用的对比性产品超声波卧式焊机核心部件:发生器、换能器、控制1、20kHz 下系统最大功率6,
83、500W;2、20kHz 下系统公司技术指标达到行业领先水平 新股分析/http:/ 20%-100%资料来源:骄成超声招股书,华金证券研究所凭借优质的产品及更具针对性的应用开发,公司已成功进入宁德时代、比亚迪等下游多家动力电池龙头厂商供应链,并于 2021 年在动力电池超声波焊接领域的市场份额实现较大增幅。据公司招股书公开披露信息并查询其客户公开的产能扩产数据,2021 年宁德时代和比亚迪采购公司产品占其新增产线上采购同类产品的比重均超过 50%。同时,在国轩高科、中创新航、亿纬锂能、欣旺达、蜂巢能源、孚能科技的新增产线上也开始批量采用公司设备,使得公司设备在下游终端客户中同类设备的占比逐步
84、提升;其中,中创新航、国轩高科于 2021 年已实现大批量供货,亿纬锂能、蜂巢能源 2021 年仍处于小批量供货阶段,欣旺达和孚能科技报告期内虽尚未确认收入,但已与公司签订批量订单。根据公司招股书预测,公司 2021 年动力电池超声波焊接设备及其配件(焊头、底模)的销售收入为 2.14 亿元,假设按 2020 年和 2021 年宁德时代、比亚迪、中创新航、国轩高科和亿纬锂能在国内动力电池装机量占比推算其产能占比,结合披露的 2021 年新增产能数据,预测 2021年动力电池超声波焊接设备及其配件的市场容量约 7.3 亿元,以公司 2021 年动力电池超声波焊接设备及其配件的销售额计算的市场占有
85、率约为 20%-30%。图 22:2021 年度我国动力电池装机量前十大企业与公司的合作情况资料来源:骄成超声招股书,华金证券研究所(三)“复合集流体”新工艺推出,公司动力电池超声设备有望实现应用延伸1、多功能复合集流体将成为未来动力电池的主流发展趋势宁德时代在 2021 年世界新能源汽车大会上凭借多功能复合集流体技术获“全球新能源汽车前沿及创新技术”奖,显示出该技术拥有广阔的应用前景。集流体是汇集电流的结构或零件,锂电池集流体通常采用铜箔、铝箔;复合集流体则是复合集流体则是“三明治三明治”结构的新型动力电池集流体材料结构的新型动力电池集流体材料,新股分析/http:/ 23:复合集流体结构图
86、 24:复合集流体技术在针刺过程中的阻断效果资料来源:金美新材料科技有限公司官网,华金证券研究所资料来源:金美新材料科技有限公司官网,华金证券研究所2)高比能:复合集流体中间层采用轻量化高分子材料,重量比纯金属集流体降低 50%-80%。同时复合集流体厚度相比业内同行纯金属集流体减少 25%-40%,从而将电池内更多空间让渡给活性物质,电池能量密度实现提升 5%-10%,实现高容比。同时,随着复合铜箔单位面积重量减轻,铜材所需用量减少,有效降低制造成本。表 16:技术查新认定情况集流体集流体密度密度(t/m3)主流厚度(主流厚度()影响影响传统锂电铜箔8.96单位面积重量较重,铜材使用量高,成
87、本高复合铜箔3.26(高分子材料+铜镀层)6重量轻,铜材用量少,减低成本传统锂电铝箔2.71213单位面积重量较重,铝材使用量高,成本高复合铝箔1.72(高分子材料+铝镀层)8重量轻,铝材用量少,减低成本资料来源:鑫椤咨询,华金证券研究所3)长寿命:高分子材料相比金属具有低弹性模量,围绕电池内活性物质层形成层状环形海绵结构,在电池充放电过程中,吸收极片活性物质层锂离子嵌入脱出产生的膨胀-收缩应力,保持极片界面长期完整性,电池的循环寿命实现提升 5%。4)强兼容:复合集流体能够直接运用于各种规格、不同体系的动力电池,全新独创了满足平台化应用需求的技术。可能来说,多功能复合集流体从材料和结构的革新
88、,终结了高镍三元体系动力电池因内短路易引发热失控的行业痛点,突破了传统内短路防护技术难以兼顾电池比能、寿命等性能的技术瓶颈。电芯材料若采用复合集流体,将大大提高其安全性和能量密度,从而大幅提升新能源汽车的性能和安全性。多功能复合集流体的广阔的应用前景或将引领全球范围内动力电池技术的革新。新股分析/http:/ 2018 年 10 月正式批量生产,正配套国际一流车企的核心车型推向市场,目前处于产业量产化前期阶段;同时,重庆金美、嘉元科技、万顺新材、宝明科技等材料企业,也正加大“复合集流体”产品布局。表 17:复合集流体相关企业产业化进展企业企业项目情况项目情况诺德股份600110.SH2022
89、年 7 月,公司与苏州道森股份签署战屡框架协议,约定共同在锂电铜箔领域开展以铜箔设备技术研发、3 微米等级薄铜箔产品和复合铜箔产品的技术研发、设备技术改造、锂电铜箔设备供销等领域全面深度合作。双星新材002585.SZ公司 2020 年项目立项,2021 年开始开发。在 4.5 微米基材的基础上,已完成原料、母带、水镀等环节,目前样品已送往客户进行评价认证。方邦股份688020.SH公司目前处于早期研发阶段,未进行产品送样、认证宝明科技002992.SZ公司拥有复合集流体相关专利布局,在赣州总投资 60 亿元,一期拟投资 11.5 亿元,达产后年产约 1.5-1.6亿平方米复合铜箔,良率 80
90、%。万顺新材300057.SZ公司于 2022 年 4 月已开展铜膜开发工作,样品已送下游企业测试嘉元科技688388.SH截至 2021 年年底,公司目前处于实验攻关、小试验证阶段重庆金美2021 年 8 月通过项目批准书,规划复合铜箔 2.95 亿平方米;获宁德时代参股资料来源:公开资金整理,华金证券研究所2、复合集流体工艺催生新增超声波焊接需求以复合集流体替代传统的铜箔和铝箔,锂电池在前段工序将多出一道采用超声波高速滚焊技术的极耳转印焊工序,同时中段工序的多层极耳超声波焊接工序依旧保持不变,这将进一步拓宽超声波技术在锂电生产制造环节的应用。同时,相较原有工艺,新型的复合集流体电池焊接难度
91、大,焊接效率低,因材料和结构颠覆难以大规模量产。公司针对复合集流体的高焊接难度,自主研发的超声波滚动焊接设备能够实现复合集流体和箔材之间的高速滚焊,在工件表面形成连续焊缝。超声波滚焊技术主要集成了高精度声学主轴系统设计技术、可高速旋转的换能器技术,使得焊接速度目前可达 80m/min 以上;同时还配备高速数据采集系统实现在线焊接质量检测,形成焊接过程中的功率、振幅、温度、压力等波形数据,实时报警,从而保证焊接质量。1)高精度声学主轴系统设计技术。声学主轴系统包括驱动系统、可旋转换能器、滚焊焊头、调幅器、轴承组件等。该技术不仅使得调幅器固定位置轴向振动减小、径向振动降低,同时夹持时径向间隙小、焊
92、头圆周跳动小,从而超声振动能量损耗少。基于上述技术设计的 20kHz 滚焊主轴系统能够稳定承受 3500N 的压力,40kHz 滚焊主轴系统能够稳定承受 2500N 的压力。新股分析/http:/ 25:公司超声波滚焊机样图图 26:高强度超声波滚焊主轴系统资料来源:骄成超声招股书,华金证券研究所资料来源:骄成超声招股书,华金证券研究所2)可旋转换能器设计技术。超声金属滚动焊接工艺要求超声工具在振动的同时进行连续的旋转,传统的连接方式无法实现超声金属滚动焊接的工艺要求。骄成采用抱式碳刷结构开发了可用于高速旋转的换能器,可在 80m/min 以上的转动线速度下稳定运行。3)高速数据采集技术。超声
93、波滚动焊接设备配备高速数据采集系统,使得在高速运转时可实时监控焊接过程中的功率变化、压力变化、温度变化,实时监控焊接异常。目前,公司的超声波滚动焊接设备已成功应用到宁德时代新型动力电池生产制造工序中,未来随着复合集流体技术在动力电池行业内的大规模应用,公司的超声波滚焊机将拥有庞大的市场空间。根据公司招股书内容,采用复合集流体后锂电池需要在前端新增一道极耳转印焊工序,预计单条产线对滚焊设备的需求数量是极耳超声波焊接设备的 3 倍左右;假设以公司预计的 2022至 2025 期间每年动力电池极耳超声焊接设备及配件市场需求(10 亿以上并逐渐上升到 20 亿)线性推算,复合集流体超声波焊接的设备及其
94、配件的市场需求 2022-2025 年每年或将达到至少30 亿以上。(四)超声技术在动力电池生产制造环节的工艺渗透将继续推进超声波应用在动力电池的领域除多层极耳焊接以外,尚有多个待拓展的工艺应用领域;从公司已经取得的研发进展及应用观察来看,包括 1)超声波极片裁切设备,目前已形成研发样机;主要集成在高速切叠片一体机内,用于锂电池正极极片裁切,相对于传统机械裁切显著改善裁切效果。2)超声波除尘设备,目前已形成第一代样机;锂电池制造过程中对粉尘颗粒的控制要求极为严格,除尘设备在很多工序中均存在应用,若设备的技术成熟度和可集成性达到要求将存在较大的市场潜力。3)在锂电池前段的搅拌匀浆工序以及中段的极
95、耳裁切工序,超声波搅拌设备和超声波极耳裁切设备也存在一定的应用前景。表 18:公司研发费用在动力电池领域的分项目情况序序号号项目项目项目内容和目标项目内容和目标行业技术水平比较行业技术水平比较预算金额预算金额(万元)(万元)已投入金额已投入金额(万元)(万元)实施进度实施进度升级超声波滚动焊接自动线研发新一代的超声波滚动焊接机,对上下箔材入料结构进行优化,解决箔材易断带、张力控制不稳定、纠偏不稳定等问题。下游客户使用的箔材变薄,入料辊过大,切换规格的难度加大108.00未披露安装调试 新股分析/http:/ 2 秒/次。在主流的方壳锂电池极耳焊接工序中,焊接节拍在 5 秒/次,其中超声作用时间
96、一般在 0.5秒以内。136.00未披露老化测试,产品定型双楔杆焊机使得极耳焊接时焊接能力超过120 层,线束焊接时焊接能力超过 70mm2随着锂电池对单体容量要求不断提升,其层数越来越多,业内通用的单系统焊接已经无法满足焊接要求,需要采用双系统。220.00未披露产品验证拓展电池叠片生产系统的研发与应用为了解决叠片工艺的主要难点,为用户提供高性能的叠片工艺装备。目前国内叠片机效率、速率整体偏低,与进口叠片机的效率差距较大。300.0048.20在研电池极片涂布设备的研发与应用开发一款粉体涂布设备,该设备能够降低锂电池的制造成本提高锂电池的能量密度,采用一种新型的锂电池前道工序制造工艺方案,在
97、业内具有一定新颖性。240.00237.43已结项动力电池正极极板裁切自动化线的研发与应用未披露未披露135.00146.18已结项智能超声波电池极片包边滚焊机在线除尘装置的研发与应用未披露未披露71.0085.98-已结项资料来源:骄成超声招股书,华金证券研究所四、积极推进“动力电池N”战略,有望打开增量空间2020 年起,公司将业务拓展至线束、半导体等新领域;2021 年,公司自主研发的超声波线束焊接设备、IGBT 端子超声波焊接机已陆续获得下游客户订单,超声波设备在新下游应用领域拓展顺利。(一)高压线束领域,公司线束焊接设备应用拓展渐入佳境1、公司自研线束焊接设备成功对标国际一线企业线束
98、广泛应用于汽车、家用电器、计算机和通信设备、各种电子仪器等方面,其中汽车线束是线束的重要应用领域。汽车线束可分为低压和高压线束:低压线束焊接功率较小,国内外均有企业参与竞争;而大线径高压线束焊接技术难度较高,特别是 75 平方毫米及以上铜线,对功率的需求甚至超过锂电池极耳焊接的需求。截至当前,业内仅有少数几家企业能够为汽车高压线束提供焊接设备,其中,德国雄克代表着业内最先进的线束超声波焊接技术水平。新股分析/http:/ 27:线束超声波焊接设备焊接过程图 28:德国雄克线束超声波焊接设备图资料来源:德国雄克(Schunk)官网,华金证券研究所资料来源:德国雄克(Schunk)官网,华金证券研
99、究所公司自主研发的双通道超声系统能够有效解决大线径线束焊接下焊接功率不足的问题,系统总功率最大可达 11,000W,能够对 95 平方毫米以上的铜线进行焊接;同时,公司为加大焊机的机械结构强度合稳定性,配合采用一体式楔杆结构,体现出公司技术较强的兼容性和产品之间的协同效益。目前,在高压线束焊接领域在高压线束焊接领域,公司的系统功率公司的系统功率、焊接线径等技术指标均与国外竞争对焊接线径等技术指标均与国外竞争对手相当,但公司的线束焊接设备未实现大批量销售,其长期连续工作的稳定性正逐步在客户产手相当,但公司的线束焊接设备未实现大批量销售,其长期连续工作的稳定性正逐步在客户产线中验证线中验证。截至
100、2022 年一季度末,公司汽车线束焊接设备的在手订单约 800 万元(含税);待客户验证后,高压线束领域的业务收入有望进一步增长。表 19:公司线束端子超声波焊接设备超声波线束端子焊接系统超声波线束端子焊接系统-20kHz 系列系列线束端子大功率超声波焊接机线束端子大功率超声波焊接机-WD 系列系列全数字式超声波系统,定制可调节夹具;焊接定位准确,操作安全简全数字式超声波系统,定制可调节夹具;焊接定位准确,操作安全简单,手动半自动均可单,手动半自动均可超声波焊接频率:超声波焊接频率:20KHz超声波功率:超声波功率:3000-10000W控制模式:控制模式:时间/能量,最大振幅 70um压力范
101、围:压力范围:0.05MPa-0.5MPa电源要求:电源要求:220/380VAC 20A 50/60Hz气源要求;气源要求;0.6MPa 220/380VAC 干燥清洁空气应用范围:应用范围:应用于线束和端子焊接,铜线和铝端子、铝线和铝端子,铜线、铝线、编织线和铜端子焊接。铜片铝片焊接等应用。楔杆垂直焊接方式楔杆垂直焊接方式,全数字式德国进口超声波系统全数字式德国进口超声波系统,7 寸寸超大触摸屏显示,大压力低振幅理想选择超大触摸屏显示,大压力低振幅理想选择超声波焊接频率:超声波焊接频率:20kHz超声波功率:超声波功率:5000-7000W焊接面积参考范围:焊接面积参考范围:线径 16-5
102、0mm极耳,铜片铝片30-200mm应用范围应用范围:主要用于线束端子、汽车线束、新能源汽车充电桩线束端子、高压线束、铜片铝片等较大面积、较厚金属应用焊接资料来源:骄成超声公司官网,华金证券研究所 新股分析/http:/ 2019 年上市的沪光股份招股书显示,未来5年我国汽车线束市场将保持稳定增长,预计到2025年我国汽车线束市场空间将由2019年的 552 亿元增长至 810 亿元,其中新能源车线束市场空间将由 2019 年的 42 亿元攀升至 405亿元,实现大幅增长。图 29:我国汽车线束市场需求量(亿元)资料来源:沪光股份招股书,华金证券研究所备注:计算方式-根据中国汽车工业协会汽车产
103、量数据,以单车线束2,000元/辆测算估计。超声工艺对于高压线束焊接有着相对优势,高压线束市场稳步增长将助力上游超声波焊接设备需求增长。根据骄成招股书中对线束超声波焊接设备的市场需求测算,2019 年线束用超声波焊接机的存量市场规模约为 3.57 亿元,并预计 2025 年汽车线束超声波焊接机的存量市场规模大约在 10 亿元以上;假设下游行业以匀速扩产且设备寿命按 3-5 年计算,汽车线束超声波焊接设备至 2025 年的每年新增市场需求可达 2 亿元-3 亿元;若考虑焊头、底模等耗材配件的市场需求,2025 年 10 亿元以上的存量市场规模将带来 1 亿元-2 亿元的配件需求,2025 年当年
104、线束焊接设备及主要配件的新增市场需求可达 3 亿元-5 亿元。(二)IGBT 端子焊接领域,公司成功实现订单突破1、公司在 IGBT 超声波焊接领域迎来应用突破IGBT 即绝缘栅双极型晶体管,作为能源变换与传输的核心器件,在轨道交通、智能电网、电动汽车与新能源装备等领域都至关重要。IGBT 模块的功率导电端子需要承载数百安培的大电流,对电导率和热导率有较高的要求。IGBT 模块通常需要经过贴片、焊接、等离子清洗、X 光检测、键合、灌胶固化、成型、测试、打标共 9 道工艺制造而成;其中焊接工艺作为重要一环,其焊接质量将直接影响功率模块的可靠性及使用寿命。在吴坚等人发布的略论我国近代锡焊技术 60
105、 年-兼论我国半导体预成型锡片现状及其应用论文中指出,传统的锡焊工艺虽然工艺简单、操作简便,但存在易氧化、焊接 新股分析/http:/ IGBT 模块对电导率和热导率的高要求;相比之下,超声波焊接采用高频超声能量使金属原子在两种材料界面间相互扩散,最终形成一种高强度键合界,工艺简单快捷、接触电阻低、键合强度较高,且无助焊剂清结焊片和无助焊剂焊絲,能够更好的满足 IGBT 导电端子对低电阻、高强度的要求。但需要注意的,超声波焊接在功率半导体领域的实施难度较大,包括 1)功率半导体焊接端子小、基板易碎,对焊接要求极其精细,同时需要集成多个传感器用于检测和模式控制;2)焊接设备需要运动控制,通过视觉
106、定位、伺服控制等模块来完成同一块功率半导体上多个点位的焊接需求。因此当前仅少数厂商可以提供 IGBT 端子焊接自动化设备;从具体供应来看,IGBT 焊接设备尚未形成完全成熟的竞争格局,德国雄克代表着当前业内最先进的技术水平。图 30:IGBT 功率导电端子超声波焊接过程图 31:德国雄克 IGBT 超声波焊接设备图资料来源:德国雄克(Schunk)官网,华金证券研究所资料来源:德国雄克(Schunk)官网,华金证券研究所目前,公司基于控制器技术和一体式楔杆焊接技术,成功完成了 IGBT 端子超声波焊接设备的开发,同时全自动 IGBT 超声波焊接设备正处于样机研发过程中,是目前行业内少有的可以为
107、半导体行业提供 IGBT 端子焊接自动化设备的企业,体现出较强的技术拓展能力。表 20:公司 IGBT 端子超声波焊接设备产品IGBT 端子超声波焊接设备端子超声波焊接设备主要参数主要参数型号:型号:IG-5000-1/IG-5000-2应用对象应用对象:IGBT/Sic/功率模块铜端子焊接频率频率/功率:功率:20kHz/5000W显示:显示:17 寸触摸屏焊接模式:焊接模式:时间、能量、高度上料模式上料模式:半自动人工上料/全自动上下料超声振幅调节精度超声振幅调节精度:50%上限可焊端子面积:可焊端子面积:3-30mm超声三联组:超声三联组:可实现快速更换和调平装夹模式装夹模式:支持焊接异
108、形端子和定制夹具文件共享:文件共享:焊接数据能通讯或共享连续生产:连续生产:24 小时连续生产Mes 系统系统:可联接 Mes 系统扫码枪功能扫码枪功能:可选配除尘系统除尘系统:可选配焊接质量监控系统:焊接质量监控系统:可选配 新股分析/http:/ 2022 年第一季度末,公司半自动 IGBT 端子超声波焊接设备已取得振华科技和元山电子的在手订单 188.86 万元。其中,振华科技是股份制大型企业,主要从事电子信息产品的研制生产和销售,近期正持续加码 IGBT 业务投入,包括增资 MOSFET 厂商奥罗拉及推进产能项目建设;依托振华 IGBT 业务的稳定快速发展,公司半导体超声波设备业务或有
109、望实现更好迭代和应用推进。图 32:奥罗拉公司主营产品情况资料来源:奥罗拉公司官网,华金证券研究所表 21:振华科技公告的半导体功率器件产能提升项目情况项目情况项目情况项目名称半导体功率器件产能提升项目项目实施主体振华永光建设周期36 个月建设地点贵州省贵阳市乌当区中国振华工业园区项目建设内容对现有厂房和租用厂房进行适应性改造。振华永光现有 4 英寸线已经无法满足产能需要,振华永光拟建设一条 12 万片/年产能的 6 英寸硅基/碳化硅基功率器件制造线;将陶瓷封装、金属封装两条生产线的烧结、压焊工序整合,采用自动化设备进行生产,新增产能 400 万只/年;并针对现有的塑封生产线进行拓展,新增产能
110、 2,600 万只/年项目主要产品6 英寸功率半导体、陶瓷封装功率半导体器件、金属封装功率半导体器件和塑料封装功率半导体器件等。项目投资总额79,000.00 万元募集资金投入金额79,000.00 万元资料来源:振华科技公司公告,华金证券研究所2、IGBT 赛道投资景气推动相关超声波设备预期向好在新能源汽车市场,IGBT 是新能源汽车电控系统中最核心的电子器件之一,随着国家政策大力支持及新能源汽车推广应用进程加快,渗透率不断提升,未来 IGBT 市场拥有广阔的发展空间。据集邦咨询统计及预测显示,2018 年全球 IGBT 市场规模已达到 62.1 亿美元,预计在未来 新股分析/http:/
111、年中国 IGBT 市场规模预计为 153 亿元,受益于新能源汽车和工业领域的需求大幅增加,预计 2025 年中国 IGBT 市场规模有望达 522 亿元,2018-2025 年间年复合增长率达 19.11%,市场前景广阔。国内新能源汽车 IGBT 市场一直以来由国外厂商占据主导地位,但随着我国已逐渐成为全球最大的 IGBT 市场,IGBT 国产化需求逐渐提升,国内优质的 IGBT 企业不断增加其研发投入和产能规模,有望带动我国国产 IGBT 产业链设备需求量大幅增长。图 33:我国 IGBT 市场规模及预测(亿元)资料来源:集邦咨询,斯达半导招股书,华金证券研究所根据公司招股书中对 IGBT
112、超声波焊接设备的市场需求测算,单台 IGBT 焊接设备每年满产产能可达 9.6 万套 IGBT 模块,若依据集邦咨询预测,2025 年中国 IGBT 市场规模将达到 522亿元,则 2025 年国内市场 IGBT 生产总需求将超过 26,000 万只。目前,在封装工艺中采用超声波焊接技术的比例在逐步增大,假设到 2025 年在封装工艺中采用超声波金属焊接技术的比例分别为 30%、50%和 70%三种情形,2025 年 IGBT 超声波焊接设备(不考虑配件)的存量市场规模分别为 7-10 亿元、12 亿元-16 亿元和 17 亿元-23 亿元左右。同时假设下游行业以匀速扩产且设备寿命按 3-5
113、年计算,IGBT 超声波焊接设备至 2025 年每年的新增设备需求(不考虑配件)分别大约为 1.5 亿元-3 亿元、2.5 亿元-5 亿元、3.5 亿元-7.5 亿元。3、积极拓展半导体产业其他超声波设备应用需求除了现有的端子焊接外,公司还围绕半导体产业持续进行产品拓展,拓宽公司产品在半导体生产环节中的应用渗透;以公司募投项目规划内容来看,具体有:1)IGBT 超声波焊接控制系统开发;随着对 IGBT 功率模块焊接模式的控制要求更加精细化,常规的控制单个输出参数恒定的焊接模式已经较难满足 IGBT 超声波焊接的一致性要求,而焊接时需要同时控制多个输出参数的焊接模式对控制系统的精确度和响应速度提
114、出了更高的要求。公司基于微控制器和现场可编程逻辑门阵列而开发的控制系统,是拟实现复杂焊接模式精准控制的关键。2)半导体兆声波清洗技术研究;半导体超声波清洗是利用兆赫级的超声波高能声波推动溶剂分子加速运动,以较强的声压梯度及声流作用产生的高速流体力学层连续冲击,使吸附的微细 新股分析/http:/ 34:兆声波清洗原理图 35:半导体兆声波清洗样机资料来源:华林科纳半导体设备有限公司官网,华金证券研究所资料来源:东方金荣超声电器有限公司官网,华金证券研究所五、盈利预测及投资建议(一)收入分拆及相关基础假设1、收入分拆我们试图根据公司业务线对收入进行拆分测算。考虑到公司所处的主要细分领域竞争对手相
115、对有限,我们主要采用自上而下的预测方式,通过预测市场规模和渗透率,来测算公司相应业务线可能的收入规模及增速。根据我们各业务线的分拆预测,我们预计 2022-2024 年公司营业收入分别为 5.04 亿元、7.30亿元和 10.79 亿元,分别同比增长 36.1%、44.7%和 47.9%。表 22:公司收入分拆预测表(万元)项目项目2019A2019A2020A2020A2021A2021A2022E2022E2023E2023E2024E2024E收入总额收入总额13,428.6813,428.6826,454.6726,454.6737,063.2837,063.2850,427.1350
116、,427.1372,973.0672,973.06107,892.54107,892.54收入收入 Y YOYOY23.6%23.6%97.0%97.0%40.1%40.1%36.1%36.1%44.7%44.7%47.9%47.9%动力电池超声波焊接(不含滚焊)1,539.821,487.5819,616.0127,862.3340,685.6159,070.00动力电池超声波焊接(滚焊)339.9855.170.003,850.006,811.2011,518.40动力电池自动化系统4,972.60691.946,552.62450025002500动力电池配件67063020004,19
117、2.677,929.6213,223.75轮胎切割设备销售788.03467.54793.74800.00800.00800.00轮胎切割配件2300210026502,800.002,900.003,000.00新产品-高压线束焊接698.402,256.545,175.24新产品-IGBT 端子焊接795.002,866.675,109.38其他配件1,282.13779.831,387.651,450.001,700.001,900.00检测及其他设备961.61755.892,291.342,978.743,723.434,095.77 新股分析/http:/ 2022-2024 年预
118、计分别为 36.1%、44.7%和 47.9%;毛利率 2022-2024 年预计分别为 49.1%、50.2%、49.9%;销售费用占收入比重 2022-2024 年预计在 7.5%、7.3%、7.0%;管理费用占收入比重 2022-2024 年预计在 7.1%、6.2%、5.4%;研发费用占收入比重 2022-2024 年预计在 13.2%、12.9%、12.3%。(二)盈利预测及投资建议我们预计骄成超声 2022-2024 年营业收入分别为 5.04 亿元、7.30 亿元和 10.79 亿元,分别同比增长 36.1%、44.7%和 47.9%;归属于母公司净利润分别为 1.04 亿元、1
119、.51 亿元和 2.27亿元,归属于母公司净利润增速分别为 50.5%、45.3%和 50.1%。2022-2024 年预测 EPS 分别为 1.27、1.85 和 2.77 元,以发行价计算,对应 PE 依次为 56.0X、38.6X 和 25.7X。当前超声波技术正在动力电池、高压线束、IGBT 等下游新兴应用领域的设备市场展现蓬勃发展活力、工艺渗透率持续提升;公司作为国内少有能够提供优质可靠超声波设备解决方案的本土厂商,短期有望受益于动力电池景气扩产及新工艺应用带来的设备需求爆发;而中长期依托公司在高压线束和 IGBT 端子焊接等新产品业务不断发展,及在动力电池、半导体等业务领域的深挖,
120、有望取得更大的发展突破。基于对于公司中短期及长期发展预期向好的判断,我们对公司进行首次覆盖,暂不予以评级。六、风险提示1、超声波焊接设备在动力电池行业应用环节较为单一,市场容量相对较小的风险公司的动力电池超声波焊接设备主要运用在锂电池生产线中的极耳焊接环节,与激光焊接能够运用在动力电池产线上的软连接焊接、顶盖焊接、密封钉焊接、模组及 PACK 焊接等环节相比,超声波焊接的应用环节较为单一,超声波在复合集流体电池焊接、极片裁切等其他环节的大规模应用尚待拓展。超声波焊接设备的市场规模相较于激光焊接设备也较小,公司预测的 2022年至 2025 年每年对于动力电池极耳焊接的超声波焊接设备及其配件的市
121、场需求在 10 亿元至20 亿元之间。若公司产品未能在动力电池生产的其他环节开拓出更广泛的应用,公司在动力电池行业面临产品应用环节较为单一。2、客户集中度高及大客户依赖风险报告期内,公司动力电池超声波焊接设备及其主要配件业务在 2021 年实现大规模销售,但客户集中度较高,各期来自第一大客户宁德时代的收入占比分别为 37.49%、40.80%及 新股分析/http:/ 21.14%、28.02%和 51.35%,进口换能器的数量占进口和自产换能器数量总和的比例分别为 21.13%、26.98%和 46.58%,2021 年随着动力电池超声波焊接设备的收入大幅增长,公司进口发生器、换能器的占比有
122、所提升。如果未来公司自主生产的发生器和换能器在动力电池领域的拓展情况不如预期,将会持续依赖进口发生器和换能器,进口零部件价格波动、供应稳定性等因素将对公司的生产经营造成负面影响。4、下游动力电池行业增速放缓或下滑的风险报告期内,公司销售设备收入来源于动力电池行业(包括动力电池超声波焊接设备及动力电池制造自动化系统)的收入占比分别为 51.30%、8.48%及 70.76%(2020 年超声波口罩焊接机收入占比较高),总体较高。近年来,下游动力电池厂商大幅扩产,不断提升电池产能,带动上游电池制造设备市场需求的快速增长,因此公司 2021 年动力电池行业的收入也大幅增加。未来如果动力电池行业增速放
123、缓或下滑,公司动力电池领域产品的市场需求将受到影响,若同时公司其他领域的业务未能取得良好的效益,将会对公司业绩造成不利影响。5、动力电池制造自动化系统各期收入不均衡的风险报告期内,动力电池制造自动化系统及其配件收入分别为 5,016.24 万元、691.94 万元及6,790.32 万元。动力电池制造自动化系统订单金额通常较高,客制化程度较高,订单执行、交付及验收周期较长,且发行人客户较为集中,订单获取情况及交付进度较大程度上受到主要客户科力远现有产线改造、新增产线建设进度的影响而呈现一定波动性和不连续性,导致发行人收入在年度之间呈现不均衡性。发行人目前自动化系统在手订单客户集中度仍然较高,主
124、要来自广西杰立特智能科技有限公司,若客户产线建设进度加快或推迟,将导致发行人收入在年度之间呈现不均衡性,存在收入大幅波动的风险。6、其他等 新股分析/http:/ 新股分析/http:/ 6 个月的投资收益率领先沪深 300 指数 15%以上;增持未来 6 个月的投资收益率领先沪深 300 指数 5%至 15%;中性未来 6 个月的投资收益率与沪深 300 指数的变动幅度相差-5%至 5%;减持未来 6 个月的投资收益率落后沪深 300 指数 5%至 15%;卖出未来 6 个月的投资收益率落后沪深 300 指数 15%以上;风险评级:A 正常风险,未来 6 个月投资收益率的波动小于等于沪深 300 指数波动;B 较高风险,未来 6 个月投资收益率的波动大于沪深 300 指数波动;分析师声明分析师声明李蕙声明,本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格,勤勉尽责、诚实守信。本人对本报告的内容和观点负责,保证信息来源合法合规、研究方法专业审慎、研究观点独立公正、分析结论具有合理依据,特此声明。新股分析/http:/ 759 号(陆家嘴世纪金融广场)31 层电话:网址: