高铁传感器保护套管 形状记忆高分子材料行业调研报告

形状记忆高分子材料行业调研报告

作者：吕锐，本文系DT新材料原创内容，转载请务必注明作者及来源。

1 形状记忆高分子材料的概述

1.1 形状记忆高分子材料的定义

形状记忆高分子(Shape Memory Polymer，简称SMP) 就是在一定条件下被赋予一定的形状(起始态)。当外部条件发生变化时，例如施加一定热、光照、通电、化学处理等刺激后，它可相应地改变形状，并将其固定(变形态)。如果外部环境以特定的方式和规律再一次发生变化，它便可逆地恢复至起始态。 至此，完成“忆起始态一固定变形态一恢复起始态”记的循环。

与形状记忆合金或陶瓷相比，形状记忆高分子材料具有诸多优点：

（1）可以响应不同形式的外界刺激。例如热，光，磁等同一个材料，也可以同时响应多个刺激；

（2）更灵活的可赋型性能。可以赋予材料一个或多个暂时的形状；

（3）结构设计灵活多样；

（4）性能可调控性，可以通过共混，聚合等多种方法实现；

（5）对生物组织良好的相容性及生物降解性；

（6）可以具有较大的体积质量比，例如泡沫。因而未来在柔性电子、生物医药、航空航天等高科技领域存在广泛的应用前景。

1.2 形状记忆高分子材料的发展历程

▷形状记忆高分子最初是在20世纪50年代被发现的，美国科学家A.charlesby在一次实验中偶然对拉伸变形的化学交联聚乙烯加热，发现了形状记忆现象；

▷到20世纪70年代，美国宇航局意识到这种形状记忆效应在航天航空领域的巨大应用前景，于是重启形状记忆高分子的相关研究计划；

▷1984年法国CDFChimie公司开发出了一种新型材料聚降冰片烯，该材料的分子量很高，是一种典型的热致型形状记忆高分子；

▷紧接着1988年，日本的可乐丽公司合成出了形状记忆聚异戊二烯。

▷同年，日本三菱重开开发出了由异氰酸酯，多元醇和扩链剂三元共聚而成形状记忆聚合物PUR；

▷次年，日本杰昂公司开发出了聚酯-合金类形状记忆高分子。

▷进入新世纪，以热缩材料为代表的形状记忆高分子材料得到大量的研究，并迅猛发展。迄今为止，法国、日本、美国等国家已相继开发出聚降冰片烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚酰胺等多种形状记忆高分子材料。近年来我国的一些科研及生产单位也开展了相关的研究工作。

1.3 形状记忆高分子材料的原理

高分子材料的形状记忆性，是通过它所具有的多重结构的相态变化来实现，如结晶的形成与熔化、玻璃态与橡胶态的转化等。迄今开发的形状记忆高分子材料都具有两相结构 ,即能够固定和保持其成型物品固有初始形状的固定相以及在一定条件下能可逆地发生软化与固化，而获得二次形状的可逆相。

这两相结构的实质就是对应着形状记忆高分子内部多重结构中的结点(如大分子键间的缠绕处、聚合物中的晶区、多相体系中的微区、多嵌段聚合物中的硬段、分子键间的交联键等) 和这些结点之间的柔性链段，也可以被简化成具有“节点”和“开关”部分的结构（如图1）。节点决定了材料的永久形状，可以是化学交联或物理交联，也可以是大分子互穿网络或是超分子互锁结构。聚合物形状回复力来源于大分子网络的熵弹力，开关结构负责形状固定和回复。无定形结构、结晶、液晶、超分子、光回复耦合基团和纤维素晶须网络等都可以作为形状记忆高分子的开关。

图1 形状记忆结构原理模型

2 形状记忆高分子材料的分类

2.1 按照驱动方式分类

驱动方式是指对经过预变形处理的SMP施加刺激的方式，其中驱动方式主要有：电驱动，光驱动，磁驱动，化学驱动和热驱动等,图2从结构、刺激条件和形状记忆方式对驱动方式进行了归纳。

图2 基于结构、刺激方式及功能的形状记忆高分子分类

相对应的，形状记忆高分子根据驱动方式大致可分为：电致感应型SMP、光致感应型SMP、磁感应型SMP，化学感应型SMP和热致感应型SMP等。 由于采用外部加热的方法易于实施，可控性好，使得热致感应型材料应用范围较广，是目前形状记忆高分子材料研究和开发较为活跃的品种，因此，对这种SMP作较详细介绍。

2.1.1 电致感应SMP

电驱动是将电压施加在导电的SMP材料上，由于电流的阻热效应使电能转化为热能，从而驱动形状记忆效应。这种驱动方式利用材料内部的电流进行加热，即在材料内部发生电能和热能的转换，能量损耗较少，是一种很有应用前景的驱动方式。电驱动方式的局限性在于其应用对象仅限于具有导电功能的SMP材料，主要用于电子通讯及仪器仪表等领域 ,如电子集束管、电磁屏蔽材料等。

图3 PU/CB复合材料在30V电压下的形状恢复过程

现有的研究主要是针对填充了导电物质（如碳黑、金属粉末和导电聚合物等）的SMP复合材料。图3为炭黑（CB）体积分数为10%的聚氨酯（PU）在30V电压下的形状恢复过程。该复合材料在玻璃化温度以上被弯曲至135℃，冷却固定至室温，加持30V的电压，材料在30s内恢复至30°，形状恢复率达80%。

2.1.2 光致感应SMP

光驱动主要是用紫外波段的光定向、定点地照射在聚合物材料上，通过其分子链上的光致变色基团来实现形状记忆效应。在不同波长的紫外光照射下，光致变色基团会发生相应的光异构化反应，从而使整个分子骨架形成顺反异构体，并最终在宏观上实现材料形状的可逆变化。光驱动方式具有效率高、能量损耗低、可远程控制等优点，但对材料的特征结构要求相对较为苛刻，即材料内部必须含有光致变色基团。已见报道的光致变色基团有肉桂酸等，可存在于高分子主链和侧链中。

该材料用作印刷材料、光记忆材料、“光驱动分子阀”和药物缓释剂等。

2.1.3 磁致感应SMP

磁驱动是指利用交变磁场来驱动SMP发生形状恢复，仅限于驱动填充了磁性纳米颗粒的SMP复合材料。如图4，磁驱动通过外加高频交变磁场的作用诱导磁性粒子发生取向的高频变化，粒子与基体之间产生的摩擦力将磁场能转化成热能，驱动材料形状恢复。磁驱动的特征在于其对于SMP材料形状记忆效应的驱动是以非接触的方式来实现的。

图4 磁致形状记忆聚己内酯在交流磁场中的形状恢复

2.1.4 化学感应SMP

化学驱动是通过聚合物材料周围介质性质的变化来刺激材料变形和形状恢复。常见的化学驱动方式有pH 值变化、平衡离子置换、螫合反应、相转变和氧化还原反应等；除此之外，水、湿气以及有机溶剂的作用也可驱动SMP形状记忆效应的发生。

这类材料如部分皂化的聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和聚丙烯酸混合物薄膜等。该材料用于蛋白质或酶的分离膜、“化学发动机”等特殊领域。

2.1.5 热致感应SMP

热驱动是目前最普遍且最直接的驱动方法之一，通常热量由外部环境直接传递（对流、辐射等）给SMP来激发其发生形状记忆效应。

2.1.5.1 热致SMP形状记忆原理

热致SMP一般都是由防止树脂流动并记忆起始态的固定相与随温度变化的能可逆地固化和软化的可逆相组成。

固定相：聚合物交联结构或部分结晶结构，在工作温度范围内保持稳定，用以保持成型制品形状即记忆起始态。可逆相：能够随温度变化在结晶与结晶熔融态（Tm）或玻璃态与橡胶态间可逆转变（Tg），相应结构发生软化、硬化可逆变化—保证成型制品可以改变形状。

图5 热致SMP形状记忆原理

德国的研究者Lendlein进一步对SMP的机理从化学结构上进行更为深入的探索，结合聚合物具体组成结构对热驱动的SMP进行分析(图5是对热致SMP形状记忆机理及过程的详细描述）。

图中的点相当于固定相，通常由聚合物中的交联结构、部分结晶区域或分子链之间的物理缠结等结构组成；图中的线为分子链段，可认为是可逆相。转变温度（Ttrans）是决定SMP基本性能的重要参数。转变温度可以是玻璃化转变温度，也可以是熔融转变温度。Ttrans相当于形状记忆效应的控制开关，当温度在Ttrans以下时，分子链段处于冻结状态，材料形状固定不变（shape F）。当温度在Ttrans以上时，分子链段处于高弹状态，可在外力作用下发生伸展（shape R）。从而材料发生宏观形变行为，或者在固定相作用下恢复至卷曲状态（shape F），材料在宏观上发生形状恢复行为。在此过程中分子内能不变，熵变是形状记忆效应的本质驱动 。

2.1.5.2 热致SMP形状记忆过程

图6 热致SMP形状记忆示意模型

热塑性SMP形状记忆过程如下（图6）：

（1）热成形加工： 将粉末状或颗粒状树脂加热融化使固定相和软化相都处于软化状态，将其注入模具中成型、冷却，固定相硬化，可逆相结晶，得到希望的形状A，即起始态。（一次成型）。

（2）变形： 将材料加热至适当温度(如玻璃化转变温度Tg)，可逆相分子链的微观布朗运动加剧，发生软化，而固定相仍处于固化状态，其分子链被束缚，材料由玻璃态转为橡胶态，整体呈现出有限的流动性。施加外力使可逆相的分子链被拉长，材料变形为B形状。

（3）冻结变形： 在外力保持下冷却，可逆相结晶硬化，卸除外力后材料仍保持B形状，得到稳定的新形状即变形态。(二次成型)此时的形状由可逆相维持，其分子链沿外力方向取向、冻结，固定相处于高应力形变状态。

（4）形状恢复： 将变形态加热到形状回复温度如Tg，可逆相软化而固定相保持固化，可逆相分子链运动复活，在固定相的恢复应力作用下解除取向，并逐步达到热力学平衡状态，即宏观上表现为恢复到变形前的状态A。

2.1.5.3 热致SMP制备方法

（1）化学交联法

高分子的化学交联已被广泛研究，可通过多种方法得到。用该法制备热固性SMP制品时常采用两步法或多步技术，在产品定型的最后一道工序进行交联反应，否则会造成产品在成型前发生交联而使材料成型困难。

如可用亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)做交联剂，将丙烯酸十八醇酯(SA)与丙烯酸(AA)交联共聚，合成了具有形状记忆功能的高分子凝胶。

（2）物理(辐射)交联法

大多数产生形状记忆功能的高聚物都是通过辐射交联而制得的，例如聚乙烯、聚己内酯。

采用辐射交联的优点是：可以提高聚合物的耐热性、强度、尺寸稳定性等，同时没有分子内的化学污染。

（3） 共聚法

将两种不同转变温度（Tg或Tm）的高分子材料聚合成嵌段共聚物。由于一个分子中的两种（或多种）组分不能完全相容而导致了相的分离，其中Tg（或Tm）低的部分称为软段，Tg（或Tm）高的部分称为硬段。通过共聚调节软段的结构组成、分子量以及软段的含量来控制制品的软化温度和回复应力等，从而可以改变聚合物的形状记忆功能。

（4）分子自组装

应用自组装方法，利用分子间的非共价键力构筑超分子材料是近年来人们研究的热点。

超分子组装摒弃了传统的化学合成手段，具有制备简单、节能环保的优点，是今后材料发展的新方向之一。

但目前的超分子形状记忆材料都是以静电作用力或高分子间的氢键作用为驱动力，要求聚合物含有带电基团或羟基、N、O等易于形成氢键的基团或原子，因此种类有限。

2.1.5.4 几种重要的热致SMP聚合物

（1）聚降冰片烯（polynorbornene）

Tg：35℃，接近人体温度。室温下为硬质，固化后环境温度超过40℃时，可在很短时间恢复原来的形状，且温度越高恢复越快，适于制作人用织物。

（2）苯乙烯—丁二烯共聚物

固定相：高熔点(120℃)的聚苯乙烯(PS)结晶部；可逆相：低熔点(60℃)的聚丁二烯(PB)结晶部分。

（3）反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)

固定相： 硫磺后过氧化物交联后的网络结构；可逆相： 能进行熔化和结晶可逆变化的部分结晶相。

未经交联的反式聚异戊二烯为结晶的热塑性聚合物,没有形状记忆效应。但反式聚异戊二烯分子链中含有双键结构,可以使它们像天然橡胶一样进行配合和硫化。经硫磺或过氧化物交联得到的具有化学交联结构的反式聚异戊二烯,表现出明显的形状记忆效应。其形状记忆效果与回复温度,可以通过配比、硫化程度,以及添加物来调节。此类反式聚异戊二烯具有形变速度快、回复力大,以及回复精度高等特点,但耐热性和耐气候性差。

（4）形状记忆聚氨酯

这类聚合物具有良好的生物相容性和力学性能,极高的湿热稳定性和减震性能，质轻价廉、着色容易、形变量大(最高可达400%)、耐候重复形变效果好等特点，此外还可以通过调节各组分的组成和配比,可以得到具有不同转变温度的材料。

聚氨酯通常由多异氰酸酯、聚醚或聚酯,以及扩链剂反应而成，它是含有部分结晶态的线型聚合物。通过原料的配比调节Tg，可得到不同响应温度的形状记忆聚氨酯。现已制得Tg分别为25℃、35℃、45℃和55℃的形状记忆聚氨酯。

（5）聚酯聚酯是大分子主链上含有羰基酯键的一类聚合物。 通过过氧化物交联或辐射交联,也可获得形状记忆功能。调整聚合物羧酸和多元醇组分的比例,还可制得具有不同响应温度的形状记忆聚酯。它们具有较好的耐气候性、耐热性、耐油性和耐化学药品性,但耐热水性能不太好。目前研究较为广泛的聚酯有聚对苯二甲酸乙二酯、聚己内酯和聚乳酸等。

（6）交联聚乙烯据有关文献报道,交联聚乙烯是最早获得实际应用的形状记忆高分子材料。 通过物理交联或化学交联方法,控制适当的结晶度和交联度,使大分子链交联成网状结构作为固定相,而以结晶的形成和熔融作为可逆相,得到具有形状记忆效应的交联聚乙烯,其响应温度在110～130℃左右。交联后的聚乙烯在耐热性、力学性能和物理性能等方面有了明显改善,并且由于交联,分子间的键合力增大,阻碍了结晶,从而提高聚乙烯的耐常温收缩性和透明性。

2.2 按照物质形态分类

SMP从存在的形态来看,又可分为“湿态”的高分子凝胶体系和“干态”的形状记忆高分子两大类，其中前面讲的大部分SMP均是“干态”。由于凝胶保持能力弱,在较小的载荷下就会变形，化学性能不稳定,脱溶剂时其性能将受到损害，所以关于形状记忆高分子的研究,主要集中在前面介绍的“干态”的形状记忆高分子上，在此只简单介绍下形状记忆水凝胶。

2.2.1 形状记忆高分子凝胶

形状记忆高分子凝胶的一个显著特征,是对外部条件变化的刺激做出响应,表现出明显的体积变化,即膨胀或收缩。外部刺激并不仅仅局限于温度的变化,电场、光、pH值、离子强度或者溶剂的质量都能诱发体积的变化。

形状记忆高分子凝胶是由交联的聚合物网络和填充其间的流体成分所构成,凝胶既有流体的流动性,又可以像固体那样能保持一定的形状。聚合物凝胶最重要的特征在于它是一个开放系统,可以和外界进行能量、物质和信息的交换,例如,将凝胶置于溶液中,由于其内部与外部溶液中的溶剂之间存在化学势的差异,而导致溶剂的吸入与排出,这个过程伴随着凝胶的膨胀或收缩形变。正是凝胶这种与外界物质、能量和信息交换的相互作用才导致凝胶的形状、大小和性质发生变化,呈现出形状记忆效应。

2.2.2 形状记忆水凝胶

形状记忆水凝胶是形状记忆高分子凝胶中的一种，其本质是一种水凝胶，具有形状记忆和凝胶的双重功能。

2.2.2.1 水凝胶概况

水凝胶(Hydrogel)是一类具有三维网络结构的聚合物，能够吸收大量水分而溶胀，并在溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解，是以水为分散介质的凝胶。水凝胶性质柔软，能保持一定的形状，能吸收大量的水。

水凝胶研发于1960年，经过不断研究发展，凡是水溶性或亲水性的高分子， 通过一定的化学交联或物理交联，都可以形成水凝胶。这些高分子按其来源可分为天然和合成两大类。天然的亲水性高分子包括多糖类（淀粉、纤维素、海藻酸、 透明质酸，壳聚糖等）和多肽类（胶原、聚L-赖氨酸、聚L-谷胺酸等）。合成的 亲水高分子包括醇、丙烯酸及其衍生物类（聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸，聚丙烯酰 胺，聚N-聚代丙烯酰胺等）。

20 世纪70年代末,美国麻省理工学院的物理学家首先发现了凝胶的体积相变现象,并且推导出凝胶状态方程,提出了凝胶体积相变理论,从此智能型水凝胶受到越来越多的关注。由于智能型水凝胶的独特响应性,使其在药物控释载体、组织工程、活性酶 的固定、调光材料方面具有良好的应用前景,其他在化学转换器、记忆元件开关、传感器、人造肌肉、化学存储器、分子分离体系等方面也开始表现良好的应用前景。

2.2.2.2 形状记忆水凝胶合成

从现有的文献报道来看,目前主要有两类形状记忆凝胶,即互穿网络聚合物凝胶和共聚合凝胶，实验制备过程中，根据不同场景的需求和条件，制备方法会有所不同。

（1） 互穿网络聚合物凝胶

互穿网络是指聚合物链通过不同的相互作用力，如氢键、疏水缔合、静电作用等形成结合区。

1995年,ZhibingHu等通过分步合成的方法,制备了具有形状记忆性能的聚丙烯酰胺/聚N-异丙基丙烯酰胺互穿网络聚合物(PAM/PNIPAmIPN)凝胶。聚丙烯酰胺网络做基质单元,丙烯酰胺和NIPA共聚物网络部分做控制单元。利用聚NIPA在37~39#发生的可逆反转相转变和聚丙烯酰胺的非温敏性,实现聚合物凝胶的形状记忆功能。

（2） 共聚合凝胶

共聚合是指高分子凝胶单体本身或通过交联反应形成共价键交联的过程。

日本Hirai等采用自由基聚合的方法，制备了线性聚乙烯醇(PVA),通过聚合物分子间或分子内氢键形成的物理交联点,形成PVA水凝胶,在某一温度以上时,氢键断裂,在外力作用下,凝胶被赋形；降低温度后,氢键重新形成,形变被固定下来；再次升温后，氢键再次断裂,内应力释放出来,凝胶恢复到初始形状,而赋予PVA水凝胶形状记忆功能。

2014 年以来，中科院宁波材料所智能高分子团队在陈涛研究员和张佳玮研究员的带领下先后将多种可逆作用引入形状记忆高分子材料领域，开发了一系列可以在室温下实现形状记忆功能的新型智能水凝胶材料。

图7 双网络超分子水凝胶的制备和三重形状记忆功能

如图7所示，该团队通过将接枝了苯硼酸的海藻酸钠（Alg-PBA），丙烯酰胺（AAm）、聚乙烯醇（PVA）混合，通过AAm的聚合形成第一重网络（PAAm），然后调节pH生成动态硼酸酯键，从而形成第二重网络（Alg-PBA-PVA）。

3 形状记忆高分子材料的应用

近20年，形状记忆高分子材料在科研和工业领域都有了广泛深入的研究，目前很多产品已经在工业中获得应用，例如功能纺织品、航天设备、生物医用设备、交互电子产品等。

3.1 形状记忆高分子材料在航天航空领域的应用

目前"航天技术已成为各大强国的研究重点，其中轻质高强的聚合物及其复合材料在飞行器及航天特种器件制作方面的应用已成为各国航空技术竞争的焦点SMP以其轻质、大变形和高恢复率的特性，在现代航天航空领域具有巨大的应用前景。

图8 用于空间可展开太阳能电池阵的形状记忆高分子铰链

例如，利用SMP制作空间可展开结构的驱动器，包括可展开铰链（如图8所示）、可展开天线（如图9所示）、太阳能电池阵和可展开梁体结构等器件，这些驱动器不但轻质，且在火箭发射前能进行有效的折叠装载，当进入空间轨道后，施加驱动使之发生形状恢复，从而使整个结构展开，实现预期的目的。

图9 形状记忆高分子可展开天线

3.2 形状记忆高分子材料在生物医学领域的应用

SMP在临床医学领域和植入医疗设备领域中有着巨大的应用前景,例如利用可降解的SMP制备医用手术缝合线(如图10所示),预拉伸后的缝合线用以缝合伤口,在人体可承受的温度下进行加热逐步收缩恢复,伤口被闭合,实现对手术创口的缝合。

图10 形状记忆高分子外科手术缝合线

SMP还可以用于药物释放装置，具体的药物释放过程，如图11所示，在超声波的作用下，材料受热温度高于自身的玻璃化转变温度，发生形状恢复且使置于SMP中的药物在生物体中进行扩散，一旦停止超声，药物释放停止。

图11 聚焦超声控制物释放

3.3 形状记忆高分子材料在纺织领域的应用

SMP因具有良好的形状记忆特性而被广泛应用于湿度感应织物，抗皱织物，防水透气织物，调温织物的制备。

日本三菱公司用形状记忆聚氨酯生产的高防水透气涂层织物不仅具有防水透气的作用，而且还可以通过体温控制透（湿）气性，达到调节体温的作用。图12是未经SMP处理的传统织物纤维与经过SMP处理的织物的对比图。经过SMP处理后的织物在25次的水洗烘干后依旧保持纤维纹理清晰,说明SMP织物具有良好的抗皱定型性能。

图12 经过FGM处理与未经FGM处理的羊毛织物纹理

3.4 形状记忆高分子材料在温度及防伪指示领域的应用

基于聚合物的热驱动形状记忆效应可以指示其所经历的温度是否超过限定值及超过多少，达到温度指示的作用。其主要的制备机理是通过特定的预变形操作，使SMP表面的图案可以在预先设定的温度下发生形状恢复而消失（或者出现），从而对所限定的温度进行指示，且指示结果不可逆。这种SMP温度指示标签无需复杂的电路或者机械结构装置、易于实现、大小可调、成本低廉。

3.5 形状记忆高分子材料在微流体混合器领域的应用

微流体混合器是生物医学微机电系统的重要组成部分，主要用于若干股流体细微流束的迅速混合。现有的微流体混合器存在混合时间长、混合效率低、需要高驱动电压、不易集成、加工方法复杂以及成本较高等一系列问题，专利报道了一种SMP流体混合器，可用于微流体混合。其主要结构以SMP为基体，在基体表面分别有储液区、混液区和通道区。储液区通过特定的预变形处理而成，可在预设的温度下发生形状恢复而驱动溶液沿通道流入混液区。此种SMP流体混合器可以通过温度控制实现溶液的顺序混合,是一种无需电路、无需电源、结构简单、成本低廉的新型微流体混合器。

4 形状记忆高分子材料的市场概况

4.1 上游市场概况

4.1.1 形状聚氨酯概况

（1）原材料

聚氨酯为主链含—NHCOO—重复结构单元的一类聚合物 ，英文缩写PU，包括硬质聚氨酯塑料、软质聚氨酯塑料、聚氨酯弹性体等多种形态，并分为热塑性和热固性两大类。

形状记忆聚氨酯由异氰酸酯（单体）与羟基化合物聚合而成，所用原料及其生产公如下：

有机多异氰酸酯，如2,4-TDI，二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI），4,4-MDI三聚体，PAPI，IPDI，HMDI等；聚合多元醇，如聚酯多元醇，聚醚多元醇，聚丁二烯多元醇等；小分子多元醇，如乙二醇，1,4丁二醇，己二醇等。

（2）价格概况

聚氨酯原料普遍经历了2016年四季度到2017年年初的快速上涨，多数在春节前后达到高点，而上半年震荡调整后，5-6月多数已触及年内低点，低价吸引下游积极备货。供方低位去库存成果明显，加之开工率下滑，整体来看市场多数产品行情已在6-7月开始反弹，并于8月再度腾起。8月上半月，国内聚氨酯原料涨涨涨的走势再度引人眼球，几乎每个产品每天的行情都不容错过，部分产品在半个月里已上涨达20%以上，10个重要聚氨酯原料产品在7月31日至8月14日期间其中上涨品种占到了80%，涨幅20%以上的包括4个产品，分别是TDI(25%)、环氧丙烷(21.78%)、纯MDI(21.4%)、软泡聚醚(21%)。

2017年的安全、环保监管可谓史上最严，年内一些传统的下游海绵、保温材料及聚氨酯合成革等3-4月刚需便表现平庸，落后产能部分淘汰，市场需求旺季表现不旺。反倒当前的传统淡季需求虽淡，而聚氨酯原料的行情涨势却异常的火热。推动淡季上涨的主要原因是聚氨酯原料低价位带来了下游备货对库存的快速消耗、是对传统淡季误解下的供应方集中检修或者存在工厂的意外事件，也有些是部分产品亏损压力下的报复性反弹。多数产品来看此阶段如此集中的上涨都有一个共同点——“需求少、供应更少”。

（3）国内主要聚氨酯行业上市公司利润情况

据中商产业研究院整理，2017上半年12家聚氨酯上市公司营收总额达到612.29亿元，同比增长57.1%；净利润总额为70.09亿元，同比增长84.4%（图13）。

2017上半年聚氨酯行业上市公司净利润排行榜中，万华化学排名第一，净利润为48.61亿元，与2016上半年相比，增长71.9%；沧州大化排名第二，净利润为6.56亿元，同比增长103.4%；

图13 2017上半年聚氨酯行业上市公司利润（资料来源： 中国产业研究院）

4.1.2其他形状记忆高分子概况

聚降冰片烯（polynorbornene）、苯乙烯—丁二烯共聚物、反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)、形状记忆聚氨酯、聚酯和交联聚乙烯等，其合成原料EVA、 PE、 PVC 为石油附属产品，价格随原油价格而波动（图14）。

从 2016 年下半年以来，受美元、 大宗商品价格波动以及 OPEC 与非 OPEC 产油国之间首次达成减产协议等因素影响， 2016年下半年美国WTI原油价格已上涨近40%，而布伦特原油价格已上涨近 46%。石油价格的上涨，也带动了EVA、PE、PVC等原材料价格的提升，加剧了生产企业的采购成本。

图14 2011-2017 EVA、PVC和LDPE价格变化？（资料来源： Wind 资讯）

4.1.3 相关公司

4.1.3.1 国内主要公司简介

（1）万华化学（证券代码：600309）

主要从事异氰酸酯、多元醇等全系列产品的研发、生产和销售，是全球最具竞争力的MDI制造商之一，欧洲最大的TDI供应商。另一方面，2015年万华化学成立了聚醚事业部，整合了万华容威聚氨酯有限公司和万华软泡聚醚，建成了国内领先的多元醇生产基地。万华化学也成为形状记忆聚氨酯材料最重要的原料供应商之一。万华聚醚事业部的WANOL系列单体聚醚是以官能度2-8的小分子多元醇为起始剂，与氧化丙烯、氧化乙烯等环氧化合物单体开环均聚或共聚反应合成得到的聚醚多元醇。根据羟值、分子量、官能度及应用的不同，WANOL系列单体聚醚产品划分为了硬泡聚醚、CASE聚醚、普通软泡聚醚、高回弹聚醚、特殊聚醚及聚合物多元醇（POP）。

（2）英力特(证券代号:000635)

公司主营业务为电力、热力生产销售，氯碱类和氰胺类产品生产销售。生产规模为年发电量20.5亿千瓦时；年产电石46万吨、聚氯乙烯26万吨（其中：糊状树脂4万吨）、烧碱21万吨、盐酸3.6万吨、石灰氮5万吨、双氰胺1万吨。

（3）氯碱化工(证券代号:600618)

上海氯碱化工股份有限公司制造和销售碱、氯、塑等产品系列，计有26类40余个品种。主要产品均按国际标准组织生产，质量达到当代国际先进水平，其中烧碱的年生产能力达到40万吨、氯乙烯40万吨、聚氯乙烯树脂37万吨、糊状聚氯乙烯树脂6万吨、盐酸25万吨。

（4）沈阳化工（证券代号:000698）

沈阳化工股份有限公司是中国化工集团公司旗下的国有控股上市公司，主业为氯碱化工、石油深加工和化工新材料。公司前身为沈阳化工厂，成立于1938年， 1997年沈阳化工在深交所上市，2005年加入中央企业中国化工集团公司。2011年，公司销售收入突破100亿元。现主要产品有烧碱、聚氯乙烯（PVC）糊树脂、丙烯酸及酯、聚乙烯树脂等，广泛应用于化工、冶金、轻工、纺织、医疗、汽车、电子工业、农业、建筑业等多个领域。

（5）红宝丽（证券代号:002165）

公司是国内聚氨酯产品的主要生产基地,是聚氨酯行业国家重点高新技术企业.公司主营聚氨酯系列产品、异丙醇胺系列产品的研制开发和生产经营以及新型包装材料、国际国内贸易等多元化经营.公司具有年产4万吨聚氨酯类四大系列六十多个不同型号产品、2万吨异丙醇氨系列产品、1千吨高阻隔复合薄膜的生产能力.公司的主产品"红宝丽"牌组合聚醚是广泛用于制备冰箱、冷藏箱、冷藏库、建筑板材、石油管道的新型隔热保温材料,自行研制开发、拥有完全知识产权的环戊烷型无氟组合聚醚,被国家科技部等五部委确认为"国家级重点新产品"、"国家火炬计划项目",国内市场占有率已达35%以上。

（6）神剑股份（证券代号:002361）

公司是一家在化工新材料领域专业从事聚酯树脂系列产品的生产销售的企业.其主要产品有户外型聚酯树脂和混合型聚酯树脂.2007年,公司销量居国内行业第二位,2008年上升为行业第一位.公司产品先后获得安徽省高新技术产品、国家级重点新产品、安徽省名牌产品等荣誉称号,公司商标被认定为安徽省著名商标。

（7）华西股份（证券代号:000936）

公司是化纤行业的龙头企业之一.公司主要产品有涤纶短纤维、精纺呢绒、聚酯产品、热电及汽等,此外还涉足国际贸易,食品饮料等多个热门行业.公司在发展战略上,将以现有主营业务为基础,积极实施突出主营业务的多元化经营战略,适时收购兼并资本经营,目标是将公司打造成行业内领先的一流企业.此外公司还参股多家金融类公司股权,江苏银行,华泰证券等都纳入囊中.2010年,公司共获8项专利证书,其中发明专利3项,实用新型专利5项。

（8）沧州大化（证券代号:600230）

沧州大化集团有限责任公司是由中国化工集团控股、沧州市政府参股，以化肥、TDI为主导产品的大型综合性化工企业集团，属国有独资企业。下属6家子分公司（含1家上市公司），主要拥有年产36万吨合成氨、58万吨尿素、15万吨TDI、16万吨烧碱以及浓硝酸、硝酸铵等生产能力。

4.1.3.2 国外主要公司简介

（1）陶氏化学

陶氏（NYSE: DOW）通过材料、聚合物、化学和生物科学，来推动创新和创造价值，全力解决当今世界的诸多重大挑战。陶氏以其一体化、市场驱动型的业务组合，为全球175个国家和地区的客户提供种类繁多的高科技产品和解决方案，应用于包装、基础设施、交通、消费者护理、电子、农业等高速发展的市场。

（2）JSP株式会社

杰斯比塑料(无锡)有限公司株式会社JSP，最初从事PSP（聚苯乙烯纸）事业，后来开发出领先世界的无架桥发泡聚乙烯膜和发泡聚丙烯粒子，开始量化生产，随着业务的持续扩大，后来又发展了住宅隔热用的聚乙烯挤出板事业以及发泡聚丙烯粒子事业。

（3）德国巴斯夫集团

巴斯夫是世界第一位化工企业。主要生产各类化工品，包括增塑剂，塑料，农药，涂料等。在聚合物发泡材料方面，巴斯夫生产的助剂、发泡剂、树脂原料及发泡产品，涵盖了发泡材料各个方面，其中具有代表性的有发泡聚苯乙烯、发泡热塑性聚氨酯及发泡聚丙烯，其技术都属于行业领先水平。

（4）美国杜邦公司

杜邦公司是一家以科研为基础的全球性企业，也是最早进行聚烯烃发泡材料工业化生产的企业之一。聚乙烯发泡的专利最早于1941年由DuPont公司提出，1958年开始生产低发泡倍率泡沫塑料。2014年，杜邦公司宣布，其基于氢氟烯烃(HFO)技术的新型环保发泡剂解决方案取得显著进展，命名为Formacel™1100的发泡剂将突破性地降低发泡剂全球变暖潜能值(GWP)，同时还能提高能源效率，可满足聚氨酯泡沫塑料客户对高能效和低全球变暖潜能值(GWP)解决方案的长期需求。基于HFO-1336mzz的Formacel™1100发泡剂除了具有极低的全球变暖潜能值和零臭氧消耗潜值，有助于全球硬质聚氨酯泡沫保温材料对环境的影响外，还具有卓越的隔热性能，可降低能耗，从而进一步减少温室气体的排放。

（5）科思创聚合物有限公司

科思创聚合物有限公司(前身为拜耳材料科技)，1937年发明聚氨酯，这一特殊的化工产品如今遍布世界的各个角落，从鞋材再到足球，以及冰箱用的保温材料。

（6）巴斯夫

巴斯夫股份有限公司主要商业领域是化学品，塑料，功能性化学品，农用化学品和食用化学品，石油和天然气，是世界领先的苯乙烯聚合物和工程塑料的制造商，应用于各类注塑制品，其聚氨酯产品在全球也有广泛的用户基础。

4.2 下游市场概况

目前，形状记忆高分子材料当中以热收缩管和膜工业产量最大，应用领域最广。

4.2.1 热缩材料

4.2.1.1 热缩材料发展概况和前景

热缩材料热缩材料又称高分子形状记忆材料，是高分子材料与辐射加工技术交叉结合的一种智能型材料，主要是乙烯与醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、 聚乙烯（PE） 、聚氯乙烯（PVC） 等高分子材料。热缩材料的记忆性能可用于制作热收缩管材、膜材和异形材，主要特性是加热收缩包覆在物体外表面，能够起到绝缘、防潮、密封、保护和接续等作用。

1959年，Charlesby与Pinner为美国瑞侃（Raychem）公司申请了第一篇聚乙烯热收缩管的专利权，从而打开了热缩材料这一新型功能材料的新纪元。至今，热缩材料已经发展近60年，但目前市场上尚未出现替代品。

在近60年的发展中，热缩材料功能也在不断的完善，从不耐腐蚀、不耐油到耐腐蚀、耐油；其应用领域越来越高端，消费电子、汽车、高铁、地铁等领域已经成为热缩材料最大的应用领域。

从整体来看世界热缩材料市场仍处于成长阶段，我国也不例外，热缩材料产品未来需求潜力巨大。今年是“十三五”规划开局之年，也是推进供给侧结构性改革的攻坚之年。在此大环境之下，信息产业、新能源产业、高铁式重大装备制造业、生物产业和纳米产业等战略性新兴产业，正在或可能成为中国经济的新引擎。

按照国家“十二五”规划，高速铁路建设将在2015、2020年分别达到1.6万、3万公里的建设里程，按照对热缩材料的预估，高铁热缩材料的市场需求空间在2015年、2020年将分别达到9.3亿、17.5亿。高铁热缩材料主要应用在高铁博格板上，在路轨传递电信号时可以起到绝缘保护的功能，另外电气化机车的电路保护也有用到。

目前中国国内的热缩材料用于汽车制造的市场占比还非常低，只有20%左右，全球80%的市场占比被美国瑞侃与日本住友占据，随着国内在汽车行业认证上的全面通过以及成本上的优势，汽车用热缩套管的市场占比有望进一步提高，目前国内生产的汽车用双壁热缩套管的价格只的20%-50%。按照国内目前对汽车行业的供货情况分析，如果全部换成中国产汽车用热缩套管，平均每台汽车的使用价值大概为100-200元人民币，而使用国外的热缩套管的价格为200-500元。假设中国汽车用热缩套管的市场占有率提高到40%，全球每年7000万台的产量计算，中国汽车用热缩套管的市场空间将会达到42亿左右。

电力类热缩材料主要为电缆附件，其占电网投资的1.3%左右，其市场容量受当年电网投资总额决定，具有一定波动性。目前电力类热缩材料主要用于35KV及以下的中低压电缆配件，而高压电缆配件主要以预制式、冷缩材料为主。预计中低压电缆配件在电缆配件的占比为40%左右，那么按照测算，2015年全国电网投资将达到2.5万亿，其中电缆附件为325亿，中低压电缆附件的市场空间为130亿。

多位市场人士表示，新能源、高铁等领域新兴领域将带动热缩材料快速增长，而这也意味着我国热缩材料行业将迎来新一轮高成长期。

4.2.1.2 相关公司简介

热缩材料作为辐射化工的重要分支领域，国内市场呈现了美国瑞侃、沃尔核材、 长园集团股份有限公司（以下简称“长园集团”） 三足鼎立态势，根据公开数据，沃尔核材、长园集团合计占据了我国中低端市场约 80%的份额，美国瑞侃主要以中高端市场为主。

（1）长园集团（证券代码：600525）

长园集团已经不只是一家热缩材料厂商，而是拥有20家控股子公司、17家高新技术企业和8000余名员工的科技型产业集团。公司业务涵盖了电动汽车相关材料、智能工厂装备、智能电网装备研发、制造与服务等领域

长园电子已成为国内最大的热缩材料供应商，其热缩材料业务已遍布国内和国外市场，并且在电子、汽车和高铁用热缩套管的销量稳居中国第一、世界第二。

（2）美国瑞侃

美国瑞侃是全球最大的热缩材料制造商，主要产品包括热缩套管、通讯电缆附件和热缩电缆附件等，其热缩产品垄断了大部分国际市场。尤其在航空航天和军事领域的应用上，瑞侃具有绝对的竞争优势。

Raychem Corporation 创建于 1957 年，其立足之本是当时的新兴领域——辐射化学技术（因而也被称为 Raychem），依靠该技术，公司创始人与材料专家携手合作，成功研发了很多产品，如航空线缆和热缩套管等。不久之后，Raychem 通过这些核心技术的应用引进了更多产品，包括创新性的电路保护产品（能在电路故障处理完毕后自动重置）。

（3）泰科电子（美股：TEL）

1999 年，AMP 与泰科国际有限公司合并，随后（同年）又并购了 Raychem。这两家电子产业界翘楚为后来泰科电子的发展共同奠定了坚实的基础。

创建于1960年，是全球知名的多元化集团公司，雄踞世界百强前25位，其产品行销全美50个州以及全球100多个国家。泰科国际有限公司（TYCO），财富世界500强企业，是总部位于美国的一家全球性的多元化跨国企业，致力于在消防安全、医疗保健、电子、工程产品与服务四个领域为顾客提供高质量的产品和服务。

（4）沃尔核材（001230）

深圳市沃尔核材股份有限公司（简称：沃尔核材，股票代码：002130）是国家重点支持发展的高新技术企业，专业从事高分子核辐射改性新材料及系列电子、电力新产品和新设备的研发、制造和销售。

公司产品包括：热缩套管、热缩母排、热缩电缆附件、冷缩电缆附件、电缆分支箱、环网柜、高低压开关柜、WQFB全绝缘封闭母线、环保高温硅胶电线、耐高温聚四氟乙烯套管、导体连接管、热缩复合双壁管、硅橡胶管、聚四氟乙烯套管、民用防滑花纹管、无卤环保PE交联电线等2500多种产品，广泛应用于电子、电力、冶金、石化、汽车、高铁、煤矿及航天航空等领域，销售分公司遍及全国40多个大中城市，产品远销欧美、东南亚等60多个国家和地区，其质量稳定、性能可靠，已形成沃尔品牌效应.

（5）日本住友

日本住友电气工业株式会社(Sumitomo Electric Industries)创立于1897年，是世界上最著名的通信厂商之一。其光纤光缆产销量多年来一直名列世界前列，年产值约30亿美元。住友电工在世界各国设有200多家子公司，在中国设有近10家分支机构。

具有400年悠久历史的住友家族的炼铜事业，奠定了住友电工电线电缆生产事业的基础，住友电工把在制造电线的过程中开发积累的技术交叉融合，开拓出多种多样的事业，向社会推出一个又一个具有独创性的新产品。

4.2.2 防伪标签材料

SMP在特定温度下发生形貌变化的特性也可用于防伪指示领域，已经推出的SMP防伪标签产品主要的技术在于单层次防伪指示,即图案变化仅限于对一个温度做出响应。

（1）广州市曼博瑞材料科技有限公司

曼博瑞是形状记忆防伪全球唯一制造商，技术团队拥有近十二年形状记忆防伪标签研发经验，已申报8项国家专利（其中6项发明专利和2项实用新型专利均已获得授权），4项PCT国际专利，形成了自主知识产权和有效的专利保护。该技术在国家科技部立项，并获得国家科技部创新基金的资助。除了自主研发，曼博瑞还注重与同技术领域科研机构的交流与合作，目前与中科院、华南理工大学、中山大学等多家科研单位建立了长期的合作关系，为曼博瑞的防伪技术创新提供了有效的技术支持和保障。

曼博瑞拥有全球唯一的一条形状记忆防伪标签生产线，建立了完整的质量管理体系，通过了ISO9001:2008质量管理体系认证，可为客户提供高品质的形状记忆防伪标签

5 形状记忆高分子材料的研究趋势

5.1 国内外专利文献分析

在专利方面，国内从1985年开始研究至今，关于“形状记忆高分子”申请了近150件专利，且从2000年开始在快速的增长（图15）。国外关于“shape memory polymer”申请了近700件专利，其中申请量剧增时间明显比我国国内早5年左右，且在2013年左右达到阶段性顶点（图16）。

图15 1985-2017形状记忆高分子国内专利申请情况

图16 1985-2017形状记忆高分子国内专利申请情况（来源：知网）

在文献方面，目前国内发表了近500（包括130篇左右硕博论文，250篇期刊文献等）篇关于“形状记忆高分子”的文献（图17），而在外文期刊上发表了近800篇关于“shape memory polymer”的文献，且均是从2000开始逐年剧增，并在近两年达到一个顶点（图18）。

图17 1960-2016形状记忆高分子国内论文发表情况

图18 1960-2016shape memory polymer国外论文发表情况（资料来源： 知网

其中研究人员主要包括Hossein Ali Khonakda、Andreas Lendlein、朱光明（西北工业大学）、冷劲松（哈尔滨工业大学）、胡金莲（香港理工大学）、黄为民（新加坡南洋理工）等，如图19、20所示：

图19 1960-2016形状记忆高分子国内主要研究者

图20 1960-2016shape memory polymer国外主要研究者（含国内）（资料来

此外，国内外关于“形状记忆水凝胶”的专利非常少，可见主要还处于研发阶段，距离应用还有一段距离。

5.2 形状记忆高分子材料的研究趋势

与普通树脂相比，形状记忆高分子因具有特殊的多相结构，其加工性能差 ，价格也比较贵，综合性能还不够理想，材料的强度，耐热性，耐久性和耐候性等尚有待提高，同时存在形状恢复不完全或者恢复精度低等问题。

随着形状记忆高分子材料研究技术的发展，研究方向主要在以下几个方向进行：

（1）进一步改进高分子材料的性能，降低成本；

（2）在保持形状记忆功能的前提下，充分运用分子设计和材料的改性技术，提高SMP的综合性能；

（3）将成本较高的形状记忆树脂与价廉的通用树枝共混，开发兼具有多重效果的新型形状记忆高分子材料，或者将通用的工程树脂开发为形状记忆树脂，使其机油工程技术性能，又有特异形状记忆功能；

（4）把高温测和低温侧的单项记忆性巧妙地组织起来，开发双向形状记忆树脂以及多重可逆性形状记忆复合材料。

形状记忆高分子作为一种新型的功能性高分子材料，将在纺织、服装、日用品及生物医药领域广泛应用，其经济效益和社会效益可期，我们期待着形状记忆高分子材料真正走进千家万户，创造更舒适，更便捷的生活。

想要知道电网设备相关的上市公司吗？这篇文章带你初步了解

电网设备一般可以分为三大类 ；一次设备、二次设备、工业自动化控制设备。

一次设备；直接用于生产、输送和分配电能的生产过程的高压电能设备

一次设备通常是以机电设备为主的硬件，直接用于生产、输送和分配电能过程的电气设备。

包括1）发电类：发电机；2）变电类：变压器；3）开关类：断路器、隔离开关、接触器、G是；4）补偿类：电抗器、电容器；5）线材类：线缆、吉尔等

图片来源：《一次设备龙头，兼具成长性》英大证券研报截图

二次设备；一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电能设备

二次设备偏软件为主（通常嵌入到硬件里），技术壁垒、盈利能力高于一次设备。

包括监控系统、继电保护、调度系统、仪器仪表等。

电力系统分为；发电→输电→变电→配电→用电，五大环节。

图片来源；《深耕海外，转型系统方案解决商，乘风再起航》新时代证券研报截图

按照申万三级可以分为；输变电设备、配电设备、电网自动化设备、电工仪器仪表、线缆部件以及其他。

5个板块按照平均毛利率排序的话分别依次为；

电工仪器仪表 （平均销售毛利率；32.88）> 电网自动化设备 （29.10） > 输变电设备 （ 24.98） > 配电设备 （22.86） > 线缆部件以及其他 （15.78）

知识小课堂

2018年开始，首轮建设的智能电表开始进入更换的高峰期，国网智能电表招标总额整体处于上升通道。2020年第二批招标开始，国网开始全面实行698-红外46规格的智能电表

2021年10月26日国务院正式印发《2030年前碳达峰行动方案》，方案中明确提出2025年我国非化石能源消费比重达到20%左右，单位国内生产总值能源消耗较2020年下降13.5%，单位国内生产总值二氧化碳排放较2020年下降18% ；2030年非化石能源消费比重达到25%左右，单位国内生产总值二氧化碳排放较2005年下降65%以上。电力领域是我国碳排放的重要来源，根据中电联的统计，2021年火电在全国发电量中的占比仍高达67%

继电器是一种自动开关元器件，起电路控制保护作用 ，

继电器行业的上游为各种金属原材料（主要为铜、银和铁）、塑胶材料、成品五金零件、注塑件和触点，以及其它相关原材料和零配件的制造业；下游为家电、通信设备、汽车制造、电力保护、军工装备、医疗器械、新能源应用等领域

2019年这三类领域消费继电器按金额及数量分别占电磁继电器总消费量的62.0%和78.6%

图片来源；《全球继电器行业领先者，工匠精神引领高质量增长》国联证券研报截图

特高压项目投资中土建和线路铁塔投资大约占总投资额65%，设备投资占比35%；在直流特高压项目中换流阀占成本10%

图片来源；《迎接智能电网浪潮，发力网外新方向》东北证券研报截图

多晶硅硅料五寡头格局稳固。2020年疫情影响下，硅料价格持续下跌，小厂商亏损严重逐渐退出竞争，行业形成保利协鑫、通威、新特、大全新能源、东方希望五家寡头垄断格局。

图片来源；《硅料煤炭"丰收年"，传统主业稳健向上》东吴证券研报截图

图片来源：《碳中和"+"新基建"加码，能源解决方案龙头再起航》光大证券研报截图

220千伏以上监控&保护类二次设备仍以国电南瑞、许继电气、四方股份等头部二次设备企业为主、格局稳定

图片来源：《网内新常态、网外再扩张，平台生态助长跑》东吴证券研报截图

充电桩的成本构成主要包括充电模块、滤波设备、电池维护设备、监控设备等。

其中，充电模块成本占比达到50%左右 。对于充电站，除了充电桩的成本，还包括强电设备如变压器、配电柜、电缆等，以及土建成本。据智研咨询研究，一座30×60千瓦的充电站，充电机成本占比约为31%。

图片来源；《政策加码，充电运营龙头加速成长》东北证券研报截图

"新基建"指发力于科技端的基础设施建设，主要包括七大领域：5G基建、特高压、城际高速铁路和城际轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能和工业互联网

图片来源‘《领军新基建 受益特高压》申万宏源证券研报截图

我国GIS领域，早年是平高电气、中国西电、新东北电气三分天下的格局，三家均具有生产1100千维的能力。2016年，山东电工也进入该领域。

图片来源：《特高压GIS龙头，配网板块协同发展》海通证券研报截图

2020年国内低电压器市场份额排名

图片来源；格物致胜，招商证券研报截图

按16年配网总投资3400亿进行估算，其中约70%用做中低压配电网建设，考虑到工程规划建设物资采购等环节和线路设备等分类，

我们估算我国中低压配网设备年投资额约为850亿元，其中配变、环网柜、配电自动化市场分别为360亿、100亿和85亿

图片来源；《配网电力设备优势企业,布局能源服务》民生证券研报截图

线缆是仅次于汽车制造业的第二大配套产业。

电线电缆是国民经济的"动脉"与"神经"，线缆是国民经济重要的配套行业，也是仅次于汽车制造业的第二大机械电工产业，年市场规模超万亿，占据我国电工行业四分之一的产值

随着对新能源投资加快，2019年后我国线缆行业开始缓慢复苏，2021我国线缆产品销售收入为11154亿元，同比提升3.6%，线缆行业规模全球第一

图片来源；《充电迎爆发,电缆迎新机》中金公司研报截图

扁电磁线成为驱动电机首选，已是国内外各大主机厂共识

我国海缆行业呈现寡头竞争格局，根据中商情报网显示，第一梯队的中天科技、东方电缆和亨通光电占据市场接近90%的份额

海上风电产业链上中下游分别为风电机组及辅助设备、风电施工和运营。

上游风电机组主要由叶片、塔筒、轴承、齿轮箱、电控系统等构成，辅助设备主要包括风电基础、海缆和海陆升压站；中游为海上风电施工，细分为风机吊装、海缆敷设等；

下游为风电运营，主体是大型国央企和发电企业

图片来源：《卡位线缆龙头，发掘光储蓝海》西南证券研报截图

从海上风电的初始投资成本来看，2020年，海上风电项目在硬件方面主要由风电机组、风塔及基桩、海缆三部分组成

投资主要由风机机组、相关电气设备(升压、换流)、建设安装费用、海缆费用及其他费用构成，占比分别为45%、5%、35%、8%和7%

图片来源：《卡位线缆龙头，发掘光储蓝海》西南证券研报截图

根据用途，我国的电线电缆产品主要分为电力电缆、电气装备电缆、导线（裸电线）、绕组线、通信电缆、附件等五大类。

其中，截止至2021年，电力电缆应用范围最为广泛，市场规模占比最大，高达39%； 电气装备用电缆市场规模占比为22%，导线（裸电线）、绕组线、通信电缆、附件的占比分别为15%、13%、8%、3%

图片来源：《光纤光缆行业回暖受益，海洋业务景气度持续高企》东吴证券研报截图

输变电设备；

华明装备、特变电工、融钰集团分别是毛利率前三的上市公司，毛利率均在37个点以上。

输变电设备股票以及按毛利率降序排序

配电设备；

泰永长征、良信股份、广电电气分别是毛利率前三的上市公司，毛利率均在30个点以上。

配电设备股票以及按毛利率降序排序

电网自动化设备；

申吴科技、中元股份、泽宇智能分别是毛利率前三的上市公司，毛利率均在46个点以上。

电网自动化设备股票以及按毛利率降序排序

电工仪器仪表；

安科瑞、炬华科技、华盛昌分别是毛利率前三的上市公司，毛利率均在36个点以上。

电工仪器仪表股票以及按毛利率降序排序

线缆部件以及其他；

安靠智电、长缆科技、大连电瓷分别是毛利率前三的上市公司，毛利率均在35以上。

线缆部件以及其他股票以及按毛利率降序排序

电工仪器仪表

海兴电力

国内电表迎更换周期，行业增长确定性高智能电表是智能电网建设的关键终端产品之一

公司是国内自主品牌智能电表产品出口最早、出口额最大的企业，为巴西智能电表第一大供应商。2021年海外收入16.27亿元，营收占比达61.2%

智能电表行业参与企业数量较多集中度低，海兴位列第二梯队。

在国家电网历次招标中，各家市场的市占率趋于稳定，三星医疗、东方威斯顿、许继电气、炬华科技位于第一梯队， 市占率维持在3%-5%左右。行业CR5=20%，CR10=35%，参与企业数量众多，行业竞争较为充分。其中海兴电力市占率为3.02%

图片来源；《国内电表迎新周期，新型电力建设拓增量》浙商证券研报截图

变压器、开关柜等为配网侧核心一次设备，市场竞争较为分散，CR10均不超50%

图片来源；《国内电表迎新周期，新型电力建设拓增量》浙商证券研报截图

2021年国网六批招标份额中，变电站二次设备中南瑞及其子公司继保合计份额占到保护、监控市场40%的份额。

图片来源；《:国内电表迎新周期，新型电力建设拓增量》浙商证券研报截图

科陆电子

公司主要以能源的发、配、用、储产品业务为核心，从事智能电网、新能源及综合能源服务三大业务。

智能电网板块业务是公司的核心基础；新能源业务主要包括储能业务、新能源汽车充电及运营业务。同时通过综合能源（电、冷、热、气）为客户提供综合服务（节能、储能、多能互补、能源保障、能源增值等）

营收结构方面， 公司营收主要来源为智能电网、综合能源管理及服务以及储能业务产品，2021年营收结构占比分别76.6%、9.8%和7.3%。

图片来源；《储能行业高景气，美的入主助力发展新阶》东亚前海只证券研报截图

炬华科技

公司以物联网系统带动智能电表、智能水表、智能电气、能源云边路由器、物联网传感器等物联网远程终端为核心业务，推动物联网产品和服务在公共能源水、电、气、热领域的应用，进一步构建物联网终端与大数据、云计算的融合应用，公司从产品销售商升级为综合能源解决方案服务商。

智能电力终端及系统涵盖电力监控终端设备、电气安全终端设备、服务平台软件；智能流量仪表及系统涵盖智能水表、智慧水务管理服务平台；智能配用电产品及系统涵盖电动汽车充电桩及系统、谐波治理设备、智能电气；物联网传感器及配件主要包含物联网传感器和壳体配件。2020年，上述各板块营收占比分别为80.9%、8.6%、1.8%、5.3%、1.5%

图片来源；《智能电表周期向上，能耗管理系统迎碳中和风口》光大证券研报截图

安科瑞

公司是国内领先的企业微电网能效管理系统和用电安全解决方案提供商2021年开始公司营收主要由三部分组成：企业微电网产品和系统、电量传感器和其他。2021年公司营收中企业微电网产品和系统合计占比为90.36%，包括电力监控及变电站综合监控产品及系统、能效管理产品及系统、消防及用电安全产品及系统和企业微电网其他产品及系统四部分。其中电力监控及变电站综合监控产品及系统营收占比最高，达41.20%，销售收入同比增长34.12%。2021年公司电量传感器营收占比8.62%，

图片来源；《电力交易市场落地，企业微电网系统迎来新机遇》东方证券研报截图

电网自动化设备

宏发股份

2018年公司实现继电器市场份额全球第一并维持至今。公司目前已经拥有通信继电器、功率继电器、电力继电器、汽车继电器、密封继电器、工业继电器六大类主要产品，

公司通过内生+外延覆盖了继电器主要下游领域，目前全球份额14%位居第一

图片来源；《全球继电器行业领先者，工匠精神引领高质量增长》国联证券研报截图

图片来源；《全球继电器龙头，勇攀新高峰》民生证券研报截图

宏发深耕11年，2021年高压直流继电器业务市占率已达36%、位居全球第一

图片来源；《高压直流破茧化蝶，传统继电器跨越周期》东吴证券研报截图

从公司产品布局来看，依据产品不同生命周期，公司建立起了多元化梯队式的产品线布局，如高压直流继电器、低压电器等传统继电器之外领域的成功是未来重要的增长空间：

成熟期业务主要包括功率、工控、传统汽车和电力等领域继电器，其中功率继电器业务积极开拓了智能家电、风光新能源市场，中长期有望再上台阶

成长期业务包括高压直流和低压电器，高压直流继电器2021年实现新突破，年发货量达到14.6亿元，全球份额提升至36%。

导入期业务主要包括密封继电器、电容器、连接器、传感器、电流互感器、灭弧室、固态继电器、真空泵及电磁阀等，导入期业务对应百亿市场空间，是公司未来重要的增长极。2020年和2021年孵化业务的收入分别达到3.5、5.03亿元，同比增长43%、44%

图片来源；《全球继电器行业领先者，工匠精神引领高质量增长》国联证券研报截图

国电南瑞

公司主营业务为电网调度自动化、变电站自动化、火电厂及工业控制自动化产品研究、开发、销售等，公司目前是以能源电力智能化为核心的能源互联网整体方案提供商，也是我国能源电力及工业控制领域卓越的我T企业和电力智能化领军企业

南瑞拥有完整的用电信息采集系统产品阵列，市占率国内第一，国电南瑞是国网体系内充电设施的核心供应商之一，在国网充电设备招标中市占率在15%左右，居第一位

主站系统绝对优势，信通技术巩固龙头优势。从市场格局看，南瑞是国内主站系统的绝对龙头，配网主站市占率超4成、配网子站市占率超9成，接近垄断地位，而配网主站的毛利率可达40%以上，是板块利润的重要来源。终端市场整体规模不大（10-20亿/年），参与者多，南瑞市占率领先，份额在10%左右。

南瑞继保是全球第四大继电保护生产厂商，高压继保市占率5成在国网集中招标中，南瑞在220千伏以上的高压继电保护设备中份额达到50%左右

图片来源；《迎接智能电网浪潮，发力网外新方向》东北证券研报截图

公司在变电保护类设备中的份额约为56.5%，在变电监控类设备中的份额约为40.5%

图片来源；《迎接智能电网浪潮，发力网外新方向》东北证券研报截图

从2020年国网信息化项目中标结果看，公司在信息化服务类中标份额为48.94%，在信息化硬件的中标份额为47.35%；2021年前两次的数字化招标中，公司服务类项目份额28.83%，硬件类中标份额40.11%。从中标格局上看，信息化数字化招标呈现南瑞集团和信产集团双寡头格局

图片来源；《迎接智能电网浪潮，发力网外新方向》东北证券研报截图

图片来源；《迎接智能电网浪潮，发力网外新方向》东北证券研报截图

特高压项目投资中土建和线路铁塔投资大约占总投资额65%，设备投资占比35%；在直流特高压项目中换流阀占成本10%，国电南瑞市占率50%，保护设备市占率52.9%

图片来源；《迎接智能电网浪潮，发力网外新方向》东北证券研报截图

图片来源；《迎接智能电网浪潮，发力网外新方向》东北证券研报截图

红相股份

业务覆盖电力、军工和铁路轨交三大领域，母公司及各子公司主营不同。

公司主营电力、军工、铁路与轨道交通三大类业务，电力领域，业务包括电力状态检测、监测产品等，客户包括国家电网、铁路供电系统等，经营主体包括母公司和子公司涵普电力；

军工领域，产品包括射频/微波器件、组件、子系统及其混合集成电路模块和红外热成像系统，客户包括军工科研院所、军事装备生产企业等，相关子公司有星波通信和成都鼎屹，在上海志良并购完成后，公司军工业务将拓展至电子对抗领域；铁路与轨道交通领域，主要产品为铁路牵引变压器，客户包括铁路局、中国铁建等，相关子公司有银川卧龙

电力设备为公司支柱业务， 军工毛利贡献提升。一直以来，公司以电力设备状态检测、检测产品为核心业务，业务所实现营业收入占比和毛利润占比均为最多，2017年公司新增铁路与轨道交通牵引供电装备以及军工电子两大类主营业务。其中，军工电子业务增长较快，毛利较高，毛利贡献由2018年的12.67%提升至2019年的14.58%

图片来源；《军工新秀崛起,价值重估将至》中信证券研报截图

公司整体盈利能力较强，分业务毛利率基本优于可比公司。受益于高壁垒和定制化服务，公司整体盈利能力较强，净利率保持在18%~26%之间。公司电力设备产品毛利率达45%-60%，比同类产品高15%左右；公司轨交产品毛利率相对较低，仅为20%~35%；公司军工电子产品近两年毛利率较高，远超亚光科技同类产品

图片来源；《军工新秀崛起，价值重估将至》中信证券研报截图

许继电气

公司是国网直属单位，公司聚焦特高压、智能电网、新能源、电动汽车充换电、轨道交通及工业智能化五大核心业务，

拓展综合能源服务、智能制造、智能运检、先进储能、特殊特种行业全电化等五类新兴业务。

产品主要分为智能变配电系统、直流输电系统、智能中压供用电设备、智能电表、电动汽车智能充换电系统、特快专递加工服务等，完整覆盖一二次设备，广泛应用于电力系统各个环节，产业链完备，配套能力强。

许继集团（集团中标产品、业务由许继电气提供）在近年已建成特高压直流线路中（晋北-南京、酒泉-湖南、锡盟-泰州、上海庙-山东、扎鲁特-青州、滇西北-广东、溪洛渡-金华、宁东-浙江），换流阀市占率33%，居第一梯队。直流控制保护系统市占率53%

图片来源；《特高压提速 网内、网外市场比翼齐飞》海通证券研报截图

2019年上半年，智能变配电系统业务板块占总收入43.02%；智能中压供用电设备占总收入21.55%；电动汽车智能充换电系统占比达15.10%。

图片来源；《特高压提速 网内、网外市场比翼齐飞》海通证券研报截图

四方股份

公司主营业务分为四大板块。

2019年公司业务分类调整优化后，公司主要业务分别为输变电保护和自动化系统、发电与企业电力系统、配用电系统以及电力电子应用系统四大板块。

其中输变电保护和自动化系统为公司传统业务，包含继电保护、变电站自动化、输电线路控制保护、调度运检等业务，下游主要客户为国家电网、南方电网等电网公司；

发电与企业电力系统业务主要面向发电领域提供电力保护、智能监控、电气自动化、过程自动化等整体解决方案与服务，下游主要客户为新能源发电企业及工业企业

配用电系统业务主要提供智能配用电相关的产品和服务，下游主要客户为国内外电网公司及大型用电企业；

电力电子应用系统业务主要面向电力、工业等领域提供包括电能质量综合治理、高压直流输电、直流配网成套、高可靠性供电等产品与解决方案，下游主要客户为大型工业企业。

继保业务为公司传统优势领域，2007年公司继电保护及变电站自动化系统业务收入占比为85%，毛利润占比为85%。2019年公司业务结构调整后，输变电保护和自动化系统板块可大致对应原继电保护及变电站自动化系统业务，

2020年公司输变电保护和自动化系统业务收入占比为50%，毛利占比为62%，仍是公司主要收入来源；2020年发电与企业电力系统业务、配用电系统业务及电子电力应用系统业务收入占比分别为23%/17%/10%，毛利润占比分别为25%/6%/6%

图片来源；《:电气与自动化知名企业，新能源带来发展新机遇》西部证券研报截图

图片来源；《:电气与自动化知名企业，新能源带来发展新机遇》西部证券研报截图

20年公司继保产品国网中标占比排名第三累计中标金额达国网集中招标总金额的16%

图片来源；《电气与自动化知名企业，新能源带来发展新机遇》西部证券研报截图

公司2010年涉足词一般事务太阳能薄膜业务，12年即做到"点"上转换效率全国第一。目前做到靶材一致率世界第一，自研中试生产线国产化率95%以上，核心材料全自主研发

输变电设备

特变电工

公司主要业务包括输变电、新能源、传统能源业务三大板块。

1）输变电业务主要包括变压器、电线电缆及其他输变电产品，输变电国际成套E个人电脑业务；

2）新能源业务主要包括多晶硅、逆变器、.SVG等产品的生产与销售，为光伏、风能电站提供设计、建设、调试及运维等全面的能源解决方案，风能、光伏电站的运营；

3）能源业务主要包括煤炭的开采与销售、电力及热力的生产和销售等

公司变压器10几年前就是国内第一，目前已是全球第一

图片来源；《硅料煤炭"丰收年"，传统主业稳健向上》东吴证券研报截图

2020年主营业务收入中，变压器产品占比28%，新能源产业及配套工程占比25%，电线电缆产品占比17%

图片来源；《"碳中和"+"新基建"加码，能源解决方案龙头再起航》光大证券研报截图

2020年疫情影响下，硅料价格持续下跌，小厂商亏损严重逐渐退出竞争，行业形成保利协鑫、通威、新特、大全新能源、东方希望五家寡头垄断格局。 按2021年多晶硅产能测算，公司市占率仅有13%，处于五寡头中较弱地位

图片来源；《硅料煤炭"丰收年"，传统主业稳健向上》东吴证券研报截图

公司为我国变压器龙头，特高压变压器份额高达35%

以中标金额计算，2020年我国交流特高压变压器市场T断续器企业分别为特变电工、中国西电、保变电气，市场份额分别为35%/30%/30%

图片来源；《硅料煤炭"丰收年"，传统主业稳健向上》东吴证券研报截图

中国西电 公司是目前国内最具规模、成套能力最强的输变电设备制造商

输变电装备的唯一央企

图片来源；《一带一路+国企混改"稀缺标的-电力设备丝绸之路》国泰君安证券研报截图

图片来源：《一带一路+国企混改"稀缺标的-电力设备丝绸之路》国泰君安研报截图

思源电气

公司于2004年在深交所上市以来，从电力监测设备单一产品出发，逐步发展出包括高压开关、互感器、电容器、电抗器、变压器、电力电子设备、变电站继电保护&监控系统等一次、二次电力设备全系列产品；同时，开展海外电力工程总包业务近10年，并外延拓展超级电容、汽车电子等新品类

2019年公司高压开关、线圈、无功补偿、二次设备和工程总承包营收占比分别为43%、21%、14%、9%和12%

公司重点瞄准中高压市场，中标市占率相对靠前。

公司电网侧产品主要面向中高压的变电市场，兼有部分输电产品：1）变电：格局相对分散，在国网2021年变电445亿元集采中，思源电气合计中171包、以22.8亿元排名第七，占总金额的5.1%，多数产品市场表现处于第一梯队

图片来源：《网内新常态、网外再扩张，平台生态助长跑》东吴证券研报截图

鉴于思源电气产品品类较多，我们首先将其归为成熟期产品、成长期产品两大类别，后续分别论述两类产品增长逻辑。

⚫成熟期产品：一个是（互感器、断路器、隔离开关、消弧线圈等）、电容器等已经步入成熟期，我们预计"十四五"招标金额增速基本持稳。

⚫成长期产品：G是、变压器、二次设备为早期布局的产品，现在仍处于成长期；干式套管、G伊利诺伊州等产品在导入期阶段，后续同样有望放量

老产品消弧线圈、互感器、电抗器、断路器、隔离开关等先发布局、地位稳固，近满额中标

（消弧线圈、互感器、电抗器）+高压开关（断路器+隔离开关）产品阵列。

这些传统设备先发优势明显，在国网集招中份额稳居前三（2021年国网集招中，互感器/消弧线圈/隔离开关均位列第1，断路器第2），在110千伏以上高电压等级产品中份额更高。

梳理国网公司2018-2019年中标情况，思源电气一次设备市场占有率在行业内处于领先地位。在线圈类产品中，互感器市场占有率22.29%，排名第一；

消弧线圈市场占有率18.86%，排名第三，仅次于河北旭辉和许继电气；

电抗器市场占有率4.66%，排名第七；

电容器市场占有率26.09%，排名第一。

开关类产品中，组合电器市场占有率15.07%，排名第三，其中500千伏组合电器市场占有率仅8.47%，公司组合电器在220千伏及以下市场优势明显；

断路器市场占有率34.48%，排名第一，

其中500千伏断路器市场占有率仅3.7%，公司断路器在220千伏及以下市场优势明显；

隔离开关市场占有率25.46%，排名第一。

除电抗器外，公司生产的一次设备市场占有率均居行业前三，其中互感器、电容器、断路器和隔离开关市占率第一，优势明显。

在开关类设备中，公司在220千伏及以下电压等级市场优势更为显著，说明公司在技术上和渠道上均保持较大优势 。

图片来源：《网内新常态、网外再扩张，平台生态助长跑》东吴证券研报截图

图片来源：《网内新常态、网外再扩张，平台生态助长跑》东吴证券研报截图

图片来源：《网内新常态、网外再扩张，平台生态助长跑》东吴证券研报截图

2021年在国网的中标份额为12.4%，位列前3，仅次于一次设备龙头平高电气和中国西电

图片来源：《网内新常态、网外再扩张，平台生态助长跑》东吴证券研报截图

南网招标体系相对更市场化，非电网系第三方具备竞争优势。

公司2021年在南网中标共计13包、以3.1亿元总中标金额位列第2。

其中，110/500千伏半封闭紧凑式组合开关电器（人机界面）分别中标578/1966万元，110/220千伏地理信息系统分别中标1.3/1.6亿元。

图片来源：《网内新常态、网外再扩张，平台生态助长跑》东吴证券研报截图

2009年"智能电网"建设时代开启，公司设立思源弘瑞自动化，2021年智能设备板块（二次设备+油色谱在线监测系统）营收已达8.85亿元。

产品主要应用于国网110千伏及以下市场，220千伏以上监控&保护类二次设备仍以国电南瑞、许继电气、四方股份等头部二次设备企业为主、格局稳定

图片来源：《网内新常态、网外再扩张，平台生态助长跑》东吴证券研报截图

1.一次设备实力强于二次设备，2.一次设备重点布局中高压，3.开关类产品占比最大，4.线圈类产品是传统强项，5.无功补偿类产品实力最强，6.二次设备未有显著突破

图片来源；《一次设备龙头，兼具成长性》英大证券研报截图

特锐德

公司2020年公共充电桩保有量达20.7万台、市占率25.7%，累计充电量达27.1亿度、市占率38.4%，规模和充电量份额继续保持国内第一

图片来源；《政策加码，充电运营龙头加速成长》东北证券研报截图

电力设备收入维持稳定，新能源汽车及充电业务占比持续提升。 2019年电力设备业务营收45.58亿元，同比增长2.69%，占总营收48.91%；毛利润12.17亿元，比去年同期增长15.03%。

新能源汽车充电生态网业务实现营业总收入21.81亿元，比去年同期增长48.87%，占总营收32.26%；；毛利润5.70亿元，比去年同期增长82.54%。

目前电力设备业务处于平稳发展状态，预计保持10-15%中速增长，而充电运营业务继续保持高速增长，预计未来其营收占比会持续提升，成为公司新的经营重心。

图片来源；《政策加码，充电运营龙头加速成长》东北证券研报截图

平高电气

公司核心业务为高压开关业务、配电网开关业务、国内外电力工程总承包业务、开关产品运维检修业务。公司通过整合集团资产，形成覆盖特高压、超高压、高压、中压的完整开关及配套零部件产业链

我国GIS领域，早年是平高电气、中国西电、新东北电气三分天下的格局，三家均具有生产1100千维的能力。2016年，山东电工也进入该领域。

公司作为国内GlS是领军企业之一，研发实力雄厚，技术创新能力强。从已招标的特高压交流线路统计结果来看，公司GIS领域市占率在40%-45%左右。

图片来源：《特高压GIS龙头，配网板块协同发展》海通证券研报截图

公司早期收入、利润大部分系封闭组合电器产品贡献。在2005-2015期间，公司的主要产品为封闭组合电器、高压隔离开关及接地开关、敞开式六氟化硫断路器等。公司主要收入、利润系封闭组合电器产品贡献，2015年占公司收入的78.29%、占公司利润的86.12%

图片来源；《领军新基建 受益特高压》申万宏源证券研报截图

图片来源；《领军新基建 受益特高压》申万宏源证券研报截图

在2016年非公开发行完成之后，封闭组合电器等产品的营收占比下降，因而公司调整主要产品分类为高压板块、中低压及配网板块等。

2016-2018年公司不同产品的营业收入占比（单位：%）

图片来源；《领军新基建 受益特高压》申万宏源研报截图

图片来源：《领军新基建 受益特高压》申万宏源证券研报截图

长园集团

公司经历高速发展，目前主要从事智能电网设备研发、智能工厂装备、电动汽车相关材料及其他功能材料等业务，并在多个领域成为世界或国内龙头

公司已成为国内最大的热缩材料供应商，电子、汽车和高铁用热缩套管销量稳居中国第一、世界第二

公司在数控裁剪设备行业市占率70%以上，连续8年位列行业第一

望变电气 公司取向硅钢产量排名全国第三，民营生产企业中产量排名第一， 公司聚焦输配电及控制设备、取向硅钢两大领域，为国内唯一打通取向硅钢到变压器生产链条企业，协同优势凸显。

图片来源：《取向硅钢民营龙头，一体化产业链尽享优势》西南证券研报截图

2021年公司配电及控制设备、取向硅钢营收分别为8.45/10.23亿元，营收占比分别为43.7%/52.9%。

图片来源；《双碳驱动需求升级，取向硅钢民企龙头加速扩张》国金证券研报截图

华明装备

华明装备是国内变压器分接开关龙头企业，主要从事分接开关及其输变电设备的研发、制造、销售和服务。

是目前国内唯一掌握特高压分接开关制造技术的企业

2019年完成收购长征电气后国内35千伏以上变压器有载分接开关市场份额超过90%，全球范围内则位列第二

华明装备是国内分接开关细分市场的领军企业，出货量稳居国内第一、世界第二，在国内500千伏以下的市场竞争中具有显著领先地位，但在500千伏及以上尤其是特高压的相关市场目前仍然以进口产品为主，公司产品的相对占有率较低

当前电力设备业务为公司的发展基石，2021年营收占比达到77%，毛利占比超过90%，电力工程与数控设备业务占比则相对较小

图片来源；《受益新型电力系统建设，分接开关龙头成长加速》安信证券研报截图

双杰电气

经过近二十年的发展，双杰电气现已形成"智能输配电设备+综合能源服务"的业务布局

2015年以来公司主要产品12kV环网柜始终保持行业前列，2019年市场份额排名第一

图片来源；《迎接电力物联时代,配用电龙头多点开花》国海证券研报截图

宝光股份

从目前总体收入来看，灭弧室和固封产品占总共收入比例达65%左右。"宝光"牌系列主要产品市场占有率常年稳居国内第一，其中真空灭弧室产品国内市占率保持在30%以上，

图片来源；《真空灭弧室底盘扎实，多元化布局储能及氢能》东北证券研报截图

图片来源；《真空灭弧室底盘扎实，多元化布局储能及氢能》东北证券研报截图

配电设备

天正电气

自1999年成立以来，天正电气始终专注于配电电器、控制电器、终端电器等低压电器产品的研发、生产和销售。公司拥有全品类、多层次的低压电器产品线，下游主要应用于电力、建筑、通讯、新能源、工业等行业

传统业务收入结构稳定，高毛利的配电电器等产品有望提升。随着公司行业直销占比提升，其配电电器、终端电器尤其是其高端产品系列的营收占比将随之提高，业务结构有所优化

图片来源；《低压电器领先企业，"直销+经销"双轮驱动高增长》东吴证券研报截图

低压电器厂商共分成三大梯队，

第一梯队是由施耐德（行业领导者）、断续器等外资所主导，主攻高端市场（专用型产品），根据前瞻产业研究院数据，高端市场占低压电器市场的20%。

第二梯队为技术跟进者，包括良信、正泰、天正、常熟开关等内资企业，主打中高端市场（包括专用及通用型产品），占据整体市场的30%。该类公司研发能力较强，技术持续跟进，产品相较外资更具性价比。

第三梯队企业占50%，研发能力低，以低价竞争策略为主，产品同质化程度高。

图片来源；《低压电器领先企业，"直销+经销"双轮驱动高增长》东吴证券研报截图

图片来源；《直销定制与分销渠道均成效显著,有望保持快速增长》招商证券研报截图

正泰电器

低压电器+光伏新能源"双主业格局形成。

毛利分析：低压电器和光伏为主要利润来源，占比接近98%

在低压电器业务层面，公司主要从事配电电器、终端电器、控制电器、电源电器、电子电器、建筑电器和仪器仪表、自动化控制系统的研发、生产和销售。

在光伏新能源业务层面，公司以旗下全资子公司正泰新能源为平台，深耕光伏组件及电池片制造，光伏电站领域的投资、建设、运营，及海外工程总包等业务领域。主要包括太阳能电池、组件的生产和销售、工程总承包工程总包，电站开发、建设、运营、运维，和储能系统、比波普、户用光伏的开发和建设等业务。

从近5年公司各业务营收情况看，低压电器作为第一大业务，营收占比超55%。分产品来看，大部分为终端电器、配电电器、控制电器等贡献。光伏新能源作为第二大业务，营收占比近年来稳步攀升，2020年占比接近43% ，其中电站运营和电池组件制造贡献主要收入。除两大板块以外的其他业务营收占比低于3%，因此公司营收增长主要靠低压电器+光伏驱动。

图片来源；《再论正泰电器投资价值：因为相信，所以看见》安信证券研报截图

从2020年数据来看，国内低压电器企业按体量可分为六个级别。

第一级为100-150亿企业，包含施耐德及正泰，二者均在建筑行业占据较大份额。在细分领域中，施耐德优势行业是基础设施、工业及工业代工，正泰电器则偏向更多行业并行发展。

第二级为50亿级别，包含德力西和断续器。

第三级为20-30亿级别，分别为西门子、良信、天正、常熟开关。

第四级为10亿级，主要包含上海人民

图片来源；《国内低压电器行业龙头，光伏板块借势起航》海通证券研报截图

整县推进叠加双品牌战略有望助力公司市占率进一步提升，巩固龙头地位。国内户用光伏市场竞争格局分散，2021H1断续器仅37%，小型安装商和渠道商仍占据一定份额。

图片来源；《整县推进迎新机遇，户用龙头估值有望重塑》天风证券研报截图

众业达

公司主营业务为通过自有的销售网络分销签约供应商的工业电气元器件产品，以及进行系统集成产品和成套制造产品的生产和销售

分产品看，2021年公司核心业务为低压电气产品分销，占营业收入的66.79%，

其次为工控产品分销和中压电气产品分销，分别占营业收入的23.08%和8.16%。

系统集成产品和成套制造业务对营收的直接贡献较小，占比仅为1.14%

图片来源；《有望加速发展的电气分销行业龙头》国海证券研报截图

三星医疗

公司主营智能配用电和医疗服务

分业务来看，公司主要收入由智能配用电业务贡献，2021年收入占比为77%，医疗服务业务稳定增长，由2015年的4.9亿元提升至2021年的13.7亿元，复合增长率为18.9%

图片来源；《传统电力业务稳扎稳打，康复业务大有可为》华西证券研报截图

公司在电表行业排第三，目前处于市场第一梯队，常年占据市场份额的3%-5%左右

图片来源；《电表业务稳定推进，康复连锁龙头乘势发展》民生证券研报截图

良信股份

公司成立于1999年，创立之初便瞄准低压电器行业客户市场，目前已具备完善的低压电器产品线，性能指标位居行业第一梯队

公司营收结构较稳定，三大主要产品均稳步增长。公司主营产品均保持快速增长，2021年公司配电、终端和控制电器同比分别增长44%、15%和59%，销售结构占比分别为51%、34%和9%。毛利率方面，终端电器毛利率维持在40%以上水平，配电电器2021年毛利率下滑主要系上游大宗商品涨价影响

图片来源；《勇立潮头，奋楫者先》民生证券研报截图

2011年以来，地产都为公司最大营收来源，2012年营收占比40.1%、2017年营收占比45%。从细分行业看，地产营收占比始终排第一

图片来源；《良玉不琢，信以为本》天风证券研报截图

线缆部件以及其他

中天科技

中天科技集团成立于1992年，成立初始专注于信息通信领域、开发生产通信光缆，并逐步覆盖海洋经济、光通信及网络、智能电网建设、新能源、铜产品五大产业。

公司作为海缆龙头，市占率约40%，多年稳居第一。海缆业务壁垒较高，公司技术领先，是市场上唯二做出500千伏交直流海缆的公司

行业市场集中度较小，特高压市场玩家稀少。2020年，宝胜股份线缆营收位居行业第一，达到336.2亿元，市占率为3.1％；其次为远东股份，营收为172.1亿元，市占率为1.6％。CR10的比重仅为11.1%，市场较为分散。同时，特高压市场玩家稀少；能生产1000千伏以上电缆的企业主要是中天科技、亨通光电、宝胜股份等。

图片来源；《卡位线缆龙头，发掘光储蓝海》西南证券研报截图

中国海缆行业公司主要包括中天科技、亨通光电、东方电缆等。根据2018-2020年海缆中标情况，三家企业占据超过80%市场份额，市场集中度较高

图片来源：《卡位线缆龙头，发掘光储蓝海》西南证券研报截图

截止2020年末，中天科技参与了中国特高压全部工程建设，系中国特高压输电设备的主流供应商；在国网和南网供应占比均达到30%，位列第一。

图片来源：《卡位线缆龙头，发掘光储蓝海》西南证券研报截图

亨通光电

公司作为海缆龙头，形成了从海底电缆研发制造、运输、嵌岩打桩、一体化打桩、风机安装、敷设到风场运维的海上风电场运营完整产业链，将深度受益于海风发展

公司目前主要形成了"海洋+电网+光通信"几大业务板块，

在海洋业务方面，公司作为国内海缆龙头之一，综合实力强劲，将核心受益于海风行业发展，同时是目前国内唯一具备海洋通信全产业链服务能力的企业，在海底光缆及通信运营方面具备核心竞争力；

在特高压方面，公司已具备目前国际国内最高电压等级的1000千伏交流电和±1100kV 直流的电缆系统电气型式试验的超级试验验证能力，

同时新能源汽车电缆、高压线束及充电产品已经入围、配套奔驰、奥迪、上汽、一汽、零跑等国内外主流主机厂、传统和新兴车企；

在光通信方面，随着光纤光缆行业复苏，及全球光网络的不断升级，公司光纤光缆和高速光模块业务有望长期增长，

2021年智能电网业务占比约为41.5%。公司围绕"海洋强国"建设的发展战略，紧紧把握海洋经济开发机遇期，持续加大对海洋电力通信领域的技术研发与产业布局。2021年，海洋板块营收占比达14%

图片来源：《光电业务双线并进，海洋板块潜力巨大》西南证券研报截图

宝胜股份

公司主营各型电线电缆制造、系统研发及工程化服务，各型电线电缆产品应用范围包括但不限于航空航天、核电、海工、轨道交通、智能装备、数字通信、新能源及超导等高端装备领域。

远东股份

深耕电缆行业37年，围绕电力能源布局新能源电池、智慧机场业务

2021年公司三大板块业务智能缆网、智能电池、智慧机场分别营收181.14/9.96/16.76亿元，同比增长5.24%/33.99%/-4.10%。

2021年线缆板块业务主要包括绿色建筑线缆（营收64.2亿元，占比30.9%）

智能制造线缆（营收59.6亿元，占比28.7%），

智能电网线缆（营收37.3亿元，占比18.0%）；

智能电池业务主要包括锂电池（营收5.4亿元，占比2.59%）、

锂电铜箔（营收4.57亿元，占比2.2%）；

智慧机场业务（营收16.8亿元，占比8.06%）

图片来源；《海缆补齐电缆产业拼图，电池和机场建设业务贡献业绩增量》国联证券研报截图

根据公司公告，2020年公司为中国最大、全球第三的风能电缆供应商（风电机组电缆+塔筒电缆），占供货量的48%以上

精达股份

公司是国内唯一一家销量达20万吨电磁线企业，产品包含漆包铜铝线、汽车电子线和特种导体等于2002年上市，是目前国内规模最大的特种电磁线制造企业，处于全球同行业领先地位，并参与电线电缆行业"十二五"和"十三五"规划相关编制工作

从营业收入构成来看，20年漆包线业务收入达85.3亿，收入占比达68.5%，仍贡献公司主要收入。从各业务毛利率来看，主要的漆包线业务20年毛利率达9.7%，略有下降。汽车电子线是公司第二大业务，20年贡献20.1亿收入，基本维持不变

图片来源；《扁线浪潮席卷，龙头先声夺人》德邦证券研报截图

漆包线其下游应用场景主要包括：家用电器、电力设备、工业电机、汽车、电动工具等。其中，家用电器、电力设备、工业电机合计占比达到82%，是最为主要的下游需求。

图片来源：《扁线浪潮席卷，龙头先声夺人》德邦证券研报截图

漆包线市场市场竞争激烈，集中度很低，公司市占率第一。由于技术门槛低，下游客户分散，长尾效应显著。精达股份市占率第一，达到12%。其次是长城科技（6%），冠城大通（4%），cr3仅为22%

图片来源；《扁线浪潮席卷，龙头先声夺人》德邦证券研报截图

上市可比公司中，精达股份、长城科技和露笑科技专注于电磁线业务。

1）长城科技：漆包线业务占比98.2%，是市场上最纯正的漆包线企业；

2）露笑科技：漆包线业务占比逐年萎缩，目前占比61.8%。其次为光伏发电（20.9%）和发电设备（14.7%）。

3）冠城大通：房地产占比55.8%，漆包线占比41.2%。漆包线业务近10年营收无增长。

4）金杯电工：电磁线仅占15.4%，电气装备用电线38.5%，特种电线电缆26.2%，电力电缆11.8%

精达股份漆包线营收远超过竞争对手，体现出龙头地位。精达股份漆包线营业收入85.2亿，长城科技61.6亿，冠城大通36.6亿，露笑科技17.5亿，金杯电工12.0亿。

图片来源；《扁线浪潮席卷，龙头先声夺人》德邦证券研报截图

万马股份

公司深耕电缆绝缘料的研发与生产近30年，是我国唯一可以批量生产220千伏及以上超净绝缘材料和电缆抗水树绝缘材料的企业，打破了陶氏化学、北欧化工等国外公司的长期垄断，是高压海缆陆缆绝缘料国产替代的绝对龙头，同时电缆高质量发展要求绝缘材料技术迭代加速

高压市场竞争对手稀少

66千伏及以上的高压电缆市场，目前有能力生产的国内企业相对较少，主要依赖进口。

电缆绝缘料领域，

110千伏等级目前仅万马高分子、燕山石化等少数几个厂家可以生产，

220千伏及以上的绝缘料目前仅万马高分子有生产能力。

电缆屏蔽料领域，

110千伏等级屏蔽料目前有江阴海江、万马高分子、苏州双虎、江苏双鑫新材料等少数几家企业可以生产，

220千伏等级的屏蔽料目前仅万马高分子、江苏双鑫有生产线

大连电瓷

公司是国内最早从事线路绝缘子生产制造的企业，在大吨位、高电压等级市场中占有绝对优势，公司输电线路用瓷绝缘子产能、产量位居行业第一，约占30%的比例

公司是国内最大的悬瓷绝缘子生产商，在大吨位、高电压等级市场中占有绝对优势，

公司目前是国内最大的盘形悬式瓷绝缘子制造基地

图片来源；《瓷绝缘子龙头,实控人变更,外延转型预期加强》联讯证券研报截图

东方电缆

公司主营业务中，陆缆系统占营业收入的比重较高，2021年陆缆系统占营业收入的比重为48.43%，

图片来源 ；《深耕海缆领域壁垒高筑，乘海上东风扬帆起航》中银证券研报截图

我国海缆行业呈现寡头竞争格局，根据中商情报网显示，

第一梯队的中天科技、东方电缆和亨通光电占据市场接近90%的份额；

第二梯队的汉缆股份和宝胜股份目前市占率占比较小，通过近几年的扩产及接单，逐步扩大目前市占率，但市占率仍较小；

第三梯队的万达海缆、太阳电缆、起帆电缆目前尚未获得较大市场份额

注；公司介绍与市占率数据排名均来源于各大券商公司研报与公司年报。

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