特種電源是現(xiàn)代工業(yè)的基石之一，其產(chǎn)生的多形態(tài)電能更被作為加工、處理材料的重要方式，是傳統(tǒng)工業(yè)應(yīng)對新時代高質(zhì)量發(fā)展要求、轉(zhuǎn)型高端制造的重要手段。此外，特種電源技術(shù)對大科學(xué)裝置、航空航天等領(lǐng)域的發(fā)展均有不可或缺的領(lǐng)攜作用。
早期特種電源技術(shù)是從交、直流電源技術(shù)衍生、延伸發(fā)展的，20 世紀(jì)中葉，隨著雷達(dá)、加速器、航空航天等新型軍事、科研裝備的發(fā)展，常規(guī)交、直流電源已難以滿足相關(guān)需求，特種電源逐步受到各軍事、科技強(qiáng)國的重視，它需要綜合應(yīng)用電工、電子、材料和計算機(jī)等多種技術(shù)，有些情況下甚至?xí)平骷⒉牧系臉O限參數(shù)，對相關(guān)學(xué)科的技術(shù)進(jìn)步敏感度較高。
特種電源市場涉及諸多領(lǐng)域，整體容量較大、單一領(lǐng)域市場規(guī)模相對有限，要求電源生產(chǎn)商需具備較強(qiáng)的技術(shù)實力、產(chǎn)品定制能力以及快速及時的售后服務(wù)，國外生產(chǎn)企業(yè)受制于成本、服務(wù)響應(yīng)能力的短板，在民航保障、軌道交通、加速器、特種裝備及部分工業(yè)領(lǐng)域已退出國內(nèi)市場，由國內(nèi)企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位；在一些高端特種電源領(lǐng)域，如航空航天、醫(yī)療儀器設(shè)備、半導(dǎo)體等先進(jìn)工業(yè)裝備、前沿研究等領(lǐng)域，國外產(chǎn)品具有先發(fā)優(yōu)勢和經(jīng)驗積累，仍占據(jù)主導(dǎo)地位。
（1）民航保障
民航保障電源用于飛機(jī)的日常測試檢修供電，是機(jī)場、機(jī)庫所必備的保障設(shè)備。使用地面供電設(shè)備替代機(jī)載 APU，能有效降低機(jī)坪噪音、減少污染排放、節(jié)省燃油，已成為民航行業(yè)節(jié)能減排的重要措施和發(fā)展趨勢。
根據(jù)中國民航局?jǐn)?shù)據(jù)，2021 年中國民航客運(yùn)輸量與貨郵運(yùn)輸量實現(xiàn)反彈，同比增長 5.5%、8.2%，未來仍有較大增長空間。同時，2021年中國民航業(yè)固定資產(chǎn)投資總額達(dá)到 1,880.44 億元，同比增長 15.54%，傳遞出中國民航業(yè)復(fù)蘇的信號。此外，我國飛機(jī)保有量穩(wěn)定增長，截至 2021 年末，民航全行業(yè)運(yùn)輸飛機(jī)期末在冊數(shù)量為 4,054 架，比上年底增加 151 架。
根據(jù)民航行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報，中國 2020 年民用機(jī)場為 580 個，中國民航規(guī)劃到 2025 年建成 770 個民用機(jī)場，平均每年新建民用機(jī)場 38 個。同時根據(jù)規(guī)劃，上海浦東、天津、長沙等機(jī)場改擴(kuò)建的重點建設(shè)項目將在“十四五”期間開工，以加快樞紐機(jī)場建設(shè)和完善非樞紐機(jī)場布局。民用航空業(yè)的復(fù)蘇及發(fā)展，新建和擴(kuò)建機(jī)場的增加，以及飛機(jī)保有量的穩(wěn)定增長，將有效帶動國內(nèi)民航保障電源的需求增長。
（2）軌道交通
軌道交通電源包括動車所地面電源、貫通線凈化電源及交直流一體化電源屏等產(chǎn)品，為鐵路系統(tǒng)正常運(yùn)行提供穩(wěn)定的供電保障。
我國鐵路、城軌在過去的 10 年得到了前所未有的快速發(fā)展，全國鐵路運(yùn)營里程數(shù)和城市軌道運(yùn)營里程數(shù)直接反映了軌道建設(shè)的發(fā)展速度。2014~2015 年，鐵路運(yùn)營里程增長較快，2016 年以后，由于鐵路行業(yè)發(fā)展已達(dá)到階段高位，鐵路投資基本保持穩(wěn)定，而城市軌道投資額一直保持穩(wěn)步增長。
目前，國內(nèi)城軌建設(shè)向二三線城市拓展，預(yù)計中國城市軌道交通運(yùn)營行業(yè)將會繼續(xù)保持較大建設(shè)規(guī)模和較快的發(fā)展速度?！笆奈濉币?guī)劃綱要和 2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要多次提及鐵路，為軌道交通的未來發(fā)展指明了方向。
隨著鐵路客運(yùn)、貨運(yùn)持續(xù)改革，用戶對軌道交通裝備產(chǎn)品的適用性、安全性、可靠性等提出了更高的要求。鐵路運(yùn)營里程的增加和配套動車所的數(shù)量增加將會帶動鐵路沿線電源產(chǎn)品及動車所地面電源的增長。鐵路電氣化升級改造催生高可靠、智能化的新型電源產(chǎn)品的需求。
（3）粒子加速器
帶電粒子加速器是利用電磁場加速帶電粒子的裝置，科學(xué)家們在加速器上建立了現(xiàn)代核物理與粒子物理學(xué)科。在大型加速器裝置上使用的新技術(shù)往往又會迅速應(yīng)用到小型裝置上并商品化，在其他科技和國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，也有著廣闊的重要應(yīng)用。
在基礎(chǔ)研究大型加速器建設(shè)方面，根據(jù)建設(shè)創(chuàng)新性國家的要求和國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃，從“十一五”開始，將加大國家基礎(chǔ)科學(xué)設(shè)施建設(shè)的力度，建設(shè)一批包括北京正負(fù)電子對撞機(jī)二期、上海光源、中國散裂中子源、國家同步輻射實驗室以及全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置在內(nèi)的基礎(chǔ)科學(xué)設(shè)施，帶動了加速器電源在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的需求快速增長。
根據(jù)國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)長期規(guī)劃，目前有大批正在建設(shè)以及未來規(guī)劃建設(shè)的大科學(xué)裝置，其中包含合肥先進(jìn)光源、南方先進(jìn)光源（SAPS）、重慶超瞬態(tài)實驗裝置、武漢光源、穩(wěn)態(tài)微聚束極紫外（SSMB-EUV）光源、散裂中子源二期、上海自由電子激光等大型加速器等。
根據(jù)近年來的發(fā)展趨勢，粒子加速器的商業(yè)化應(yīng)用同樣具有較大的潛力。例如：在醫(yī)療領(lǐng)域，可用于生產(chǎn)放射性同位素和重離子及質(zhì)子治療；在工業(yè)領(lǐng)域，可提供輻照加工、離子注入、無損檢測等；在環(huán)保領(lǐng)域，可用于燃煤煙氣脫硫脫氮、核廢料處理等。有的已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)，如無損集裝箱檢測設(shè)備；有的即將形成產(chǎn)業(yè)，如燃煤煙氣脫硫脫氮設(shè)備、質(zhì)子治療癌癥設(shè)備等。重離子和質(zhì)子治療癌癥的醫(yī)療設(shè)備已經(jīng)由中國科學(xué)院蘭州近代物理研究所和上海應(yīng)用物理研究所與企業(yè)組成聯(lián)合體，開始產(chǎn)業(yè)化工作。
在可預(yù)見的未來，粒子加速器的研究將仍然是相關(guān)學(xué)科的核心前沿。加速器電源是控制帶電粒子束注入、運(yùn)行及引出的重要設(shè)備，精確控制帶電粒子束的需求，也將對加速器電源的供電品質(zhì)提出更高的要求。另一方面，隨著粒子加速器與日常生活的聯(lián)系日益緊密，加速器技術(shù)學(xué)科的發(fā)展也將日益與其他工程學(xué)科趨同，在小型儀器儀表、民用產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域持續(xù)不斷地深入其影響力。粒子加速器在更廣闊領(lǐng)域的應(yīng)用也將為相關(guān)電源產(chǎn)品帶來更大的市場空間。
（4）特種裝備
定制特種電源指根據(jù)防務(wù)領(lǐng)域客戶的需求研發(fā)設(shè)計定型的電源產(chǎn)品，用于各類特種裝備的供電或保障。早期國內(nèi)相關(guān)市場主要被 Vicor、Interpoint 等國外電源品牌占據(jù)，但隨著我國電子電力技術(shù)和裝備現(xiàn)代化進(jìn)程的加速發(fā)展，我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)已取得了長足的進(jìn)步。尤其是自 2018 年中美貿(mào)易摩擦以來，國家對于自主可控的意識大幅加強(qiáng)。目前，我國特種裝備電源行業(yè)已逐步實現(xiàn)了由國產(chǎn)品牌對國外主流品牌的進(jìn)口替代，并面向上游元器件全國產(chǎn)化替代的方向繼續(xù)推進(jìn)。
隨著技術(shù)的發(fā)展，特種裝備系統(tǒng)的型號種類不斷增多、性能不斷提升，電源模塊產(chǎn)品和電源系統(tǒng)需求也呈現(xiàn)個性化、定制化的特征。飛機(jī)數(shù)量增加及新型機(jī)型逐漸投入使用，保障維護(hù)所需的定制航空保障電源需求呈穩(wěn)定上升趨勢。大量新型裝備列裝，訓(xùn)練、測試所需的定制電源和模塊電源也隨裝備同步增長?，F(xiàn)代特種裝備電氣化、信息化、智能化發(fā)展，使特種裝備平臺出現(xiàn)多電全電等綜合電力發(fā)展趨勢，例如綜合電力系統(tǒng)（IPS）已經(jīng)得到成熟應(yīng)用。隨著用電量變大、用電特性多樣化，對其獨立電力系統(tǒng)的要求和各環(huán)節(jié)電源設(shè)備的需求越來越高。
（5）其他行業(yè)
特種電源產(chǎn)品具備天然的下游延展性，適合企業(yè)向多個領(lǐng)域擴(kuò)展。目前，除公司涉足的民航保障、軌道交通、加速器領(lǐng)域外，特種電源在先進(jìn)制造、醫(yī)療儀器、航空航天等高端裝備和前沿研究等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用場景。
先進(jìn)制造領(lǐng)域：特種電源是現(xiàn)代工業(yè)的基石之一，其產(chǎn)生的多形態(tài)電能更被作為加工、處理材料的重要方式，是傳統(tǒng)工業(yè)應(yīng)對新時代高質(zhì)量發(fā)展要求、轉(zhuǎn)型高端制造的重要環(huán)節(jié)。目前在高端工業(yè)用特種電源領(lǐng)域存在大量進(jìn)口替代空間，例如用于半導(dǎo)體刻蝕和超凈清洗的等離子體電源、納秒級脈沖電源，用于精密激光加工的高精度脈沖電源等；我國在基礎(chǔ)學(xué)科研究、高端核心器件精密制造等方面落后于發(fā)達(dá)國家，產(chǎn)品難以達(dá)到產(chǎn)業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重依賴進(jìn)口。
工業(yè)特種電源主要應(yīng)用的下游行業(yè)包括半導(dǎo)體、光伏新能源、玻璃玻纖、鋼鐵冶金等，根據(jù) Markets and Markets 的預(yù)測，2021 年全球工業(yè)電源市場規(guī)模達(dá) 70億美元，到 2026 年將增至 97億美元，復(fù)合增長率為 6.9%。
醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域：醫(yī)用射線設(shè)備比較先進(jìn)的國家和地區(qū)有歐美、加拿大、日本等發(fā)達(dá)國家，主要生產(chǎn)廠家有加拿大的 CPI 公司、意大利的 IMD、德國的西門子、西班牙的 Sedi-cal 公司等，其高頻高壓發(fā)生器技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于我國醫(yī)療器械公司。
長期以來，國內(nèi)眾多醫(yī)療器械公司 X 光機(jī)和核磁共振等高端醫(yī)療設(shè)備的核心部件，比如高壓電源發(fā)生器、高精度梯度電源、數(shù)字成像板、X 射線管等都依賴于進(jìn)口，產(chǎn)品自主技術(shù)含量低，成本高昂；加速器治療設(shè)備的示范應(yīng)用和后期快速發(fā)展，又會帶來加速器電源需求的快速增長。
從行業(yè)背景看，大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展、老齡化加劇過程中，醫(yī)療設(shè)備需求具備較強(qiáng)韌性。醫(yī)療設(shè)備需求旺盛帶動醫(yī)療設(shè)備電源市場持續(xù)向上，根據(jù) QYR 的預(yù)測，2021 年我國醫(yī)療設(shè)備電源市場達(dá)到 3.2 億美元，預(yù)計 2025 年國內(nèi)市場規(guī)模有望突破 6 億美元。
航空航天領(lǐng)域：伴隨著我國航天事業(yè)的跨越式發(fā)展，航天器使用軌道越來越多，太空環(huán)境越來越復(fù)雜，對電源可靠性、穩(wěn)定性提出了新的要求。中國航天在未來 20 年內(nèi)將推進(jìn)大載荷火箭深空探測、星座組網(wǎng)等項目，可以預(yù)見未來火箭、衛(wèi)星對供電系統(tǒng)的性能需求將不斷提升。為滿足我國星座組網(wǎng)重型火箭、深空探測等項目的需求，特種電源向著高效率、高功率密度、高可靠、長壽命的方向發(fā)展，需求同步增長。近年來，我國民用航空、通用航空制造業(yè)也進(jìn)入快速發(fā)展階段，民用客機(jī)和通航飛機(jī)、無人機(jī)發(fā)展迅速，加之飛機(jī)能量系統(tǒng)的多電、全電化，對高功率密度、高可靠性的電源變換器的需求增長迅速。
前沿研究領(lǐng)域，國家將進(jìn)一步加大投入力度，除列入重大科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施的大型粒子加速器外，還將建設(shè)直線感應(yīng)加速器、磁約束聚變裝置、Z 箍縮裝置、沖擊大電流裝置等重大科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施，對大功率、高性能、高精度特種電源的需求也會同步增加。
特種電源市場整體容量較大、但單一領(lǐng)域市場規(guī)模相對較小，對研制生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)實力、產(chǎn)品定制能力要求較高。隨著相關(guān)行業(yè)需求的快速發(fā)展和技術(shù)的快速發(fā)展，特種電源產(chǎn)業(yè)將逐步由小規(guī)模、定制化研發(fā)生產(chǎn)模式向大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。我國特種電源技術(shù)和產(chǎn)品將逐步縮小與國外差距進(jìn)而實現(xiàn)趕超，支撐國內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和實現(xiàn)進(jìn)口替代的市場空間巨大。
