5G疊加AI拉動手機行業對散熱和電磁屏蔽需求持續增長

2024年4月24日 13点热度 0人点赞

來源:信陽日報

突破芯片封鎖後的華為手機,發展勢頭可以用「勢如破竹」來形容。繼續去年發布的Mate60系列產品橫掃國內手機市場後,又於近日強勢推出了搭載華為最新自研麒麟9010芯片的Pura 70 Ultra和Pura 70 Pro手機,該兩款新品於開售約一分鍾後就已售罄,市場火爆程度可見一番。據悉,Pura 70系列的其餘兩款新品Pura70 Pro 和Pura 70也將於4月22日登場,進一步完善產品線。華泰證券預測,華為P70系列將與可能在今年9月發布的Mate70系列一起貢獻華為智能手機約一半的出貨量,並帶動整體出貨水平超過2021年。

華為手機手機之所以能夠在被西方打壓的情況下,短時期內重新崛起,除依賴華為自身的技術實力和品牌影響力外,也離不開我國在電子製造領域強大的產業鏈基礎。據相關報道,華為Mate60的國產化率高達90%,超過了以往任何一款手機,包括芯片、屏幕、攝像頭、電磁屏蔽材料及器件、散熱材料及器件等關鍵零部件均來自國產廠商。

實際上,除芯片等少數技術中國仍處於追趕狀態外,中國在電子製造產業鏈的很多環節已經達到了全球領先水平,其中就包括散熱、電磁屏蔽等領域。

AI手機算力大幅提升,發熱量增加拉動散熱需求

智能手機中包含許多會產生熱量的組件,同時也包含很多受熱容易影響性能和壽命的組件,如果不進行有效散熱,設備運行中產生的熱量將直接影響影響電子產品的性能和可靠性。有實驗證明,電子元器件溫度每升高2℃,可靠性將下降10%,溫升50℃的壽命只有溫升25℃的1/6。因此,如何高效使用導熱材料和器件解決散熱問題是每個手機廠商都必須重視的問題。

隨着手機技術的進步和產品的更迭,手機行業對導熱材料和器件的要求也越來越高。在過去,手機主要利用銅質和鋁制材料直接散熱,或配合硅膠、風扇以及流液等形成散熱新系統,或石墨加金屬背板等方式解決散熱問題。但隨着5G時代的到來和5G手機的問世,手機行業對散熱材料和器件的要求大幅提升,原因是5G芯片的計算能力比4G芯片至少高5倍,功耗高出大約2.5倍,需要更強性能的導熱材料和導熱器件。

在5G時代,效率更高的液冷熱管、均熱板等液冷散熱已逐漸替代石墨等其他散熱方式成為智能手機主流散熱形式,石墨散熱則淪為輔助。其中,液冷熱管是一個利用液體的汽化和液化特性進行熱量傳遞的導熱裝置,它具有散熱性能好、壽命長、安裝空間靈活等特點;均熱板(VC)則是液冷熱管技術的升級,雖然也是利用液體的汽化和液化特性進行導熱,但它採用的是平面熱管技術,可實現二維散熱,散熱能力大幅增強,更加適合高功率場景。

為適應5G手機向着輕薄化、高性能化、集成化、多樣化的方向進化,散熱行業近年又開發出了超薄均熱板(超薄VC)、拇指風扇、微泵液冷、柔性VC等新型散熱產品。其中,超薄VC是利用真空腔體中工作液的蒸發冷凝循環,在工質冷凝過程中快速把熱量傳導到薄銅片上,實現快速熱傳導及快速熱擴展功能的新型5G散熱材料,經過改良和材料升級,目前超薄VC厚度可以低於0.3mm。

微泵液冷散熱的本質是在手機內部塞進了一套基於水泵 流道的主動式液冷循環系統,該系統可將機身熱量均勻分散,高效散熱降溫。華為Mate 60手機配備的微泵液冷殼就是微泵液冷在手機領域的典型應用。

柔性均熱板(柔性VC)則是為適應折疊屏手機特點而開發的新型均熱板散熱產品。由於傳統均熱板是質地較硬的剛性結構,為了避免對折疊產生影響,一般情況下,這些柔性折疊顯示設備配套的均熱板會選擇設計在設備的非折疊區域,但這又會擠占更多的其他電路、電子器件的布局空間,降低設備整體的設計裕度。柔性VC採用聚合物等材料,其柔軟特性能適應設備的折疊需求,有助拓折疊屏手機的設計裕度,降低該類設備的設計難度。這一特性使得柔性VC在折疊屏手機、智能穿戴等領域有着廣闊的應用前景。

據了解,超薄均熱板(超薄VC)、拇指風扇、微泵液冷、柔性VC等新型散熱產品雖然技術門檻較高,但我國以飛榮達為代表的國內頭部散熱企業都有相關產品出貨或正在開發。

在5G手機時代,手機散熱方案更加豐富和多樣化,但其價值量也在不斷增長。相比4G手機,5G手機雖然對散熱材料和器件的性能和多樣性要求更高,但也大幅提升了散熱材料和器件在單台手機中的價值量,目前華為等手機廠商已開始使用超薄均熱板、微泵液冷等新型散熱方案的手機,其單台手機的所用的散熱材料和器件價值量大幅增長。據西南證券測算,2023年單純均熱板在5G手機中的市場空間就達到40億元以上。

展望未來, AI手機時代的到來或將進一步促進散熱材料和器件市場規模快速增長。隨着三星首款AI手機爆火,以及華為、OPPO魅族、小米等國產手機廠商都紛紛宣布圍繞AI技術推進智能手機革新,預計將有更多的AI手機推向市場。IDC預測,大模型技術將推動手機進入AI時代,預計2024年全球新一代AI手機出貨量將達到1.7億部,占智能手機整體出貨量的15%,中國市場AI手機到2027年將達到1.5億部,占比超過50%。

各品牌AI手機陸續推出可能會激發新一輪換機潮,手機銷量增加必然帶動相關散熱材料和器件的需求;另一方面,相比普通智能手機,AI手機的運算速度及數據處理能力持續提升,手機發熱量也會持續增加,必須採用均熱板等更高效,價值量更高的散熱解決方案,從產品結構方面推動散熱材料及器件市場增長。

市場競爭格局方面,目前市場上手機散熱器件主要供應商有台灣的雙鴻科技、超眾科技、力致科技等企業,以及中國大陸的飛榮達(300602.SZ)、中石科技(300684.SZ)等公司。大陸廠商雖然起步較晚,但經過不斷的研發突破,在技術上已直追台灣企業,逐步達到全球領先水平。

以飛榮達(300602.SZ)為例,該公司研發生產的散熱材料及器件早在多年前就進入華為5G手機供應鏈,逐步替代台企所占的市場份額,成為華為5G手機散熱相關產品的主力供應商之一。即使華為去年攜Mate60王者歸來,飛榮達在華為手機供應鏈中的地位依然牢不可破。在手機散熱領域,飛榮達不僅能提供石墨片、液冷熱管、均熱板等多個類型的散熱材料、散熱產品及解決方案,還擁有從導熱界面材料到器件的完整產業鏈,除華為外,飛榮達也是三星、蘋果榮耀、小米等全球眾多主流手機品牌的散熱產品供應商。

中石科技也是華為等主流手機廠商的散熱產品供應商。中石科技董秘辦在接受媒體采訪時曾明確表示,公司為華為Mate 60系列供貨散熱相關產品。據了解,中石科技的主要散熱產品為散熱石墨片,主要客戶為蘋果,部分產品應用在華為手機。

電磁屏蔽需求持續增長,競爭格局強者恆強

在手機、平板電腦等電子產品中,由於產品結構緊密,電子元器件在工作中產生的電磁波會與電子元器件發生作用引發電磁干擾,若電磁干擾若超過了電子元器件的允許值,就會影響電子產品正常工作。此種情況下,就需要將用電磁屏蔽材料和器件將電磁波限定在一定范圍內,抑制或衰減電磁輻射,從而保障電子產品穩定工作。

可以說,自電子產品誕生之日起,電磁屏蔽技術就相伴而生,並且隨着電子產品技術的進步和產品的迭代而不斷進步。截至目前,已發展出了導電布、導電硅橡膠、導電泡棉、導電塗料、吸波材料、金屬屏蔽器、導電屏蔽膠帶、電磁屏蔽膜、導電塑料器件、導電布襯墊、吸波器件等多種屏蔽材料和器件,並形成了一個相對較大的細分市場。

分類來看,電磁屏蔽膜主要用於FPC(柔性電路板)的電磁屏蔽。FPC電磁屏蔽更早使用的材料是印刷銀漿油墨,但由於印刷銀漿油墨具有易折斷等缺點,應用方面受到了不少限制。後來,日本拓自達開發出了電磁屏蔽膜,完美解決了印刷銀漿油墨的缺點。電磁屏蔽膜因其厚度薄、重量輕、耐彎折、剝離強度高等特性,現已替代印刷銀漿油墨成為智能手機時代FPC電磁屏蔽的主流產品。

在中國,以方邦股份(688020.SH)為代表的本土企業於2012年開始突破技術壁壘,開發出了擁有自主知識產權的電磁屏蔽膜,並逐步替代進口,廣泛應用於全球各大主流品牌廠商的電子產品中。截至目前,方邦股份已成為僅次於日本拓自達公司的全球第二大電磁屏蔽膜廠商,並且差距還在逐步拉近。

除電磁屏蔽膜外,電布膠帶、導電泡棉、金屬屏蔽罩、導電布襯墊、導電硅橡膠、吸波片等也是電子及通信產品當中不可或缺的電磁屏蔽材料和器件。和電磁屏蔽膜一樣,其他電磁屏蔽材料和器件也是隨着電子產品的發展而不斷更新迭代,只有擁有深厚技術積累且持續研發創新的企業才有望在市場上長期立於不敗之地。在除電磁屏蔽膜之外的電磁屏蔽材料和器件領域,以飛榮達(300602.SZ)、中石科技(300684.SZ)、領益智造(002600.SZ)等為代表的中國企業具有絕對的市場競爭力,無論是產品技術還是市場銷售都位居全球領先水平。

其中,飛榮達(300602.SZ)早在1997年開始就開始涉足電磁屏蔽領域,打破國外壟斷逐漸占領市場,隨着電子製造產業的發展而不斷做強做大,積累了雄厚的技術實力。相比其他企業,飛榮達是擁有上到電磁屏蔽材料,下至電磁屏蔽器件的完整產業鏈,不僅能研發生產EMI膠帶、導電跑棉、吸波材料、納米晶等電磁屏蔽材料,還是金屬屏蔽罩、導電布襯墊、吸波片等電磁屏蔽器件的主流供應商。依託技術和產業鏈優勢,飛榮達已成為華為、三星、蘋果、榮耀、小米等全球主流品牌手機的電磁屏蔽材料及器件供應商。

從歷史發展經驗看,電磁屏蔽材料及器件的市場規模一直都是隨着智能手機等電子產品的技術進步和功能增加而持續增長的。比如,早期的手機功能較少,使用的電子元器件數量相對有限,對電磁屏蔽材料及器件的需求自然更少;後來,屏下指紋識別、人臉識別、多攝像頭等新功能層出不窮,使用的電子元器件及模組數量大幅增加,電磁屏蔽材料及器件的需求量也隨之提升。又比如,手機從4G時代跨越到5G時代,由於5G通信頻段高,增加了傳輸過程中的信號損耗,加之手機內部器件集成化,以及基站應用的 Massive MIMO技術,顯著增加了天線數量,使智能手機和基站對抗干擾能力的要求更高,電磁屏蔽材料及器件的需求也會更多。

從上述邏輯可以看出,即使手機市場整體銷量停止增長,只要它的技術還在進步、功能還在增加,手機行業對電磁屏蔽材料及器件的需求就會持續增長。但這種需求增長可能不僅僅是量的增長,還需要電磁屏蔽材料及器件廠商研發出與新技術、新功能相匹配的材料和器件,對廠商的研發和產品匹配能力有極高要求。正是基於這個原因,在電磁屏蔽材料及器件行業,以飛榮達為代表的頭部廠商通常是贏家通吃,強者恆強,在智能手機技術發展的任何階段都能提供最優產品並占據市場主導地位,中小廠商很難與之競爭。

在即將到來的AI時代,以飛榮達為代表的電磁屏蔽及散熱行業的頭部企業,仍有望憑借自身的技術底蘊和客戶優勢,比中小企業獲得更多的發展機會,從而長期保持市場優勢地位。