5G叠加AI拉动手机行业对散热和电磁屏蔽需求持续增长

2024-4-23 11:12:26

来源:东方资讯  选稿:顾天娇 

?继续去年发布的Mate60系列产品横扫国内手机市场后,又于近日强势推出了搭载华为最新自研麒麟9010芯片的Pura 70 Ultra和Pura 70 Pro手机,该两款新品于开售约一分钟后就已售罄,市场火爆程度可见一番。据悉,Pura 70系列的其余两款新品Pura70 Pro+和Pura 70也将于4月22日登场,进一步完善产品线。华泰证券预测,华为P70系列将与可能在今年9月发布的Mate70系列一起贡献华为智能手机约一半的出货量,并带动整体出货水平超过2021年。

华为手机手机之所以能够在短时期内重新崛起,除依赖华为自身的技术实力和品牌影响力外,也离不开我国在电子制造领域强大的产业链基础。据相关报道,华为Mate60的国产化率高达90%,超过了以往任何一款手机,包括芯片、屏幕、摄像头、电磁屏蔽材料及器件、散热材料及器件等关键零部件均来自国产厂商。

实际上,除芯片等少数技术中国仍处于追赶状态外,中国在电子制造产业链的很多环节已经达到了全球领先水平,其中就包括散热、电磁屏蔽等领域。

AI手机算力大幅提升,发热量增加拉动散热需求

智能手机中包含许多会产生热量的组件,同时也包含很多受热容易影响性能和寿命的组件,如果不进行有效散热,设备运行中产生的热量将直接影响影响电子产品的性能和可靠性。有实验证明,电子元器件温度每升高2℃,可靠性将下降10%,温升50℃的寿命只有温升25℃的1/6。因此,如何高效使用导热材料和器件解决散热问题是每个手机厂商都必须重视的问题。

随着手机技术的进步和产品的更迭,手机行业对导热材料和器件的要求也越来越高。在过去,手机主要利用铜质和铝制材料直接散热,或配合硅胶、风扇以及流液等形成散热新系统,或石墨加金属背板等方式解决散热问题。但随着5G时代的到来和5G手机的问世,手机行业对散热材料和器件的要求大幅提升,原因是5G芯片的计算能力比4G芯片至少高5倍,功耗高出大约2.5倍,需要更强性能的导热材料和导热器件。

在5G时代,效率更高的液冷热管、均热板等液冷散热已逐渐替代石墨等其他散热方式成为智能手机主流散热形式,石墨散热则沦为辅助。其中,液冷热管是一个利用液体的汽化和液化特性进行热量传递的导热装置,它具有散热性能好、寿命长、安装空间灵活等特点;均热板(VC)则是液冷热管技术的升级,虽然也是利用液体的汽化和液化特性进行导热,但它采用的是平面热管技术,可实现二维散热,散热能力大幅增强,更加适合高功率场景。

为适应5G手机向着轻薄化、高性能化、集成化、多样化的方向进化,散热行业近年又开发出了超薄均热板(超薄VC)、拇指风扇、微泵液冷、柔性VC等新型散热产品。其中,超薄VC是利用真空腔体中工作液的蒸发冷凝循环,在工质冷凝过程中快速把热量传导到薄铜片上,实现快速热传导及快速热扩展功能的新型5G散热材料,经过改良和材料升级,目前超薄VC厚度可以低于0.3mm。

微泵液冷散热的本质是在手机内部塞进了一套基于水泵+流道的主动式液冷循环系统,该系统可将机身热量均匀分散,高效散热降温。华为Mate 60手机配备的微泵液冷壳就是微泵液冷在手机领域的典型应用。

柔性均热板(柔性VC)则是为适应折叠屏手机特点而开发的新型均热板散热产品。由于传统均热板是质地较硬的刚性结构,为了避免对折叠产生影响,一般情况下,这些柔性折叠显示设备配套的均热板会选择设计在设备的非折叠区域,但这又会挤占更多的其他电路、电子器件的布局空间,降低设备整体的设计裕度。柔性VC采用聚合物等材料,其柔软特性能适应设备的折叠需求,有助拓折叠屏手机的设计裕度,降低该类设备的设计难度。这一特性使得柔性VC在折叠屏手机、智能穿戴等领域有着广阔的应用前景。

据了解,超薄均热板(超薄VC)、拇指风扇、微泵液冷、柔性VC等新型散热产品虽然技术门槛较高,但我国以飞荣达为代表的国内头部散热企业都有相关产品出货或正在开发。

在5G手机时代,手机散热方案更加丰富和多样化,但其价值量也在不断增长。相比4G手机,5G手机虽然对散热材料和器件的性能和多样性要求更高,但也大幅提升了散热材料和器件在单台手机中的价值量,目前华为等手机厂商已开始使用超薄均热板、微泵液冷等新型散热方案的手机,其单台手机的所用的散热材料和器件价值量大幅增长。据西南证券测算,2023年单纯均热板在5G手机中的市场空间就达到40亿元以上。

展望未来, AI手机时代的到来或将进一步促进散热材料和器件市场规模快速增长。随着三星首款AI手机爆火,以及华为、OPPO、魅族、小米等国产手机厂商都纷纷宣布围绕AI技术推进智能手机革新,预计将有更多的AI手机推向市场。IDC预测,大模型技术将推动手机进入AI时代,预计2024年全球新一代AI手机出货量将达到1.7亿部,占智能手机整体出货量的15%,中国市场AI手机到2027年将达到1.5亿部,占比超过50%。

各品牌AI手机陆续推出可能会激发新一轮换机潮,手机销量增加必然带动相关散热材料和器件的需求;另一方面,相比普通智能手机,AI手机的运算速度及数据处理能力持续提升,手机发热量也会持续增加,必须采用均热板等更高效,价值量更高的散热解决方案,从产品结构方面推动散热材料及器件市场增长。

市场竞争格局方面,目前市场上手机散热器件主要供应商有台湾的双鸿科技、超众科技、力致科技等企业,以及中国大陆的飞荣达(300602.SZ)、中石科技(300684.SZ)等公司。大陆厂商虽然起步较晚,但经过不断的研发突破,在技术上已直追台湾企业,逐步达到全球领先水平。

以飞荣达(300602.SZ)为例,该公司研发生产的散热材料及器件早在多年前就进入华为5G手机供应链,逐步替代台企所占的市场份额,成为华为5G手机散热相关产品的主力供应商之一。即使华为去年携Mate60王者归来,飞荣达在华为手机供应链中的地位依然牢不可破。在手机散热领域,飞荣达不仅能提供石墨片、液冷热管、均热板等多个类型的散热材料、散热产品及解决方案,还拥有从导热界面材料到器件的完整产业链,除华为外,飞荣达也是三星、苹果、荣耀、小米等全球众多主流手机品牌的散热产品供应商。

中石科技也是华为等主流手机厂商的散热产品供应商。中石科技董秘办在接受媒体采访时曾明确表示,公司为华为Mate 60系列供货散热相关产品。据了解,中石科技的主要散热产品为散热石墨片,主要客户为苹果,部分产品应用在华为手机。

电磁屏蔽需求持续增长,竞争格局强者恒强

在手机、平板电脑等电子产品中,由于产品结构紧密,电子元器件在工作中产生的电磁波会与电子元器件发生作用引发电磁干扰,若电磁干扰若超过了电子元器件的允许值,就会影响电子产品正常工作。此种情况下,就需要将用电磁屏蔽材料和器件将电磁波限定在一定范围内,抑制或衰减电磁辐射,从而保障电子产品稳定工作。

可以说,自电子产品诞生之日起,电磁屏蔽技术就相伴而生,并且随着电子产品技术的进步和产品的迭代而不断进步。截至目前,已发展出了导电布、导电硅橡胶、导电泡棉、导电涂料、吸波材料、金属屏蔽器、导电屏蔽胶带、电磁屏蔽膜、导电塑料器件、导电布衬垫、吸波器件等多种屏蔽材料和器件,并形成了一个相对较大的细分市场。

分类来看,电磁屏蔽膜主要用于FPC(柔性电路板)的电磁屏蔽。FPC电磁屏蔽更早使用的材料是印刷银浆油墨,但由于印刷银浆油墨具有易折断等缺点,应用方面受到了不少限制。后来,日本拓自达开发出了电磁屏蔽膜,完美解决了印刷银浆油墨的缺点。电磁屏蔽膜因其厚度薄、重量轻、耐弯折、剥离强度高等特性,现已替代印刷银浆油墨成为智能手机时代FPC电磁屏蔽的主流产品。

在中国,以方邦股份(688020.SH)为代表的本土企业于2012年开始突破技术壁垒,开发出了拥有自主知识产权的电磁屏蔽膜,并逐步替代进口,广泛应用于全球各大主流品牌厂商的电子产品中。截至目前,方邦股份已成为仅次于日本拓自达公司的全球第二大电磁屏蔽膜厂商,并且差距还在逐步拉近。

除电磁屏蔽膜外,电布胶带、导电泡棉、金属屏蔽罩、导电布衬垫、导电硅橡胶、吸波片等也是电子及通信产品当中不可或缺的电磁屏蔽材料和器件。和电磁屏蔽膜一样,其他电磁屏蔽材料和器件也是随着电子产品的发展而不断更新迭代,只有拥有深厚技术积累且持续研发创新的企业才有望在市场上长期立于不败之地。在除电磁屏蔽膜之外的电磁屏蔽材料和器件领域,以飞荣达(300602.SZ)、中石科技(300684.SZ)、领益智造(002600.SZ)等为代表的中国企业具有绝对的市场竞争力,无论是产品技术还是市场销售都位居全球领先水平。

其中,飞荣达(300602.SZ)早在1997年开始就开始涉足电磁屏蔽领域,打破国外垄断逐渐占领市场,随着电子制造产业的发展而不断做强做大,积累了雄厚的技术实力。相比其他企业,飞荣达是拥有上到电磁屏蔽材料,下至电磁屏蔽器件的完整产业链,不仅能研发生产EMI胶带、导电跑棉、吸波材料、纳米晶等电磁屏蔽材料,还是金属屏蔽罩、导电布衬垫、吸波片等电磁屏蔽器件的主流供应商。依托技术和产业链优势,飞荣达已成为华为、三星、苹果、荣耀、小米等全球主流品牌手机的电磁屏蔽材料及器件供应商。

从历史发展经验看,电磁屏蔽材料及器件的市场规模一直都是随着智能手机等电子产品的技术进步和功能增加而持续增长的。比如,早期的手机功能较少,使用的电子元器件数量相对有限,对电磁屏蔽材料及器件的需求自然更少;后来,屏下指纹识别、人脸识别、多摄像头等新功能层出不穷,使用的电子元器件及模组数量大幅增加,电磁屏蔽材料及器件的需求量也随之提升。又比如,手机从4G时代跨越到5G时代,由于5G通信频段高,增加了传输过程中的信号损耗,加之手机内部器件集成化,以及基站应用的 Massive MIMO技术,显著增加了天线数量,使智能手机和基站对抗干扰能力的要求更高,电磁屏蔽材料及器件的需求也会更多。

从上述逻辑可以看出,即使手机市场整体销量停止增长,只要它的技术还在进步、功能还在增加,手机行业对电磁屏蔽材料及器件的需求就会持续增长。但这种需求增长可能不仅仅是量的增长,还需要电磁屏蔽材料及器件厂商研发出与新技术、新功能相匹配的材料和器件,对厂商的研发和产品匹配能力有极高要求。正是基于这个原因,在电磁屏蔽材料及器件行业,以飞荣达为代表的头部厂商通常是赢家通吃,强者恒强,在智能手机技术发展的任何阶段都能提供最优产品并占据市场主导地位,中小厂商很难与之竞争。

在即将到来的AI时代,以飞荣达为代表的电磁屏蔽及散热行业的头部企业,仍有望凭借自身的技术底蕴和客户优势,比中小企业获得更多的发展机会,从而长期保持市场优势地位。

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