電磁屏蔽材料:受益下游FPC增長與5G時代電磁屏蔽需求提升
Date: 2019-05-10
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電磁屏蔽的主要材料為電磁屏蔽膜和導電膠膜,電磁屏蔽膜是通過特殊材料製成的屏蔽體,能夠基於對電磁波的反射或電磁波的吸收的工作原理有效阻斷電磁干擾的產品。導電膠膜為無鉛連接材料的一種,在元件與線路板之間提供了機械連接和電氣連接,具有較高的剝離強度、優異的導電性、良好的耐焊性、定制化的結構設計等特點,是無線通信終端的核心封裝材料之一。
FPC市場容量在5G與終端應用創新驅動下增長,產能趨於東移
電磁屏蔽膜和導電膠膜的直接下游行業為FPC,FPC市場的增長直接決定了相關上游材料的增長。從行業空間的角度來看,一方面,5G高頻高速通信時代催生高頻FPC需求以及國產機內部結構變化所帶來的FPC增量,另一方面,OLED、3D Sensor、無線充電等終端創新將帶來FPC新增量,從而助力全球FPC的產值進一步擴大。
從產業格局來看,得益於成本優勢及本地市場需求帶動,內資廠商佔比將穩步提升,未來幾年大陸PCB/FPC的產值的增速將超過全球PCB/FPC的增速。根據Prismark的統計,2017年中國大陸的PCB產值佔比已經達到了51%,相比2010年的38%有了顯著提升。 Prismark同時預計中國未來2017-2022年的PCB產值複合增速為3.7%,超過了全球3.2%的複合增速。
5G時代下單片FPC對電磁屏蔽膜的用量也將迎來增長
5G新技術應用將提升電磁屏蔽的需求。 5G時代會採用Massive MIMO以及波束賦形等新技術的應用將有效地提升頻譜效率,提高通信質量,但其天線數量的顯著增多和高頻段下天線尺寸的顯著減小,對抗干擾性能提出了更高的要求。同時,未來5G頻率有望達到6GHz以上,為了支持6GHz以上的高頻段,需要有LTE以外的新的無線接入技術5G NR,而這種新技術將和支持6GHz以下的LTE技術共存,兩種制式收發鏈路同時工作時,在很多頻段組合下會發生相互干擾,對電磁屏蔽材料提出了新的需求。
FPC在電子產品中,作為電子器件中的連接線,主要是起到導通電流和傳輸信號的作用。當信號傳輸線分佈在FPC最外層時,為了避免信號傳輸過程受到電磁干擾而引起信號失真,FPC在壓合覆蓋膜後會再壓合一層導電層(電磁屏蔽膜),起到屏蔽外面電磁干擾的作用。我們預計每片FPC在5G時代下,電磁屏蔽膜覆蓋的面積和採用的用量將持續提升,以更好地減少電磁干擾。
行業內國外企業地位領先,積極關注國內相關佈局企業
隨著未來5G時代的到來,一方面,FPC產值的將持續增長,智能手機內部軟板化趨勢將延續,另一方面,5G的通信特點對電磁屏蔽需求也明顯提升,位於上游原材料的電磁屏蔽膜和導電膠膜產品市場規模也將隨之不斷擴大。目前行業內的競爭格局梯隊明顯,業內實力較強、市場佔有率較高的公司為拓自達和東洋科美,但國內積極佈局的樂凱新材等已經具備了一定的實力與生產規模。
導熱材料:5G時代到來智能手機高功耗模塊增加推動需求成長
智能手機的散熱方式可分為石墨散熱、金屬背板/邊框散熱、導熱凝膠散熱、液態金屬散熱、熱管散熱等方式。合成石墨材料/高導熱石墨膜是利用石墨的優異導熱性能開發的新型散熱材料,相比起其他方案而言,石墨晶體具有耐高溫、熱膨脹係數小、良好的導熱導電性、化學性能穩定、可塑性大的特點,近年來在消費電子產品中得到廣泛應用,特別是iPhone採用後,目前合成石墨膜也已經成為手機散熱的主流方案。
5G時代到來,終端功耗增加、機身非金屬化,推動導熱材料需求增長
5G時代功耗增加,帶來散熱新需求,散熱片多層化趨勢有望持續強化。根據Digitimes的報導,華為的5G芯片消耗的功率將是當前4G調製解調器的2.5倍,屆時需要更多更好的散熱模塊以防止手機過熱。從手機結構上來看,目前蘋果公司推出的旗艦機型iPhone XR/XS中,為了讓雙層主板更好的散熱,主板正反面都貼有非常大塊的散熱石墨片,同時主板上的A12芯片也塗上了大量的導熱矽脂進行散熱。 5G時代來臨時這些導熱材料的需求也會進一步增加,相應的石墨片有望持續強化目前的多層化趨勢,從而推動單機搭載價值量持續提升。
5G手機內部結構設計更為緊湊,機身向非金屬化演進,需額外散熱設計補償。具體到技術層面上,一方面是通信頻率需要進一步提升,屆時波長變小,疊加空氣吸收等其他因素,電磁波的傳輸距離變小,穿透能力變弱;另一方面5G將採用Massive MIMO技術,手機天線數量將從4G時代的2-4根變為8根甚至16根。電磁波會被金屬屏蔽,在5G天線數量增多以及電磁波穿透能力變弱的情況下,金屬後蓋已經不再適用。但後蓋是手機的兩條重要傳熱路徑之一,其傳熱能力是該決定手機背面溫度的重要因素。但和鋁材質相比,玻璃材質的導熱能力較差,所以5G機身非金屬化時代下,後蓋需要增加額外的散熱設計,增加了導熱材料的需求。
而同時,5G時代終端內部緊湊的結構設計令散熱解決方案的設計更具難度,具有解決方案設計能力的散熱材料企業將會在客戶供應體系中擔任更加突出的產業鏈角色。
OLED、可折疊和無線充電等創新應用引入將帶來導熱材料的顯著增量
通過梳理2018年前六大手機品牌旗艦機型的面板種類,我們發現各大旗艦機種OLED的滲透率不斷提升,而最高端的柔性OLED面板仍有較大提升空間。根據IHS Markit數據,2018Q3全球智能手機出貨結構中,採用柔性OLED面板的比例為10%,滲透率處於低位。
基於強烈的需求,柔性OLED產能近年來快速增長,各大面板廠商紛紛加碼佈局柔性OLED產線,三星快速擴大其產能,韓國LG和以京東方為首的國內面板廠商也加速追趕。根據IHS Markit數據,若按現有規劃,2016~2021年期間,全球柔性OLED理論總產能面積將達到88%的複合增速,呈現快速增長。
而對於導熱材料而言,OLED的滲透率提升將對其助益明顯。 OLED材料高溫受熱易衰退,因此對散熱要求大幅增加。蘋果在iPhone X的OLED屏幕內側貼了石墨片,面積較大,且要求非常平整,厚度0.1mm,為雙層石墨。我們預計,伴隨OLED滲透率的提升,導熱需求將會得到不斷釋放。
而可折疊手機有望進一步釋放OLED需求,從而顯著增加散熱方案的市場增量。目前三星、華為等具備高端機定義能力的品牌廠商都積極佈局可折疊手機,該領域有望助力散熱材料市場成長。
各大手機廠商對於折疊屏手機產品的積極規劃佈局印證了“折疊屏”將是下一代智能手機產品的確定性迭代發展方向,而2019年將是折疊屏手機的元年,而相關的散熱材料市場有望獲得新動能,從而得到快速成長。
無線充電滲透率快速提升中,推動對應散熱材料市場的成長。根據Yole的數據,預計2018-2024年智能手機無線充電接收端銷量的複合增速將達32.4%。
由於手機中無線充電線圈的存在,iPhone X中的鋼板中央開有大孔,但其阻礙了熱量沿鋁板傳導,削弱了後蓋的傳熱能力,因此蘋果在線圈上貼銅箔石墨層來彌補。據中時電子報報導,由於OLED屏幕、Force Touch、無線充電及部份晶片的散熱需求,iPhone X對人造石墨散熱片用量為iPhone8的2-4倍。
未來石墨材料企業與上游PI膜相關企業增長可期
展望未來,石墨材料將在5G和消費電子創新的驅動下,迎來顯著成長。經測算,2017年僅智能手機和平板電腦市場,所需的合成石墨導熱材料就達到將近百億規模,考慮多層化趨勢後,2020年市場規模有望變成3倍。
導熱材料與石墨材料行業競爭格局以國際供應商為主,近年國產廠商進步明顯。國際市場上,導熱材料行業已經形成了相對比較穩定的市場競爭格局,主要由國外的幾家知名廠家壟斷,導熱材料壟斷企業是美國Bergquist和英國Laird,合成石墨產品的高端客戶市場主要由日本Panasonic 、中石科技和碳元科技支撐。
國內市場上,由於我國導熱材料領域起步較晚,在巨大的市場需求推動下,近年來生產企業的數量迅速增加,但絕大多數企業品種少,同質性強,技術含量不高,產品出貨標準良莠不齊,未形成產品的系列化和產業化,多在價格上開展激烈競爭。
但對於國內企業而言,一旦自主品牌通過終端廠認證,憑藉成本優勢,下游主流國內模切件的製造商將很有動力採用國產品牌材料,從而迅速提高產品市佔分額,實現快速發展。目前少數國內企業如中石科技等逐漸具備了自主研發和生產中高端產品的能力,已經形成自主品牌並在下游終端客戶中完成認證,近年在國際客戶的供應體系中扮演著越來越重要的角色。
PI(聚酰亞胺)膜是石墨膜的重要上游原材料,2016年碳元科技(高導熱石墨膜2016年收入佔比97%)和中石科技(合成石墨材料2016年收入佔比43%)對於PI膜的採購額佔所有原材料採購佔比分別為36%和40%。未來PI膜也將顯著受益於下游石墨材料的增長。
由於用於電子產品的PI膜的研發層次及難度很高,目前PI薄膜產業國外企業仍然佔據著絕對的主導地位,以杜邦(Dupont)、日本宇部興產(Ube)、鐘淵化學(Kaneka) 、日本三菱瓦斯MGC、韓國SKCK-OLONPI和台灣地區達邁為主要生產商。國內來看,目前大陸的PI膜企業已有50餘家,單從數量上看,國內PI膜行業已形成一定規模,要求較低的PI膜(滿足一般絕緣與散熱需求即可)已能大規模量產,但用於電子產品中的要求更高的PI膜仍然和國外企業仍有差距,國產替代空間仍舊很大。
目前國內時代新材等企業都在積極佈局,特別是對於未來厚度更大的散熱合成石墨所需的PI材料,目前國內公司已經涉足其中,未來有望對海外企業形成較大國產替代空間。(新聞來源:華強資訊)
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