智能手机散热器件 优势机遇 国产替代 5G时代 市场需求根据散热原理的不同,智能手机散热产品分为主动散热器件、被动散热器件。主动散热器件采用热对流原理,对发热器件进行强制散热,比如风扇、液冷中的水泵、相变制冷中的压缩机。主动散热器件特点是效率高,但需要其它能源的辅助。被动散热采用热传导原理,仅依靠发热体或散热片对发热器件进行降温。手机终端、平板电脑等轻薄型消费电子受内部空间结构限制的影响,多采用被动散热方案。

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智能手机散热器件优势与机遇分析:国产替代加速 5G时代背景下市场需求强劲

字体大小: 2021-02-04 09:20  来源:中国报告网

中国报告网提示:根据散热原理的不同,智能手机散热产品分为主动散热器件、被动散热器件。主动散热器件采用热对流原理,对发热器件进行强制散热,比如风扇、液冷中的水泵、相变制冷中的压缩机。主动散热器件特点是效率高,但需要其它能源的辅助。被动散热采用热传导原理,仅依靠发热体或散热片对发热器件进行降温。手机终端、平板电脑等轻薄型消费电子受内部空间结构限制的影响,多采用被动散热方案。

       根据散热原理的不同,智能手机散热产品分为主动散热器件、被动散热器件。主动散热器件采用热对流原理,对发热器件进行强制散热,比如风扇、液冷中的水泵、相变制冷中的压缩机。主动散热器件特点是效率高,但需要其它能源的辅助。被动散热采用热传导原理,仅依靠发热体或散热片对发热器件进行降温。手机终端、平板电脑等轻薄型消费电子受内部空间结构限制的影响,多采用被动散热方案。

智能手机散热器件分类
 
数据来源:公开资料整理

       根据数据显示,2019年,我国智能手机散热器件行业市场规模为38.5亿元,2020年,我国智能手机散热器件行业市场规模为54.8亿元。

2015-2020年我国智能手机散热器件行业市场规模
 
数据来源:公开资料整理

       一、 优势分析

       (1)石墨散热膜是当前主流散热器件。相较于金属导热材料,石墨散热膜导热系数高、比热容高、密度低。

石墨散热膜优势
 
数据来源:公开资料整理

       (2)随着智能手机对散热的需求进一步提升,热管与均热板散热方式逐渐在智能手机领域展现头角,在5G手机的渗透率持续提升。热管的热传导方式为一维线性热传导,而均热板的热传导方式是为二维面性热传导。均热板传导方式从一维的线性传导升级为二维的平面传导,散热效率提高约20%-30%。

液冷热管与均热板对比

类别

液冷热管

均热板

原理

一维的线性热传导

二维的面性热传导

散热功效

均热板散热效率提高约20%-30%

应用

适用于热源和散热器件间距长

的情景

适用于热量大、功率大的情景

热源接触方式

通常热管与底板接触,底板接

触热源

均热板与热源直接接触

成本

5-10

10-20

应用手机

中兴10 Pro 5G

华为mate20X 5G

数据来源:公开资料整理

       (3)碳元科技、飞荣达与中石科技等石墨散热膜巨头企业积极布局热管和均热板,已实现热管的小规模量产,我国热管与均热板国产替代进入加速期。

石墨散热膜巨头企业研发进度

企业

研发进度

碳元科技

201811月投资500万设立常州碳元科技

常州碳元科技主要研发生产超薄热管与均热板

飞荣达

2019年,飞荣达收购昆山品岱55%股权

昆山品岱具备研发热管与均热板的经验与实力

中石科技

2019年,中石科技收购凯唯迪

凯唯迪具备热管与均热板的生产能力

数据来源:公开资料整理

       二、 劣势分析

       (1)智能手机散热系统通常采用人工石墨散热膜。人工石墨散热膜的主要原材料为PI膜。我国PI膜产业与日本、美国等世界领先国家相比仍有较大差距。差距主要体现在产能规模与高性能PI膜的生产能力上。我国普遍PI膜生产装置为百吨级,而杜邦、宇部兴产与钟渊化学等国际领先企业均为千吨级,同时高性能PI膜技术均受国际巨头垄断,我国高性能PI膜超过85%需要依赖进口。

我国PI膜产业与国际领先国家对比

类别

中国

国际领先国家

产量

生产装置均为百吨级

生产装置多为千吨级

原材料

以均苯二酐为主

芳香族二胺等

精细化程度

☆☆

☆☆☆☆

品种

少,以薄膜与模塑料等为主

繁多,如薄膜、纤维、涂

料、粘合剂、泡沫与瓷漆等

数据来源:公开资料整理

       (2)4G手机通过将石墨散热膜贴近热源实现热量传递和转移。5G手机散热诉求提升,传统散热方案已无法满足终端散热需求。

       三、 机遇分析

       (1)未来5年,5G手机出货量将大规模增长,带动散热器件需求增长。根据数据显示,2019年,我国智能手机出货量为3.9亿部;2020年,我国智能手机出货量约为3.26亿部。

2015-2020年我国智能手机出货量
 
数据来源:公开资料整理

       (2)5G手机功能创新带来功耗提升,对散热器件提出新诉求。5G手机对散热的高要求来源于5G手机功耗增加和手机结构变化两方面。手机功耗增加:相较4G手机,5G手机的性能大幅提升,集成度不断提高,5G手机的芯片功耗将是4G手机的25倍左右,导致工作时的功耗和发热量急剧上升;手机结构变化:5G手机除需接收5G高频信号外,还需兼备可接收4G信号的能力,因此5G手机需配置的天线数量增加,导致内部空间紧凑,散热性能减弱。

5G手机对散热器件提出新诉求的原因
 
数据来源:公开资料整理

       基于上述情况,热管与均热板凭借其高导热系数,开始向智能手机领域渗透。三星、华为、小米、VIVO等手机厂商发布的5G手机均已开始采用“石墨+导热界面材料+均热板与热管”散热方案。5G手机使用的石墨散热膜价值区间在3-4元;单机热管使用数量为1个,价格在5-10元;均热板价格为10-25元;导热界面材料价值量区间为10-25元。相较于4G手机,5G手机散热部件的价值量约有3-4倍左右的提升。

4G手机与5G手机散热器件价值对比

类别

4G手机

5G手机

石墨散热膜

2-3

3-4

导热界面材料

4-15

10-25

热管

仅在高端游戏机中使用

5-10

均热板

仅在高端游戏机中使用

10-25

合计

6-18

28-64

数据来源:公开资料整理

       (3)近年来我国相继出台一系列相关政策促进散热器件行业发展。如2016年5月,科技部在《“十三五”材料领域科技创新专项规划》中提出重点发展单层石墨烯粉体、高品质石墨烯薄膜工业制造技术。2019年12月,工信部在《重点新材料首批应用示范指导目录(2019年版)》中提出将高效能石墨烯散热复合膜、石墨烯散热材料与石墨烯导热复合材料等纳入重点发展新材料。

我国智能手机散热器件行业相关政策

颁布日期

政策名称

颁布主体

主要内容

201912

《重点新材料首批应用示范指导目录(2019年版)》

工信部

将高效能石墨烯散热复合膜、石墨烯散热材料与石墨烯导热复合材料等纳入重点发展新材料

201912

《战略性新兴产业分类(2018)》

工信部

战略性新兴产业包括新一代信息技术产业、新材料产业、节能环保产业、数字创意产业、相关服务业等九大领域

201610

《产业技术创新能力发展规划》

工信部

宣布将围绕《中国制造2025》确定的新一代信息技术、新材料等十大重点领域开展工作,兼顾制造业转型升级需求,聚焦国家重大战略,建设国家制造业创新中心。

20165

《“十三五”材料领域科技创新专项规划》

科技部

提出重点发展单层石墨烯粉体、高品质石墨烯薄膜工业制造技术

20158

《中国制造2025

国务院

提出围绕重点行业转型升级和新一代信息技术、增材制造、新材料等领域创新发展的重大共性需求,形成一批制造业创新中心(工业技术研究基地),重点开展行业基础和共性关键技术研发、成果产业化、人才培训等工作

数据来源:公开资料整理

       四、 威胁分析

       现阶段,我国智能手机散热器件行业面临主要风险包括重要原材价格波动风险、石墨膜价格下跌风险、热管与均热板国产化进程不及预期风险、智能手机价格下降压缩行业利润空间风险、5G手机渗透不及预期风险。

       原材价格波动风险:PI膜为石墨膜上游核心材料。中国可量产高端PI膜的企业极少。龙头石墨膜企业较多采用日本与美国先进化工企业生产的PI膜。PI膜进口价格受贸易环境与汇率影响波动较大。

       石墨膜价格下跌风险:随着人工石墨材料生产技术日益成熟和市场供给量增加,人工石墨产品的市场已进入成熟期。石墨散热膜的市场平均价已从2014年的336.5元/平方米下降至2019年的110.9元/平方米,未来仍有下降空间。

       热管与均热板国产化进程不及预期风险:当前中国极少数企业可小规模量产热管,而均热板还在认证阶段。均热板技术壁垒极高,核心技术被国际巨头企业垄断。中国企业能否突破均热板核心工艺仍具有较大不确定性。

       智能手机价格下降压缩行业利润空间风险:当前,市场上5G手机集中在3000元-5000元价格区间。随着5G手机产业逐渐成熟与手机厂商竞争加剧,5G手机价位逐步下沉,预计2000-3000元档位为未来5G手机的主流价位。下游智能手机价格的不断下降,将压缩上游手机配件、组件和辅材的利润空间。

       5G手机渗透不及预期风险:5G手机出货量大规模增长是智能手机散热器件行业增长的主要驱动力。若5G手机出货量增长不及预期,智能手机散热器件行业增长亦将不及预期。

威胁我国智能手机散热器件行业发展因素分析
 
数据来源:公开资料整理(zlj)

        欲了解更多内容,请参阅我们的行业分析报告:
        《2021年中国智能手机散热器件市场分析报告-市场运营态势与发展前景研究
        《2020年中国智能散热器件市场分析报告-行业规模现状与发展潜力评估

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中国报告网提示:根据散热原理的不同,智能手机散热产品分为主动散热器件、被动散热器件。主动散热器件采用热对流原理,对发热器件进行强制散热,比如风扇、液冷中的水泵、相变制冷中的压缩机。主动散热器件特点是效率高,但需要其它能源的辅助。被动散热采用热传导原理,仅依靠发热体或散热片对发热器件进行降温。手机终端、平板电脑等轻薄型消费电子受内部空间结构限制的影响,多采用被动散热方案。

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