电子元器件行业深度分析：新材料、新技术、新方案，5G开辟散热市场新天地.pdf

1 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 新材料、新技术、新方案， 5G 开辟散热市场新天地 散热技术方案持续升级， 5G 时代市场规模有望突破 2000 亿元 ： 散热下游应用领域 众多， 涵盖 消费电子 、 和汽车 、 基站、服务器和数据中心等，市场空间在千亿级别。根据 前瞻产业研究院 预估， 2018 年 2023年散热产业年复合成长率达 8%，市场规模 有 望从 2018 年的 1497 亿元增长到 2023 年的 2199 亿元。 手机散热约占行业总规模的 7%， 2018 年约为 100 亿元，未来受益于 5G 智能终端持续升级的驱动，手机散热市场增 速在 20192022 年 有望提升至 年平均复合增长率 26%。此外， 5G商用基站大规模建设也会驱动半固态压铸壳体和吹胀板 等细分 散热市场空间的扩大。而从长期发展趋势来看， 5G 带来的网络流量的增加，也会驱动服务器 应用的进一步上量，并由此带动细分 散热市场 容量的扩大 。 石墨烯、 热管和 VC 渗透到 5G 智能手机，单机散热 ASP 显著提升 ：传统手机散热材料以石墨片和导热凝胶等 TIM 材料 （导热界面材料）为主，石墨片存在导热系数相对较低 、 厚度相对较大等问题。目前热管和 VC（均热板） 开始从电脑、服务器等领域渗透到智能手机终端，石墨烯材料也开始应用。相对而言， VC 和石墨烯的导热系数高，厚度低，是性能 更 佳的散热材料。华为 2019 年发布的 Mate 20 X 中率先使用石墨烯 +VC 散热 方案 ，三星新款旗舰机 Note 10 中也首度采用了 VC散热。随着石墨烯、热管和 VC 在智能手机中渗透率的提升， 5G 时代单机 ASP 有望达到 510 美金，实现 34 倍的价值量增长。除了单价ASP 的倍增外，智能手机出货量有望借力于 5G 迎来新的换机潮 。根据IDC 预测 ， 2019 年下半年智能手机行业有望恢复增长，预估该趋势将一直 延续到 2023 年，届时全球智能手机出货量将达到 15.42 亿台，其中 5G 手机渗透率达到 25%。 吹胀板应用至 5G 基站，基站散热量价齐升 ： 基站架构包括 基带单元BBU 和 有源天线 AAU（ 4G 为 RRU+天线）。 5G 基站引入 Massive MIMO技术， 未来 64T64R 将 广泛应用 ， 基站 功耗 超过 3500W。目前， 4G 基站主要采用 4T4R， 功耗 仅 1000W 左右， 因此， 5G 基站功耗 增加明显 。从功耗构成来看， 5G 功耗的增加主要来源于 有源天线 AAU， 100%业务 负荷下 功耗超过 1000W，大约是 4G 的 3 倍 。 5G 基站 BBU 功耗平均为 300W 左右，大约是 4G 的 2 倍。除传统的散热材料及方案外， 半固态压铸件具有重量轻和散热性能好的优势，吹胀板具有热传导效率高、制冷速度快的优势，结合半固态压铸件和吹胀板的散热器件有望大幅Table_Tit le 2019 年 08 月 20 日 电子元器件 Table_BaseI nfo 行业深度分析 证券研究报告 投资 评级 领先大市 -A 维持 评级 Table_Fir st St ock 首选股票 目标价 评级 300602 飞荣达 43.75 买入 -A Table_Char t 行业表现 资料来源： Wind资讯 % 1M 3M 12M 相对收益 -4.21 -11.31 -30.94 绝对收益 -4.65 -6.52 -14.91 夏庐生 分析师 SAC 执业证书编号： S1450517020003 xialsessence 021-35082732 陈昊 报告联系人 chenhao1essence 薛辉蓉 报告联系人 xuehressence 相关报告 华为首款 5G 手机发布，集成电路产业投融资热度不减，共话产业盛况 2019-07-28 Q2 电子基金持仓持续低位，各板块趋势看长期成长 2019-07-24 2019 年电子行业策略报告 -估值配合产业逻辑，关注半导体、 PCB 与 LED 2018-11-29 电子行业三季度综述：估值已具备投资价值，关注半导体、 PCB 与 LED 细分行业 2018-11-12 5G 手机射频前端 /天线，增量需求分析 2018-10-25 -22%-15%-8%-1%6%13%20%2018-08 2018-12 2019-04电子元器件 沪深 300 2 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 提升 5G 基站 散热价值量。根据 产业链调研 ， 5G 单基站散热材料价值量 约 为 15002000 元。 主流散热材料技术成熟，热管和 VC 尚处于 技术突破 阶段 ： 目前主流的被动散热方案包括石墨片、石墨烯、导热界面材料（ Thermal Interface Materials， TIM）、热管（ Heatpipe， HP）和均热板（ Vapor Chamber ，VC） 以及半固态压铸件 。从供应链和竞争格局的角度看，我国在石墨片、石墨烯 、 TIM 材料 和半固态压铸件 上掌握相关技术， 涌现 出一大批参与者，但由于技术门槛相对较低 ，目前竞争 较激烈。 热管和 VC 的供应链主要在台湾，相关厂商占据市场 70%左右的份额，国内厂商 已经实现 技术突破， 目前处于量产 前期 ， 成长空间巨大。 投资建议： 5G 终端散热将采用石墨膜 /石墨烯膜 +TIM+热管 /VC 综合技术方案，其中石墨膜较 4G 用量显著增加， 石墨烯膜 、 热管 /VC 渗透率有望 大幅 提升 。 重点推荐飞荣达 。 飞荣达 主营电磁屏蔽和导热器件，业务占比分别为 49%和 13%， 2018 年收购润星泰 （ 主营半固态压铸壳体 ） 51%和昆山品岱 （ 拥有热管 /VC 技术 ） 55%的股权， 持续 加大对 智能手机和基站散热 的 布局 。 建议关注 碳元科技 、 中石科技 、 精研科技和捷荣技术。 碳元科技 主营 高导热石墨膜 ， 2018 年 自主 布局超薄热管 /VC 及相关材料的研发和生产。 中石科技 主营导热材料和 EMI 屏蔽材料，业务 占比 分别为 89%和 7%。 2019 年 6 月 收购江苏凯维迪 （掌握热 管 等散热技术） 51%的股权， 布局 石墨膜 +热管 /VC 一体化的智能终端散热解决方案 。 精研科技 主营 消费电子和汽车 MIM 核心零部件，产品 涉及 散热 器 ， 捷荣技术 是国内消费电子 精密 结构件核心供应商 ，有望借助大客户优势切入散热 领域。 风险提示： 5G 终端出货量及渗透率不及预期； 5G 基站建设量不及预期 ； 5G终端和基站散热方案变化不及预期 行业深度分析 /电子元器件 3 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 内容目录 1. 散热技术方案持续升级， 5G 时代市场规模有望突破 2000 亿元 . 6 1.1. 以被动散热为主，多元材料构成目前散热设计解决方案 . 6 1.2. 热管和 VC 渗透到智能手机， 5G 单机散热 ASP 显著提升 . 7 1.3. 半固态压铸件 +吹胀板， 5G 基站壳体价值量提升 . 10 1.4. AR/VR 新终端有望超预期，创造散热新增需求 . 12 2. 石墨膜：散热方案的主流材料，国内技术成熟稳定 . 12 2.1. 主流散热材料，单手机用量为 36 片 . 12 2.2. 行业竞争激 烈，价格持续走低 . 14 2.3. PI 膜是人工石墨膜的核心材料，高端产能集中在国外厂商手中 . 15 3. 石墨烯膜：理化性能丰富，国产优势明显 . 16 3.1. 导热系数最高、导电性能好，下游锂电材料和导热膜空间巨大 . 16 3.2. 我国石墨烯产业全球领先，参与者众多 . 17 3.3. 制备方法众多， CVD 法发展前景良好 . 18 4. TIM：产品种类众多，国产供应链成熟 . 19 4.1. 配套的导热填充材料，应用场景众多且不可或缺 . 19 4.2. 国 内厂商不断涌入，市场竞争格局日益充分 . 21 4.3. 制备工艺种类丰富，多样化满足各层次散热需求 . 22 5. 热管 /均热板：渗透至手机和基站，本土厂商实现技术突破 . 23 5.1. 热管 /VC 导热系数最高，渗透率有望持续提升 . 23 5.2. 厚 度、长度和外观要求高，生产工艺难度大 . 25 5.3. 台湾厂商占据主要份额，大陆厂商已实现技术突破 . 25 6. 基站散热壳体：半固态压铸件 +吹胀板，国产实力强劲 . 26 6.1. 重 量轻、散热性能好，半固态压铸件广泛应用于基站 . 26 6.2. 上游压铸机行业竞争充分，压铸件供应商格局稳定 . 27 7. 重点公司推荐 . 28 7.1. 碳元科技：立足高导热石墨膜，布局热管 /VC 产品 . 28 7.2. 飞荣达：电磁屏蔽器件核心供应商，深入拓展散热业务 . 29 7.3. 中石科技：导热材料全球领先，持续突破大客户 . 31 图表目录 图 1：散热行业市场规模及增速 . 6 图 2：手机散热市场规模及增速 . 6 图 3：散热方式 . 7 图 4：散热方案简介 . 7 图 5：手机散热（被动） . 7 图 6：手机主要散热源 . 8 图 7：智能手机部件温度（） . 8 图 8：智能终端散热方案及性能 . 9 图 9：智能终端散热方案 . 9 图 10：全球智能手机销量及预测（百万），换机潮开启， 5G 手机渗透率逐步提升 . 9 图 11：基站架构 . 10 图 12： BBU 散热方案 . 10 图 13：吹胀式板式换热器 .11 行业深度分析 /电子元器件 4 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 图 14：导热硅胶片在基站中的应用 .11 图 15：中国 VR/AR 出货量及预测（万台） . 12 图 16：全球 VR/AR 出货量及预测（万台） . 12 图 17：石墨晶体结构图 . 13 图 18：石墨均匀散热示意图 . 13 图 19：智能手机石墨膜使用场景介绍 . 14 图 20：中石科技和碳元科技石墨膜单价（元 /m2） . 14 图 21：代表厂商综合毛利率变化趋势 . 14 图 22：石墨膜生产的工艺流程 . 15 图 23： PI 膜全球主要供应商 . 15 图 24：中国 PI 膜产量及预测 . 15 图 25：石墨和石墨烯结构对比 . 16 图 26：金属材料以及新材料的导热系数 . 16 图 27：中国石墨烯市场规模预测（单位：万美元） . 17 图 28：石墨烯未来应用领域情况图 . 17 图 29：全球十大石墨烯专利发明人 . 18 图 30：石墨烯产业相关政策梳理 . 18 图 31：石墨烯产业链 . 19 图 32：氧化还原法制备石墨烯粉体 . 19 图 33： CVD 法制备石墨烯膜 . 19 图 34：导热界面材料散热原理 . 20 图 35：导热界面材料种类 . 20 图 36：导热硅脂 . 21 图 37：导热凝胶 . 21 图 38：全球导热界面材料市场规模 . 21 图 39：全球导热界面材料产量分布 . 21 图 40：全球导热界面材料销售区域分布 . 21 图 41：石墨相变导热硅脂的工艺流程图 . 22 图 42：复合导热硅脂的工艺流 程图 . 22 图 43：导热界面材料产业链 . 23 图 44： 2015 年全球导热界面材料下游结构 . 23 图 45： 2016-2021 年导热界面材料各个行业需求 . 23 图 46： VC 和热管工作原理 . 24 图 47： VC 和热管工作原理 . 24 图 48：散热材料导热系数对比 . 24 图 49：热管和均热板在智能手机渗透率的预测 . 24 图 50：三星 Galaxy S7 散热拆分图示 . 25 图 51：华为手机散热方案 . 25 图 52：台系散热厂商 2019 年上半年营业收入（亿元） . 26 图 53：台系散热厂商 2019 年上半年营业收入增速（ %） . 26 图 54：半固态流变压铸和触变压铸的工艺流程 . 27 图 55：半固态压铸件在通讯领域的应用 . 27 图 56：碳元科技 2014-2018 年主营业务构成情况 . 28 图 57：碳元科技 2018 年主营业务构成情况 . 28 图 58：碳元科技 2014-2018 年营业收入及增速 . 28 行业深度分析 /电子元器件 5 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 图 59：碳元科技 2014-2018 年归母净利润及增速 . 28 图 60：碳元科技 2014-2018 年毛利率和净利率 . 29 图 61：飞荣达主要产品在智能手机、通信机柜和笔记本电脑中的应用 . 29 图 62：飞荣达 2016-2018 年主营业务构成情况 . 30 图 63：飞荣达 2018 年主营业务构成情况 . 30 图 64：飞荣达 2014-2018 年营业收入及增速 . 30 图 65：飞荣达 2014-2018 年归母净利润及增速 . 30 图 66：飞荣达 2014-2018 年毛利率和净利率 . 30 图 67：中石科技 2016-2018 年主营业务构成情况 . 31 图 68： 2018 年中石科技各产品收入占比 . 31 图 69： 2014-2018 年中石科技营业收入及增速 . 32 图 70： 2014-2018 年中石科技归母净利润及增速 . 32 图 71： 2014-2018 年中石科技毛利率及净利率 . 32 表 1：散热材料及方案性能对比 . 7 表 2：智能手机导热需求增加因素 . 8 表 3： 5G 基站功耗测试结论 . 10 表 4： 2G4G 阶段中国移动、中国电信和中国联通的频谱汇总 .11 表 5：主要国家 5G 频谱规划 .11 表 6：石墨导热性能与铜、铝对比 . 13 表 7：三种石墨散热膜优缺点对比 . 13 表 8：行业主要参与者情况 . 14 表 9：国内外主要生产厂商 . 16 表 10：石墨烯粉体和石墨膜的下游应用 . 17 表 11：石墨烯部分下游潜在市场规模 . 17 表 12：中国石墨烯主要企业竞争力一览表 . 18 表 13：石墨烯粉体和薄膜的参数对比 . 19 表 14：导热界面材料分类 . 20 表 15：国外和国内导热界面材料主要厂商 . 22 表 16：热管和 VC 使用情况 .