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电子产品散热专题申报:5G散热需求倍增行业增长剑已在弦

编辑:[db:作者] 时间:2024-08-25 01:24:06

(一) 高性能电子产品发展突出散热需求

在消费电子向超薄化、智能化和多功能化的发展趋势下,集成电路芯片和电子元器件体积不断缩小,其功率密度却快速增加;手机 CPU 频率正迅速提升,同时封装密度也越来越高、机身 越来越薄,散热问题已经成为电子设备亟需办理的问题。

电子产品散热专题申报:5G散热需求倍增行业增长剑已在弦

智能机性能不断提升,中高端智好手机朝集成化方向发展:(1)更高的频率和性能,四 核、八核将成为主流;(2)更大更清晰的屏幕,2K/4K 都将涌如今手机屏幕上;(3)柔性屏, 可波折;(4)更多内置无线设备,如 NFC、低频蓝牙、无线充电等。
这些发展趋势将会大 大增加智好手机的发热量,散热将成为全体智好手机行业面临的紧张问题之一。
散热问题处 理不好将造成智好手机卡顿、运行程序慢、烧坏主板乃至造成爆炸的危险。

OLED 屏幕的渗透和无线充电技能的遍及也加大了散热的需求和难度。
一方面,手机的快充 功率及无线充电的功率逐步提升,功率增加提高了散热的需求。
另一方面 OLED 屏幕渗透率逐步 提升,而 OLED 材料由于高温受热易衰退,因此对散热哀求越来越高。
同时 5G 智好手机天线数量可达 4G 手机的 5-10 倍,无线充电等技能的创新也同样提高了散热的需求。

智能机功耗变大,智能终端处理高效能运用时将会发出大量热量。
个中功耗紧张来源于以下部件:(1)屏幕显示:其紧张耗电部分为背光灯、触控传感器和 GPU。
超高像素的打算量增加 和高背光需求及 GPU 性能逐年增强加重了这一趋势。
2560x1440 的原始分辨率(577ppi)运行时, 高达 10.247W 的功耗比 1280x720 分辨率(289ppi)运行时的功耗赶过 87.3%。
(2)处理器:处 理器是整机绝对的耗电大户,运行于 2.4GHz 的八核心 CPU 满载情形下可达到 3~5W 的功耗并严 重发热。
(3)网络与无线连接:数据网络与连接的根本浸染在智好手机上的主要性进步神速, WIFI 和蓝牙设备也增加功耗,这部分在利用时的功耗水平普遍也在 1000~1500mW 旁边。
(4) 位置做事:这部分的功耗来自于 GPS 芯片的打算事情和加速计陀螺仪等的支持事情,约为 50mW。
(5)数据存取:每 MB 的文件写入须要峰值约 400mW 的功耗,以压缩后码率为 3000kbps 的 1080p 视频写入 ROM 来打算,功耗约 120mW,而写入 4K 视频须要的功耗更多。

(二) 导热材料广泛运用于消费电子散热,但散热效果减弱

手机散热有主动与被动散热两种,基本思路是降落手机散热的热阻(被动散热)或减少手机的发热量(主动散热)。
主动散热通过降落芯片的功耗减少热量而实现,与电子设备的研发干系。
而被动散热是通过导热材料与器件来达到散热效果。
手机产生热量的部件紧张是 CPU、电池、主板、射频前端等,这些部件所产生的热量会由散热片导入到热容量大的夹层中,然后通过手机外壳和散热孔散出。

正常状态下手机温度为 30-50 度,总体温度不要超过 50 度为佳,超过 50 度时手机的性能会 受到影响。
当手机的功耗越强时,CPU 的发热量越大,散热也越困难。
手机过热的缘故原由之一是导 热不充分,散热不合理,导致热量在手机内部聚拢,使某一部分过热。

导热材料紧张用于办理电子设备的热管理问题。
试验已经证明,电子元器件温度每升高 2℃, 可靠性低落 10%;温度达到 50℃时的寿命只有 25℃时的 1/6。
导热材料紧张是运用于系统热界面之间,通过对粗糙不平的结合表面添补,用导热系数远高于空气的热界面材料替代不传热的空气,使通过热界面的热阻变小,提高半导体组件的散热效率,行业又称“热界面材料”。

热量的通报办法紧张有三种:热传导,热对流和热辐射。
根据热的通报办法,散热系统可以由风扇、散热片(如石墨片、金属散热片等)和导热界面器件组成。
以普通的 CPU 风冷散热器 为例,其事情事理是 CPU 散热片通过导热界面器件与 CPU 表面打仗,CPU 表面的热量通报给 CPU 散热片,散热风扇产生气流将 CPU 散热片表面的热量带走。
目前市场上广泛运用的导热材料有导热胶、导热泥、导热凝胶、导热石墨膜、相变革导热界面材料等。

传统的导热材料紧张是金属材料,如铜、铝、银等。
但是金属材料密度大,膨胀系数高,在哀求高导热效率的场合尚不能知足利用哀求(如银、铜、铝的导热系数分别为 430W/m.K, 400W/m.K, 238 W/m.K)。
导热石墨片具有独特的晶粒取向,可沿两个方向均匀导热;其通过将手机发热的中央温度分布到一个大区域以便均匀地散热。
目前智好手机中的散热方案大多采取石墨片散热方案,但随着电子设备散热需求的增加,单层或双层石墨片的导热不能知足更高的散热需求。

二、 5G 发展提高散热需求,新技能推动散热改造

5G 时期的高速率和低延迟给我们带来更佳的体验感,但是对付电子设备而言功耗会增 加,发热量也随着上升。
消费电子的导热和散热能力的强弱成为产品稳定立足的关键技能之 一。
另一方面,5G 时期电子设备上集成的功能逐渐增加并且繁芜化,以及设备本身的体积 逐渐缩小,对电子设备的热管理技能提出了更高的哀求。
办理消费电子的散热问题成为 5G 时期电子设备的难点和重点之一。

(一) 5G 对散热哀求急剧增加

1、5G 来袭射频前端升级,发热量剧增

5G 手机哀求更快速的传输速率,MIMO 技能带来天线数量增加。
5G 时期射频前端须要 支持的频段数量大幅增加,同时高频段旗子暗记处理难度增加导致系统射频器件的性能哀求大幅 提高,载波聚合及 MIMO 技能等新运用哀求各射频器件进行相应的技能更新。
4G 的手机天 线紧张是 22 MIMO,5G 将更多采取 44 MIMO 天线方案,从而提高 5G 的传输速率。
但是 在高速传输的过程当中极其随意马虎产生热量,须要降落传输过程中的温度。
如何办理传输过程 当中的射频前端温度,降落手机性能的损耗是目前 5G 手机里面的寻衅之一。

5G 手机中普通的滤波器对付温度的敏感度高,一旦外部的温度环境发生了变革,会使 滤波器的性能涌现急剧的低落。
随着频段数量的增加,比较于 4G 手机,5G 手机中射频滤波 器件的需求量也相应增加,对付温度的掌握与散热的哀求也越来越高。

2、5G 手机功耗及构造变革增加散热需求

功耗增加及手机构造的变革增加 5G 手机散热需求。
(1)5G 手机芯片处理能力有望达到 4G 手机的 5 倍,随着 5G 手机功能越来越强大、处理能力越来越强的同时功耗也随之增加,手机发热 密度绝对值也将增长,因此 5G 手机将面临着更大的散热压力。
(2)随着 5G 手机天线数量增加 以及电磁波穿透能力变弱,手机机身材质逐渐向非金属靠拢,同时 5G 手机越来越轻薄化、紧凑, 对付手机的散热设计也越来越具有难度。

(二) 手机散热方案比拟,热管、均温板方案突出

随着手机硬件的不断升级,其所实行的任务打算处理更加繁杂,CPU 等芯片部件将会面临热量的侵袭。
但手机体积有一定的局限性,处理器系统性能会由于温度升高而有所降落。
因此手机散热问题尤为主要。
5G 和无线充电对旗子暗记传输的哀求更高,而金属背板对旗子暗记屏蔽的毛病将被 放大,估量 5G 手机不再采取金属背板设计,原有的石墨加金属背板散热技能面临重大寻衅,预 计智能机将更多利用石墨+金属中框方案。
目前市场上手机散热的方案紧张有:导热凝胶、石墨 片、石墨烯、均温板、热管等。

从各种手机机型的散热方案来看,热管与均温板散热技能逐渐兴起。
2018 年小米发布的黑鲨 手机采取热管散热技能,热管直径为 3mm,长度为 60mm,散热面积高达 6000mm,比拟无热管 CPU 散热效率提升 20 倍;CPU 核心温度降落 8℃,处理器可以永劫光保持高频和稳定输出。

201 9年华为发布的新款 5G 手机 Mate 20 X 中散热系采取的是超强导热的均热液冷技能 (Vapor Chamber) 和石 墨烯膜组成。
VC 液冷冷板同时覆盖了华为 Mate 20 X 处理器的大核、小核、GPU,处理器的热量 通过更短的路径传到 VC 冷板上,并通过相变传热系统将热量扩散到全体机身。
据华为官方表示, 石墨烯膜+VC 液冷冷板的组合散热方案的运用使华为 Mate 20 X 的散热能力较上代 Mate 10 提升 约 50%,发热集中点的温度较上代低落了 3 度以上。
官方实测显示,游戏一小时后华为 Mate 20 X 的正反面温度分别只有 37.4℃、38.1℃,明显低于三星 Note 9 和 iPhone XS Max。

(三) 石墨烯、热管/均温板散热技能兴起

多层石墨片是当前智能机主飘泊热办法。
石墨是一种良好的导热材料,导热性超过钢、铁、铅等多种金属材料。
石墨片的事情事理是利用其在在水平方向上具有精良的导热系数的 特点(性能好的石墨片导热系数能达到 1500-1800W/mK,而一样平常的纯铜的导热系数为 380W/mK,高的导热系数有利于热量的扩散),能够迅速降落电子产品事情时发热元件所在 位置的温度(热点温度),使得电子产品温度趋于均匀化,这会扩大散热表面积以达到降落全体电子产品的温度,提高电子产品的事情稳定性及利用寿命。
智好手机中利用石墨片的部 件有 CPU、电池、无线充电、天线等。
石墨散热是目前手机采取的主飘泊热办法。

石墨片生产工艺流程中核心环节是碳化和石墨化,在此过程中原料的选择、碳化和石墨化炉的制造、升温速率的选取、碳化和石墨化温度的掌握、石墨化中泰平承平和降温的掌握办法、参照温度和阈值的拟定以及周期性振荡的调控都影响着高导热石墨原膜的质量乃至制备的成功性。
压延工艺须要高技能水平进行处理以取得高密度的石墨膜并提高其热导系数;贴合须要特定的机器进行处理从而使得涂胶层均匀且厚度尽可能小,从而担保后续产品的质量;模切须要根据客户需求通过 精密加工和切割将压延后的高导热石墨膜原膜制备成形状大小不同的高导热石墨膜成品。

石墨烯具有精良的热传导特性,且其导热率为 800~5300 W/mk,是已知导热系数较高的材料,其散热效率远高于目前的 商用石墨散热片。
石墨烯是一种由碳原子以 sp2 杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳 米材料。
石墨烯散热膜很薄且具有柔韧性,综合性能精良,为电子产品的薄型化发展供应了 可能。
其次石墨烯散热膜具有良好的再加工性,可根据用场与 PET 等其他薄膜类材料复合。
此外,这种导热材料有弹性,可裁切冲压成任意形状,并可多次弯折;可将点热源转换为面 热源的快速热传导,具有很高的导热性能。
华为 Mate20 系列手机中采取了石墨烯材料。

热管是一种具有极高导热性能的传热元件,它通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝集来通报热量。
热管技能是将一个充满液体的导热铜管顶点覆盖在手机处理器上,处理器运算产生热量时,热管中的液体就接管热量气化,这些气体会通过热管到达手机顶真个散热区域降温凝集后再次回到处理器部分,周而复始从而进行有效散热。
在手机行业也可以称之为 水冷散热。
目前华为、小米、三星、OPPO 等手机中都有用到热管散热技能。
热管具有灵巧 度高、利用寿命长等特点,受到市场关注。

均温板( V a p o rChamber)从事理上类似于热管,但在传导办法上有所差异。
热管为一维线性热传导,而均 温板中的热量则是在一个二维的面上传导,因此效率更高。
均温板散热方案在于将多个点的热源之热流在短间隔内将其均匀的分布于较大散热面积,随着热源之热通量的不同,均温板 之等效热传导系数亦会有所不同。
将 VC 在其他的机器上利用时,可以使板上每颗芯片的温 度都是一样的,这样做比较有利于电器的散热。
均温板是一个内壁面具有微构造的封闭真空腔体,当热流由热源传导至蒸发区时,腔体里面的事情流体会因真空条件下,于特定温度开 始产生液相汽化的征象,这时事情流体就会接管热能并且快速蒸发。

(四)比拟各种散热技能 , 热管与均温板上风凸显

随着电子产品越来越轻薄化,由于机体内部空间狭窄,其散热能力也就受到一定限定。
在智好手机上紧张的发热源包括这五个方面:紧张芯片事情、LCD 驱动、电池开释及充电、 CCM 驱动芯片、PCB 构造设计导热散热量不屈均。
为理解决这些散热问题,目前市场上的 散热技能紧张有4种方案,通过比拟创造,我们认为热管与均温板的散热技能方案上风明显。

1、热管与均温板导热系数高于其他方案,导热效率上风突出

热管的导热系数较金属和石墨材料有 10 倍以上提升,而均温板散热效率比热管更高。
从导热率来看,热管与均温板的上风明显。
均温板真空腔底部的液体在接管芯片热量后,蒸发扩散至真空腔内,将热量传导至散热鳍片上,随后冷凝为液体回到底部。
这种蒸发、冷凝 过程在真空腔内快速循环,实现了相称高的散热效率。

5000-10000 W / mK。
这是固态铜的 250 倍、固态铝的 500 倍。
但是热管的导热率随着温度的 变革而变革。
当 75mm 的热管长度能够达到 10,000 W / mK 的导热率,而 200mm 长导热管导 热率刚好超过 44,000 W / mK。
如光彩 note10 热管长度约 113mm,贯穿散热面积达到 177mm85mm,经由的金属散热面积 15000 mm,整体均温效果好。

均温板散热技能方案的性能优于热管散热技能方案的 15-30%。
一方面是均温板常日与 热源直接打仗,从而降落总热阻并改进了性能,而热管须要在热源和热管之间安装一块安装 板。
另一方面,均温板在芯片界面实现更好的等温从而减少热点,比热管产品有更高的性能。

2、热管/均温板均温效果好且利用寿命长

均温版的面积较大,能够更好的减少热点,实现芯片下的等温性,同时均温版还更加轻薄,在快速的接管以及散发热量的同时也更加符合目前手机更加轻薄化、空间利用最大化的 发展趋势。
此外均温板传热速率快、启动温度低、均温性能好并且利用寿命长。

热管内腔里面的蒸汽的饱满度可使热管具有等温性。
事理在于紧张蒸汽处于饱满的状态下,温度才会处于饱和的状态,因此热管会有等温的特性。
此外手机中的热管不会发生机器 或化学降解,利用寿命约 20 年,已超过液冷系统的均匀寿命。

(五) 均温板、热管散热技能未来朝更轻薄、高效能方向发展

随着智好手机等各种消费电子的轻薄化趋势,电子元器件也越来越轻薄,研发厚度更薄的热管及均温板,以及能用在高度轻薄的产品上成为均温板及热管未来的蜕变方向之一。
目 前,日本和台湾的多家散热厂商都已经做好了量产 0.6 毫米超薄热管的准备,并操持在此基 础上连续缩减 25%,达到 0.45 毫米级别。
热管的紧张材质是铜,必须有一定的厚度才能保 持形状,但是手机、平板内部空间有限,热管不得不尽可能地做薄,这是一个须要平衡把握的难题也是未来的发展方向。
目前日本和台湾以及海内的公司都已经在布局研发专供智好手 机的超薄热管。
PC 上用的热管直径一样平常在 1-2 毫米,超薄本、平板机的分别为 1-1.2 毫米、 0.8 毫米,用于智好手机的则进一步缩小到了 0.6 毫米以内。
未来手机热管的直径还会连续缩 至 0.4-0.5 毫米。

开拓高效能的热管/均温板以广泛利用在高瓦数需求的产品是未来热管/均温板蜕变方向。
随着企业走向数字化,预期会产生越来越多的哀求,加上物联网与 5G 及人工智能的发展, 对付产品运行瓦数哀求也越来越高,也将促进消费电子等电子产品散热往更高规格升级。

(六) 5G 手机散热行业市场空间广阔

随着 5G 时期的到来,手机散热需求涌现剧增的状态:5G 手机器件的变革与升级带来对 散热的需求增长,因此新型的散热方案备受关注。
同时 4G 手机中的散热问题也一贯备受关 注。
我们预测 2022 年手机散热行业中 4G 手机能够达到 58 亿的市场规模;5G 手机具有 31 亿的市场规模,5G 手机 2019-2022 年 CAGR 为 376.95%。

(七) 平板电脑、可穿着设备等扩大散热行业空间

智好手机、平板电脑和可穿着设备等消费电子产品的快速增长哀求产品性能的不断提高,增加了散热需求。
随着 5G 时期带来的换机潮,估量到 2023 年智好手机出货量将达到 15.4 亿部。
根据 Wind 资讯的统计数据,2012-2018 年平板电脑出货量保持高速增长,虽然近几年略有下滑,但估量未来低落速率会有所缓和。
随着硬件性能和可扩展性的不断提升,已经有部分平板电脑产品具有替代条记本电脑的能力,但高性能平板电脑的散热问题仍需进一步办理。

根据 IDC 发布的数据,估量 2022 年可穿着设备市场可达到 1.9 亿台。
Apple Watch 中具有医 疗传感器、无线充电、压力传感器、触觉反馈、蓝宝石和 SIP 封装等技能特点,个中的无线充电、芯片等对散热都提出了更高的哀求。
可穿着设备中的芯片、电池、屏幕等都会增加散热的需求。

三、 热管、均温板工艺难度高,龙头公司享受高附加值

(一) 石墨片市场格局稳定,外洋龙头霸占上游高端材料

石墨膜/石墨片的上游原材料市场集中度较高。
高导热石墨膜的紧张上游原材料为聚酰亚胺,辅料为胶带、保护膜等,紧张生产设备为碳化炉、模切机、压延机等设备。
个中聚酰亚胺是一种高性能的绝缘材料,该产品具有较高的技能壁垒,环球范围内高性能的聚酰亚胺生产厂商较少,紧张有美国杜邦、日本 Kaneka、韩国 SKPI 等,合计霸占环球高达 90%的市场份额。
海内大约 80 家规模大小不等的 PI 薄膜制造厂商,包括桂林电科院、今山电子、深圳瑞华泰等,但多数是 用于低端市场,高端市场仍多数为国外企业垄断。

国产厂商积极参与中游石墨片/石墨膜行业竞争:国际厂商包括日本松下、美国 Graftech 和日本 Kaneka,海内厂商包括碳元科技、中石科技、嘉兴中易碳素、博昊科技、新纶科技、 深圳垒石。
由于散热需求的增加以及广阔的市场空间,多家公司已积极支配在石墨片/石墨膜 业务的研制与开拓。

中石科技在石墨材料的工艺技能方面具有较强的履历和研发能力。
中石科技是一家兼有 导热材料技能和合成石墨技能的全面热办理方案公司,石墨收入占公司总收入的 70%旁边。
中石科技在导热材料业务方面已经开拓成功完全导热材料产品线,节制核心配方和制造工艺技能。
在导热材料方面,公司拥有超高温烧结技能、高精度压延技能、导热流体高分子材料 技能、导热柔性弹性体材料技能等紧张核心技能,并且公司研发的导热系数 1800W/m-K 厚 度 10u 的高导热超薄的石墨膜已完成小批量试制,公司拥有导热材料独特技能配方,生产工 艺水平较高,产品性能指标保持在较高水平。

碳元科技自主研发取得核心技能并已申请专利。
碳元科技是具有大规模生产高导热石墨 膜能力的企业之一,2016 年已形成年产近 300 万平方米的产能,具有一定的规模效应。
公司 生产的高导热石墨膜最薄可达 10m,导热系数达到了 1,900W/(mK ),处于天下前辈水平。
在高导热石墨膜生产工艺流程的碳化石墨化中原料的选择、碳化和石墨化炉的制造、升温速率的选取、碳化和石墨化温度的掌握、石墨化中泰平承平和降温的掌握办法、参照温度和阈值的拟定以及周期性振荡的调控都影响着高导热石墨原膜的质量乃至制备的成功性,而碳元科技经由永劫光试验调度并经由工业化量产实践后,拥有核心生产工艺且已取得专利。
公司通过温度振荡的办法来改进高导热石墨膜的制造工艺,同时公司研发的一种超薄高导热石墨膜及 其制备方法已处于运用改进阶段。

下贱消费电子产品出货量的高速增长带动石墨片/石墨膜的高速增长。
下贱智好手机、平 板电脑和可穿着设备等消费电子产品的快速增长哀求产品性能的不断提高和产品外不雅观的快 速更新换代,带来了散热行业的发展机遇,石墨片/石墨膜以优秀的散热效果被广泛接管。

(二) 热管/均温板核心技能哀求高,工艺难

吸液芯的构造对均温板内部的循环和相变换热有着极大影响。
常见的吸液芯构造紧张有三种:金属粉末烧结型、微槽道型及丝网型。
金属粉末烧结型是将金属粉末(一样平常是铜粉)直接烧结在管(或板)的内壁,其优点是能供应大的毛细力。
日本 Fujikura 和美国 Thermacore 以及双鸿科技 和超众科技目前以烧结铜粉工艺为主。

均温板钎焊技能成品率不高。
均温板在制造过程中统共有三处须要焊接,即高下板的焊接、充注管与腔体的焊接以及充注管封口。
均温板高下板的焊接,实在质便是两块纯铜板打仗面间的焊接,采取传统钎焊的办法。
钎焊是利用低于铜质均温板熔点的钎料,和均温板一同放到钎焊炉内,利用液态钎料添补高下均温板间的空隙,冷却后高下板即焊接在一起。
钎焊技能的最大缺陷是成品率不高。
目前扩散焊工艺受到关注,扩散焊是一种在真空或者保护气体的环境下,将均温板高下板紧密结合,并对均温板焊件施加一定的压力,放到真空焊接炉内,在一定温度下保持一定韶光后,使焊接打仗面间的原子充分相互扩散,从而达到紧密连接的目的。

(三)材料技能是热管 / 均温板核心环节

热管/均温板的上游材料大多通过采购办法得到,紧张包括铜片、铜粉、吸液毛细芯、腔 体、散热鳍片等。
生产厂商具有稳定的材料供应商(2 家及以上),在原材料的供应上面具有一定的稳定性。

海内公司参与中游热管/均温板研发与设计。
国际厂商包括美国 Honeywell Electronic Materials、日本 Fujikura、日本 Shinko 等。
海内多家台系厂商早已开始热管/均温板的研发与 设计,紧张有双鸿科技、健策精密、力致科技、超众科技。
大陆厂商碳元科技、中石科技也 在积极支配热管/均温板的散热技能。

双鸿科技:公司在散热模组业务上具有前沿的工艺,研发超薄热管/均温板工艺具有核心 上风。
公司具有 Programmable Temperature & Humidity Chamber、EDX-720 等前辈的研发设 备,并且在前置组装工艺、回焊工艺及烤漆工艺上面具有超前的工艺水平。
在热管/均温板的 厚度方面,公司具有核心的竞争上风:于 2014 年已研发出超薄型均温板、超薄型热导管等 产品,并且公司的产品开拓技能来源均以自行研发为主。
公司散热模组的客户除了 DELL、 广达、仁宝、纬创、三星、和硕、英业达与鸿外洋,更是苹果超薄笔电散热模块的唯一台厂; 今年华为发布的 5G 手机中运用了双鸿科技生产的高端冷却模块,该模块由 0.4 毫米厚的铜 片组成。

健策精密:能供应客户从模具制造、冲压生产至电镀成品垂直整合的生产流程。
公司的核心竞争上风在于产品研究开拓技能可自行掌控,并且公司拥有完全的生产线,公司不仅是专业模具及冲压厂商,并节制表面处理等干系垂直制程。
公司的高工艺水平使得产品从开拓、加工到投入产出已建立完善的整合流程,能够为客户直接供应全程的开拓技能与做事。
公司 的核心散热产品均热片紧张客户为国际半导体大厂 AMD,产品被广泛运用于下贱 3C 家当的 产品终端中。

超众科技:节制散热关键元件之开拓设计能力。
超众科技自 1997 年成功量产热导管以 来,研制热导管技能已非常成熟,公司具有累积 10 年以上及处理 1000 个以上散热模组/元件 的履历,并且近几年公司将核心技能之运用范围进一步拓展,以热管传导性佳、体积小之特性完成迷你热管、凸台热板等散热模组的开拓。
公司拥有热管、超薄管、热板及干系产品完 整研制能力与产能。
目前公司研发技能发展持续朝轻、薄、强(Slight、Slim、Strong) 3S 散热 方案开拓。

力致科技:节制紧张元件-散热风扇及热导管核心制程。
公司的热导管属于低廉甜头产品,主 要技能来源于自行研发。
公司在工艺生产流程中拥有前沿水平,通过利用 Icepac 软体设计、 仿照并验证每样产品的办法缩短开拓时程同时降落本钱。
同时公司拥 CFD 散热仿照的技能能 力,可进行效能评估。
力致科技在热管与均温板技能上已发明多项专利,具有核心的自主研发技能。
公司的紧张客户为有名资讯大厂,有鸿海、仁宝、广达及纬创等,拥有稳定的客户 群。

中石科技:公司超导散热材料的生产工艺流程严谨:通过自动切管机、截断机将铜管裁 剪出所需的规格,随后利用软管缩口机将一端缩口;利用电炉(900C)将工件内部的铜粒 与铜管结合固定形成毛细;利用真空机、二次除气机使工件内部呈现真空状态;通过压力测试、温差测试、功率测试进行考验等。
在制造工艺方面公司经由长期的生产制造积累了丰富 的工艺技能履历,形成了标准化的工艺技能管理体系。

碳元科技:相变超导热元件积极研发。
公司在积极研发真空密封的高效传热元件,目前 公司的产品包括超薄微热管和 VC 均热板,产品紧张由封闭的容器腔体构造、毛细微构造、 液体工质三部分构成。
公司已实现产品超薄微热管:能实现直径 8mm,长度 100mm,厚度 打扁 0.3mm 以下,导热系数 20000w/mk 以上,最大热导功率 Q > 15w,温差 Dt < 2℃,以及 产品 VC 均热板:超薄微热管的延伸,从一维扩展至二维面的热传导。
产品可运用于各式热 交流器、做事器、冷却器、电子产品散热元件等,紧张客户为三星、华为、VIVO、OPPO 等。
公司在超薄热监工艺的研究与开拓、液冷微超薄热监工艺的研究与开拓方面正在加大支 出。

四、 龙头公司加大家当链布局

(一) 中石科技:积极布局热管/均温板技能

中石科技致力于利用导热/导电功能高分子技能和电源滤波技能提高电子设备可靠性的 专业化企业,公司导热材料产品紧张包括合成石墨导热膜、导热垫片、导热凝胶、导热脂和 导热相变材料。
目前公司为爱立信、诺基亚、华为、三星、微软、亚马逊、谷歌、ABB、中 兴、比亚迪、伟创力、捷普、鸿富锦、昌硕等国际有名企业的供应商。

2018年,公司实现7.63亿的业务收入,个中导热材料营收为6.77亿,占总营收的88.73%; 2014-2018 年营收的 CAGR 为 35.56%。
2018 年归母净利润为 1.41 亿,同比增长 71.09%。
2018 年公司研发支出 0.33 亿,同比增长 10%。
公司看重在散热技能上的研发,10 月 16 日公司披 露定增预案,拟定增募资不超过 8.31 亿元,净额将用于“5G 高效散热模组培植项目”以及补 充流动资金。

2019 年,中石科技司并购了江苏凯唯迪科技有限公司 51%股权,进入热管/VC/热模组 设计技能领域。
凯唯迪于 2018 年已开始布局热管/均温板项目,并投资 1000 万元于超导散热 材料项目,项目建成后估量年产 700 万支超导热管。
通过并购凯唯迪,中石科技在积极支配 在热管/均温板散热技能方面的产能储备,在散热行业进行家当扩展计策布局选择。

公司在石墨布局方面通过新产品开拓取得新进展。
为办理智好手机日益增长的均热新哀求,公司成功推出单层厚石墨新品。
公司已完成智好手机市场重大布局,成为(中国第一知 名手机品牌商)华为和 VIVO 的正式供应商,进一步增强了在石墨市场地位。

公司向国内外申请发明专利及实用新型专利累计 100 项,个中公司向国内外申请发明专 利 47 项,取得海内发明专利 5 项,国外发明专利 1 项;公司申请实用新型专利 53 项,个中 已经授权利用新型专利 33 项。
为办理智好手机日益增长的散热哀求,公司成功推出单层厚 石墨新品、超薄热管及 VC 产品等并且公司率先在业界研发出可折叠柔性石墨均热组件,在 今年上半年取得国际发明专利正式授权,可运用于折叠屏手机等可弯折设备。

碳元科技立足于消费市场,以散热材料、3D 玻璃、陶瓷背板等为发展方向,致力于为客户供应专业、高效、全套的散热、背板办理方案,是海内开拓、制造与发卖高导热石墨材料的领先企业。
公司自主研发、生产高导热石墨膜,产品可运用于智好手机、平板电脑、条记本电脑、LED 灯等电子产品的散热。
目前,公司产品紧张运用于三星、华为、VIVO、OPPO 等品牌智能终端。

2018年,公司实现5.42亿的业务收入,个中高导热石墨膜营收为5.07亿,占总营收的93.54%; 2014-2018 年营收的 CAGR 为 12.61%。
2018 年归母净利润为 0.54 亿,同比增长 5.04%。
2018 年 公司研发支出 0.27 亿,同比增长 40.64%,公司在石墨新材料领域加大研发投入,与科研院所加 强互助,开拓新产品,加强消费电子家当链的产品布局。

为巩固并加强在消费电子散热领域的上风地位,公司于 2018 年投资设立了常州碳元热 导科技有限公司并投资 180 万,紧张研发、生产热管及干系的材料。
同时 2018 年投资的超薄热管项目已经定期完成,产品已经取得了多家客户的验证及审核,并开始小批量生产。
2019 年公司建立热管产品工厂:以研发、生产和发卖超薄热管以及 VC 板为主。
目前公司 在超薄热管、超薄均热板产品上已初步完成一期生产培植,具备一定量产能力。
VC 均热板 散热速率快,目前其运用针对电子产品如 CPU 或 GPU 功耗在 80W~1009W 以上的市场。
2019 年上半年,公司开拓支出 182 万用于热监工艺的研究于开拓。

在石墨片/石墨膜方面,公司连续扩大石墨新材料行业运用布局。
公司在石墨新材料领域 加大研发投入,与科研院所加强互助,积极开拓新产品;2019 年碳元科技将投入更加前辈的 设备,达成 800 万㎡的年产能。
同时,随着超薄热管在手机中的运用开始逐步增加,公司 将以高导热石墨和超薄热管及 VC 形成产品组合,为终端供应整套散热办理方案,巩固在散 热领域的领先地位。

目前公司拥有授权专利 73 项,个中发明专利 43 项,实用新型专利 28 项,外不雅观设计 专利 2 项, 正在申请的专利共有 11 项。
在超薄热管项目方面已完成初步筹建,碳元科技 顺利导入热管/均温板业务。
在高导热石墨膜方面将稳步提升市场份额。

(三) 益智造 : 增发操持布局散热方案

领益智造为海内有名的智能终端零部件厂商,2019 年 5 月公司发行增发操持,募投资金 总额不超过 30 亿元,个中公司操持形成年产 5,800 万套电脑及手机散热管。
领益智造消费类 电子行业的客户包括苹果、华为、OPPO、vivo、小米等,公司布局的散热产品与现有产品下 游市场运用和客户群体等都存在显著协同效应。

(四) 精研科技:成立散热奇迹部

精研科技积极支配 5G 手机散热行业。
精研科技在常州总部成立了散热奇迹部,着力于 5G 终端散热板块,目前已进行前期的研发投入,且设备投入已到位。
2018 年精研科技的累 计投入研发用度 0.94 亿元,2018 年度公司研发职员数量同比增长 63.76%。
目前公司紧张 为条记本及平板电脑领域客户供应散热风扇、转轴等 MIM 产品。
2014 年公司开拓出了一 款环球超薄的全金属一体成型的电脑散热风扇,该产品叶片厚度仅 0.15 毫米,散热效果提 升明显。

(五) 飞荣达:子公司助力热管/均温板技能

飞荣达是环球的领先导热办理方案供应商,导热材料及器件包括导热界面器件、石墨片、 导热石墨膜等;目前,公司与多家国内外有名企业互助,包括天下 500 强或行业内有名企业 华为、复兴、诺基亚、思科、遐想、微软和阿尔卡特-朗讯等以及行业内领先的 EMS 企业。

2018 年,公司实现 13.26 亿的业务收入,个中导热器件营收为 1.79 亿,占总营收的 13.50%; 2014-2018 年营收的 CAGR 为 21.62%。
2018 年归母净利润为 1.62 亿,同比增长 50.22%。
2018 年 公司研发支出 0.68 亿,同比增长 30.77%。
公司在导热器件方面一贯看重研发,2019 年初导热界 面材料方面的研发:导热帽套导热凝胶、相变导热材料、导热硅胶管等已进入性能测试阶段。

2019 年 4 月,飞荣达完成收购昆山品岱 55%股权,与公司导热材料业务形成协同效应, 形成从上游材料到下贱模组的家当链布局。
昆山品岱是中国领先的散热产品制造企业之一, 紧张专注于条记本、电信设备、做事器、工控板、台式机、LED 等散热产品,拥有完全的核 心部件设计和制造能力,现在拥有风扇、热管、冲压、VC 均温板、吹胀板和模组总装的生 产线。
目前飞荣达已经具有完善的热管开拓团队和制造部门,可以从客户系统端哀求出发,通过专业剖析,设计并制造出符合客户哀求的热管,目前可以供应产品包括:普通热管、手 机超博热管、均温板等类型。

飞荣达在石墨片等导热材料的产品种类广泛。
公司自设立以来看重研发与创新,经多年 研发生产积累,公司节制了导热石墨膜卷材生产技能、高性能导热材料及相变导热材料研发 生产等核心工艺技能,在导热材料及器件方面包含导热硅胶、导热塑料材料及器件、导热石墨膜及石墨片等知足热管理须要的产品,产品种类非常广泛,在导热方面具有比较完好的产 品线及干系技能。

公司已得到专利共计 117 项,个中发明专利 33 项,实用新型专利 84 项,导热材料及器 件行业形成自主的研发、设计和运用等竞争上风。
2018 年公司研发出相变储能均热片并取得 主要专利。
该实用新型的相变储能均热片,将均热和相变储能相结合,均热部分能迅速的将 芯片等热源的热量通报给相变储能部分(相变温度 30-90℃),相变储能部分通过相变吸热存储 热量,降落芯片瞬间温升幅度,担保芯片正常事情。

(七) 健策精密:AMD 均热片主力供应商

健策精密成立于 1987 年,紧张产品包括:均热片、LED 导线架、电子周边零组件、通 讯周边零组件等。
健策精密紧张业务包括散热办理方案、电子和通讯周边零组件等,公司深 耕于均热片业务,是国际半导体大厂 AMD 均热片的主力供应商。
公司散热业务涵盖范围广 阔,包括 3C 产品、汽车等多种散热办理方案,并可供应均热板、导热管和导热版等产品。
公司在台湾、无锡均设有工厂,积极布局在散热行业的产能布局。
2017 年公司在均温板业务 上实现 16.33 亿新台币的业务收入,占比 28.84%;1.11 亿新台币的产能、9.4 千万新台币的 产量。
公司的均温板产品已逐步拓展至 3C 产品的各个领域并积极拓展新市场运用领域。

2018 年公司实现 9.47 亿的业务收入,同比增长 27.83%,个中均热片实现 3.46 亿的营收,占总营收的 36.54%;2014-2018 年营收 CAGR 为 6.91%。
2018 年扣非后归母净利润为 0.80亿。
公司一贯看重研发,2018 年研发支出为 0.52 亿。

(八) 超众科技:热管理业务的关键参与者

超众科技专门从事热管理产品,包括散热器,热管,均温板,热模块和集成了 IoT 的热系统。
由于预见到对热管及其干系产品的巨大需求,1995 年公司与与工业技能研究院(ITRI)互助开拓热管,并成立了热模块部门。
到 1997 年底,超众科技的热管已准备好进行批量生产。
从 1998 年开始,超众科技为环球客户供应条记本电脑散热模块(带有自己制造的热管)。
凭借 45 年的履历,超众科技已成为热管理业务的关键参与者。

2018 年公司实现 15.49 亿的业务收入,同比增长 8.42%,公司发卖产品为热管、热板干系散热模组及散热片,占营收的 100%;2014-2018 年营收 CAGR 为 7.50%。
2018 年扣非后归母净利润为 1.02 亿。
2018 年公司的研发支出为 0.59 亿,在整合风扇/热管/热板/鳍片散热方案上已于 2017 年完成设计并成功申请专利。
针对高功率伺服器、通讯设备、人工聪慧装置所需之散热方案开拓液冷循环与气冷散热之轻/薄/强三合一热板散热模组,估量 2020 年完成开拓。

(九) 力致科技:专注散热管理产品开拓

力致科技一贯专注研究发展干系散热管理之产品开拓,产品运用于打算机、VGA、LED灯、做事器、汽车、智能型手机、及生技运用。
长久以来,力致的散热模块及风扇供应给许多有名品牌打算机商及其 ODM 厂商,包括戴尔、惠普、遐想、谷歌、三星、索尼等企业。

2018 年公司实现 8.84 亿业务收入,同比增长 12.10%,公司主营产品为散热模组,占业务总收入的 100%;2014-2018 年的 CAGR 为 10.54%。
公司一贯看重热管理产品的研发,2007年热管生产线成立,2015 年景立均温板奇迹部 2018 年景长新型热管 TGP(Thermal Ground Plane)业务;2018 年公司的研发支出为 0.61 亿。

细构造的热管设计。
公司的热管包括沟槽式构造、粉末烧结、复合式材料与薄管。
力致科技 在苏州拥有每月量产 500 万支以上热管的生产能力。
并且公司已发展可用于桌面打算机以及 行动装置的超薄管。
目前超薄管的壁厚已经可以低于 1.0mm 并且依照不同的壁厚可以供应 6W-12W 热源的散热设计。
同时公司正研发轻量化、超薄以及低本钱的均温板:设计专利的 分外形状和毛细构造可以降落本钱和厚度;超薄管(2-3mm)可以客制化设计;新设计专利的 分外形状和毛细构造以及铝和镁合金外盖可以降落本钱和重量。

温板技能领先者

泰硕电子自 1994 年景立以来紧张从事于散热器及散热器模组、连接器的研发与制造, 公司已有 20 年的履历和专业知识,并且具有条记本、设备热管/均热板产品积累。
目前公司 可供应一系列热管产品,包括多热管、嵌入式热管、大功率热管、均温板和具有高效导热性 的环形热管,适用于远间隔传输热量。

2018 年,公司实现 7 亿的业务收入,同比增长 12.94%,公司主营产品为散热器及散热 器模组,占业务总收入的 100%。
2014-2018 年营收的 CAGR 为 8.03%。
2018 年公司研发支 出 0.34 亿。

五、 投资建议

消费电子产品朝轻薄化、功能多元化、集成化趋势发展的同时手机散热问题也越来越重 要,同时 5G 时期手机功耗增加及构造件变革进一步增加散热的需求。
OLED 屏幕的渗透和 无线充电技能的发展也扩大了散热的市场空间。
我们建议关注 5G 时期下热管、均温板等新 型散热方案。
随着 5G 时期的到来,我们估量热管、均温板会成为散热行业主力军。
双鸿科 技、健策精密、力致科技、超众科技等台系公司均有热管/均温板产品的布局办法。
海内厂商 紧跟行业步伐,建议重点关注中石科技、领益智造、精研科技、碳元科技、飞荣达。

……

(报告来源:民生证券)

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