5G手机散热件行业分析20190828西南证券34页行业报告5G通信

手机散热件行业分析•西南证券研究发展中心•电子行业研究团队•陈杭（S1250519060004）电话：[phone]•2019年8月28日手机散热器件行业研究15G手机高功耗散热方式种类产业链公司领益智造推荐标的：领益智造2处理器电池图像传感器LED需求：5G带来功耗变大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。处理器是一款智能手机中发热量最大的组件，其它产生热量的组件还包括图像传感器、光源以及电池等。根据EUCNC数据，手机功耗主要来源于功率放大器、应用处理器、屏幕和背光、小信号收发器和基带处理器。数据来源:Yole，西南证券整理LTE智能手机功耗构成数据来源:：AarneMämmelä(VTT)atEuCNCinJune2017，西南证券整理44%14%14%13%8%3%3%功率放大器屏幕和背光应用处理器小信号接收器基带处理器无线网络/蓝牙/GPS音频3防水无线充电高能量密度电池人脸识别、虹膜识别等流媒体、游戏要求高分辨率AR需求：5G带来功耗变大数据来源:Yole，西南证券整理由于技术成熟，且价格较便宜，目前多数智能手机的散热方案是采用石墨片。随着5G的发展，5G芯片的计算能力要比现有的4G芯片高至少5倍，功耗大约高出2.5倍；此外，5G和无线充电对信号传输的要求更高，而金属背板对信号屏蔽的缺陷将被放大，预计5G手机不再采用金属背板设计，原有的石墨加金属背板散热技术面临重大挑战；随着AI技术和AR应用增加，手机运算速度及数据处理能力持续提升，手机发热量也持续增加。因此，5G手机预计将更多地采用散热管或均热板等新型散热方式。4手机散热器市场容量根据Yole预测，2016年到2020年，智能手机散热器组件市场年复合增长率将达到26.1%，2020年市场规模将达到36亿美元。未来手机散热器市场将主要集中在封装级，芯片封装和印刷电路板（PCB）。数据来源:Yole，西南证券整理亿美元403020100智能手机散热器组件市场5散热方式种类5G手机高功耗产业链公司领益智造推荐标的：领益智造6散热方式：石墨石墨片石墨结构石墨散热片也称导热石墨片，是一种全新的导热散热材料，其化学成分主要是单一的碳（C）元素。碳元素是非金属元素，但是却有金属材料的导电，导热性能，还具有象有机塑料一样的可塑性，并且还有特殊的热性能，化学稳定性，润滑和能涂敷在固体表面的等等一些良好的工艺性能。高温高压聚合而成的石墨片具有独特的晶粒取向，可沿两个方向均匀导热，片层状结构可很好地适应任何表面，屏蔽热源与组件的同时还可以改进消费类电子产品的性能。数据来源:Panasonic，西南证券整理7散热方式：石墨石墨片应用于手机效果图数据来源:Panasonic，西南证券整理石墨片广泛应用于智能手机，移动电话，DSC，DVC，平板电脑，PC和外围设备，LED设备；半导体制造设备（溅射，干蚀刻，步进）；光通信设备等多个场景。轻薄、导热系数高：导热系数是铜的2至5倍；重量只有铜的1/10至1/4易于加工：可加工成微小或复杂形状可屏蔽（电磁波），同时解决热和电磁波问题。高稳定性（高级碳和高化学稳定性），耐环境，不随使用年限而变质。石墨片优点石墨片导热性能对比导热系数（W/m-K）钻PGS10umPGS17umPGS25um天然石墨铜铝导热材料8散热方式：液冷热管液冷热管结构及原理热管是一种传热装置，它利用材料的导热特性和形态的变化实现热量传递。液冷热管即利用液体的汽化和液化特性进行热量传递，其具体过程为：①蒸发段受热，蒸发段毛细芯中的水吸收大量热量，蒸发汽化为水蒸气；②水蒸汽在微小压差下流向冷凝段；③水蒸汽在冷凝段释放大量热量，凝结成液体；④冷凝段的液体借助吸液芯毛细力作用返回蒸发段管理。整个过程不断的将热量从机身顶部传递到机身底部，乃至整个机身。蒸发器蒸汽冷却转换为液态返回到蒸发器（热源）冷凝器热量将液体转变为蒸汽，传向冷凝器（冷却堆）热源数据来源:celsia，西南证券整理9热管在洛斯阿拉莫斯国家实验室发明首次在卫星上应用热管推出用于智能手机CPU散热的超薄热管•4.7英寸•0.6毫米大小，充水热管•四核1.7GHzQualcommSnapdragonS4Pro处理器几家领先的智能手机制造商已在其设备中集成了热管解决方2017年，领先的智能手机供应商使用了热管。NEC–MediaX06E华为、OPPO、三星、小米等手机品牌厂已经开始使用散热管，其中三星从Galaxy7开始导入散热管设计，几乎成为Galaxy系列的固定设计。资料来源：Yole，西南证券整理散热方式：液冷热管10散热方式：液冷热管使用寿命长：热管工作流体和芯结构永久地封装在铜容器内，没有任何活动部件，且没有使用任何腐蚀性材料。因此，随着时间的推移，热管不会发生机械或化学降解，因而使用寿命较长。典型热管的使用寿命约为20年，超过了冷却系统的平均寿命。灵活性和空间位置：热管是灵活的，当热源周边空间不足时，热管可以将热量吸引到远处，在那里有充足的散热器和气流实现空间。液冷热管手机应用（华为荣耀Mate10）数据来源:华为荣耀产品总经理熊军民，西南证券整理11散热方式：均热板（VaporChambers）均热板散热原理均热板结构均热板（VaporChambers）是平面热管，可以在两个方向上散热。它们通常用于高热通量场景，或者热量需要二维扩散时。VaporChamber技术可以将具有更高TDP（或超频状态）的CPU高效地冷却至安全的工作温度，从而延长部件和产品使用寿命。均热板灯芯内部充满冷却液，当热量进入时，冷却液受热蒸发，经冷凝器冷却液化再次返回以传递热量。顶盖顶部灯芯结构铜柱底部灯芯结构底盖数据来源:COFAN官网，西南证券整理冷凝器蒸发器热源灯芯12两层均热板制作流程数据来源:Delta，西南证券整理顶层铜基底层铜基烧结灯芯结构支柱灌水并密封钎焊周边（红色区域）铜焊传统的两层均热板制作流程为在铜基的基础上烧结支柱和灯芯结构，然后进行铜焊、灌水并密封，最后钎焊周边，形成稳固的均热板。随着工艺技术的发展，和不同应用场景对器件大小、性能的要求，均热板制作工艺和结构不断优化升级。比如：通孔，拥有更高的基座特性，配备双层基座表面来连接两个热源等。散热方式：均热板（VaporChambers）13散热方式：均热板（VaporChambers）比较热管均热板原理两相传热两相传热应用一维散热。使用一根或多根热管散热。适用于热源和热交换器之间距离较长的情况二维散热；通过单个均热板散热；适合热量大、功率大的情况形状圆形，向任何方向展平或弯曲X和Y方向的复杂形状与基座固定安装热管所需的附加固定板安装有通孔蒸汽式热源接触除非压平/机械加工，否则另需底板直接接触。安装压力高达90PSIQmaxØ5＞20W；Ø6＞40W；Ø8＞60W；T=5mm＞400W；T=3mm＞200W；T=1mm＞60W成本单个热管成本较低，但可能还需要弯曲或压平的工具成本蒸汽室具有较大的工具成本，因此大批量应用可以降低~2X热管的成本。但是，与许多热管和夹具/底板相比，解决方案可能只需要1个蒸汽室热管与均热板对比数据来源:celsia，西南证券整理14散热方式：均热板（VaporChambers）数据来源:celsia，西南证券整理均热板与热管的原理相同，二者主要差别在于其热流量传播方式不一样，由此产生其应用场景的差别。热管：线性热流，热量单向传播，通常作为远程冷凝器。均热板：多向热流，热量多向传播，通常作为局部冷凝器高功率密度：当热源很小但发热量很大时，均热板可以更容易地将热量传递到更大的区域。而热管解决方案将需要多个管道，这可能很难集成到足够大小来适应热源附近占地面积内。高功率：当应用必须耗散大功率时，均热板将热量有效地传播到大面积，并且腔室表面的温度相似。由于热点最小化，这允许更有效地使用最终热交换器。热管也可以传播热量，但除非许多组合在一起，否则热点可能仍然存在。均热板适用场景热板与均热板热量传播路径线性传热平面传热155G手机散热器件市场空间目前传统的石墨散热片方案主要用在4G手机中，其单价3-5元。随着5G时代手机散热要求的提高，会出现石墨和均热板等散热方案共同存在的情况。目前华为和OPPO发布的5G手机都用到了均热板的散热方案，单机预计在8-10元，根据IDC对于5G手机销量的测算，我们计算2023年单纯均热板在5G手机中的市场空间就达到在40亿元以上5G手机散热器件市场规模600万部4亿部20192023全球5G手机销量0.48亿元资料来源：IDC，西南证券整理40亿元201920230.5亿元16产业链公司5G手机高功耗散热方式种类领益智造推荐标的：领益智造17双鸿科技公司介绍双鸿科技股份有限公司成立于1998年，在1999年11月转变为综合性专业散热解决方案提供商。是全球第一大NB散热模块厂，专注于笔记本散热器设计、制造和销售。主要生产散热器、散热片、散热模块、散热导管、风扇等，应用于笔记型计算机、桌上型计算机、服务器、投影机、光驱等领域。为了提高对中国客户群的直接服务效率，双鸿科技先后成立了奥拉斯电子科技产业（昆山）有限公司、泽宏（广州）科技有限公司、佩尔旺（广州）科技有限公司、AURASTECHNOLOGY（重庆）有限公司，在提高产能的同时也有效提高客户满意度和产品交付效率。数据来源：双鸿科技官网，西南证券整理18双鸿科技财务数据双鸿科技近年营收双鸿科技近年净利润2014年公司营业收入为37.5亿（后面单位都是新台币），2015年营业收入为37.8亿，增幅为0.8%；2016年公司营业收入为53.2亿，较2015年上涨41.5%；2017年公司营业收入达到56亿，较2016年上涨5.3%，2018年公司营业收入为69.8亿，增幅为24.6%。近几年公司净利润波动幅度较大，2014年为0.2亿，一直增长到2016年的6.2亿，然后又下降到2018年的2.3亿。数据来源：公司年报，西南证券整理数据来源：公司年报，西南证券整理19超众科技公司介绍超众科技成立于1973年，专注于热管理产品，包括散热器、热管、蒸汽室、热模块和集成了物联网的热系统，是热管理业务的主要市场参与者。早在1995年，超众科技与工业技术研究院合作进行热管开发，并建立了热模块部门。到1997年底，超众科技的热管进行大规模生产。2003年蒸汽室模块出现在超众科技的高端服务器CPU热模块设计中。近年来超众科技紧跟物联网发展趋势，设计基于物联网的新热力管理系统，甚至建立了一个支持物联网运营的平台。数据来源：超众科技官网，西南证券整理20超众科技财务数据超众科技近年营收超众科技近年净利润2014年公司营业收入为41.3亿（后面单位都是新台币），2015年营业收入为43.6亿，增幅为5.6%；2016年公司营业收入为52.3亿，较2015年上涨20%；2017年公司营业收入达到54.5亿，较2016年上涨4.2%，2018年公司营业收入为57.2亿，增幅为5%。近几年公司净利润经历一次波折，从2014年的5.7亿一直增长到2016年的9.5亿，在2017年突然大幅降至5亿后2018年重新回升到6亿。数据来源：公司年报，西南证券整理数据来源：公司年报，西南证券整理21健策精密公司成立于1987年，是一家电子行业金属冲压件制造商。在台湾和江苏无锡都设有工厂。主要产品包括：均热片、LED导线架、电子周边零组件、通讯周边零组件等。现在Jentech从项目一开始就与客户的产品设计师合作，提供了一个真正的一站式服务设施，以确定最佳和最具成本效益的解决方案。在2005年成为索尼的绿色合作伙伴。健策精密公司介绍从原型设计到大批量生产，健策精密的创新制造方法保证为其客户的全球供应链带来新的竞争力。完全集成的设计、工具、冲压、成型、电镀和装配服务，使健策精密能够为客户提供卓越