高景气产业专题研究系列五5G浪潮红利内迁散热当热20191114国泰君安23页

请务必阅读正文之后的免责条款部分[Table_MainInfo][Table_Title]2019.11.145G浪潮，红利内迁，散热当热——高景气产业专题研究系列五刘易(分析师)周昊(分析师)张旭(研究助理)[e-mail][e-mail][e-mail]021-38674878021-386758610755-23976500证书编号S0880515080001S0880519060004S0880118060034本报告导读：5G浪潮已起，2019年台企充分享受行业红利。随着5G手机渗透率不断提升，2020年行业红利开始转移至国内，不早不晚，布局国内散热产业链就在当下。摘要：[Table_Summary]5G已来，手机散热方案从石墨升级为“石墨+热管/均热板”。目前4G手机主流散热方案主要为石墨，但是随着5G到来，手机芯片功率最高11.4W（4G为3W左右），Sub-6GHz也要9W，中国台湾芯片6~7W。同时5G手机电源功率比4G手机多出7-8瓦，5G芯片的计算能力比现有4G芯片高5倍以上，无线充电对信号传输的要求更高。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。5G带来功耗问题，散热已从石墨散热升级为“石墨+热管”或“石墨+均热板（VC）”方案。随着5G手机渗透率不断提升，预计2022年手机散热市场达到36亿美元，2019-2022年复合增速22%。2019年被誉为5G商用的元年，全球陆续有多款5G手机上市，目前国内在售5G手机包括华为Mate30、Mate20X，VivoiQOOPro，小米9Pro，中兴AXON10Pro等。IDC预计2023年5G智能手机出货量达到7.74亿，渗透率超过50%，2019-2023年5G手机销量年复合增长率126%，由此带来散热产品需求量大增。2018年全球手机散热市场为14.2亿美元，Yole预计2022年市场规模达到35.8亿美元，2019-2022年年复合增长率达21.55%。石墨散热格局稳定，5G散热台企2019年享受第一轮行业红利。目前导热石墨主要参与者为境外松下、Graftech、Kaneka、Laird等，国内中石科技、碳元和飞荣达等。而在5G领域，2019年台企享受第一轮行业红利。以双鸿为例，其作为龙头2019H1营收46.65亿元（新台币），同比+30%；毛利率不断改善，同比+9pct；归母净利润4.14亿元，同比+844%。公司预计2019年营收有望同比增长30%，首度破百亿元（新台币），充分享受5G带来的行业红利。2020年行业红利传导国内，中石科技（300684）将率先受益，“增持”评级。2020年中石科技将充分享受5G行业红利，一方面在苹果份额、ASP不断提升，量价齐升，另一方面公司2019年新进入华为、vivo，2020年大概率或将进入三星，将为公司带来业绩增量。另外基站领域，公司一直为诺基亚、爱立信核心供应商，在华为订单也不断增加，随着5g基站建设加速，该领域也将增厚业绩。同时国内受益标的飞荣达（300602）、碳元科技（603133），也在5G散热领域加紧布局，2020年开始国内产业链将充分享受行业红利。催化剂：5G商用加速、各大手机厂商加速发布5G手机风险提示：5G进展低于预期[Table_Report]刘易（分析师）：021-38674878证书编号：S0880515080001邮箱：[e-mail]周昊（分析师）：010-59312737证书编号：S0880519060004邮箱：[e-mail]杨文健（研究助理）：021-38674711证书编号：S0880118050039邮箱：[e-mail]张旭（研究助理）：0755-23976500证书编号：S0880118060034邮箱：[e-mail]伐谋-中小盘主题伐谋-中小盘主题相关报告中小盘研究团队中小盘研究证券研究报告伐谋-中小盘主题请务必阅读正文之后的免责条款部分2of231.电子产品性能不断提升，推动散热需求持续增加1.1.电子产品小型化趋势，高功耗带来散热问题日益严重电子产品小型化趋势明显，高功耗带来散热需求持续增加。电子产品小型化、集成化趋势明显，同时随着运用场景不断增加，性能也持续提升，高功耗带来的发热问题日益严重，进而推动散热需求的增加。以华为Mate20X为例，其搭载麒麟980芯片，是全球首款台积电7nm制造工艺芯片，集成69亿个晶体管，相较于10nm芯片晶体管数量提升25%、密度提升55%，性能提升20%，能效比提升40%，性能与能效的双重提升，对散热需求大幅增加。图1：以手机为代表的电子产品，小型化、轻薄化、高功耗趋势，带来散热需求持续增加数据来源：AmkorTechnology，Yole1.2.散热原理包括热传导、热对流和热辐射散热原理包括热传导、热对流和热辐射，其中热传导、热对流为主。热传导是直接接触带走热量，如电脑CPU散热片底座与CPU直接接触带走热量；常用电风扇原理是热对流，散热风扇带动气体流动进行散热；热辐射指的是依靠射线辐射传递热量。其中热传导和热对流是散热系统主要方式，热传导主要与散热器材料的导热系数和热容有关，热对流则主要与散热器的散热面积有关。图2：散热包括热传导、热对流、热辐射，其中热传导和热对流为主数据来源：国泰君安证券研究实际运用中散热分为主动、被动两种方式，手机、平板等小型消费电子产品以被动散热为主。根据热传导和热对流方式不同，散热分为主动与被动两种方式。主动散热是由发热体无关的能源参与，进行强制散热，伐谋-中小盘主题请务必阅读正文之后的免责条款部分3of23如风扇、液冷中的水泵等，其特点是效率高，但同时也需要其它能源的辅助。被动散热是仅依靠发热体或散热片的自行发散来进行降温。台式电脑和笔记本电脑采用主动与被动结合的方式散热，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，多采用被动散热方案。图3：散热包括主动、被动两种方式，手机、平板等小型消费电子产品以被动散热为主数据来源：Intel，三星官网智能手机等消费电子产品性能不断提升，散热已成为制约产品性能提升重要因素。智能手机等消费电子产品，性能已不再是制约产品的首要问题，而是散热。在其它条件不变情况下，手机处理器性能越强，其所带来功耗也越大。对于移动终端，集成化、小型化是趋势，产品内部空间寸土寸金，对于散热的要求更高。以华为Mate20X为例，其搭载麒麟980芯片，性能提升20%，晶体管密度提升到1.6倍，性能与能效的双重提升的同时带来新的热问题。为解决散热问题，华为采用“石墨烯膜+VC液冷冷板”散热方案，使Mate20X的散热能力较上代Mate10提升约50%，发热集中点的温度较上代下降了3度以上。图4：为解决高功耗带来热问题，Mate20X采用“石墨+VC”散热数据来源：华为官网1.3.3C电子产品以被动散热为主，目前石墨片使用最广被动散热，目前石墨使用最广泛。石墨是良好导热、散热材料，其导热性能超过了钢、铜、铁等多种金属材料。其常用场景是贴附在手机电路板中，可以同时向顺着两个方向均匀导热，迅速将芯片产生的热量均匀传递，起到散热作用。由于其导热系数高、易加工且具有较高的稳定性，成为使用较为普遍的散热方法。苹果、OPPO、小米等厂商都在其智能手机产品中使用石墨材料作为散热方案。伐谋-中小盘主题请务必阅读正文之后的免责条款部分4of23图5：石墨导热性能远好于铜、铝等材料数据来源：kaneka，国泰君安证券研究图6：石墨片在手机中运用场景，有效解决热问题数据来源：kaneka图7：石墨散热下游应用中手机占比67%数据来源：中石科技，国泰君安证券研究2.5G已来，高功耗带来散热需求倍增2.1.5G手机渗透率持续提升，预计2023年超7亿部随着5G不断落地，2019年开始手机厂商不断发布5G新机。2019年6月工信部向包括三大运营商和中国广电在内的四家企业正式发5G牌照，上游运营商和下游手机厂商加速布局5G。2019年6月底，华为官方宣布华为Mate20X获得中国首张5G终端电信设备进网许可证，这标志着国产5G手机上市步伐加快。7月23日OPPO官方宣布Reno5G版正式获得中国5G终端电信设备进网许可证，三证在手，具备了5G手机商用的能力。其后包括小米、vivo、中兴、三星均发布自己5G手机。伐谋-中小盘主题请务必阅读正文之后的免责条款部分5of23图8：5G在全球范围不断落地数据来源：kaneka，国泰君安证券研究表1:华为、小米、oppo、三星等手机厂商2019年不断发布5G新机品牌机型发布时间散热方案华为Mate30Pro2019.9.19石墨烯+液冷散热Mate20X5G2019.7.26石墨烯+液冷铜管散热小米小米9Pro2019.9.24“VC液冷+5层石墨+高导热铜箔+导热凝胶”立体散热MIX35G2019.2.24航空高分子散热技术的变相导热系统OPPOReno5G2019.7.18石墨片+液冷铜管散热VIVONEX35G2019.9.16液冷散热iQOOPro2019.8.22超导碳纤维液冷散热APEX20192019.1.24高导铝合金支架+多层石墨片+大尺寸液冷均热板三星GalaxyS105G2019.2.21“水+电碳纤维”液冷散热中兴Axon10Pro5G2019.2.25液冷散热+相变复合材料LGV50ThinQ5G2019.2.25液冷均热板雷蛇雷蛇Phone22018.10.11液冷均热板努比亚mini5G2019.2.25液冷热管散热一加OnePlus7Pro5G2019.5.14液冷热管散热数据来源：各手机公司官网，集微网，国泰君安证券研究5G手机渗透率持续提升，预计2023年达到7.73亿部，2019-2023年复合增速达126%。2019年被誉为5G商用的元年，全球陆续有多款5G手机上市，目前国内在售5G手机包括华为Mate30、Mate20X，VivoiQOOPro和NEX3，小米9Pro，中兴AXON10Pro（5G）等，小米更喊出2020年覆盖高中低阶市场推出10款以上5G手机款式。IDC预计2023年全5G智能手机出货量将达到7.74亿，渗透率超过50%，2019-2023年5G手机销量年复合增长率将达126%，由此带来相关散热等产业产品需求量大幅上涨，市场潜力巨大。伐谋-中小盘主题请务必阅读正文之后的免责条款部分6of23图9：IDC预计2023年5G手机销量达到7.74亿，渗透率超50%数据来源：IDC，国泰君安证券研究图10：手机散热重要性数据来源：松下2.2.5G手机带来高功耗，散热方案升级为“石墨+热管/VC”5G散热方案不断升级，“石墨+热管/VC”渐成主流。4G手机芯片功率约3W上下，但到5G功率最高来到11.4W，Sub-6GHz也要9W，中国台湾国产芯片6~7W。同时5G手机电源瓦数比4G手机多出7-8瓦，5G芯片的计算能力比现有4G芯片高5倍以上，无线充电对信号传输的要求更高，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带来的功耗问题，传统散热已经不能满足需求。散热已从单一石墨散热升级为“石墨+热管”或者“石墨+均热板（VC）”方案。表2:多种因素影响使得5G手机散热需求大幅增加因素分析芯片计算效率提高5G芯片处理能力有望达到4G芯片的5倍，发热密度绝对值增加伐谋-中小盘主题请务必阅读正文之后的免责条款部分7of23频段、带宽增加5G手机使用天线阵列，数量是4G手机的数倍，发热增加电磁波穿透能力弱手机外壳采用玻璃、陶瓷等材料，相比金属机壳，散热性更弱手机轻薄化集成化程度高，零部件排布紧凑，热量难以扩散折叠屏、全面屏目标智能手机80%的能耗都来自显示器，折叠手机需要采用柔性OLED屏，功耗大，并且易受高温影响，出现烧屏老化的问题摄