消费电子新材料、新工艺及投资机遇

折叠屏手机快速渗透，折叠铰链有望显著带动MIM零件需求： 近两年折叠屏手机型号不断丰富，厚重、折痕明显等痛点问题得到明显改善，折叠屏手机整体销量和在智能手机中的渗透率不断快速提升，展现出良好发展势头。铰链是折叠屏手机的核心部件，由结构复杂且尺寸微小的金属零件组装而成，如铰链轴、铰链臂、铰链螺钉等。 MIM工艺是制造铰链金属零部件的关键工艺之一。MIM工艺在材料适应性、加工精度、自动化程度、性价比等方面具备独特优势。MIM行业及相关供应商有望深度受益折叠屏手机的高速增长。相关标的建议关注：东睦股份、精研科技、统联精密。 消费电子轻量化趋势明显，钛合金、碳纤维加速应用： 手机等消费电子终端在摄像头、处理器、电池续航等功能上不断发展，也带来了增重的问题。钛合金、碳纤维、镁合金等轻质高强度材料的应用可以减轻终端重量，提升消费者使用感受。相关标的建议关注：金太阳、光大同创、春秋电子。 钛合金：钛金属具备重量轻、强度高的特点，有良好的抗腐蚀能力。 苹果率先将钛合金应用至消费电子产品，2019年推出的Apple Watch S5系列上增加了钛合金表壳架构，后续华为、荣耀、小米等安卓系品牌纷纷跟进。钛合金由于其硬度高、导热性差、化学活性高等性质，加工难度和成本较高。钛合金在消费电子应用的渗透处于早期阶段，未来随着技术进步和成本下降，有望实现更广阔的应用。 碳纤维：碳纤维是一种高强度、高模量纤维的新型无机高分子纤维材料。碳纤维不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性，在消费电子领域开始应用于笔记本背板、折叠手机铰链等。 CMI件引领摄像头VCM降本增效趋势，有望加速渗透 Chip Molding Integration(CMI)芯片插入集成，是一种通过结合冲压-注塑-SMT工序将传感器、IC贴装至VCM基座的工艺。该工艺由国内上市公司昀冢科技创建，在成形基座上镶嵌入复杂的电子线路，将传感器或IC芯片用SMT工艺直接贴合到基座上，取消了柔性电路板的使用。当下摄像头模组功能不断增强，也带来设计难度增大、成本高企、制造良率下降等问题。采用CMI工艺可以减少下游组装难度和组装成本，提高良率和产品稳定性，使得产品结构更小巧紧凑。我们预计未来CMI工艺在高端摄像头中有望实现渗透率快速提升。相关标的建议关注：昀冢科技。 风险提示：折叠屏手机销量增长不及预期;钛合金、碳纤维等新材料在消费电子应用渗透速度不及预期;CMI件在手机摄像头VCM中的渗透不及预期。 1.折叠屏手机新风尚，铰链带动MIM零件需求快速提升 1.1.全球折叠屏手机市场从萌芽到井喷，手机厂商于蓝海中百舸争流 全球折叠屏手机行业的发展经历了萌芽、市场导入、井喷三个阶段： 萌芽阶段（2012-2017年）：2012年2月，日本京瓷公司推出折叠屏手机的雏形——一款名为“KSP8000”的双屏可自由旋转手机。2017年10月，中兴在美国纽约发布中兴“天机AxonM”，该机型可将双屏背靠背折叠并进行180度翻转，是国内第一款正式开售的折叠双屏手机。 该阶段的折叠手机仅在概念上实现了折叠，实际仍是两块硬质屏幕加以折叠机构进行铰接，并非是使用柔性屏幕的一体化折叠。 市场导入阶段（2018-2020年）：2018年10月，柔宇科技推出球首款可折叠柔性屏手机FlexPai。 2019年2月，三星首款折叠屏手机“Galaxy Fold”在美国旧金山亮相。同月，在巴塞罗那MWC大会上，华为推出首款“外折式”折叠屏手机Mate X。摩托罗拉在联想创新科技大会上发布首款折叠屏翻盖手机“Moto Razr”。2020年1月，TCL旗下首款折叠屏手机“TCL Foldable”在CES2020上亮相。 该阶段的折叠屏手机由于引入了柔性屏幕技术，是真正的对单块屏幕进行折叠。但彼时的折叠屏手机主要以概念或技术展示为主，在设计上仍存在比较明显的大重量、大厚度、折叠机构设计粗糙、柔性屏折痕明显等一系列问题，处于创新产品成熟商业化的早期阶段。 井喷阶段（2021-至今）：2021年开始，折叠屏手机赛道内原有厂商继续巩固优势，OPPO、小米、Vivo、荣耀、一加等新厂商纷纷加入新产品的开发，大量折叠新机的推出使得该阶段呈现“井喷”态势。 该阶段的折叠屏手机品牌、型号不断丰富，重量、厚度、折痕等痛点问题开始得到明显改善，全球和国内折叠屏手机整体销量和在智能手机中的渗透率不断快速提升，展现出良好发展势头。 图1.全球折叠屏手机品牌型号发展历程 智能手机市场出货量持续低迷，折叠屏手机赛道逆势增长。受市场饱和、用户换机周期变长等行业现状影响，全球智能手机市场需求疲软。而折叠屏手机凭借创新性的形态和沉浸式大屏体验，在行业出货量整体下滑的大周期背景下，实现持续的高速增长。 据IDC数据，2023Q3中国智能手机市场的出货量大约为6,705万台，较去年同期下降了6.3%。 然而2023Q3中国折叠屏手机出货量为196.5万台，同比增长90%。在智能手机整体市场大盘未有明显起色的情况下，折叠屏手机市场的表现强劲。 图2.中国智能手机出货量和增长率 图3.中国折叠屏手机市场出货量和增长率 全球竞争格局中，三星长期占据30%以上的市场份额，一家独大。中国市场呈现“一超”变“多强”的竞争格局。作为全球最大的折叠屏智能手机市场，中国在2023Q2占据了全球市场58.6%的份额。据IDC数据，2023年前三季度，华为在中国的市场份额高达31.7%，依旧稳居第一。排名其后的则是占据17.9%份额的OPPO，以及占比15.4%的三星。受益于三季度新产品的持续放量，荣耀在2023Q3的市场份额达到15.1%。 图4.22Q1-23Q3全球可折叠智能手机品牌份额 图5.2023Q1-3中国折叠屏手机市场份额 我们判断未来随着柔性OLED屏幕模组、铰链机构等核心部件的进一步降本，折叠屏手机价格有望持续下探。并且随着折叠屏手机重量减重、减薄，以及屏幕折痕问题得到解决，未来折叠屏手机销量和渗透率有望得到持续增长。 表1：华为和三星折叠屏手机参数及售价 据IDC预测，2027年全球折叠屏手机出货量将达到4810万部，在智能手机市场中的渗透率达到3.5%。2022-2027年，折叠屏手机销售的复合年增长率达到27.6%。 图6.全球折叠屏手机出货量及市场份额年均增长率预测（2022-2027，百万台） 1.2.MIM工艺优势显著，深度赋能折叠屏手机 铰链是折叠屏手机的核心部件，由结构复杂且尺寸微小的金属零件组装而成，如铰链轴、铰链臂、铰链螺钉等。折叠屏铰链被用于支持屏幕在展开和折叠之间进行平稳运动，其关系到屏幕折痕深浅、轻薄程度等与消费者体验最相关的问题，直接影响消费者购买手机的意愿，故而成为各手机厂商在折叠屏手机领域研发的重心之一。不论是铰链的结构设计，还是铰链零件的材料选择，各品牌都在不断迭代优化。 图7.华为Mate Xs2铰链示意图 MIM工艺是制造铰链金属零部件的关键工艺之一。伴随铰链技术的进步，铰链结构及组件愈发精细复杂，这对零部件的制作工艺提出了更高的要求。金属注射成型（MIM）是制造铰链的关键工艺之一，它是一种将传统粉末冶金工艺与现代塑料注射成形技术相结合而形成的一种新型“近净成形”技术。MIM技术的基本工艺步骤是：选取符合MIM要求的金属粉末和粘结剂，在一定温度下采用适当方法将粉末与粘结剂混合成均匀的喂料，再通过模具进行注射成形，形成生坯。将获得的生坯经过脱脂处理与烧结，使金属粉末致密化，最终形成成品。 图8.MIM工艺流程 MIM工艺在材料适应性、加工精度、自动化程度、性价比等方面具备独特优势。相较于传统工艺，MIM技术在制备几何形状复杂、组织结构均匀、性能优异的近净成形零部件方面具有独特优势,可以实现不同材料零部件一体化制造,具有材料适应性广、加工精度高、自动化程度高、成本效益高等特点，因此广泛应用于汽车、电子产品、医疗器械等诸多领域。1）复杂形状制造能力：铰链内部的零部件通常需要具备复杂的几何形状和细微的结构，以确保平稳的折叠和展开动作。MIM工艺通过注射成型技术，可以实现高度精确和复杂的零件制造，包括内部空腔、细小凹凸面以及复杂曲线的处理，可精确还原设计的复杂形状。2）材料选择灵活性：折叠屏铰链中的精细零件需要具备高强度、耐磨损和耐腐蚀的性能。MIM工艺可以使用多种金属合金粉末，如不锈钢、钛合金等，还可以根据具体的需求调整粉末的配方以获得所需的材料特性。3）高精度加工：铰链中的精细零部件需要满足严格的尺寸和形状要求，而MIM工艺可以将零件的尺寸控制在较窄的公差范围内。模具的高精度制造和注射成形的过程控制，使得MIM工艺能够实现铰链所要求的尺寸精度和表面质量。4）自动化程度高：MIM工艺具有高度自动化的生产过程，从粉末制备、注射成形、脱模到后处理等环节都可以实现自动化操作，提高了生产效率和产品一致性，降低了人为因素对产品质量的影响。5）成本效益：相较于传统工艺，MIM技术减少了多道工序的需求，能够在较短时间内生产出大量复杂形状的精细零部件，降低生产成本，提升成本效益。因此，对于大批量生产需求的折叠屏铰链零件来说，MIM工艺在经济和技术上更具竞争力。 图9.MIM的技术优势 图10.MIM与其他金属加工工艺的成本比较 全球MIM市场稳健增长，折叠屏铰链需求有望贡献较大增量。近年来，在消费电子、汽车、医疗、五金、机械等多个领域的带动下，全球MIM市场稳健增长。据DATA BRIDGE MARKET RESEARCH数据，2021年全球金属注射成型（MIM）市场价值为39.6亿美元，预计到2029年将达到98亿美元，2022-2029年预测期间复合年增长率为12.00%。预计随着折叠屏手机渗透率的不断提升，折叠铰链有望显著带动MIM市场的成长。 2.消费电子轻量化趋势，钛合金、碳纤维加速应用 2.1.钛合金：强度高、抗腐蚀，加工工艺是关键壁垒 钛合金在强度、硬度等方面具备优势，加工工艺为核心瓶颈。钛金属被美誉为“太空金属”，物理特性表现良好，具备重量轻、强度高的特点，有良好的抗腐蚀能力。钛合金材料多处性能优于其他金属材料，具备高强度、耐腐蚀、轻量化的优势。但钛合金相比铝镁合金熔点过高，且热导率较低，TC4钛合金为 8W/m ·K，远低于5A02铝镁合金 156W/m ·K的热导率，加工工艺成为其扩大应用需突破的瓶颈。 表2：常见金属材料力学性能对比 苹果优先布局钛合金，安卓厂商陆续跟进。应用方面，苹果公司率先布局，于2019年推出的Apple Watch S5系列上增加了钛合金表壳架构，后续华为、荣耀、三星、OPPO、小米等品牌相继在新推出的智能终端产品上采用钛合金材料，钛合金消费电子拓展迅速。 表3：智能电子产品终端品牌钛合金材料应用情况 锭状钛制造至结构件目前有三种加工方式：3D金属打印技术、金属粉末冶金注射成形技术（MIM）以及CNC（计算机数控）加工技术。CNC金属加工作为传统的加工方式，工艺应用时间较长，通过零件切割进行减材制造；金属3D打印与MIM的钛合金加工工艺发展时间相对较短，两者的成形方式不同。 图11.钛合金结构件的制备工艺流程 1）CNC金属加工：CNC加工是通过计算机编程和自动化控制进行数控机床的精确控制和刀具的高速旋转，实现高精度的零件加工。加工过程中除毛坯装夹外，其他所有加工工序均可由数控机床完成，拥有较高的生产效率以及自动化水平。但CNC的加工方式会在批量生产钛合金结构件时对刀具产生较大损耗：钛合金热传导性能较差，刀具切割热量传导释放缓慢，热量集中在加工区域将磨损、崩裂切割刀具，形成积屑瘤，降低刀具耐久性；还会损坏钛合金加工件表面形态，对于消费电子智能终端产品的精密结构件，影响加工最终的精确性、良品率。目前市场上已出现专门用于钛合金加工的高端数控刀具，采用正角型几何形状的刀片，以减少切削力、切削热和工件的变形；并采用高压大流量切削液，以保证加工过程的热稳定性，防止因温度过高导致工件表面变性和刀具损