5G大規(guī)模商用進(jìn)一步推升散熱產(chǎn)品需求分析

5G大規(guī)模商用進(jìn)一步推升散熱產(chǎn)品需求分析5G大規(guī)模商用進(jìn)一步推升散熱產(chǎn)品需求2018年起，美國(guó)韓國(guó)歐洲等國(guó)家或地區(qū)開始逐步推動(dòng)5G商用，2019年6月，工信部正式向中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)廣電發(fā)放了5G商用牌照，中國(guó)開啟5G商用元年。隨著5G時(shí)代的到來(lái)，相關(guān)領(lǐng)域散熱需求將進(jìn)一步提升，一方面，5G信號(hào)傳輸量和發(fā)射頻率均有數(shù)倍的提升，伴隨而來(lái)的是巨大的芯片發(fā)熱量，不論是終端電子設(shè)備還是通訊基站，都將面臨更大的發(fā)熱挑戰(zhàn)；另一方面，5G高速率、大容量、低延時(shí)、高可靠的傳輸能力有望解決眾多新興應(yīng)用的信息傳輸瓶頸，各類AR、VR、無(wú)人駕駛、人工智能、無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域的新型電子終端應(yīng)用有望迎來(lái)全面發(fā)展，從而催生大量新增的散熱需求。我國(guó)導(dǎo)熱材料產(chǎn)業(yè)鏈分析導(dǎo)熱材料是一種主要用于解決設(shè)備散熱問(wèn)題的新型工業(yè)材料，其可應(yīng)用在通信、消費(fèi)電子、新能源汽車、動(dòng)力電池、數(shù)據(jù)中心等多個(gè)領(lǐng)域。根據(jù)性質(zhì)分類方式，常見的導(dǎo)熱材料分為高分子聚合物和導(dǎo)熱石墨片兩種，高分子聚合物有相變導(dǎo)熱材料、導(dǎo)熱硅脂、片狀導(dǎo)熱間隙填充材料、導(dǎo)熱凝膠、導(dǎo)熱灌裝膠、導(dǎo)熱石墨片主要有天然石墨膜石墨片和人工合成石墨膜兩種。從導(dǎo)熱材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游發(fā)展情況來(lái)看，導(dǎo)熱材料行業(yè)上游原材料主要包括石墨、PI膜、硅橡膠、塑料粒等，其中PI膜單價(jià)最高，2019年均價(jià)達(dá)38-86萬(wàn)元/噸。上游原材料大部分都能均可市場(chǎng)化采購(gòu)取得市場(chǎng)供應(yīng)充足，不存在稀缺性。從導(dǎo)熱材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中游發(fā)展情況來(lái)看，產(chǎn)業(yè)鏈中游生產(chǎn)商負(fù)責(zé)生產(chǎn)導(dǎo)熱材料，主要產(chǎn)品以相變導(dǎo)熱材料、導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱膏、導(dǎo)熱膠帶、人工石墨材料為主。導(dǎo)熱材料生產(chǎn)商主要有英國(guó)Laird和美國(guó)Chomerics，在全球高端市場(chǎng)上占據(jù)90%的份額。而我國(guó)導(dǎo)熱材料行業(yè)起步較晚，但逐漸出現(xiàn)飛榮達(dá)、中石科技等后起之秀，帶動(dòng)我國(guó)導(dǎo)熱材料行業(yè)的整體發(fā)展。從導(dǎo)熱材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈下游情況來(lái)看，消費(fèi)電子和通信設(shè)備是導(dǎo)熱界面材料最主要的下游應(yīng)用領(lǐng)域，二者合計(jì)占比超80%。新能源汽車、工業(yè)、醫(yī)療、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域?qū)?dǎo)熱界面材料的需求占比在10%以下，未來(lái)仍有提升空間。導(dǎo)熱界面材料上游關(guān)鍵材料導(dǎo)熱粉體市場(chǎng)導(dǎo)熱界面材料的基材多為聚合物，而聚合物雖然絕緣性好且易于成型加工，但材料本身導(dǎo)熱性能差，是熱的不良導(dǎo)體。填充型導(dǎo)熱聚合物是指通過(guò)物理共混的方法直接將作為高導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱粉體加入到聚合物基體中，以提高聚合物的熱導(dǎo)率，該方法加工便捷簡(jiǎn)單，成本較低，可工業(yè)化生產(chǎn)，是目前國(guó)內(nèi)外高導(dǎo)熱聚合物材料的主要制備方法。導(dǎo)熱粉體是導(dǎo)熱界面材料導(dǎo)熱性能的最核心來(lái)源，常用的導(dǎo)熱粉體材料一般有金屬類填料、碳材料和陶瓷類材料三大類。雖然金屬填料和碳材料本身具有較高的熱導(dǎo)率，能顯著地提高聚合物材料的熱導(dǎo)率，然而在高負(fù)載時(shí)卻易破壞材料的絕緣性能，且碳材料如石墨烯或碳納米管在基體中不易分散，不利于形成有效的導(dǎo)熱通路，因而在電子設(shè)備和新能源三電系統(tǒng)中應(yīng)用有限。熱界面材料中，導(dǎo)熱粉體填料占比超過(guò)90%，最高可達(dá)95%，因而市場(chǎng)空間廣闊。陶瓷類導(dǎo)熱粉體材料主要以氧化鋁、氮化硼和氮化鋁等粉體為主。氧化鋁方面，以球形氧化鋁粉體為例，QYResearch調(diào)研顯示，2021年全球球形氧化鋁市場(chǎng)規(guī)模大約為15億元（人民幣），預(yù)計(jì)2028年將達(dá)到38億元，2022-2028期間年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）為14．4%。氮化硼方面，2022年全球氮化硼市場(chǎng)規(guī)模為40．41億元人民幣，其中國(guó)內(nèi)氮化硼市場(chǎng)容量為21．01億元。由2018-2022年全球氮化硼市場(chǎng)發(fā)展概況與各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)的變化趨勢(shì)來(lái)看，預(yù)計(jì)在預(yù)測(cè)期內(nèi)，全球氮化硼市場(chǎng)規(guī)模將以7．2%的平均增速增長(zhǎng)并在2028年達(dá)到61．54億元。氮化鋁方面，QYResearch調(diào)研顯示，2021年全球氮化鋁（AIN）市場(chǎng)規(guī)模大約為5．1億元（人民幣），預(yù)計(jì)2028年將達(dá)到7億元，2022-2028期間年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）為4．5%。全球氮化鋁（AIN）市場(chǎng)主要生產(chǎn)商有TokuyamaCorporation、SurmetCorp、H．C．Starck等企業(yè)，第一大廠商占全球市場(chǎng)約58%的份額。亞太地區(qū)是主要市場(chǎng)，占全球約56%的市場(chǎng)份額。散熱材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析散熱材料行業(yè)上游原材料主要包括PI膜（石墨散熱膜重要原材料）、保護(hù)膜、膠帶、離型膜、金屬原材以及其他材料。早期PI膜的生產(chǎn)主要由包括美國(guó)杜邦、日本鐘化、韓國(guó)SKPI、達(dá)邁科技以及日本宇部興產(chǎn)株式會(huì)社等境外企業(yè)所壟斷，近年來(lái)境內(nèi)株洲時(shí)代華鑫新材料技術(shù)、深圳瑞華泰薄膜科技股份等PI膜制造商生產(chǎn)技術(shù)逐漸成熟，供應(yīng)量持續(xù)擴(kuò)大，PI膜逐漸實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。而其余原材料如膠帶、保護(hù)膜等均可由國(guó)內(nèi)充分競(jìng)爭(zhēng)的供應(yīng)商提供。因此，上游原材料充足的供應(yīng)量為本行業(yè)的健康發(fā)展奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。行業(yè)產(chǎn)品下游企業(yè)主要集中在消費(fèi)電子領(lǐng)域。消費(fèi)電子產(chǎn)品主要包括手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦、智能穿戴、智能家居、消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)等。得益于互聯(lián)網(wǎng)科技、半導(dǎo)體芯片技術(shù)以及制造工藝的快速發(fā)展，消費(fèi)電子產(chǎn)品在生活中起到的作用越來(lái)越多樣化，逐漸成為日常生活、辦公、娛樂所不可缺少的必需品。隨著消費(fèi)的升級(jí)，消費(fèi)電子呈現(xiàn)超薄化、智能化、多功能化和功耗不斷增加的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)石墨散熱膜、熱管、均溫板等新型散熱材料需求巨大。除消費(fèi)電子產(chǎn)品外，行業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用范圍逐漸拓展。基于強(qiáng)大的吸熱、放熱能力，PCM相變薄膜在新能源汽車動(dòng)力電池制造過(guò)程中成為極具性價(jià)比的耗用材料，保障了電池生產(chǎn)的安全、高效。在移動(dòng)基站建設(shè)方面，5G基站功耗大幅增加對(duì)基站散熱器組件的性能提出了更高的要求；同時(shí)，具備高效、節(jié)能特點(diǎn)的熱管、均溫板等新型散熱材料在服務(wù)器、大數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行中發(fā)揮了強(qiáng)大的散熱作用。新型散熱材料在其他領(lǐng)域受到更多客戶的青睞，行業(yè)下游廣闊的市場(chǎng)容量持續(xù)帶動(dòng)行業(yè)出貨量的增長(zhǎng)。熱界面材料市場(chǎng)導(dǎo)熱界面材料（或熱界面材料），ThermalInterfaceMaterials（TIM），是一種提高電子設(shè)備散熱效率和效果的材料，在電子設(shè)備中排除電子元器件和散熱器之間的空氣，使電子設(shè)備工作產(chǎn)生的熱量分散更加均勻。常見的導(dǎo)熱界面材料包括導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱凝膠、導(dǎo)熱墊片、相變材料、石墨片、片狀導(dǎo)熱間隙填充材料、液態(tài)導(dǎo)熱間隙填充材料等。就整體熱管理市場(chǎng)而言，根據(jù)QYResearch統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)到2027年全球熱管理材料市場(chǎng)將達(dá)到139．80億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)3．63%。根據(jù)BCCResearch發(fā)布的報(bào)告，全球熱管理市場(chǎng)（導(dǎo)熱材料/導(dǎo)熱器件）規(guī)模從2015年的107億美元提高至2016年接近112億美元，2021年預(yù)計(jì)將提高至147億美元。導(dǎo)熱材料行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模導(dǎo)熱材料是一種主要用于解決設(shè)備散熱問(wèn)題的新型工業(yè)材料，主要用于發(fā)熱電子器件和散熱器的接觸界面之間，通過(guò)采用導(dǎo)熱系數(shù)高于空氣的材料，提高電子元器件的散熱效率。導(dǎo)熱材料的種類較多，不同類型的導(dǎo)熱材料的特點(diǎn)和應(yīng)用各有不同，主要應(yīng)用于通訊設(shè)備、消費(fèi)電子等領(lǐng)域。在產(chǎn)業(yè)鏈方面，導(dǎo)熱材料行業(yè)上游主要為石墨、PI膜、硅橡膠、塑料粒等化工原材料，市場(chǎng)供應(yīng)充足；下游應(yīng)用集中在消費(fèi)電子、通信基站、動(dòng)力電池等領(lǐng)域。在應(yīng)用領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)是導(dǎo)熱材料最大的消費(fèi)領(lǐng)域，市場(chǎng)占比32%；其次是可再生能源，占比15%，而電信、指示燈占比相同，占比13%。近年來(lái)，國(guó)家大力推進(jìn)5G基建的建設(shè)，5G技術(shù)日益成熟及商業(yè)化普及加快，導(dǎo)熱材料在其領(lǐng)域的運(yùn)用比例逐步增加，對(duì)行業(yè)需求不斷變大。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，截止至2022年1-7月，中國(guó)5G基站數(shù)量為196．8萬(wàn)個(gè)，同比2021年增加了54．3萬(wàn)個(gè)。而在通信領(lǐng)域，以手機(jī)為例，5G手機(jī)對(duì)導(dǎo)熱材料需求高，尤其是隨著5G手機(jī)逐漸走向小型化、輕薄化、智能化發(fā)展，將會(huì)帶動(dòng)導(dǎo)熱材料市場(chǎng)需求增加。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2022年1-6月，中國(guó)5G手機(jī)產(chǎn)量達(dá)到74400萬(wàn)臺(tái)。因此，在5G基建加速建設(shè)及商用化普及加快，通訊技術(shù)和新能源汽車快速發(fā)展，我國(guó)導(dǎo)熱材料市場(chǎng)高速增長(zhǎng)，并且在醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)等領(lǐng)域運(yùn)用比例也將會(huì)逐步增加。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2021年，中國(guó)導(dǎo)熱材料行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到156．2億元，同比增長(zhǎng)25．56%。散熱材料行業(yè)市場(chǎng)應(yīng)用規(guī)模在消費(fèi)電子領(lǐng)域，各電子產(chǎn)品采用的散熱方式不盡相同，智能手機(jī)、平板電腦等小型封閉式設(shè)備中多采用被動(dòng)式散熱方式，而主動(dòng)式散熱較被動(dòng)式散熱效率更高，筆記本電腦、臺(tái)式電腦等高功率密度且體積相對(duì)較大的電子設(shè)備中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。被動(dòng)式散熱方案分為普通散熱材料方案和新型散熱材料方案。以往消費(fèi)電子產(chǎn)品大多采用普通散熱材料方案，主要依賴手機(jī)后蓋或邊框金屬材料導(dǎo)熱特性直接散熱，亦或配合導(dǎo)熱硅膠等熱界面材料將器件散發(fā)出的熱量帶走。隨著智能時(shí)代的來(lái)臨，普通的散熱方案已不能滿足高性能電子設(shè)備多元化散熱需求，以石墨散熱膜、熱管、均溫板等為代表的新型散熱材料方案，逐漸應(yīng)用到消費(fèi)電子等多種領(lǐng)域，成為市場(chǎng)主流的散熱材料方案。新型散熱材料散熱基于材料特性或內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在散熱效果、散熱面積、占用空間、質(zhì)量體積等方面較傳統(tǒng)材料更優(yōu)。具有特殊晶體結(jié)構(gòu)，表面可與電子產(chǎn)品內(nèi)部發(fā)熱器件貼合，制造出最大的散熱面積。發(fā)熱器件產(chǎn)生的熱量通過(guò)石墨散熱膜后能夠快速、均勻的分布在二維平面上，從而達(dá)到熱量散發(fā)效果?；驹硎抢们惑w中介質(zhì)在發(fā)熱區(qū)吸收熱量從液體變?yōu)闅怏w，氣體流動(dòng)到溫度較低的區(qū)域時(shí)，凝結(jié)為液體釋放熱量。液體通過(guò)腔體內(nèi)的毛細(xì)結(jié)構(gòu)再回流到發(fā)熱區(qū)域，循環(huán)往復(fù)，將發(fā)熱部位產(chǎn)生的熱量帶走散發(fā)掉均溫板主要由殼體、毛細(xì)吸液芯（毛細(xì)結(jié)構(gòu)）和蒸汽腔組成。其中殼體的上板為冷凝區(qū)，一般與冷卻裝置相接觸，下板為蒸發(fā)區(qū)，與熱源接觸。毛細(xì)吸液芯覆蓋在均溫板腔體內(nèi)壁，用于將冷凝后的蒸汽送回蒸發(fā)端。均溫板具有厚度方向傳熱的能力，同時(shí)具有優(yōu)異的平面方向傳熱能力，將熱量均勻分布在整個(gè)散熱面上。熱管理市場(chǎng)的主要增長(zhǎng)點(diǎn)分析目前熱管理市場(chǎng)的主要增長(zhǎng)點(diǎn)集中在5G領(lǐng)域先進(jìn)通訊帶來(lái)的散熱需求、電動(dòng)車電池電機(jī)電控系統(tǒng)熱管理需求和高性能計(jì)算散熱需求。根據(jù)頭豹研究院數(shù)據(jù)，2021年中國(guó)導(dǎo)熱材料市場(chǎng)規(guī)模為156．2億元，其中通訊基站使用規(guī)模49．5億元，消費(fèi)電子使用規(guī)模69．2億元，隨著5G高速發(fā)展，預(yù)計(jì)到2024年導(dǎo)熱材料市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到186．3億元，其中通訊基站預(yù)計(jì)達(dá)54．0億元，消費(fèi)電子預(yù)計(jì)達(dá)76．4億元，未來(lái)預(yù)計(jì)導(dǎo)熱材料在消費(fèi)電子和通訊基站的比例將進(jìn)一步降低，新能源汽車、動(dòng)力電池、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域的使用規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大。5G先進(jìn)通訊領(lǐng)域，5G設(shè)備相比4G，功耗提升非常明顯，原有的散熱方案不能滿足其正常工作的條件，需要升級(jí)。隨著5G手機(jī)換機(jī)潮和基站建設(shè)高峰的來(lái)臨，全球5G智能手機(jī)和國(guó)內(nèi)基站散熱市場(chǎng)規(guī)模有望在2020-2022年間分別達(dá)到360億和59億元。就手機(jī)散熱方面來(lái)說(shuō)，智能手機(jī)的主要發(fā)熱源為處理器、電池、攝像頭、LED模組，5G手機(jī)需要支持更多的頻段和實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的功能，天線數(shù)量翻倍，射頻前端增加，處理器性能提升，同時(shí)智能手機(jī)向大屏折疊屏、多攝高清攝升級(jí)、大功率快充升級(jí)，使得手機(jī)內(nèi)集成的功能模塊更多更緊密。5G手機(jī)芯片功耗約11W，約是4G手機(jī)的2．5倍，散熱需求強(qiáng)烈。根據(jù)華金證券研究所統(tǒng)計(jì)，5G手機(jī)導(dǎo)熱界面材料的價(jià)值量較4G手機(jī)約有3-4倍左右的增長(zhǎng)，由4G手機(jī)導(dǎo)熱界面材料4-15元的平均價(jià)格直接增加至5G手機(jī)導(dǎo)熱界面材料的10-25元。手機(jī)散熱市場(chǎng)將隨單機(jī)價(jià)值量提升和5G手機(jī)出貨量提升，迎來(lái)百億規(guī)模增量市場(chǎng)空間。根據(jù)華金證券測(cè)算，未來(lái)隨著5G手機(jī)滲透率提升和散熱方案的升級(jí)，預(yù)計(jì)全球手機(jī)散熱市場(chǎng)有望從2019年的150億元增長(zhǎng)到2022年的230億元，其中5G手機(jī)散熱市場(chǎng)從2019年的6億元增長(zhǎng)到2022年的164億元，期間CAGR2020-2022年復(fù)合增速為50．6%，其中細(xì)分手機(jī)導(dǎo)熱界面材料市場(chǎng)空間在2022年將達(dá)到合計(jì)126．08億元。5G先進(jìn)通訊基站方面，MassiveMIMO（大規(guī)模天線）技術(shù)使得5G基站TRX（無(wú)線通信收發(fā)信機(jī)）鏈路大幅增加，使5G基站功耗約為4G的2．5-3倍。基站功耗由PA（功率放大器）功耗、RF（射頻）功耗和BBU（基站計(jì)算）功耗組成，而PA功耗和RF功耗是AAU（有源天線單元）功耗的主要構(gòu)成。相比4G基站，5G基站天線單元變多，每個(gè)天線單元都有PA和RF單元，TRX鏈路增加，同時(shí)BBU的計(jì)算功耗也隨著TRX鏈路增加而上升，因此基站總功耗隨之上升。來(lái)自運(yùn)營(yíng)商一線測(cè)試的數(shù)據(jù)顯示，5G基站單站滿載負(fù)荷功率接近3700W左右，約是4G單站功耗的2．5-3．5倍，其中5GBBU功耗在300W左右，5GAAU功耗在1，150W左右，AAU是5G基站功耗增加的主要原因。同時(shí)，5GAAU將天線和RRU（遠(yuǎn)端射頻單元）融合，體積卻朝小型輕量化發(fā)展，需要更高效的散熱方式。4G基站中，天線和RRU獨(dú)立，5G基站則將RRU和天線融合于AAU中，5GAAU比4GRRU集成度更高。同時(shí)AAU的降體積減重量又是趨勢(shì)，華為5GAAU（64T64R）約為4GRRU（4T4R）的一半，由于安裝更加簡(jiǎn)單，必須要減輕整機(jī)重量。5G基站功耗翻倍不止，又要在更小的空間內(nèi)完成及時(shí)散熱，因此需要更高效的散熱方式。根據(jù)華金證券預(yù)測(cè)，5G基站量約是4G基站量的1．2-1．5倍，新基建帶動(dòng)20年大規(guī)模建設(shè)，疊加基站散熱價(jià)值量的提升，預(yù)計(jì)2020-2025年國(guó)內(nèi)5G基站散熱材料和器件市場(chǎng)規(guī)模約102億元。預(yù)計(jì)2029年中國(guó)導(dǎo)熱材料市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到53．85億元導(dǎo)熱材料是一種應(yīng)用于功率器件與電子散熱器之間的材料，主要用于填補(bǔ)兩種材料接合或接觸時(shí)產(chǎn)生的微空隙及表面凹凸不平的孔洞，提高散熱性能。2022年中國(guó)導(dǎo)熱材料市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了43．27億元，預(yù)計(jì)2029年將達(dá)到53．85億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）為8．45%。導(dǎo)