受限于半導(dǎo)體工藝,5G手機(jī)將在未來很長一段時(shí)間飽受產(chǎn)熱高、功耗高的問題;另外,由于毫米波對(duì)于金屬板敏感的物理特性,我們預(yù)計(jì):從機(jī)體細(xì)節(jié)上,5G手機(jī)將存在于4G手機(jī)的設(shè)計(jì),如散熱和機(jī)殼材質(zhì),勢(shì)必轉(zhuǎn)向更合適的新材料。這一轉(zhuǎn)變,將間接影響著手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)芤嫫髽I(yè)。
散熱:石墨膜
人工合成石墨膜具有不可替代的導(dǎo)熱性。近日在網(wǎng)上的一組小米10拆機(jī)照中可以看出,石墨膜被大量應(yīng)用,以應(yīng)對(duì)5G、快充等熱量產(chǎn)生部位。
小米10拆機(jī)照可以看出,散熱貼膜幾乎需要覆蓋整個(gè)主板,另外還有部分堆料的設(shè)計(jì)。石墨膜潛在的需求量可見一斑。石墨膜導(dǎo)熱性強(qiáng)于銅薄。而熱量不會(huì)憑空消失,采用石墨膜的初衷在于將熱量分散在更大面積的背板。
除了應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品,石墨膜另一個(gè)特性是高熱輻射。目前常用金屬散熱器,表面輻射率是很低的。石墨膜熱輻射率可以達(dá)到95%以上。
因此特性,人工合成石墨膜涂層也可以作為金屬散熱板的外涂層,與傳統(tǒng)散熱結(jié)構(gòu)相結(jié)合,配合輕薄金屬板的空氣對(duì)流,提升散熱效果。
圖:石墨膜
石墨散熱價(jià)格并不高,但在目前基帶芯片、處理器、圖像傳感器的熱產(chǎn)出問題上,5G手機(jī)上的安裝量提升幅度較大。3~6片價(jià)值量2~3美元,5G之前僅需1美元左右。石墨膜層數(shù)越多,成本越高,小米10采用6層石墨膜薄膜,保守估計(jì)成本在30元人民幣以內(nèi)。
圖:小米10四攝板(靠近背板)下方的一小塊散熱片
然而,2月19日,股價(jià)高速增長的中石科技于回復(fù)投資者稱,并沒有供貨小米產(chǎn)石墨膜散熱片。而該公司此前公開的客戶名單中包含手機(jī)廠商vivo,按照后者官方公告,將于2月29日發(fā)布一款5G手機(jī),售價(jià)1999左右,值得關(guān)注。另外,中石科技供貨蘋果手機(jī)總裝商,如寶德、鴻富錦等。
圖:銅色部分為VC液冷板
目前,智能手機(jī)和筆記本電腦常用“石墨+VC”的組合結(jié)構(gòu)。5G手機(jī)采用均熱板與石墨膜成本總計(jì)30~70元人民幣左右。
機(jī)殼(1):氧化鋯陶瓷
盡管金屬機(jī)殼成本更低、更耐用,但毫米波對(duì)于金屬的敏感性,決定了5G手機(jī)將進(jìn)一步普及其他可行材質(zhì),例如陶瓷、玻璃、復(fù)合材料(PC/PMMA)。
而后者的成本更高,能夠優(yōu)先解決非金屬一體機(jī)殼的材料、代工成本的廠商,勢(shì)必會(huì)受到市場(chǎng)青睞。
剛剛提到,5G手機(jī)發(fā)熱量高于4G手機(jī),機(jī)殼材質(zhì)限定在“即有良好散熱同時(shí)不會(huì)屏蔽信號(hào)”的范圍。
那么,只有PC/PMMA、玻璃和陶瓷符合標(biāo)準(zhǔn)。
結(jié)合機(jī)殼成本,我們可以預(yù)測(cè):未來5G手機(jī)中高端采用陶瓷、玻璃
低端采用PC/PMMA。
陶瓷產(chǎn)品中的,主流采用納米氧化鋯陶瓷,通過2300攝氏度燒結(jié),制成機(jī)殼。
氧化鋯燒結(jié)而成的陶瓷機(jī)殼,具備極高耐用性、無信號(hào)屏蔽問題。但矛盾在于,我國鋯儲(chǔ)量極低,需從日本高價(jià)進(jìn)口,此外,氧化鋯制作難度高、良品率遠(yuǎn)低于金屬機(jī)殼。
東方鋯業(yè),我國鋯礦原料龍頭,2017年募資11億投入氧化鋯手機(jī)背板建設(shè)。此前,東方鋯業(yè)高端鋯產(chǎn)品輸出于替代牙等。
長盈精密(300115)、順絡(luò)電子(002138)曾與主流手機(jī)品牌合作代工陶瓷機(jī)殼。長盈精密具備完成金屬機(jī)殼加工線;順絡(luò)電子曾并購信柏陶瓷。
陶瓷機(jī)殼廠魚目混珠,此前三環(huán)集團(tuán)(300408)夸張自身陶瓷機(jī)殼業(yè)務(wù),實(shí)質(zhì)只有少量手機(jī)廠訂單。
機(jī)殼(2):3D玻璃
3D玻璃機(jī)殼,無信號(hào)屏蔽、外觀精致,卻并不耐用。
3D玻璃很可能是4G到5G時(shí)代,金屬機(jī)殼過渡到陶瓷機(jī)殼的階段性方案,如果能夠解決易碎的問題,3D玻璃方案可能性最高。此外,該方案與屏幕玻璃加工產(chǎn)線有共同處。
小米10機(jī)殼便是采用的3D玻璃,與機(jī)體膠封結(jié)合。
圖:后蓋破損的小米10
藍(lán)思科技(300433)、信利國際(00732)、瑞聲科技(02018)均有參與主流機(jī)3D玻璃相關(guān)業(yè)務(wù)。
2020年后半年,除低端、4G機(jī)外,金屬機(jī)殼迅速增長的將不如預(yù)期。
快充:氮化鎵(GaN)
氮化鎵快充頭在同樣體積下,可以提供傳統(tǒng)充電頭2~3倍功率的輸出。65W功耗不僅滿足手機(jī)快充、甚至可為MacBook等筆電充電,用戶可以只攜帶一款充電頭,為絕大多辦公設(shè)備供電。
小米并不是第一家推出氮化鎵快充頭的廠商。聯(lián)想曾推出“口紅”快充(189元)、“倍思”曾推出雙Type-C+單USB接口的65W氮化鎵通用充電頭(199元),但兩者由于協(xié)議缺失,不支持市面部分機(jī)型的快充。由此看,主流手機(jī)廠仍會(huì)以獨(dú)家氮化鎵充電頭為發(fā)力對(duì)象。
圖:體積小巧的聯(lián)想“口紅”充電頭
小米氮化鎵快充頭來自此前投資的納微(Navitas)半導(dǎo)體,除資金注入,同時(shí)為其引入銷售渠道。
中信證券認(rèn)為,2025年全球氮化鎵快充市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)600多億元。
2020年,蘋果將推出氮化鎵快充頭,同樣是65W功率。
氮化鎵充電頭相關(guān)工廠有:聞泰科技(?載GaN已經(jīng)量產(chǎn))、三安光電(化合物半導(dǎo)體代?)、海特?新(氮化鎵功率器件代?)、富滿電?(充電器主控芯?)、耐威科技(GaN材料設(shè)計(jì))、捷捷微電(SiC、GaN半導(dǎo)體器材)。
(文/TechWeb胥崟濤)
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