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2024年8月9日上午,多名数码博主在社交平台晒出了华为常务董事余承东在机舱里操作一款新机的照片。照片显示,余承东手持一台三折叠屏新机。
2024年8月19日,荣耀官方在社交媒体宣布,将于9月5日参加2024德国柏林消费电子展(以下简称IFA),并在9月6日发表官方主题演讲。此次IFA展,荣耀将面向全球正式推出折叠屏Magic V3等旗舰产品,荣耀平板MagicPad2、荣耀笔记本MagicBook Art 14也将同步展出。
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一、折叠屏的预期
在全球智能手机存量竞争的背景下,手机硬件创新的焦点正从光学摄像向折叠屏转移。目前全球折叠屏手机正处于从1-N 快速增长渗透阶段。据 Counterpoint 预测,全球折叠屏手机出货量将从2022年的 1310万台增至2027年的1亿台,CAGR达50.2%,预计27年在高端市场渗透率达39%。在全球智能手机存量竞争的背景下,中国已成为全球最大折叠屏手机市场,据IDC数据,23Q4中国折叠屏手机市场出货量约277.1万台,同比增长149.6%。
2024上半年,华为Pocket2、vivo x fold3 等折叠新机陆续发布,下半年作为消费电子旺季,各大手机厂商都将密集发布折叠屏手机,有望进一步催化相关产业链投资。
1、智能手机:步入存量市场,但仍有结构性创新
全球智能机销量于2016年达14.7亿部见顶,此后逐年缓降。2020年受疫情影响大幅下滑,2021年回暖至13.6亿部。据IDC数据,2023年全球智能手机出货量同比下降3.4%,降至11.6亿部,其中23Q4同比增长8.5%,出货量达到3.3亿台。据IDC预测,考虑到换机周期叠加AI大模型技术的应用以及新兴市场的增长,预计2024年全球智能机销量将回升至近12亿部水平。
2、折叠屏定义智能手机新形态,大屏与便携并存提升消费者用户体验
折叠方案多变,大屏与便携并存。折叠屏手机即具备折叠功能的手机,是一种新的手机形态。可折叠作为折叠屏手机的标志性设计,使得大屏体验与出行便携相互融洽,极大提高了用户体验。
折叠方案即折叠屏手机折叠的方式。目前主流方式有横向内折、横向外折与竖向内折。其中,横向内折与横向外折方式更加符合普通手机使用习惯,竖向内折方式更加倾向于满足便携性需求。
折叠态与展开态即折叠屏手机所特有的两种物理形态。折叠屏手机折叠态的屏幕尺寸基本与传统智能手机屏幕尺寸相当,折叠态的折叠屏手机能够实现便于携带,轻松出行的目标。展开态的屏幕尺寸则能达到传统智能手机屏幕尺寸的两倍。展开态的折叠屏手机能够提供更加广阔细致的视觉效果与快速精准的触控反应。
大屏分屏功能升级,各场景优质体验。相较于传统的智能手机,折叠屏手机展开后的大屏幕为其核心卖点。而大屏作为折叠屏手机的“招牌”,主要可以提供大屏显示与分屏显示功能。其中大屏显示功能可以提供更好的视觉体验,分屏显示功能可以提供更好的软件协同,从而使用户获取更好的办公、娱乐体验,更好地满足用户的需求。
3、折叠产品百家争鸣:横折“千帆竞发”,竖折“厉兵秣马”
在智能手机进入存量竞争的今天,折叠屏手机凭借大屏、便携等优势快速放量。
回顾其发展历程,2018年,柔宇发布首款消费级折叠屏手机,并于2019年实现量产。同年,三星、华为、摩托罗拉相继发布折叠屏手机,2019年也被称为折叠屏元年。
2021年在三星和华为的带领下,小米、OPPO、荣耀等厂商相继加入,推动了折叠屏市场的规模化发展。
折叠屏终端市场迈入规模化发展,各大厂商纷纷上架多款折叠机机型。竖向折叠屏机型的设计方向为 “精致小巧”,价格相对低廉,而横向折叠屏机型的设计则凸显高价值和高端性,相对而言更加契合 厂商对高端机型赛道的拓展需求,因此各大厂商在折叠技术的布局上,较为倾向“首当其冲发展横折 机型、待势乘时跟进竖折机型”的发展策略。
如今,折叠屏手机从最初的“籍籍无名”已逐步走向普罗大众。值得一提的是,自2023年以来,多家 知名终端品牌相继发布OLED折叠屏笔记本电脑新品,全球各大面板企业也纷纷布局折叠笔电或折叠平板产品,同样故事有望在不同的领域继续上演。
4、市场规模高速增长,中国市场表现突出
近年来,折叠屏手机在智能手机市场中异军突起,销量持续提升。根据IDC数据显示,在中国市场,2022年Q3至2023年Q3,折叠屏手机在消费电子景气度较差的环境下逆势增长,其中2023年Q3单季度销量达196.5万台,同比提升90%。在这其中,华为虽然在手机市场的销量排名有所下滑,在折叠屏手机市场份额方面仍然“遥遥领先”。
DSCC数据显示,全球折叠屏手机出货量在2023年第三季度创下了历史新高,达到了700万台。三星Z Flip 5和Z Fold 5为最畅销的两大机型,华为和荣耀拥有第二畅销机型Mate X3和Magic V2,并预计将在23Q4占据重要份额。
DSCC首席执行官RossYoung指出2023年对于可折叠设备喜忧参半:华为重新确立了地位并取得可观份额;谷歌、一加、Tecno等品牌进入折叠屏市场;在设备厚度、重量以及接缝可见度方面取得改进;中国面板供应商扩大产量并夺取份额,推出创新产品。
中国市场是折叠屏市场持续增长背后的推动力。在2023年第二季度,各厂商纷纷推出符合中国市场需求的折叠屏产品。例如华为MateX系列、荣耀V系列产品等,领先同期的全球市场,在2023年取得了不俗的成绩。
三、铰链
铰链是折叠屏手机的核心精密组件之一,渐成各家手机厂商技术实力展点。为了使折叠屏能够实现紧密贴合和平整展开等操作,铰链需要完成精密限位、阻尼保护以及多次开合等功能,是实现稳定、可靠的折叠屏产品的关键。
内折手机大体分为U型、棒球型、水滴型三种铰链类型。U型铰链结构简单,但会导致手机厚度增加;球棒型铰链合上有缝、折痕大,且容易进灰;水滴铰链合上无缝、折痕小、不易进灰。球棒铰链是U型铰链的改进,折叠屏铰链的对比通常是U型铰链与水滴铰链间的比较。从技术原理来说,水滴铰链大致是将U型铰链的1.5mm弯折半径放大到3mm,并通过放大范围来分散由于折叠给屏幕带来的压力,是一种以增加铰链空间换取视觉体验提升的解决方案。
一方面,水滴铰链是目前最成熟的铰链技术,它让机身轻薄的同时可以做到折叠无缝、折痕浅和多角度自由悬停;但另一方面,水滴铰链使用的零部件数量是U型铰链的几倍,造价更加昂贵。如OPPO Find N折叠屏手机中使用的水滴铰链方案使用了136个零件,而普通U型铰链的零件才不过60来个。在如此复杂的结构下,再加上液态金属、钛合金、锆合金、航天材料等昂贵金属支撑材料的应用,让水滴铰链的造价更加高昂。
对比华为、荣耀、三星的铰链类型演变,各厂商除在结构设计上精进外,更多的采用创新材料与工艺。以华为作为代表的水滴铰链,虽然水滴形铰链结构相对复杂,但由于在使用体验上更为出色,受到国内各大厂商的青睐;荣耀凭借鲁班钛金铰链、自研盾构钢、航天级稀土镁合金等一系列创新技术材料,荣耀Magic Vs2以229g刷新了横向大尺寸内折叠屏手机的轻薄记录;三星经历了多代铰链改进,在最新的Galaxy Z Fold5中采用了新一代超闭合精工铰链工艺,允许屏幕完全关闭,同时几乎消除了间隙。综合来看,到目前为止,华为、荣耀历经多次迭代,铰链类型基本形态变化不大,升级方向主要是材料工艺、结构优化等方面。
铰链设计、制造具备高技术壁垒。精密机械铰链包含数十甚至一百多种金属零部件,组装程序复杂,并且需要金属注射成型(MIM)、计算机数字控制机床(CNC)与冲压等金属制造工艺,设计、制造壁垒很高。此外,折叠屏铰链开发需经历从运动原理到子功能模块的设计,再到材料的选择以及不同加工、表面处理的尝试,也具备多重工艺壁垒。
铰链朝着高性能方向发展,除了结构迭代,性能提升也可来自铰链制造工艺和材料的精进。观察折叠屏手机铰链变化,采用了一体化设计、创新材料工艺、添加防尘设计,均是为了提高开合次数、抗摔强度等,提高铰链性能。在现有铰链制造领域,已采用MIM、3D打印等工艺,也已采用液态金属(非晶合金)、钛合金、高强钢和碳纤维等材料。
随着折叠手机愈发渗透市场,铰链作为产业链关键环节,TrendForce预估2023年铰链市值可超五亿美元,年增14.6%。自主研发铰链技术降本效应的重要性不言而喻。
随着国内企业MIM技术的进步及下游行业的发展,我国MIM行业市场快速发展,规模逐年递增,目前中国大陆已然成为全球最大的MIM市场。在未来铰链形态迭代、零部件复杂度与工艺精度持续提升的趋势下,MIM有望成为折叠屏铰链的主流加工方案。
四、产业机遇
1、铰链组装良率亟待提升,重点利好组装检测设备
折叠屏手机的铰链是支撑柔性屏幕、控制旋转幅度、实现手机形态变化的重要机械“关节”,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。转轴铰链支撑折叠功能,是折叠屏手机的关键部件,在折叠屏手机中辅助屏幕完成展开或收纳。相较于笔记本电脑的轴承技术,折叠屏手机转轴铰链对精密度、耐用性、强度、轻薄度的要求更高,技术难度更高。
TrendForce预计2023年折叠屏手机铰链市场产值逾5亿美元,目前主要份额被海外供应商占据。根据TrendForce集邦咨询分析报告,随着折叠手机市场渗透率提升,预估2023年铰链市场产值可逾5亿美元,年增14.6%。依照折叠手机2022年品牌市占率来看,采用U型铰链的三星市占率最高约82%,而三星大部分可折叠手机铰链均由KHVatech、S-connect等供货商提供,同步积极导入其他厂商实现供应链多元化降低成本。水滴型则是其他品牌厂采用,市占率合计近20%,铰链由安费诺、奇鋐等厂商提供。
2、OLED在智能手机优势凸显,国内面板厂市场份额持续提
平板显示可按照非自发光和自发光进行分类,目前的主流产品为TFT-LCD面板(非自发光)与OLED面板(自发光),其中TFT-LCD面板经过多年发展为目前显示产业的主流技术。OLED全称为“有机发光二极管”,主要用于显示或照明领域。OLED面板在推出伊始价格较为昂贵,未进入日常电子消费品行列,后随其生产工艺不断提升,OLED面板在手机、可穿戴设备等领域的渗透率逐步提高。
OLED分为柔性及刚性,目前刚性OLED更为成熟。OLED可分为柔性OLED和刚性OLED,其中传统的OLED多为刚性OLED,基本上采用刚性基板进行封装(如玻璃),已经在显示领域广泛应用。柔性OLED(Flexible OLED,FOLED)是将ITO等导电玻璃衬底换为金属薄板或导电塑料薄片等可弯曲柔性衬底制备出的可卷曲、轻、薄的柔性AMOLED。
OLED可支持折叠显示,多种优势适宜目前智能终端发展。在显示面板发展过程中,20世纪末的CRT曾经占据重要的地位,从1968年开始,LCD凭借其高性价比逐步成为市场主流,目前OLED由于具有轻薄、低功耗、高对比度、可弯曲的特性,特别适合应用在中小尺寸的移动终端领域。与传统LCD显示技术相比,OLED在多种维度上更具优势,显示技术更适合如今智能终端设备的发展,为屏下指纹解锁、屏下摄像头等技术构建了条件,并且在柔性显示/折叠显示、透明显示、响应速度、可视视角、色彩饱和度等方面更具优势。
OLED市场规模持续扩大,国内OLED产能快速扩张。随着OLED在移动终端的不断普及,据中商产业研究院数据,2022年我国OLED市场规模约为393亿美元(YoY+6.2%),2017-2022年CAGR达9.04%。产能方面,随着我国OLED技术的不断提升和产能的释放,国产面板厂强势崛起,据中商产业研究院数据,2022年我国OLED产能为21.8平方千米(YoY+60.29%),2017-2022年CAGR达105.15%。
柔性OLED为折叠屏手机核心部件,成为面板厂兵家必争之地。近年来国内面板厂陆续投建多条FOLED产线,据DISCIEN数据,中国投建的柔性产线最早量产的时间为2017年第三季度,较晚的量产时间在2022年下半年。由于近年来新增柔性OLED产线均来自中国,预计未来供应产能的增长将以中国产能为主导。
面板厂产能释放带动国产柔性OLED出货量及份额迅速提高。据DISCIEN数据,2020年中国FOLED智能机出货为4400万片,2023年中国FOLED智能机出货将达2.29亿片,2020-2023年CAGR有望达73.3%。份额方面,2018年中国FOLED面板占全球市占率仅2%,2023年,中国FOLED面板市占率预计可以达到44%。
3、钛合金兼具高强度和低重量,钛合金3D打印有望进一步在消费电子行业中渗透
钛合金重量轻且强度高,适用于轻量化消费电子产品使用。钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右,仅为钢的60%,一些高强度钛合金超过了许多合金结构刚的强度,因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料,可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件。消费电子使用钛合金材料可追溯至2019年,苹果发布的Apple Watch S5系列提供了钛合金边框的版本,后续Apple Watch Ultra使用钛合金边框,iPhone15 Pro也开始使用钛合金作为中框材料。
钛合金加工难度较大,3D打印技术可大幅降低其制造难度。钛合金的导热率较低,导致加工过程中热量聚集、升温较快,局部高温会破坏钛合金表面完整性导致精度下降,因此采用传统方式加工钛合金的良率远低于铝合金及不锈钢。增材制造(3D打印为其同义词)是指以三维模型数据为基础,通过材料堆积的方式制造零件或实物的工艺。不同于传统制造业通过切削等机械加工方式对材料去除从而成形的“减”材制造,3D打印通过对材料自下而上逐层叠加的方式,将三维实体变为若干个二维平面,大幅降低了制造的复杂度。
3D打印是传统精密加工技术的重要补充,可快速成形缩短交期。目前金属3D打印技术在可加工材料、加工精度、表面粗糙度等方面仍与传统的精密加工技术存在一定差距,但其创新的制造方式也拥有传统精密加工无法比拟的优势:
缩短新产品研发及实现周期:3D打印工艺成形过程由三维模型直接驱动,无需模具、夹具等辅助工具,可以极大的降低产品的研制周期,并节约昂贵的模具生产费用,提高产品研发迭代速度。
高效成形复杂结构:3D打印将复杂的三维几何体剖分为二维的截面形状来叠层制造,可实现传统精密加工较难实现的复杂构件成形,提高零件成品率和质量。
实现一体化、轻量化设计:金属3D打印技术可用于优化复杂零部件结构,将复杂结构重新设计成简单结构,对零部件进行减重;3D打印技术也可实现构件一体化成型,从而提高产品可靠性。
材料利用率较高:与传统精密加工技术相比,金属3D打印技术可节约大量材料,从而节约成本。
实现优良的力学性能:基于3D打印快速凝固的工艺特点,成形后的制件内部冶金质量均匀致密,无其他冶金缺陷;同时快速凝固的特点,使得材料内部组织为细小亚结构,成形零件可在不损失塑性的情况下使强度得到较大提高。
3D打印市场规模快速增长,中国市场增速显著高于全球平均水平。据Wohler Associates报告数据,2022年全球3D打印制造的产品和服务总收入达180亿美元(YoY+18.08%),2017-2022年CAGR为17.33%。中国市场方面,2022年中国3D打印市场规模有望达330亿元(YoY+25.95%),2017-2022年CAGR达28.01%,增速显著快于全球平均水平。
折叠屏手机带动轻量化需求,3D打印有望进一步在消费电子行业渗透。3D打印行业上游为原材料及零部件,包括3D打印原材料、核心硬件和软件等,中游为设备制造和打印服务,下游则包括航空航天、汽车、医疗、消费及电子产品等应用领域。从下游应用分布情况来看,目前3D下游主要应用于航空航天、医疗、汽车等领域,消费及电子产品占比11.8%。随着钛合金3D打印首次应用于折叠屏手机,以及折叠屏手机渗透率提高带动手机零部件轻量化的需求,3D打印技术有望进一步在消费电子行业中渗透。