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1.1 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。从市占率看,全球智能机品牌集中度逐年提升,CR5 占比从 14 年的 51.4% 提升至 23 年的 67.8%。无论从销量还是从市占率角度,智能机市场早已进入存量竞争市场。
存量竞争市场下,硬件创新的焦点正从光学摄像向折叠屏转移。参考 TrendForce 数据,2023 年,全球折叠屏手机预计出货量达 1860 万,YOY+43%, 其中华为折叠屏手机出货量约 250 万部。由于折叠屏成本依旧居高不下,所以一般用于旗舰机的差异化方案。当下各大 厂商正在寻求机会来巩固他们在高端市场的地位。各品牌正在着手增强高端产品 线的竞争力,并着重于改善产品硬件设计和软件 UI。在此趋势下,我们认为全球 范围内折叠屏市场的竞争烈度将持续升级。国内市场手机销量高频数据:2023 年下半年,华为 MateX5 等安卓折叠屏新 机发布密集,带动折叠屏手机销量持续创新高。据 BCI 数据,2023 年国内折叠屏 手机销量为 582.7 万台。MateX5 发布至 2023 年年末(9.11-12.31),销量已达到 92.5 万台。
1.2 折叠屏:从 1-N 快速增长渗透
折叠屏手机市场快速渗透:据财联社报道,2023 年,全球折叠屏手机渗透率 仅 1%,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%。
竞争格局:三星在全球折叠屏手机市场占据主导地位,据 DSCC 数据,3Q23 三星市场份额达 72%,位居第一,但低于去年的 86%,这是因为竞争对手陆续推 出更多机型,并追求更高销量。第三季度华为和荣耀则分别位居亚军、季军,前者 份额为 9%,后者份额为 8%。机型方面,三星 Galaxy Z Flip 5 占比 45%,Galaxy Z Fold 5 占市场份额的 24%,华为 Mate X3 和荣耀 Magic V2 各占 6% 的份 额。DSCC 预计 2024 年全年将有 27 款不同的可折叠机型出货,其中华为和荣 耀会有更高的份额,而 OPPO 和 vivo 由于搁置上下折叠屏幕项目,导致市场份 额有所下跌。国内市场方面,华为作为国内厂商中早期布局者先行优势明显。据 IDC 数 据,23 年华为市场份额稳居第一,达到 37.4%,其次为 OPPO(18.3%)、荣 耀(17.7%)、三星(11%)、vivo(9.7%)和小米(4.6%)。
直板屏手机迭代发展迎来瓶颈,折叠屏成为行业创新趋势。2018 年 10 月 31 日,柔宇科技发布全球首款可折叠柔性屏手机 FlexPai 柔派,开启了折叠屏手机产 业的新趋势;2023 年,三星、华为、荣耀、小米、OPPO、vivo 等主流手机厂商, 都在密集发布折叠屏手机,国内市场已成为折叠屏的重要战场。
从具体的形态上来看, 折叠屏手机分为横向外折、 横向内折和竖向内折三种 类型。书本式横向折叠机提供更强的视觉沉浸感和生产力,目前主要针对高端用户;竖向折叠则是为了便携性。在推动折叠智能手机在全球普及的过程中,价格更实惠 的竖折手机扮演着更重要的角色。后续随着更多横折新机发布,其占比将逐步提升。
1.3 折叠是智能手机的未来吗?
据艾瑞咨询调研数据,现有用户相对偏好 230g 以下和 10.0mm 以下的机身 规格,目前影响折叠屏渗透率提升的几大关键因素:
1、价格:受益于技术的成熟和良品率的提升,使得折叠屏手机成本不断下降。除三星、华为外,多数折叠机型起售价已接近或低于同期苹果水平。IDC 数据显示, 23Q2 高于 1000 美元的折叠屏手机份额已经由一年前的 92.8%下降到 54.6%, 同比下降 38.2pct。其中,竖折产品价格已下探到 400 至 600 美元价格段。2024 年华为、三星计划将推出更具有价格竞争力的折叠屏手机,其他安卓手机厂商也将 跟进,推动折叠机市场加速扩张。
2、重量:假设以苹果各年度 iphone pro max 为横向折叠对比机型,普通 iphone 为竖向折叠对比机型。重量方面,2022 年以来 OPPO、荣耀、华为等横 折 机 型 重 量 已 接 近 或 小 于 苹 果 , 其 中 荣 耀 V purse 重 量 214g 已 小 于 iphone15promax 的 221g,但各厂商竖向折叠机型重量仍高于苹果普通机型。3、厚度:厚度方面,横折手机荣耀 V purse 折叠厚度 8.6mm 已接近 iphone15promax 的 8.25mm,各厂商竖向机型仍偏厚。
中国大量消费者正考虑将折叠手机作为下一次换机的选择。据调研机构 Counterpoint Research 近期的一项消费者调查突显了中国消费者对折叠智能手 机的强烈兴趣。在中国售价 400 美元(约合人民币 2861 元)以上的智能手机用 户中,高达 64% 正在考虑将折叠手机作为下一次换机的选择,其中 20%已经决 定购买,另外 44% 则在考虑此选项。
1.4 折叠屏远期空间展望
展望 2024,上半年,华为 Pocket2、vivo x fold3 等折叠新机陆续发布, 有望进一步催化相关产业链投资。下半年作为消费电子旺季,三星、华为、荣耀、 小米、vivo 等各大手机厂商都将密集发布折叠屏手机,国内市场已成为折叠屏的重要战场。三星作为折叠屏手机领军者,基本折叠屏手机售价均在人民币 5000 元以上, 据 IDC 数据,22 年三星折叠屏手机全球销量 1120 万部,三星$600 以上高端机 型销量 5223 万部,其折叠屏在高端机型的渗透率达 21%,华为折叠屏在高端机 型的渗透率为 21%;反观,除三星、华为外折叠屏在安卓高端机型的渗透率仅为 5%。我们预计,未来国内各大品牌厂商也将持续发力折叠屏赛道:
假设:1、 未来全球智能手机出货量稳定在 12 亿部,若折叠屏手机价格下探至$400 以上,2022 年$400 以上机型占比 33%,假设远期该比例不变,则$400 以上机型为 4 亿部;2、 假设安卓$400 以上机型占比提升至 50%,为 2 亿部。若安卓品牌厂商瞄 准三星,参考22年三星$600以上高端机型销量中折叠屏的渗透率为21%, 假设提升折叠屏在$400 以上机型中的占比至 30%,在考虑苹果未入局折 叠屏赛道的前提下,折叠屏手机出货量的潜在空间为 6000 万部。3、 若考虑苹果入局折叠屏赛道,假设苹果智能手机出货量稳定在 2 亿部,若 其中折叠屏占比 20%(参考 22 年三星折叠屏在高端机型的占比 21%), 为 4000 万部,则全球折叠屏手机出货量潜在空间为 1 亿部。
2.1 铰链:折叠屏手机的主要增量成本
相较直板机,铰链和显示模组是折叠屏手机的主要增量成本。据 CGS-CIMB 统计,三星的折叠机 Galaxy Fold 相较于高端直板机 Galaxy S9+,成本增长最高 的为机械器材和显示屏幕。Galaxy Fold 机型中机械结构件(含铰链)成本约 88 美金(BOM 占比约 13.8%),成本占比增幅仅次于显示模组。
折叠屏的铰链经过数代工艺创新,如今成为兵家必争之地。2019 年,三星 Galaxy Fold 首次采用滑轨加双转轴的模式,这是最初常用的 U 型铰链;随后,华 为的初代 Mate X 和 Mate Xs 开创采用了外折铰链设计;摩托罗拉在 Razr 5G 上率先引入了“水滴”形态概念,较为有效的解决了折痕问题;2020 年,华为推 出的 Mate X2,在综合了内折、水滴铰链、双转轴、滑轨和弹簧阻尼,才实现了 完全闭合且品质较好的折叠屏。后续手机厂商都开始应用水滴型铰链。
水滴铰链凭借成本相对较低,结构相对较稳固,可实现度相对较高的优势,成 为折叠屏铰链的主流方案。目前市场上在铰链结构的选择上有 U 型铰链,水滴型 铰链主流两种类型铰链,还有一些品牌自主研发的铰链结构。
关于 U 型铰链与水滴铰链,从技术上,U 型铰链弯曲半径更小,容易产生折 痕。水滴型铰链弯折区域半径更大,屏幕折叠时折叠处的弯曲更为自然,折痕相对 来说就会更浅,并且这种折叠方式还会减少屏幕磨损,让折叠屏更为耐用。
2.2 铰链工艺:MIM 为主,3D 打印+液态金属辅助
铰链:铰链一般由多个金属零件组装而成,如 Find N 铰链里面包含了 136 个 元器件,加工精度达到 0.01mm。因此铰链加工工艺十分重要。传统铰链技术方 案需采用 MIM、冲压、CNC 精密加工等多种工艺,相较于其他工艺,MIM 工艺 具备设计自由度高(适用于生产复杂件)、量产能力强(大批量生产效率高)、成 本更低(以智能手表为例,复杂的 CNC 生产手表件价格约 80-100 元,使用 MIM 辅以少量 CNC,价格可降至 40-50 左右)等综合优势。美国企业安费诺、中国台 湾 AVC 等作为头部厂商,铰链零部件及组装业务已广泛应用于 HMOV+三星等客 户的折叠屏终端。近年来,国内折叠屏产业链逐渐发展成熟,如国内企业精研科技、统联精密、 东睦股份也持续拓展国内外客户。随折叠屏铰链形态进一步迭代,零部件复杂度与 加工精度将持续提升,MIM 技术的综合优势将进一步凸显,有望成为折叠屏铰链 的主流加工方案。
2.2.1 MIM 技术:发展迅速,下游应用持续拓展
金属注射成型,简称 MIM(Metal Injection Molding),是将金属粉末与粘结剂混合来进行注射成型的方法。首先需要将粉末与粘结剂进行混合,然后混合 料进行制粒再注射成形所需要的形状,经过脱脂烧结将粘结剂处理掉,从而得到想 要的金属产品,或再经过后续的整形、表面处理、热处理、机加工等方式使产品更 加完美。
从国内市场来看,我国 MIM 市场的规模逐年增加。据中国钢协粉末冶金分会 数据,2020 年我国 MIM 行业市场规模为 73 亿元,较上年同比增长 8.96%,据 精研科技 2021 年报,预计至 2026 年我国 MIM 市场规模将达到 141.4 亿元, 2020-2026 年 CAGR 达 11.6%。反观全球市场,2017 年全球的 MIM 市场规模达到 23.9 亿美元,2019 年 增长到 29.6 亿美元。随着 MIM 技术的日益成熟和应用的愈加广泛,MIM 工艺将 面向更为广阔的市场。据 Maximize market research 数据显示,全球 MIM 市场 规模在 2021 年达到 39.4 亿美元,有望于 2029 年实现 96.9 亿美元,2021-2029 年 CAGR 达 11.9%。
MIM 行业格局分散,具有明显分层梯队。目前国内 MIM 行业集中度较分散, 按照营收规模,可将市场分为三大梯队:第一梯队在国内属于独一档的存在,整体营收规模超过 2 亿元,主要包括富 士康子公司全亿大、中国台湾晟铭电子等设立 MIM 生产基地的综合性企业,以及 精研科技、富驰高科、泛海统联等专注于 MIM 产品的生产制造的企业。第二梯队 是收入规模在 5,000 万元至 2 亿元,竞争实力弱于第一梯队,主要为国内品牌企 业配套 MIM 零部件产品,客户集中度较高。第三梯队则是企业收入规模在 5,000 万元以下,在喂料研发、生产自动化等技术方面较为不足,开发客户的能力薄弱, 仅通过设备的购置和人员的铺设进行中小批量的 MIM 产品生产主要承接第一、二 梯队的外发订单或部分小规模客户订单,在行业竞争中处于弱势地位。
MIM 工艺主要应用于消费电子行业,折叠屏成为新的应用趋势。目前我国的 MIM 行业发展中贡献的主要是消费电子类,包括智能手机,折叠屏铰链、TWS 耳 机、智能手表等。同时 MIM 技术还应用于汽车领域,医疗领域以及工具及其他行 业,均有业务发展,且均保持良好增速,展望未来能取得更好的成绩。在消费电子行业,折叠屏手机成为智能手机行业新的方向,复杂的折叠铰链结 构为 MIM 产业带来新的应用方向。随着 MIM 产品在智能手机等消费电子产品中 的应用日益成熟,可穿戴设备也开始创新应用 MIM 产品。可穿戴设备用 MIM 产 品主要包括表壳、底壳、表扣等类别。除此之外,电脑上的铰链和散热风扇也在 MIM 产品范围之内,并且对 MIM 产品的需求也会随着技术的迭代而需求增加。
2.2.2 液态金属:消费电子为新应用场景
液态金属又称非晶合金,指熔点低于 200 摄氏度的低熔点合金,在室温下呈 液态,通过人为干预可以从高温液态到固态,打破金属结晶,形成非晶体合金。液 态金属具有熔融后塑形能力、高硬度、抗腐蚀、高耐磨等特点,其抗弯强度、抗拉 强度、弹性形变等均优于常用材料,可以实现一步到位制造结构高度复杂的金属部 件,满足手机柔性屏的外折方案,被称为跨世纪的新型功能材料。
基于上述优越性能,液态金属在新能源汽车、消费电子、医疗器械、军事、空 间工程材料、体育休闲用品等领域市场需求大,产业化前景广阔。
液态金属的下游应用领域广泛,主要集中在消费电子、医疗机械、高端体育用 品等领域。在消费电子领域,液态金属被广泛应用于消费电子产品结构件的制造过 程中,如手机卡托、手环表壳、手机中框、USB 接口等领域;在医疗机械领域,凭 借良好的生物相容性,液态金属还可用于手术刀、人造牙齿、生物传感器等领域。在高端体育用品领域,目前液态金属已经在高尔夫球、滑雪、棒球、滑冰网球拍、 自行车和潜水装置等许多体育项目中得到应用。
液态金属在折叠屏手机的应用:华为第二代升级版折叠屏手机 MateXs 选用 锆基液态金属+MIM 工艺,锆基液态合金作为主要铰链系统材料以提高强度,铰 链系统拥有超过 100 个器件,使用锆基液态金属等材料极大提升铰链强度,强度 比钛合金高 30%;vivo X Fold 使用了锆基液态金属(锆基合金)、航空级高强度 钢、高强度碳纤维等先进材料。锆基液态金属的使用,使 vivo X Fold 的水滴铰链在强度、耐用性、体积等方面更具优势。
2.2.3 3D 打印:消费电子空间持续渗透
3D 打印技术的工作原理是利用计算机建模软件创建 3D 模型,根据切片程序 将横截面堆叠成 3D 模型。3D 打印大大加速了信息制造技术向网络化定制和数字 化方向发展,逐渐成为我国国民经济不可或缺的一部分。复合材料、金属材料等现 有材料的打印技术是 3D 打印发展的重要方向,也是其他许多制造领域定制产品的 主要工作形式。
3D 打印技术最具代表性的是熔积成型技术。其工作原理是通过送丝装置将热 熔长丝材料送入喷嘴。在计算机软件的控制下,加热喷嘴挤出软化材料,并开始沿 着物体的轮廓移动,直到半流动材料的填充和固化完成,从而形成 3D 打印产品。
全球 3D 打印行业蓬勃发展。据 Wohlers 数据,2021 年全球增材制造产值 (包括产品和服务)152.44 亿美元,同比+19.50%,Wohlers 预测,2025 年全 球增材制造收入规模将达到 298 亿美元,2021-2025 年 CAGR 为 18.24%;2030 年增材制造收入规模将达到 853 亿美元,2025-2030 年 CAGR 为 23.41%。国内 3D 打印行业进入稳增长赛道。据亿度数据,2022 年国内 3D 打印市场 规模达 320 亿元,2017-2022 年市场规模稳步爬坡上升,期间 CAGR 为 26.7%。Wohlers 预计 26 年国内 3D 打印行业市场规模将达 1101.9 亿元,22-26 年 CAGR 为 36.22%,将保持高速增长趋势。
3D 打印行业集中度高,龙头企业地位明显。伴随我国相关政策驱动,企业端、 研发端、资本端等齐力发展,推动 3D 打印行业迎热潮发展。2021 年国内以增材 制造为主营业务的上市公司已有 22 家,实力较为雄厚的有铂力特、先临三维、华 曙高科等。就区域而言,京津冀 3D 打印全国领先,长三角已初步形成 3D 打印产 业链发展形势,华中部地区以研发为主。
B 端是 3D 打印的主要应用领域。目前 3D 打印在航空航天领域的应用已处于 产业化阶段,工业级应用范围较广,而消费领域需求还需要进一步挖掘,大众消费 品需要从成本端落地。在消费电子领域,荣耀发布的新款折叠屏 Magic V2 中铰 链的轴盖部分采用 3D 打印的钛合金材质。
2.3 铰链材料:钛合金+碳纤维助力高强度及轻量化
2.3.1 钛合金:兼具高强度和轻量化
钛合金兼具高强度和轻量化优势。钛合金强度较高,同时钛合金具备良好的耐 腐蚀性,在高温的中性或弱酸性的氧化物溶液中具有高度稳定性。金属钛被誉为 “太空金属”、“海洋金属”、“现代金属”及“战略金属”。钛及钛合金对一个 国家的国防、经济及科技的发展具有战略意义。金属钛及其制品以其优越性能被广泛应用于航空、航天、舰船、兵器、生物医 疗、化工冶金、海洋工程、体育休闲等领域。苹果 Ultra 手表标配钛合金边框, 相比使用不锈钢,钛合金边框能够减轻全机重量的 12.9%。
3C 消费电子行业主要品牌钛合金导入情况:1)荣耀折叠屏 Magic V2:搭载 91%金属结构铰链,首次采用航天的钛合金 3D 打印工艺。2)苹果 iPhone 15 Pro/Pro Max:边框加入钛金属材料。3)苹果手表:Watch Ultra 2 采用 49 毫米 钛金属表壳。4)华为 Watch 4 Pro:采用航天级钛合金表壳,更坚固,耐腐蚀。5)三星 S24 Ultra 手机:机身设计方面,三星 Galaxy S24 Ultra 首次将钛金属材 质边框引入 Galaxy 手机。
2.3.2 碳纤维:3C 领域渗透率从 0 到 1
碳纤维是一种含碳量在 95%以上的高强度、高模量的新型纤维材料。它是由 片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到 的微晶石墨材料。碳纤维具有耐腐蚀、高模量、密度低、无蠕变、良好的导电导热 性能、非氧化环境下耐超高温、耐疲劳性好等特性,广泛应用于军工、航空航天、 体育用品、汽车工业、能源装备、医疗器械、工程机械、交通运输、建筑及其结构 补强等领域,是发展国防军工与国民经济的重要战略物资。
受益于宽应用领域,碳纤维需求实现多点开花。在全球范围,风电叶片依然占 据绝对主流。我国碳纤维应用分布具有本国特色,与全球差异较大。其中航空航天 领域碳纤维需求仅为 3.2%,远远低于全球 14.0%。其主要原因是国内碳纤维生产技术有限,无法批量供应 T800 强度以上的小丝束碳纤维。随着未来我国碳纤维在 航空航天等高端领域的拓展,碳纤维需求结构将向高端化迈进。
碳纤维主要应用在工业领域,3C 领域渗透率从 0-1 开启。在电子产品消费领 域,碳纤维的应用尚处于初级探索阶段。一些高端电子设备如笔记本电脑、智能手 机等已经使用碳纤维作为一种增强材料,用以提高产品的强度和轻量化。此外,碳 纤维在电池电极材料、电子封装材料等领域也有一定的应用。在折叠屏领域,如 Mate X2 的铰链应用了碳纤维复合材料,大大的增强了铰链的强度,OPPO Find N3 同样也采用碳纤维复合支撑材料,大幅提高了铰链稳定性与使用寿命。
3.1 总览:显示屏幕产业链
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