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散热收割期,台系大厂热管理(热管/均热板)战绩分析

5G产业通 热管理行业观察 2024-04-15


随着财报数据的陆续公布,今年上半年台湾散热大厂营收数据喜人,预计下半年随着5G建设的推进及全球5G终端需求的增加,全年将可保持高速增长势头。


5G为何拉动散热需求


某知名手机厂商的报告指出,5G手机总功率约9.6W,高于4G手机的4.5W;5G芯片的处理能力是现有芯片的五倍,而高速运行带来的耗能是4G芯片的2.5倍

 

5G手机运行在多频段和高频网络,无线功耗增加,加上高速处理大量数据,同时手机视频内容、游戏内容等的高清化,多摄像头的高像素,无线充电等新功能的加入,未来手机功能更加多样化,需要芯片应对复杂的工况环境,能耗热管理是5G智能手机面对的难题之一。

 

业界认为,目前广泛采用的石墨片虽然导热快,但无法达成延迟温度上升的效果。5G智能手机要采用热管,甚至是散热性能更好的超薄型均热板才能破解热管理问题。

 

另外,5G基站引入了Massive MIMO技术,4G基站主要采用4T4R MIMO技术,而5G基站将采用64T64R MIMO,这将增加基站总功耗。曾有运营商高管表示,5G基站功耗大幅提升,是4G基站功耗的2.5倍-4倍。5G基站单系统耗电超过3000W,而4G基站单系统仅耗1300W。5G基站高功耗导致设备散热问题更复杂、更严峻。

 

此外,不论是PC、笔电、智能手机、服务器、电动汽车等,都需要依靠散热模组作为电子产品或机械结构的降温设备,以避免发生过热当机或烧毁设备的问题。



散热市场规模



前瞻产业研究院的数据表明,未来几年我国散热器行业在PC、NB、智能手机、服务器、基站、电动汽车等细分领域的带动下将保持在7-10%左右的增速,到2023年散热器行业市场规模将达到2199亿元。


据德勤预计,2020年全球5G手机销量预计达1500万-2000万部,2021年预计突破1亿部,散热模组市场将提前于5G手机爆发

 

尤其是,2016年至2020年全球5G设备年复合增长率高达32%,随着5G网络的建设完善,更多投入应用的5G设备需要应对高速运行带来的高热问题,5G放大了对散热产品的需求。


图:散热行业的市场规模

数据来源:前瞻产业研究



▌散热原理说明



简单回顾下热管/均热板的散热原理,热管(Heat Pipe)与均热板(Vapor Chamber)的原理类似。


两者是由中空、两头封闭的铜管或铜片所构成,并在抽真空的中空腔体中填充液体(水),一端与导热硅脂为介质压覆在高热芯片上,利用高真空度下液体的低沸点特性,快速的蒸发吸走热量,再通过散热鳍片或金属外壳框架吸收热量,冷却后经毛细管效应回流恢复为液体状态,完成一次散热循环。


图:热管工作原理


来源:公开资料

 

与热管相比,均热板与热源和散热介质的接触面积较大,更有利于热量的吸收及快速扩散,且更为轻薄,对于手机的高集成化、轻薄、空间利用最大化要求来说更有优势。

 

图:三种散热方式

来源:公开资料整理



热管/均热板价格比对



业界人士指出,目前均热板的平均单价是热管的5至10倍左右,均热板平均单价2-3美金,轻薄型单价更高。目前轻薄型均热板仅在高端笔记本、5G智能手机、电竞手机等高售价产品上大量采用。

 

均热板是将两片铜板四边焊接,由于面积更大,散热效果更佳,但随着产品的轻薄化要求,均热板的毛细结构从铜粉烧结往蚀刻过渡,并且厚度下探到0.4mm以下对焊接精度等更为苛刻,故而生产难度较高,价格昂贵。


此外,均热板的技术复杂性较高,核心技术由日系、台系、美系等厂家掌控,具备成本优势的内地供应链还未形成规模供货也是均热板平均单价昂贵的原因之一。



台系大厂战绩分析



目前台湾散热厂中布局手机热管与均热板业务的厂商,主要以超众、双鸿、奇鋐、泰硕与健策为主,健策自2018年布局手机产品,但目前还未有出货消息公开。

 

根据台湾媒体报道,受益于5G网通设备AUU/RUU基站的需求增长,5G智能手机逐步全球销售,三星 Galaxy 10及即将发布的Note 10 5G和华为、OPPO、vivo等国内5G智能手机的需求刺激,台湾主要散热企业收获大量订单,产能吃紧,几乎都在建设新厂扩充产能。


随着财报数据的陆续公布,今年上半年台湾散热大厂营收数据喜人,预计下半年随着5G建设的推进及全球5G终端需求的增加,全年将可保持高速增长势头。


图:泰硕/健策/超众/双鸿/奇鋐19上半年营收数据(千元新台币)


数据来源:各公司财报


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超众



超众上半年热管、均热板产品供不应求,超众原本是服务器散热板供应商,在英特尔服务器更新换代后,有意将均热板产能转至手机应用。


从各领域的营收占比看,PC类占营收大头约为45%、服务器类约为30%、基站类约为15%、手机类约为5%,而超众收获三星Note 10的散热订单,下半年将放量出货,预计今年手机散热产品将同比增长20-30%。

 

据台湾媒体报道,6月24,在记者招待会上,超众总经理郭大祺表示,目前高阶均热板已设计完成进入开模阶段,并持续针对5G 手机超薄均热板,进行扩产计划,预估下半年将提供新产能。

 

目前手机均热板仅占超众营收的10%,不过超众表示看好5G智能手机的需求增长,未来均热板营收将上涨。今年,超众积极扩大产能,重庆厂热管产能将由去年的100万支/月增加到250-300万支/月,台湾厂均热板产能也将由50万片/月提升到100万片/月。

 

同时,昆山厂保有热管产能800万支/月,并开建专线生产5G 超薄均热板,厚度约0.4mm,目前也已启动扩产计划。

 

超众6月营收约8.08亿元(新台币),同比增长26.6%,今年上半年合计营收约40.5亿元(新台币),同比增长16.4%。


数据来源:超众财报



双鸿



双鸿是国际各大型电脑制造商的散热产品供应商,除设立双鸿电子科技工业(昆山)有限公司、泽鸿(广州)电子科技有限公司外,并于2012年投资春鸿电子科技(重庆)有限公司、捷西迪(香港)光学科技有限公司、昆山金玺塑胶有限公司、宗旸科技股份有限公司等等逐步完善集团供应链体系整合。

 

双鸿在手机热管、均热板领域处于领先地位,目前是三星最大的散热模组供应商,也是华为的主要供应商。双鸿看重5G对散热产品的拉动效应,继续扩大手机业务。


预计今年,双鸿热管产能维持在400-500万片/月,均热板将从目前的300万片/月增至500万片/月。

 

双鸿6月营收约6.66亿元(新台币),同比增长6.90%,今年上半年合计营收约46.7亿元(新台币),同比增长 30.00%。


数据来源:双鸿财报



奇鋐



古河电工持股 20%的奇鋐在热管、热板、石墨片等关键组件都有投入。奇鋐与古河共同研发的新产品,预计2019年Q2有望交付使用。

 

据台湾媒体报道,奇鋐法人认为,5G基站的AAU(Active Antenna Unit主动天线单元)相对4G有更多散热需求。AAU需针对多点热源覆盖散热方案,不论在散热体积或产值上将数十倍于服务器散热。

 

奇鋐是华为通讯供应链厂家,随着5G基站建设释放的大量订单,AAU散热产值将不亚于未来手机散热的产值规模。


奇鋐6月营收约29.5亿元(新台币),同比增长28.00%,今年上半年合计营收163.98亿元(新台币),同比增长约21.45%,创历史新高。


数据来源:奇鋐财报



泰硕



据台湾媒体报道,4月10日,泰硕总经理梁竣兴在记者招待会上透露,受益 5G发展带动终端应用增加,除了5G手机热管、热板(VC)外,终端Hub 、CPE等产品也将带动散热需求增加,今年进入订单旺期。


泰硕手机散热模组今年首度打入三星新款旗舰机,7月已开始出货。

 

因此,泰硕计划扩产将热管从2019年第1季每月255万支扩充至500万支。泰硕江苏热管产线6月投产、苏州热板产线也在扩大产能。

 

此外,泰硕董事长余清松透露,热管现已降价至0.5美元,性价比优异,且制程相对成熟。泰硕现阶段将以散热管为重点扩充产能,后续根据客户需求继续开发均热板产品系列。

 

同时,泰硕是中兴通讯基站产品供应商,并有望借助中兴智能手机在5G时代的复苏,收获更多手机散热订单。近期,中兴通讯抢先在国内开启预约5G智能手机Axon 10 Pro,售价更是下探到可以接受的4999元,7月底可正式上市。另外,中兴通讯7nm制程5G芯片已完成设计并量产,5nm工艺芯片正在研发,5G相关专利申请已达世界第三,中兴通讯已经成长为5G产业链的主力军。

 

泰硕6月营收约3.58亿元(新台币),同比增长41.20%,今年上半年合计营收约19.74亿元(新台币),同比增长约35.0%,创历史新高。


数据来源:泰硕财报



健策



健策系台湾均热片大厂,产品应用于服务器、汽车、电动车、笔电、基站等,主要生产基地位于无锡、台湾桃园华亚、大园等地。

 

无锡厂-无锡健策精密工业有限公司主要从事均热片、导线架、电子周边零组件、通讯周边零组件等电子产品生产及销售,具备精冲模具及相关配件、精密金属零件、自动化设备的研发技术能力。 


目前,健策均热片产品主要应用在服务器CPU、GPU上,主要是由铜、铝、不锈钢等金属材料精密冲压成型,有别于液体两相均热板。


图:健策均热片产品


来源:健策简报


健策开发的应用于5G基站的产品及车用IGBT水冷散热产品均已开始小量出货,手机应用的散热产品还未看到公开报道。


健策6月营收约4.6亿元(新台币),同比增长13.70%,今年上半年合计营收约25.76亿元(新台币),同比增长约15.20%。


数据来源:健策财报


汽车散热布局


市场调研机构认为,车用、网通基站将是散热市场成长最快的领域,预计至2020年,年复合增长率将达7.9%。此外,随着全球多国制定燃油车的限购日期,国内更是大力推动电动汽车替代传统汽车,汽车未来往电动化、智能化的趋势更加明显,电子设备加速往汽车渗透,促进汽车对散热产品的需求。


图:散热产品在汽车领域的应用

来源:健策官网


在汽车散热领域,健策与超众的布局最为积极,技术实力相对雄厚。



健策


 

据台湾媒体报道,健策取得了Nvidia车用芯片的均热片独家供应权,在电动车逆变器IGBT(绝缘栅双极型晶体管)水冷散热模组上获得了全球IGBT龙头英飞凌的认证,并于去年通过欧系客户认证,目前已在少量出货。目前健策在IGBT水冷散热上保持技术领先优势。


图:健策电动车水冷散热产品技术优势


来源: 健策官网



超众


 

日本电产入股超众后,超众可藉由日本电产在汽车风扇与马达上的技术和行业资源,切入车用领域。

 

日本电产未来的目标是希望能够搭建起包括空调系统、制动系统、驱动马达系统、电池系统、散热系统、转向系统等各在内的“新能源汽车平台”技术体系。散热管理系统是其中的重要一环,届时超众的散热技术将藉由日本电产打入电动车领域,增长潜力十足。


日本电产近期加大了对中国的投资,计划将其在中国的产能增加一倍,除浙江在建工厂以外,电产将在大连市投资5亿美元建立在华的第二处生产基地。

 

不过,之前超众并未涉足汽车领域,加上汽车产品设计、开发、认证周期较长,超众今年组建汽车散热研发团队,但预计出货还需1-2年时间。


来源:日本电产



未来的挑战及机会



1、如何压低均热板成本:


均热板成本需下降到合理水平,才有机会被广泛应用在对价格极度敏感的中低端5G手机和平板产品中。

 

然而,为追求电子产品轻薄化,手机均热板已经进入蚀刻制程,超薄产品的设计、材料选择、焊接、平整度管控更为严格,制造成本提升是目前阻碍均热板大批量使用的最大问题,需要工程师进行制程简化,降低成本。

 

另外,热管、均热板是定制化产品,定制模具、夹具成本也平摊到成品上,亦是推高成品单价的因素。



2、关注电竞游戏手机市场:

 

近年来电竞游戏手机需求增加,华硕、雷蛇(Razer)、努比亚、小米等都陆续推出电竞手机,华硕ROG Phone、努比亚红魔Mars、小米黑鲨2等游戏手机均采用均热板液冷散热,红魔Mars更配置超薄风扇主动散热,以压制主芯片长时间满负荷运行的热量,充分发挥主芯片的性能,以取得良好的游戏体验。


IDC研究数据表明,2018年移动游戏市场人年均消费水平为221.4元人民币在智能手机的市场已经呈现饱和状态下,电竞是智能手机新的垂直领域。


电竞手机潜力巨大,如黑鲨手机在去年京东618活动期间创造了2亿元的销售额,随着手机游戏市场的持续繁荣,电竞手机的市场空间及相关散热产品值得期待。


黑鲨手机均热板液冷技术演示


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本文参考:每日头条、经济日报等



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