从市场应用端看FPC增长强劲

2020-03-09 13:38:08 180


从市场应用端看FPC增长强劲


根据 Prismark 数据,2018 年全球 FPC 产值规模达约 128 亿美元,预计到 2022 年达到约 149 亿美元,年复增长率 3.87%。下游应用结构,消费电子产品是 FPC 主要应用领域, 其中智能手机和平板电脑分别占比 40%和 16%,占据了 FPC 下游应用市场的绝大部分比重,近年来汽车电子迅速发展,对 FPC 需求占比逐步提升,达 14%。

作为智能电子产业发展中的最大受益者之一,FPC 成为成长速度最快的 PCB 类型,占 PCB 市场比重不断上升。 未来随着汽车智能化和电动化、可穿戴及其他 5G 终端设备出于对轻量化的需求, 设备内部的电路板中 FPC 的采用比率将大幅提升。

射频 LCP/MPI 天线创新

带来 FPC 市场新增量

LCP 天线创新带来 FPC 市场新增量,频段增多推动智能设备多天线需求。随着无线通信技术的发展,手机由最初仅配备基本接收、发送功能的主天线,发展到目前配备主天线、WiFi 天线、蓝牙天线、GPS 天线等多个天线,单台手机配备的天线数量逐渐增加。以 iPhone X 为例,除了支持基本的 GSM 以外,还支持 UTMS、CDMA、 TD-LTE、 FDD-LTE 等多种 3G、4G 通信制式以及 WiFi、GPS 等功能,以上无线功能均需要相对应的天线支持,因此应用频率的增加带动了对应天线数量的增加。

通讯采用 MIMO (Multiple Input Multiple Output)多天线技术方案,MIMO 技术使得通讯的速率和容量实现成倍增长,是 LTE 及未来 5G 的关键技术之一。4 x 4 MIMO 表示的是基站和手机之间的一种工作模式,要实现 4 x 4 MIMO,手机必须支持四天线,基站必须具备 4T4R 的能力,即基站天线能够提供 4 发和 4 收的能力,这样能够更充分地利用空间维度,大幅度地提升频谱效率和功率效率。为提升通讯速率,预计到 2020 年,MIMO 64x8 将成为标准配置,即基站端采用 64 根天线,移动终端采用 8 根天线的配置模式。目前市场上多数手机仅仅支持 MIMO 2x2 技术,如若采用 MIMO 64x8 技术,基站天线的配置数量需要增长 31 倍,手机天线数量需要增长 3 倍,高频 FPC 的用量将随着手机天线数量的增加水涨船高。

5G 通讯天线材质由 PI 升级为 LCP/MPI,FPC 价值量提升。5G 时代数据传输速度将面临翻天覆地的改变,目前来说比较可行的实现传输速率提升的方案是增加频谱带宽,这也就带来了毫米波技术升级的需求。毫米波波段的传输损耗将远高于目前的 4G 频段,目前的天线软板 PI 基材将无法满足要求,而以 LCP 和 MPI 为基础的高频 FPC 具备更低的介电常数和低介电损耗,其数据传输速度与传输质量更能够适应 5G 时代要求,同时相对于传统 FPC 产品,新型软板技术壁垒更高,利润率也更高。数量方面,由于毫米波的工作频率较高,5G 的通信基站和移动终端设备对高频天线有着大量的需求。2019 年 iPhone 11 试水 MPI 软板作为部分天线基材,其他天线模组仍然使用 LCP 材质。

智能终端光学创新:

多摄化+前置 3D+后置 TOF 镜头,拉动 FPC 需求提升

3D Sensing 包括双目立体成像、3D 结构光和时间飞行法(TOF)三种技术,目前 3D 结构光和 TOF 方案已经成熟。

(1)3D 结构光

3D 结构光是基于激光散斑原理,结构光原理为通过近红外激光器向物体投射具有一定结构特征的光线,再由专门的红外摄像头进行采集获取物体的三维结构,再通过运算对信息进行深入处理成像。3D 结构光具有成像精度较高、反应速度快与成本适中的特点,但其识别距离有限(有效范围 1 米以内),主要用于近距离 3D 人脸识别,实现手机面部解锁、智能支付等功能。

(2)时间飞行法

时间飞行法(TOF)利用反射时间差原理,通过向目标发射连续的特定波长的红外光线脉冲,再由特定传感器接收待测物体传回的光信号,计算光线往返的飞行时间或相位差,从而获取目标物体的深度信息。TOF 方案抗干扰性强、刷新率较快、能够覆盖中远距离、可广泛应用在手势追踪、手机后置辅助相机等。

3D Sensing 技术应用逐步成熟,前置 3D+后置 TOF 有望落地实现。2018 年苹果发布 iPhone X,率先使用 3D Sensing 生物识别,通过 3D 结构光以实现人脸识别,代替指纹解锁成为手机新解锁方案。2019 年 TOF 技术在安卓系手机实现应用,配备后置 TOF 镜头的高配版三星 S20Ultra,可实现 10 倍光学变焦和 100 倍数码变焦,反观 iPhone 11 Pro 仅能实现 3 倍光学变焦。根据产业调研信息,苹果会在 2020 年 H2 发布的新机型中增加后置 TOF 镜头,形成前置 3D 结构光摄像头搭配后置 TOF 镜头的新方案。

多摄化设计突破摄像头拍照性能瓶颈,为节省终端内部空间 FPC 渗透率提升。2015 年以前终端厂商通过提高手机摄像头性能来满足消费者拍照清晰度的需求。而当 2015 年以后,单一后置摄像头性能被开发至极致,受限于手机空间、 镜头、传感器芯片、模组等技术难有突破空间。智能终端厂商另辟蹊径,通过后置双摄像头设计,突破单摄性能瓶颈。双摄手机通过两个摄像头互相配合,实现拍照的虚化、光学广角、大范围变焦等功能,自此手机摄像头走向多摄化道路。2016 年 iPhone 7 开启 iPhone 双摄时代,2019 年 iPhone 11 Pro 试水三摄设计。智能终端向多摄化方向发展, 结合 3D Sensing 技术的应用,摄像模组数量增加、功能复杂,手机内部空间被压缩,为智能终端节省空间,FPC 成 为 PCB 硬板的优质替代品。

柔性屏与 COF 封装拉动 FPC 整体需求

柔性 OLED 屏的应用也将作为一项纯增量推动 FPC 产业的发展,OLED 是继 LCD 之后的新一代平板显示技术,其最大的特点是自发光、可弯曲。与 LCD 屏相比,柔性 OLED 结构更为简单,不需要背光源,直接贴合在柔性衬底(如塑料、金属或柔性玻璃)上。

目前来看,最适合的柔性衬底材料是聚酰亚胺(PI),它也是 FPC 板最常用的柔性基板材 料。2017 年苹果推出 iPhone X 预示着 OLED 屏将进一步快速向智能手机渗透,据 iPhone X 的 BOM 物料清单显示, 其采用的 OLED 显示屏成本高达 80 美元,以 iPhone X 2018 年预测销量 6000 万台计算,单单 iPhone X 一款手机的 OLED 屏市场容量便高达 48 亿美元。而根据 UBI research 预测,到 2020 年,柔性显示屏出货量将由 2016 年的 85.8 亿片提升至 710.7 亿片,市场份额由 42.1%大幅提升至 64.7%。

除此之外,全面屏高端机型追求手机边框超窄效果,将会采用 COF 封装(OLED 采用类似的 COP 封装),与普通的 COG 封装相比,COF 需要超细 FPC,目前能量产 10 微米 COF 并且形成规模化生产的有 5 家厂商,分别为韩国的 Stemco 和 LGI、中国台湾地区的欣邦和易华以及日本的新藤电子。Stemco、LGI 和新藤电子能做双面板。单双层 COF 价格在 2~4 美金左右,远超 COG 所用 FPC 单价。伴随全面屏成为智能手机行业升级的确定性趋势之一,采 用 COF 方案的全面屏手机将带动 FPC 需求量进一步提升。

大陆厂商也在 COF 封装方面积极推进,目前大陆地区丹邦科技可生产 COF 柔性封装基板及 COF 产品,但以单面 COF 为主,而未来 AMOLED 面板大概率会以双面 COF 为主流;合力泰收购蓝沛 52.27%的股权,获得国际领先 FPC 材料技术,公司的新加成法工艺可在陶瓷、玻璃、PVC、PI 等各种材料表面形成所需的线路,突破了传统 FPC 基材的限制,且半加成法最低可实现 2um 线宽,技术达全球领先水平,且相关技术已广泛应用于大型触控面板产品;弘信电子是国内 FPC 龙头,2016 年底已有两条片对片、一条卷对卷生产线,公司是国内唯一采用卷对卷工艺的 FPC 厂商,在 COF 研发方面具备设备优势。

可穿戴等新兴产品创新升级

汽车电子/可穿戴设备打开远期成长空间

1、TWS/Watch/AR/VR 等市场火爆,可穿戴设备催生轻薄型 FPC 需求

可穿戴设备包括真无线蓝牙耳机(TWS 耳机)、智能手表/手环、AV/VR 眼镜等可穿着携带的电子产品,用途包括娱乐、运动、健康、医疗、工作等多种功能。苹果 AirPods 持续火爆,点燃 TWS 耳机以及可穿戴设备市场,谷歌、微软、苹果、三星、索尼等国际大型电子设备生产商纷纷加大投入和研发,国内企业中百度、腾讯、奇虎 360、小米等行业龙头也纷纷布局可穿戴设备领域。

可穿戴设备市场爆发, FPC 材料有望成为最大受益者之一。根据 Counterpoint 数据,2019 年 AirPods 全球出货量超 6000 万部,带动全球 TWS 耳机市场同比增长 160%(2019 年 TWS 耳机全球出货量 1.2 亿部);IDC 预测在 TWS 耳机的带动下,全球可穿戴设备出货量突破 3 亿部,同比增长超 70%;Gartner 预计 2020 年全球可穿戴设备市场规模 520 亿美 元,较 2019 年增长 27%。FPC 具备轻薄、可弯曲的特点,与可穿戴设备的契合度最高,是可穿戴设备的首选连接器件, FPC 行业料将成为可穿戴设备市场蓬勃发展最大的受益者之一。

2、特斯拉加速零部件国产化率提升,汽车电子化孕育 FPC 成长新动能

特斯拉 Model 3 持续火爆叠加零部件国产化率提升,国内零部件厂商有望瓜分特斯拉产业链红利。2019 年特斯拉在全球汽车市场表现非凡,根据 JATO Data Center 数据,2019 年 H1 特斯拉 Model 3 出货量超 13 万辆,占据全球 18% 新能源汽车市场份额,稳居全球第一。

为进一步加强 Model 3 的产品竞争力,2020 年 1 月,特斯拉宣布将国产 Model 3 的基础售价从 35.58 万元调降至 29.91 万元,此举大幅提升市场对 2020 年特斯拉 Model 3 出货量的预期。此外,特斯拉上海工厂正式投产,2019 年底开始小批量生产 Model 3,2020 年 1 月开始批量交付,国产化率实现大幅提升。特斯拉销量的持续增长,和国产化率的提升,势必将带动国内零部件供应商业绩增长。

新能源汽车电子设备占比提升,未来两年汽车电子领域 FPC 产值有望超 8 亿美金。传统汽车中电子设备仅占成本25%左右,随着传感器技术应用的增加和互联网对汽车的逐步渗透,汽车的电子化趋势越来越明显,尤其是以特斯拉为代表的电动汽车。以最新的特斯拉 MODEL 3 为例,其用超大液晶仪表取代了传统的指针仪表盘以及按键旋钮,达到了驾驶舱的高度电子化。同时特斯拉通过在车身周围安装毫米波雷达和超声波探测装置的方式探测车身周围的障碍物,从而达到汽车 L2 级别自动驾驶的目的。未来随着汽车自动化、联网化、电动化趋势的加深,汽车电子占整车成本的比例有望超过 50%。据 Prismark 预测,到 2021 年汽车电子领域的 FPC 产值将达 8.5 亿美元。

转载来源:节选自华创证券、未来智库

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