【研報】通信行業：5G帶動“散熱”火國內廠商迎機遇-20200408[30頁].pdf

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1、 1 / 30 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 2020 年 04 月 08 日 行業研究證券研究報告 通信通信 行業深度分析行業深度分析 5G 帶動帶動 “散熱”“散熱”火火，國內廠商迎機遇，國內廠商迎機遇 投資要點投資要點 散熱散熱是電子產品硬需求是電子產品硬需求，5G 設備散熱空間廣闊設備散熱空間廣闊： 散熱的好壞將直接影響到電子設備工作的穩定性， 在電子設備高性能、 小型化發 展趨勢下， 散熱設計在電子設備開發中重要性越來越大。 自然散熱是沒有動力元 件的散熱方式，各種電子設備一般均有自然散熱系統。自然散熱系統可以通過： 1.使用高導熱系數的導熱材料；2.使用熱管、均熱板等更高效的均

2、熱部件，降低 擴散熱阻；3 提高散熱器基板厚度、翅片厚度等來提高散熱能力。電子設備散熱 方案的升級帶動了單機散熱產品單價的提升。 5G 設備功耗高增疊加滲透率提升，帶動高性能散熱材料需求爆發。相比 4G， 5G 設備功耗提升非常明顯，原有散熱方案不能滿足其正常工作的條件，需要升 級。5G 時代，熱管/均熱板將從筆電、服務器領域向智能手機滲透，吹脹板/半 固態壓鑄外殼將用于基站散熱。隨著 5G 手機換機潮和基站建設高峰到來，全球 5G 智能手機和國內基站散熱市場規模有望在 2020-2022 年間分別達到 360 億 和 59 億元。 除 5G 之外：中期看，汽車電子、數據中心等領域，都對及時散

3、熱需求越來越強 烈； 長期看， 隨著 5G 網絡建設完善， 物聯網車聯網等驅動數據中心需求新增長， AR/VR 等新應用終端興起，帶來散熱市場廣闊的長期增長空間。 本土下游品牌崛起本土下游品牌崛起+產業轉移突破，國內頭部廠商將在產業轉移突破，國內頭部廠商將在 5G 時代受益時代受益：從競爭格 局看， 目前國際大型企業仍主導著散熱材料器件行業， 尤其在高端領域優勢明顯。 在石墨片領域已出現規模和較高市場份額的國內企業， 并有望在國內下游品牌崛 起、國產替代、產業轉移的趨勢下，實現高端市場的逐步滲透。我們認為，國內 散熱商將在 5G 散熱市場中充分受益，其成長機遇在于：1）行業市場空間翻倍 提升，

4、龍頭廠商通過加大產業鏈布局切入新領域；2）隨著國內終端品牌的崛起， 龍頭廠商在國產化趨勢下迎來份額的提升。其中，業務布局與規模、技術能力、 客戶基礎是國產廠商實現突破的關鍵指標。 投資建議投資建議：綜合考慮產業規模、技術趨勢、競爭狀況，我們聚焦 5G 驅動下智能 手機與通信設備散熱方案升級機會， 考慮公司的戰略布局、 產品落地和客戶基礎， 重點推薦飛榮達、中石科技，建議關注碳元科技。 風險提示：風險提示：疫情不得控制持續影響 5G 手機出貨量的風險；5G 商用推動進度不 達預期風險；中美貿易繼續升級，導致國產品牌 5G 基站和 5G 手機終端出貨量 不及預期風險；國內廠商 5G 導熱熱管/均熱

5、板產品客戶拓展不達預期的風險； 國內廠商新產品在大客戶處份額拓展不及預期風險；老產品價格快速下降風險。 投資評級 領先大市-A 維持 首選股票首選股票 評級評級 300602 飛榮達 買入-B 300684 中石科技 增持-A 一年一年行業行業表現表現 資料來源：貝格數據 升幅% 1M 3M 12M 相對收益 -2.99 11.04 7.21 絕對收益 -11.22 3.40 0.82 分析師 蔡景彥 SAC 執業證書編號：S0910516110001 021-20377068 分析師 曾捷 SAC 執業證書編號：S0910518110001 相關報告 通信：中移動全年資本開支向上，5G 投資

6、引 領產業鏈景氣 2020-03-26 通信：運營商 5G 招標陸續開啟，年報季近關 注景氣成長 2020-03-16 通信：政策力推新基建，移動招標加快 5G 進 程速度 2020-03-09 通信：業績快報逐步披露，5G 信息基建加速 2020-03-02 通信：政策力推 5G 加速建設，助力車聯網等 應用落地 2020-02-23 -19% -13% -7% -1% 5% 11% 17% 2019!-042019!-082019!-12 滬深300 通信 行業深度分析 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 內容目錄內容目錄 一、核心投資邏輯一、核心投資邏輯 . 4 二、散熱器件行業概覽二、散

7、熱器件行業概覽 . 5 （一）電子設備單位功耗持續提升，散熱的重要性不斷提升 . 5 （二）自然散熱是電子設備主要散熱方式，熱界面材料、石墨片、熱管/VC 是主要器件 . 6 1、熱量的三種傳播方式 . 6 2、導熱界面材料：發熱元器件和散熱器之間不可缺少的高效導熱路徑 . 7 3、石墨片：在消費電子散熱中應用最為廣泛 . 8 4、熱管、均熱板：應用廣泛于高功率或高集成度電子產品 . 9 三、三、5G 設備功耗高增疊加滲透率提升，高效散熱材料需求爆發設備功耗高增疊加滲透率提升，高效散熱材料需求爆發 . 11 （一）5G 手機散熱迎來新機遇 . 11 1、5G 手機功耗翻倍，新散熱方案帶動 AS

8、P 提升 . 11 2、5G 手機滲透率提升，手機散熱空間百億以上. 13 （二）5G 基站功耗倍增，散熱百億市場空間 . 15 （三）數據中心、汽車電子驅動需求長期向上 . 17 三、本土下游品牌崛起三、本土下游品牌崛起+產業轉移突破，國內頭部廠商將在產業轉移突破，國內頭部廠商將在 5G 時代受益時代受益 . 19 （一）海外龍頭綜合實力領先，國內廠商為 5G 散熱做好崛起準備 . 19 1、散熱石墨片：國內企業已進入核心手機廠商供應鏈，5G 競爭看產品 . 19 2、熱管/VC：臺資領先一步，2020 年國內企業有望接棒 . 20 3、導熱界面材料：外資領先優勢還將持續，國內品牌從低端趕超

9、 . 22 （二）國內終端+通信設備品牌崛起，國內龍頭廠商受益 . 22 1、國內廠商在終端和通信設備市場實力越來越強 . 22 2、國產化趨勢推動散熱廠商伴隨國內大客戶崛起 . 23 四、國內散熱龍頭公司加強布局，建議積極關注四、國內散熱龍頭公司加強布局，建議積極關注 . 25 1、飛榮達（300602.SZ） . 25 2、中石科技（300684.SZ） . 26 五、風險提示五、風險提示 . 28 圖表目錄圖表目錄 圖 1：元器件的失效率與溫度的關系 . 5 圖 2：電子設備失效原因分析 . 5 圖 3：智能手機處理器功耗不斷提升 . 6 圖 4：歷代蘋果手機的機身厚度變化 . 6 圖

10、5：電子產品導熱系統的工作原理（自然+主動散熱結合） . 7 圖 6：導熱界面器件對剛性接觸界面的熱傳遞效率的改變 . 7 圖 7：幾種熱界面材料 . 8 圖 8：石墨片在 4G 智能手機散熱中已廣泛應用 . 9 圖 9：熱管在終端設備散熱中的應用 . 9 圖 10：熱管基于“水”的“相變”的工作原理 . 10 圖 11：均熱板 VC 的相當于熱管從“線”到“面”的升級 . 10 圖 12：手機高功耗部件分布 . 11 圖 13：5G 手機散熱需求提升原因 . 11 圖 14：華為 mate30 pro 配備石墨烯膜+超薄 VC 散熱 . 12 mNoRmMsOnQoQoMnMxPoPnObR

11、bP7NmOqQmOoOkPqQmQiNpOnO8OpPwPvPrRyQuOtRuM 行業深度分析 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 圖 15：小米 10 手機采用市面上最大面積的 VC . 12 圖 16： “導熱界面材料+石墨片+VC/熱管”立體散熱方案有望成為 5G 手機主流 . 13 圖 17：運營商 5G 套餐差異不大，門檻親民 . 14 圖 18：5G 基站功耗的主要構成. 15 圖 19：華為 5G AAU 約只有 4G RRU 體積的一半 . 16 圖 20：基于相變原理的吹脹板換熱器散熱效率高 . 17 圖 21：半固態壓鑄件組織更致密，傳熱性能好 . 17 圖 22：全球數

12、據中心市場規模及增速 . 18 圖 23：部分導熱產品在數據中心/服務器上的應用 . 18 圖 24：新能源汽車銷量及增速 . 18 圖 25：部分散熱產品在新能用汽車領域的應用 . 18 圖 26：從 2G 到 5G 全球主要無線網設備商格局變化 . 23 圖 27：無線主設備商市場份額（假設只有這四家企業，各公司按運營商收入進行比較） . 23 圖 28：國內廠商在全球智能手機份額占比不斷提升 . 23 圖 29：萊爾德性能材料業務收入的各領域增速顯示其在手機和電信領域不斷縮減 . 24 圖 30：萊爾德性能材料業務收入的各領域占比顯示其在手機和電信領域份額不斷縮減 . 24 圖 31：飛

13、榮達 2014-2019 年營業收入及變化 . 25 圖 32：飛榮達 2014-2019 年歸母凈利潤和扣非歸母凈利. 25 圖 33：中石科技 2014-2019 年營業收入及變化 . 26 圖 34：中石科技 2014-2019 年歸母凈利潤和扣非歸母凈利 . 26 表 1：電子設備散熱行業整體邏輯 . 4 表 2：熱傳遞的三種方式和應用 . 6 表 3：幾類主要熱界面材料 . 8 表 4：導熱片性能及成本對比 . 10 表 5：各品牌商 5G 手機散熱方案均以“石墨片+VC/熱管”為主 . 12 表 6：5G 手機散熱價值量相比 4G 手機約有 3-4 倍左右的增長 . 13 表 7：

14、四大 5G SoC 芯片已經問世 . 14 表 8：手機散熱行業市場空間廣闊 . 14 表 9：運營商測試數據顯示 5G 基站功耗呈 2.5-3 倍增長 . 16 表 10：5G 基站散熱方案從內到外的變革 . 17 表 11：國內 5G 基站散熱市場規模預測 . 17 表 12：全球散熱石墨片/膜領先企業 . 19 表 13：厚石墨片有望成為 5G 手機石墨片主要方案 . 20 表 14：國內散熱石墨膜公司生產能力情況 . 20 表 15：全球 5G 手機對超薄熱管和 VC 的需求量預測 . 21 表 16：臺灣廠商啟動 VC 和熱管擴產計劃以迎接 5G 智能手機增長需求 . 21 表 17

15、：國際領先的熱界面材料公司 . 22 表 18：14 年后，萊爾德公司熱管理業務客戶逐漸從手機電信向汽車、交通領域轉移 . 23 行業深度分析 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 一、核心投資邏輯 需求端的升級和增長是推動散熱材料器件行業發展的主要原因。 熱失效是電子設備主要的失 效方式，在設備高性能、小型化發展趨勢下，電子設備單位體積產生的熱量持續上升，散熱設計 在電子設備開發中重要性越來越大。 5G 時代電子設備功耗上升明顯，熱管/均熱板將從筆電、服務器散熱領域向智能手機散熱滲 透，吹脹板/半固態壓鑄外殼將用于基站散熱。隨著 5G 手機換機潮和基站建設高峰到來，5G 智 能手機和基站散熱市場

16、規模達到雙百億空間。中期看，汽車電子、數據中心等領域，都對及時散 熱需求越來越強烈； 長期看， 隨著 5G 網絡建設完善， 物聯網車聯網等驅動數據中心需求新增長， AR/VR 等新應用終端興起，帶來散熱市場廣闊的長期增長空間。 從競爭格局看，目前國際大型企業仍主導著散熱材料器件行業，尤其在高端領域優勢明顯。 在石墨片領域已出現規模和較高市場份額的國內企業，并有望在國內下游品牌崛起、國產替代、 產業轉移的趨勢下，實現高端市場的逐步滲透。我們認為，國內散熱商將在 5G 散熱市場中充分 受益， 其成長機遇在于： 1） 行業市場空間翻倍提升， 龍頭廠商通過加大產業鏈布局切入新領域； 2）隨著國內終端品

17、牌的崛起，龍頭廠商在國產化趨勢下迎來份額的提升。其中，業務布局與規 模、技術能力、客戶基礎是國產廠商實現突破的關鍵指標。 表 1：電子設備散熱行業整體邏輯 需求端需求端 供給端供給端 投資建議投資建議 短期 5G 基站+手機功耗倍增，散熱方 案升級，雙百億市場空間打開 國內下游品牌崛起、國 產替代、產業轉移的趨 勢下， 具備規模、 技術、 渠道優勢的龍頭廠商 將在 5G 散熱市場充分 受益 考慮公司的戰略布 局、產品落地和客戶 基礎，關注行業內市 場份額領先以及新產 品布局具備優勢的廠 商 中期 云計算驅動數據中心快增，汽車 朝電子化智能化發展，導熱需求 旺盛 長期 隨 5G 網絡建設完善，物

18、聯網車 聯網等驅動數據中心需求新增 長，AR/VR 新應用興起，帶來散 熱市場廣闊的長期增長空間 資料來源：華金證券研究所 基于對產業規模、技術趨勢、競爭狀況的綜合考慮，我們聚焦 5G 驅動下智能手機與通信設 備散熱方案升級機會， 考慮公司的業務布局、 產品落地和客戶基礎， 重點推薦飛榮達、 中石科技， 建議關注碳元科技。 行業深度分析 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 二、散熱器件行業概覽 散熱的好壞將直接影響到電子設備工作的穩定性， 因此散熱材料和器件是電子設備中不可缺 少的。自然散熱是電子設備主要的散熱方式，其主要依賴非動力的材料和器件進行熱量傳遞。自 然散熱的散熱系統可以通過：使用高導

19、熱系數的導熱材料、熱管/均熱板等更高效的均熱部件， 提高散熱器基板/翅片厚度等來提高散熱能力。隨著各應用領域電子設備性能提升、朝小型化發 展、單位功耗增加，其自然散熱系統隨之升級，帶動了產品散熱單價的提升和市場的增長。 （一）電子設備單位功耗持續提升，散熱的重要性不斷提升 高溫對多數元器件將產生嚴重影響，熱失效是電子設備主要的失效方式。高溫使得大多數電 子元器件性能改變甚至失效，從而引起整個電子設備的故障。一方面，電子元件的“10法則” 顯示，電子元件的故障發生率隨工作溫度的提高呈指數增長，溫度每升高 10，系統可靠性降 低 50%。另一方面，熱失效是電子設備失效的最主要原因，電子設備失效有

20、55%是因為溫度過 高引起。電子設備在運行過程中會不斷產生熱量堆積在體內，因此在電子設備內部在元器件外部 施加散熱手段，使設備保持在合適溫度非常重要。 圖 1：元器件的失效率與溫度的關系 圖 2：電子設備失效原因分析 資料來源：電子設備熱設計，華金證券研究所 資料來源：美國空軍航空電子整體研究項目，華金證券研究所 在在電子設備電子設備高性能、小型化發展趨勢下，高性能、小型化發展趨勢下，及時散熱挑戰提升，及時散熱挑戰提升，散散熱設計在熱設計在電子電子設備設備開發中開發中 重要性重要性加加大大。隨著集成電路工藝、集成度、工作速度提升，電子設備朝小型化發展、元件密度增 大、電源續航能力提高，電子設備

21、系統功耗增加，單位體積產生的熱量持續上升。以智能手機為 例，其處理器功耗不斷增加，而機身厚度的不斷壓縮，電子設備面臨的散熱挑戰不斷加大，散熱 設計重要性持續提升。 行業深度分析 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 圖 3：智能手機處理器功耗不斷提升 圖 4：歷代蘋果手機的機身厚度變化 資料來源：Applied Energy 223 (2018) 383400，華金證券研究所 資料來源：搜狐手機，華金證券研究所 （二）自然散熱是電子設備主要散熱方式，熱界面材料、石墨片、 熱管/VC 是主要器件 1、熱量的三種傳播方式 熱量一般通過三種方式進行傳遞：熱傳導、熱傳遞以及熱輻射。通過散熱設計以完成熱量的

22、 傳導，是電子設備設計的重要命題。 表 2：熱傳遞的三種方式和應用 散熱原理散熱原理 熱傳遞應用熱傳遞應用 熱傳導 物體溫度較高的一部分沿著物體傳到溫度較低的部分 的方式叫做熱傳導。 散熱片、熱界面材料 熱對流 流體流經固體時，流體與固體表面之間的熱量傳遞現 象，與流體的流量情況密切相關 風冷、液冷 輻射傳熱 依靠電磁波輻射實現的熱量傳遞過程，是一種非接觸式 傳熱，在真空中也能進行 地板輻射采暖、太陽發熱 資料來源： 電子設備散熱技術的發展，J.艦船電子工程 ，華金證券研究所 散熱方式的選擇，與產品特點和溫度需求相關。結合不同熱的傳遞方式，電子設備的散熱方 式主要有自然散熱和主動散熱。 自然散

23、熱是沒有動力元件的散熱方式，廣泛應用于手機、平板、智能手表、戶外基站等。自 然散熱方式的散熱系統可以由散熱片（如石墨片、金屬散熱片等） 和導熱界面材料（Thermal Interface Materials，TIM）組成。自然散熱系統的工作原理是：通過導熱界面材料從產熱器件中 將熱量取到散熱器中，將熱量傳遞至外部環境，最終降低電子產品溫度。各種電子設備一般均有 自然散熱系統。 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 平均功耗(W) 0 2 4 6 8 10 12 14 機身厚度（mm） 行業深度分析 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 主動散熱是有與發熱體無關的動力

24、元件參與的強制散熱，包括強制風冷、間接液冷和直接液 冷等，一般應用于高功率密度且體積相對較大的電子設備，如臺式機和筆記本中配備的風扇、數 據中心服務器的液冷散熱。 圖 5：電子產品導熱系統的工作原理（自然+主動散熱結合） 資料來源：電子產品熱設計，華金證券研究所 導熱界面材料、石墨片、銅片等金屬、熱管和均熱板是自然散熱中的主要元件，它們具有不 同的特性。導熱界面材料、石墨片在目前中小型電子產品廣泛使用，熱管和均熱板常在筆記本、 電腦、服務器等中大型電子設備中使用。 2、導熱界面材料：發熱元器件和散熱器之間不可缺少的高效導熱路徑 由于機械加工的精度限制，剛性接觸間會存在凹凸不平的空隙，由于空氣導

25、熱系數低，這些 空隙間的熱傳遞效率很低。在空隙間填滿高導熱柔性型材料，即導熱界面按材料，將元器件的熱 量傳遞到表面積更大的剛性面（散熱器、水冷板）中，是有效的導熱方法。常見的導熱界面材料 有導熱硅脂、導熱襯墊、導熱相變化材料、導熱膠（水） 、導熱膠帶、導熱凝膠等。 圖 6：導熱界面器件對剛性接觸界面的熱傳遞效率的改變 資料來源：飛榮達招股書，華金證券研究所 行業深度分析 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 圖 7：幾種熱界面材料 資料來源：導熱邦，華金證券研究所 表 3：幾類主要熱界面材料 材料材料 典型成分典型成分 優點優點 缺點缺點 厚度厚度(mil) 導熱系數導熱系數 (W/m.K) 硅脂 硅油基底，ZnO，Ag，AlNl 導熱系數高，易于緊貼表面，不 需固化，可重用 有泵出效應與相分離，遷 移性，生產時較臟 2 3 到 5 硅膠 Al，Ag，硅油，Olefin，石蠟 導熱系數較高， 固化前易于緊貼 表面，無泵出效應或者遷移，可 重用 需要固化，導熱系數較硅 脂低 1-1.5 3 到 4 相變化材料 聚烯烴樹脂，丙烯酸樹脂，鋁，氧化 鋁，碳納米纖維管 易于緊貼表面，無需固化，沒有 分層現象，易于運