【研報】5G散熱行業深度報告：5G“火熱”背后的散熱行業機遇-20200705[29頁].pdf

1、 1 證券研究報告證券研究報告 行業研究/深度研究 2020年07月05日 電子元器件 增持（維持） 胡劍胡劍 執業證書編號：S0570518080001 研究員 021-28972072 劉葉劉葉 執業證書編號：S0570519060003 研究員 021-38476703 1領益智造領益智造(002600 SZ,買入買入): 垂直整合橫垂直整合橫 向拓展，全球布局迎向拓展，全球布局迎 5G2020.07 2 歌爾股份歌爾股份(002241 SZ,買入買入): 1H 業績增長業績增長 強勁，強勁，TWS 持續熱銷持續熱銷2020.06 3電子元器件電子元器件: 關注蘋果創新，聚焦關注蘋果創新

2、，聚焦行業行業 5 條主線條主線2020.06 資料來源：Wind 5G“火熱”背后的散熱行業機遇“火熱”背后的散熱行業機遇 5G 散熱行業深度報告 5G 手機、手機、5G 基站功耗大幅提升，拉動散熱需求高增長基站功耗大幅提升，拉動散熱需求高增長 5G 手機的處理器、屏幕、射頻前端、攝像頭、電池及充電等模塊實現全面 升級，功耗大幅增加，帶動散熱需求高增長；我們看好均熱板、石墨烯在 5G 手機中的應用，預計 22 年全球 5G 手機均熱板散熱市場規模為 43.32 億元，22 年全球 5G 手機石墨烯導熱膜散熱市場規模為 1.73 億元。5G 宏 基站的功耗約為 3kW4kW，較 4G 基站提升

3、約 23 倍，我們認為半固態 壓鑄件+吹脹板方案有望成為 5G 基站散熱的主流選擇。在 5G 手機、5G 基站功耗大幅增加的背景下，我們看好散熱行業擁有廣闊的市場空間。 5G 手機均熱板散熱、石墨烯散熱手機均熱板散熱、石墨烯散熱的市場規模的市場規模有望實現快速增長有望實現快速增長 10-15 年手機主要采用石墨散熱的方案， 我們認為 5G 時代石墨散熱膜仍會 以輔助散熱的形式存在，預計 20-22 年全球手機石墨散熱膜的市場規模為 49.03、55.74、60.71 億元，保持穩定增長的態勢。16-18 年手機主要采用 熱管散熱的方案，我們認為在 4G 手機中熱管散熱滲透率將會提升，但在 5G

4、 手機中滲透率可能下降，市場規模有望保持穩定。19 年至今手機主要 采用均熱板+石墨/石墨烯的散熱方案，我們預計 20-22 年全球 5G 手機均 熱板散熱的市場規模將快速增長至 12.89、28.03、43.32 億元；20-22 年 全球 5G 手機石墨烯導熱膜的市場規模為 0.64、1.23、1.73 億元。 5G 基站散熱需求大，半固態壓鑄件基站散熱需求大，半固態壓鑄件+吹脹板有望吹脹板有望成為成為 AAU 散熱主流選擇散熱主流選擇 對于 BBU 散熱，目前主流的散熱方案為：正面采用大面積鰭片散熱片；背 面采用大面積金屬散熱片，主要為熱管/均熱板；內部使用導熱凝膠、金屬 散熱片等導熱界

5、面材料。對于 AAU 散熱，采用熱管/均熱板等液冷散熱模 組、 采用半固態壓鑄件+吹脹板的新型散熱方案、采用新型散熱片結構設計 是更有效的散熱設計。 其中半固態壓鑄件+吹脹板的組合結合了半固態壓鑄 件重量輕、散熱性能好的優勢和吹脹板熱傳導效率高、散熱速度快的優勢， 有望成為 5G 基站 AAU 散熱的主流方案；此外，中興、華為采用的新型散 熱片結構設計能使基站的整體散熱能力提升 20%。 各廠商紛紛布局各廠商紛紛布局散熱模組行業散熱模組行業，旨在抓住，旨在抓住 5G 時代散熱行業發展時代散熱行業發展機遇機遇 在石墨散熱領域，根據碳元科技招股書，美國、日本廠商是行業的先行者， 碳元科技、中石科技

6、等是國內主要的石墨散熱膜生產商；其中碳元科技擁 有三星、華為、OPPO、VIVO 等品牌客戶，中石科技是蘋果的合成石墨散 熱材料供應商。在石墨烯散熱領域，根據中國化工信息2020 年 8 期， 富烯科技、墨?？萍紞渎额^角，分別為華為、小米提供石墨烯導熱膜。在 熱管/均熱板領域，根據材料世界網，目前臺系、日系廠商處于領先地位， 碩貝德、精研科技、領益智造、飛榮達等陸系廠商紛紛布局，積極追趕。 核心標的核心標的 推薦碩貝德、精研科技、領益智造，散熱產業鏈相關公司還包括飛榮達、 碳元科技、中石科技。 風險提示： 5G 終端滲透率低于市場預期； 疫情沖擊全球 5G 基站建設進程。 EPS (元元) P

7、/E (倍倍) 股票代碼股票代碼 股票名稱股票名稱 收盤價收盤價 (元元) 投資評級投資評級 目標價目標價 (元元) 2019 2020E 2021E 2022E 2019 2020E 2021E 2022E 300322 CH 碩貝德 17.36 買入 20.3021.01 0.23 0.25 0.41 0.60 75.48 69.44 42.34 28.93 300709 CH 精研科技 97.20 買入 98.64101.73 1.93 3.08 3.92 4.65 50.36 31.56 24.80 20.90 002600 CH 領益智造 11.03 買入 13.77-14.92 0

8、.27 0.38 0.51 0.58 40.85 29.03 21.63 19.02 資料來源：華泰證券研究所 (8) 17 42 66 91 19/0719/0919/1120/0120/0320/05 (%) 電子元器件滬深300 重點推薦重點推薦 一年內行業一年內行業走勢圖走勢圖 相關研究相關研究 行業行業評級：評級： 行業研究/深度研究 | 2020 年 07 月 05 日 2 正文目錄正文目錄 核心觀點概述 . 3 5G 建設驅動智能手機、基站散熱需求提升 . 4 5G 手機全方位提升，高功耗大幅拉動散熱需求增長 . 4 5G 手機處理器性能提升明顯，但發熱量也有所提升 . 4 屏幕

9、使用高分辨率及高刷新率的情形下，手機電池消耗速度加快 . 5 在 5G 網絡下，手機具有更高的功耗及發熱 . 6 5G 基站功耗約為 3kW4kW，功耗主要來自于 AAU . 6 5G 手機功耗增加，均熱板+石墨/石墨烯散熱有望成為主流 . 8 2015 年之前，智能手機散熱以石墨散熱為主 . 8 石墨散熱基于熱傳導原理，人工合成石墨散熱膜備受青睞 . 8 石墨散熱經蘋果挖掘、小米宣揚后迅速成為當時智能手機的主要散熱材料 . 9 石墨散熱膜仍會以輔助散熱的形式繼續應用于智能手機 . 10 2016-2018 年，智能手機散熱以熱管散熱為主 . 10 熱管散熱基于熱傳導原理，優點在于使用壽命長和

10、布置靈活 . 10 熱管散熱最早于 2013 年應用于智能手機，2016 年開始普及. 11 預計 4G 手機中熱管散熱將進一步向低端滲透，市場規模保持穩定 . 12 2019 年至今，智能手機散熱以均熱板散熱為主、石墨/石墨烯散熱為輔 . 13 均熱板散熱原理與熱管類似，實現了從“線”到“面”的升級 . 13 石墨烯憑借高熱傳導率的特性，成為具有競爭力的散熱材料 . 14 均熱板+石墨/石墨烯散熱方案有望成為 5G 時代主流 . 15 在 5G 時代，智能手機均熱板散熱和石墨烯散熱的市場規模將會快速提升 . 15 5G 基站散熱需求大，半固態壓鑄件+吹脹板散熱方案有望普及 . 17 BBU

11、散熱依靠自身散熱設計，主要使用散熱片、導熱凝膠等散熱材料 . 17 AAU 散熱需求激增，半固態壓鑄件+吹脹板新型散熱方案有望成為主流 . 18 采用基站熱管/基站均熱板等液冷散熱模組 . 18 采用半固態壓鑄件+吹脹板新型散熱方案 . 18 采用新型散熱片結構設計以提升基站散熱能力 . 19 各廠商紛紛布局，旨在抓住 5G 時代散熱行業發展新機遇 . 20 美日廠商領跑石墨散熱行業，碳元科技、中石科技為國內主要供應商 . 20 石墨烯領域中國擁有專利及資源優勢，富烯科技、墨?？萍紞渎额^角 . 21 在熱管/均熱板散熱行業，目前臺系廠商領跑，陸系廠商積極布局 . 23 投資建議 . 25 碩貝

12、德（300322 CH，買入，目標價：20.30-21.01 元） . 25 精研科技（300709 CH，買入，目標價：98.64-101.73 元） . 25 領益智造（002600 CH，買入，目標價：13.7714.92 元） . 25 風險提示 . 27 pOsNoQuMnNqPqQoRrPtNtQbR9RbRmOqQsQmMeRpPsNjMpPoQ8OqQyRvPnPyQMYsQrN 行業研究/深度研究 | 2020 年 07 月 05 日 3 核心觀點概述核心觀點概述 5G 手機散熱市場有望實現高增長，均熱板、石墨烯等新型散熱材料及方案將迎來嶄新的手機散熱市場有望實現高增長，均熱

13、板、石墨烯等新型散熱材料及方案將迎來嶄新的 發展機遇。發展機遇。我們認為市場低估了 5G 手機的散熱需求，5G 手機 1)處理器性能大幅提升， 且部分處理器采用外掛 5G 基帶的設計， 功耗大幅提升； 2)屏幕采用高分辨率、 高刷新率， 耗電增加；3)內置更多天線，并且在 5G 信號較弱的情況下會頻繁搜索信號，具有更高的 功耗及發熱量。因此與市場的認知不同，5G 手機對于散熱的要求并非只是普通的升級， 而是需要通過新型散熱材料、立體散熱設計實現全面提升。我們認為，單一的散熱材料難 以滿足 5G手機的散熱需求， 均熱板+石墨/石墨烯的散熱組合將成為 5G 手機的主流選擇， 其中 5G 手機均熱板

14、、石墨烯散熱的市場規模有望實現快速增長。 在基站領域，傳統的散熱方案難以滿足在基站領域，傳統的散熱方案難以滿足 5G 基站的散熱要求，集散熱性能提升和產品重量基站的散熱要求，集散熱性能提升和產品重量 減輕于一身的減輕于一身的半固態壓鑄件半固態壓鑄件+吹脹板吹脹板散熱方案有望超出市場預期。散熱方案有望超出市場預期。5G 基站的功耗約為 3kW4kW，較 4G 基站提升約 23 倍；而且 5G 基站天線等單元的體積、重量也有較大 幅度增加，因此亟需實現基站散熱模組散熱性能提升+產品重量減輕。根據伊之密官網， 半固態壓鑄件的導熱率比一般壓鑄件高 50%，能夠滿足基站產品快速散熱的要求；同時， 其重量

15、輕的特點能夠幫助基站產品減重 30%。此外，吹脹板具有導熱速度快、可靠性高、 性價比高等優勢，也能起到提升散熱性能和減輕設備重量的效果。因此我們認為，半固態 壓鑄件+吹脹板有望成為 5G 基站散熱的主流方案。 市場對市場對 5G 終端散熱方案有較多定性的討論，我們進一步定量地測算了各散熱方案的市場終端散熱方案有較多定性的討論，我們進一步定量地測算了各散熱方案的市場 規模規模發展發展。我們認為均熱板+石墨/石墨烯的立體散熱設計是 5G 手機的首選，其中均熱板 是 5G 手機散熱的主力，相比于熱管實現了從“線”到“面”的升級，可以將熱量向四面 八方傳遞，有效增強散熱效率。我們認為在 5G 手機滲透

16、率快速提升+均熱板散熱滲透率 快速提升的雙重驅動下， 全球5G手機均熱板散熱的市場規模有望從2019年的1.75億元， 高速增長至 20-22 年的 12.89、28.03、43.32 億元。 石墨、石墨烯在石墨、石墨烯在 5G 手機散熱系統中起到輔助散熱的作用。手機散熱系統中起到輔助散熱的作用。石墨散熱膜 2010 年開始應用 于智能手機，目前已經進入平穩發展的階段；我們測算得 19 年全球智能手機石墨散熱膜 的市場規模為 57.60 億元，考慮到 20 年新冠疫情對智能手機出貨量的負面影響，我們預 測 20-22 年全球智能手機石墨散熱膜的市場規模分別為 49.03、55.74、60.71

17、 億元，預計 21-22 年將恢復穩定增長的態勢。石墨烯導熱膜 2019 年開始應用于智能手機，仍處于快 速發展的階段，我們測算得 19 年全球 5G 手機石墨烯導熱膜的市場規模為 0.08 億元，在 5G 手機快速滲透的背景下， 預測 20-22 年市場規模將快速增長至 0.64、 1.23、 1.73 億元。 對于散熱行業的競爭格局， 在石墨散熱領域， 根據碳元科技招股書， 日本的松下、 Kaneka、 美國的 Graftech 是行業的先行者，碳元科技、中石科技為國內主要的石墨散熱膜生產商。 碳元科技擁有三星、華為、OPPO、VIVO 等客戶；中石科技 2014 年切入蘋果供應鏈成為 蘋

18、果的合成石墨散熱材料供應商；在鞏固石墨散熱領先地位的同時，碳元、中石也在加緊在鞏固石墨散熱領先地位的同時，碳元、中石也在加緊 熱管熱管/均熱板均熱板的布局，為客戶提供全方位的散熱解決方案的布局，為客戶提供全方位的散熱解決方案。在石墨烯散熱領域，根據中 國化工信息2020 年 8 期，富烯科技、墨?？萍紞渎额^角，分別為華為、小米提供石墨 烯導熱膜。在熱管/均熱板領域，根據材料世界網，目前超眾、雙鴻、奇鋐、泰碩等臺系廠 商處于領先地位，碩貝德、精研科技碩貝德、精研科技、領益智造領益智造、飛榮達飛榮達等陸系廠商紛紛布局。等陸系廠商紛紛布局。 行業研究/深度研究 | 2020 年 07 月 05 日

19、4 5G 建設驅動智能建設驅動智能手機、基站散熱需求提升手機、基站散熱需求提升 在智能手機領域，5G 手機朝著高性能、高屏幕素質、高集成度、輕薄化等方向不斷升級， 發熱量相對于 4G 時代大幅增加，散熱需求也隨之大幅提升。在基站領域，根據中通服咨 詢設計研究院數據， 5G基站單站功耗是4G基站單站的23倍， 功耗增加主要來自于AAU， 因此在 5G 基站的推廣過程中亟需更節能的器件及更有效的散熱。 5G 手機手機全方位提升，高功耗大幅拉動散熱需求增長全方位提升，高功耗大幅拉動散熱需求增長 4G 時代手機發熱問題時代手機發熱問題就已就已備受關注。備受關注。在移動互聯時代，用戶對于手機的持續使用時

20、間提 高，且王者榮耀、和平精英等游戲對于手機處理器性能的要求更高，導致手機出現發燙的 問題，在一定程度上影響了用戶的使用體驗。以 iPhone X 為例，根據天鉑實驗室測試， 在正常待機情況下，iPhone X 溫度為 32 度左右，與室溫接近，但在運行半小時的吃雞游 戲后，手機溫度上升至 41.1 度，高溫區域主要集中在芯片位置，散熱系統難以滿足芯片 的散熱要求。隨著手機溫度的提升，手機芯片會通過降低顯示刷新頻率的方式進行自我保 護，導致手機性能大幅下降甚至出現卡頓現象。 圖表圖表1： 吃雞游戲導致手機芯片熱量溫度較高吃雞游戲導致手機芯片熱量溫度較高 圖表圖表2： iPhone X 升升溫期

21、間性能大幅下降溫期間性能大幅下降 資料來源：天鉑實驗室，華泰證券研究所 資料來源：中關村在線，華泰證券研究所 5G 手機在擁有更強性能、更快速度的同時，也帶來了功耗增加的弊端手機在擁有更強性能、更快速度的同時，也帶來了功耗增加的弊端，對散熱的要求進，對散熱的要求進 一步提高一步提高。智能手機的功耗主要來源于處理器、屏幕、射頻前端、攝像頭模組、電池及充 電等模塊，在 2020 年 5 月 26 日小米新品發布會中，Redmi 品牌產品總監王騰表示 5G 功耗比 4G 手機高 20%。5G 時代智能手機進行了全方位的升級，5G 旗艦手機的處理器性 能大幅提升、采用高屏幕分辨率及高屏幕刷新率、射頻前

22、端模組化及復雜程度提升、攝像 頭模組升級、 電池容量及充電功率增加， 在此背景下， 5G 手機對散熱的要求進一步提高。 5G 手機處理器性能提升明顯，但發熱量也有所提升手機處理器性能提升明顯，但發熱量也有所提升 CPU 是智能手機中功耗最大的組成部分，是智能手機中功耗最大的組成部分，在在 18 年年 6 月月的的 MWC 上海大會上，上海大會上，華為輪值董華為輪值董 事長徐直軍稱事長徐直軍稱 5G 芯片產生的功耗是芯片產生的功耗是 4G 芯片的芯片的 2.5 倍，而且存在發熱問題。倍，而且存在發熱問題。CPU 的功耗 主要由三部分組成，一是動態能耗，CPU 集成了數十億晶體管，晶體管每一次翻轉

23、都在 消耗著能量，動態能耗與 CPU 的頻率、電壓的平方正相關；二是短路功耗，在每一次操 作及晶體管翻轉的過程中，部分晶體管會需要更多的時間進而形成短路功耗，與 CPU 頻 率及電壓正相關；三是漏電功耗，取決于晶體管的狀態、材料、尺寸、溫度等參數。因此 在 5G 時代，隨著 CPU 性能的大幅提升，即使采用了更先進的工藝及架構，CPU 的功耗 及發熱量也會有所提升。 部分芯片采用外掛部分芯片采用外掛 5G 基帶的設計，基帶的設計，發熱及功耗發熱及功耗大于集成大于集成 5G 基帶的設計?；鶐У脑O計。外掛基帶設計 的優勢是能夠同時支持 Sub-6 和毫米波頻段，且能夠更大程度的發揮芯片的性能，但也

24、造 成了能耗高、發熱大、體積大的弊端。在芯片采用外掛 5G 基帶的設計造成功耗及發熱更 大的背景下，手機廠商傾向于選擇大容量的電池及更大面積的散熱來應對外掛 5G 基帶帶 來的功耗及發熱提升。 行業研究/深度研究 | 2020 年 07 月 05 日 5 圖表圖表3： 外掛外掛 5G 基帶的基帶的芯片芯片設計能夠設計能夠提升芯片提升芯片性能性能，但會帶來，但會帶來功耗及發熱提升功耗及發熱提升 集成基帶集成基帶 非集成基帶非集成基帶(AP 與基帶分離與基帶分離) 型號 麒麟 990 5G 天璣 1000 麒麟 990 驍龍 855+ 驍龍 865 Exynos9825 Exynos 990 制程

25、 7nm EUV 7nm 7nm 7nm 7nm EUV 7nm EUV 7nm EUV CPU 架構 2A76 大核 2A76 中核 4A55 小核 4A77 大核 4A55 小核 2A76 大核 2A76 中核 4A55 小核 1Kyyo485 3Kyro485 4Kyro485 1Kyyo585 3Kyro585 4Kyro585 2Exynos M4 2A75 中核 4A55 小核 2Exynos M5 2A76 中核 4A55 小核 GPU 型號 Mali-G76 MP16 Mali-G77 MC9 Mali-G76 MP16 Adreno 640 768ALUs Adreno 65

26、0 1024ALUs Mali-G76 MP12 Mali-G77 MP11 GPU 性能 652.8GFlops 預估約為 600GFlops 652.8GFlops 1037GFlops 預估約為 1300GFlops 607GFlops 預估約為 730GFlops 內存頻率 LPDDR4X 2133MHz LPDDR4X 1866MHz LPDDR4X 2133MHz LPDDR4X 2133MHz LPDDR5 2750MHz LPDDR4X 2093MHz LPDDR5 2750MHz 內存寬帶 34.1GB/s 14.9GB/s 34.1GB/s 34.1GB/s 44.0GB/

27、s 33.5GB/s 44.0GB/s 5G 基帶 集成式基帶 集成 M70 可選外掛 巴龍 5000 可選外掛 驍龍 X50 可選外掛 驍龍 X55 可選外掛 Exynos 5100 外掛 Exynos 5123 5G 制式 Sub 6G NSA/SA 雙模 Sub 6G NSA/SA 雙模 Sub 6G NSA/SA 雙模 支持毫米波 Sub 6G NSA 單模 支持毫米波 Sub 6G NSA/SA 雙模 支持毫米波 Sub 6G NSA/SA 雙模 支持毫米波 Sub 6G NSA/SA 雙模 支持毫米波 5G 性能 下載 2.3Gbps 上傳 1.25Gbps 下載 4.7Gbps

28、上傳 2.5Gbps 下載 6.5Gbps 上傳 2.5Gbps 下載 5Gbps 上傳未知 下載 7Gbps 上傳 3Gbps 下載 6Gbps 上傳未知 下載 7.35Gbps 上傳未知 資料來源：3ELIFE.NET，華泰證券研究所 屏幕使用高分辨率及高刷新率的情形下，手機電池消耗速度加快屏幕使用高分辨率及高刷新率的情形下，手機電池消耗速度加快 手機屏幕分辨率并不直接影響功耗，但在采用高分辨率屏幕的情形下，手機處理器需要耗 費更多的能耗來對圖像進行處理，因此分辨率也與手機功耗呈正相關的關系。Android Authority 使用 Google Pixel 3 及 Google Pixe

29、l 3XL 測試手機分辨率對能耗的影響，這兩 款手機采用的硬件幾乎相同，區別在于 Pixel 3 使用了 1080p 分辨率的屏幕及 2915mAh 的電池，Pixel 3XL 使用了 1440p 分辨率的屏幕及 3430mAh 的電池。測試結果表明，平 均來看采用 1440p分辨率的 Pixel 3XL每 Ah電量使用時長要比采用 1080p分辨率的 Pixel 3 每 Ah 電量使用時長短 10.48%。 圖表圖表4： 分辨率的提升加快了電池消耗速度分辨率的提升加快了電池消耗速度 資料來源：Android Authority，華泰證券研究所 2020 年高刷新率成為各品牌旗艦手機的標配，

30、也成為旗艦手機的重要賣點之一。 在一加、 OPPO、小米、三星等廠商的推動下，高刷新率也成為了用戶的需求熱點，為用戶帶來了 更細膩流暢的使用體驗。然而屏幕的刷新率也與手機的功耗呈現正相關的關系，根據 phone Arena 的測評，經過同樣的瀏覽及翻頁測試，60Hz 刷新率模式下的 Galaxy S20 Ultra 續航時間為 12 小時 23 分鐘，而在 120Hz 刷新率模式下續航時間僅為 9 個多小時， 續航時間下降幅度為 20%-25%。 0 50 100 150 200 250 混合測試WiFi測試視頻測試平均 Pixel 3 1080p（每Ah電池使用分鐘數）Pixel 3XL 1

31、440p（每Ah電池使用分鐘數） 行業研究/深度研究 | 2020 年 07 月 05 日 6 圖表圖表5： 高刷新率成為各品牌旗艦手機的標配高刷新率成為各品牌旗艦手機的標配 品牌品牌 發布時間發布時間 型號型號 分辨率分辨率 刷新率刷新率 三星 2020 年 2 月 12 日 Galaxy S20 3200 x 1440 120Hz 2020 年 2 月 12 日 Galaxy S20+ 3200 x 1440 120Hz 2020 年 2 月 12 日 Galaxy S20 Ultra 3200 x 1440 120Hz 小米 2020 年 2 月 13 日 小米 10 2340 x 10

32、80 90Hz 2020 年 2 月 13 日 小米 10 Pro 2340 x 1080 90Hz OPPO 2020 年 3 月 6 日 Find X2 3168 x 1440 120Hz 2020 年 3 月 6 日 Find X2 Pro 3168 x 1440 120Hz 華為 2020 年 3 月 26 日 P40 Pro 2640 x 1200 90Hz 2020 年 3 月 26 日 P40 Pro+ 2640 x 1200 90Hz realme 2020 年 1 月 7 日 realme X50 5G 2400 x 1080 120Hz 2020 年 3 月 12 日 re

33、alme X50 Pro 5G 2400 x 1080 90Hz 黑鯊 2020 年 3 月 3 日 黑鯊游戲手機 3 Pro 3120 x 1440 90Hz 努比亞 2020 年 3 月 12 日 紅魔 5G 2340 x 1080 144Hz 資料來源：各品牌官網，華泰證券研究所 圖表圖表6： 使用高刷新率使用高刷新率加快了電池消耗速度加快了電池消耗速度 瀏覽瀏覽+翻頁測試下的續航（翻頁測試下的續航（60Hz） 瀏覽瀏覽+翻頁測試下的續航（翻頁測試下的續航（120Hz） 續航下降比例續航下降比例 Galaxy S20 Ultra 12 小時 23 分鐘 9 小時 15 分鐘至 10 小時

34、 20%至 25% Galaxy S20 Plus 12 小時 40 分鐘 8 小時 30 分鐘 33% Galaxy S20 12 小時 12 分鐘 7 小時 45 分鐘 36% 資料來源：phone Arena，華泰證券研究所 在在 5G 網絡下，手機具有更高的功耗及發熱網絡下，手機具有更高的功耗及發熱 5G 手機在網絡連接領域有更高的功耗及發熱，主要原因可概括為三點。一是 5G 網絡具 有更高的網速及頻率，手機會在同等時間內進行更多次數的數據傳輸、交互。二是 5G 終 端設備采用 MIMO 天線技術，手機需要內置更多天線，根據 Qorvo 數據，在 Sub-6Ghz 頻段需要 8-10

35、根天線，在毫米波頻段需要 10-12 根天線，每根天線都有自己的功率放大 器，導致功耗及發熱的增加。三是在 5G 網絡覆蓋率較低、信號較弱的情況下，手機頻繁 搜索信號的行為也會造成較大的功耗及發熱。 圖表圖表7： 小米小米 10 Pro 在在 4G 網絡和在網絡和在 5G 網絡下的耗電對比網絡下的耗電對比 圖表圖表8： 華為華為 Mate 30 Pro 在在 4G 網絡和在網絡和在 5G 網絡下的耗電對比網絡下的耗電對比 資料來源：WHYLAB，華泰證券研究所 資料來源：WHYLAB，華泰證券研究所 5G 基站功耗基站功耗約為約為 3kW4kW，功耗主要來自于，功耗主要來自于 AAU 5G 基

36、站架構改變，從基站架構改變，從 4G 的的 BBU、RRU 兩級結構演進到兩級結構演進到 CU、DU 和和 AAU 三級結構。三級結構。 在 5G 基站中：有源天線、原 RRU 及 BBU 的部分物理層處理功能合并為 AAU；CU 是原 BBU 的非實時部分分割出來的部分， 主要處理低實時的無線協議棧功能， 同時也支持部分 核心網功能下沉和邊緣應用業務的部署；DU 是主要處理包括物理層功能和高實時的無線 協議棧功能，滿足 uRLLC 業務需求，與 CU 一起形成完整協議。我們認為，在 5G 部署 初期，5G 設備形態優先選擇 CU/DU 合設方式，未來隨著 5G 垂直行業等新業務需求，可 CU

37、-DU 分離方式。 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 起 始 電 量 網 絡 視 頻 本 地 視 頻 電 子 書 微 博 拍 照 游 戲 微 信 網 頁 通 話 本 地 音 樂 4G5G 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 起 始 電 量 網 絡 視 頻 本 地 視 頻 電 子 書 微 博 拍 照 游 戲 微 信 網 頁 通 話 本 地 音 樂 4G5G 行業研究/深度研究 | 2020 年 07 月 05 日 7 圖表圖表9： 5G 基站架構（基站架構（CU/DU 分離架構分離架構） 圖

38、表圖表10： 5G 基站架構（基站架構（CU/DU 一體化架構一體化架構） 資料來源：中國聯通網絡技術研究院，華泰證券研究所 資料來源：中國聯通網絡技術研究院，華泰證券研究所 在 CU/DU 合設為 BBU 的 5G 基站架構中，BBU 主要負責基帶數字信號處理，比如 FFT / IFFT、調制/解調、信道編碼/解碼等；AAU 主要由 DAC（數模轉換） 、RF（射頻單元） 、 PA（功放）和天線等部分組成，主要負責將基帶數字信號轉為模擬信號，再調制成高頻射 頻信號，然后通過 PA 放大至足夠功率后，由天線發射出去。根據中通服咨詢設計研究院 數據，在移動通信網絡中，基站是耗電大戶，大約 80%

39、的能耗來自廣泛分布的基站設備機 房；在基站設備機房中，基站設備的能耗占機房設備耗電比例超過 50%；在基站設備中， AAU 耗電超過了基站設備耗電比例的 80%；在 AAU 功耗中，主要包括芯片功耗（占比 50%） 、PA 功耗（占比 30%）及 RF 功耗（占比 20%） 。 圖表圖表11： 64T AAU 功耗占比功耗占比 圖表圖表12： 5G 網絡功耗分布情況網絡功耗分布情況 資料來源：中通服咨詢設計研究院，華泰證券研究所 資料來源：中通服咨詢設計研究院，華泰證券研究所 對于基站 BBU 和 AAU 設備的功耗，目前不同廠商設備的差異性較大。根據中通服咨詢設 計研究院數據，以現有 64T

40、64R S111 宏基站設備為例，單基站的功耗約為 3kW4kW， 5G 基站設備較 4G 基站設備功耗提升約 23 倍；一個 5G 標準站（1 個 BBU+3 個 AAU） 的電費在直供電場景下，單站年電費將達到 2 萬元，在轉供電場景下，單站年電費將達到 3 萬元，是 4G 同類站點的 3 倍左右。因此高功耗已經成為 5G 規模商用和產業成熟的阻 力之一，我們認為散熱/冷卻技術、智能化能耗調節等方案應及時引入 5G 基站的設計中。 圖表圖表13： 5G 基站設備功耗基站設備功耗 BBU（S111） AAU（64T64R） 基站（基站（1BBU+3AAU） 廠商 1 200W（典型） 810

41、W（典型） 2630W（典型） 廠商 2 230W（典型） 1120W（最大） 3590W（最大） 廠商 3 160W（典型） 1050W（最大）/ 800W（典型） 3310W（最大）/ 2560W（典型） 廠商 4 470W（典型） 1050W（最大）/ 800W（典型） 3620W（最大）/ 3050W（典型） 資料來源：中通服咨詢設計研究院，華泰證券研究所 芯片功耗 50% PA功耗 30% RF功耗 20% 行業研究/深度研究 | 2020 年 07 月 05 日 8 5G 手機功耗增加，手機功耗增加，均熱板均熱板+石墨石墨/石墨烯石墨烯散熱有望成為主流散熱有望成為主流 在功能機時代

42、，手機負載相對較低，不存在處理器發熱降頻的問題。隨著手機行業步入智 能機時代，在手機性能快速提升、功能越來越強大、追求輕薄化及高續航的背景下，智能 手機整機功耗急劇增加，發熱問題逐步顯露，對于散熱的需求也隨之快速增加。 智能手機的散熱設計可以劃分為三個階段：第一階段（2010-2015 年）智能手機主要采用 以石墨散熱膜為主的基于熱傳導原理的散熱方案；第二階段（2016-2018 年）智能手機主 要采用以熱管（液冷）散熱為主的散熱方案；第三階段（2019 年至今）智能手機主要采 用以 VC 均熱板散熱為主、石墨及石墨烯等散熱技術為輔的散熱組合方案。在 2020 年， 我們認為高端機型將會使用

43、VC 均熱板+石墨/石墨烯的散熱方案， 中端機型將會使用熱管+ 石墨的散熱方案，低端機型將會使用石墨散熱的方案。 圖表圖表14： 智能手機散熱發展歷史智能手機散熱發展歷史 資料來源：華泰證券研究所 2015 年之前，智能手機散熱以石墨散熱為主年之前，智能手機散熱以石墨散熱為主 石墨散熱基于熱傳導原理，人工合成石墨散熱膜備受青睞石墨散熱基于熱傳導原理，人工合成石墨散熱膜備受青睞 石墨散熱膜石墨散熱膜是一種納米先進復合材料， 適應任何表面均勻導熱， 具有是一種納米先進復合材料， 適應任何表面均勻導熱， 具有 EMI 電磁屏蔽效果。電磁屏蔽效果。 利用石墨的導熱性，石墨散熱膜具有獨特的晶粒取向，沿兩

44、個方向均勻導熱，同時片層狀 結構可很好地適應任何表面，屏蔽熱源與組件的同時改進消費類電子產品的性能。利用石 墨的可塑性，石墨散熱膜可貼附在手機內部的電路板上面，既可以阻隔原件之間的接觸， 也可以起到一定的抗震作用。 圖表圖表15： 石墨散熱片石墨散熱片原理圖原理圖 資料來源：電子材料圈，華泰證券研究所 石墨散熱膜石墨散熱膜分為天然石墨片和人工石墨片兩種。分為天然石墨片和人工石墨片兩種。天然石墨散熱膜具有高導熱性、易加工、 柔韌、無氣體液體滲透性等特性，一般熱傳導率在 7001200W/(mk)，優點是不易老化 和不易脆化，適用于大多數化學介質；缺點是不能做到太薄，一般成品最薄做到 0.1MM 厚度。人工石墨散熱膜的優點是能做很薄，熱傳導率在 10001500W/(mk)，散熱效果 相對較好，體現為散熱速度較快；缺點是