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從市場應用端看FPC增長強勁

未來智庫 2020-03-06 1219次瀏覽 0條評論
2018 年全球 FPC 產值規模達約 128 億美元,預計到 2022 年達到約 149 億美元,年復增長率 3.87%。

根據 Prismark 數據,2018 年全球 FPC 產值規模達約 128 億美元,預計到 2022 年達到約 149 億美元,年復增長率 3.87%。下游應用結構,消費電子產品是 FPC 主要應用領域, 其中智能手機和平板電腦分別占比 40%和 16%,占據了 FPC 下游應用市場的絕大部分比重,近年來汽車電子迅速發展,對 FPC 需求占比逐步提升,達 14%。

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作為智能電子產業發展中的最大受益者之一,FPC 成為成長速度最快的 PCB 類型,占 PCB 市場比重不斷上升。 未來隨著汽車智能化和電動化、可穿戴及其他 5G 終端設備出于對輕量化的需求, 設備內部的電路板中 FPC 的采用比率將大幅提升。

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射頻 LCP/MPI 天線創新

帶來 FPC 市場新增量

LCP 天線創新帶來 FPC 市場新增量,頻段增多推動智能設備多天線需求。隨著無線通信技術的發展,手機由最初僅配備基本接收、發送功能的主天線,發展到目前配備主天線、WiFi 天線、藍牙天線、GPS 天線等多個天線,單臺手機配備的天線數量逐漸增加。以 iPhone X 為例,除了支持基本的 GSM 以外,還支持 UTMS、CDMA、 TD-LTE、 FDD-LTE 等多種 3G、4G 通信制式以及 WiFi、GPS 等功能,以上無線功能均需要相對應的天線支持,因此應用頻率的增加帶動了對應天線數量的增加。

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5G 通訊采用 MIMO (Multiple Input Multiple Output)多天線技術方案,MIMO 技術使得通訊的速率和容量實現成倍增長,是 LTE 及未來 5G 的關鍵技術之一。4 x 4 MIMO 表示的是基站和手機之間的一種工作模式,要實現 4 x 4 MIMO,手機必須支持四天線,基站必須具備 4T4R 的能力,即基站天線能夠提供 4 發和 4 收的能力,這樣能夠更充分地利用空間維度,大幅度地提升頻譜效率和功率效率。為提升通訊速率,預計到 2020 年,MIMO 64x8 將成為標準配置,即基站端采用 64 根天線,移動終端采用 8 根天線的配置模式。目前市場上多數手機僅僅支持 MIMO 2x2 技術,如若采用 MIMO 64x8 技術,基站天線的配置數量需要增長 31 倍,手機天線數量需要增長 3 倍,高頻 FPC 的用量將隨著手機天線數量的增加水漲船高。

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5G 通訊天線材質由 PI 升級為 LCP/MPI,FPC 價值量提升。5G 時代數據傳輸速度將面臨翻天覆地的改變,目前來說比較可行的實現傳輸速率提升的方案是增加頻譜帶寬,這也就帶來了毫米波技術升級的需求。毫米波波段的傳輸損耗將遠高于目前的 4G 頻段,目前的天線軟板 PI 基材將無法滿足要求,而以 LCP 和 MPI 為基礎的高頻 FPC 具備更低的介電常數和低介電損耗,其數據傳輸速度與傳輸質量更能夠適應 5G 時代要求,同時相對于傳統 FPC 產品,新型軟板技術壁壘更高,利潤率也更高。數量方面,由于毫米波的工作頻率較高,5G 的通信基站和移動終端設備對高頻天線有著大量的需求。2019 年 iPhone 11 試水 MPI 軟板作為部分天線基材,其他天線模組仍然使用 LCP 材質。

智能終端光學創新:

多攝化+前置 3D+后置 TOF 鏡頭,拉動 FPC 需求提升

3D Sensing 包括雙目立體成像、3D 結構光和時間飛行法(TOF)三種技術,目前 3D 結構光和 TOF 方案已經成熟。

1)3D 結構光

3D 結構光是基于激光散斑原理,結構光原理為通過近紅外激光器向物體投射具有一定結構特征的光線,再由專門的紅外攝像頭進行采集獲取物體的三維結構,再通過運算對信息進行深入處理成像。3D 結構光具有成像精度較高、反應速度快與成本適中的特點,但其識別距離有限(有效范圍 1 米以內),主要用于近距離 3D 人臉識別,實現手機面部解鎖、智能支付等功能。

2)時間飛行法

時間飛行法(TOF)利用反射時間差原理,通過向目標發射連續的特定波長的紅外光線脈沖,再由特定傳感器接收待測物體傳回的光信號,計算光線往返的飛行時間或相位差,從而獲取目標物體的深度信息。TOF 方案抗干擾性強、刷新率較快、能夠覆蓋中遠距離、可廣泛應用在手勢追蹤、手機后置輔助相機等。

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3D Sensing 技術應用逐步成熟,前置 3D+后置 TOF 有望落地實現。2018 年蘋果發布 iPhone X,率先使用 3D Sensing 生物識別,通過 3D 結構光以實現人臉識別,代替指紋解鎖成為手機新解鎖方案。2019 年 TOF 技術在安卓系手機實現應用,配備后置 TOF 鏡頭的高配版三星 S20Ultra,可實現 10 倍光學變焦和 100 倍數碼變焦,反觀 iPhone 11 Pro 僅能實現 3 倍光學變焦。根據產業調研信息,蘋果會在 2020 年 H2 發布的新機型中增加后置 TOF 鏡頭,形成前置 3D 結構光攝像頭搭配后置 TOF 鏡頭的新方案。

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多攝化設計突破攝像頭拍照性能瓶頸,為節省終端內部空間 FPC 滲透率提升。2015 年以前終端廠商通過提高手機攝像頭性能來滿足消費者拍照清晰度的需求。而當 2015 年以后,單一后置攝像頭性能被開發至極致,受限于手機空間、 鏡頭、傳感器芯片、模組等技術難有突破空間。智能終端廠商另辟蹊徑,通過后置雙攝像頭設計,突破單攝性能瓶頸。雙攝手機通過兩個攝像頭互相配合,實現拍照的虛化、光學廣角、大范圍變焦等功能,自此手機攝像頭走向多攝化道路。2016 年 iPhone 7 開啟 iPhone 雙攝時代,2019 年 iPhone 11 Pro 試水三攝設計。智能終端向多攝化方向發展, 結合 3D Sensing 技術的應用,攝像模組數量增加、功能復雜,手機內部空間被壓縮,為智能終端節省空間,FPC 成 為 PCB 硬板的優質替代品。

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柔性屏與 COF 封裝拉動 FPC 整體需求

柔性 OLED 屏的應用也將作為一項純增量推動 FPC 產業的發展,OLED 是繼 LCD 之后的新一代平板顯示技術,其最大的特點是自發光、可彎曲。與 LCD 屏相比,柔性 OLED 結構更為簡單,不需要背光源,直接貼合在柔性襯底(如塑料、金屬或柔性玻璃)上。

目前來看,最適合的柔性襯底材料是聚酰亞胺(PI),它也是 FPC 板最常用的柔性基板材 料。2017 年蘋果推出 iPhone X 預示著 OLED 屏將進一步快速向智能手機滲透,據 iPhone X 的 BOM 物料清單顯示, 其采用的 OLED 顯示屏成本高達 80 美元,以 iPhone X 2018 年預測銷量 6000 萬臺計算,單單 iPhone X 一款手機的 OLED 屏市場容量便高達 48 億美元。而根據 UBI research 預測,到 2020 年,柔性顯示屏出貨量將由 2016 年的 85.8 億片提升至 710.7 億片,市場份額由 42.1%大幅提升至 64.7%。

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除此之外,全面屏高端機型追求手機邊框超窄效果,將會采用 COF 封裝(OLED 采用類似的 COP 封裝),與普通的 COG 封裝相比,COF 需要超細 FPC,目前能量產 10 微米 COF 并且形成規模化生產的有 5 家廠商,分別為韓國的 Stemco 和 LGI、中國臺灣地區的欣邦和易華以及日本的新藤電子。Stemco、LGI 和新藤電子能做雙面板。單雙層 COF 價格在 2~4 美金左右,遠超 COG 所用 FPC 單價。伴隨全面屏成為智能手機行業升級的確定性趨勢之一,采 用 COF 方案的全面屏手機將帶動 FPC 需求量進一步提升。

大陸廠商也在 COF 封裝方面積極推進,目前大陸地區丹邦科技可生產 COF 柔性封裝基板及 COF 產品,但以單面 COF 為主,而未來 AMOLED 面板大概率會以雙面 COF 為主流;合力泰收購藍沛 52.27%的股權,獲得國際領先 FPC 材料技術,公司的新加成法工藝可在陶瓷、玻璃、PVC、PI 等各種材料表面形成所需的線路,突破了傳統 FPC 基材的限制,且半加成法最低可實現 2um 線寬,技術達全球領先水平,且相關技術已廣泛應用于大型觸控面板產品;弘信電子是國內 FPC 龍頭,2016 年底已有兩條片對片、一條卷對卷生產線,公司是國內唯一采用卷對卷工藝的 FPC 廠商,在 COF 研發方面具備設備優勢。

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可穿戴等新興產品創新升級

汽車電子/可穿戴設備打開遠期成長空間

1、TWS/Watch/AR/VR 等市場火爆,可穿戴設備催生輕薄型 FPC 需求

可穿戴設備包括真無線藍牙耳機(TWS 耳機)、智能手表/手環、AV/VR 眼鏡等可穿著攜帶的電子產品,用途包括娛樂、運動、健康、醫療、工作等多種功能。蘋果 AirPods 持續火爆,點燃 TWS 耳機以及可穿戴設備市場,谷歌、微軟、蘋果、三星、索尼等國際大型電子設備生產商紛紛加大投入和研發,國內企業中百度、騰訊、奇虎 360、小米等行業龍頭也紛紛布局可穿戴設備領域。

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可穿戴設備市場爆發, FPC 材料有望成為最大受益者之一。根據 Counterpoint 數據,2019 年 AirPods 全球出貨量超 6000 萬部,帶動全球 TWS 耳機市場同比增長 160%(2019 年 TWS 耳機全球出貨量 1.2 億部);IDC 預測在 TWS 耳機的帶動下,全球可穿戴設備出貨量突破 3 億部,同比增長超 70%;Gartner 預計 2020 年全球可穿戴設備市場規模 520 億美 元,較 2019 年增長 27%。FPC 具備輕薄、可彎曲的特點,與可穿戴設備的契合度最高,是可穿戴設備的首選連接器件, FPC 行業料將成為可穿戴設備市場蓬勃發展最大的受益者之一。

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2、特斯拉加速零部件國產化率提升,汽車電子化孕育 FPC 成長新動能

特斯拉 Model 3 持續火爆疊加零部件國產化率提升,國內零部件廠商有望瓜分特斯拉產業鏈紅利。2019 年特斯拉在全球汽車市場表現非凡,根據 JATO Data Center 數據,2019 年 H1 特斯拉 Model 3 出貨量超 13 萬輛,占據全球 18% 新能源汽車市場份額,穩居全球第一。

為進一步加強 Model 3 的產品競爭力,2020 年 1 月,特斯拉宣布將國產 Model 3 的基礎售價從 35.58 萬元調降至 29.91 萬元,此舉大幅提升市場對 2020 年特斯拉 Model 3 出貨量的預期。此外,特斯拉上海工廠正式投產,2019 年底開始小批量生產 Model 3,2020 年 1 月開始批量交付,國產化率實現大幅提升。特斯拉銷量的持續增長,和國產化率的提升,勢必將帶動國內零部件供應商業績增長。

新能源汽車電子設備占比提升,未來兩年汽車電子領域 FPC 產值有望超 8 億美金。傳統汽車中電子設備僅占成本25%左右,隨著傳感器技術應用的增加和互聯網對汽車的逐步滲透,汽車的電子化趨勢越來越明顯,尤其是以特斯拉為代表的電動汽車。以最新的特斯拉 MODEL 3 為例,其用超大液晶儀表取代了傳統的指針儀表盤以及按鍵旋鈕,達到了駕駛艙的高度電子化。同時特斯拉通過在車身周圍安裝毫米波雷達和超聲波探測裝置的方式探測車身周圍的障礙物,從而達到汽車 L2 級別自動駕駛的目的。未來隨著汽車自動化、聯網化、電動化趨勢的加深,汽車電子占整車成本的比例有望超過 50%。據 Prismark 預測,到 2021 年汽車電子領域的 FPC 產值將達 8.5 億美元。

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