“烫手”的5G手机，让这个小行业迎来大机会
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文/国君中小市值团队
来源：国泰君安证券研究(ID:gtjaresearch)
有没有感觉，现在的手机动辄就会变得烫手?
不是价格太贵的那个“烫手”，而是真实的，字面意义上的烫手。
譬如在微博上搜索“iPhone11过热”，就会有铺天盖地的抱怨帖，而作为国货骄傲的华为Mate系列，相关的抱怨也并不少见。
▼看到这个画面就意味着
你真的需要让手机冷静一下
事实上，随着手机性能的不断提升，手机的散热系统只能是在勉力跟随升级换代的步伐。
而到了5G时代，手机的散热需求再度急剧提升，到那时候如果再沿用现有的手机散热系统，用手机煎鸡蛋将指日可待。
不过也不必过分担心，一些人的烦恼，必然会成为另一些人的商机。
国泰君安中小市值团队在最新发布《5G浪潮，红利内迁，散热当热》报告中，详尽地介绍了手机最新散热技术的原理基础，由此解释了为什么说5G时代开启之际，最先“火”起来的，其实会是这个看起来不起眼的散热产业。
01
烫手的手机
续航和散热，一直是智能设备备受诟病的两大槽点。而这一问题，正在随着5G手机的登场，变得更加迫在眉睫。
▼手机散热重要性
数据来源：松下数据来源：松下
举个例子。
一部4G手机芯片功率约在3W上下，但到5G功率最高会来到11.4W。同时，5G手机电源功率会比4G手机多出7-8瓦，5G芯片的计算能力则比现有4G芯片高5倍以上，而无线充电对信号传输的要求更高。
这一切，都对手机的散热能力提出了严峻的考验。
更不用说随着AI技术和AR应用增加，手机运算速度及数据处理能力持续提升，更会让手机发热量提升一个等级。
因此，整机功耗的增加，再加上手机内部空间越来越拥挤，都会让散热成为手机设计的难点及关键。
▼多种因素影响使得5G手机
散热需求大幅增加
数据来源:IDC，国泰君安证券研究数据来源:IDC，国泰君安证券研究
在4G时代，石墨片由于其出色的导热性，被作为手机电路板散热的不二之选。苹果、OPPO、小米等厂商，都在其智能手机产品中，使用石墨作为散热方案。
▼石墨散热下游应用中手机占比67%
数据来源:中石科技，国泰君安证券研究数据来源:中石科技，国泰君安证券研究
然而随着高耗能5G手机的落地，更高级的散热方案也开始逐步登场。
就目前已经发布的5G散热方案来看，单一石墨散热，正在逐渐升级为“石墨+热管”或者“石墨+均热板(VC)”方案。
1、石墨+热管
部分5G手机采用的是“热管+石墨散热”方案解决热问题。
热管散热技术的原理，是用中空设计的铜管，管中装有少量的水或其他化学物质，当手机散热温度超过临界温度时，铜管中的液体气化，蒸汽顺着管壁的毛细结构将热量从主板带走，进行点对点导热。
▼液冷铜管散热结构及原理
数据来源:华为公司，搜狐科技数据来源:华为公司，搜狐科技
2、石墨+均热板(VC)
华为Mate20X5G和vivoAPEX2019则采用的是石墨烯膜+均热板的方式散热。
▼均热板散热结构及原理
数据来源:COFAN官网，国泰君安证券研究数据来源:COFAN官网，国泰君安证券研究
▼华为Mate20X5G采用石墨烯膜+均温板方式
数据来源:华为官网数据来源:华为官网
均热板(VC)原本主要用于高端数据中心服务器散热，管体厚重。不过，经过很长时间的轻薄化改良和优化之后，目前华为Mate20X上可以做到0.4mm的厚度，对生产工艺的要求非常苛刻。
这种手机上的VC采用半导体加工常用的蚀刻工艺，加工出小于0.1mm壁厚的板材，采用比头发丝还细的铜丝，编制成内部回液毛细结构，经过700℃左右高温烧结，焊接，抽真空，注液，密封等多道工艺，形成蒸汽流动，液体回流的高效两相传热均温板，实现0.4mm厚度VC量产应用。
这种VC应用范围广泛，特别适用于高度空间受到严格限制的环境中，如笔记本电脑，工作站和网路服务器等。
热管/VC散热能力强，技术门槛高，是未来解决手机高功耗的重要方式。
以华为MATE20X为例，其搭载麒麟980芯片，是全球首款台积电7nm制造工艺芯片，集成69亿个晶体管，相较于10nm芯片晶体管数量提升25%、密度提升55%，性能提升20%，能效比提升40%，性能与能效的双重提升，对散热需求大幅增加。
▼为解决高功耗带来热问题，Mate20X采用“石墨+VC”散热
数据来源:华为官网数据来源:华为官网
为解决散热问题，华为采用“石墨烯膜+VC液冷冷板”散热方案，使Mate20X的散热能力较上代Mate10提升约50%，发热集中点的温度较上代下降了3度以上。
02
散热领域
有哪些核心玩家?
国际市场上，散热领域已经形成了相对比较稳定的市场竞争格局。
主要的大玩家集中在美国、日本和中国台湾，参与者主要为Chomerics(美国派克固美丽)和Bergquist(美国贝格斯)、松下(日本)、Kaneka(日本钟化)、Laird(英国)等。
▼等导热石墨境外竞争格局稳定，欧美、日本、中国台湾主导
数据来源:各公司官网，wind，国泰君安证券研究数据来源:各公司官网，wind，国泰君安证券研究
以Chomerics和Bergquist为代表的美国和欧洲公司在国际及国内中高端市场上处在垄断，而亚洲地区主要是中国台湾与日本企业作为散热相关行业的龙头，包括：松下电器、Kaneka、双鸿科技、健策精密、力致科技等。
5G手机对散热热管、VC的需求大增，中国台湾企业中，双鸿、超众在2019年就享受到了行业的第一波红利，赚得盆满钵满。
以双鸿为例，2019H1公司营收46.65亿元(新台币)，同比增长30%;毛利率不断改善，达到20%，较去年同期增加9pct;归母净利润4.14亿元，同比增加844%。
台积电近期公开预测，2020年5G手机渗透率将达到15%，这意味着明年的5G手机销量将超过2.1亿支。
这意味着，生产5G手机所需的热管或VC每月需求在1,500万支以上，旺季高峰更大，行业未来几年处于高红利期。
为此，中国台湾企业纷纷宣布扩大产能，占领散热市场。
▼中国台湾企业纷纷扩大散热板月产能
数据来源:各手机公司官网，国泰君安证券研究数据来源:各手机公司官网，国泰君安证券研究
其中双鸿2019年初月产能目标扩至500万片，10月提前达标产能超过600万片，2020年上半年将再扩增到800万片;奇宏则预计2019年底月产能达到200万片;泰硕预计2019Q4产能扩充至200万片;超众目前月产能约100万片，未来则视客户需求扩产。
产能扩张的背后，除手机散热需求带动外，还有GPU、基站等多项应用场景的衍生。
1、GPU
双鸿林育申表示，GPU一颗功率约350瓦，运转起来温度很高，且AI需要很多颗GPU，预期将带动散热需求增长。
此外，服务器平台汰旧换新、数据中心IDC建设亦将推动散热需求成长。
▼数字时代到来，数据中心散热需求日益增加
数据来源:联合国贸易和发展会议，国泰君安证券研究数据来源:联合国贸易和发展会议，国泰君安证券研究
2、5G基站
据工信部数据显示，2018年全国4G基站净增43.9万个，总数达到372万，预计2020年5G进入大规模建设后，基站数据倍增。
基于目前的测试结果，5G基站的电能消耗或是4G基站的2倍到3倍，而5G基站小型集成化，势必会对基站散热提出更高的需求。
▼未来五年全国5G基站预计建设数目不断增加
数据来源:前瞻产业研究院，国泰君安证券研究数据来源:前瞻产业研究院，国泰君安证券研究
据Yole估算，2018年全球手机散热市场为14.2亿美元。受益于5G手机销量持续增加，手机散热市场有望保持高增长，预计2022年市场规模达到35.8亿美元，预计2019-2022年年平均复合增长率达21.55%。
▼散热手机散热市场保持高增长
2019-2022CAGR达21.55%
数据来源:Yole，国泰君安证券研究数据来源:Yole，国泰君安证券研究
03
散热行业的
国内红利传导路径
除了台企开始享受到散热行业的红利之外，随着5G手机渗透率不断提升，2020年的行业红利将开始转移至国内。
2019年6月底，华为官方宣布华为Mate20X获得中国首张5G终端电信设备进网许可证，这标志着国产5G手机上市步伐加快。
▼华为、小米、oppo、三星等手机厂商2019年不断发布5G新机
数据来源：各手机公司官网，集微网，国泰君安证券研究数据来源：各手机公司官网，集微网，国泰君安证券研究
目前国内在售5G手机包括华为Mate30、Mate20X，VivoiQOOPro和NEX3，小米9Pro，中兴AXON10Pro(5G)等，小米更喊出2020年将覆盖高中低阶市场，推出10款以上5G手机款式。
国内散热领域的优秀玩家也有三家，分别是中石、飞荣达和碳元。
▼国内中石、飞荣达、碳元为核心玩家
数据来源:各公司官网，国泰君安证券研究数据来源:各公司官网，国泰君安证券研究
从客户结构看，中石科技走在行业前列，其客户包括苹果、华为等国内外一线品牌厂商，飞荣达和碳元则主要集中在三星、华为、小米、vivo等非苹果客户。
未来在热管、VC领域，三家龙头企业均不断加大布局，抢占市场先机。
随着行业红利到来，，预计2020年开始中石科技有望最先受益，一方面在苹果份额、ASP也不断提升，量价齐升。同时，公司2019年新进入华为、vivo，2020年进入三星，也将成为公司业绩增量。
另外基站领域，公司一直为诺基亚、爱立信核心供应商，在华为订单也不断增加，随着5G基站建设加速，该领域也将增厚业绩。
其次为碳元科技和飞荣达。目前碳元科技正着力布局热管和VC技术以应对5G发展趋势，将超薄热管与高导热石墨膜形成互补，以期为终端大客户提供综合性的散热解决方案。
不早不晚，布局国内散热产业链就在当下。
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