連接組件是終端電子產品、汽車等的重要組件,伴隨著下游產品的小型化、集成化和定制化需求,不同種類、不同廠家涉及生產的終端產品對所需連接器的形態、技術參數等往往有不同的要求,所以連接器產品通常屬于非標準產品,需要根據客戶的需求進行定制化生產。
連接器是連接或斷開獨立電子系統設備的基礎電子元器件,將一個回路上的兩個導體橋接起來,使電流或者訊號可以從一個導體流向另一個導體,其品質好壞關系到系統設備整體運作的可靠性。一個完整的連接器產品一般要經過設計、制造和檢測三個過程。
設計階段必須考慮電阻、插腳形式、插拔作用力、防水性能、電磁屏蔽性能等要求,制造階段一般經過沖壓、注塑、電鍍等環節,因此連接器制造技術包括塑膠成型、表面處理、組裝與檢驗、測試等多項技術。
在通信、消費電子、汽車、工控安防等下游應用領域快速發展的推動下,我國連接組件市場規模不斷擴大,與連接器生產相關的技術也逐漸成型、成熟。
連接組件行業技術表現出以下幾特點:首先,移動終端、計算機等電子設備的小型化和汽車的輕量化要求連接器體積更小、重量更輕,這使得連接組件廠商更加注重連接器材料的開發和精細化加工;其次,產品傳輸速率不斷躍升、新能源連接器高壓線纜電流增加,使得連接器廠商不僅需要在焊接等工藝環節精細化生產,還需要通過線纜編織等諸多工藝降低電磁干擾,在產品設計方面更需要借助電磁仿真軟件進行嚴謹評估和考量;最后,連接組件的使用環境要求其保持性能穩定可靠,尤其是在新能源汽車等領域,溫度、濕度和抗震性成為產品的必要特性,連接器企業需要具備良好的工藝水平和質量控制體系。
連接器下游行業集中度較高,通信、消費電子和汽車等產業終端產品小型化、集成化需求強烈,產品迭代速度快,連接器企業需要緊密的貼近下游企業,快速滿足下游需求。
計算機類連接組件
手機連接器種類
通用連接器種類
工藝流程圖
1、計算機類連接組件
(1)LVDS連接組件
(2)FFC連接組件
(3)轉接板組件
點/烘錫膏
自動點錫膏作業,精確管控錫膏量及點錫膏范圍,確保焊接品質
外被鐳射/YAG鐳射/內被鐳射
通過激光管對塑料材質進行切割,精準尺寸設定,可滿足±0.1mm的公差設定
H/B焊接
采用脈沖焊接機,對溫度的控制可精確到+/-3℃,預設溫度和實際溫度通過傳感器與軟件實現了閉環控制
點/烤UV膠
采用噴射式注膠閥,膠量的精確度可提升到0.01g,并且運用超聲波流量傳感器可以對膠量進行實時監控
貼合
自動壓合成型,規格可根據要求變動,整體不良率控制在5%以內
自動貼鋁箔
機器自動成卷貼附鋁箔類的屏蔽材,尺寸精準且沒有皺裙,起泡,貼斜等外觀不良
自動沖型
自動抓PIN對位方式,沖型后對各項尺寸進行100%自動檢測
回流焊接
采用10溫區回流焊接設備,焊前自動貼片,焊后AOI自動檢查,充分保證了焊接品質
連接器加錫
針對鉚壓后的連接器與線材,二次加錫可以充分保證連接的可靠性,同時具備更好的內部阻抗,增加產品的功能可靠性
貼條碼
為了產品追溯性,產品需貼條碼,工藝采用全自動作業方式,減少人為干預的風險,機器可以自動剝離條碼,同時吸盤吸附后下壓貼緊,對下壓力可以管控
2、手機類連接組件
自動裁線/包銅箔/去鋁箔/剪烤棉線
此段工藝由機器全自動完成,整個過程不需人工干預,其中核心工藝運用日本歐姆龍的編碼器控制線材長度,日本松下的伺服電機驅動,配合PLC軟件實現了閉環控制
點/烤UV膠
采用噴射式注膠閥,膠量的精確度可提升到0.01g,并且運用超聲波流量傳感器可以對膠量進行實時監控
激光焊接
針對連接器與鐵殼,運用激光焊接,激光焊接時間短,可在0.5秒內完成焊接動作,不會產生高溫損傷產品內部構造
外露/視覺檢查
連接器的外露長度和PIN針高度,通過AOI視覺自動檢查并自動識別良品與不良品,尺寸精度可探測到0.01mm
3、汽車類連接組件
(1)CCS集成線束
(2)新能源汽車高壓線束
(3)新能源汽車低壓線束
超聲波焊接
以每秒25,000-35,000次的頻率高速磨擦,從而實現銅與銅、銅與鋁的分子結合,實現線纜與線纜或端子與線纜的連接,這種分子結合的方式相對于壓接的物理正向壓力導致的點接觸更適合電子流通,同線徑同電流條件下,溫升表現更加良好;超聲波焊接最薄可以焊接35微米的銅箔,適用于超薄的零件焊接;采用數字化參數調節,通過對焊頭的振幅、頻率、設備壓力及焊接時間的調節,確保焊接能量穩定充分的釋放,保證了焊接的穩定性
激光焊接
焊接FPC的鎳片和鋁巴,激光焊屬于不接觸式焊接,采用200W納秒激光器作用于鎳片和鋁巴上,可以在瞬間將兩個物體焊接,激光焊接具有時間短,不發熱,焊接牢固的特點
端子壓接
采用伺服油壓壓接機對端子進行鉚壓,通過擠壓線纜與端子壓接翼使得端子與線纜進行連接;采用數字化參數調節,精準控制壓接尺寸,可滿足±0.01mm的公差設定,并且運用CFM壓力檢測系統即時監控壓力,確保壓接過程的可靠性
屏蔽環壓接
采用伺服油壓壓接機對屏蔽環進行鉚壓,通過擠壓屏蔽網與屏蔽環使得屏蔽環保持在屏蔽網上,并通過模塊定位保證端子與屏蔽環的間距,確保爬電距離與電氣間隙滿足設計需求;采用數字化參數調節,精準控制壓接尺寸,可滿足±0.01mm的公差設定,并且運用CFM壓力檢測系統即時監控壓力,確保壓接過程的可靠性
穿熱縮管
采用履帶式熱縮機,上下發熱管同時發熱,保證熱縮均勻度與效率,通過溫度與履帶的速度調整,保證熱縮管熱縮的效果,履帶兩側的壓輪軌道確保了產品移動的穩定性,并對熱縮管的初始位置保持起到了幫助作用,以此保證了熱縮管熱縮位置的可靠
保險絲/繼電器組裝
采用限位性氣液增壓機與限位仿形模具將人工預裝好保險絲與繼電器的電器盒進行鉚壓,使得保險絲與繼電器緩慢受力下壓達到規定的安裝位置,這種緩慢受力的過程與限位仿形模具最大程度上避免了產品部件的擠壓損傷;并采用拍照成像顏色識別的方式對安裝效果進行100%檢測拍照,避免漏裝、裝錯及具備可追溯性,從而達到品質要求
導通測試
對線束總成的導通電阻、斷路、錯路、短路、耐電壓、漏電流、絕緣電阻、氣密性及部分但不限于NTC溫度傳感器電阻、CPATPAPLR等連接器配件存在到位性進行100%綜合性的檢測;設備電阻測量精度0.001mΩ、耐壓峰值可達6000VDC、漏電流測量精度0.001mA、氣密0-100KPa正負壓可調,壓差識別精度0.01pa,并即時保存測試數據,具有可追溯性
行業發展概況
1、連接器行業簡介
連接器是連接或斷開獨立電子系統設備的基礎電子元器件,將一個回路上的兩個導體橋接起來,使電流或者訊號可以從一個導體流向另一個導體。連接組件是由電線(復合線)、插頭(端子、膠殼)等零部件構成,系構成整機電路系統電氣連接所必需的基礎元件。連接組件現廣泛應用于通信、汽車、消費電子、工控安防等領域,是電子信息產業的基礎產品。
2、連接器產業鏈
連接器產業鏈分為三個部分,上游環節包括金屬材料、塑膠材料和輔助材料,中游環節為連接器及其線纜組件的制造,下游為應用產品的開發和生產。根據下游需求選定或開發電線、端子、膠殼等零部件,通過焊接、注塑、沖壓、電性能檢測等核心工序生產電子連接組件等產品。
連接器行業產業鏈情況如下:
(1)連接器上游行業
采購的主要原材料為銅材、線材以及膠料及塑料件等,上述原材料的生產企業較多,市場競爭充分,在采用市場化定價方式方面,連接器企業處于較為主動的地位。近年來,上游行業的技術更新換代較快,在產品性價比不斷提高的同時,也為連接器行業技術的發展和迭代提供了基礎。
(2)連接器下游行業
連接器主要應用于通信、消費電子、汽車、工控安防等領域,下游行業的發展對連接器行業起到了直接推動作用。隨著大數據、5G時代的到來,移動通信、計算機等領域迎來新的發展機會,連接器產品對于該等行業來說是必不可少的零部件;隨著“碳達峰”和“碳中和”目標的提出,新能源汽車行業中長期成長空間巨大,進而將直接帶動連接器在新興行業的快速發展。整體來看,下游應用領域較為廣闊,產品及技術持續更新換代,都將促進連接器行業市場需求增長及技術水平提高。
3、全球連接器行業概況
近年來,受益于通信、消費電子、汽車、工控安防等下游行業的持續發展,全球連接器市場需求保持著穩定增長的態勢,全球連接器總體市場規模總體呈現上升態勢。根據Bishop&Associates統計數據,除受全球宏觀經濟等因素影響2019和2020等年度全球連接器市場規模有所下降外,近年市場規模呈總體上升態勢。全球連接器市場規模由2013年度的512億美元增長至2022年度的841億美元,年均復合增長率約為5.67%。
連接器在工業化進程中已發展為電子信息產業的重要電子元器件之一,通信和汽車領域是連接器的主要應用領域,占比均為20%以上。2022年全球連接器應用行業的具體情況如下圖所示:
從地區分布來看,連接器整體市場較為集中。中國、北美、歐洲、亞太地區(不含中國和日本)和日本是全球連接器的主要市場。根據Bishop&Associates數據,2022年上述五大地區合計占全球95%以上的連接器市場份額,其中,中國是全球最大的連接器市場,2022年度市場份額占比達到31.51%。
4、國內連接器行業市場規模
國內市場方面,伴隨著中國經濟的持續增長,國內通信、消費電子、汽車、工控安防等連接器下游產業迅速發展,使得中國連接器市場規模持續擴大,保持平穩增長的趨勢,成為推動全球連接器市場增長的重要動力。同時,隨著國內工業化、信息化、城鎮化同步推進,內需潛力不斷釋放,國內制造業獲得了廣闊的發展空間,實現了量與質的雙重提升。持續的技術創新大幅提升了制造業的綜合競爭力,國內連接器企業整體水平得到迅速提高。中國成為全球連接器市場最有發展潛力、增長最快的地區。2013-2022年,中國連接器市場規模由131億美元增長至265億美元,年均復合增長率為8.14%。
隨著中國經濟轉型和結構調整加速,激發制造業發展活力、創造力和促進制造業轉型升級已成為國家的重要戰略,制造業正在迎來新的發展關鍵點。一方面,伴隨著我國經濟高速發展,人民生活水平持續提高,通信、消費電子、汽車、工控安防等連接器應用領域有望繼續快速發展;另一方面,連接器產品革新不斷,應用領域持續拓展延伸,尤其在新能源汽車、物聯網等新興應用領域,連接器行業未來發展潛力巨大。
連接器行業發展趨勢
1、智能手機、計算機行業連接器發展趨勢
(1)產品向小型化、高速化和材料環保化發展
為滿足下游終端產品的短小輕薄、性能提升的發展趨勢,連接器也逐步向小型化、高速化和大電流方向發展。終端產品的小型化,意味著連接器的線距不斷變小、接觸點更加密集,需要在極小的空間內實現同等的功能,也對連接器內部的觸腳間電阻、抗電磁干擾能力以及小型化設計等各方面的設計提出更高的要求。在5G、大數據和物聯網快速發展背景下,需要傳輸的數據量和高傳輸速度的需求明顯增加,對連接器產品的設計、制造工藝有了更高的要求。此外,隨著產業鏈環保理念的強化,連接器的原材料也需要達到更高的環保要求。(2)生產自動化、規?;椭圃炀芑B接器行業逐步呈現出生產自動化、規?;途芑陌l展趨勢。不同的細分應用領域也對連接器的生產流程提出了不同的要求,若產品繼續大量依靠人工組裝、檢測,將難以滿足產品的質量和交付要求。隨著連接器下游企業對標準化、批量化的生產需求日益增長,連接器企業逐步在生產制造環節引入自動化生產,在提高產品技術和工藝穩定性的基礎上,降低生產成本。同時,連接器向高壓高頻高速的發展,較高的產品技術標準也對廠商的精密制造能力提出了更高要求。
2、汽車連接器發展趨勢
(1)輕量化
隨著汽車工業不斷發展,尤其是新能源汽車滲透率的快速提升,汽車電子化、智能化程度不斷提高。由于車載系統中電子電氣設備的大量使用,汽車的電氣布線更長,從而導致汽車線束用量的增加和成本的提高。為滿足汽車輕量化和整車設計的空間布局要求,汽車連接器輕量化已成為各大廠商努力發展的方向。汽車連接器的重量主要來源于線纜的銅材,隨著鋁導體的焊接、壓接等工藝難關的攻克,部分汽車連接器以質量較小的鋁導體取代銅導體,輕量化將成為未來汽車連接器行業發展的趨勢。
(2)頭部效應初顯,資本競逐加速優勝劣汰
隨著國內新能源汽車產業快速發展并逐漸呈現頭部效應,上游供應鏈也隨之集聚,新能源汽車整車廠和動力電池廠將對連接器企業提出更高、更嚴苛的要求,規模較小的連接器廠商開始逐步被規模較大、資金優勢較強、研發實力雄厚、生產自動化水平和工藝水平較高的廠商所替代。優質的連接器企業將憑借研發實力、生產能力和客戶優勢等發揮規模效應,不斷擴大市場份額,加速行業優勝劣汰,實現優質資源整合。
(五)連接器下游行業發展概況
精密連接組件是終端應用產品的重要組件,其市場前景與下游終端應用行業發展有著高度的相關性,終端應用的發展將直接帶動連接器市場需求的增長。公司的連接組件產品主要應用于計算機、手機及新能源汽車等領域。
1、計算機行業發展情況
(1)計算機設備出貨量基本保持平穩
近幾年,計算機市場已進入存量博弈時代,需求較為平穩。根據IDC數據顯示,2017年至2019年,計算機出貨量基本保持穩定,年出貨量維持在2.60億臺左右;2020年開始,受遠程辦公、線上教育等需求增長影響,計算機出貨量呈現上升態勢,2021年全球PC市場出貨量同比增長15.18%,達到3.49億臺;2022年,受全球宏觀經濟等因素影響,全球PC市場出貨量同比下降16.33%至2.92億臺,但相比2019年仍有所增加。
(2)計算機行業市場集中度較高
計算機行業市場集中度較高,聯想、惠普、戴爾、蘋果、宏碁等幾大頭部品牌廠商競爭優勢明顯,市場呈現寡頭壟斷態勢。根據IDC數據,2019年至2022年6月,全球前五大PC品牌商分別為聯想、惠普、戴爾、蘋果、宏碁,占據全球計算機市場超過70%的份額。
2、智能手機行業發展情況
(1)智能手機存量市場規模巨大,5G推動市場發展
受益于3G/4G網絡的快速建設,全球智能手機出貨量從2012年的7.25億部快速攀升至2016年的最高點14.71億部。2016年至2020年,受消費者換機周期延長、芯片短缺等因素影響,全球手機出貨量呈小幅下滑趨勢,盡管2021年全球智能手機出貨量回升4.88%,達到13.55億部,但2022年出貨量較2021年下滑11.00%,維持在12.06億部。根據IDC的預測,未來隨著5G應用的普及,全球智能手機市場將逐步增長,預計2025年智能手機出貨量將達到15億部左右。
我國智能手機出貨量和全球出貨水平表現出相似的發展趨勢,但波動幅度更為明顯。根據中國信息通信研究院數據統計,2016年我國智能手機出貨量達到5.22億部,此后四年間我國智能手機出貨量呈下滑趨勢。2021年我國智能手機出貨量有所回升,達到3.51億部,但2022年受宏觀經濟波動等因素影響,出貨量繼續下滑,較2021年下降22.51%,達到2.72億部。
2019年6月,工信部正式向我國三大運營商以及中國廣電頒發5G商用牌照,我國正式進入5G商用階段。5G技術的應用推廣以及其催生的物聯網持續發展,將成為消費電子需求端的重要推動力量,促進智能手機市場復蘇。
(2)智能手機行業集中度高,國產品牌份額提升
智能手機行業經過多年快速發展,市場集中度不斷提升,寡頭競爭格局明顯。根據Omdia數據統計,2022年度全球智能手機出貨量前五的品牌為三星、蘋果、小米、OPPO和維沃,出貨量總計8.47億部,市場占有率超過70%。
從競爭格局來看,三星出貨量和市場占有率均位列全球第一。隨著國產手機廠商競爭力不斷增強,市場份額逐步擴大,2020年至2022年,全球智能手機出貨量前五名的品牌中,中國品牌的數量穩定維持在三個。伴隨著智能手機市場市場集中度的提升和國產手機品牌在全球市場影響力不斷提高,以OPPO、維沃、小米等為代表的國產手機品牌市場份額的提升有助于推動國內智能手機產業鏈的發展。
3、新能源動力電池及汽車連接器市場發展狀況
連接器在新能源動力電池及汽車中的主要應用場景包括動力電池系統以及整車線束。
(1)動車電池應用場景
動力電池應用在新能源汽車動力驅動系統上,對于新能源汽車續航里程、安全等因素有著重要影響,也是新能源汽車成本占比最高的部分。新能源汽車和動力電池在產業鏈上已形成了深度的綁定關系,技術不斷迭代的動力電池正在成為產業變革的助推器。借助新能源汽車行業的迅猛發展,全球動力電池產業也保持了高速增長。根據SNEresearch統計,2022年全球動力電池裝機量518GWh,2017-2022年復合增長率約為54%,2025年全球動力電池出貨量將達到1,550GWh。近年來,我國新能源汽車市場的飛速發展也帶動了我國動力鋰電池市場的高速增長,2017-2022年國內動力鋰電池出貨量從44.5GWh增至480GWh,年復合增長率達60.91%。GGII預測,我國新能源汽車用動力鋰電池在未來幾年仍將維持快速增長,2025年出貨量將達到1,268GWh。
(2)汽車線束應用場景
汽車線束作為動力傳輸、信號輸送的載體,將中央控制部件與汽車控制單元、電氣電子執行單元、電器件連接在一起,形成汽車電氣電控系統,是整車中不可缺失的系統級零部件,其作用是為整車系統提供并分配電源,同時充當各個零部件之間信號傳輸的媒介。傳統燃油汽車對線束方面的需求主要集中于低壓連接組件,而新能源汽車對線束的需求則涵蓋電芯連接組件、高壓連接組件和低壓連接組件,并對輸送能力、機械強度、絕緣保護和電磁兼容方面都有更高的技術要求。
隨著技術日趨成熟、政策持續推動、配套設施逐步普及完善,全球新能源汽車市場在近幾年迎來爆發式增長,根據EVTank數據,2015年至2022年,全球新能源汽車年銷量從54.9萬輛增長至1,082.40萬輛,年復合增長率達53.10%。新能源汽車亦是我國戰略性新興產業,我國新能源汽車產量從2015年的34.05萬輛增長至2022年的705.80萬輛,復合增長率達54.20%,隨著“碳中和”、“碳達峰”等目標的不斷推進,新能源汽車成長空間將持續擴大。
伴隨著下游新能源汽車行業的快速發展,上游的汽車線束等電子器件及組件市場也將迎來迅速發展。根據Bishop&Associates的數據,預計2025年全球汽車連接器市場規模將達到194.52億美元。
產品強制認證壁壘
產品強制認證是各國政府為保護廣大消費者人身安全,依照法律法規實施的一種產品合格評定制度,它要求產品必須符合國家標準和技術法規。凡列入強制性產品認證目錄內的產品,必須經各國指定的認證機構認證合格,取得相關證書,并加以認證標識后,方能出廠、進口、銷售和在經營服務場所使用。連接器需要通過很多認證,包括中國3C認證、歐洲的CE認證、美國UL認證、RoHS認證、REACH認證等。取得這些認證,企業需要投入大量的資金和時間,同時對企業的技術水平提出了較高的要求,這對新進入本行業的企業構成一定的障礙壁壘。
行業利潤水平的變動趨勢及原因
連接器行業的利潤水平受下游市場的需求變化影響,不同應用領域行業利潤水平存在著明顯的結構性差異。一般而言,在計算機、工控、安防等應用領域,連接器具有一定技術含量,細分行業中企業較少,且下游客戶認證復雜,毛利率相對較高且穩定;在通信等應用領域,市場競爭充分,毛利率通常較低;在新能源汽車領域,產品技術含量較高,市場處于爆發狀態,且對連接器企業的技術、客戶積累以及資金投入等方面具有較高的進入壁壘,通常技術水平高、管理能力強、資金實力雄厚的優質企業具有一定的行業話語權,行業利潤水平與消費電子等傳統領域比較相對較高。
近年來,隨著行業的加速整合,連接器行業市場集中度將逐步提高,預計計算機、手機等應用領域的連接器企業利潤率將保持穩定,隨著市場競爭者增多,新能源汽車連接器產品利潤率有所下降。未來,行業領先企業通過持續的研發投入,在新產品、新技術、新工藝等方面保持行業領先的地位,可以有效地降低生產成本、提高生產效率,并隨著市場規模和占有率的不斷提高形成越來越明顯的規模效應。
審核編輯:彭菁
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原文標題:技術與市場:從連接器發展看中國消費電子產業走勢
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