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    千億無線充電市場 磁性材料企業迎來機遇

    發布時間:2019-08-20 09:14:00 點擊:

    四大催化劑共同推進,無線充電行業迎來拐點


    除了蘋果三星引領潮流外,手機等消費電子無線充電場景已經形成,無線充電標準逐漸融合以及無線充電技術逐漸成熟,這四大因素將共同催化手機無線充電行業迎來拐點。


    手機等消費電子無線充電場景已經形成。除了宜家的臺燈底座、星巴克的吧臺、全家便利店可為手機無線充電。


    據AppleInsider 報道,2017 年底蘋果新發布了一份支持文檔,列出了提供有兼容iPhone 8 的無線充電器的汽車品牌,包括奧迪、寶馬、克萊斯勒、福特、本田、梅賽德斯-奔馳、標致雪鐵龍、豐田、大眾和沃爾沃等。


    此外,蔚來汽車最新發布的ES8 也搭載了WPC Qi 無線充電功能,可為蘋果、三星等旗艦機型進行充電。


    無線充電標準逐漸融合,從三足鼎立到兩強格局。

    目前市場上主流無線充電路線有電磁感應方式、磁共振方式、無線電波方式、電磁耦合方式等,最常用的是電磁感應方式和磁共振方式。當前手機上應用最多的是磁感應和磁共振,但微波方式可能是面向未來世界的無線充電方式。


    磁感應無線充電


    磁共振無線充電

    主流無線充電的方式對比

    預計到2024 年,無線充電市場規模達150 億美元。

    據IHS 數據,2016 年全球無線充電接收端產品出貨超過2 億件,其中與智能手機相關的接收端出貨超過1.6 億件,超過8000 萬件無線充電發射端與其配售。預計2017 年將有3.25 億無線充電產品,其中智能手機約有3 億,而其無線充電功能都用到了Qi 技術。

    另外,發射端約有0.75 億規模。預計到2020 年,無線充電接收端出貨量將突破10 億件,發射端在2021 年也將達約5 億件的規模。

    根據IHS的預測,全球無線充電市場規模將從2015 年的17 億美元增長至2024 年的150 億美元,年復合增長率達到27%。

    全球無線充電市場規模(億美元)

    產業鏈逐漸成熟,國內廠商切入線圈磁材模組

    無線充電分為發射端和接收端,發射端包括芯片、振蕩器、功率放大器、線圈、PCB、被動器件、電子變壓器、結構件等。接收端又可以分成芯片和模組兩個大部分。


    無線充電接收端模組構成

    無線充電產業鏈主要包括方案設計、電源芯片、磁性材料、傳輸線圈、模組制造。

    電源芯片、磁性材料以及傳輸線圈是整個無線充電產品最為關鍵的三大零部件,不管是技術含量還是產品附加值都相對較高。而相比之下,模組制造環節的技術含量相對較低,與其他電子零部件的制造工藝相差不大,國內廠商在這一環節向來具有優勢,能夠快速切入。

    無線充電產業鏈競爭格局(2017)

    無線充電產業主要的利潤中心是方案設計公司和電源管理芯片廠商。其中方案設計公司利潤占比達到了32%,電源管理芯片公司利潤占比達到了28%,磁性材料公司利潤占比達到了20%,傳輸線圈公司利潤占比為14%,而模組制造廠商的利潤占比只有6%。

    如果以發射端和接收端來計算的話,那么利潤則主要在于發射端,發射端的利潤占比超過60%,而接收端利潤占比只有30%左右。

    無線充電產業鏈受益環節

    充電線圈:發射端單線圈到多線圈,接收端FPC 到密繞

    無線充電的接收端和發射端都需要充電線圈,接收端對體積要求更明顯,發射端對功率和散熱考慮更多。接收端線圈分為FPC 和銅線繞線圈,其中FPC 相對更薄、尺寸更小,但是功率低,而銅線繞線方案產品尺寸則要大一些,不過其可以實現更高的功率,充電效率也更高。

    發射端線圈層數有單層和多層之分,線圈又有單線圈和多線圈之分,而磁體主要有軟磁體和永磁體兩種。通過是采用磁吸的方案提高對準精度,再通過增大線全尺寸和數量來提高無線充電的覆蓋范圍。

    磁性材料:柔軟超薄鐵氧體or 納米晶

    無線充電器主要用到的磁性材料有釹鐵硼永磁體、NiZn 鐵氧體薄磁片、MnZn 鐵氧體薄磁片、柔性鐵氧體磁片;用軟磁鐵氧體材料制作的各種隔磁片作為無線充電技術的主要部件,在無線充電設備中起增高感應磁場和屏蔽線圈干擾的作用。

    無線充電器對軟磁鐵氧體材料機能和產品尺寸、可靠性等要求較高,接收端對其要求更高。

    按照接受端放置方式,無線充電發射端分為固定位置型、單線圈自由位置型和多線圈自由位置型,這些發射端對鐵氧體產品的要求不盡相同。


    隔磁片的作用

    除了鐵氧體外,鐵基非晶和納米晶也可用于無線充電。

    MnZn 鐵氧體和鐵基非晶和納米晶都可以用于發射端或者接收端,而NiZn 鐵氧體只適用于接收端。鐵基非晶和納米晶的磁導率、充電效率要高于鐵氧體,而且可以做到柔軟超薄,在未來無線充電中應用潛力大。

    此外,磁性材料在無線充電中還有可能充當定位功能,也就是磁吸式感應無線充電。比如Apple watch 的充電頭和手表里面各有一個小磁塊,小磁鐵的目的主要是為了定位,讓充電器和手表能夠更準確的對準。


    ▲ apple watch充電頭

    磁性材料以日本TDK、村田、Murawa、Amotech、太陽誘電等實力突出, 國內橫店東磁、信維通信、順絡電子等相對較強。橫店東磁、TDK 是蘋果新機無線充電功能中的鐵氧體流延片的供應商。而三星是業內首家采用納米晶作為屏蔽材料的企業,是日立和德國企業供貨。

    模組制造:發射端壁壘較低,接收端考驗設計

    由于發射端(充電板)尺寸和材料不受限制,壁壘很低,能做的廠商很多。發射端模組制造的技術含量和附加值相對較低,是最容易切入的環節,立訊精密、信維通信、碩貝德、順絡電子及多家代工廠都可以完成。


    ▲無線充電發射端模組

    在智能手機輕薄化的趨勢下,手機內部空間越來越小,零部件集成度越來越高,對手機零部件廠商的設計以及集成制造水平都提出了更高的要求。接收端模組要求體積小、集成度高,設計時要兼顧手機內部電磁兼容,還要考慮手機外殼設計,因此設計和制造難度較大。在接收端模組制造方面,立訊精密、信維通信具備集成優勢。

    三星S7、S8 接收端為“NFC+MST 支付+無線充電”三合一無線充電模組, 可同時實現無線充電和三星pay 的功能,而三星pay 采用的是NFC/MST 兩種通訊交易技術。

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