摘要
环氧胶、UV丙烯酸、聚氨酯和有机硅是汽车和电子行业中广泛应用的胶体材料。它们具有耐高温、粘接力强、防水、防震等特性,被用于手机、电子产品、新能源产业、汽车和医疗器械等领域。其中,有机硅在新能源车厂及显示行业中的应用更为广泛。随着科技的不断进步和市场对电子产品性能的不断提升,胶体材料的发展和应用将迎来更加广阔的市场前景。
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手机用胶部件多为光学显示模组、电路板、结构固定以及防水封装。环氧胶和丙烯酸用量较大,UV丙烯酸市场中,亚洲占全球的1/3,中国占亚洲总量的50%,中国市场份额4亿美元。环氧树脂2021年全球生产总量为27万吨,销售额为9-10亿美元,中国于市场占有率为2亿美元。
【1】手机用胶部件多为光学显示模组、电路板、结构固定以及防水封装。手机主板部分使用胶类别包含胶点环氧胶、丙烯酸以及UV胶。手机小电路板中丙烯酸等涂层较多,大尺寸元器件于焊接工艺中存在底部填充,手机中存在该物质较少。线路板组装中,存在逐层叠加现象,需利用光学胶膜处理光学相关问题。手机边框中存在结构胶。手机主板中存在小元器件,其中涉及环氧与丙烯酸进行结构粘接。
【2】从边框模版、小原件以及芯片的粘接角度研究,环氧胶使用较多。从保形涂料角度以及三防测试表单研究,丙烯酸用量较大。三防漆产品中,以光固化与吸附化丙烯酸为主,市场中存在光固化以及少量吸附化产品。其中光固化耐热性较好,多用于汽车电子领域。手机主板上底部填充为环氧树脂,用量为0.1克,用量较少。手机OLED显示屏的边缘为防止漏光,将使用遮光UV材料,其用量为0.18-0.2克。
【3】UV丙烯酸市场中,亚洲市场占有率为全球的1/3,中国占亚洲总量的50%,中国市场份额为4亿美元。环氧树脂2021年全球生产总量为27万吨,销售额为9-10亿美元,中国于市场占有率为2亿美元,该数值包含全部环氧树脂下游应用场景。手机光固化与UV产品近1年销售额分别为20+亿美元与150亿元,产量较大,出售单价较低。较多集中于威尔邦等3家公司中,市场占有率为60%+。
【4】从除工业外场景角度,UV丙烯酸与环氧胶较多用于手机行业。手机行业中PUR量占比较少,于总量中占比<1/2。近年来民营企业制作PUR数量较多,年利润仅为数百万元。PUR最适用场景为手机框胶,其粘贴力低于丙烯酸,耐高温性能较差,工艺较为复杂,需要90-110度高温加工,固应用场景较少。
【5】手机主板上底部填充为环氧树脂,用量为0.1克,用量较少。手机OLED显示屏的边缘为防止漏光,将使用遮光UV材料,其用量为0.18-0.2克。光学胶膜用于处理线路板组装中的光学相关问题。
【6】手机小电路板中丙烯酸等涂层较多,大尺寸元器件于焊接工艺中存在底部填充,手机中存在该物质较少。三防漆产品中,以光固化与吸附化丙烯酸为主,市场中存在光固化以及少量吸附化产品。其中光固化耐热性较好,多用于汽车电子领域。
【8】中国环氧胶市场份额为2亿元,主要为汽车电子行业。UV丙烯酸与环氧胶较多用于除工业外场景。手机光固化与UV产品近1年销售额分别为20+亿美元与150亿元,产量较大,出售单价较低。近年来民营企业制作PUR数量较多,年利润仅为数百万元。
【9】手机用胶部件多为光学显示模组、电路板、结构固定以及防水封装。环氧胶和丙烯酸用量较大,UV丙烯酸市场中,亚洲占全球的1/3,中国占亚洲总量的50%,中国市场份额4亿美元。环氧树脂2021年全球生产总量为27万吨,销售额为9-10亿美元,中国于市场占有率为2亿美元。
环氧胶和聚氨酯是广泛应用于新能源、光伏、医疗和汽车等行业的胶粘剂。环氧胶耐热性高,用户量大,主要用于表面贴装、三方连接和贯通连接。聚氨酯可弥补环氧材料的劣势,设计空间较宽,柔韧度较好。在汽车领域中,聚氨酯和环氧胶应用广泛且持续增长。新能源行业中,电风系统和充电桩系统是重要的用胶点,聚氨酯材料有望取代有机硅材料。
【1】环氧胶广泛应用于新能源、光伏、医疗和导电导热行业。其耐热性较高,因此用户量较大。界面材料和导热材料尺寸越大,重量越大,导电和导热行业使用环氧产品较多。2021年全球含氧胶导热产品应用金额为24亿美元,含氧胶导电产品应用金额也为24亿美元。
【2】胶粘剂全球总额为38亿美元,中国占比为6亿美元,其中1/3为环氧材料。中国市场规模为2-3亿美元。环氧材料市场规模为9+亿元,其包含表面贴装、三方连接和贯通连接三大方面应用。
【3】聚氨酯可弥补环氧材料质地较脆以及高端环氧材料价格昂贵的劣势。其胶黏剂平均价格为4亿美元/千克,高端环氧胶占比较少。聚氨酯设计空间较宽,柔韧度较好。PU贯通材料单价低至100元,PU导热导电材料价格更为低廉;聚氨酯材料为100-200元/千克;环氧材料价格为600-700元,高至1,000元。
【4】聚氨酯和环氧在汽车领域中应用广泛且具有持续增长趋势。汽车中的芯片和半导体材料由焊料版变为更倾向于胶水,因此新能源汽车行业的用胶点将持续增长。汽车贯通方面使用聚氨酯数量较多,主流使用PU较多,因其韧性好、价格优惠,因此产品量大,公司盈利较好,已完成上市。
【5】导电和导热优势更体现于高端材料领域,如底部填充等与芯片相关产品应用较多。新能源领域中,有机硅和聚氨酯发展潜力较大。PU导热导电材料价格更为低廉。
【6】目前新能源行业电风系统和充电桩系统较为重要,需模块搭接和性能保证,用胶点和增长趋势较好。聚氨酯材料有望取代有机硅材料。随着集成板体积增大,散热要求的提升,界面材料标准制定需更加严格。聚氨酯的配方可调性较大,其介电常数较大,耐温性较好。
【7】聚氨酯材料多用于显示行业、光通讯以及摄像头模组,如汽车座椅显示屏和辅助加油系统。摄像头模组中以光固化环氧材料和热固化环氧材料为主。UV和热固化环氧材料对性能依赖性较为苛刻,纯UV固化环氧产品性能无法达到标准。
【8】聚氨酯的孵化方式为双底智能固化,介电常数较大,耐温性较好,可短时间内接受150度高温。有机硅耐温性较好,耐温较聚氨酯提高50度。
有机硅在导热、导电、贯通、显示、汽车构件等行业中具有优势,可替代聚氨酯;汽车构件中,内饰、地板、车运行系统以及充电桩将应用胶体,有机硅占比1/4-1/3,其余包含3C、电子、新能源汽车等行业,市场规模达30亿元;聚氨酯具有降噪功能,可对发动机起到降噪作用。
【1】有机硅相较聚氨酯具有优势,可利用其耐热性能较好与介电性能较好,多应用于为RGBT提供粘连功能。RGBT双极型阶梯管为进行能源转换的核心器件,模块较大,有机硅与其契合度较好,可逐步对聚氨酯进行替代。
【2】产品经历多重迭代,不断升级,利用契合度更高胶体粘连,因此从聚氨酯转变为有机硅需数年时间。如瓦克与陶氏化学现进行有机硅产品研发与售卖。主流新能源车厂逐渐接受有机硅;元器件等部件与聚氨酯与聚酰胺的契合度高于与有机硅的契合度,此为有机硅无法替代领域。
【3】显示行业中,有机硅与不规则表面的产品契合度较好,近年来于液态光胶场景以及汽车行业中用量较好,使用体验感较好;UV与双组分加热固化有机硅,于近年汽车显示领域的市场占有率较高。
【4】汽车构件中,内饰、地板、车窗、车身、顶棚、车内部屏幕、汽车动力系统、汽车运行系统以及充电桩将应用胶体。车身如车门与汽车挡风玻璃粘连时使用结构胶、热熔胶以及双组份2K PU较多;部分零件使用环氧胶连接。汽车屏幕粘连时,每辆车使用200-300克胶水;整体LOCA行业销售额于汽车行业中占比为1/3,份额为5-10亿元,每吨市场价格为100万元。
【5】有机硅除工业场景外,3C、电子、新能源汽车等行业于中国市场规模为30亿元,其下游行业中,汽车占比1/4-1/3,其余包含Tablet、iPad、尺寸较大的笔记本显示器以及台式显示器,用屏幕粘连均通过有机硅完成,应用场景广泛,新能源带屏幕汽车市场规模达5-10亿元。
【6】屏幕标准化程度越高,汽车对中控显示部分以及显示屏幕选择越严格;汽车屏幕的选择由上游供应商进行,分Tier 1一级组装厂与Tier 2二级组装厂。粘连方式取决于汽车屏幕,液态胶的使用正成为一大趋势。OCA膜使用较便利,高端车辆较多使用胶水粘连,价格较低车辆胶水的使用取决于模组厂商;传统OCA胶带多使用丙酸体系胶体,耐温性较差,为105度。有机硅耐温性较好,可达120-150度;有机硅形态无法成膜,多数为液态形式。
【7】车身动力系统用胶点,如发动机结构粘贴,除结构用胶之外,环氧体系用胶较多;因其对胶体耐热性能以及结构性能要求较高,故首选环氧胶体;聚氨酯具有降噪功能,可对发动机起到降噪作用,并于车门板、顶棚、驾驶舱、仪表盘以及较高端车的汽车座椅应用较多。动力系统的其他部分如汽缸、螺栓螺纹垫片、摩擦片以及离合器利用酚醛体系胶体较多。电池运用粘连技术包含灌缝、简结构建的密封以及纯粘贴方式。
【8】有机硅在导热、导电、贯通、显示、汽车构件等行业中具有广泛应用,可替代聚氨酯。在汽车构件中,内饰、地板、车运行系统以及充电桩将应用胶体,有机硅占比1/4-1/3,其余包含3C、电子、新能源汽车等行业,市场规模达30亿元。聚氨酯具有降噪功能,可对发动机起到降噪作用。
手机行业生产研发投入较多,丙烯酸与环氧树脂材料应用较多;AR与VR出货量与设备的设计升级换代完善,促使生产新胶体材质,为胶体发展提供新机遇;AR与VR于安防领域应用较多。
【1】手机主板、手机结构件、摄像头模组与指纹传感,丙烯酸与环氧树脂材料应用较多;分零件生产后将手机线路板固定于模组,逐层叠加。
【2】主板FPC柔韧线圈连接RTO涂层时,需光固化丙酸材料进行薄涂连接,主要作用为防止螺旋线圈段路;其宽度为0.1-0.3毫米,用量为<1克。边角部位绑固胶用于芯片小元件固定,芯片使用底部填充环氧材料,该材料对放热的处理较好;环氧材料用量为0.1克,利用虹吸作用固定。
【3】光固化丙烯酸较多,兼有热固化环氧材料与UV固化环氧与丙烯酸;电路板整体元件固定中,用胶量为0.2-0.3克。厂商多利用UV热固对USB进行固定,利用聚氨酯与丙烯酸体系胶体进行加固与防水处理,用量通常为<0.1克。主板的焊点保护中,较多使用环氧树脂胶体助焊剂,主板芯片以及其半导体粘黏剂多数由芯片代理商完成生产,公司接触机会较少。EMC环氧疏通量较大,每个线路板的环氧助焊剂剂量较大;助焊剂于手机等电子设备的用量较大,为0.5克。
【4】环氧树脂形态以胶体为主,归为胶粘剂;少数手机上使用导热材料,此非主流趋势。手机三防方面的用量较大,丙烯酸厚度为50-100微米,长宽为4*5厘米。
【5】光固化丙烯酸应用较多,使用量较小,为0.1克;TWS耳机共5-6层,包含PEK、隔音膜以及线圈等。
【6】市场数年将于AR、VR以及医疗领域的电子元器件应用量提升,发展趋势较好。近年来市场对于手机防水性能的要求提升对用胶材料的要求更加严格;手机边框缩小、手机厚度减少以及手机轻量化趋势导致用胶量减少。结构性变化较少,胶体粘连于光学方面发展空间较小。
【7】AR与VR出货量增加,对胶体需求量增加;AR与VR设备的设计升级换代较多,如光学镜头数年前采用玻璃材质、PET以及PC塑料,近年采用COP、COC以及LCP等新材质,元件质量提升,对胶水要求增加,为胶体发展提供新机遇。原质量较低芯片多采用简单PET或PC塑料材质,现多采用COC材质,其为环戊烯共聚物,近年来知名度较高,发展前景好。零部件更多用于摄像头模组,光学精密度提升,对胶体需求以及质量要求高。AR与VR于安防领域应用较多,发展前景较好。
【8】手机行业生产研发投入较多,丙烯酸与环氧树脂材料应用较多;AR与VR出货量与设备的设计升级换代完善,促使生产新胶体材质,为胶体发展提供新机遇;AR与VR于安防领域应用较多。