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我国精密电子零部件制造业发展现状

我国精密电子零部件制造业发展现状

作者:admin    来源:互联网    发布时间:2020-06-16 21:27

上游主要为设备制造行业、模具制造业和原材料生产行业,下游主要应用在3C、汽车电子等电子组件和整机行业。

体积较小、精度较高,对加工工艺和性能要求较高,广泛应用于汽车电子、3C 产品、OA 办公电子和家电等领域,具有产品种类多、应用领域广泛等特点。

日资和欧美企业较早进入市场,建立了较强的先发优势,目前在行业内依靠技术垄断、与下游客户紧密合作、资金雄厚等优势,仍维持着领导地位。国内企业早期多处于代工环节,后来部分企业通过引进、消化、吸收国外先进技术,加强专业人才培养和储备,提升技术装备等级,逐渐打破工业发达国家市场垄断,开始参与国际化的市场竞争。

未来电子设备的运行速度越来越快、容量越来越大、能耗越来越低、体积越来越小、成本越来越低,使用的精密电子零部件也会越来越多,随着相关制造产业的能力提升,精密电子零部件将被应用在更多的新行业中,如航空航天、智能装备、轨道交通等。

目前下游电子生产厂商已开始进入品牌时代,对供应商的选择从单纯的价格考量转为对产品质量、技术能力、快速反应能力、整体配套能力等因素的综合评估。未来定制化的程度将进一步提高,供应商与终端厂商紧密合作、共同进行产品和技术开发,也是各零部件厂家核心竞争力的体现。

随着劳动力成本的不断提高,制造加工厂商采用自动化设备的意愿也越来越强。自动化设备的应用可以降低对人员技能的要求,还能提高产品精度和稳定性,在降低人员工作负荷的同时提高生产效率。同时,随着传感技术、网络技术、自动化技术、拟人化智能技术等先进技术的快速发展,通过智能化的感知、人机交互、决策和执行技术的智能制造系统逐步成熟,成为信息化与工业化深度融合的大趋势,智能制造系统在精密电子零部件行业中的应用范围正在不断扩大。

目前国内的精密电子零部件制造厂商比较分散,技术水平参差不齐。随着相关制造业的整体升级,其专业化程度将不断提升,规模小、设备落后、技术水平提升缓慢的企业将逐步被淘汰,而具备一定规模和实力的企业将进一步扩大市场份额,提升在行业内的影响力,树立自身的品牌形象。

传统 3C 产品通常指的是电脑、平板电脑、手机、数码相机、电视机等,新兴的 3C 产品包括VR、可穿戴设备、智能手表等电子设备。

手机光学领域和其他 3C 领域的行业规模近年来持续增长,对上游精密电子零部件形成了旺盛的市场需求:

根据 IDC 发布的数据,智能手机出货量从 2018 年开始呈小幅回落趋势,2019 年全球智能手机出货量为 13.71 亿部,同比下降 2.41%,2019 年中国智能手机出货量为 3.67 亿部,同比下降 7.56%。然而,智能手机市场的长期增长趋势并未改变,近期的回落是市场的阶段性调整:

首先,近几年消费者已经完成了从基础功能的电话到入门级智能手机的升级,加之手机的生命周期不断延长,所以消费者换机的意愿并不高;其次,随着 5G 网络的建设逐渐展开,有换机意愿的消费者在购买4G手机时有一定的犹豫情绪;第三,大部分头部厂商处于4G与5G切换之际,对库存水平进行了持续控制。 2019 年 6 月,工信部正式向我国三大运营商以及中国广电发布5G商用牌照。 2019 年 10 月底,我国三大运营商公布了各自的 5G资费套餐,预示着我国正式进入5G商用阶段。作为新一代通信技术,5G有更大的带宽,单位时间内可以传输更多的信息,在技术、频段资源、组网模式等方面都有其独特性,这些独特 性都要求手机在其功能以及相应的零部件组成上有所变化,从而会带来一波换机 潮。5G 手机市场的竞争帷幕已经拉开,各大手机厂商将在未来 5 年内持续抢占市场份额。根据 Strategy Analytics 的数据,2019 年5G手机出货量约为1,900 万 部,而2020年5G手机出货量将激增至1.9亿部,增幅超过10倍。Canalys 则预测全球5G手机出货量的年复合增长率将达到179.9%,2023年将达到8亿部,占全球智能手机总出货量的51.4%,从而一举超越4G手机。在销量方面,据 Counterpoint的研究报告显示,2019年中国市场5G手机销量占全球总销量的46%,是5G换机率最高的国家,市场需求预计还会进一步提升。5G 换机潮将会带动智能手机出货量的整体回暖:

从 2019 年下半年开始,双摄及以上数量的后置摄像头配置几乎成为行业标准定义,根据旭日大数据的数据,2019 年全球手机摄像头的出货量约为 44 亿颗,预计 2020 年全球手机摄像头出货量将达到 60 亿颗。

随着智能手机的普及和多摄趋势的加深,全球手机音圈马达销量和市场规模预计将逐年增长。据 Yole 的统计,2020 年全球音圈马达的销量将达到 25.9 亿颗, 全球音圈马达市场规模将达到 29 亿美元左右。

近年来可穿戴设备概念持续火热,真无线立体声耳机(TWS)便是可穿戴设备的一种。2016 年苹果首次发布 Air pods 即成为市场爆点,短短一个月时间便成为美国最受欢迎的无线耳机。根据市场调研机构 Slice Intelligence 的数据,Air pods 发布后短时间内已有26%的市占率,超过Beats和Bose耳机的份额。预计随着音质及功能的不断改善,未来 TWS 的渗透率继续提升。

随着移动互联网技术的发展和低功耗芯片、柔性电路板等穿戴设备核心硬件技术的成熟,部分穿戴设备已经从概念化的设想逐渐走向商用化,新式的穿戴设备不断推出,相应地对电子零部件提出了越来越高的要求。

汽车电子成为了电子产业关注的下一个热点。近年来,伴随智能驾驶渗透率的提升,整个汽车行业面临新能源车、自动驾驶以及智能座舱这三大技术变革,智能汽车等新兴应用成为驱动电子产业发展的重要力量。在车载电子方面,集成电路在设计、制造、封测等环节所需技术和资本投入与 3C 产品颇为相似,这促使许多 3C 产品厂商向汽车电子逐渐渗透。

汽车智能化发展方面,无人驾驶为主要热点,作为无人驾驶系统的重要部件,车载摄像头的发展潜力十分巨大。目前,车载摄像头处于无人驾驶与车联网市场的双风口。

一方面,车载摄像头是实现众多预警、识别类 ADAS系统的主要视觉传感器,随着自动驾驶时代来临,ADAS 作为无人驾驶的桥梁,也会迎来高速增长期;另一方面,车载摄像头将是车联网信息处理的重要入口。

目前涉足车载摄像头的企业多是传统的相机镜头生产商,其中舜宇光学作为全球最大的车载镜头供应商(市占率达 30%),进入特斯拉、宝马、本田等汽车厂商的供应体系。

在当前汽车智能化的新潮流下,国内一线汽车厂商有强烈的创新需求,但业内知名汽车零部件供应商的产能一般优先匹配给海外客户,因此国内汽车厂商在寻找研发实力较强的新供应商。从国内汽车零部件供应商来看,它们同样具有极强的“上车”需求。在同向诉求的驱动下,相信二者的强强联手会很快实现。

精密电子零部件还被广泛使用在智能家居领域。智能家居是通过物联网技术 将家中的各种设备连接到一起,提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内 外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种 功能和控制手段。与普通家居相比,智能家居不仅具有传统的居用功能,还能提 供全方位的信息交互功能,甚至为各种能源费用节约资金。

随着人工智能技术和物联网技术的不断发展,智能家居产品种类日益增多,互联网巨头和新兴创业公司从硬件、技术、系统解决方案等不同角度进行布局,智能家居产业峥嵘初露。按营收计算,2014年中国智能家居市场规模达720 亿元,之后逐年增长,到 2018 年中国智能家居市场规模已超过1,700 亿元,据灼识咨询预测,2023 年中国智能家居市场规模将超过 4,600 亿元。

由于大部分零部件需要依靠模具成型,使得模具开发成为了精密电子零部件生产的基础,而模具开发又需要依照产品设计进行。基于这些特点,精密电子零部件制造行业可以从产品设计、模具开发和注塑生产三个方面划分行业的竞争层次。

处于较高竞争层次的企业自身拥有较强的模具开发实力,能够按照客户的要求设计零部件并量产,主要客户为世界五百强,这一层次的竞争集中体现在与终端客户同步的产品设计和精密模具开发能力上。中端层次的电子零部件生产企业不具备较强的产品设计能力,主要为 3C、 家电等行业的二线品牌供应以外观件为主的塑料零部件。低端层次的电子零部件生产企业的规模较小,工艺水平较低,主要凭借低价格参与市场竞争,通常为低端品牌供应外观件且缺少固定的合作客户。中低端企业被排除于国际知名品牌的供应链体系之外,无法直接与高层次的精密电子零部件生产企业形成竞争。

行业内主要企业有康而富集团(CONCRAFT)、信华精机有限公司、 苏州柏恩氏电子有限公司(原名:苏州小松精密电子有限公司)、昆山东卓精密电子科技有限公司、宁波泓耀光电部件有限公司、宁波贝隆精密模具有限公司、余姚市舜炬光电有限公司、苏州昀冢电子科技股份有限公司、长盈精密(股票代码:300115)、 昌红科技(股票代码:300151)、徕木股份(股票代码:603633)、兴瑞科技(股票代码:002937)。

一方面,企随着下游产品的差异性越来越大,产品的功能越来越复杂,以及产品不断更新换代,客户对供应商产品研发实力的要求也持续提升。另一方面,模具开发是企业进入下游产品制造领域的关键技术之一,也是企业把技术转化成现实生产力的关键环节。模具的技术水平影响了产品的技术水平。普通生产企业缺乏精密模具的设计开发经验以及专业的模具人才,只能采用定制、外 购的方式解决精密模具来源问题,无法自制模具。

客户选择供应商的流程非常严苛,而供应商与客户一旦形成了稳定的合作关系,一般不会发生改变。 一方面,供应商需要经过严格的认证才能进入客户的供应链。从事精密电子零部件制造需要取得 ISO9001、ISO14001 等多项国际标准体系认证,认证周期长、难度大;此外,下游客户尤其是行业龙头企业对供应商的选择非常谨慎,除了上述体系认证,供应商一般还要通过客户的供应商认证、产品认证后才能成为 合格供应商,整个过程往往需要几年时间,耗费大量的人力、物力和时间。另一方面,供应商与客户之间形成联动的开发机制,客户趋向于与熟悉的供应商合作,建立稳定高效的研发合作关系。

精密电子零部件行业属于资金密集型行业,一方面,企业在新技术的研发和创新、高端设备的购置、培养和稳定各类技术人才等方面需要投入大量资金;另一方面,下游客户的行业集中度较高,往往占据一定的议价优势,其信用周期相对较长,会对上游企业造成一定的流动资金压力。

为了快速、及时地响应客户需求,企业必须具备良好的供应链整合管理能力。 一方面,通过对供应链资源的良好掌控,企业能充分发挥自身产品设计能力,在确定产品设计方案后,能够快速评定产品设计转向生产制造的可行性,同时帮助客户实现产品设计优化,避免后续生产过程中出现产品无法交付的问题。另一方面,电子零部件制造业上游企业多是原材料生产企业、模具制造企业,规模较小,坐落比较零散,这需要企业具备较强的资源整合能力及优秀的供应链管理能力以保障生产的顺利进行。

企业可以为客户提供制造零部件所需精密模具的设计、开发。这种模式下,企业不仅可以充分利用模具“效益放大器”的特点增加收入来源和产品附加值,还可以节约模具的运输成本、减少损耗,提高产品的加工速度和精度。

企业需根据客户的个性化需求开发模具、生产产品,不同客户之间及同一客户的不同产品之间的模具参数和产品参数均存在较大差异。

企业完成模具开发后,需根据客户的产品订单安排生产,这就要求企业必须具备快速的订单响应能力。

由于3C 和汽车电子等下游行业的消费需求受经济发展、技术进步、产品功能多元化、消费者偏好等诸多因素影响保持稳定增长,因此,从长期来看,该行业不具有显著的周期性特点。

由于改革开放的次序性及精密制造在技术、人才、投资规模等方面的较高要求,我国的珠江三角洲、长江三角洲和环渤海地区已成为电子信息产业聚集地,这三大区域聚集了几乎所有国外著名电子信息企业以及大量国内相关电子企业。目前,以深圳为代表的珠江三角洲地区、以上海、昆山为代表的长江三角洲地区和以北京、天津为代表的环渤海地区已形成三大完善的移动通信终端产品产业聚集群。产业分布集中,一是利于 生产企业与配套企业形成互动优势;二是利于整体提升聚集地生产企业的生产、 研发及设计能力;三是利于整体提升制造企业的技术装备和设备配备水平,不断提高产品品质,适应市场需求和逐步增强出口能力,为产业发展创造可持续发展环境。同时也符合国家提出的发展产业聚集区、提高综合经济效益的发展思路。

细分的零部件子行业,因下游需求领域不同,不具有一致的季节性特征。3C 产品原先主要集中在每年春节、五一、十一及开学季销售,近年来随着线上销售渗透率的提升,“6.18”和 “11.11”等电商促销节日也会带来一波销量的增长,因此,每年第三、四季度是终端产品的销售旺季,而第一季度受春节假期产能停滞等因素影响,销售收入占比偏低。

一般在新款手机或车型上市初期,或者产品出现新的功能和新的结构时,其产品利润水平较高,导致上游产品往往有较高的利润空间。当原有的手机或车型逐步降价,客户为保证其利润水平会要求供应商相应降价,供应商的利润空间受到压缩。仅有部分具备较强研发能力的供应商能够持续参与客户新产品的开发,利润水平受影响较小。

精密电子零部件行业并不是垄断行业,从业者在拥有了一定的技术、资金和人脉后,往往会选择创业,从打工者变为老板,所以近几年行业内企业数量增长很快。根据研发实力、模具开发能力和产品精度等维度,精密电子零部件行业的参与者可以被分层。龙头企业由于先发优势,积累了丰富的模具开发经验,能与客户同步研发产品,有较强的议价能力;在客源稳定、技术高超和资金充足的前提下,逐渐扩大市场份额、做出区位优势;在规模效应的作用下,逐渐累积利润、做大做强。但是更多的企业还是集中在中低端产品市场,工艺水平较低,主要为终端二线品牌供应以外观件为主的塑料零部件,产品同质化现象严重,“价格战” 不仅会影响行业整体盈利水平,还有可能影响产品质量和持续研发投入。

原材料主要包括塑料、金属、电子元件等,材料成本占总成本的比重根据产品形状、功能、结构不同有所差异,原材料价格的波动对行业利润水平具有一定影响。未来随着行业内产品结构不断升级,技术含量提高,产品受原材料价格波动的影响将逐渐降低。

对于精密电子零部件制造,行业内多采用注塑成型的方法,为了保证注塑成型的精度,相应的模具设计和制造十分关键。为了提高产品附加值,一些技术先进的企业会采用 SMT 表面贴装技术,实现电子零部件的机械部件与电子部件功能的完美结合。另外,随着自动化技术的发展,全程在线检测可以保证较高的良率。当前精密电子零部件制造中有一些行业通用技术,只是各企业在实际操作中,由于模具精度、工艺流程、产品技术路线的不同会带来工艺技术和产品性能的显著差异,一项技术指标的改进有可能带来产品精度和稳定性的巨大进步。

随着电子技术微型化趋势的演进,下游产品对电子零部件的精度要求越来越 高,普通注塑成型的方法很难满足,必须采用精密注塑。从严格意义上来说,精 密注塑成型指的是通过注塑设备生产出来的塑胶制品的尺寸精度可以达到 0.01mm公差范围以内。一般精密注塑有两个判断的维度:一是产品本身的精度,二是使用的模具的精度和工艺的稳定性。要做好精密注塑,必须要通过成体系的生产线规划,实现原材料、注塑模具、注塑工艺和注塑设备方面的综合统效。

在精密注塑成型技术中,模具的设计和制造是衡量精度的重要指标。模具有 “工业之母”之称,其整体发展受国家层面重点关注,根据国家发改委《产业结构调整指导目录(2011)》,“精密模具(冲压模精度 ≤ 0.02 毫米,型腔模精度 ≤ 0.05 毫米)”被列为鼓励性行业。

根据中国模具工业协会《塑料模具技术路线图》,2010-2030 年,我国模具工 业将以重点突破塑料模具技术、环保制造模具技术、高品质外观塑料模具技术等行业基础和前沿技术为目标,以满足汽车、家用电器、消费电子、医疗器械等行业的中高端需求。《塑料模具技术路线图》基本规划如下:

近年来,在政策扶持和需求增长的推动下,国内模具行业已由以钳工为核心的粗放型作坊式经营,逐步过渡到以先进、精密工艺设备和行业标准为保障,以设计能力和加工技术为核心的集约型现代化经营方式,模具开发技术水平提升明显。模具开发已从原始的手工绘图转化为采用 2D/3D 软件进行设计,部分行业内实力较强的企业在 CAE 工艺设计、三维实体设计、有限元分析、无图化生产、高速高精度加工、数字化检测和信息化管理等方面已达到世界领先或先进水平。

随着人力成本的增加和行业内对产品精度要求的提高,自动化生产技术在行业中得到了越来越多的重视。目前在 3C 领域应用的自动化机器人主要有焊接机器人(电子及电气机械的焊接)、移动机器人(柔性搬运、传输)、装配机器人(电电气产品及其组件的装配)等。行业内许多企业在尝试搭建全自动生产线,一 方面为了提高产品质量和稳定性,另一方面可以把操作人员从繁重、危险的工作 环境中解放出来,既能提高生产效率,也能改善劳动生产率,具有显著的经济效 益。由于 3C 产品零部件尺寸小,仅在夹取、传送环节就需要用到灵活度很高且 定位准确的机械手,要在贴装、点胶、测试、裁切、分穴等各个环节实现全自动 作业,对于企业的设备研发实力和制程管控能力是艰巨的考验。

行业内产品检测大多采用线外抽检的方式,或线内单机检测。随着自动化技术的发展,自动技术与自动生产设备逐渐开始同步,以实现百分百在线检测。自动检测比较常见的是视觉识别技术,可以在线识别出有缺陷的产品。视觉识别又有二维和三维成像的差别,三维成像技术识别范围和精度会更高,目前在行业中还只有少量的应用。

随着手机摄像头的像素越来越高,手机摄像渐渐成为主流,摄像头的功能和性能也日益提高。为了让手机摄像头正常工作,手机摄像头对焦使用的音圈马达的精度和控制能力成为决定摄像头模组性能的核心指标。音圈马达的精度和运动能力与线圈有着密切的关系,线圈必须要按照需求严格生产,线圈的圈数、匝数、线与线之间的距离都有严格的要求。

绕线过程中企业一方面应保证电磁线匝数符合要求,另一方面要保证电磁线的受力相对均匀,防止绕线过程中电磁线被拉细或拉断,这对操作人员的技术要求极高。实际操作中,人工操作效率低下,人为误差也很难避免。这些隐患导致线圈的绕制正在向自动化方向发展。

近年来,随着手机终端追求轻薄化、智能化、高屏占比、高像素的趋势增强,手机光学领域对于所使用的精密零部件的性能、形态、集成度等都相应提出了更复杂的要求,例如单纯的注塑件已经无法满足通过不同材质实现性能集成的需要,因此出现了双色成型工艺。但是这种工艺成型难度大、对设备要求极高,行业主流厂商多选择价格高昂的国外品牌专用设备。

总体而言,精密电子零部件产品向以精密、复杂产品为代表的,与高效、高精工艺生产装备相配套的高新技术零部件产品方向发展;零部件生产向管理信息化、技术集成化、设备精良化、制造数字化、精细化、加工高速化、自动化和智能控制及绿色制造方向发展。

为了推动我国精密模具和精密电子零部件行业发展,政府部门制定了多项鼓励政策。国家在“十三五”期间及中长期发展战略规划中大力鼓励发展精密模具和精密电子零部件产业,为行业的持续快速发展提供了有力的政策支持。

近年来,全球发达国家的汽车、3C等厂商为了降低成本,纷纷将制造工厂向中国转移,同时在全球进行采购。对于国内企业来说,一方面可以借制造业转移的机会学习国外的管理经验和先进技术,另一方面也可以借国际厂商全球化采购的机会争取更多的市场份额。在积极承接国际产业转移的推动下,我国在珠三角、长三角、环渤海地区形成了产业链完整和配套完善的产业聚集区,人才、技术和投资规模都比较集中,有利于生产企业与配套企业之间的互动。

近年来随着中国经济迅速增长,国内消费结构升级,手机、汽车等消费市场扩展迅速。3C设备未来的发展趋势是速度越来越快、容量越来越大、能耗越来越低、体积越来越小、成本越来越低,这需要集成了更多功能的精密电子零部件来支持轻薄化、轻量化电子设备的研发生产,随着相关制造产业能力大幅提升,精密电子零部件将被用在更多新兴行业中,如航空航天、智能装备、轨道交通等。当前我国已发展成为世界电子产业的制造基地,产业链的完善使得技术发展十分迅速,下游终端市场的需求扩展和技术迭代将促进精密电子零部件行业的持续快 速发展。

国家政策的大力支持和国际制造业转移为国内企业创造了良好的发展环境,部分企业抓住这一机会,通过引进吸收和自主创新等方式大力提升自身的技术水平。目前,行业内的部分骨干企业已能够在某些产品领域与国际同行充分竞争,并能够成功进入世界五百强企业的供应商体系。传感技术、自动化技术、人工智能等技术的成熟,推动了业内厂商生产技术水平的提高,其产品精度和稳定性在不断提升。

国内的精密模具设计等相关学科普及较晚,所能提供的科研人才和专业技术人才较为匮乏,是制约国内精密电子零部件企业做精做强、提升核心竞争力和参与国际竞争的主要障碍之一。尽管国内企业通过外部引进和内部培养的方式储备了一定规模的上述人才,使专业人才紧缺的现象得到了一定程度的改善,但仍不能满足国内市场快速发展带来的人才需求。

行业内多使用日系、德系的设备来提高产品精度,例如模具制造过程中的线切割、电火花机,零部件生产过程中的高精密冲压设备,检测过程中的三次元检测仪、AOI 测量仪等,这些领域进口设备的单价一般都在人民币百万元以上。另外,设备的具体工作机制和性能还需要根据客户产品更新换代的需求不断调整,企业在设备升级和维护上也需要投入大量成本。

国内企业大多以来或来样加工为主,与客户同步开发及自主创新能力较弱。 随着下游终端产品的功能越来越复杂、精度越来越高、更新速度越来越快,传统的来图或来样加工模式已逐渐无法满足客户对于产品更新的需求,这就要求企业与客户能同步进行产品开发,共同制定产品方案及具体的技术参数,共同进行产品创新。

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