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    機床網
    折疊屏手機行業專題分析:創新驅動,需求爆發
    2022-05-03 19:18:03

    折疊屏手機:頭部廠商競相布局,市場空間廣闊

    隨著智能手機功能創新的收窄,形態上的創新開始成為各大廠商關注的重點。自 2018 年以來,折疊屏手機累計發布機型數量已經超過 20 款,尤其是 2021 年下半年以來,隨 著供應鏈逐步成熟,新機型的數量也明顯增多,國內廠商的參與程度也在加深。從具體 的形態上來看,折疊屏手機分為縱向折疊和橫向折疊兩種類型,一方面較傳統直板手機 更具質感;另一方面也在大屏和便攜性上面取得了更好的平衡,更為實用。對于廠商來 講,折疊屏手機是在智能手機存量市場中取得增量的重要手段,尤其是在國內品牌向高 端市場邁進的過程中,折疊屏手機是一個很好的取得差異化競爭力的契機;而對于消費 者來講,折疊屏手機是真正能夠在使用體驗上帶來直接改變的創新,較過去長期以來的 智能手機市場的微創新有著明顯的提升,從銷量上也反映出了消費者的認可程度。


    2021 年全球折疊屏手機銷量達到 710 萬部,同比增速超過 270%。隨著折疊屏手機產 品的迭代和各大廠商新機的發布,全球折疊屏手機出貨量在 2021 年迎來了高增長,中 國市場的出貨量也達到了 110 萬臺。這其中,全球市場仍以三星為主導,2021 年三星 折疊屏手機的全球市場份額達到了 83%,Galaxy Z 系列的產品經過三代產品的迭代, 無論是技術層面還是品牌層面都有著更強的實力,Galaxy Z Flip 3 和 Galaxy Z Fold 3 在所有機型中也穩居銷量前兩名。此外,華為的產品在中國市場有著更高的認可度,2021 年華為折疊屏手機在中國市場的份額達到了 49.3%,小米、OPPO 分別為 13.2%和 6.1%。

    隨著手機不斷迭代更新,屏幕尺寸與屏占比趨向提升。過去多年以來智能手機的屏幕大 小都處于上升的趨勢,但目前部分主流機型尺寸大小接近 7 英寸,已接近單手所持上限 尺寸,因此折疊屏的出現能夠有效平衡屏幕尺寸和便攜性的問題。在折疊屏用戶調研反 饋中,大屏的使用體驗和便攜性也成為了關注的重點。此外,更為高端的定位和差異化 的外觀也是用戶選擇折疊屏手機的重要因素。從用戶需求端來看,折疊屏作為近年來智 能手機領域的重要創新,能夠有效解決需求方面的痛點,而并非單純的外觀變化。

    對于廠商來講,折疊屏是競爭高端市場的重要手段。2021 年全球高端(批發平均售價 超過 400 美元)智能手機市場銷量同比增長 24%,遠高于市場整體的銷量增速。頭部 廠商均把高端化視為重要的戰略目標,尤其是在華為的份額下滑后,也給國內其他廠商 讓出了更多的空間。由于智能手機的創新節奏在近兩年明顯放緩,因此在品牌力不足的 情況下,國內廠商在高端市場難以通過差異化的硬件配置來獲取競爭優勢。2021 年小 米、OPPO、vivo、榮耀在全球高端市場中的份額都在 5%及以下的水平,較 2020 年并 沒有特別明顯的進步,反觀蘋果則成為最大贏家。折疊屏手機目前無論是技術層面還是 出貨量規模都處于相對早期的階段,為高端領域的競爭帶來了差異化的可能性,因此也 成為了各大手機廠商戰略布局的重點。


    無論是從下游消費的角度,還是上游廠商的角度來說,折疊屏手機都可能成為未來智能 手機市場的重要組成部分。IDC 預測到 2025 年全球折疊屏手機的出貨量將達到 2700 萬臺以上,Canalys 則預測到 2024 年全球折疊屏手機的出貨量將達到 3000 萬臺以上, 相較于 2021 年的銷量都將有數倍的增長。隨著產品的迭代和供應鏈的成熟,折疊屏手 機的使用體驗和價格也將改善,將有效推動其滲透率提升。


    限制折疊屏滲透率提升的兩個重要因素分別為價格和使用體驗。首先從價格方面來看, 近幾年雖然高端市場占比有所提升,但提升幅度相對有限,在全球市場中的占比仍然較 低,尤其是折疊屏手機所處的超高端市場(>800 美元),總量相對有限。

    而從用戶使用體驗角度來看,由于迭代次數較少,當前市場已有的產品仍不能完全滿足 用戶的需求,尤其是對于屏幕方面,折痕問題依舊是用戶關注的焦點。此外,軟件的適 配,以及手機厚度和散熱的平衡問題同樣未能得到充分的解決。

    國內廠商大力布局,折疊屏手機價格和使用體驗逐步改善。2021 年以來,OPPO、榮耀、 vivo 等國內廠商開始相繼推出首款折疊屏手機,價格帶也明顯開始下移,并且隨著產品 迭代次數的增加,在折痕問題上已經較早期產品有了明顯的改善。

    鉸鏈和屏幕:既是增量成本,也是關鍵技術

    從折疊屏的成本對比來看,鉸鏈和屏幕是最大的增量。相較于普通智能手機而言,折疊 屏手機的難點在于實現轉動的鉸鏈部件和能夠折疊的柔性屏幕,這兩者的搭配決定了手 機的使用體驗。而從成本端來看,鉸鏈作為增量部件,因其大量的研發投入、復雜的工 藝設計以及相對有限的產能,現階段價格還處于較高水平,例如近期發布的 OPPO Find N 鉸鏈成本高達 800 元,vivo X Fold 鉸鏈成本超過 1200 元,榮耀 Magic V 鉸鏈成本超 過 600 元。屏幕方面,可折疊 OLED 屏幕在設計上較普通柔性 OLED 屏幕要求更高, 需保證耐用性和易用性,受限于材料和良率,因此現階段成本同樣較高。

    鉸鏈:設計復雜,材料創新與結構創新并行

    鉸鏈等機械結構影響折疊屏手機的開合及折痕控制,而目前主流的折疊屏鉸鏈分為 U 型 鉸鏈和水滴鉸鏈。U 型鉸鏈結構相對簡單且成本較低,但是由于彎折半徑較小,屏幕在 打開時容易出現折痕問題;水滴形鉸鏈結構相對復雜,不但要保證較大的彎折半徑,從 而減小折痕問題,還要保證屏幕在折疊狀態時呈現處無縫的效果。由于在使用體驗上更 為出色,近年來我國各大廠商均采用了水滴形的鉸鏈設計,例如 OPPO Find N、vivo X Fold、榮耀 Magic V 等。同時,在手機廠商和上游供應鏈廠商共同推動之下,我國鉸鏈 專利申請數量快速增長,有望進一步推動技術和成本的改善。

    區別于內折方案,華為最新發布的 Mate Xs 2 則再次采用了外折的方案,搭載雙旋鷹翼 鉸鏈,旨在解決屏幕折痕問題。從使用的角度看,外折方案的優點在于屏幕彎曲時的曲 率半徑更大,從而使得折痕更小;同時相較于內折方案去掉了一塊屏幕,因此手機的厚 度可以更薄,成本也可以更低。但外折方案也存在一些難以解決的問題,比如整塊屏幕 暴露在外,容易產生劃痕或者損壞等問題;日常使用時,由于在折疊狀態下只有一半屏 幕處于點亮狀態,“兩塊屏幕”使用時間存在差距,長期使用下來可能會產生燒屏問題。

    折疊屏鉸鏈需要完成精密限位、阻尼保護以及多次開合等復雜功能,零部件多,組裝復 雜,且耐久性也有較高的要求,因此從選材和制造工藝上來看,其涵蓋了多種精密結構 件的加工和裝配。例如華為 MATE X2 采用了鋯基液態金屬,同時加入了碳纖維復合材 料;OPPO Find N 采用了 136 個零部件,單個零件加工精度最高達 0.01 mm;榮耀 Magic V 鉸鏈包含了 213 個高精零器件,材質使用的是三重航天級用材,具備高硬度且 不易磨損,同時還具備一定的抗腐蝕能力;vivo X Fold 鉸鏈包含 174 個零部件,使用了 鈦合金、鋯合金、碳纖維等六重航空材料。由于零組件多且精密度要求較高,因此鉸鏈 的組裝難度也較大,良率和產能也相對較低。

    MIM 和液態金屬工藝是實現高性能鉸鏈的關鍵加工技術。鉸鏈的生產制造程序復雜,并 且需要金屬注射成型(MIM)以及液態金屬等新工藝,相較于傳統計算機數字控制機床 (CNC)工藝來講,MIM 和液態金屬工藝更適合于制造三維結構復雜、精度要求高的超 小件產品,在批量生產時更具備成本和效率上的優勢。MIM 和液態金屬之間的差異在于, 液態金屬可以生產超高硬度,更耐磨的金屬件,性能優于 MIM 產品,但成本也相對較 高,且后續機加工難度較大??紤]到成本和性能的平衡問題,一般會使用多種工藝。

    隨著折疊屏手機景氣度的不斷提升,國內終端廠商及上游供應鏈廠商均在鉸鏈技術方面 進行布局。精研科技作為國內領先的 MIM 廠商,具備鉸鏈所需零部件的研發和量產能 力,已經向頭部品牌客戶的多款折疊屏手機批量供貨,同時也在進行模組方面的研發工 作,在國內廠商中處于相對領先的水平;宜安科技則擁有全球最大的鋯基液態金屬生產 線,相關產品已經在鉸鏈結構中的得到批量應用。此外,東睦股份、長盈精密等公司也 均在這一領域進行研發投入。隨著國內上下游廠商的深度合作,折疊屏鉸鏈也有望在走 向成熟的過程中降低成本,從而更好的推動終端產品的滲透率提升。

    屏幕:可折疊 OLED 逐漸成熟,成本有望持續下降

    從技術的角度來看,折疊屏手機主要采用柔性 OLED 屏幕,但區別在于為了獲得更好的 可折疊性,對于屏幕所使用的材質以及厚度有了更高的要求。無論是 U 型還是水滴型, 折疊屏在彎折過程中均會在彎折處產生較大的應力集中,這種情況會導致屏幕中相鄰膜 層之間分離斷裂(層與層之間用膠粘合在一起),發生斷裂,最終損壞。那么為了降低這 種彎曲應力或者是屏幕內層與層之間的剪切應力,首先是屏幕的整體厚度需要減薄,同 時還要通過一些設計來保證屏幕中的關鍵功能層(比如觸控層、發光層等)處于應力的 中性層。因此,折疊屏手機屏幕的設計在結構和材料上均需要一些新的設計。

    具體來看,在前蓋板上,傳統智能手機的蓋板玻璃一般不具備可折疊性,而折疊屏手機 通常會采用 CPI(透明聚酰亞胺薄膜)或 UTG(超薄柔性玻璃)方案;偏光片方面,傳 統偏光片采用多層膜結構,厚度較大,在彎折半徑較小的情況下,所受的應力較大,因 此在折疊屏中偏光片厚度需要大幅度減薄;觸控模組方面,傳統顯示屏廣泛使用 ITO(氧 化銦錫)作為電極材料,但由于 ITO 材料較硬且易碎,可折疊 OLED 的觸控電極材料 通常使用 Metal Mesh(金屬網格)技術方案替代,其具備更好的彎折特性;此外,為保 證折疊屏在彎折過程中功能膜受力更小,OCA 光學膠也必須具備更高的剪切應變能力。

    集成度更高的 on-cell 觸控方案和 COE 技術讓屏幕變的更薄。在摩托羅拉 Razr 折疊屏 的屏幕設計中,采用了集成度更高的 on-cell 觸控方案,能夠將超薄的觸控電極與顯示 功能層結合在一起,從而去除了基底材料以及 OCA 粘結劑的使用,使得整體厚度較傳 統方案降低了 10%。三星的 Y-OCTA 技術移除了薄膜基材,讓觸控電路直接圖案化在 薄膜封裝層之上,不再需要單獨的觸控層,如此簡化了 OLED 屏幕的堆疊結構。此外, 采用 COE(Color On Encapsulation)技術,通過在 OLED 封裝上制作彩膜的方式來取 消掉原有的偏光片,從而也可以進一步的降低 OLED 面板的厚度和提高器件的可撓曲 程度,在三星 Galaxy Z Fold 3 上已經開始采用該項技術。

    從成本的角度來看,影響可折疊 OLED 屏幕成本的主要因素是蓋板材料和良率等問題。 一般柔性屏價格大約在 80 美元或更低,而同尺寸手機屏幕的折疊屏價格在 150-250 美 元左右,其原因一方面是折疊屏手機使用的 UTG 玻璃成本相對較高,一般可能會達到 25-40 美元/片,遠高于普通智能手機蓋板價格;另一方面,一般用于智能手機的柔性 OLED 屏幕的制程良率在 80%左右,但是同尺寸可折疊 OLED 屏幕的制程良率僅在 65% 左右,主要原因在于更復雜的封裝工藝和模組方案。

    UTG 可能會成為未來趨勢。為了保證良好的彎折性,折疊屏手機舍棄了傳統的玻璃蓋 板,而采用 CPI(透明聚酰亞胺)或 UTG(超薄柔性玻璃)作為蓋板材料。從性能上看, CPI 在耐久性和折疊性能上具有優勢,但存在容易產生折痕、易刮花、耐熱度較低、觸 摸感不佳等缺陷;而玻璃材質的 UTG 雖然成本更高,但在透光性、硬度、耐磨耐熱性 等方面表現更好,近年來隨著技術逐步走向成熟,應用也越來越廣。從目前市場動向來 看,三星折疊屏手機前蓋板已經由搭載 CPI 全部轉為 UTG 材質,預計在 2022-2025 年 間,UTG 滲透率將穩定在 70%左右。若 UTG 的成本持續下降,其滲透率仍將提升。

    目前在超薄柔性玻璃 UTG 蓋板產業鏈中,UTG 的成型與后續加工企業多是分開的。上游由全球顯示玻璃制造巨頭壟斷,如德國肖特(SCHOTT)、美國康寧(CORNING)和 日本電氣硝子(NEG),他們通過溢流熔融法、狹縫下拉法等核心成型技術制造出能夠 用應用于折疊手機的 UTG 原片;而后由中游公司負責切割、強化(或薄化)等加工操 作,如三星使用的韓國 DowooInsys 和 eCONY;最終交付給下游面板廠商三星、京東 方等使用,生產出的柔性顯示面板被應用在折疊智能手機等領域。國內 UTG 中游加工 企業的規劃產能已超數千萬片,且未來仍在持續增加,大部分 UTG 中游加工企業如凱 盛科技、長信科技等都已向面板廠及終端送樣并處在小規模量產階段。

    未來趨勢:柔性顯示技術拓寬使用場景

    蘋果一直在持續累積折疊屏手機專利,自 2016 年蘋果第一次申請專利開始,幾乎每年 都有新的折疊屏手機相關專利被曝光,2017 年,蘋果擁有了可折疊顯示屏專利;2018 年蘋果又擁有了一項有柔性鉸鏈的可折疊 iPhone 專利;2020 年,蘋果首款折疊屏 iPhone 外觀設計被露出。作為高端市場的龍頭廠商,蘋果的品牌力和消費群體或將折疊 屏產品帶到一個新的高度,也將推動整個行業更快速的發展。

    除了手機產品之外,折疊的概念也被應用到了其他領域,例如聯想發布的全球首款折疊 屏筆記本電腦 ThinkPad X1 Fold,華碩也發布了 Zenbook 17 Fold。折疊屏的應用場景 開始逐漸走向手機以外的其他領域,或將推動整個產業鏈更快速的發展。


    從柔性屏的發展趨勢來看,卷曲和滑移或將成為下一代柔性顯示的主流形態,但卷曲形 態的開發難度遠大于折疊形態,對模組材料和驅動層設計均有挑戰。實際的產品應用方 面,2021 年 OPPO 已經發布了首款卷軸屏概念機 OPPO X 2021,其厚度和折痕相較 于折疊屏更小,同時三星等其他廠商也在該領域有所布局。終端設備創新的步伐仍未停 止,技術進步和下游市場需求的更新都將促進行業涌現出更多細分的投資機會。


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