“全面屏”空间寸土寸金,天线小型化无法避免。2017 年全面屏在手机中的渗透率大约在 8%左右,出货量大约在 1.1 亿到 1.3 亿只。随着全面屏在旗舰机上的运用成功,预计全面屏将由高端机型逐步向中端机和低端机型渗透,未来 5 年有望成为智能机(1000 元及以上)的标配。2018 到 2020 年全面屏的渗透率有望从 44%增加到 80%以上,到 2020 年全面屏手机的出货量有望达到 10 亿只,未来四年的年复合增长率预计会超过 100%。随着屏幕占比提高+传感器数量增多,手机内部空间愈加紧张,天线的设计难度明显增大。从功能机到智能机,手机的天线工艺经历了弹片式→ FPC→LDS 的变化,大体来说这是受对手机空间利用率要求的提高而不断演进的。以 iPhone X 为例,为了实现 Face ID、AR 增强现实这些功能,iPhone X 相较于上一代产品增加了更多的传感器,狭小的上沿空间内塞进了多达八颗传感器和元件,包括:扬声器、麦克风、700 万像素前置镜头、点阵投影器、环境光感应器、距离传感器、泛光感应元件、红外镜头。如何在智能设备内部预留出足够的“净空”以满足无线信号发射的需求对于设计者来说是个很大的难题。
另外,随无线网络通信向 5G 升级,高速、大容量、高频应用将越来越多,通信频率将不断提升。根据规划,未来无线网络通信升级将分为两个阶段,第一阶段是在 2020 年前将通信频率提升至 6GHz,第二阶段是在 2020 年后进一步提升至 30Ghz-60Ghz,传统 PI 软板由于其传输损耗严重,不再适应未来天线信号对高频、高速发射的需求。
iPhone X 首次使用 LCP 天线,用于提高天线的高频高速性能并减小空间占用,ASP 提升约 20 倍。根据专业人士拆解发现, iPhone X 中使用了 2 个 LCP 天线, iPhone 8/8Plus 亦使用 1 个局部基于 LCP 软板的天线模组,均用于提高终端天线的高频高速性能,减小组件的空间占用。据业界估算,iPhone X 的单根 LCP 天线价值约为 4-5 美元,两根合计 8-10 美元,而 iPhone 7 上所采用的 PI 天线 ASP 约为 0.4 美元,从 LCP 天线将单机价值提升了约 20 倍。传统同轴电缆传输损耗小,可用于高频信号传输,但其体积过大,在智能设备天线数量越来越多的今天无法满足终端厂商设计要求。LCP 软板体积只有传统同轴电缆的 65%,用 LCP 软板替代可以为手机电池等组件节约大量空间。且 LCP 软板在做到体积减小的同时保证了极低的传输损耗,能给手机内部空间带来更高的利用率。
参考观研天下发布《2018年中国天线行业分析报告-市场运营态势与发展趋势预测》
相比于传统的以 PI 作为绝缘基材的 FPC,LCP 材料拥有众多特性使其更适合作为天线的基本材料。(1)更低的介电常数,阻抗带宽较宽,无明显表面波;(2)损耗正切角小较小(0.002-0.0045),因此电介质在单位时间内每单位体积中将电能转化为热能(以发热形式)而消耗的能量小;(3)操作频带范围宽(操作频段<100GHz),在 5G 高频的毫米波段下,LCP 能稳定工作;(4)优异的低吸水性(吸水率<0.004%),使其相对介电常数和损耗正切角在各种环境下保持稳定;(5)热可塑性,可无需额外黏合层而实现叠层。而 PI 基材的介电常数相对较大,操作频带范围窄,高频传输损耗严重,已无法适应未来数据传输高频高速的趋势。因此未来 LCP 天线极有可能实现现有天线产品的全面替代。
受益于 iPhone 中 LCP 天线投入使用,LCP 天线在 LCP 软板中率先开始增长。在 2017 年推出 iPhone X 之后,业界普遍预计 2018 年苹果将推出三款 iPhone,其中两款采用 OLED 屏,一款采用 LCD 屏。我们根据收集的资料进行对 iPhone 的 LCP 天线市场进行了简单的测算。预测 2017 年、2018 年、2019 年 iPhone 手机 LCP 天线市场规模将分别达到 3.75 亿美元、11.28 亿美元以及 19.8 亿美元。
由于 iPhone 产生示范效应,我们可以合理推测其他安卓厂商将陆续跟进,手机 LCP 天线市场有望迎来爆发。参照同为 iPhone 首创功能指纹识别的渗透率趋势为基础,对 LCP 天线渗透率进行合理估计并对整个手机市场的 LCP 天线规模进行了进一步测算。
除智能手机外, LCP 天线将应用于各种智能设备,其将成为 FPC 新增长点,全球 FPC 市场进一步扩容。目前苹果已开始与 FPC 制造商嘉联益合作设计新的 MacBook 笔记本电脑,以提高其空间利用率以及提高其内部数据传输能力。LCP(液晶聚合物)电路板可能是候选技术之一,因为它可以确保苹果平稳过渡到传输数据速度更快的 USB 3.2 和下一代 Thunderbolt 接口。iPhone X 还在 3D sensing 摄像头中使用了 LCP 软板技术以提供高速、低延迟的数据传输。因此 LCP 软板的应用不仅仅只在手机天线,未来在摄像头软板、笔记本电脑高速传输线、智能手表天线等对其也有更多需求。
另外,近来金属机壳大厂可成科技旗下子公司可耀科技斥资 11.27 亿元新台币,出手认购近 3 万张 FPC 大厂嘉联益现增股,相当于该笔现增的 40%,可成持股将拉升至 7.42%,跃居嘉联益第一大单一股东。可成参与嘉联益本次增资案,寻求强强结合并进一步合作开发,可提高其在机壳设计和生产的有效性。我们可以将其解读为上游零部件厂商在 LCP 天线方面的提前布局,从而提高天线的设计效率及应用可靠性。由此可见 LCP 天线必然是各大厂商下一块最激烈的战场。
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