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负责监测宏观经济和社会发展态势,承担预测预警和信息引导的责任;
承担规划重大建设项目和生产力布局的责任,拟订全社会固定资产投资总规模和投资结构的调控目标、政策及措施;
起草国民经济和社会发展、经济体制改革和对外开放的有关法律法规草案,制定部门规章。
工业和信息化部负责制定并组织实施工业、通信业的行业规划、计划和产业政策;
制定工业行业规划,指导行业技术法规和行业标准的拟订;
拟订行业技术规范和标准并组织实施,指导行业质量管理工作。
(2)行业自律性组织
行业的自律性组织为中国电子材料行业协会及其下属的电子锡焊料材料分会。
中国电子材料行业协会是在原电子工业部的领导和组织下于1991年成立的,是由从事电子材料行业相关的企事业单位和社会组织自愿结成的全国性、行业性社会团体,是非营利性社会组织,主要职责为进行电子材料相关行业调查,掌握了解行业状况,积极向政府提出制(修)订行业发展规划、经济技术政策、经济立法等方面的咨询意见和建议,并参与有关活动;
及时向有关部门和会员单位提供电子材料行业相关信息咨询等服务,包括行业情况、市场趋势、经济运行预测等信息,依照有关规定,建立信息网络,出版信息刊物,开展技术、经济、管理、市场等咨询与培训服务工作等。
中国电子材料协会电子锡焊料材料分会是由全国范围内与电子锡焊料生产企业(公司)、单位组成的国内非营利性社会团体,具有法人资格,分会经国家民政部批准设立,并受中国电子材料行业协会的领导、管理、监督和业务指导。
2、行业相关标准
本行业的国家标准和行业标准如下表所示:
3、行业主要法律法规、相关政策
(1)行业主要法律法规
行业相关的法律法规包括《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国产品质量法》、《中华人民共和国标准化法》、《电器电子产品有害物质限制使用管理办法》等。
(2)行业主要政策
行业相关的产业政策具体如下:
二、行业概况
1、焊接概览
焊接是一种在一定温度条件或压力下通过充填或不充填第三种材料将两个同种材料或不同材料的部件连接起来的工艺技术。
焊接技术是一门涉及到焊接材料、焊接设备、焊接工艺等多个领域的综合技术。
焊接技术随着现代制造的发展,陆续出现了熔焊、压焊和钎焊等多种焊接技术。
熔焊是通过设置高于焊接件以及焊料的熔化温度,将焊接件、黑色金属焊料熔化后形成冶金结合,主要用于中大型钢、铁等黑色金属的连接。
压焊是通过施加压力而非焊料的方式,使钢、铁等金属焊接件的原子相互结合。
钎焊则是在焊接过程中通过熔化有色金属焊料而非焊接件后利用液态的焊料填充接头间隙,使得焊接件能够紧密结合,可实现同种金属、异种金属的互联。
相比于熔焊、压焊,钎焊主要应用于小型、精密、复杂的设备或产品。
根据焊料熔化温度的不同可以分为硬钎焊料(450度以上)、软钎焊料(450度以下)。
其中,硬钎焊料分为银钎料、铜基钎料、铝基钎料、镍基钎料、锰基钎料等,多用于航天、航空领域中小型器件的焊接;
软钎焊料分为锡基钎料、铟基钎料、铅基钎料、锌基钎料,主要用于电子工业中元器件的焊接。
在电子信息产业快速发展背景下,钎焊技术已拓展到生产制造各个领域,尤其是以锡合金为基础的锡膏、焊锡丝、焊锡条等微电子焊接材料得以广泛应用。
2、微电子焊接材料发展概览
随着近代电子制造产业的发展,电子器件的互联和组装经历了从手工电烙铁到自动化波峰焊,再到表面贴装技术回流焊的应用发展历程。
微电子焊接材料作为电子材料行业的重要基础材料之一,用途极为广泛,是各个国家优先开发的一种重要电子材料。
就组成成分而言,微电子焊接材料已由传统的锡铅合金电子焊接材料发展为低温焊料(锡铋系合金、锡铟系合金)、中温焊料(锡锌系合金、锡铜系合金、锡银铜系合金)以及高温焊料(锡锑系合金、锡金系合金)等多系列的合金焊料。
就使用形态而言,微电子焊接材料为了满足SMT技术的发展,在焊锡条、焊锡丝等应用形态基础上逐步延伸出锡膏(即焊锡合金粉+助焊膏)形态。
随着电子材料行业持续快速发展以及下游电子器件逐渐向小型化、轻薄化的方向发展,微电子焊接技术也在不断拓展,尤其是回流焊技术的广泛应用,带来的是锡膏产品在微电子焊接材料中的比重逐步提升。
为满足电子元器件的精细化趋势,SMT的组装密度越来越高,与之相关微电子焊接材料的产品配方技术、工艺制备技术的研发难度快速上升,加之产品制备工艺技术过程逐渐趋于环保,因此未来精细化、绿色化、低温化的锡膏产品的研发将是行业重点研发方向。
3、微电子焊接材料行业产业链
微电子焊接材料的产业链上游主要是有色金属冶炼行业、化工行业;
下游应用领域广泛,电子制造过程中的电子装联环节均要用到微电子焊接材料,微电子焊接材料具有“小产品、大市场”的特点。
具体如下图所示:
三、行业市场容量
1、行业市场规模
微电子焊接材料行业与国家的宏观经济环境和电子信息产业的发展密切相关,属于电子材料行业里的一个重要分支。
近年来,我国电子信息产业的快速发展带动了微电子焊接材料市场需求的持续增长。
根据中国电子材料行业协会电子锡焊料材料分会出版的《锡焊料》月刊《我国电子锡焊料行业的现状和发展》数据显示,我国电子锡焊料产量由2015年的12.80万吨增至2019年的15.00万吨,期间年复合增速为4.04%。
在电子元器件发展日渐轻薄智能的发展趋势下,行业企业相继引进SMT自动化制程,使得锡膏市场呈逐步增长态势。
我国锡膏产量由2015年的1.29万吨增至2019年的1.60万吨,期间年复合增速达5.53%,而焊锡丝及焊锡条的产量则较为稳定,由2015年的10.59万吨变为2019年的10.88万吨。
2、行业应用环节发展状况
(1)PCBA制程的发展
PCBA制程是以PCB板为载体,经回流焊、波峰焊、局部焊接等工艺环节进而将集成电路、电子元器件(如晶体管、电阻、电容等)等组装至PCB板上,PCBA制程的完成很大程度上依赖于作为载体的PCB板的性能、参数、工艺水平等。
据Prismark数据显示,2019年全球PCB产值达613.42亿美元,其中中国大陆PCB产值337亿美元,占据全球PCB产值的54.93%。
预计随着5G、AI、物联网等高端应用市场需求的持续增长,2023年全球PCB产值规模将达748.13亿美元,2019-2023年复合增长率达5.09%。
(2)精密结构件连接的发展
精密结构件是电子信息产业终端应用产品的重要组成部分,精密结构件连接已由传统的铆接、粘接等连接方式逐渐转化为采用锡膏的焊接方式,成为微电子焊接材料的重要应用环节。
如手机结构件中的按键、天线、扬声器以及散热器的铜管、鳍片等,这些器件目前均采用锡膏完成焊接,其优点在于焊接效率高、焊接强度高以及具有优越的导电、导热性能。
未来,随着电子器件的小型化、轻薄化及低成本化发展,精密焊接应用领域将会越发广泛,也将助推微电子焊接材料的应用和发展。
(3)半导体封装的发展
半导体封装是半导体生产流程中的重要一环,主要工序包括磨片、划片、装片、焊接、包封、切筋、电镀、打印、成型、测试、包装等。
半导体封装环节中需使用到微电子焊接材料包括锡膏、焊锡丝及焊锡条等,其中锡膏主要用于芯片、框架、跳线等的焊接,焊锡丝用于芯片与框架的熔焊,而焊锡条则用于引脚电镀。
近年来半导体封装市场快速发展,根据SEMI、TechSearch发布的《全球半导体封装材料市场展望》预测报告,全球半导体封装材料市场将从2019年的176亿美元增长至2024年的208亿美元,复合年增长率为3.40%。
3、下游行业发展状况
微电子焊接材料终端应用领域覆盖消费电子、LED、智能家电、通信、计算机、工业控制、光伏、汽车电子、安防等多个行业的电子制造服务过程,各领域市场发展状况具体如下:
(1)消费电子:
智能手机行业
智能手机市场是微电子焊接材料重要的应用市场。
据IDC数据显示,近几年全球智能手机出货量总体保持较快的增长态势,由2010年的3.05亿台增至2019年的13.71亿台,年复合增速达18.18%。
在通信技术快速发展应用的推动下,未来几年智能手机仍将呈增长态势,预计2024年将达14.7亿台。
(2)消费电子:
可穿戴设备行业
可穿戴设备主要包括智能眼镜、智能手表、无线耳机等,可应用于娱乐、运动、健康、医疗等诸多场景或领域。
当前可穿戴设备已成为继智能手机、平板电脑之后迅速兴起的消费类电子器件。
谷歌、微软、苹果、三星、索尼等国际设备生产商,华为、腾讯、小米等国内科技企业纷纷布局可穿戴设备领域,市场正处于高速发展阶段,可穿戴设备市场的快速增长为微电子焊接材料的市场发展提供重要助力。
据IDC数据显示,2019年全球智能穿戴设备出货量为3.37亿台,同比增长89.30%,2024年预计将增长至5.27亿台。
(3)LED行业
微电子焊接材料是LED显示和照明等产品装联的重要材料之一。
近年来,受益于政策扶持,我国LED行业产值快速增长,我国已成为全球LED最大的生产基地。
据GGII数据显示,2018年我国LED行业总体市场规模为7,665亿元。
(4)智能家电行业
智能家电作为微电子焊接材料的重要应用领域,市场空间巨大,而且未来智能电器消费升级换代将带动微电子焊接材料的需求增长。
据国家统计局及工信部数据显示,近年来我国智能家电产品保持稳步增长态势,其中2019年我国冰箱、洗衣机及空调产量分别达到7,904.30万台、7,433.00万台和21,866.20万台。
(5)通信行业
据工信部统计数据显示,2018年全国移动通信基站总数达648万个,其中4G总数达到372万个;
2019年,受物联网业务高速增长、基站需求增大等因素影响,移动通信基站总数增至841万个。
同时,我国积极推进5G网络部署,截至2020年10月,我国累计开通5G基站达69万个,连接用户数超1.6亿。
伴随着5G时代的到来,移动通信基站的建设带动微电子焊接材料需求的提升。
(6)计算机行业
计算机、平板电脑是微电子焊接材料的重要应用领域。
据IDC数据显示,2019年全球计算设备出货量为4.08亿台,其中台式电脑、笔记本电脑、可变形平板及平板电脑的出货量分别为0.94亿台、0.75亿台、0.51亿台及1.07亿台。
(7)工业控制行业
微电子焊接材料还大量应用于工业机器人、工业监控系统、工业检测仪中的电路控制板。
随着工业自动化、智能化的发展,工业控制产业的市场规模快速增长。
根据赛迪顾问发布的数据显示,2019年我国工业控制产业市场规模达到3,465.5亿元,同比增长10.20%。
未来下游工业智能化进程的加快将有效带动微电子焊接材料需求的增长。
(8)光伏行业
微电子焊接材料是光伏行业太阳能电池板等产品的基础焊接材料。
自20世纪90年代以来,出于节能环保、可持续发展等因素,光伏行业得到了快速发展。
据TRENA、EPIA数据显示,全球光伏累计装机容量由2008年的15GW增至2019年的602.5GW,年复合增速达39.90%。
(9)汽车电子行业
随着汽车智能化程度日益提高,汽车车载显示、LED照明和车用传感器等方面的使用需求也在逐渐增加,带动了微电子焊接材料市场需求的提升。
根据赛迪智库《2020年中国汽车电子产业发展形势展望》数据,预计我国汽车电子行业规模将由2017年的5,515亿元增至2022年的9,783亿元,年复合增速为12.15%。
(10)安防行业
安防类产品及内部元器件往往涉及到不同部件之间的焊接,而这一系列焊接需要大量使用微电子焊接材料。
据《中国安防》数据显示,2019年我国安防行业总收入达7,562亿元,同比增长9.59%,2010-2019年均复合增长率达13.87%。
四、行业发展趋势
1、产品的精细化、绿色化、低温化
伴随着电子元器件小型化、轻薄化、低成本化以及工业生产日趋环保化的发展趋势,下游终端应用领域对微电子焊接材料的性能、工艺等提出了更高的要求,促进了微电子焊接材料核心技术向产品的精细化、绿色化、低温化方向发展。
(1)精细化
电子元器件的尺寸、间距越来越小,促使焊接材料向粒度微细化、分布跨度更窄的方向发展,因此超细间距、更小焊盘的锡膏应运而生。
当前业内企业生产锡膏时普遍采用粉径较大的T3、T4型号的锡合金粉。
随着精细化要求越来越高,部分技术领先企业开始批量使用粉径更小的T5号锡合金粉,并逐步开始向粉径更小的T6、T7型号发展。
锡合金粉型号、粉径与焊盘间距对应情况如下:
(2)绿色化
绿色环保是电子材料行业发展的重要趋势之一。
微电子焊接材料绿色化发展主要体现在两个方面:
第一、焊接材料无卤化。
传统的锡膏产品中,为获得较好的焊接性能,一般会添加卤元素,但会对环境产生一定的影响,因而在保证焊接性能的前提下开发无卤焊料成为行业重点研发方向;
第二、辅助焊接材料水基化。
传统的助焊剂、清洗剂为了提升使用效果,往往以有机溶剂作为载体,在生产和使用过程中会排放VOC(挥发性有机化合物)气体,进而对环境和人体造成伤害,而水基环保型材料则可以避免向环境排放VOC气体。
因此水基型助焊剂、清洗剂成为未来辅助焊接材料的重要发展方向。
(3)低温化
很多常规合金如锡银铜、锡铜合金熔点都在200℃以上,容易因焊接温度过高而导致元器件和PCB板变形,从而造成多种焊接缺陷,同时也会大幅增加耗能。
随着元器件的组装密度越来越大,SMT生产工艺对元器件装配精准度、散热问题等提出了更为严苛的要求。
因此,为提升焊接效果及电子装联质量,降低制造成本,研发焊接熔点在183℃以下的低温锡膏成为行业技术重要发展趋势之一。
2、生产自动化和智能化
自动化、智能化是微电子焊接材料行业高端化发展的重要方向之一,也是行业企业提高市场竞争力的重要途径。
一方面,产品生产自动化、智能化水平的提高有助于提升企业生产效率,降低生产成本;
另一方面,具备自动化、智能化生产条件的行业企业在产品稳定性、可靠性上将更具优势。
3、行业集中度不断提高
我国微电子焊接材料参与企业众多,不同企业规模差距较大,多数企业尚处于规模较小、研发实力较弱、产品制备技术水平较低的阶段。
面对众多应用领域不同客户提出的多种性能以及工艺要求,部分中小型业内企业由于技术实力不足、生产规模较小将面临淘汰的困境,而具备配方研发优势、产品制备技术和生产规模优势的企业将有望不断扩大市场份额。
本行业的行业集中度将会不断提高。
五、行业进入壁垒
1、技术与工艺壁垒
微电子焊接材料行业属于技术密集型行业,涉及材料、物理、化学、机械、电子、自动控制等多个学科的交叉综合应用,而成熟的产品配方体系往往需要多年的积累,并且随着通讯、消费电子等下游行业的快速发展,势必要求微电子焊接材料更新换代速度不断加快,这对企业研发技术人员具备多种学科知识及掌握上下游行业的综合性学科知识提出了较高要求。
同时随着电子装联行业的新技术、新工艺不断涌现,产品和工艺更新迭代加快,这就要求行业企业必须不断提升技术创新能力、装备水平、工艺水平及精益生产水平,因此本行业具有较为明显的技术与工艺壁垒。
2、客户认证壁垒
作为电子材料行业的重要基础材料之一,微电子焊接材料的细微变化都可能会对终端产品的导电及连接性能产生严重影响,因此下游客户对微电子焊接材料供应商的认证非常严格,知名客户的认证周期通常耗时1至2年。
在通过认证后,客户通常还要通过小批量试产对供应商产品的稳定性与服务能力进行审慎评价,部分客户通过长达1-2年小批量验证后才会大批量使用。
出于对产品质量稳定性、转换成本等方面的综合考虑,下游客户一般不会轻易更换供应商。
因此客户认证,特别是大客户认证对新进入的企业来说设置了较高的准入门槛。
3、资金和规模壁垒
资金和规模壁垒是限制本行业公司发展壮大的重要壁垒之一。
一方面在软硬件配置上,业内企业需要耗用大量的资金建设具有合规资质的厂房以及配备先进设备的研发检测中心及实验室等;
另一方面,由于客户数量多,产品需求多样化,为确保及时快速交付,业内企业一般需备货生产,而主要原材料锡锭、锡合金粉等金属材料又需占用大量流动资金;
此外,在客户认证、新产品研发过程中也需大量资金支持。
因此规模较小或资金实力不足的企业很难满足客户的多样化需求。
本行业存在一定的资金和规模壁垒。
4、资质壁垒
助焊剂、清洗剂等辅助焊接材料属于危险化学品,根据法律法规要求,相关生产企业必须取得危险化学品生产许可证、危险化学品经营许可证等诸多资质许可,而取得上述资质的难度较大、时间较长。
与此同时,是否具备高规格的研发中心及实验室,也是判断业内企业是否具备较强研发能力、能否获得知名客户认证的的重要标准。
以唯特偶为例,其研发中心于2016年和2017年先后被认定为“深圳市电子焊接材料工程技术研究开发中心”和“广东省电子焊接材料工程技术研究中心”,而实现上述认证经历了4年时间。
因此,微电子焊接材料行业存在较为明显的资质壁垒。
六、行业季节性、区域性和周期性特征
1、季节性
微电子焊接材料的销量主要受下游应用市场需求的影响。
一般而言,下游的消费电子、智能家电、计算机等电子消费品应用市场一般会受元旦、春节节假日以及诸如“双十一”式网络购物节等因素的影响,形成销售小高峰,导致下半年市场销售通常大于上半年。
因此受下游客户销售结构的影响,微电子焊接材料存在一定的季节性,通常下半年销售额大于上半年。
2、区域性
华东地区的长三角和华南地区的珠三角是我国电子材料的研发、生产聚集地。
微电子焊接材料作为电子材料行业的重要基础材料之一,所处行业企业的分布也具有一定的区域化特征,主要分布于华东地区的长三角和华南地区的珠三角。
3、周期性
微电子焊接材料的原材料锡锭、锡合金粉主要由锡、银等有色金属构成。
原材料所处上游行业具有一定的周期性,特别是锡、银等有色金属受宏观经济景气度、市场供需变化影响,容易产生明显的价格波动,进而影响微电子焊接材料的采购成本、生产成本。
因此本行业企业的生产成本会随着金属价格的波动产生一定的周期性变化。
七、行业发展面临的机遇与挑战
1、面临的机遇
(1)产业政策支持
近年来,我国陆续出台诸如《产业结构调整指导目录(2019年本)》、《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019)》等一系列产业发展相关政策,在投资、技术改造、产品研发等方面积极支持本行业及下游相关产业的发展,强有力的政策支持和良好的政策环境成为推动行业快速发展的重要有利因素。
(2)下游应用市场需求旺盛
当前,我国电子信息产业升级换代进程日益加快,下游终端应用领域呈持续增长态势,有利于我国微电子焊接材料行业产销规模的稳定增长。
此外,随着5G物联网、人工智能时代的来临,创新科技产业的发展运用将为微电子焊接材料行业带来新发展机遇。
(3)进口替代带来的新机遇
近年来,受全球贸易形势影响,以集成电路为代表的高科技行业对于国民经济发展的战略意义突显。
我国集成电路行业相较于发达国家,行业起步较晚,技术水平与发达国家存在一定差距,从而导致我国集成电路自给率较低,长期依赖进口。
当前国家政策全力支持国内集成电路行业快速发展,逐步扩大产业规模,实现进口替代。
目前,以华为、中兴通讯、海康威视、大疆创新为代表的国内科技企业也逐步开始遴选和扶持国内优秀微电子焊接材料供应商。
以唯特偶为代表的国内领先的微电子焊接材料生产企业将会因此受益,有望进一步提升市场份额,加快实现国内品牌的进口替代。
2、面临的挑战
(1)原材料价格波动
虽然市场上锡锭、锡合金粉等原材料供应充足,但是其价格由于受全球经济局势、市场供求关系等影响波动频繁,原材料价格的波动对行业内企业的资金实力、存货管理、成本控制等方面提出了非常高的要求。
因此如何面对原材料价格的波动是业内企业面临的重要挑战之一。
(2)高端专业人才缺乏
本行业属技术密集型行业,需要大量同时具备理论基础知识和丰富实践经验的科研人才。
相比于国外几十年的技术、人才沉淀,国内由于起步晚,行业专业人才也较为缺乏,因此不少内资企业开始招募外籍专业人才。
高端专业人才的缺乏一定程度上影响了国内微电子焊接材料行业的发展。
八、行业竞争格局及主要企业
1、行业竞争情况
全球微电子焊接材料行业经过多年发展,已形成较为完善的产业体系,市场化程度较高。
从全球范围来看,外资企业处于相对领先地位,美国爱法、日本千住起步较早,技术水平和生产能力均处于世界领先地位。
国内的微电子焊接材料行业处于快速成长期,市场空间大,吸引了众多行业参与者,不过行业大部分企业规模偏小,技术积累薄弱,自动化程度较低。
而部分具有核心配方技术、先进的技术水平和生产工艺、完善的销售服务体系的企业则在激烈的竞争中脱颖而出,逐步建立并巩固市场份额。
当前国内企业虽然在技术实力上与知名外资品牌存在一定的差距,但国内企业对于客户的需求响应更及时,服务更为灵活,产品销售价格也具有一定的优势。
2、行业主要企业
(1)国外主要企业
①美国爱法
美国爱法公司为ElementSolutionsInc子公司,成立于1872年,总部位于美国丹佛,是全球知名的电子焊接材料及装配、电路、半导体等解决方案的供应商,其产品主要涵盖焊料合金、锡膏、预成型焊片、助焊剂、清洗剂等。
②日本千住
千住金属工业株式会社成立于1938年,总部位于日本东京,致力于发展电子工业及机械产业相关领域产品,产品包括有铅焊锡、无铅焊锡、助焊剂、轴套、电镀用阳极处理等,涵盖了电器、半导体、汽车等领域。
(2)国内主要企业
①锡业股份
云南锡业股份有限公司成立于1998年,注册地位于云南昆明,2000年在深圳证券交易所上市。
锡业股份主要产品有锡锭、铅锭、铟锭、银锭、铋锭、铜精矿、锡焊料,锡材、锡基合金、有机锡及无机锡化工产品等,系国内最大的精锡矿、锡合金粉及焊锡丝(
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