3C 产品整机组装环节需要用到的设备主要包括机械臂+夹具、自动防水检测设备、封装设备等。用 的最多的是 SCARA 型四轴机器人,其次是串联关节型。其中,爱普生为了保持在机器人市场的龙头位置, 不断投入研发进行产品创新,在 T3 之后推出了易用性更强、性价比更高、负载和臂长更长的 T6 紧凑型 SCARA 机器人。FANUC 专门针对中国市场,推出了两款超快速的 SCARA 机器人,分别是 SR-3iA 和 SR-6iA。
为了满足电子产品组装加工日益严格的要求,机器人也根据 3C 制造上的需求,进行特制,小型化、 简单化的特性实现了电子组装高精度、高效的生产。在提高产品生产效率的同时,减少了设备的占地面积, 降低企业的土地成本。
3、 3C 自动化市场空间增长潜力大;AMOLED 柔性屏和陶瓷后盖设备具有发展潜力3C 制造行业竞争激烈,中国人口红利逐步消失,成本端驱动行业自动化率提升。目前我国 3C 生产企 业主要以代工形式存在,生产附加值低的产品,主要依靠劳动力的比较优势,盈利水平不高。伴随着我国 人口红利逐步消失,制造业劳动力成本的逐步上升,以及国内零部件企业综合实力的提升,3C 产业自动化 是唯一解决路径,能够有效降低生产成本。
3.1 3C 设备空间增长潜力大,不同细分领域之间存在差距
3.1.1 3C 制造业固定资产投资增速回升,新产品设备投资高达千亿
3C 领域固定资产投资增速持续回升,整体市场空间上市充满潜力。3C 制造业投资累计同比增速为 16.8%,较前值提升 3 个百分点,3C 投资增速处于持续上行通道。2019 年被称为“5G 元年”,受益于 5G 渗透率的逐步提升,从 2019 年 3 月份开始,计算机、通信以及其他电子设备等制造业固定资产投资逐步 回暖,计算机、通信和其他电子设备制造业固定资产投资完成额累计同比增速已提升至 16.8%。2020 年 5G 建设将进一步加速,相应的设备需求量将显著增加,计算机、通信及其他电子设备固定资产投资有望进一 步提升。
2017 年 3C 制造业的固定资产投资为 1.29 万亿,同比增加 23.41%,增速较 2016 年加快 7.59 个百分 点。2012-2017 年,3C 制造业固定资产投资复合增长率为 16%;根据历史数据、假设未来 3 年 3C 制造业 固定资产投资的复合增长率保持历史水平,预计2018-2020年的3C制造业固定资产投资分别为1.49、1.71、 1.96 万亿元。假设电子制造行业设备投资占固定资产投资的 40%、新生产线的设备投资占总设备投资的 50%,预计 2018-2020 年的 3C 制造企业设备投资额将达到 5941、6832、7856 亿元,新产品的设备投资额 将达到 2970、3416、3928 亿元。
技术和成本双驱动,3C 设备增长潜力大。3C 产品生命周期较短,技术更新快,产品以多批次、小批量为主,而自动化生产线的柔性不如传统流水线,一旦产品更新换代,自动化生产线需要重新规划布局, 风险难以预支。
首先是市场容量的增多,在广度上,3C 细分产品的涌现、带来新的增量市场;而在深度上,新功能带 来的新变化,金属手机壳取代塑料手机壳带来 CNC 加工设备需求大规模增长,玻璃机壳代替金属机壳带 来精雕机需求大增,3D 玻璃替代 2.5D 玻璃带来热弯机的全新需求。
其次在成本上,3C 制造行业竞争激烈、利润率普遍较低,随着机器人平均价格的下降以及人工工资的 持续上升,成本端驱动行业自动化率提升,进而控制成本。工业机器人在助力 3C 设备自动化升级有着关 键作用,从长远看不仅比人力成本投资回报率更高而且可减少成品的残次品率降低。工业机器人成本和同 等人力成本差距的逐步缩小,使得更多小型制造商更愿意选择工业机器人代替人工。因此,柔性灵活个性 化的产品需求、低利润、高成本等因素无一不促使企业加快提升自动化率,带动 3C 行业的发展由以往的 劳动力驱使转变为设备驱动。
3.1.2 3C 设备在不同领域差距明显,半导体、面板设备空间大,技术含量高
3C 制造业自动化率整体偏低,不同领域之间区分较大。3C 制造业因产品生命周期短、工艺变化大, 技术可实现性及资金投入大等原因自动化程度较低,主要应用在冲压、打磨、抛光、喷涂及测试环节,其 他环节如装配、包装目前自动化程度普遍较低。中国的 3C 产业链在前端零部件和中端模组的自动化程度 已普遍达到了 50%以上。但当前国内的非标设备多为手动或半自动,全自动型的数量还不多。尤其在后端 的整机组装、测试、包装环节,目前自动化水平不到 15%,因此 3C 制造业自动化率还有很大的提升空间。
与此同时,不同细分领域之间区别较大,比如半导体设备等,其单体价值大,技术要求高,2018 年半 导体设备空间为 645 亿美金,作为半导体核心设备的光刻机的市场空间,其次为面板设备,最后是模组段, 尤其是整机组装测试环节,设备种类多,单体价值不高,同时技术壁垒相对较低导致竞争激烈。不同在不 同赛道的土壤下,产生了不同的设备上市公司。
半导体设备作为 3C 设备领域最优质的赛道,产生了总市值超过千亿美金阿斯麦,其他公司比如应用 材料、东京电子、泛林集团等营收也均超 100 亿美金,而且毛利率基本在 40%以上。主要核心设备领域仍 然海外厂商主导,市场集中度相对较高。国内设备厂家在刻蚀等环节实现逐步突破,推动半导体设备国产 化发展,但目前在多个中高端产业链环节依赖国外进口。
面板设备 3C 自动化设备上市公司的集中地,尤其是随着国内面板的逐步国产化,京东方、天马、华 星光电等的崛起也塑造了一批面板设备上市公司,比如联得装备、精测电子等,国内面板设备龙头公司精 测电子,市值超百亿人民币,国内面板产线已进入密集建设期,面板生产线设备使用周期短,升级改造需 求频繁。与显示面板生产等前端(Array & Cell)工序所用的生产设备相比,模组组装(Module)设备采购金额 相对较小,但设备使用周期较短,设备更新和升级改造的要求比较频繁,所以市场需求将会比较强劲。
其他加工、贴合和整机设备等盈利难度大,各类公司市值不超过百亿人民币。其中,对于加工设备(精 雕机、热弯机等)和整机设备的成本控制不足,大部分公司即使在营收亮眼的情况下也无法保证盈利。而 从事制造 SMT 设备的企业的利润率在 15~30%不等。
3.2 3C 设备对应环节众多,技术壁垒差异较大;国内企业已取得部分 突破
3C 设备对应环节众多,技术壁垒差异较大。以智能手机为例,3C 产业链可分为上游零部件(机身/显 示模组/摄像头模组/电池模组等)生产、中游模块封装(SMT/LCM)、下游整机的组装、测试和包装等三大 环节。
上游的主板部分的集成电路(IC)和印刷电路板(PCB)设备制造技术含量高,投入成本大,目前市 场处于相对垄断地位。其中,全球前十集成电路设备供应商主要来自美日荷,现阶段设备行业的龙头主要 有应用材料、东京电子、泛林半导体、科天、阿斯麦等,设备行业集中度进一步提高,前十大半导体设备 公司占总市场规模的 96.10%。国际上 ASM Pacific、K&S、Besi、Disco 等 IC 封装设备厂商的收入体量在 50-100 亿元,其中 K&S 的划片机和减薄机市场,表明全球封装设备的竞争格局也和制程设备、测试设备 一样,行业高度集中,但是目前没有国内封装设备龙头出现。
在线焊设备方面全球领先,球焊机市场率 64%,Besi、ASM Pacific 垄断装片机市场,Disco 则垄断全 球 2/3 以上。相对日本、韩国、台湾地区,我国的 PCB 行业发展较落后,高端的产品如高密度 FPC、高 阶封装基板基本为外资企业垄断,但是国产 PCB 设备也在不断发展。国产高端设备/仪器,尤其是智能化、 数字化 PCB 设备、仪器,其水平和质量都在大踏步进步和飞速发展。
面板部分 Array 和 Cell 段制程设备基本由美日韩企业所垄断,目国内相关设备技术较落后。这两道工 艺较为复杂,对应设备技术壁垒高,国内设备商无法切入目前的面板生产线,Array 和 Cell 段制程设备基 本由美日韩企业所垄断。外观结构部分的 CNC 精雕机供应商充足,但热弯机主要依靠进口。我国 CNC 精 雕机供应商充足,针对 2D 和 2.5D 已经是成熟的工艺;但目前 3D 玻璃的热弯机产能不足,主要以韩国和 中国台湾进口设备为主。但借鉴金属 CNC 加工设备爆发的逻辑,玻璃热弯机和五轴的玻璃精雕机将复制 当年随着新盖板产品的大规模铺货,国外设备企业将率先凸起,随着国内厂商技术实现突破和下游需求的 倒逼,国内设备厂商也将迎来爆发式增长。
中游 SMT 模组主要设备有贴片机、焊接设备和检测设备,其中 AOI 光学检测设和自动贴片机主要依 靠进口,且价格较高。就目前整个 SMT 产线运用来看,目前国内市场上只有 20%-30%的 SMT 生产线装配 了 AOI 自动光学检测,而国际领先电子制造的企业 SMT 生产线基本都配置了 AOI 光学检测。同时,也有 部分国内厂商正尝试着在设备中使用直线电机,但 AOI 设备并没在国内 SMT 产线中大规模普及,直线电 机需求还处于“蛰伏期”。 LCM/OLED 后段 Module 制程技术壁垒相对较小,国内发展较为成熟。相比 Array 和 Cell 段,Module 段门槛相对较低,且更换频率更高,已经率先开启国产化进程。目前,国内显示模组设 备企业目前整体仍处于小而散的局面,公司数量多但市场集中度很低。但随着国产面板设备技术不断突破, 进口替代比例有望持续增加。
下游的整机的组装、测试和包装涉及到的设备主要有工业机器人、功能检测和整体检测设备,我国工业机器人供应充足,产业链逐步国产化。在检测端,检测设备可以分外观检测和功能检测两类,随着 3C 行 业的竞争的加剧以及复杂程度和集成程度的上升,传统人工检测已经无法满足检测需求,自动化、集成化 提升的需求高涨,检测端上机器视觉检测已经越来越成为行业主流。其中,华为、三星、苹果等大厂家, 每一道工序之后基本都要有检测环节,保证了良品率,也为企业带来了高品质的产品、高效的生产,并且 降低企业的成本,提高企业的效益。
3C 产业链上游零部件生产对应设备技术难度较高,目前国内设备厂商主要集中在后端环节,主要包 括:显示模组设备(点胶、贴合和固化)、SMT 生产线设备等。我们以国内企业已取得突破的面板模组环 节和 3C 自动化领域为例测算,2020-2021 年,3C 行业复苏给国内相关设备企业带来的设备需求空间约为 900 亿元。
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(报告观点属于原作者,仅供参考。报告来源:广证恒生)
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