2018年中國手機玻璃行業發展前景分析

04-23

手機機殼的兩大作用。機殼在手機里主要起到兩個作用，一是功能作用，主要起到保護和固定內部零件鬆動或脫落的作用，二是提升美學觀感，不同機殼材料的工藝和成色都有較大差異，比如金屬材質相對於塑料而言，無論是質感還是手感都會更勝一籌。

手機機殼主要起到功能性與提高美觀的作用

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歷經多年變遷，目前金屬機殼佔據主導地位。手機機殼設計經歷了多種變化， 2012 年前，包括在此之前的功能機時代，手機機殼主要以塑料材質為主，其間雖也出現過金屬、玻璃等多種其它設計方案，但塑料始終佔據主流地位； 2012 年發布的 Iphone 5 採用標誌性的一體化金屬機殼設計，引領設計潮流，經過近年來的發展，目前金屬機殼滲透率接近50%，成為行業主導設計方案。2012 年前，手機機殼以塑料材質為主。塑料材質因其易加工、易著色、低成本等優勢，被廣泛應用於手機機殼設計，塑料材質主要包括 ABS與聚碳酸酯。在功能機時代，我們使用的手機絕大多數都是 ABS 材質，ABS 全稱丙烯脂—丁二烯—苯乙烯共聚物，是一種比較廉價的塑料，它的特點是產量大、可燃性低、而且比較耐磨，但其缺點也比較明顯，耐腐蝕性差、其可燃性低，而且要保證機身的強度，就必須犧牲一定的厚度， 20mm 是家常便飯。

進入智能機時代後，另一種塑料聚碳酸酯也得到廣泛應用，它也屬於工程塑料中的一種，強度高適用範圍更廣。這種材質可以被自由染色，所以採用聚碳酸酯材質的手機才可以變得流光溢彩，典型的代表便是iPhone 5C。得益於聚碳酸酯的注塑一體成型，渾然一體，色彩斑斕的iPhone 5C把聚碳酸酯的特質發揮的更加淋漓盡致。聚碳酸酯相對於 ABS來說雖有長遠進步，但是塑料這種材質終究無法擺脫廉價的特徵，雖然看起來漂亮，但是上手以後濃濃的塑料風對於手感還是大打折扣。

Iphone 5C 採用聚碳酸酯材質機殼，雖美觀，但塑料感強廉價感十足

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2012 年後，金屬機殼逐漸成為主流。隨著智能機屏幕尺寸不斷增長，塑料材質強度不夠的劣勢逐漸凸顯，需要增加機殼厚度，這與手機輕薄化大趨勢下相違背。因此，在塑料機殼為主導的年代裡，期間也出現過全金屬、玻璃等其它材質的機殼設計方案，但因為種種原因，沒能成為當時的主流設計。直到 2012 年，蘋果 Iphone 5 發布，其藉助數控機床一體成型的機械加工技術，實現了手機機殼一體化成型設計。

在領導品牌帶動下，其它品牌迅速跟進，首先在各家旗艦機型上採用金屬機殼設計，期間除了領導品牌及其它品牌旗艦機型採用的全 CNC 方案外，鍛壓+CNC 等相對低成本方案逐步落地，推動金屬機殼進一步向下延伸，目前部分千元機也逐漸開始採用金屬機殼方案。從滲透率來看，目前領導品牌幾乎全線機型都採用金屬機殼設計，國產品牌技術機殼方案滲透率也超過 40%，成為當前的主流方案。

目前國產品牌金屬機殼滲透率超過 40%

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5G 信號傳遞與外觀差異化，是手機機殼非金屬化的核心驅動力。 2018年（5G 預商用）和 2020 年（5G 商用）日趨臨近，疊加無線充電等新功能信號傳遞需求，手機後蓋設計轉向非金屬將是大勢所趨。從另一角度來看，目前各大品牌旗艦機型外觀設計日趨同質化，大部分都採用金屬機殼設計，差異化需求日漸增強，將進一步強化手機機殼非金屬化趨勢。

5G 信號傳遞與外觀差異化是手機機殼非金屬化的核心驅動力

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5G 疊加新功能需要，金屬機殼局限性逐漸凸顯。 5G 時代逐漸臨近，按照時間表來看，預計 2019-20 年，具備 5G 功能的智能手機將會逐步面世，而 5G 信號波長更短，更密集，繼續對金屬後蓋進行採用分段的形式，將更難看且難以實現，同時無線充電等新功能有望逐漸落地，金屬機殼的信號屏蔽的劣勢將日趨擴大，非金屬機殼設計可以有效解決信號傳輸問題，將進一步加速手機機殼去金屬化趨勢。

預計 2020 年 5G 將進入規模化商用

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全金屬機殼會屏蔽信號，導致無法正常通話。金屬對於電磁波的吸收很強，而 Wifi 及 2G、 3G 等移動通信信號都是微波，波長很短，衍射能力弱，微波射入金屬材料時產生了吸收衰減，而信號被屏蔽的實質是導體的熱損耗，它的產生完全是由於電磁場射入金屬屏蔽體時，因電磁感應而在金屬表面產生了感應電流，又由於金屬導體中特別是導體表面有一定電阻存在，必然在金屬屏蔽層內產生熱損耗。這種熱損耗導致電磁波無法到達信號接收模塊，導致無法正常通話。

全金屬機殼會導致信號屏幕，無法正常通話

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目前主要採取分段式設計，以解決信號屏蔽難題。目前在金屬機殼設計時，為了能夠更好地實現信號穿透，覆蓋天線部位的外殼部分必須設計成非金屬材質，目前普遍採取的技術方案是三段式設計或者在全金屬機身上下切削出天線空擋，然後使用納米注塑技術填充塑料。

5G 時代後手機信號更密集，金屬機殼亟需改變。 4G 時代要求手機支持五模十頻,MIMO 需要 4 根天線(2*2)， 5G 時代手機要求支持的模式和頻段要超過 4G,而且 MIMO 天線數量將會達到 4 根甚至 16 根，如果繼續採取隔斷的方案，整個金屬機殼將被切割得更為零散，更難以實現。同時，由於毫米波的波長很短，來自金屬的干擾將加劇，天線線路需要其與有金屬的物體之間需要保持 1.5mm 的凈空，因此目前的金屬機殼方案在5G 時代來臨後亟需改變。

5G 手機天線線路需要其與有金屬的物體之間需要保持 1.5mm 的凈空

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無線充電等新功能，與金屬機殼也難以共存。無線充電具備充電便捷、用戶體驗佳等多重因素，是整個電子產業「無尾化」革命的一部分，有線到無線，是消費電子產業發展的必然趨勢。當前無線充電的主流技術路線分為電磁感應和電磁共振兩種。電磁感應式原理類似於變壓器，在發送端和接收端各有一個線圈，初級線圈上通一定頻率的交流電，由於電磁感應在次級線圈中產生一定的電流，將能量從傳輸端轉移到接收端。電磁共振系統由能量發送線圈和能量接收線圈組成，充電原理與聲音的共振相似。當二者振動頻率相同時可交換能量，實現電能傳輸。無論是電磁感應還是電磁共振路線，金屬機殼都將對電磁信號產生嚴重的屏蔽，影響充電效率，因此，配置了無線充電的三星 S6-S8 系列機型，其都採用非金屬的玻璃機身設計。

無線充電具備多重優勢

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兩種典型無線充電技術方案

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三星 S6-S8 系列手機都採用了玻璃機殼

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另一方面，手機外觀設計日趨同質化，材質或將成為重要創新方向。在智能手機大屏化、輕薄化的大趨勢下，目前各大品牌從中低端機型到中高端機型，普遍都是全金屬機身，從外觀上看，差異度不大。非金屬材質與金屬材質在光澤、手感等各方面存在較大差異，因此，部分品牌廠商為了尋求差異化，逐步開始採用非金屬機身設計，並廣受消費者認可。

目前各大品牌機型設計外觀差異度小

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非金屬方案主要包括玻璃與陶瓷兩種方案。在多年的發展歷程中，機殼非金屬材質出現過纖維、塑料、玻璃、陶瓷等多種方案，從產業成熟度、消費者認可度等多方面來看，我們認為，玻璃與陶瓷方案未來有望在中高端市場上佔據主導地位。

目前非金屬方案主要包括玻璃與陶瓷方案

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玻璃歷經過年發展，工藝成熟度高。最初的手機防護屏採用的亞克力玻璃，隨後隨著玻璃加工工藝逐漸成熟，逐漸切換至透光度更為優異的玻璃。經過多年的發展，目前 2D 與 2.5D 玻璃加工工藝已經相當成熟， 3D玻璃加工工藝在龍頭企業持續發力帶動下，良率也逐漸提升。

玻璃加工工藝流程

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陶瓷性能雖略勝一籌，但工藝複雜，良率較低。氧化鋯陶瓷抗彎強度、抗熱振性等性能也相對更為優異。但目前陶瓷機殼工藝複雜，在 CNC加工以前，還需要經歷流延、衝壓等胚體成型階段，在製作過程中，胚體成型過程中，胚體大小會出現收縮，控制難度極大，同時在後端 CNC加工過程中，因為其硬度更高，加工難度較玻璃也更大，導致整體良率水平低於玻璃。

陶瓷綜合性能更勝一籌

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陶瓷機殼加工工藝複雜（流延工藝）

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綜合來看，玻璃機殼有望率先在中高端機型中規模化應用。玻璃機殼雖然性能略遜於陶瓷，但在量產能力、成本等多方面優勢明顯。 Iphone4 與 4S 當年就採用過玻璃機身，隨後三星自 S6 開始，均採用雙玻璃方案設計，足以證明玻璃機身在性能上，已經能夠滿足使用要求，同時玻璃方案更低的成本以及大規模的量產能力，有望使得雙玻璃設計方案率先爆發。

玻璃機殼方案成本優勢明顯

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量上，一面變兩面，用量翻倍。雙玻璃方案因為需要使用金屬中框，而金屬中框因為加工工藝更複雜，價值量與全金屬機殼相當，或更高（不鏽鋼金屬中框），因此雙玻璃+金屬中框方案相對於此前的全金屬機身方案，成本更高，其將率先在中高端市場使用。用量上由一面變成兩面，單機用量翻倍，增量明顯。單價上， 2.5 到 3D，價值量迎來數倍增長。 3D 玻璃因為外形更為靚麗，手感更好，部分旗艦機型已經逐步開始採用，比如三星 S8、小米 note 6等機型， 3D 玻璃因增加熱彎等工藝，同時後續掃光、 CNC 精雕加工工藝也更複雜，整體良率較 2.5D 玻璃更低，價值量是普通 2.5D 玻璃的 3倍以上。