2021年全球及中國柔性電子產業市場專項調研分析預測及投資戰略可行性研究
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近年來,無處不在的多模式人機交互已成為物聯網發展的重要推動力,顯示屏、傳感器等人機交互界面的每一代創新發展,都為消費者帶來了全新的差異化體驗,為行業參與者帶來了廣闊的市場機會。
柔性電子以其全柔性技術為突破口,將不同產品從其剛性的物理形態局限中予以解放,柔性技術有望成為下一代顛覆性的人機交互技術。
柔性電子產業發展歷程分析
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(1)柔性電子行業發展情況:柔性電子(Flexible?Electronics)是一類以塑料基板、金屬薄板、玻璃薄板、橡膠基板等可彎曲或可延展的基板為襯底的新興電子技術。柔性電子不僅注重器件和電路芯片集成度以及計算性能的提高,還可以以其獨特的柔性和延展性保證電子產品在彎曲、卷曲、折疊、壓縮、拉伸以及其他不規則形變情況下正常運行,在智能移動終端、智能交通、文娛傳媒、智能家居、運動時尚和辦公教育等行業有廣泛的應用前景。
柔性電子行業的上游為設備制造、柔性屏原材料制造(有機發光材料、膜材、化學品等)及柔性電子材料制造(驅動芯片、柔性傳感、電子元器件等),中游為全柔性顯示屏制造及模組組裝、全柔性傳感器制造及模組組裝、其他柔性集成電路制造及組裝等,下游為終端應用產品(智能移動終端、智能交通、文娛傳媒、智能家居、運動時尚和辦公教育等),上、中、下游分工明確,相互間的技術、設備壁壘較高。
柔性電子產業鏈分析
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柔性電子行業作為一個新興的快速發展的產業,未來市場前景廣闊。一方面,全柔性顯示屏及全柔性傳感器將人們從剛性的物理形態限制中解放出來,加之其在厚度、重量、耐用性、色彩和節能等方面的優勢,柔性電子產品將為用戶提供前所未有的智能生活體驗,刺激了下游客戶的需求,行業有望快速增長。另一方面,柔性電子行業正吸引整個產業鏈的參與者不斷涌入,目前,擁有成熟技術的柔性電子產品解決方案提供商、關鍵零部件供應商及終端應用產品企業不斷加大在柔性電子技術方面的人力和資金投入。柔性電子解決方案提供商在設計、系統集成、柔性軟硬件制造等方面密切跟進消費者的偏好和需求,與客戶合作開發不同行業領域的產品,進一步開拓下游市場。據中金企信國際咨詢公布的《中國柔性電子市場專項調研及投資前景可行性預測報告》統計數據顯示:預計到2025年全球柔性電子行業的市場規模將達到3,049.40億美元,2019年至2025年的年復合增長率約為144.71%。智能移動終端、智能交通、文娛傳媒、智能家居、運動時尚和辦公教育等各行各業對柔性電子技術的需求也在迅速增長。中金企信國際咨詢專業編制《柔性電子項目投資可行性研究報告》為企業投融資、項目立項、銀行貸款申請、批地申請等提供專業化優質服務。
2019-2025年全球柔性電子市場規模現狀分析
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數據統計:中金企信國際咨詢
1)柔性集成電路:集成電路(IC)是當今信息技術產業的基礎。傳統的集成電路是被蝕刻或被壓印在諸如硅或鍺等半導體材料的微小晶片上的諸如晶體管、電容器和電阻器等互連的電子組件的集合。集成電路廣泛應用于各類產品,包括個人計算機、膝上和平板計算機、智能手機、平板電視、醫療器械、遠程通信和網絡設備、飛機、船舶、汽車等。
傳統的電子產品基于剛性的電路板印刷技術,電子元器件和連接電子元器件的導電體都被固定在剛性電路板上,雖然有利于保護電子元器件,使其不會輕易損壞,但是一旦有較大的變形,也會導致電子器件的結構被破壞或者性能失效,極大地限制了傳統電子產品的發展,難以應用在一些特殊的場合。
隨著技術的不斷進步及創新,集成電路目前正在向柔性化的方向發展。柔性集成電路是一種將電子元件通過半導體工藝集成在柔性基板上組成的特殊集成電路。柔性集成電路與傳統集成電路之間最根本的區別是電路的基板,即以柔性基板代替剛性基板。柔性基板一般是高分子材料,有厚度薄、質量輕、透明、可彎曲等特點。隨著材料學、力學和制造工藝水平的不斷發展,近年來大量科研工作者不斷對柔性集成電路進行深入研究,目前柔性集成電路開始逐步應用于各個領域。柔性集成電路作為柔性電子器件的重要組成部分,是電子制造領域的重點研究方向。隨著柔性電子行業的不斷發展,預計未來柔性集成電路具有巨大的市場空間和廣闊的前景。
2)全柔性顯示屏:顯示產業是電子信息領域的核心支柱產業之一,包括基板、顯示材料、偏光片、光學薄膜、面板產業等眾多細分領域,融合了光電子、微電子、化學、制造裝備、半導體工程和材料等多個學科,具有產業鏈長、多領域交叉的特點,對上下游產業的拉動作用明顯。
自上世紀80年代開始,面板顯示原理的發展經歷了從CRT(陰極射線管)到PDP(等離子顯示)再到如今的LCD(液晶顯示)、OLED(有機發光二極管),其中,OLED是一種電流型的有機發光器件,其發光原理上與LCD顯示技術存在著顯著差異。與液晶面板背光模組不同,OLED單點發光使得屏幕顯示更加均勻,并具有近乎無窮的對比度;整個制程無需形成液晶盒與背光源,有效降低了屏幕厚度;載流子注入并復合導致發光的方式使其所需驅動電壓更低、響應速度更快;同時OLED屏幕還具備可彎折、柔性的特質等。OLED色彩飽和度和亮度可達到很高的參數,之前主要應用于剛性屏或固定曲面屏高端智能手機。
每一次顯示技術進步,都伴隨屏幕便攜性、顯示效果的大幅提升。據中金企信國際咨詢公布的《全球與中國市場全柔性顯示屏前景預測及投資可行性分析報告(2021版)》統計數據顯示:為提供更好的用戶體驗、更佳的可視化界面,提高便攜性,顯示行業廠商不斷導入新技術以提升產品競爭力,顯示屏不斷向更大尺寸、更高分辨率、更高刷新率、可彎曲、可折疊等方向升級。目前從形態上來講,顯示行業除了剛性屏和固定曲面屏,已經誕生了全柔性顯示屏產品。中金企信國際咨詢專業編制《全柔性顯示屏項目可行性研究報告》為企業投融資、項目立項、銀行貸款申請、批地申請等提供專業化優質服務。
“固定曲面屏”一次成型,不支持反復折疊和彎曲,其在單側或者兩側的曲面顯示模塊可以讓使用者擁有更寬闊的屏幕視覺感受。固定曲面顯示屏為平面固定顯示屏,其本身以及植入下游產品之后不能支持產品物理形狀的改變。
“全柔性屏”,是指可以反復折疊、卷曲等支持物理形狀動態改變的顯示屏產品,根據用戶的需求,該產品可靈活地支持物理形狀的變化。全柔性顯示屏具有眾多優點,例如超輕薄、可卷曲、可折疊、便攜、不易碎等,便于進行新型產品設計以提升用戶體驗等。目前應用于高分辨率(分辨率大于300PPI)全柔性顯示屏的工藝路線主要為LTPS-TFT(低溫多晶硅薄膜晶體管工藝)技術和ULT-NSSP(超低溫非硅制程集成)技術。ULT-NSSP為公司在國際上擁有完全自有知識產權的創新技術體系,全柔性顯示屏下游應用主要包括智能移動終端、智能交通、文娛傳媒、智能家居、運動時尚和辦公教育等行業產品。
3)全柔性傳感器:傳統傳感器由于其自身不可彎折、卷曲的局限性,應用領域受限。而在實際產品應用中往往要把傳感器集成到某些特定的不規則復雜表面,這就需要可以適應復雜表面的全柔性傳感器。
全柔性傳感器指其本身具有靈活物理特性,可以根據需求適應產品物理形狀改變的傳感器。全柔性傳感器在被集成及植入到下游的柔性電子產品后亦可根據下游產品的使用需求靈活改變自身的物理形狀。全柔性傳感器具有柔軟的基底,可適應復雜的非平整表面,極大地擴展了傳感器的應用范圍,可以搭配全柔性顯示屏集成到產品中,同時其自身也可以結合到不同材料的產品中,如皮革、布料、玻璃等。目前全柔性傳感器的發展尚處于初級階段,需解決形態、電路融合、信息處理等多個領域的不同挑戰,全柔性傳感器正向適應性強、便攜性佳、敏感性高、誤報率低、相應速度快等方向發展。
隨著技術的不斷創新發展,目前全柔性傳感器已開始逐漸應用于醫療、交通、消費電子、工業生產等領域,在機械結構健康監測、電子皮膚、生物醫藥、可穿戴電子產品等方面具有重要作用。據中金企信國際咨詢公布的《全球及中國全柔性傳感器行業全產業鏈市場專項調查研究及投資戰略可行性報告(2021版)》統計數據顯示:未來隨著全柔性傳感技術的不斷發展,下游行業需求的擴張將顯著推動全柔性傳感市場規模的增長,全柔性傳感器有望在人交互等領域帶來革命性應用。中金企信國際咨詢專業編制《全柔性傳感器項目可行性研究報告》為企業投融資、項目立項、銀行貸款申請、批地申請等提供專業化優質服務。
4)精密機械鉸鏈:隨著顯示屏工藝的進步,全柔性屏在使用時不僅需要在外觀、觸摸和反饋上較剛性屏和固定曲面屏有所進步,在反復折疊中,巨大的形變也會影響屏幕原有形態。因此手機的精密機械鉸鏈設計不僅需要使屏幕展開時能形成平面,而且還必須提供一定的阻尼和保護作用,防止屏幕受到機械傷害,手機精密機械鉸鏈對轉軸的精密度、耐用性、強度與輕薄規格均要求很高。鉸鏈是折疊屏手機的核心精密組件之一,為了使折疊屏能夠實現緊密貼合和平整展開等操作,鉸鏈需要完成精密限位、阻尼保護以及多次開合等功能,是實現穩定、可靠的折疊屏產品的關鍵。精密機械鉸鏈包含數十甚至一百多種金屬零部件,組裝程序復雜,并且需要金屬注射成型(MIM)、計算機數字控制機床(CNC)與沖壓等金屬制造工藝,設計、制造壁壘很高。
折疊屏的精密機械鉸鏈為了實現保護屏幕、并且保證屏幕平滑過渡及完成雙屏交互,內部集成了許多微小零件。鉸鏈包含的眾多零件主要可以分為兩大類,一類是在轉動時保持固定的支撐件,一類是旋轉結構中的摩擦件。鉸鏈模塊構造由多個復雜結構通過銷釘、焊接等方式組裝而成。一個鉸鏈模塊由多個鏈節通過齒牙嚙合連接而成;每個單一鏈節及相關的鉤環扣件都具有體積小、結構復雜的特點,因此折疊屏鉸鏈的設計、生產進入門檻較高。受益于較高的產品價格以及未來折疊屏手機出貨量的高速增長,精密機械鉸鏈的市場規模有望在未來數年不斷提升。
(2)柔性電子應用行業情況
1)折疊屏手機:手機大屏化是手機發展的主線之一,大屏手機具有更佳的視覺效果,能夠更好地實現玩游戲、看視頻、辦公、看新聞等功能。盡管擁有眾多優勢,但屏幕太大會導致難以攜帶。全面屏之后,手機的大屏化趨勢遇到了瓶頸。目前主流全面屏手機的屏占比已超過90%,很難在不增大手機尺寸的情況下增加屏幕尺寸。折疊屏手機則可以同時兼顧大尺寸與便攜性。折疊屏手機理論上的屏幕尺寸是傳統手機的兩倍,可帶來手機與平板電腦雙重操作體驗,分屏操作的極佳使用體驗以及手機平板二合一的移動便捷性都是消費者對折疊手機追捧的原因,折疊屏手機使得移動辦公和在線娛樂的場景也大大拓寬,更重要的是,折疊屏手機的出現使得外觀趨于一致性的智能手機開始重新體現差異性,折疊手機全新的手機形態是下一代智能手機發展的方向,驅動智能手機的升級換代。
2018年為折疊屏手機元年,2020年是折疊屏手機快速導入的關鍵一年,預計未來五年,可折疊的全柔性顯示屏的需求會快速提升。隨著產能的提升、技術的成熟以及成本的降低,終端銷售產品價格將下降,折疊屏手機銷量有望持續保持高速增長,并不斷提升在智能手機中的滲透率。
2020-2015年全球折疊手機市場出貨量預測分析
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數據統計:中金企信國際咨詢
2)智能交通:2019年9月,中共中央、國務院印發了《交通強國建設綱要》。目標是從2021年到本世紀中葉,分兩個階段推進交通強國建設。綱要指出要加強智能網聯汽車(智能汽車、自動駕駛、車路協同)研發,大力發展智能交通,助力“交通大國”向“交通強國”轉型。在政策的支持下,智能交通發展走上快車道,市場規模不斷擴大。智能交通的發展不斷提升以柔性顯示屏為基礎的新興人機交互交通應用產品的需求。
車載市場是柔性屏與柔性電子產品在智能交通領域中較大的應用市場。車載顯示是智能交通終端的重要組成部分,能夠滿足人們在汽車行駛中的社交、娛樂、安全等需要,未來將是重要的互聯網入口之一(車聯網)。特斯拉電動車開啟車載觸屏新紀元,車載顯示器已由黑白LCD屏幕發展至彩色觸控屏幕,并且不斷擴展在車內的應用范圍。從應用類型看,車載顯示器可以劃分為中控臺顯示、儀表板顯示、后視鏡顯示、后座娛樂顯示以及抬頭顯示等,中控顯示面板是車載顯示的最大應用市場。未來隨著消費者對更高效的人機交互的需求,預計柔性電子將被廣泛應用在車載領域的眾多場景。
航空市場是柔性屏與柔性電子應用的另一個廣闊市場。由于柔性屏幕具有輕、薄、柔軟的特點,客機中的椅背娛樂屏、行李架、隔板信息屏、AR虛擬舷窗、互動墻都可以成為全柔性屏替代剛性屏的市場。全柔性屏應用在客機中也不需要再追加高強度的支撐與固定支架,可以進一步降低飛機負重,節省燃油,時全柔性屏輕、薄、柔的特性也可以減少安全隱患。
據中金企信國際咨詢公布的《全球及中國精密機械鉸鏈行業市場專項調查研究及投資戰略可行性報告(2021版)》統計數據顯示:隨著智能交通行業逐漸發展成熟,智能交通領域應用產品市場份額將不斷提升,以車載顯示和航空顯示為代表的智能交通終端的重要應用,產業前景十分廣闊。預計未來柔性電子在智能交通行業的滲透率不斷提升,將取代傳統的非數字化非智能化產品。在智能交通領域,2019年全球柔性電子行業的市場規模為1.2億美元,預計到2025年將增長至540.8億美元,期間年復合增長率為176.9%。中金企信國際咨詢專業編制《精密機械鉸鏈項目可行性研究報告》為企業投融資、項目立項、銀行貸款申請、批地申請等提供專業化優質服務。
2019-2025年全球柔性電子在智慧交通領域應用規模現狀及預測
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數據統計:中金企信國際咨詢
3)文娛傳媒:20世紀以來,全球商品經濟繁榮發展,經濟規模迅速增長,線下文娛傳媒行業也進入了蓬勃發展時期。這一時期,隨著科學技術的研發與應用,廣播、電視、計算機、移動終端等電子化產品迅速普及,媒體形式呈現多樣化的發展趨勢,文娛傳媒行業的內容也日趨豐富多彩。
柔性電子產品應用于文娛傳媒領域,拓展了藝術創意的邊界,為廣告形態增加了更多可能性。2019年春晚,舞蹈演員身穿全柔性屏特制的“柔衣”閃耀登場,960片全柔性屏,營造出科幻的舞臺效果。2019年10月,武漢舉行的第屆世界軍人運動會開幕式上,約4,000片全柔性顯示屏以及柔性屏火炬震撼亮相,為海內外觀眾帶來全新的視覺盛宴。深圳寶安國際機場以及全國多地商業廣場也出現了由500片全柔性顯示屏作為“樹葉”組成的“柔樹”,在播放動態畫面時可以呈現絢麗的視覺效果。
由于柔性交互界面的普及,未來柔性技術在文娛傳媒領域的應用場景將不斷拓展,市場規模將持續擴大,2025年文娛傳媒領域的柔性電子市場規模將達到348.5億美元。
2019-2025年全球柔性電子在文娛傳媒領域應用規模現狀及預測
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數據統計:中金企信國際咨詢
4)智能家居:智能家居產品種類日益增多,行業蓬勃興起。互聯網巨頭及新興創業公司從硬件、軟件、工業設計、系統解決方案等不同角度進行布局,近年來,隨著無線連接技術以及低功耗芯片設計技術的發展與成熟,智能家居領域產品的價格逐漸降低,市場滲透率不斷提高,智能家居行業也開始真正快速發展。
國際方面,2022年全球智能家居出貨量將達到13億臺,行業規模將達到2,769.82億美元。國內方面,根據中金企信國際咨詢統計,2016年中國智能家居市場規模按營業收入計,已達620億元,之后呈現逐年增長狀態,2019年中國智能家居市場規模為1,530億元,據預測,2020年中國智能家居市場規模將超過1,800億元。另外,目前我國智能家具行業與國際對比,滲透率較低。目前,美國智能家居滲透率高達32%,而同期我國智能家居市場滲透率僅為4.9%,仍處于較低水平,中國智能家居市場規模正以每年20%-30%速度增長,智能家居產業發展空間巨大,未來市場前景廣闊。
智能家居產品方面,未來基于全柔性顯示和全柔性傳感等柔性電子技術的智能音箱、智能開關、智能臺燈、家庭安全和其他控制系統類等產品的應用將持續增長,全柔性顯示和全柔性傳感在智慧家電、智能影音和智慧家裝等領域滲透率逐漸提升。
5)運動時尚:20世紀末,由于傳感器技術、互聯網技術的發展,消費類可穿戴設備開始進入市場;自2012年開始,在柔性電子技術、物聯網產業以及用戶需求的共同作用下,可穿戴設備在市場上頻繁出現并得到了快速的發展。從技術角度來看,可穿戴設備對傳感技術的融合發展、芯片的功耗、新型顯示技術、創新性的人機交互以及大數據處理等也提出了更高的要求。隨著傳感器技術逐漸成熟,大量檢測人體體征數據的傳感器不斷問世,全柔性顯示屏及全柔性傳感器的出現使其與人體實現更好的貼合。
隨著全柔性顯示技術的發展,全柔性顯示屏的應用有望延伸到運動時尚領域。布料、包、鞋、帽等配件采用柔性顯示屏的嵌入和裝飾,可帶來獨特的智能應用和全新的人機交互體驗。通過將柔性顯示與柔軟舒適面料融合,消費者可通過衣物表達自己的感受和思想,柔性電子技術在運動時尚領域的應用有望形成
一種新的個性表達及社交方式。
例如,LV在紐約肯尼迪國際機場舉辦的2020早春女士時裝秀中就公開了全球首款柔性屏時尚手袋。在2020年7月國際籃聯的賽場上,裁判服前后分別入了全柔性屏展示贊助商廣告,全新的商業化展示方式為體育賽事注入更多科技元素。
6)辦公教育:柔性電子技術應用在辦公教育領域,可帶來教育信息資源、辦公資源的豐富和多樣化,目前的主要應用為文具教具、辦公會議用品等,例如運用柔性傳感技術的智能手寫本、運用柔性顯示屏技術的智能會議銘牌等。獨特的柔性設計可以滿足多個教學及辦公場景,為使用者帶來數字化、智能化、便捷舒適的體驗。