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作为智能手机的开创者和科技潮流的引领者,苹果手机产品受到全球市场的持续关注。
综合目前海内外媒体披露的现有信息和部分产业链调研结果,我们尝试从技术演进的角度预测展望今年苹果手机新品可能出现的零部件创新,并尝试进一步探讨对产业链的影响。
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消费电子行业经过若干年的发展,现已经进入深度整合期,其巨大的市场体量将孕育“二度跨周期”发展机会:
①
微创新
,将撬动消费电子的巨大增
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存量市场红利,软
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硬件升级和概念创新仍将是趋势,从电子制造角度讲,元器件和部件的成长比终端的成长更快;以苹果为代表的全球一线品牌的旗舰机型仍将持续引领创新方向,所涉及技术和部件产品将从量和价双重维度提升企业获利能力。
我们认为,在一线客户供应链中引领微创新部件放量的优质公司,将再次深度受益于行业发展红利。
②伴随下游品牌集中度进一步提升,以及上游零部件中小供应商逐步退出,
行业对于稳定大规模量产能力将给出较高议价
(近阶段通用零部件涨价现象与此相关),不排除龙头企业逐步具备较高议价能力,并快速提升市场渗透率;与此同时,
品牌客户供应链管理必将“增质提效”,
多部件分散供应格局,必将向多部件集中供应转化,
具备多核心部件一体化供应能力的企业,将充分受益。
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根据产业链和媒体信息对比验证,我们预计苹果手机新品有望采用18:9的全面屏,四面窄边框设计。今年2月LG发布的G6和4月三星发布S8,均已实现18:9的屏幕设计,从外观表现力来看,G6、S8的18:9的全面屏手机已经占优同时期发布的华为P10和小米6。我们预计18:9全面屏将首先成为行业旗舰机型标配,群智咨询估计今年上半年全面屏可能出现结构性短缺,目前产能主要来自于三星和日本JDI,预计到今年下半年国内深天马等厂商供应18:9显示屏面板。群智咨询估计今年全面屏智能手机全球出货量在1.3-1.5亿台,渗透率达到10%,到18年技术成熟将迎来全面普及。
■我们从技术演进的角度阐述了在5G到来之前,智能手机端射频天线数量有望持续提升的原因。以历代iPhone为例,说明在手机上音射频一体化的客观趋势。从无线充电现有标准和苹果公司的关键专利布局进行分析,推测苹果手机新品采用近距离感应式无线充电,预计对现有无线充电产业链将行程实质性利好。快速充电已在安卓阵营普及, OPPO、三星、华为、小米等厂商陆续推出快充手机产品,苹果的Macbook产品已经支持Type C的87W大功率快速充电适配器,无论从产品线统一的角度还是满足市场消费者客观需求的角度,苹果都有动力推动手机产品实现快充功能。从产业链调研信息,预计iPhone X将采用双电芯电池设计配合快速充电,利好电池Pack企业。外观材质方面,据TechWeb和产业链信息,预计苹果17年新品有望采用双面2.5D玻璃盖板。IHS预计2018年全球2.5D、3D盖板玻璃出货将达9.08、9.97亿片。在未来两年内,3D玻璃增速最快,而2.5D玻璃市场空间最大,平面2D盖板玻璃将承受出货量无增长、价格持续下行的压力,预计平面玻璃市场竞争将更为激烈。此外,预计苹果新品防水等级有望从IP67进一步提升至IP68,带动防水材料价值提升,利好防水材料产业链企业。
■投资建议:从产业链发展的中长期相关性考虑微创新带来的影响,重点关注德赛电池、信维通信、立讯精密、长盈精密、蓝思科技、合力泰、顺络电子、深天马A等。
■风险提示:全球宏观经济不景气;消费电子行业发展不及预期;创新技术应用和新产品开发速度低于预期。
1. 18:9全面屏有望成为下半年旗舰标配
预计今年苹果手机新品将有大幅创新,命名规则可能改变,我们以iPhone X作为iPhone 十周年特别版新品的暂时代号。从搜狐科技多方媒体和产业链信息来看,预计苹果新品iPhone X采用来自三星的AMOLED屏幕,根据产业链和媒体信息对比验证,比较可靠的是采用18:9的全面屏,四面窄边框设计。
目前手机显示屏主流分辨率比例是16:9,18:9比例的显示屏在今年开始出现。今年2月LG发布的G6,屏幕分辨率2880×1440,率先采用18:9比例显示屏。4月三星发布S8,屏幕分辨率2960×1440,屏幕比例18.5:9。从外观表现力来看,G6、S8的18:9的全面屏手机已经全面碾压同时期发布的华为P10和小米6。如果说三星已经实现从S7向S8的代际跨越,华为和小米的新品至少在外观表现上一经发布便稍显落后。
LG、三星本身具有屏幕设计生产能力,必然是自用优先,在现阶段其他品牌几乎没有可能采用这两家生产的18:9全面屏。相较于16年,预计17年智能机出货增速进一步放缓,各厂商面临的竞争压力持续提升。类似于16年OPPO 3月一款R9,10月一款R9s外观几乎一致的两款产品卖全年在17年不可能再现,品牌厂商今年上半年推出的手机产品和下半年尤其是3季度上市的新品至少在屏幕显示上或将有大改变,从目前产业链调研和OFweek等媒体信息,包括华为、OPPO在内的手机厂商均在积极准备下半年全面屏产品,鉴于全面屏新颖性,处于良率提升过程,价格较高,预计18:9全面屏将首先成为行业旗舰机型标配,同时仍采用传统16:9上下留白过多的ID外观将会成为过时且落后的产品。
据群智咨询信息,今年上半年全面屏可能出现结构性短缺,目前产能主要来自于韩国三星和日本JDI,预计到今年下半年国内深天马等厂商或将供应18:9显示屏面板。群智咨询估计今年全面屏智能手机全球出货量在1.3-1.5亿台,渗透率达到10%,到18年技术成熟将迎来全面普及。
从更为长久的时间维度看,柔性屏幕和折叠屏幕有望逐步走进消费电子市场。2016年12月,苹果获得可折叠显示设备的专利,专利描述了一种金属机身、可对折OLED显示屏的设备;同时期,LG申请了折叠手机专利,可将手机展开成平板电脑;三星除在专利领域布局以外,可折叠手机产品也提上日程。据《韩国先驱报》信息,折叠屏幕需要无色聚酰亚胺材料,目前Kolon Industries是全球惟一具备大规模量产该材料的公司。KolonIndustries公司表示已经与三星和LG等手机厂商合作,预计从2018年开始市面上出现折叠屏手机产品,到2019年折叠屏幕手机开始流行。IDC中国区助理副总裁王吉平在《消费升级驱动智慧终端市场转型》分析会指出,2017年在中国至少有两家厂商会推出折叠手机产品。
对于折叠屏幕,弯曲半径是屏幕折叠的重要参数。在弯曲半径以内,不会对屏幕在成损害,弯曲半径越小,屏幕可弯曲程度越高。理想的弯曲半径是1mm以内,Kolon Industries公司预计折叠手机产品初期的弯曲半径在5mm左右,随着技术进步工艺成熟,弯曲半径将逐步减小,折叠屏幕将加速普及。
2. 外观材质,双面2.5D玻璃、不锈钢材质有望获应用
双面玻璃结构(一面是显示屏玻璃,一面是后壳玻璃)容易实现手机产品的对称美学,对于追求“颜值”的手机厂商和终端消费者有强大吸引力。常见的手机玻璃形式可分为2D平面玻璃、2.5D边缘弧面玻璃和3D曲面玻璃。3D曲面玻璃将边缘弧度拉大,符合手掌自然弧度的人体工程学设计,外观表现上极具视觉冲击力。
3D曲面玻璃生产工艺流程:首先将玻璃原材料CNC加工成初步形状,然后通过热弯机将玻璃热弯出需要的弧度,其次抛光打磨和光学镀膜,最后批量产品检测出货。和金属加工类似,玻璃后壳同样需要多道工序,生产良率对产品成本影响较大。平面玻璃加工复杂度最低,工艺成熟,价格最低;2.5D玻璃需要边缘打磨,加工难度提高,价格居中;3D曲面玻璃需要做外形热弯处理,同时形状需要严格配合显示屏进行贴合,加工难度最高,价格最高。
市场已经有三星、华为、vivo、小米等不断尝试曲面玻璃结构,采用双面玻璃+金属中框,对2.5D或3D玻璃的需求量翻倍,带动行业发展,利好玻璃加工产业链。鉴于目前双面2.5D玻璃良率逐步爬升,3D玻璃良率仍旧较低,据TechWeb和产业链信息,苹果17年新品有望采用双面2.5D玻璃盖板,预计18年后续产品逐步采用3D曲面玻璃。玻璃盖板在行业龙头的强势带动下,IHS预计2018年全球2.5D、3D盖板玻璃出货分别将达9.08、9.97亿片,2.5D、3D盖板玻璃出货15~18年CAGR分别达到33.1%、92.1%。在未来两年内,3D玻璃增速最快,而2.5D玻璃市场空间最大,平面2D盖板玻璃将承受出货量无增长、价格持续下行的压力,预计平面玻璃市场竞争将更为激烈。
在外框选择上,iPhone 5、6、7均采用铝合金一体化金属后壳,也带动智能手机行业金属后盖的设计潮流。除玻璃改版以外,据PConline信息,17年iPhone X新品有望采用不锈钢材质,类似于iPhone4S,增强机身强度。从材质属性考虑,不锈钢的密度接近铝的3倍,中框整体全部采用不锈钢将大幅提升加工成本和机身重量。预计将采用不锈钢外框+铝合金中框,再通过点焊和激光焊接将两种金属材质连接。
据长盈精密年报披露数据,金属中框(非普通的金属边框)产品由于支撑力强,结构复杂,工艺难度高将比金属后盖(金属壳体)产品具有更高的加工难度和工艺复杂度,单体的市场价格也会较之前的产品有明显提升,是普通铝(合金)制外壳结构件价格的200%以上。
从产业链的调研信息,金属中框和后壳的价值量取决于手机厂商的设计方式,设计方式决定细节精度要求、产品工序数量,从而决定最终产品价值量,可以说不同手机产品的金属支撑结构的价格量差别可以达到100%。因此,iPhone X的金属部件价值量仍取决于产品设计。
3. 摄像头,双摄成为中高端标配,前置双摄辅助人脸识别
在苹果iPhone 7搭载后置双摄以后,引领了双摄像头的潮流。据手机报在线数据,2016年全球双摄渗透率为5.6%,预计2017年渗透率达到15%,双摄市场规模有望突破77亿美元。具备1200万以上像素6P镜头生产能力的主要是台湾大立光,国内舜宇光学具备相当追赶力,虽然在整体良率和产品一致性不如大立光,但是可以通过降低毛利率抢占一部分市场份额。
据产业链和ifanr网等科技媒体信心,前置摄像头方面,iPhoneX有望采用红外结构光技术的人脸识别。自2016年支付宝推出人脸登录版本,可见光下的人脸识别已经走进消费电子领域,基于红外光的人脸识别将是下一个应用方向。今年iPhone新品中有一款或将应用3D扫描功能。
结构光、飞行时间法、双摄像头测距是实现3D扫描的三种方法。结构光技术的代表公司是PrimeSense,成立于2005年,后被苹果公司收购。核心技术是3D光学检测:红外激光穿透毛玻璃等散射结构,在空间形成散射斑点,斑点具有高度随机性,随着距离变化斑点形状也会发生变化,相当于将空间位置进行标记;CMOS图像传感器感知光斑将光信号传递信息处理系统生成含有距离参数的3D地图;当人脸等进入识别空间内,通过识别光斑参数即可获取物体的3D模型,实现具有高精度的人脸等物体识别。
飞行时间法(TOF),具体原理是发射和接收端信号同步,发射端发射连续光脉冲,接收传感器接收从物体反射回来的脉冲信号,通过对比发射和接收信号的时间差计算物理的距离。代表公司是Microsoft,代表产品Kinect II。
双目摄像头法采用三角定位法计算出物体距离,实现距离感知。在工业、汽车和航空航天领域,双摄像头3D图像感知已经得到广泛应用,美国火星探测车采用双摄像头实现场景扫描和3D图像重构,宝马采用双摄像头测距辅助驾驶。我们推测,随着技术进步和产品更新迭代,双摄像头3D识别将应用于尺寸空间更小的手机上,迎来行业高速成长。
在消费电子领域,通过距离感知完成3D扫描和场景重建,能够实现手势识别、人脸识别、动态捕捉等新的人机交互方式,将拓展手机的使用方式和外部功能,引领行业新的发展方向。
苹果公司收购指纹识别解决方案厂商AuthenTec之后,在2013年推出搭载指纹识别应用的iPhone 5。苹果对于前沿技术应用倾向于使用自主知识产权(或来自于收购公司)的解决方案,我们推测,17年苹果新品将采用收购公司PrimeSense的结构光3D识别方案。
苹果在指纹识别应用的方案独家自有,并不向安卓阵营开放,从而带动了其他指纹识别解决方案公司的快速成长,以瑞典FPC和国内汇顶科技为代表。由此我们推测,苹果新品的结构光3D识别技术同样会带来其他解决方案厂商的发展机遇,包括但不限于双摄像头方案和TOF方案,利好产业链相关3D识别解决方案算法公司,以及激光发射器、红外滤光片、图像传感器、摄像头模组封装厂商等。
此外,iPhone X前置摄像头可能同样采用双摄,并支持实景AR功能。瑞银(UBS)分析报告指出,iPhone 8可能具备同步定位与地图构建(SLAM)技术,可以建立体视觉应用的3D影像功能。双摄在实现AR和场景重建具有理论技术优势,通过三角定位法可以准确实现景深测距,iPhone X若具备此项功能或将带动手机AR产业的快步发展,以硬件和iOS生态驱动行业发展。苹果CEO库克曾多次表示对AR技术的重视,2016年8月Piper Jaffray投资银行数据显示,苹果已有218名AR/VR技术员工,预计相关技术研究资金达到104亿美元,预计在今年iPhone新品,有望搭载AR功能,进一步提升对摄像头数量的需求,利好摄像头产业链企业。
4. 多麦克风技术,听筒和传感器融合的双扬声器
苹果的直接竞争对手三星在2017年新品上推出S8,搭载智能助手Bixby,Bixby除了在语音交互功能以外,更结合了本地化机器学习,能够记住用户行为和习惯,实现及时提醒。从竞争对手上对人工智能的布局和体现出的产品表现来看,苹果已稍显落后。
我们推测iPhone X新品将会在人工助手Siri上做软件升级,硬件做配套升级,首先麦克风数量可能有所提升,目前iPhone 7上已达到4颗麦克风,一对AirPods无线耳机也采用4颗麦克风。
iPhone7从单扬声器变成双扬声器(Dual Speaker),其中一个是位于手机底部的常规扬声器,另一个为听筒演化而来的二合一扬声器,兼顾听筒和扬声器功能,单体价值量有所提升。
从提升声学性能角度,多麦克技术可以实现声音精准采集,降低环境噪声干扰,多麦克风组阵在耳机和手机上将成为行业主流应用。双扬声器实现立体声效果,提升外放品质,既然在iPhone7上已经有所提升,相信在iPhone X上会有进一步传承。
5. 防水等级或将提升,单体价值量进一步提升
手机防水技术可以分为密闭性防水和涂层防水两种:1、密闭型防水,顾名思义,通过防水隔膜、防水硅胶等软性材质填充手机孔洞,整体实现“防进水”的效果;2、涂层防水,将电子部件至于设备中的真空环境,然后让气态纳米级材料从内到外的渗透部件,材料以分子级别与零部件紧密结合,达到保护器件的“水隔离”效果。
从现有手机产品看,纳米涂层防水成本高,性能优势并不明显,反而是密闭式防水更为现实。从iPhone 7的防水设计看,主要采用减少对外接口,必要接口采用橡胶圈密封。根据腾讯科技等媒体信息,预计iPhone X产品进一步提升防水等级,从IP67提升至IP68,下水深度和下水时间有所提升,意味着接口更少,密闭材料紧密型和一致性要求更高,价值量有望从目前的单机5美元提升至10美元,单纯从苹果2亿部销量来看,防水市场有望达到20亿美元。同时扬声器和听筒必然需求对外开孔才能实现声音传递,因此声学器件防水设计进一步提升元器件价值量,利好供应链声学器件企业。
6. 声学器件和天线融合
扬声器组件和天线融合最主要的原因是基于结构共用。在塑胶手机后壳时代,手机天线设计通常设计在塑胶壳体上,随着iPhone引领一体化金属机身设计,凭借良好的质感和外观表现,金属后壳已经成为最受欢迎和认可的的材质,这对于天线设计产生了巨大变化:天线需要“设计”在后壳上。
我们再次说明天线设计的基础原理:1、天线材质必须是良导体,意味着无论是LDS天线、FPC天线还是金属后壳上设计的天线,材质都是导电性良好的金属,如铜、铝、不锈钢等等;2、天线尺寸和工作频段直接相关,天线设计的最小尺寸对应工作频段电磁波波长的八分之一到二分之一,具体尺寸取决于天线设计形式有所差异,通常手机上的天线长度在10cm以下;3、要保证良好的天线性能,天线主体需要一部分“净空”,意味着天线周围至少有一部分非金属的存在。
以iPhone 7为例,顶部有塑胶填充,将金属后壳分为以下几个部分:一部分是塑胶填充以上的倒U型金属条,此部分为iPhone 7的天线主体;另一部分是塑胶填充以下的金属背板,主要是手机后壳支撑。塑胶填充有两个作用:首先是分割金属,使得上部金属主体的长度符合天线设计的工作频段;其次是为天线主体保留一定的“净空”,确保天线性能。
从苹果的直接竞争对手三星来看,S系列旗舰机型一直保持着金属中框+玻璃后壳的外观设计形式,天线设计一部分构建在类似于iPhone的金属边框,一部分构建在塑胶支架和Speakerbox上。
我们从行业技术路线和外观角度推测新一代iPhone X的天线设计将有所变化。首先,从4G频段增加,到4.5G高阶调制、载波聚合、多天线MIMO,三个维度提升传输速率,再到未来高频段5G天线阵列。MIMO对天线数量需求有大幅提升。
1、高阶调制:在单位频谱资源内提升信号调制复杂度,提升单位频谱数据的传输量。
2、载波聚合:同时利用多个载波频段,提升信息传输载波数量。
3、MIMO:在通信系统的发射端和接收端分别使用多个天线。相比于单天线SISO系统,MIMO提升天线数量,增加信道传输的物理通路,从而改善通信质量,进一步提升传输速率。
高阶调制和载波聚合偏向于“软升级”,MIMO多天线技术是硬件通路提升的“硬升级”。2G、3G时代,手机主要有一根主天线负责通信信号的发射和接收;4G时代,智能机普遍采用2根天线;在4.5G时期,4天线将成为手机设计的需求;未来5G,8天线、16天线甚至更多数量的天线将成为必然趋势。
三星与美国电信运营商AT&T合作的S7已经具备了4天线MIMO功能,今年发布的S8采用多载波聚合、256QAM信号调制和4天线MIMO技术,成为业界首款下载速率达到1Gbps的智能手机。
下载速率作为通信能力的重要衡量指标之一,苹果自是不会落后,我们推测今年苹果新品将具备4天线MIMO功能,相比于传统2天线设计,天线的需求量实现倍增,利好产业链天线厂商。此外,高通芯片平台已经成熟,4天线方案设计将从行业标杆逐步走进中端市场,国内手机厂商有望快速跟进。
我们认为,在5G到来之前,基础通信设备和手机的平滑升级将是主要趋势,从目前的4G首先进入4.5G,从硬件通路角度,有更多的可用频段得到利用,载波聚合、高阶调制和4×4天线MIMO逐步成为行业标配。伴随着运营商在未来两年逐步开展5G基站设备和通信网络建设,智能手机将快速实现升级换代。
其次,在外观方面一体化金属机身已经达到物理极限,采用玻璃后壳为天线设计带来更多的自由度和结构空间。从第一代金属后壳iPhone5开始,苹果已经利用外边框条形金属作为天线主体。iPhone 5时期,为了保证足够的天线“净空”,金属后壳的主体上下局部采用玻璃盖板;到iPhone 6时期,随着技术进步,上下两块玻璃盖板取消,替换为两条缝隙隔断出来的金属体,外观设计变成了我们熟知的三段式;到iPhone 7时期,工艺水平和设计能力进一步提升,除去上下两端的U型缝隙,外观表现已经接近于完整的全金属。但由于物理定律的客观限制,一体化金属后壳到此进入发展瓶颈,我们推测这也是苹果在寻求新型后壳材质的原因之一。
再进一步从4G迈向5G,参考历代无信通信技术演进,每一代的技术标准均是向下兼容的,5G的升级换代将是分地区分阶段的推进,必然需要同时兼容现存的2G、3G和4G,也意味着在5G时代,手机要同时兼容2G、3G、4G和5G。2016年美国联邦通信委员会(FCC)针对5G频谱资源进行了划分,开放了27.5-28.35GHz、37-38.6GHz、38.6-40GHz和64-71 GHz频段,成为全球首个宣布将这些频谱用于5G无线技术的国家。