从手机到电脑,屏幕类电子迈向折叠形态,三大核心零件孕育新蓝海

微观人 2023-01-11
4608 字丨阅读本文需 11 分钟

从智能手机发展肇始以来,屏幕面积就随着人们的需求不断增长,在短视频时代到来后,主流手机更是一发不可收拾,从曾经的 5.5-5.8 英寸发展到了今天的 6.5-6.8 英寸。在传统直屏形态下,屏幕尺寸继续扩大终归有限,手机厂商不断提升屏占比后,手机尺寸本身又反过来对屏幕尺寸提升形成制约。

而折叠屏手机受益于屏幕构造,可以延展出更大面积的阅读范围,方便进行多任务操作,因此受到各大厂商重点关注,甚至有人断定这就是未来手机的发展方向。目前来看,折叠屏手机的消费群正不断扩大中,即便尚不能与传统直板屏幕手机抗衡,但涌现品牌、种类之多,也渐成一种欣欣向荣的发展态势。

折叠屏是手机形态的必然趋势

手机形态的核心矛盾是随着消费者接收信息日益增长,对大屏的需求也逐渐增长,但是同时碍于移动便携,对小尺寸机身依旧有需求。而折叠屏就是改变传统直屏的形态,在传统手机尺寸下,延展出一个大屏,以满足大屏场景下的需求,进一步平衡这个矛盾的产物。

折叠屏手机每一面折叠屏都是由柔性 OLED“基板层” 以及与其贴合的包含触控层、偏光片、光学胶等的 “功能层” 组成。无论横折还是竖折,功能层将处于被压缩状态,此时线路和材料断裂风险相对较低,但需要基板层拥有更高的韧性。

目前折叠屏的设计难点在于,屏幕曲率半径(即折弯的半径)越小,就越容易产生折痕。而如果加大内折屏幕的曲率半径,会有较大孔隙出现,容易藏匿灰尘等其他异物,在内侧屏幕受到挤压时对屏幕表面造成伤害,导致维修费用高昂。因此铰链转轴方面的设计,一直备受重视。

倾向于在现有机身尺寸下拓展更大屏幕的消费者更愿意选择横折方案产品。横折屏最核心的产品逻辑其实是手机平板二合一,且以手机为主,平板延展作为增量。对于保持屏幕尺寸下的体积缩小更感兴趣的消费者,则更青睐竖折方案。这个方案在一定程度上能打造更加迷你的手机形态,解决过重和影响便携性的问题。

折叠屏开始发展的时候,无论是中国还是全球,目光更集中于横折方案,但目前竖折形态的总体接受程度更高。同时,由于竖折本身的屏幕形态和传统直屏一致,软件生态不需要额外打造,厂商要解决的主要是硬件层面的问题。

如果说横折方案还有很长的路要走,那么竖折方案基本已经到了非常成熟,真正具备大规模走量的时代,可以进而拓展成和主流直屏同量级的核心产品。

不过无论哪种方案,现阶段折叠屏依然在快速发展和不断探索的阶段。中信证券称,展望 2023 年,预计安卓厂商仍将进一步加速折叠屏手机产品迭代。预计 2022 年全球折叠屏手机出货量为 1300 万-1400 万台,2023 年全球折叠屏手机出货量有望超过 2500 万台。

折叠进入大屏时代

“开合后屏幕平整如镜,画面仿佛流动起来有了立体感,屏幕虚拟键盘触控流畅,可以呈现书本式、电脑式、平板式、直立式等不同形态……”在2022世界显示产业大会新型显示创新成果展上,记者的目光被京东方展出的首款17.3英寸超大尺寸折叠OLED笔记本产品所吸引,更大的折叠屏幕、更丰富的折叠功能适配,带来比折叠屏手机更为震撼的体验。

折叠屏笔记本电脑不仅是柔性OLED显示领域的又一里程碑产品,更是笔记本电脑终端形态的又一次创新尝试,为办公和娱乐带来更多交互可能。自2020年联想集团首发新品,到今年下半年联想更新二代产品以及华硕首发新品,折叠屏笔记本电脑热度不断攀升。这款打破视野边界的品类究竟是企业炫技,还是另有深意的长远布局尚未可知,但折叠大屏显示时代正在加速到来。

2020年10月,联想正式发布了全球首款折叠屏笔记本电脑ThinkPad X1 Fold,在折叠屏手机还未打开市场的当时颇具划时代意义。这款产品的折叠屏由5层屏幕堆叠而成,配合折叠转轴铰链设计,通过了3万次以上开合的耐久度测试。

今年10月,联想发布了ThinkPad X1 Fold 2022新品,相比第一代产品,这次最大的变化是使用了水滴型结构铰链设计,通过可移动式的内外双层骨架设计,大幅抵消了折叠时截面产生的剪切应力,使得屏幕在反复开合之后,依然可以保持镜面般平整。在机身厚度上也实现“进化”,折叠后仅有17.4mm厚。

不过折叠屏笔记本电脑产品并非是联想的专属,华硕也在今年8月31日推出了一款折叠屏笔记本Zenbook 17 Fold,从产品形态上,联想与华硕的折叠屏没有太多差别,主要差别还是在屏幕大小、折叠形态、铰链等细节上。随后,华硕在9月的秋季新品发布会上发布了灵耀X Fold产品,17.3英寸柔性OLED屏可从中间弯折,变为2个12.5英寸屏幕,180°精密铰链设计支持自由悬停,能够实现6种使用形态。机身轻至约1.5kg,最薄处约8.7mm,加上折叠能力可以轻松入包携带。

目前以上产品价格在一两万元左右。据悉,戴尔、惠普和三星也在加大研发,苹果也在关注20英寸左右折叠屏笔记本电脑的研发,这都证明头部厂商对折叠屏笔记本电脑市场的看好。

市场研究机构Canalys向记者表示,现在市场上的参与者很少,但面世的设备已被证明是可靠的。折叠屏有望在未来几年出现惊人的增长,此类设备发展背后的主要驱动因素是人们更倾向于使用更大的屏幕,以及人们在工作和休闲中不断切换着任务和角色,折叠屏笔记本电脑让人们不用在不同的工具之间来回切换。

铰链、UTG、OLED细分赛道有望孕育新蓝海

与传统智能手机相比,折叠屏手机产业链的变化主要体现在上游 OLED 面板、盖 板、铰链等方面。我们认为,折叠屏手机是智能手机产业链的重要创新分支,传 统智能手机产业链与折叠屏手机产业链的区别主要体现在上游 OLED 面板、盖板及 铰链等零组件的供应上。在折叠屏手机产业链上游,柔性可折叠 OLED 面板的供应 商主要有三星显示(SDC)、京东方、TCL 华星光电、维信诺等;保护盖板的供应 商主要有住友化学、韩国 KOLON、肖特/Dowoo Insys、康宁/eCONY、长信科技、 凯盛科技、沃格光电、凯茂科技等;铰链的供应商主要有 KH Vatec、S-Connect、 AU Flex、兆利、富世达、安费诺、精研科技、科森科技等。在折叠屏手机终端品 牌上,目前主要有三星、华为、小米、OPPO、vivo、荣耀、摩托罗拉、柔宇等。

折叠屏手机 BOM 成本较非折叠手机高出 69%,主要来自于屏幕及铰链。根据 CGS-CIMB 数据,三星初代折叠屏手机 Galaxy Fold 的 BOM 成本为 636.7 美元,其 中显示模组成本 218.8 美元,占比 34.4%,机械/机电结构成本 87.5 美元,占比 13.7%;三星非折叠旗舰手机 Galaxy S9+的 BOM 成本为 375.8 美元,其中显示模 组成本 79.0 美元,占比 21.0%,机械/机电结构成本 29.8 美元,占比 7.9%。可见, Galaxy Fold 显示模组的成本占比较 Galaxy S9+高出 13.3pct,机械/机电结构的 成本占比高出 5.8pct(主要来自于铰链结构);从 BOM 成本的角度看,屏幕及铰 链是折叠屏手机成本增加的主要来源。

铰链

与门、窗、笔记本电脑的折叠结构不同,折叠屏手机需要携带屏幕一起折叠,因 此铰链是折叠屏手机的核心部件之一。铰链是折叠手机与非折叠手机的核心区别, 折叠屏手机铰链支撑着手机折叠部位两个平面,在自然状态下将两个平面折叠, 由于弯曲半径不同,外平面会长于内平面,但同时要求展开后两个平面长度保持 平整,这就需要铰链转轴能够根据折叠的角度做伸缩配合。因此,铰链的结构设 计是集合了数学、材料学、物理学、工业设计等多门学科的综合难题;铰链结构 的设计与屏幕折痕深浅、折叠开合手感、产品结构强度、产品使用寿命息息相关, 是解决折叠屏手机“痛点”的核心技术所在。

智能手机、PC 等消费电子产品所用的转轴(铰链)产品是经由机械结构件设计, 由冲压件、车件、MIM 件、压铸件、共用件等组装而成的转轴(铰链)成品。因 此冲压件、MIM 件、压铸件等零件供应商为 NB/平板/手机转轴(铰链)产业链的 上游供应商;转轴(铰链)的组装商处于产业链的中游,转轴(铰链)产品一般 需要中游组装商及下游 NB/平板/手机客户协同设计及开发,生产出符合客户所要 求公差、扭力及耐寿命测试等要求的成品。

折叠屏铰链组装、MIM、铝合金材料、液态金属的供应商主要集中在中国、韩国。 目前折叠屏铰链组装的供应商包括韩国的 KH Vatec、S-Connect、AU Flex,中国 的精研科技、科森科技、长盈精密、兆利、富世达等。折叠屏铰链 MIM 件的供应 商主要有中国的精研科技、东睦股份、信维通信、新日兴等;铰链铝合金材料的 供应商主要有中国的福蓉科技等;铰链液态金属的供应商主要有中国的宜安科技、 常州世竟等。由于折叠屏铰链结构复杂,三星、华为等折叠屏手机品牌厂商掌握 较多设计专利;此外,美国企业安费诺作为全球领先的连接器制造厂商之一具备 提供折叠屏铰链一体化解决方案的能力。

全球折叠屏手机铰链及 MIM 件市场规模有望实现快速增长。我们测算得 2021 年 全球折叠屏手机铰链市场规模为 12.67 亿元,2022 年有望同比增长 136.8%至 29.99 亿元,2026 年有望增长至 187.54 亿元(CAGR:71.4%)。我们测算得 2021 年全球折叠屏手机铰链 MIM 件市场规模为 3.17 亿元,2022 年有望同比增长 152.9% 至 8.02 亿元,2026 年有望增长至 61.65 亿元(CAGR:81.0%)。

UTG盖板

盖板是折叠屏幕的关键瓶颈组件之一,CPI 和 UTG 是目前已商业化应用的折叠屏 盖板的两种主流材料。CPI(无色透明聚酰亚胺薄膜)和 UTG(Ultra-Thin-Glass 超薄玻璃)两者均具有优异的光学与机械性能,同时也互有优劣势:CPI 在弯折 性能、抗冲击性、量产性、成本、尺寸覆盖能力方面具有优势,但在塑性、硬度、 表面平整度及光学性能等方面略显不足;UTG 在模量、耐刮擦、硬度、光学性能、 表面平整度、外观及触感等具有优势,但存在抗冲击性不足等劣势。 目前量产性及供应方面 CPI 占优势,但基于未来需求,切入 UTG 企业相对更多。 TrendBank 认为,未来 CPI 和 UTG 盖板将长期共存,在折叠智能手机上 UTG 将成 为主流,CPI 寻求中大尺寸折叠显示终端盖板应用将成为未来努力方向。

此前折叠屏手机大多采用 CPI 盖板,三星率先将折叠屏手机盖板材料从 CPI 转向 UTG。三星在 2019 年推出的 Galaxy Fold 中使用了 CPI 盖板,后续在 2020 年推出 的 Galaxy Z Flip 和 Galaxy Z Fold 2 开始使用 UTG 盖板。2021 年 12 月 OPPO 发 布旗下首款折叠屏手机 OPPO Find N,2022 年 4 月 vivo 发布旗下首款折叠屏手机 vivo X Fold,两者均采用肖特供应的 UTG 作为盖板;除此之外,其他中国智能手 机厂商大多仍使用 CPI 作为折叠屏手机的盖板,包括 2021 年上半年发布的华为 Mate X2 和小米 Mix Fold 以及 2022 年 1 月发布的荣耀 Magic V。

由于折叠屏手机出货的主力品牌三星已全系采用 UTG 盖板,目前折叠屏手机 UTG 盖板的渗透率已超过 80%。此外,根据 CINNO 预测,2022 年搭载 UTG 盖板的折叠 屏手机将陆续增多,vivo 于 4 月发布的 vivo X Fold 搭载三星显示开发的 8.03 英寸内屏,并采用肖特的 UTG 盖板;小米计划在 Mix Fold 2 上使用三星显示的 8.01 英寸内屏和华星光电的 6.52 英寸外屏和 UTG;荣耀、华为的新款折叠屏手机 也有望搭载 UTG 盖板。根据 DSCC 数据,由于 2020 年三星在 Fold、Flip 折叠屏手 机中开始采用 UTG 盖板,2020 年折叠屏手机 UTG 盖板的渗透率从 2019 年的 0%提 升至 2020 年的 81.8%,并在 2021 年进一步提升至 87.4%;根据 DSCC 预测,折叠 屏手机 UTG 盖板的渗透率将逐步提升,2026 年有望达到 91.9%。

OLED屏幕

OLED 在智能手机领域已实现广泛应用,2021 年全球智能手机 OLED 渗透率已接近 40%,国内智能手机 OLED 渗透率超过 50%。根据 IDC 数据,2021 年全球智能手机 出货量 13.60 亿部,其中 5.34 亿部搭载 OLED 屏幕,占比 39.30%,8.25 亿部搭载 LCD 屏幕,占比 60.67%;国内智能手机 OLED 渗透率较全球更高,2021 年国内 3.29 亿部的智能手机出货量中,51.12%搭载了 OLED 屏幕。 单季度来看,全球智能手机 OLED 渗透率从 1Q15 的 15.61%提升至 4Q21 的 44.54%; 国内智能手机 OLED 渗透率从 1Q15 的 7.82%提升至 4Q21 的 52.82%,渗透速度快于 全球。我们认为,随着 OLED 厂商的产能释放、技术进步、成本下降,以及折叠 屏、卷轴屏等创新应用涌现,全球智能手机 OLED 渗透率将进一步提升。

折叠屏作为消费电子的趋势性创新方向,逐步成为 OLED 的重要创新显示产品。 2021 年以来国内外主要手机品牌厂商已经或即将切入折叠屏手机市场,三星、华 为、小米、摩托罗拉正常推出迭代的折叠屏手机产品,OPPO、荣耀、vivo 先后推 出旗下首款折叠屏手机产品。 此外,继 2020 年 9 月联想发布全球首款折叠屏电脑 ThinkPad X1 Fold 后,2022 年 1 月 6 日华硕于 CES 2022 上发布 17.3 英寸可折叠 OLED 笔记本电脑 Zenbook 17 Fold。根据 Omdia,LG 计划在 2Q22 向惠普交付新的 17 英寸可折叠 OLED 面板;京 东方与华硕、戴尔、三星紧密合作,在 2022 年开发 17.3 英寸可折叠 OLED 面板; 夏普正在为联想开发新的 16 英寸可折叠 OLED 面板,计划在 2022 年开始量产。可 见,折叠屏已成为消费电子的趋势性创新方向及 OLED 的重要创新应用方向。

结语

当然,折叠屏的应用并不应该只局限于手机和电脑,像汽车中控台的屏幕、户外广告的显示屏、智能手表、医疗设备的仪表等等,同样有折叠屏一展身手的空间,而且还很大。在这些领域,折叠屏的应用绝非「炫技」,不用担心目前折叠屏手机的诸多弊端,其实用性绝对强于手机,前景无限。

总的来说,折叠屏技术必然是下一代屏幕技术,即使当前场景应用不足、软件适配有限,但只要给予厂商一定时间,相信未来的折叠屏手机体验将进一步提升,越来越多的可折叠屏幕的设备将出现在我们的日常生活中,带给我们更多意想不到的惊喜。

文章来源: 动点科技,未来智库,齐鲁壹点

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