液态金属应用处于爆发前夜

用户头像
可乐行者
 · 上海  

据中国科学院16日官网消息,近日,中国科学院理化技术研究所等团队,在液态金属柔性电子制造领域取得系列进展,为柔性电子的高性能、绿色化、规模化应用提供了多项创新性技术方案。

该成果推动了液态金属材料与柔性电子制造技术的理论创新,在可穿戴健康监测、植入式诊断器件、航空航天智能系统等领域展现出应用前景。未来,团队将持续深化界面调控机制与规模化制造技术研究,加速推动前沿技术向实际产品转化,为环境可持续型智能柔性电子器件的发展提供支撑。

另外今年苹果首款折叠屏手机iPhone Fold即将面世。瑞银(UBS)最新拆解报告显示,这款备受期待的产品在保持高端配置的同时,物料成本(BoM)控制在759美元,较三星同类产品低4%。这一成本优势的关键在于苹果创新性地采用了液态金属铰链技术,并通过一体化精密加工工艺降低了组装成本。在这一技术变革中,宜安科技(300328)和东睦股份(600114)作为国内液态金属领域的领军企业,正迎来前所未有的发展机遇。本文将深入分析液态金属铰链的技术优势、市场前景及两家上市公司的战略布局。


液态金属材料性能优势显著。液态金属的抗拉强度达到1500-2000MPa,是镁铝合金的10倍以上,不锈钢和钛合金的2倍以上。这种超高强度使铰链能够承受数十万次折叠而不产生塑性变形,大大延长了手机使用寿命。宜安科技为国内某品牌开发的液态金属铰链,实测折叠寿命超过50万次,远超行业20万次的标准要求。

精密成型能力突出。液态金属在熔融状态下具有极佳的流动性,能够完美填充复杂模具的每个细节,成型精度可达±0.02mm。这种特性特别适合制造铰链所需的微小齿轮和精密卡扣。东睦股份子公司上海驰声开发的液态金属注射成型(MIM)工艺,使铰链零件的一致性达到99.9%,大幅提高了组装效率。

轻薄设计成为可能。液态金属的高强度允许铰链结构做得更薄,iPhone Fold的铰链厚度仅1.8mm,比传统不锈钢铰链薄30%,为手机内部腾出了更多空间用于电池或其他组件。这种减薄不减强的特性,正是折叠屏手机向极致轻薄发展的关键。

成本优化效果显著。虽然液态金属原料成本较高,但其优异的加工性能可以降低后续制造成本。苹果通过一体化设计,将铰链零件数量从三星的60多个减少到30个左右,组装工序简化40%,整体成本反而降低8%。这种设计理念的革新,为液态金属的大规模应用扫清了障碍。

市场前景广阔可期。太平洋证券研报显示,2024年全球折叠机铰链市场规模将超78亿元,未来五年复合增长率达24.71%。随着苹果入局,折叠屏手机渗透率有望从当前的3%提升至2028年的15%,液态金属铰链的需求将呈指数级增长。

应用拓展空间巨大。除手机铰链外,液态金属在笔记本电脑转轴、智能手表表壳、AR眼镜支架等领域也展现出独特优势。这种跨行业的应用潜力,为技术领先企业提供了持续增长的空间。

宜安科技:液态金属技术的领军者

宜安科技作为国内最早布局液态金属的企业之一,已在这一新兴领域建立起显著的技术和市场优势。公司为多家知名手机品牌提供的液态金属铰链,性能指标达到国际先进水平。

技术研发底蕴深厚。宜安科技自2010年开始研发液态金属,累计投入超5亿元,申请相关专利200余项。公司开发的锆基和钛基非晶合金,非晶形成能力达15mm以上,处于行业领先水平。这种材料创新能力,是公司在激烈竞争中保持优势的核心保障。

量产能力行业领先。宜安科技在东莞建成全球最大的液态金属产业化基地,年产能达1000吨。通过自主研发的真空压铸设备和大吨位注塑机,产品良品率稳定在95%以上,远超行业平均80%的水平。这种规模化生产能力,使公司能够满足头部手机厂商的大批量需求。

客户合作深入紧密。公司已为OPPO、vivo、荣耀等品牌的多款折叠手机提供铰链解决方案,市场份额约30%。特别是与某头部厂商的合作已从单纯供货升级为联合研发,共同开发了全球首款"悬浮式"液态金属铰链,使手机展开后完全无折痕。

工艺创新持续突破。宜安科技首创的"梯度退火"工艺,通过在铰链不同部位施加差异化的热处理,使应力分布更均匀,疲劳寿命提升50%。另一项"微弧氧化"表面处理技术,则使铰链的耐磨性达到普通工艺的3倍以上。这些创新工艺构成了公司的技术护城河。

成本控制成效显著。通过优化材料配方和回收利用废料,宜安科技将液态金属原料成本降低30%;自动化生产线的引入,则使人工成本占比从25%降至10%以下。这种成本优势,使公司在价格竞争中游刃有余。

质量体系严格完善。公司建立了从原材料到成品的全流程追溯系统,关键参数100%检测。实验室配备X射线衍射仪、扫描电镜等高端设备,可精确分析材料微观结构。这种质量管控能力,是获得高端客户认可的关键。

研发投入力度不减。2024年公司研发费用达1.8亿元,占营收比重8%,重点攻关液态金属3D打印和超薄成型技术。这些前沿技术的突破,将进一步巩固公司的行业地位。

产能扩张有序推进。宜安科技正在规划建设二期生产基地,新增年产2000吨液态金属产能。项目采用工业4.0标准设计,将实现从熔炼到成型的全流程智能化生产。

财务表现持续向好。2024年公司液态金属业务收入同比增长150%,毛利率维持在45%的高位。随着折叠屏手机放量,机构预测2025年该业务收入将突破10亿元,成为业绩增长的主要驱动力。

东睦股份:后起之秀的快速崛起

东睦股份通过收购上海驰声切入液态金属领域,短短三年内便实现了技术突破和批量供货,展现出强劲的发展势头。2024年公司液态金属业务收入达5663万元,同比增长300%。

技术整合成效显著。上海驰声在MIM工艺方面拥有深厚积累,结合东睦股份在粉末冶金领域的技术储备,快速开发出适用于液态金属的专用设备和模具。这种技术协同效应,使公司迅速跻身行业第一梯队。

产品应用精准聚焦。东睦股份的液态金属产品主要应用于折叠屏手机的支撑模组和齿轮组件,这些部件对精度和强度要求极高。公司开发的"纳米晶-非晶"复合铰链,兼具高强度和良好韧性,已通过多家手机厂商的验证测试。

设备创新独具特色。东睦股份自主设计的多工位液态金属注射机,实现了从喂料到成型的全自动化生产,单台设备日产能达5000件,是传统设备的3倍。这种专用装备的研发能力,为公司构筑了竞争壁垒。

客户拓展稳步推进。除手机厂商外,公司液态金属产品还进入了笔记本转轴和智能穿戴设备供应链。特别是为某国际品牌开发的AR眼镜铰链,厚度仅0.8mm,却可承受10万次以上的折叠测试,展现出技术实力。

材料体系不断丰富。除常规的锆基合金外,东睦股份还开发了铁基和铜基液态金属,拓宽了应用场景。铁基合金成本较锆基降低40%,适合对价格敏感的中端机型;铜基合金则具有优异的导热性,可用于集成散热功能的铰链设计。

品质管控严格规范。公司导入汽车行业的IATF16949质量管理体系,对液态金属产品的尺寸、强度、疲劳寿命等30余项指标进行严格检测。这种高标准的质量要求,使产品不良率长期保持在百万分之五十以下。

研发合作广泛深入。东睦股份与中科院金属所建立联合实验室,在非晶形成机理、强韧化方法等基础研究领域取得多项突破。这种产学研合作模式,为公司提供了持续创新的源泉。

产能建设加速推进。上海生产基地经过改造后,液态金属专用生产线从2条扩充至6条,年产能提升至200吨。公司计划2025年再投资3亿元,新建智能化生产线,进一步扩大市场份额。

盈利水平持续改善。随着良率提升和规模效应显现,东睦股份液态金属业务的毛利率从2023年的25%提升至2024年的35%。机构预测,2025年该业务有望实现盈亏平衡,2026年将成为重要的利润增长点。

投资展望:液态金属产业的黄金机遇

随着苹果入局折叠屏市场,液态金属铰链技术将迎来爆发式增长。宜安科技东睦股份作为国内领先企业,有望在这一轮产业升级中获得超额收益。

市场空间测算乐观。假设2025年全球折叠屏手机出货量达3000万部,其中30%采用液态金属铰链,单铰链价值量200元,仅此一项市场规模就达18亿元。若考虑笔记本、智能穿戴等延伸应用,总市场空间更为可观。

技术壁垒保障盈利。液态金属从配方到工艺的全链条技术门槛,使行业毛利率长期维持在40%以上,远高于传统结构件20%的水平。特别是拥有核心专利的企业,将享受技术溢价。

客户认证周期漫长。手机铰链通常需要12-18个月的验证测试,一旦进入供应链则合作关系相对稳定。宜安科技东睦股份已通过多家头部厂商认证,这种先发优势短期内难以被超越。