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釬焊材料行業(yè)發(fā)展態(tài)勢及未來發(fā)展趨勢分析
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 亞通新材    2023-09-20

1、釬焊材料行業(yè)發(fā)展態(tài)勢

（1）釬焊材料行業(yè)發(fā)展情況

釬焊作為焊接的重要工藝之一，其關(guān)鍵材料釬料行業(yè)在國內(nèi)亦得到了快速發(fā)展。我國在釬料的研究與開發(fā)上起步較晚，早期主要以進口釬料為主。國內(nèi)航空、航天、汽車、電子、半導(dǎo)體、制冷工業(yè)等領(lǐng)域的不斷發(fā)展催生了對國產(chǎn)化釬料的迫切需求，促進了國內(nèi)的釬料企業(yè)對適用于各領(lǐng)域的釬料的不斷研發(fā)。國內(nèi)的軟硬釬料生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量快速增長，釬料產(chǎn)品的質(zhì)量和品種數(shù)量亦得到了快速發(fā)展，部分品種的釬料還實現(xiàn)了大批量出口。

（2）釬焊材料下游應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展情況

釬焊材料下游已深入國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，包括電子及半導(dǎo)體、制冷、汽車、電氣、電機等。結(jié)合產(chǎn)品的主要銷售市場及潛在市場，對釬焊材料的應(yīng)用領(lǐng)域及前景分析如下。

①電子及半導(dǎo)體行業(yè)

A、AMB 陶瓷覆銅基板行業(yè)（主要應(yīng)用于 IGBT 大功率半導(dǎo)體器件封裝）

銀銅鈦（AgCuTi）半導(dǎo)體活性釬料目前主要應(yīng)用于 AMB 陶瓷覆銅基板的釬焊，其未來的市場空間主要受 AMB 陶瓷覆銅基板的市場情況的影響，而AMB 陶瓷覆銅基板主要應(yīng)用于 IGBT 大功率半導(dǎo)體器件封裝，目前終端下游主要為新能源汽車。

陶瓷襯板又稱陶瓷電路板，是在陶瓷基片上通過覆銅技術(shù)形成陶瓷基板，再通過激光鉆孔、圖形刻蝕等工藝制備成陶瓷電路板，具體制備流程如下：

陶瓷襯板的核心材料是三氧化二鋁、氮化鋁或氮化硅，相比普通電路板具備較佳的散熱性能，因此常被用于 IGBT 大功率半導(dǎo)體器件模組、大功率 LED 照明、高頻通訊和軌道電源等領(lǐng)域。

由于陶瓷基板易碎而難以壓合，其主要工藝覆銅、鉆孔和蝕刻的技術(shù)難度較高。特別是覆銅工藝，國內(nèi)鮮有企業(yè)能夠完成。覆銅工藝主要包括 DBC（直接覆銅）、DPC（直接電鍍銅）和 AMB（活性金屬釬焊）。

AMB（ActiveMetal Bonding）技術(shù)是指在 800℃左右的高溫下，含有活性元素 Ti、Zr 的活性焊料在陶瓷和金屬的界面潤濕并反應(yīng)，從而實現(xiàn)陶瓷與金屬異質(zhì)鍵合的技術(shù)。AMB 陶瓷襯板相比 DBC 陶瓷襯板，具備更好的銅層結(jié)合能力、更低的熱阻、更高的導(dǎo)熱率和更佳的可靠性，更適用于高鐵、高壓變換器、直流送電等高壓、高電流功率半導(dǎo)體的封裝。

氧化鋁基板主要采用 DBC 工藝制備；氮化鋁基板導(dǎo)熱率較高，可采用 DBC和 AMB 工藝制備；氮化硅可靠性較佳，主要采用 AMB 工藝制備；IGBT 等硅基器件的應(yīng)用場景如果提升至 800V 以上高壓平臺以及快充模式，對封裝基板的散熱性以及穩(wěn)定性的要求將大幅提升，其襯底材料將從傳統(tǒng)的氧化鋁、氮化鋁升級至氮化硅，加工工藝亦將從 DBC 進階至 AMB；

作為第三代半導(dǎo)體材料的 SiC器件相較于硅基器件，具備更為優(yōu)越的電氣性能，符合新能源車高壓化的趨勢需求，未來市場規(guī)模有望高速增長，而 AMB 工藝制備的氮化硅陶瓷襯底，與 SiC晶體材料的熱膨脹系數(shù)較為接近，適合作為 SiC 功率器件的封裝基板。

銀銅鈦（AgCuTi）半導(dǎo)體活性釬料作為 AMB 陶瓷基板的核心材料目前終端主要應(yīng)用于新能源汽車領(lǐng)域。根據(jù) EVTank 數(shù)據(jù)，2022 年全球新能源汽車銷量達(dá)到 1,082.4 萬輛，同比增長 61.6%，并且預(yù)計到 2030 年全球新能源汽車銷量將達(dá)到 4,780 萬輛；根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2022 年我國新能源汽車銷量達(dá) 688.7 萬輛，同比增長 93.4%。

隨著新能源車銷量的快速增長，以及汽車電動化和智能化率的不斷提升，作為電力電子系統(tǒng)核心的大功率半導(dǎo)體市場需求不斷提升。隨著未來新能源車中高壓架構(gòu)和快充模式的不斷滲透，AMB 陶瓷襯底市場規(guī)模有望迎來高速增長。根據(jù) QYResearch 的數(shù)據(jù)，2022 年全球 AMB 陶瓷基板市場規(guī)模約為 26 億元人民幣，預(yù)計 2029 年將達(dá) 174 億元，2023-2029 期間年復(fù)合增長率為 26.0%。

從陶瓷襯板的競爭格局看，全球陶瓷襯底市場仍主要由日立、京瓷、羅杰斯和賀利氏等海外企業(yè)把控，我國的國產(chǎn)化率仍相當(dāng)?shù)停绕涫?AMB 陶瓷基板，基本依賴進口。鑒于我國已成為全球最大的功率半導(dǎo)體需求市場，本土陶瓷襯板需求將進一步提升。

B、電子行業(yè)

計算機、通訊設(shè)備等消費電子是目前國內(nèi)電子錫焊料最大應(yīng)用市場。電子錫焊料應(yīng)用于電子產(chǎn)品的各級封裝過程，主要起到連接、導(dǎo)電、導(dǎo)熱作用，具有導(dǎo)電性能好、延展性好、附著力強、機械強度高、抗腐蝕性能好等優(yōu)點，是電子信息制造業(yè)中不可或缺的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。

近年來，國內(nèi)的電子錫焊料主要下游應(yīng)用領(lǐng)域消費電子、汽車電子等產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。根據(jù)工信部公布的數(shù)據(jù)，2022 年，我國的電子信息制造業(yè)實現(xiàn)營業(yè)收入 15.4 萬億元，同比增長 5.5%，我國的電子信息制造業(yè)固定資產(chǎn)投資同比增長18.8%；

根據(jù)思瀚的數(shù)據(jù)，我國是全球最大的消費電子產(chǎn)品制造基地和全球最大的消費電子產(chǎn)品消費國，在全球消費電子產(chǎn)品行業(yè)具有重要地位，2017 年我國消費電子市場規(guī)模為 16,120 億元，2021 年增至 18,113 億元，市場規(guī)模龐大。電子錫焊料作為電子材料的重要組成部分，其市場需求亦不斷增加。

②制冷設(shè)備行業(yè)

在制冷設(shè)備中，換熱器的制造及制冷循環(huán)管路的連接用的是釬焊工藝，釬焊焊接接頭數(shù)量多、直徑變化范圍大，焊接質(zhì)量將直接影響制冷設(shè)備的性能及制冷效果。釬焊材料在空調(diào)冰箱類產(chǎn)品中主要用于壓縮機、四通閥、截止閥、電磁閥、管組配件及整機的制造，此外還用于制冷相關(guān)的車用空調(diào)、食品冷鏈運輸設(shè)備、儲藏用冷庫的制造等。

釬焊材料重要下游應(yīng)用領(lǐng)域空調(diào)和冰箱行業(yè)從國內(nèi)需求和出口角度看有望保持市場規(guī)模穩(wěn)定增長的發(fā)展態(tài)勢。在人民生活水平提升、城鎮(zhèn)化進程推進的大背景下，新增家電消費以及升級換代的需求將有力支撐空調(diào)、冰箱行業(yè)的產(chǎn)銷量保持穩(wěn)中有升的趨勢；在“一帶一路”政策的指引下，空調(diào)、冰箱作為具有較強國際競爭力的產(chǎn)品，出口規(guī)模亦將保持穩(wěn)步增長的趨勢。

根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)，我國空調(diào)年產(chǎn)量從 2015 年的 14,200 萬臺增長到 2022 年的 22,247 萬臺，我國家用電冰箱年產(chǎn)量從 2015 年的 7,993 萬臺增長到 2022 年的 8,664 萬臺。

③汽車行業(yè)

釬焊是汽車工業(yè)不可缺少的連接技術(shù)，釬焊材料主要用于客車、卡車和工程機械車輛的散熱器、中冷器、油路系統(tǒng)、發(fā)動機挺桿、各類傳感器等，轎車等乘用車的激光釬焊及各類車輛的車載空調(diào)等零部件，以及新能源汽車的電子繼電器。

隨著全球經(jīng)濟的復(fù)蘇以及新能源汽車行業(yè)的迅速發(fā)展，全球汽車行業(yè)將有所回暖，恢復(fù)市場規(guī)模穩(wěn)定增長的態(tài)勢，進而帶動釬焊材料的需求增長。從中國市場來看，根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)，在一系列穩(wěn)增長、促消費政策的有效拉動下，我國汽車工業(yè)呈現(xiàn)恢復(fù)性增長，2022 年中國汽車產(chǎn)銷量分別為 2,702.1 萬輛和 2,686.4 萬輛，同比增長 3.4%和 2.1%，其中，乘用車在政策拉動下實現(xiàn)較快增長，為產(chǎn)業(yè)穩(wěn)健發(fā)展貢獻重要力量。

從新能源汽車市場看，全球主要國家政府相繼將燃油車禁售提上議程，針對新能源乘用車的推廣政策不斷推出、整車性能技術(shù)方面連創(chuàng)突破、關(guān)鍵部件成本持續(xù)下降、充電設(shè)施體系逐步完善等一系列因素驅(qū)動新能源汽車行業(yè)規(guī)模持續(xù)增長，我國新能源汽車行業(yè)亦呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢。

④電氣行業(yè)

釬焊材料在電氣行業(yè)廣泛應(yīng)用于變壓器、磁控管、放電管等電氣設(shè)備，未來將受益于電氣行業(yè)的快速發(fā)展。近年來，我國能源電力市場規(guī)模持續(xù)擴大，特高壓和配電網(wǎng)建設(shè)持續(xù)推進，我國電氣機械及器材制造業(yè)處于快速增長階段，根據(jù)共研產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)，2021 年中國工業(yè)電氣行業(yè)市場規(guī)模達(dá) 33,849 億元，同比增長 14.75%。

⑤電機行業(yè)

釬焊技術(shù)在電機的制造中有重要作用，主要應(yīng)用于電機內(nèi)部電聯(lián)接部位，如電機轉(zhuǎn)子、定子線圈的接頭上，均離不開釬焊。應(yīng)用于電機行業(yè)的釬焊材料除了連接強度要求外，還有電阻率低的特殊要求。根據(jù)能量轉(zhuǎn)換方向的差異，電機可分為發(fā)電機組和動力電機組兩大類。

發(fā)電機組方面，根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)，我國發(fā)電機組產(chǎn)量已由 2015 年的 12,431 萬千瓦增長至 2022 年的 18,376 萬千瓦；動力電機組方面，根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)，我國鐵路營業(yè)里程已由 2015 年的 12.10萬公里逐年增長至 2022 年的 15.49 萬公里；另外，我國新能源汽車電機電控裝機市場也呈現(xiàn)出高速增長的態(tài)勢，根據(jù)中研普華的數(shù)據(jù)，新能源車用驅(qū)動電機總裝機量從 2019 的 126 萬臺增長至 2021 年的 360 萬臺。

隨著發(fā)電機組以及包括鐵路及軌交系統(tǒng)、新能源汽車在內(nèi)的動力電機產(chǎn)量的增長，將會提升對釬焊材料的需求。此外，釬焊材料還廣泛應(yīng)用于航天航空、核電、軍工、硬質(zhì)合金刀具、儀器儀表等領(lǐng)域。

（3）行業(yè)未來發(fā)展趨勢

①生產(chǎn)自動化、智能化

隨著釬焊材料需求量的增長、品質(zhì)要求的提升以及人力成本的上升，釬焊材料行業(yè)的生產(chǎn)自動化程度將逐漸提高。釬焊材料的自動化和智能化生產(chǎn)在提高效率、降低成本、改進質(zhì)量、保證安全和滿足高水準(zhǔn)制造要求方面將帶來突出的優(yōu)勢：生產(chǎn)工藝過程自動化將提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，保證釬焊材料的大批量生產(chǎn)，有利于實現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)；自動化生產(chǎn)線生產(chǎn)出的釬焊材料送絲性能更優(yōu)越，能夠適應(yīng)焊接的智能化使用，滿足自動化焊接對焊接材料成分、性能的高要求。

②綠色化

隨著環(huán)境問題的日益突出，釬焊材料和釬焊工藝的綠色化將成為釬焊行業(yè)的發(fā)展趨勢。對于釬焊行業(yè)的環(huán)境問題，可以利用釬料綠色化、高效高可靠釬焊工藝等方式，從源頭減污、清潔高效、精準(zhǔn)可靠等方面實現(xiàn)綠色釬焊。

釬料綠色化即釬料成分無害化，比如無鉛電子封裝釬料、無鎘節(jié)銀或無銀釬料、無鹵的無害化釬劑等；高效高可靠釬焊工藝包括真空釬焊、氣體保護釬焊等。比如，在Ag-Cu-Zn 系基礎(chǔ)上通過多元素復(fù)合添加降低釬料熔點，改善釬料流動性和潤濕鋪展性從而徹底取代含鎘銀釬料；

在 Sn-Ag-Cu 系基礎(chǔ)上通過稀土等元素和增強相調(diào)節(jié)，在流動性、潤濕性、塑性和熔點等關(guān)鍵性能上達(dá)到和超越錫鉛釬料的水平；在釬劑方面研發(fā)無鹵的免清洗釬劑，實現(xiàn)釬焊過程減少污染；釬料釬劑一體化的藥芯釬料，可以實現(xiàn)釬劑定位-定溫-定時-定量精準(zhǔn)反應(yīng)并高效利用，在同樣工況條件下達(dá)到釬劑用量降低超過 70%，大大降低焊接產(chǎn)生的煙塵量的效果，有效減輕過量焊劑對環(huán)境的擾動。

③產(chǎn)品高端化、精細(xì)化、多元化趨勢

近年來，高端裝備制造業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對焊接技術(shù)提出了更高的要求，其所需的高端釬焊材料的需求逐年增加，推動釬焊材料行業(yè)向高端優(yōu)質(zhì)等方向發(fā)展，并且釬料品種和規(guī)格呈現(xiàn)多元化發(fā)展趨勢以解決下游應(yīng)用場景的不同需求。

比如，耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、耐疲勞等不同細(xì)分領(lǐng)域的功能型焊材；銅價不斷攀升、銅資源日益短缺背景下產(chǎn)生的鋁代銅的發(fā)展趨勢，市場對鋁焊絲、鋁釬料尤其是藥芯鋁釬料的需求快速增長；添加 Ti、Zr、Nb 等活性元素的活性釬料，可用于滿足大量涌現(xiàn)的無機非金屬材料與金屬材料釬焊的需求；通過快速冷卻技術(shù)制備具有高潤濕性的釬料；各類低成本和高效釬料，比如以節(jié)約貴金屬銀資源為目的的節(jié)銀或無銀釬料等。