电子线缆是小型电器设备内部,内部与外部以及电器与外设之间连接的电线。通常长度较短,尺寸较小,同时以弱电为主,种类繁多。主要分为 UL 标准, 3C 标准,VDE 标准 3 个系列,以 AWG为单位的一般为 UL 标准,以平方为单位的一般为 3C 标准或 VDE 标准,国内电子线缆生产商主要以 3C 和 UL 这两个标准为主。
电子线缆是电子信息产业中的毛细血管和末梢神经,是电线电缆行业的重要分支,为电子信息、通信、汽车、家电等领域配套服务;具有体积小,技术含量高,附加值高的特点;广泛应用于日常生活中电子、电器产品中,其功能是提供电源和信号传输。电子线缆作为终端设备的关键部分,把电网和互联网远端的电能和信息传输到人的面前,在应用层实现人们所期望的各种功能,满足了人们的物质文化生活需求。电子线缆与我们的衣食住行紧密关联,日常接触的产品都有消费电子线缆的使用,如:汽车、电视机、洗衣机、电冰箱、微波炉、电烤箱、LED 照明灯、手机、平板电脑、台式电脑、笔记本电脑、打印机、传真机以及电动玩具等。
本领域中直接用于设备与设备间的连接,透过此类线缆的互联互通实现,并能达到保密性、高传输特性以及提供电量等功能,使用场景多且广泛被利用。
1、发展现状
目前,广东是中国电线电缆产业排名第一的出口大省和第二大制造大省,企业数量约3000多家,2020年广东线缆行业规模企业894家、主营收入约1712亿人民币、从业人员约15.8万以上。由民营企业、三资企业、国有企业等构成,主要集中在广州、佛山、东莞、深圳、惠州、中山、珠海及潮汕地区等;约占全国线缆产业份额的11%,仅次于江苏,位居全国第二大省。电子线缆主要用于配套全球的电子产品、家电产品、通信产品,与广东的电子、家电、通信产业的地位比较匹配,占全国份额的60%以上。企业主要集中在东莞、深圳、佛山,其中东莞市虎门镇聚集了约100家为电子线配套的设备厂。但该电子线缆领域的标准、认证、测试均掌握在国外机构手中,行业没有话语权。
当前我国经济正持续快速增长,因此通信电缆及电子线缆产业发展带来巨大的市场空间,同时也在资本、技术、人才等生产要素积累带来良好的发展条件。十三五期间,我国通信电缆及电子线缆产业取得了傲人的成就,为加快转换发展方式,保持经济平稳加快发展,有效的满足经济社会信息通信需求、改善和提高了人民的生活质量提供了有效的保障。但与此同时也发现,由企业为主体的技术创新意识和知识体系的建立落后于经济发展的步伐,使得整体产业缺乏自主创新能力,关键技术落后同时受制于人,严重制约了通信电缆及电子线缆行业走向高端技术及品牌的发展。
国内线缆制造商近万家, 同时与其配套行业如设备、原材料、半成品等在全国范围内估算也有数千家以上之数量。除部分手机电脑或电视配套厂商外,其余厂商并不集中难以形成行业规模效应。同时因消费性电子产品标准均以国外协会组织制定为主,虽有部分国内厂商加入标准制定,仍难以主导整个标准方向。但所幸整体产品开发及生产制造能力均可跟上国际水平,因此在国外标准制定上需遵守国际标准, 但也在相关标准为自身产品做出创新应用,且将相关应用风潮带至海外市场。
2018年中美贸易战开打之后,虽有部分产能移转至东南亚, 但整体消费性电子线缆主要生产重镇仍为国内, 同时因近几年国内手机电视品牌在全球市占率逐步提高,相关配套的手机充电线与高清视频影音传输线逐步拉高技术标准与要求,并进一步扩大份额。依据海关总署数据, 2020年1-9月电线电缆类产品同比出口金额不减反增, 上涨2.4%。
2、需求分析
消费性电子线缆以USB线缆为主的USB Type C在笔记本电脑为主的个人电脑渗透率逐步接近90%, 同时在手机等移动装置也有超过60%的渗透率, 同时在消费性电子也已突破30%的渗透率, 提高了整体USB Type C接口与线缆的需求, 依据IHS等市调机构的统计与预测, 2021年约有将近50亿台装置包含移动装置、个人电脑以及其他消费性电子产品等带有USB Type C接口,因此创造了百亿以上的产业规模。
广东省为全国最大的智能手机生产基地,手机产业主要分布在深圳、东莞、惠州、河源等地区。根据国家统计局数据,2019年,全国移动通信手机产量为17.01亿台,其中,广东省移动通信手机产量为7.05亿台,占全国移动通讯手机产量的41.4%。广东智能手机行业龙头企业带动作用明显。根据IDC发布的2020年第一季度全球智能手机出货量情况显示,2020年第一季度,华为全球智能手机出货量达4900万部,以17.8%的市场份额位居第二;vivo全球智能手机出货量为2480万部,位列第五位;OPPO以2289万台智能手机出货量,位列第六位。推动手机快充市场蓬勃发展,手机充电线逐步朝向高压与高电流以及无线化方向;但目前的规范多在30伏特以内,因此多数生产厂商均能符合相关规范,但后续PD 3.1将最高电压标准提高至48V后,对传统电子线缆产商的绝缘用料选择将带来新的挑战。同时虽有部分移动装置改用增加无线充电的方式,但整体而言并未彻底改变充电的形态,仍需存在一充电器搭配一条线缆将另一端放置移动装置的附近进行充电,因产品形态虽有所改变但其本质并未被颠覆,但对传统线缆设计生产厂家却会带来一定困扰,因其增加了产品的复杂度。
消费性高速互联市场,则在USB 4的技术标准引领下,对整个产品生产设计厂家添增了新的门槛,更高的速率代表着更高的电磁辐射、串音干扰以及插入损耗,目前多数国内规模以上的厂家对于USB 3.2 Gen 2的产品设计与生产一致性能力仍逊于美、日、台资企业,如标准提升至USB 4后,更多数的厂家面临着从线缆结构与工艺需重新调整升级、连接器端子的五金与塑胶选型及结构设计、电镀工艺的创新与优化以及高速电子线路板合理的设计布局及生产稳定性与线缆加工技术提升。
影音视频传输电子线缆,则每年维持一定平稳趋势,逐步向高带宽传输进行渗透,目前每年约稳定出货2~2.5亿台电视, 其中4K电视渗透率于2020年已逐步拉高近60%以上, 而目前8K电视则处于起步期。近年来,广东率先在全国发力推动超高清视频(4K)产业发展,首先出台支持4K产业发展专项政策,开播全国第一个省级4K频道,4K电视用户数增长超3倍,4K电视产量全国第一,4K芯片出货量全国第一,显示面板产能全国第一,成为全国最大的面板生产基地,逐步形成了4K“大品牌”“大产业”。4K产业对全省规模以上工业增加值贡献11.3%。我省大力推动4K电视产业发展,全省4K电视产销量逆势增长。数据显示,2018年全省四家(TCL、创维、康佳、广东长虹)主要彩电企业4K电视机产量2195万台、同比增长30.8%,4K产品占比大幅提升达40%以上。
其他电子线缆如电信视频信号以及有线电视宽频网络所使用的同轴线缆目前仍在欧洲及美国市场大量使用,同时国内也有部分运营商业者仍在使用,虽有部分行业协会进行推广, 但因整体技术创新度较不足,故多存在于存量市场。音频连接线除少部分发烧友外,多数市场逐步被蓝牙等无线传输技术侵蚀份额,因此整体呈现逐年下降的趋势,投入的厂家也逐步转型降低对其依赖。
3、发展趋势
随着无线充电、高功率的PD 3.1以及高带宽的USB 4等规范线发布后, 开辟出新的应用领域, 如电动自行车、电动工具机甚至部分的小家电等。整体电子线缆会从过去单纯的铜+胶+连接器的组成形态,逐步复杂化。开始与芯片半导体其他电子零组件做高度结合。目前已USB为主的个人电脑领域,已完成了40Gbps双向的标准发布,下一步就是朝向着80Gbps迈进,因单一通道速率再次翻倍,导致纯铜缆在线缆线径粗细受限制的要求下,可使用物理长度再度缩短,因此结合信号调整放大的芯片融入整体电子线缆产品设计当中,趋势更加明确。
在电压逐步上拉至48伏特的过程当中,由于已超过人体能接受的安全电压范围之上,因此更多安全保护器件有希望用到这类型的产品之上,同时因额定电压级别已发生改变,因此在连接器接触端子的五金材料选型包含表面电镀以及绝缘塑胶的性能上与过往不同,但对整个线缆与连接器相关上游材料行业而言,并非创新领域,仅针对原有电子线缆及连接器厂家需重新找寻合适的材料与生产方式。
由于移动手持装置逐步朝向无接口化设计,无线充电产品将有望由现有的选配转变为刚需,产品形态虽有所转变而本质并未改变,同时因有无线充电模组与充电协议等,对传统的电子线缆厂家而言增加了新的准入门槛,相关技术的堆叠与集成复杂度提高。
影音视频传输则在高清视频需求扩大的前提下,8K电视渗透率逐步拉高,将为8K传输线缆的需求于21年往后的五年可望每年以约40%年度复合成长率持续向上成长,同时随着10K甚至更高分辨率及刷新率的显示装置与AR/VR等穿戴装置的需求逐步被消费者接受,为了改善消费者使用体验,伴随高分辨率与高刷新率的高带宽传输需求持续上升,因此传统的电子线缆生产厂家,需在线缆生产设备以及加工的精度上持续提升,并在加工工序持续提高由机器设备进行生产组装的比重,确保产品质量的稳定性。同时因本类应用多数不涉及电能传输,因此在光缆的导入与组装生产制程升级尤需重视。
广东省作为改革开放的先锋,其中对于消费性电子产业布局更是完整,在符合国家整体大战略,推动制造业高质量发展、增强产业链供应链自主可控能力的指导思想下,推动产业高端化发展,5G8K的发展蓝图规划结合电子线缆,针对大屏高分辨率高刷新率的应用会逐步提高份额,移动装置的有线、无线充电与大功率充电日趋重要,个人手机、电脑与周边产品的互联互通将逐步融合,藉由物联网的产品观念打破中心改为点对点连接沟通。
参考文献
[1] 中国电工技术学会电线电缆专业委员会,《中国线缆产业发展现状及策略建议咨询报告》,2020.
[2] 广东省电线电缆行业协会,《广东线缆行业发展指导意见》(2017-2020),2017.
[3] 南方网 肖文舸,4K产业成广东经济发展新动能,新闻,广东精选,2019.