比IPhone13更具未来感的,是制造IPhone13的MIM技术
- 来源: 2021-12-13 13:31:56
笔者按:在数字化时代,一切的人与物都无可阻挡地转化成数字化的形式,例如社交平台上的人先将自己粉碎成身高、体重、年龄、学历、收入、爱好,再组合成各种各样的人形。而MIM技术身上则同样透露着一股数字化的意味,将金属粉碎成末,再通过数字化建模,精准操控金属造型。其背后的概念,颇具未来感。
在数字化和智能化的时代,消费者容易被科技产品新推出的炫目功能所吸引,却难以注意到生产该产品所运用的技术同样精彩。当看到一个表面光滑、线条简洁、触感柔和的科技产品,难以估计其背面隐藏着多少个精巧复杂的零部件,它们之间相互感应,相互配合,是科技产品运转的硬件支撑。
然而当数以百计的零部件要同时装进一个便携式的科技产品例如手机、智能手表、平板电脑、穿戴式设备时,这要求零部件足够精细复杂、耐用性强、同时价格合理以实现规模化生产。为了应对消费电子、汽车、医疗、器械领域日新月异发展对零部件提出高度定制化、高复杂度、高精度、高密度、外观精美的要求,MIM作为一种将金属粉末与一定的粘结剂的增塑混合料注射于模型中的成形技术越来越受到下游厂商的青睐。
早前,MIM工艺应用于消费电子领域的第一代规模化产品为亚马逊电子书的卡扣,此后MIM工艺陆续推出SIM卡托和苹果Lightening数据线插头等代表性明星产品。
近年来,随着智能手机行业后置多摄像头以及升降前置摄像头潮流的兴起,摄像头支架成为MIM行业主要的价值贡献者。
2021年6月初,科技巨头苹果在其官网公布了最新的供应链厂商名单,其中国产MIM双雄富池高科(东睦股份子公司)、精研科技均新进入苹果TOP200供应商,正式被苹果官宣为"果链成员"。
MIM技术究竟有何魔力让地表最TOP产业链——苹果产业链快速将其招至麾下?
MIM(Metal Injection Moulding,金属注射成型)技术,是将传统粉末冶金工艺与现代塑胶注射成形技术相结合而形成的一种新型技术。简单来说,就是将金属粉末和粘合剂混合,然后将混合物进行制粒(使较细颗粒团聚成粗粉团粒的工艺),再注射进模具形成特定形状的技术。
从工艺流程来看,MIM工艺分成三大部分。一是用金属粉末和粘合剂制成产品原料;二是设计及制造产品模具;三是将原料注射进模具并烧结成形。
相较于传统金属成型技术如机加工、精密铸造、传统粉末冶金,国金证券研报表示,MIM工艺具有经济性高、产品复杂程度高、材料选择范围广、产品密度高、尺寸精度高、量产能力灵活、原料利用率高的七大突出优势。
具体来看,这七大优势都离不开MIM的工艺流程,一方面,采用金属粉末混合粘结剂形成专业喂料的方法,可以针对不同应用场景选用绝大部分金属材料;另一方面,MIM通过模具注射成形生产出一体化的产品,是一种近净成形技术,这能降低原料成本和加工成本。
此外,通过数字化的精确控制提升模具的复杂程度,能够保障在成本不变的前提下提高产品复杂程度同时快速大批量生产。这让MIM技术在消费电子产品快速更迭的时代能够迅速响应新变化、满足新需求。
来源:《智慧与成型智慧工厂杂志》网站
据《智慧与成型智慧工厂杂志》整理,在MIM与竞争制程的综合比较中,在评价的10个项目中有6个是满分级别,其中包括综合成本、表面粗糙度、量产能力、材料自由度、设计自由度和模具寿命。优质的性能让MIM技术应用在近十年呈现持续上扬趋势。
来源:立鼎产业研究中心
据立鼎产业研究中心、中国钢结构协会粉末冶金分会统计,2011年到2020年,国内MIM市场规模从10亿元扩张到73亿元的规模,预计该项数据将在未来数年内突破百亿元。
值得一提的是,尽管2020年行业受到疫情的冲击,国内MIM产业不仅没有萎缩,反而逆势保持正增长。
来源:《粉末冶金工业》
在中国MIM市场应用划分方面,据《粉末冶金工业》,2020年,手机端应用占据中国MIM市场近六成,智能穿戴占一成,电脑、五金、医疗、汽车瓜分二成,剩余市场由军工等其他领域占有。这说明目前中国MIM市场对手机产业链有较强的依赖性。
举例来看,Wind数据显示,近三年,国内MIM行业龙头精研科技营收结构中,智能手机占比在60%至80%之间波动。东睦股份在2020年并购上海富驰后成功切入苹果产业链,消费电子产品营收从2019年的1.5亿元上升至2020年的12.9亿元。
另一家国内MIM营收前十的企业统联精密,其营收从2017年的0.26亿元一路增长到2020年的3.36亿元,三年翻了近13倍。Wind数据显示,统联精密的营收结构中,MIM产品长期保持在90%以上。
统联精密在冲击科创板的招股书中表示,报告期内,发行人对苹果公司及其指定EMS厂商的销售收入占当期营业收入的比例分别为95.10%、85.55%以及70.78%。公司对苹果产业链的收入占各期营业收入的比例均超过70%。若统联精密顺利登陆科创板,市场将迎来第三位MIM"果链成员"。
值得一提的是,统联精密不仅受到苹果产业链的青睐,众多明星基金如深圳南山软银、人才一号基金、深创投,和一众具有国资背景的公司已通过出资认购提前锁定统联精密部分股权。而众多基金落子统联精密,与MIM行业的发展前景有密切关系。
大树底下好乘凉,MIM行业在手机制造业的荫护下还能走多远?
从5G的角度看,9月13日,工信部部长肖亚庆在国新办举行的新闻发布会上称,中国5G终端用户突破4亿,是全球最大的用户群体。
此前7月5日,十部门联合印发《5G应用"扬帆"行动计划(2021-2023年)》,明确提到2023年5G个人用户普及率超过40%,用户数超过5.6亿;5G网络接入流量占比超50%。这说明至少在未来的两年里,中国还要新增1.6亿的5G用户。
而在5G时代来临之际,智能手机也将迎来一波"换机潮"。根据中国信通院的统计数据,2021年1~6月,国内市场手机总体出货量累计1.74亿部,同比增长13.70%,其中5G手机出货量1.28亿部,同比增长100.90%,占同期手机出货量的73.40%。
推动手机产业继续向前的另一动力是折叠屏的发展。根据IDC数据,2020年全球折叠屏手机出货量194.73万部,渗透率0.15%。目前,三星、华为、小米等品牌均已推出折叠屏手机,荣耀、vivo、OPPO等品牌也有计划推出折叠屏手机。
长期来看,折叠屏手机或将实现平板和手机的结合,有望成为下一代引领行业变革的突破性设计。根据市场研究机构Counterpoint预测,2021年折叠屏手机出货量约为900万部,到2023年,折叠屏手机市场出货量将增长10倍。
由此可推论,至少在未来三年内,无论是"5G换机潮"还是折叠屏设计,在推动手机产业发展的同时也将为MIM行业前进持续提供动力。
值得注意的是,5G发展带来的远远不止是"5G换机潮",它带来的更是一个深度信息化的时代,例如为用户提供增强现实、虚拟现实、超高清(3D)视频等体验,甚至解决人与物、物与物通信问题,满足移动医疗、车联网、智能家居、工业控制、环境监测等物联网应用需求。这说明"5G换机潮"仅是5G浪潮掀起的第一波水花,而MIM行业在5G技术的影响下,又有哪些发展点?
IDC的报告显示,2020年全年全球可穿戴设备出货量为4.447亿部,同比增长28.40%,在所有可穿戴设备中,蓝牙耳机是占比最大的设备类别,其次是手表。随着5G、AI、VR等技术的发展,可穿戴设备应用场景将逐渐增多。这或为MIM行业提供下一个发展的突破点。
在MIM业其他发展点上,精研科技曾指出,伴随着5G等新兴技术的不断发展,MIM技术有机会在精密传动、散热产品等方面得到应用。统联精密也曾表示,未来将顺应汽车、医疗、工具等行业的发展,推广MIM产品在上述行业中的应用。
值得一提的是,统联精密招股书显示,公司未来将在金属3D打印(AM)技术和MIM技术深度融合、MIM产品材料体系、构建规模化自动化的MIM生产能力等方面发力,进一步发掘MIM行业的发展潜力。目前,统联精密的MIM产品已经延伸至智能戒指内壳、无人机遥控器转轴支架、智能手表表壳、智能触控电容笔等消费电子领域。
另外从统联精密的研发情况也可以管中窥豹,观察到MIM行业的发展方向。具体来看,统联精密正在申请专利中有涉及牙齿矫正器、智能仿形切除治具、非晶态手术夹等等,在工艺上则涉及喂料、加工方法、烧结方法、注塑成型方法等。
总结来看,MIM技术对金属制造来说是一个彻底粉碎再彻底重建的过程。它撇去金属原有的物质形态,以其粉末状态为原料,让人得到对金属极强的塑造能力,再通过将人的想法以数字化的形式注入进模具里并实现批量生产,从而实现将金属批量化地精准打造成人想象中的形态。
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