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铜箔专用设备行业发展概况、发展趋势分及竞争格局
思瀚产业研究院 宝昱科技    2024-07-26

1、铜箔专用设备行业发展概况

根据生产工艺的不同,可以分为电解铜箔、压延铜箔。压延铜箔是通过物理手段将铜原料反复辊压加工而成。电解铜箔是指以阴极铜或铜线为主要原料,采用电化学沉积法生产的金属箔材。

将铜料经溶解制成硫酸铜溶液,然后在专用电解设备中,在直流电的作用下,使硫酸铜溶液中的铜离子在阴极还原成铜而制成原箔,再对其进行表面粗化、固化、耐热层、耐腐蚀层、防氧化层等表面处理,其中锂电铜箔主要进行表面有机防氧化处理,最后经分切、检测后制成成品。电解铜箔是现代电子行业不可替代的基础材料,被称为电子产品信号与电力传输、沟通的“神经网络”,主要用于覆铜板及印制电路板的制作和锂电池的生产制造,对应的产品类别分别为电子电路铜箔及锂电铜箔。

电子电路铜箔是覆铜板、印制电路板的重要原材料,一般较锂电铜箔更厚,大多在12-70μm,通常一面粗糙一面光亮,粗糙面与基材相结合、光面用于印刷电路,主要起到信号与电力传输作用,下游产品印制电路板广泛应用于消费电子、通讯设备、节能照明、汽车电子、工控设备等电子行业。

锂电铜箔由于具有良好的导电性、质地较软、制造技术较成熟等特点,因而成为锂电池负极集流体的首选。锂电池负极材料需涂覆于集流体上,并经干燥、辊压、分切等工序,制备得到锂电池负极片。锂电铜箔与正极材料、负极材料、隔膜、电解液以及其他材料一起组成锂电池的电芯,再将电芯、BMS(电池管理系统)与配件经 Pack 封装后组成完整锂电池包,应用于新能源汽车、3C 数码产品、储能系统、电动自行车等下游领域。

电子电路铜箔生产工序主要包括溶铜制液、电解生箔、表面处理和分切包装四道工序;锂电池铜箔的生产工艺与电子电路铜箔大体相同,主要分为溶铜造液工序、生箔工序、后处理工序及分切包装工序四部分。二者生产工序的差异主要体现在后处理工序不同,锂电铜箔生产过程中,电解生成的原箔经过表面防氧化处理后被卷绕成铜箔卷;电子电路铜箔生产过程中,需对原箔进行酸洗、粗化固化、表面防氧化、镀铬、镀镍、镀锌等表面处理后被卷绕成铜箔卷。

锂电铜箔主要的生产设备包括溶铜设备、生箔表处一体机、分切机;电子电路铜箔各工序主要生产设备包括溶铜设备、生箔机、表面处理机、分切机。

其中生箔制造工序是核心制作步骤,阴极辊作为生箔机的核心部件会显著影响铜箔的性能,其表面晶粒大小、几何形状、平整度、粗糙度直接影响到电解铜箔的光泽、抗拉强度等物理性能。同时添加剂和表面处理工艺也会对铜箔的质量有较大的影响。

从价值量来看,生箔设备非常昂贵,占总生产设备成本近 50%,其中,由阴极辊、阳极槽、铜箔导电和控制系统等属于核心设备;此外,表面处理机也属于核心设备之一,通过对铜箔进行粗化和防氧化处理对于铜箔生产质量有重要影响。

根据 GGII 数据,近年来,全球电解铜箔总产量呈现快速增长态势,2022 年全球电解铜箔出货量达到 114 万吨,其中锂电铜箔 56 万吨,电子电路铜箔 58 万吨,无论是总量还是细分产品类型,中国出货量占比均保持在 50%以上,中国已经成为全球铜箔的主要生产国家。根据中国电子材料行业协会电子铜箔材料分会数据,2022 年中国电解铜箔产量达到 76.5 万吨,同比增长 19.5%。

①电子电路铜箔发展概况

根据 GGII 统计数据显示,2021 年全球电子电路铜箔市场出货量为 55.2 万吨,中国电子电路铜箔市场出货量为 37.6 万吨,中国占比为 68%。根据 GGII 预测,在全球 PCB 产业缓慢增长趋势带动下,预计 2025 年全球电子电路铜箔市场需求为 67.5 万吨,2021-2025 年复合增长率 5.4%。受益于中国 PCB 市场的蓬勃发展,中国电子电路铜箔行业近年来保持稳步增长。CCFA 统计数据显示,2021 年中国电子电路铜箔产量为 40.2 万吨,同比增长 19.86%。

目前全球电子电路铜箔的主要产区包括中国大陆、中国台湾、日本、韩国等,中国是 PCB 产业的生产中心,因此也是电子电路铜箔产量的主要贡献者,但高端电子电路铜箔的生产技术、设备制造技术以及市场份额仍主要被日本占据。目前,我国生产的电子电路铜箔产品仍以中低端为主,高端电子电路铜箔主要依赖进口。

海关数据显示,2022 年我国电子电路铜箔的平均出口价格为 12,290.65 美元/吨,而平均进口价格为15,991.90 美元/吨。目前,日本等外资铜箔企业在高端、高附加值产品上具有领先优势。近年来,我国电子电路铜箔一直处于贸易逆差,且进口单价显著高于出口单价。

从产业发展上看,全球 PCB 产业保持稳定增速,同时不断向高精度、高密度和高可靠性方向靠拢,不断提高性能以适应下游各电子设备行业的需求,这势必将对电子电路铜箔的各项性能指标提出更高的要求,市场对高性能铜箔的需求将持续扩大。随着 PCB 产业对电子铜箔需求的增长以及中国铜箔向高端产品市场的逐步渗透,预计中国电子铜箔产量仍将持续稳步增长。

②锂电铜箔发展概况

随着全球数码产品市场的稳定发展,锂电池在储能方面广泛应用,叠加全球电动车市场整体向好趋势,GGII 预测未来几年全球锂电池市场仍然将保持中高速增长态势。预计到 2025 年,全球锂电池出货量有望达到 1,523GWh,2020-2025 年 CAGR 达 37.8%。受全球锂电池市场增长带动,全球锂电池铜箔市场有望延续前期的高增长态势,到 2025 年锂电池铜箔出货量达 97 万吨,2020-2025年 CAGR 为 33.9%。

根据 GGII 数据,从 2016 年至 2022 年,全球锂电铜箔出货量在电解铜箔总量占比从 21.27%提升至 49.12%。根据 GGII 数据,2016-2022 年全球电解铜箔总出货量及电子电路铜箔、锂电铜箔产量年均复合增长率分别为 17.23%、8.98%、34.88%,受益于全球新能源汽车销量的快速增长,锂电铜箔出货量增长速度远高于电子电路铜箔。

在政策和市场的双重驱动下,2015-2022 年中国锂电池产业发展迅猛,年均复合增长率达到46.1%。2022 年中国大陆锂离子电池的出货量为 655GWh,同比增长 102.4%,其中,2022 年,动力电池出货量达到 480GWh,同比增长 112.39%;储能锂电池市场出货量为 130GWh,同比增长171.40%。铜箔作为锂电池的重要组成材料之一,受电池市场规模快速增长带动,锂电铜箔需求亦保持同步增长。

2015-2019 年,我国锂电铜箔行业持续快速发展。2019 年至 2020 年上半年,因新能源汽车补贴政策退坡以及经济低迷等因素影响,新能源汽车销量下降导致锂电铜箔需求疲软,同时 6μm 替代 8μm 进程加快,锂电铜箔市场增长趋缓;2020 年 8 月以来,新能源汽车行业强势复苏,带动铜箔行业快速回暖。2021 年,锂电铜箔产量 23.80 万吨。

综上,受全球 PCB 产品需求稳健增长、新能源汽车和储能行业快速发展的积极影响,电解铜箔及其专用设备行业市场空间广阔。

2、铜箔专用设备行业发展趋势

(1)高性能电子电路铜箔需求增长,带动铜箔专用设备需求增长和产品升级

PCB 行业整体上向高密度、轻薄化方向发展,产品不断缩小体积,轻量轻薄,性能升级。预计未来,封装基板、HDI 板的增速将明显超过其它 PCB 产品。PCB 的发展趋势决定了电子电路铜箔的发展趋势,与锂电铜箔主要追求“薄化”的趋势不同,高性能电子电路铜箔在轮廓度、厚度、抗张强度、延伸率等多项性能指标上有特定要求,具备较高的技术壁垒。

PCB 行业高密化、轻薄化,一方面使得电子电路铜箔在 PCB 产业链中的重要性进一步提升,另一方面也推动电子电路铜箔技术和产品的升级;随着高性能电子电路铜箔需求增长,带动铜箔专用设备需求增长和产品升级。

(2)锂电铜箔“极薄化”技术迭代满足锂电性能提升及降本趋势,拉动锂电铜箔设备需求增长

轻薄化是锂电铜箔发展的重要趋势,理论上铜箔越薄,消耗铜越少成本越低,比容越高,对应电池能量密度越高。目前中国锂电池铜箔以 6-8μm 为主,国内主流电池厂也在积极引入 6μm锂电池铜箔,6μm 极薄铜箔国内渗透率已逐年提升,数据显示,极薄铜箔国内渗透率超过50%。为提升新能源汽车续航里程,解决终端消费市场里程焦虑,高安全性、高能量密度锂离子电池已成为电池企业布局的重心,是未来锂电产业发展的主旋律,更薄的 4.5m 锂电铜箔的应用空间正是伴随着这一趋势而逐渐打开。

未来随着 4.5m 锂电铜箔的产业化技术逐渐成熟及电池企业应用技术逐步提高,4.5m 锂电铜箔的应用将有望逐渐增多。锂电铜箔“极薄化”技术迭代满足锂电性能提升及降本趋势,同步拉动锂电铜箔设备需求增长。

(3)电解铜箔专用设备未来国内市场空间广阔

当前,全球电解铜箔高端生产装备制造主要集中在日本、韩国和中国。在阴极辊等核心设备的制造方面,国内设备制造商通过自身努力不断缩小与国际先进水平的技术差距。随着电解铜箔市场需求快速增长,推动电解铜箔高端生产设备市场需求持续增长。

3、行业竞争格局

(1)铜箔专用设备种类众多,不同企业专注领域不同

境内外从事铜箔专用设备制造的企业较少,多数企业规模较小,行业集中度不高。铜箔专用设备制造工艺复杂,技术难度高,铜箔制造涉及溶铜罐、生箔机(含阴极辊)、表面处理机、分切机等核心设备,国内仅少数企业能供应全套设备。行业内设备制造商生产铜箔设备的种类并不完全相同,因此企业间只在重叠设备领域存在竞争。

未来随着下游 PCB 铜箔和锂电铜箔工艺不断进步和突破,铜箔专用设备行业竞争将从单一要素的竞争升级为资本、技术、人才等企业全方位能力的竞争。企业的自动化解决方案能力、与上下游产业链企业深度合作的能力等多重因素将在很大程度上影响未来行业的竞争格局。

(2)覆铜板及铜箔专用设备境外技术较为领先,国内企业持续发展

覆铜板专用设备方面,由于 PCB 行业在欧美等发达国家起步较早,2000 年以前全球 PCB 产值70%以上分布在美洲、欧洲及日本等地区,海外覆铜板专用设备企业得益于 PCB 产业的发展和技术进步,在相关技术上不断积累,并不断引领全球技术发展方向。随着 PCB 及覆铜板产业不断向中国转移,国内覆铜板专用设备企业也开始逐步发展,但由于行业起步时间较晚,在高端产品技术上依然与国外企业存在差距。

随着中国 PCB 和覆铜板市场发展,诞生了如深南电路、景旺电子等诸多行业领先 PCB 制造商和建滔集团、生益科技、南亚新材等全球覆铜板行业龙头。凭借我国 PCB 和覆铜板产业集聚的优势,国内覆铜板制造商在技术研发上高速迭代、产能上不断扩产,同时也促进了覆铜板专用设备行业的发展。

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