电子产品LED和PC散热器件行业分析报告.docx
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电子产品LED和PC散热器件行业分析报告
2015年电子产品LED和PC散热器件行业分析报告
2015年4月
一、行业主管部门、监管体制及主要法规政策
1、行业主管部门及监管体制
电子产品散热器件设计与制造主管部门是工业与信息化部。
工信部负责研究拟定发展战略、方针政策和总体规划；组织制订技术政策、技术体制和技术标准等；指导行业技术创新和技术进步；指导行业发展、推进行业建设等。
散热器件多数作为结构部件应用于各电子产品，其行业引导和服务职能则由细分领域所属的各行业协会承担；LED照明散热组件的自律性组织为中国照明电器协会半导体照明专业委员会、PC散热配件的行业自律性组织是中国计算机行业协会。
中国照明电器协会半导体照明专业委员会是中国照明电器协会下的一个专业委员会，中国照明电器协会是由照明电器行业的企业、事业单位自愿组成的社会团体，是经中华人民共和国民政部正式注册的全国唯一的照明电器行业的社团组织，具有社会团体法人资格。
协会宗旨是沟通企业之间、行业之间、企业与政府之间的关系，协调同行业利益，维护会员的合法权益和行业的整体利益，促进行业发展。
中国计算机行业协会是我国信息产业具有权威性的民间社团之一，协会的主管部门为工业和信息化部，协会是从事计算机及其相关产品生产制造、科研、开发、应用等企事业单位自愿参加、组织起来的社会团体。
协会宗旨是为行业内企业服务，为政府服务；维护行业内企业合法权益；在政府和计算机企事业之间发挥桥梁和纽带作用，促进中国计算机行业的发展。
2、行业主要法规政策
LED照明散热组件和PC散热配件，作为关键配套组件嵌入LED照明产品和PC，受下游LED照明及PC行业政策影响。
（1）LED照明行业相关产业政策
（2）PC行业相关产业政策
二、电子产品散热概述
1、电子产品散热器基本知识
散热器是传导、释放热量的一系列装置的统称，主要核心部件包括散热片或热管，根据散热方式不同，也可能包含风扇等其他附件。
电子产品散热器通常用于大功率电子元器件散热，是电子产品的关键部件。
电子散热器具有高热流密度、高传热功率、高温度稳定性等特点，其通过高导热率的热界面材料与电子元器件表面紧密接触，通过传导、对流、辐射等热传递方式协助将电子元器件工作过程中产生的大量热量散发到外界环境中，其工作原理如下：
电子产品散热器设计与制造建立在工程学、材料学、电化学、传热学等多学科领域基础之上，要求结合电子产品产热机理，从经济合理性、技术可行性、实用性等方面对散热方案进行最优的设计。
散热器散热效果好坏受散热材料、散热面积、结构设计、散热技术应用等因素综合影响，也与产品生产及精加工工艺水平高低密切相关。
选用导热性能较高的材料能提高散热器热传导效率，从材料的导热性能来看，银的导热性能最高，其次是铜、金，然后是铝，但是金、银的价格相对昂贵，不适宜大量使用；铜的导热性比铝好，但是铜密度比铝大，而且加工成型性差，只能制作成相对简单的形状；铝的导热性良好、重量轻、价格低而且耐腐蚀、便于加工成各种复杂的形状，能满足电子产品散热器的不同应用要求，因此目前电子散热器产品的常用材料主要为铝，其次为铜。
在选用材料相同的情况下，散热器性能主要取决于散热器设计以及生产及精加工工艺水平高低，这也是集中体现各电子散热器厂家技术实力差距的地方。
通过创新散热技术应用、改进散热结构及散热鳍片设计、增大散热面积，能够有效提升散热效果，而良好的精加工工艺水平，可以保证接触面平整、光滑，减小接触热阻，从而提高散热器整体散热性能。
散热性能直接影响电子产品可靠性及使用寿命，是散热器基本的技术评价指标。
除散热性能外，根据适用的电子产品类别及工作环境不同，重量、体积、稳定性、抗腐蚀性、安装便捷性、外观造型等也成为散热器的重要评价指标，例如常见的CPU散热器，对静音程度要求较高，而户外LED照明产品用散热组件，因为面临的外部环境相对复杂与恶劣，对抗腐蚀、防尘防水、稳定性等方面提出了很高的要求。
2、电子产品散热的重要性
近十年来，由于电子元器件及其应用产品的飞速发展，热损耗与热安全问题日益凸显，电子产品散热器作为散热功能性部件，在电子产品应用领域扮演越来越重要的角色。
（1）有利于降低与温度有关的失效概率，提升电子产品性能与可靠性
电子系统故障平均间隔时间随温度倒数呈指数增加。
温度越低，故障平均间隔时间越大，因此温度的降低有助于提高系统的可靠性。
温度的降低也会降低电子产品失效概率，与温度有关的失效通常被分为机械失效、腐蚀失效和电气失效，具体如下：
有研究表明高温是导致电子产品失效的最主要因素，有效的散热有利于减少电子产品与温度有关的失效，提升电子产品性能与可靠性。
（2）有利于降低电子产品制造和维护成本
在电子产品设计中，提高性能和增加可靠性必须要求电子产品具有良好的散热性，降低产品造价也需要有良好的散热解决方案。
在LED照明散热等领域，通过系统化的散热结构设计，可以有效减轻散热组件质量，降低灯具散热成本，而且，通过采用合适的散热技术和散热方案，可能减少银、铜等贵重金属材料的使用，在更低的成本下实现同样的散热效果。
良好的散热解决方案及散热产品设计除了有效降低电子产品整体造价外，也可以延长电子产品寿命、降低故障率，因此节约了后期维护的费用，这些都有利于降低电子产品实际使用成本。
三、行业发展前景
散热器作为电子产品一种结构部件，应用领域范围较广，包括消费类电子产品、服务器、LED照明产品等，都可能涉及散热器的使用。
电子产品散热器市场潜力巨大。
1、LED照明散热组件行业的市场前景
（1）LED照明散热需求推动LED照明散热行业发展
LED是光电器件，其工作过程中只有10%至40%的电能转换成光能，其余的电能几乎都转换成热能。
对于照明用LED灯具，在特定面积下所需的流明量可能超过上千流明或上万流明，LED工作过程产生热量集中在尺寸很小的芯片内，芯片温度升高，引起热应力的非均匀分布、芯片发光效率和萤光粉激射效率下降；当温度超过一定值时，器件失效率呈指数规律增加。
当多个LED密集排列组成白光照明系统时，热量的耗散问题更严重。
解决散热问题已成为LED照明尤其是大功率LED照明应用的先决条件。
优化灯具结构设计、使用散热器等外部冷却系统是解决LED照明产品散热问题的有效措施。
目前市场上常见的LED照明产品主要由LED光源、驱动电源、散热器、其他结构件等部分组成，散热器及其他结构件共同构成LED照明产品散热组件。
散热组件承担散热功能，同时作为灯具壳体也承担电子器件防护功能，使其避免沾染灰尘、液体或与其他物质进行不必要的接触等。
一个典型的LED灯具结构如下所示：
近年来，随着LED照明应用范围越来越广泛，LED照明行业快速发展，产业分工也取得了长足的进步。
具有渠道优势的LED灯具厂商向供应商分别采购散热组件、LED光源、驱动电源，再组装为成品灯具向其下游客户销售。
灯具厂商等客户需求的增长推动LED照明散热组件行业持续发展。
（2）LED照明行业市场增长为散热组件行业打开增长空间
LED照明与白炽灯、荧光灯等传统光源相比，在节能、环保、使用寿命、色彩、体积、反应时间等多方面具备优势，LED照明对传统照明光源的替代是照明市场发展的必然趋势。
近年来，一方面LED器件成本下降显著，在成本下降的推动下，LED照明产品价格在过去两年也呈现出急剧下降的趋势；另一方面各国政府也通过禁用白炽灯、提供研发补贴、设备补贴、终端补贴、定向采购和鼓励合同能源管理模式等一系列政策措施对LED照明行业进行扶持。
在这两方面的共同驱动下，全球LED照明渗透率得到了极大的提升。
在全球LED照明渗透率大幅度提升的同时，全球LED照明市场规模亦呈现高速增长的发展态势。
根据台湾市场调研机构Digitimes的数据显示：
2009年，全球LED照明市场规模为17.50亿美元，2010年为37.17亿美元，增长率达到112%；2012年市场规模突破百亿美元大关，达到121.48亿美元；截至2014年，全球LED照明市场规模为239.57亿美元，2009年至2014年年均复合增长率为76.42%，全球LED照明市场增长迅猛。
目前，我国LED照明市场也已步入成长期，随着LED芯片性价比的提高，综合配光设计、驱动控制、散热等技术发展以及面向不同光环境应用特点的各类LED照明解决方案体系的完善与成熟，LED照明已经越来越多的渗透进传统照明领域，逐渐得到广泛的应用和推广。
2014年，我国国内LED照明产品产量约16.7亿只，国内销量约7.5亿只，LED照明产品国内市场份额（LED照明产品国内销售数量/照明产品国内总销售数量）达到16.4%，比2013年的8.9%上升约7个百分点，其中商业照明呈现井喷式增长，公共照明增长迅速，家居照明开始启动。
①中国室内LED照明市场发展情况
室内照明市场包括厂房照明、商场室内照明、酒店室内照明、写字楼室内照明、体育场馆照明以及家居照明等。
从市场规模上看，室内照明市场由于应用群体的广泛将成长为规模最大的市场。
LED室内照明市场发展大致可分为三个阶段，第一阶段：
白炽灯、荧光灯及节能灯是室内照明的主要光源，而LED照明产品价格偏高，处于示范阶段；第二阶段：
随着全球白炽灯禁产禁用政策的依序落实，白炽灯在市场上将逐渐消失，节能灯将占主要份额，LED照明产品份额也将提升；第三阶段：
LED照明产品占据室内照明的主要市场，大幅领先节能灯。
目前，我国LED室内照明产品主要运用于商业场所，如地下停车场、超市、酒店等，处于替代接受向规模替代过渡的阶段。
随着我国消费者对LED照明产品认知的不断深入，LED室内照明开始进入到市场空间巨大的家居照明领域，从而改变人们传统的日常照明方式。
②中国户外LED照明市场发展情况
户外照明市场主要包括道路照明、广场照明、运动场照明、车站码头照明等。
道路照明由于其特殊性，是LED照明最早渗透进传统照明领域的市场。
由于公共交通能耗的逐步攀升，节能效益明显的LED路灯得到了公共事业部门的大力鼓励和支持，政府近几年来开始大力推动LED照明示范工程的建设，通过提供政府补贴等优惠政策，推动LED路灯的普及。
道路照明市场作为LED通用照明细分市场中渗透率最高的市场，目前在支次干道的应用日益成熟，但在主干道的应用仍处于探索期，未来随着LED路灯在主干道市场渗透率提升，LED路灯市场空间将得到进一步释放。
相比于道路照明市场，广场、运动场、车站、码头等户外照明市场对照明产品光照效果、稳定性、质量及技术要求更高，在这些户外照明领域LED照明产品普及率还相对较低，其替代传统照明还需要一个市场深入认知的过程。
随着电源、芯片、散热等技术的逐步成熟，可靠、稳定、高性能大功率LED户外照明产品的持续推出，以及市场认知的进一步深化，LED照明在广场、运动场、车站、码头等户外领域的应用有望迎来爆发性增长。
2、PC散热配件行业的市场前景
（1）PC行业逐步走向成熟，PC散热配件行业面临下滑可能
根据美国市场调研公司Gartner统计，2009年全球PC出货量首次突破3亿台，并且2010年全球出货量达到3.509亿台，此后的2011年、2012年也一直稳定在3.5亿台以上。
到2013年，PC出货量出现较大程度下滑，出货量为3.15亿台，同比下滑了10.7%；2014年，全球PC市场下滑势头减缓，2014年第三季度，全球PC出货量同比下滑了0.5%，达到7,940万台2，预计2014年全球PC出货量3.035亿台。
受海外市场需求不振、行业成本上涨压力和智能手机渗透率进一步扩大等因素影响，我国PC产业规模整体也保持低速增长。
根据工信部的数据，2013年，我国计算机行业实现销售产值22,401亿元，虽同比增长5.5%，但却低于电子信息制造业平均水平5.5个百分点，从各季度的发展情况来看，销售产值增速与制造业平均水平的差距呈扩大趋势。
2013年，我国计算机行业累计完成固定资产投资810亿元，同比增长1.8%，增速低于电子信息制造业平均水平11.1个百分点，行业投资增速从5月出现负增长，且持续7个月投资增速呈负增长。
PC行业发展整体放缓。
随着PC市场日趋饱和，对散热配件需求下降，PC散热配件行业增长趋势放缓，甚至面临下滑可能。
（2）配件更新需求释放PC散热配件行业增量空间
PC散热配件属于可更换部件，随着使用时间增加，散热配件性能可能不断下降或发生损坏，因而存在更换需求。
PC行业经过多年发展，目前市场上PC具有较高的保有量。
根据国家信息中心的统计，2012年，全国城乡居民家庭平均每百户计算机拥有量达到55.9台，比上年增加5.2台，全国居民家庭计算机保有量约为2.5亿台左右，同比增长11%。
潜在的PC散热配件更换需求将释放PC散热配件行业一定增量空间。
四、行业竞争现状
电子产品散热器行业属于资金和技术密集型新兴行业，行业发展情况取决于下游应用电子产品行业所处的生命周期阶段。
受益于近年来LED照明行业的快速发展，LED照明散热组件行业得到了长足的进步，处于快速成长期；在PC行业整体增长趋缓的背景之下，PC散热配件行业逐渐步入成熟期。
各电子产品所属行业周期及市场竞争情况不同，影响了上游散热器行业的竞争格局。
1、LED照明散热组件行业竞争格局
（1）LED照明散热市场参与主体的竞争关系
LED照明散热市场参与主体主要包括铝材等原材料供应商、五金加工厂等外协服务厂商、成品LED灯具厂商散热组件生产部门、专业的LED散热组件供应商等。
成品LED灯具厂商散热组件生产部门为LED灯具厂商内部配套生产部门，其根据产品设计及工艺要求组织生产散热组件，供LED灯具厂商自用。
五金加工厂等外协服务厂商主要从事金属加工业务，提供散热组件中间件产品。
专业的散热组件供应商是随着LED照明产业的专业化分工而出现的，为成品LED灯具厂商提供全套散热组件或散热解决方案。
成品LED灯具厂商散热组件生产部门与专业的散热组件供应商存在一定竞争关系。
五金加工厂等外协服务厂商与其他市场参与主体主要为合作关系，但在某些散热要求低、工艺相对简单的细分产品领域，其也可能作为代工厂向LED灯具厂商提供散热组件成品，因此与成品LED灯具厂商散热组件生产部门及专业的散热组件供应商也存在一定竞争关系。
（2）行业竞争情况
LED照明应用场合及散热技术需求不同，使LED照明散热组件行业呈现不同的竞争特点。
①小功率LED照明散热组件行业竞争情况
小功率LED照明产品功耗小，发热量低，主要依赖灯具壳体散热。
从事小功率LED照明产品灯具壳体加工的照明或五金加工企业数量众多，生产较为分散，具备规模化供应能力的企业数量较少。
小功率LED照明产品市场普及率的迅速提高也吸引大量家庭作坊式企业涌入小功率LED灯具加工领域，加剧了这一行业竞争。
目前小功率LED照明散热组件行业绝大多数企业技术水平不高、制造工艺相对落后，而且对灯具散热设计不重视，产品品质不高，这类企业主要参与低端产品的竞争。
②大功率LED照明散热组件行业竞争情况
大功率LED照明产品品种规格丰富，主要是作为传统金卤灯、高压钠灯等照明光源的节能替代品，目前处于市场导入期。
市场上单芯片LED光源的功率通常在1-5W左右，光输出仅几百流明，而LED真正大规模应用于道路照明等公众场所，LED光源的光通量必需达到几千甚至上万流明，如此高的光输出量是无法通过单颗芯片来实现的，因此在LED照明应用中，为达到相应的照明亮度要求，形成了两种主要灯具类型。
一种是阵列式LED灯具，其采用组合矩阵结构灯具设计理念，将多颗单芯片LED光源以矩阵形式间隔排布，形成一个大的发光面板；另一种是集成式LED灯具，主要采用多芯片集成的LED光源，其将多颗LED芯片紧密装配在同一个金属基板上，满足公共场所照明亮度需求。
两种类型的LED灯具结构因LED芯片布置方式不同，在配光曲线、占用空间以及散热技术要求上有所不同。
阵列式LED灯具发光面积较大，用途受到一些限制，目前多应用于路灯、隧道灯等照明领域。
因为散热技术要求相对较低，技术实现方案相对简单，一些大型LED灯具厂商及专业的LED照明散热组件生产厂商均具备技术实力，竞争较为激烈。
集成式LED灯具易于进行配光、光效管理，其光照效果与传统光源较为接近，应用范围广泛，是大功率LED照明未来发展方向，但是散热技术要求相比阵列式大功率LED灯具更高，散热问题难以解决，发展受到一定限制。
散热问题的解决是集成式大功率LED照明产品推广运用的先决条件，技术门槛较高，目前掌握集成式大功率LED照明散热技术及解决方案的企业数量不多，提供散热相关产品及服务的企业数量也较少，总体竞争水平较低。
预计随着散热技术的进步与普及、大功率LED照明市场的爆发，进入大功率LED照明散热领域的企业将增多，竞争情况将日趋激烈。
2、PC散热配件行业竞争格局
根据是否具有明确的品牌标识，PC通常分为两类，一种是组装机，一种是品牌机。
品牌机是有明确品牌标识的电脑，它由PC整机品牌厂商组装并正式对外出售，通常有质量保证及完整的售后服务。
组装机是将电脑配件，包括CPU、主板、内存、硬盘、显卡、光驱、散热器、机箱、电源、键盘鼠标、显示器等组装到一起的电脑，与品牌机不同的是，组装机可根据用户自己要求，随意搭配电脑配件。
鉴于组装机、品牌机散热配件生产厂商在技术条件、生产模式、销售模式、品牌及企业战略方面存在一定差异，PC散热行业企业也呈现多维度竞争的特点。
组装机以其灵活的配置、低廉的价格曾占据PC市场的半壁江山，然而，近年来品牌机依靠其规模化生产、卖场渠道以及逐渐降低的售价不断提升市场竞争力，市场份额不断上升。
组装机市场需求的下降加剧了该领域内散热企业竞争，PC散热企业呈现出跨市场、跨领域竞争的特点，缺乏核心竞争力的小规模企业逐步被淘汰，行业市场集中度越来越高。
五、行业技术状况
电子产品散热技术随着电子产品散热需求升级而同步变革。
1960年至1970年，处于真空管时代，散热功率大，体积也大。
随后晶体的出现，使散热功率及体积大为减少。
因此在从1970年至1992年一段相当长的时间内，采用空气的自然对流或强制对流方式就能满足散热需求。
从1993年至今，由于芯片技术的应用及快速发展，对散热要求也越来越高，散热技术也得到了长足的发展。
1、主要电子产品散热技术
电子产品散热技术主要指外部热设计的方法、方式和技术，涉及与传热有关的散热或冷却方式、材料等多方面内容，目前应用较多的电子产品散热技术主要有空气冷却技术、液体冷却技术、射流冲击冷却技术、相变冷却技术、热管传热技术、微通道传热技术、热电制冷技术等。
2、PC散热配件与LED照明散热组件行业技术状况
为达到更有效的散热目的，电子产品散热器的散热设计过程中，常将不同的散热方式与技术结合起来，充分利用不同技术的优点，形成复合散热系统。
例如空气冷却技术与热管、热电制冷、射流冲击等技术的结合形成的复合冷却系统，极大地强化了空气冷却技术的冷却能力。
目前行业中广泛使用的PC散热配件以强制空冷技术为主，部分中高端产品也采用热管、水冷散热。
LED照明散热组件以自然对流空气冷却技术为主，通过散热结构创新、工艺创新改善自然对流散热效果，大功率LED照明散热组件也常配合热管技术。
六、行业进入壁垒
1、研发与技术壁垒
电子产品散热器生产与研发涉及传热学、电化学、材料学、工业设计及制造等学科，其应用于有散热需求的各种终端产品，应用范围广泛。
进入本行业不仅需要散热器专业领域的专业技术知识，还需要对下游应用电子行业具备深刻的认知，包括深入了解与把握行业发展趋势与市场需求，熟知终端应用产品的性能、相关技术指标，深刻理解客户对成本、质量、稳定性等方面的需求等。
只有通过长期实践，反复沟通、测试、模拟、验证、改良创新，才能最终生产出符合甚至超越下游客户需求预期的散热产品。
散热器的研发所依赖的技术创新能力、技术积累、行业实践经验、对客户需求的深刻理解，对新进入的企业构成较高的壁垒。
2、生产工艺壁垒
散热器长期持续在高温环境中运行，对于露天使用的LED照明产品，其散热组件还要面临风吹、雨淋、日晒、雷暴等复杂的外部环境影响，对产品的可靠性、稳定性、安全性和运行有效性提出了很高的要求。
散热器的生产需要经过冲压、表面处理、检测、压固、插齿、铣底、性能测试等多个环节和工序，每个环节和相关工艺都涉及企业长期积累的技术诀窍、操作规范以及设备改良、工艺改造等。
这些技术诀窍、操作规范、工艺改造与企业员工技术水平、生产经验、管理水平甚至公司文化密切相关，并非投入大量资本就可马上获得，这也成为行业新进企业的进入壁垒。
3、品牌壁垒
散热器是电子产品散热处理的关键设备，其性能、稳定性、可靠性对电子产品的安全稳定运行及使用寿命有重要影响。
因此客户在选择散热器时，对产品与供应商都有很高的要求，包括产品的散热性能、产品品质、性价比，供应商的供货能力与效率、品牌知名度与市场占有率、综合服务能力等。
同时，由于行业内企业品牌的建立需要客户在产品使用过程中对产品品质及配套服务进行多方面的长期考察，因此，品牌地位的建立亦需要长时间的积累，进而品牌也构成了本行业的进入壁垒。
4、人才壁垒
电子产品散热器应用范围十分广泛，对研发团队的综合要求较高，除了要掌握散热方案设计、散热技术应用、产品设计、验证测试等一系列知识外，还需具备较强的市场敏锐度，了解LED照明、PC等下游行业的相关技术和发展趋势。
此外，企业市场营销人员以及其他与技术相关的岗位均需要具有较强的专业知识背景和能力。
这对国内本行业的各类相关人才特别是研发人才的研发经验、技术水平、知识结构等都提出了更高要求，对行业的新进入者也构成了较高的人才壁垒。
5、专利壁垒
电子产品散热器行业属于技术密集型行业，国内大多数从事散热器产品设计与制造的企业自身的资金实力不足、技术积累有限，又缺乏有效的产研合作渠道，导致产品及技术创新能力不足。
少数具有先发优势的企业凭借多年行业从业经验及技术基础，已经着手建立起与电子产品散热有关的技术和产品专利体系，涵盖了产品结构、设计、新技术应用、关键生产工艺的方方面面，强化了竞争优势，给新进入者形成了一定的障碍。
6、规模壁垒
电子产品散热器行业属于资金密集型行业，技术及产品研发、模具、设备及场地投入均需要大量及持续的资金投入。
规模企业因具有产销规模的优势，从而在市场竞争中处于优势地位。
对于LED照明散热组件行业，规模壁垒尤为明显。
目前LED照明尚处于市场导入期，LED照明特别是大功率LED照明终端订单多以工程订单为主，导致LED照明散热组件产品销售呈现出小批量、多规格、交期短的特点。
具有规模优势的企业，基本形成了型号规格齐全的产品系列储备，形成了广泛的市场基础，能够根据市场需求合理安排库存，具备快速供货能力和规模效应带来的产品成本优势，具有强有力的市场竞争力。
七、影响行业发展的有利与不利因素
1、有利因素
（1）下游应用电子产品行业的快速发展推动本行业发展
国家各项鼓励政策为LED照明行业提供良好政策发展环境，LED照明产品标准陆续出台，行业向规范化发展，在此良好政策环境及行业环境下迎来前所未有的发展机遇。
同时，随着价格的降低和政策的扶持，LED照明对传统光源的市场替代效应将更加明显，LED照明产品的市场需求将进一步扩大，LED照明散热组件作为LED照明产品中的关键部件也将迎来一个稳定、快速的发展时期。
PC行业自身虽已进入成熟期，但其下游应用与电子信息产业紧密相关，国家出台一系列重要政策鼓励支持信息技术产业发展，将带动PC行业的新一轮成长。
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