每經記者:張靜 每經編輯:賀娟娟
一隻蝴蝶扇動翅膀,可能引發大洋彼岸的一場風暴,這種“蝴蝶效應”正在鈦產業鏈上悄然發生。
小米14 Ultra鈦金屬特別版日前開售,採用了TC-4超強鈦合金作為中框材料,市場反應火爆。同期,榮耀Magic6 RSR 保時捷釋出,產品影像模組和中框由超跑級的鈦合金材質加持。而早些時候,榮耀Magic Vs2摺疊產品,則使用了鈦金鉸鏈。
無獨有偶,蘋果去年推出的新品iPhone 15 Pro鈦金屬原色版,同樣使用了鈦合金邊框,作為新產品的賣點之一,也是蘋果手機第一次使用鈦金屬這種新材料。
不管是營銷噱頭,還是對新材料使用的變革和佈局,蘋果、華為、小米、三星、榮耀、OPPO等3C巨頭們推出含“鈦”產品所引領的新材料趨勢,讓背後的產業鏈亦隨之微妙生變。
其一,鈦金屬及鈦合金,有望從目前的化工和軍工端,邁入3C電子的大眾消費端,而大眾消費市場的開啟,往往意味著市場規模需求的爆發和放量。其二,鈦合金生產工藝生變,金屬3D列印成消費電子產品製造新趨勢。
而壓力和機會,同時給到陝西寶雞,這座國內鈦產業的大半壁江山,被譽為中國鈦谷的工業小城。
邁入大眾消費
鈦金屬及鈦合金,具有強度高、生物相容性優異、耐蝕性好、耐熱性高等效能和優點,但主要限制在於高溫與其他材料的化學反應性差,工藝、裝置要求高,價格成本昂貴。
所以其目前應用領域相對較窄,主要用在航空航天、兵器等軍工領域,以及用在石油和化工等工業領域,並未大規模進入大眾消費品端。
能佐證的是,從寶雞整個鈦材及鈦合金產品的流向來看,據寶雞熟知鈦產業的相關官員介紹,60%應用於以裝置為主的化工行業,20%航空航天領域,剩下的20%流向生活體育,包括建築建材,還有一些消費電子類。
另以中國最大的鈦及鈦合金生產企業寶鈦股份為例,2023年半年報披露,公司的鈦材主要集中應用於航空、航天、船舶;石油、化工;冶金工業三個方面。
儘管尚未在大眾消費端大規模運用和普及,但鈦金屬及鈦合金材料特性優勢,其實在消費端有著非常廣闊的應用場景和想象空間。如醫療領域中的醫療器械、外科矯形材料,生活領域中的眼鏡架、手錶、廚具、柺杖、魚竿、工藝品、高爾夫球頭、球杆等,以及消費電子和建築領域。
而觀察3C巨頭們對鈦合金的使用,從蘋果Apple Watch Ultra到15 Ultra,到國內華為、榮耀和小米的積極跟進和擁抱,鈦合金正成為高階3C產品的新標配。
據公開報道,最新的小米14 Ultra鈦金屬特別版,鈦合金作為中框材料,其屈服強度相比標準版提升了214%,材料硬度更是提升了259%。
iPhone 15採用全新航空級鋁金屬弧形邊框鈦合金,則讓iPhone 15減重18克以上,且機身結構更加堅固、抗劃痕能力也得到提升。
3C巨頭們對鈦合金這種新材料的熱情,已經滲透到手機中框、摺疊屏鉸鏈、手錶錶殼,很大程度上是一個訊號,鈦金屬及鈦合金應用端開始生變的訊號。
從產業邏輯上講,鈦合金成為消費電子材料創新趨勢,意味著鈦合金的應用下游有望從軍工、化工小眾端,邁入大眾消費端。
而一種新型材料在大眾消費端的應用,背後往往是放量的市場空間和需求,也意味著鈦材更為龐大市場規模的迅速爆發和開啟。
對於3C使用鈦合金引發的產業變化和機會,眾多券商研報也指出,鈦合金材料在高階消費電子產品率先使用,隨著材料成本下降和產品量產形成規模效應,有望在中低端消費電子產品中不斷滲透,成為3C電子領域重要的材料創新方向,將帶來鈦材加工及相關耗材投資機會。
新工藝3D列印
3C巨頭們對新材料鈦合金的使用,帶來的另一個產業變化是,鈦合金加工工藝發生了新的變化,在消費電子產品製造工藝端,金屬粉末3D列印成為新趨勢,3D材料將成為鈦材新的增長點。
目前,鈦材生產主要包括四個工藝流程和階段,首先是原材料提純,將鈦礦製備為純度(質量)99.1%~99.7%的海綿鈦和鈦白粉。
其次,熔鍊坯料,可熔鍊符合要求的海綿鈦得到鈦錠,或新增中間合金熔鍊為鈦合金鑄錠,並將鑄錠加工成鈦及鈦合金坯料。
然後,根據不同客戶的需求和不同應用領域的特殊要求,採用鍛造、軋製、擠壓、拉拔等工藝的變形處理、熱處理和機械加工等生產出不同規格(形狀)的鈦產品,如棒材、板材、管材、絲材等品種,並直接應用於終端客戶。
最後,在部分行業和工業品產業中,可透過深加工工藝鈦材製造成鈦零件和鈦裝備。
3C巨頭鈦合金產品使用的工藝,其實在最後的階段,甚至會更多步的精密加工,簡單來說將第三階段的鈦產品,轉化為金屬粉末,然後結合3D列印工藝,生產所需產品。
鈦金屬之所以與3D列印適配,是因為鈦合金的導熱係數小,切割過程中區域性快速升溫而熱量難以釋放,所以採用減材製造的加工方式難度大,而3D列印以增材製造的工藝較好地規避了以上弊端,非常適用於加工內部較為複雜的結構件,且具有原材料利用率高、低成本、良品率高等優勢。
因此,3D金屬列印主要用於手機結構件加工,如榮耀摺疊屏手機 Magic V2 ,其在摺疊屏鉸鏈的軸蓋部分採用鈦合金3D列印工藝,是3D 列印鈦合金工藝首次在手機上大規模使用。
除了消費電子產品端,3D列印因其定製特性,還應運用醫療領域中的醫療器械、外科矯形材料等場景。但這種新的生產工藝是否還能適用於其他消費應用端,或者是目前鈦合金常用領域化工和軍工端,尚有待觀察。
對於金屬3D列印這種新工藝,寶雞地方官員則持有保留意見,“這個是創新,但是我們傳統的鍛造、軋製、擠壓等工藝,3D列印替代不了”。
上述官員表示,3D列印最重要的一個問題,將金屬的粉末和顆粒一次性成型,產品可能存在一些問題的,比縫隙空隙問題,產品沒有鍛壓和鑄造成型那樣牢靠,很難應用於一些工業領域,這也是目前很多寶雞鈦材企業沒有使用的原因。
當然3D列印優點在快速高效,上述官員認為,其更適用於小件的精密加工,工業製造最難的就是精密加工,越小的東西是越需要精密加工,越要快速成型。
壓力或機會?
陝西寶雞,地方工業重鎮,佔據了國內鈦產業的大半壁江山,其鈦產業610億的產業規模居全國第一,世界第二,被譽為“中國鈦工業的搖籃”,寶雞鈦產業也有望衝擊千億產業鏈。
從產業位置來看,鈦產業鏈上游為海綿鈦和鈦白粉,中游為鈦材加工,下游為應用端客戶。寶雞鈦產業則處於產業中游。
寶雞鈦產業的優勢在於,首先產能規模優勢,國內2023年整個鈦材產量13萬噸,而寶雞高新區就佔7萬噸;其次產品優勢,鈦材產品品種豐富,規格齊全,質量好;再者產業鏈優勢,從海綿鈦礦石採礦到冶煉、加工及深加工、裝置製造的完整鈦產業鏈;最後企業聚集優勢,600多家鈦企業聚集,利於企業降本。
同時,其的產業痛點為,鈦產業雖然整體規模大,但產業質量和競爭優勢弱;600多家企業,除龍頭企業、骨幹企業外,其餘企業小而散,技術和創新能力不強;產品價值鏈較低,高階產品缺乏。
基於此,鈦金屬及鈦合金在消費電子端的應用,所帶來的產業鏈變化,對寶雞而言,是壓力也是機會。
機會是顯而易見的,電子頭部廠商使用鈦合金及3D列印工藝將帶動對鈦材的需求增加,同時有利於促進產業技術提升和創新推動,邏輯在於要想進入3C頭部廠商的供應鏈,鈦材企業需滿足3C頭部廠商對高品質、高規格的鈦合金產品的需求。
另一方面,前述提及消費電子端使用鈦合金,主要在鈦材生產的最後環節,即進一步的精密加工,也就是說在鈦材供應商到終端客戶之間,出現了對鈦合金精密加工的加工商。
據公開報道,蘋果手機使用鈦合金材料的主要供應商是上海寶鈦,加工商是廣州眾山精密和南通康瑞新材料。而據鈦產業人士透露,寶雞鈦企業未來鈦材產品應用端更注重於航空航天、航海等大國重器的佈局。
目前來看,寶雞尚未有鈦企業進入3C廠商的供應鏈,而消費電子端的產業價值又很高,因需精密加工,對鈦材企業的技術、工藝和裝置要求亦很高,這部分市場隨著需求開啟,如果會錯失佈局機會,寶雞鈦產業只能成為走量的供應商,而非獲取高價值的加工商。
即便是航空航天航海市場未來極具想象,且產業附加值高,但如果不佈局高階價值鏈,其市場的需求亦只能幫助寶雞鈦產業規模的提升,而非創新鏈和價值鏈的提升。
對此,寶雞顯然已經意識到了產業短板,據寶雞招商口線人士透露,寶雞正試圖招商引入相應的精密加工企業,“蘋果等廠商使用鈦合金對產業是促進和動力”。
同時,前述官員表示,寶雞已經在佈局破除產業痛點了,針對創新鏈,寶雞計劃透過人才、技術、科創平臺的孵化和引進,幫助本土鈦企業實現技術和創新上的升級和突破。圍繞價值鏈,在航空航天航海領域,做高附加值的產品。以及補足金融鏈,保證供應鏈效率和安全,計劃透過參股或收購的形式,形成對上游海綿鈦的成本控制。
每日經濟新聞