2024年我國(guó)釬焊材料行業(yè)技術(shù)壁壘分析及發(fā)展趨勢(shì)研究預(yù)測(cè)
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報(bào)告發(fā)布方：中金企信國(guó)際咨詢《品牌實(shí)力認(rèn)證：釬焊材料行業(yè)全球及中國(guó)市場(chǎng)占有率專項(xiàng)報(bào)告（2024版）》
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1、釬焊材料概述
（1）釬焊概述
焊接是一種精確、可靠、低成本和高技術(shù)連接材料的方法，它可使分離的工件（同種或異種）產(chǎn)生原子（分子）間結(jié)合，實(shí)現(xiàn)工件之間永久性的連接，被譽(yù)為“工業(yè)萬(wàn)能膠”，是制造業(yè)的重要加工手段。按照工藝不同，焊接方法一般可分為熔焊、壓焊和釬焊三大類。
區(qū)別于熔焊、壓焊，釬焊工藝加熱溫度低，接頭光滑平整，組織和機(jī)械性能變化小，工件尺寸精確，特別有利于異種金屬、金屬與非金屬之間的精密連接，廣泛應(yīng)用于航天、航空、原子能、儀表、電子等工業(yè)部門。
（2）釬焊材料概述
釬焊所使用的焊接材料為釬焊材料。除傳統(tǒng)的連接功能外，釬焊材料還具有密封性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐熱性、耐腐蝕性、耐磨損性、潤(rùn)滑性等一項(xiàng)或幾項(xiàng)特殊功能要求。釬焊材料包括釬料和釬劑：釬料是指釬焊時(shí)使用的有色金屬焊料，用來(lái)形成焊縫的填充材料；釬劑是指釬焊時(shí)使用的助焊劑，作用是去除母材及釬料表面的氧化物，保護(hù)母材和釬料。釬料自身的性能及其與母材間的相互作用在很大程度上決定了釬焊接頭的性能，因此釬焊接頭的質(zhì)量主要取決于釬料。此外，處于經(jīng)濟(jì)性的考慮，釬料在滿足工藝性能和使用性能的前提下，盡量少用或不用稀有金屬和貴金屬以降低生產(chǎn)成本。
按合金體系中的基體元素或重要元素來(lái)劃分，釬料包括錫基釬料、銀釬料、銅基釬料、鋁基釬料、鎳基釬料、錳基釬料及貴金屬釬料等。
按釬料熔化溫度范圍，釬料可分為軟釬料和硬釬料：熔化溫度低于450℃的釬料稱為軟釬料，熔化溫度高于450℃的釬料稱為硬釬料。其中，硬釬料可根據(jù)釬焊溫度范圍進(jìn)一步細(xì)分：釬焊溫度高于900℃的釬料稱為高溫硬釬料，低于900℃的為中溫硬釬料。
2、釬焊材料行業(yè)的技術(shù)水平及特點(diǎn)
總體上看，我國(guó)釬料生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量和產(chǎn)量均居全球第一，部分釬料產(chǎn)品已經(jīng)在工藝制造水平上達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平，但是低端產(chǎn)品產(chǎn)能過(guò)剩，而面向先進(jìn)制造業(yè)的高端釬料產(chǎn)品產(chǎn)能不足，無(wú)法滿足國(guó)內(nèi)制造業(yè)快速發(fā)展的需求。我國(guó)釬料領(lǐng)域尚未實(shí)現(xiàn)行業(yè)整合，生產(chǎn)企業(yè)普遍規(guī)模較小，生產(chǎn)工藝落后、研發(fā)能力弱，與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家依然存在顯著的差距，具體表現(xiàn)如下：
產(chǎn)品體系方面：工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家釬料產(chǎn)品體系比較健全，而國(guó)內(nèi)在用于重點(diǎn)工程和重大裝備制造的高端釬料產(chǎn)品方面產(chǎn)品體系不完善，高溫釬料、活性釬料、自動(dòng)釬焊用釬料、復(fù)合釬料、膏狀釬料等綠色、潔凈、高效釬料產(chǎn)能不足，在很大程度上依賴進(jìn)口。
制造技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量方面：國(guó)內(nèi)釬料的熔煉與加工技術(shù)較落后，產(chǎn)品整體上存在釬料化學(xué)成分不穩(wěn)定、雜質(zhì)和氣體含量高、尺寸超標(biāo)、表面質(zhì)量差等問(wèn)題。
產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面：發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)比較完善，且標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行情況較好，廠家實(shí)際采用的企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一般高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；國(guó)內(nèi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低且不統(tǒng)一，標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行力度不夠，造成產(chǎn)品質(zhì)量偏低且穩(wěn)定性差、產(chǎn)品規(guī)格不統(tǒng)一。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面：國(guó)內(nèi)企業(yè)比較分散，產(chǎn)業(yè)大而企業(yè)不強(qiáng)，以企業(yè)為主體的創(chuàng)新體系不完善，企業(yè)在自我培育先進(jìn)技術(shù)、制度和理念方面有一定的局限性，產(chǎn)業(yè)國(guó)際化程度低，全球化經(jīng)營(yíng)能力不足。
3、釬焊材料行業(yè)的主要進(jìn)入壁壘
（1）技術(shù)壁壘
釬焊技術(shù)是制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，它已逐步從單一的加工工藝發(fā)展成為現(xiàn)代科技多學(xué)科相互交融的新學(xué)科。釬焊材料涉及材料、冶金、結(jié)構(gòu)、力學(xué)、機(jī)械、電子、自動(dòng)控制等多學(xué)科交叉領(lǐng)域，釬焊材料的品質(zhì)、性能對(duì)整個(gè)焊接過(guò)程起著重要作用，因此技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)極為嚴(yán)格。釬焊材料制造行業(yè)是典型的技術(shù)密集型行業(yè)，產(chǎn)品涉及到的相關(guān)技術(shù)復(fù)雜程度均較高，尤其是在產(chǎn)品性能、穩(wěn)定性等方面均有較高的要求。目前市場(chǎng)的頭部企業(yè)其產(chǎn)品及技術(shù)均經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的積累、發(fā)展以及市場(chǎng)的驗(yàn)證。新進(jìn)入者難以在短期內(nèi)獲得先進(jìn)的釬焊材料制造技術(shù)以及穩(wěn)定的品控能力，從而對(duì)其形成了一定的技術(shù)壁壘。
（2）人才壁壘
釬焊材料的技術(shù)密集型特點(diǎn)決定了其具有高人才壁壘。產(chǎn)品的多學(xué)科特點(diǎn)決定其對(duì)于諸多學(xué)科領(lǐng)域均有專業(yè)人才需求，尤其是多學(xué)科、復(fù)合型人才更是市場(chǎng)上稀缺的人才。無(wú)論在產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)研究方面，還是在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，專業(yè)人才都是重中之重。人才的儲(chǔ)備和培養(yǎng)均需要較高的成本，核心技術(shù)人員以及各層級(jí)人才的儲(chǔ)備、引進(jìn)、培養(yǎng)與激勵(lì)，已成為市場(chǎng)參與者核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要構(gòu)成。新進(jìn)入企業(yè)很難在短時(shí)間內(nèi)招聘及培養(yǎng)具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的研發(fā)、生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)，從而對(duì)其形成一定的人才壁壘。
4、釬焊材料行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)
（1）釬焊材料行業(yè)發(fā)展情況
釬焊作為焊接的重要工藝之一，其關(guān)鍵材料釬料行業(yè)在國(guó)內(nèi)亦得到了快速發(fā)展。我國(guó)在釬料的研究與開(kāi)發(fā)上起步較晚，早期主要以進(jìn)口釬料為主。國(guó)內(nèi)航空、航天、汽車、電子、半導(dǎo)體、制冷工業(yè)等領(lǐng)域的不斷發(fā)展催生了對(duì)國(guó)產(chǎn)化釬料的迫切需求，促進(jìn)了國(guó)內(nèi)的釬料企業(yè)對(duì)適用于各領(lǐng)域的釬料的不斷研發(fā)。國(guó)內(nèi)的軟硬釬料生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量快速增長(zhǎng)，釬料產(chǎn)品的質(zhì)量和品種數(shù)量亦得到了快速發(fā)展，部分品種的釬料還實(shí)現(xiàn)了大批量出口。
（2）釬焊材料下游應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展情況
釬焊材料下游已深入國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，包括電子及半導(dǎo)體、制冷、汽車、電氣、電機(jī)等。
①電子及半導(dǎo)體行業(yè)
由于陶瓷基板易碎而難以壓合，其主要工藝覆銅、鉆孔和蝕刻的技術(shù)難度較高。特別是覆銅工藝，國(guó)內(nèi)鮮有企業(yè)能夠完成。覆銅工藝主要包括DBC（直接覆銅）、DPC（直接電鍍銅）和AMB（活性金屬釬焊）。
AMB（ActiveMetalBonding）技術(shù)是指在800℃左右的高溫下，含有活性元素Ti、Zr的活性焊料在陶瓷和金屬的界面潤(rùn)濕并反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)陶瓷與金屬異質(zhì)鍵合的技術(shù)。AMB陶瓷襯板相比DBC陶瓷襯板，具備更好的銅層結(jié)合能力、更低的熱阻、更高的導(dǎo)熱率和更佳的可靠性，更適用于高鐵、高壓變換器、直流送電等高壓、高電流功率半導(dǎo)體的封裝。
氧化鋁基板主要采用DBC工藝制備；氮化鋁基板導(dǎo)熱率較高，可采用DBC和AMB工藝制備；氮化硅可靠性較佳，主要采用AMB工藝制備；IGBT等硅基器件的應(yīng)用場(chǎng)景如果提升至800V以上高壓平臺(tái)以及快充模式，對(duì)封裝基板的散熱性以及穩(wěn)定性的要求將大幅提升，其襯底材料將從傳統(tǒng)的氧化鋁、氮化鋁升級(jí)至氮化硅，加工工藝亦將從DBC進(jìn)階至AMB；作為第三代半導(dǎo)體材料的SiC器件相較于硅基器件，具備更為優(yōu)越的電氣性能，符合新能源車高壓化的趨勢(shì)需求，未來(lái)市場(chǎng)規(guī)模有望高速增長(zhǎng)，而AMB工藝制備的氮化硅陶瓷襯底，與SiC晶體材料的熱膨脹系數(shù)較為接近，適合作為SiC功率器件的封裝基板。
②制冷設(shè)備行業(yè)
在制冷設(shè)備中，換熱器的制造及制冷循環(huán)管路的連接用的是釬焊工藝，釬焊焊接接頭數(shù)量多、直徑變化范圍大，焊接質(zhì)量將直接影響制冷設(shè)備的性能及制冷效果。釬焊材料在空調(diào)冰箱類產(chǎn)品中主要用于壓縮機(jī)、四通閥、截止閥、電磁閥、管組配件及整機(jī)的制造，此外還用于制冷相關(guān)的車用空調(diào)、食品冷鏈運(yùn)輸設(shè)備、儲(chǔ)藏用冷庫(kù)的制造等。
釬焊材料重要下游應(yīng)用領(lǐng)域空調(diào)和冰箱行業(yè)從國(guó)內(nèi)需求和出口角度看有望保持市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)定增長(zhǎng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。在人民生活水平提升、城鎮(zhèn)化進(jìn)程推進(jìn)的大背景下，新增家電消費(fèi)以及升級(jí)換代的需求將有力支撐空調(diào)、冰箱行業(yè)的產(chǎn)銷量保持穩(wěn)中有升的趨勢(shì)；在“一帶一路”政策的指引下，空調(diào)、冰箱作為具有較強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，出口規(guī)模亦將保持穩(wěn)步增長(zhǎng)的趨勢(shì)。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，我國(guó)空調(diào)年產(chǎn)量從2015年的14,200萬(wàn)臺(tái)增長(zhǎng)到2022年的22,247萬(wàn)臺(tái)，我國(guó)家用電冰箱年產(chǎn)量從2015年的7,993萬(wàn)臺(tái)增長(zhǎng)到2022年的8,664萬(wàn)臺(tái)。
③汽車行業(yè)
釬焊是汽車工業(yè)不可缺少的連接技術(shù)，釬焊材料主要用于客車、卡車和工程機(jī)械車輛的散熱器、中冷器、油路系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)挺桿、各類傳感器等，轎車等乘用車的激光釬焊及各類車輛的車載空調(diào)等零部件，以及新能源汽車的電子繼電器。
（3）行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
①生產(chǎn)自動(dòng)化、智能化
隨著釬焊材料需求量的增長(zhǎng)、品質(zhì)要求的提升以及人力成本的上升，釬焊材料行業(yè)的生產(chǎn)自動(dòng)化程度將逐漸提高。釬焊材料的自動(dòng)化和智能化生產(chǎn)在提高效率、降低成本、改進(jìn)質(zhì)量、保證安全和滿足高水準(zhǔn)制造要求方面將帶來(lái)突出的優(yōu)勢(shì)：生產(chǎn)工藝過(guò)程自動(dòng)化將提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，保證釬焊材料的大批量生產(chǎn)，有利于實(shí)現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)；自動(dòng)化生產(chǎn)線生產(chǎn)出的釬焊材料送絲性能更優(yōu)越，能夠適應(yīng)焊接的智能化使用，滿足自動(dòng)化焊接對(duì)焊接材料成分、性能的高要求。
②綠色化
隨著環(huán)境問(wèn)題的日益突出，釬焊材料和釬焊工藝的綠色化將成為釬焊行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)于釬焊行業(yè)的環(huán)境問(wèn)題，可以利用釬料綠色化、高效高可靠釬焊工藝等方式，從源頭減污、清潔高效、精準(zhǔn)可靠等方面實(shí)現(xiàn)綠色釬焊。釬料綠色化即釬料成分無(wú)害化，比如無(wú)鉛電子封裝釬料、無(wú)鎘節(jié)銀或無(wú)銀釬料、無(wú)鹵的無(wú)害化釬劑等；高效高可靠釬焊工藝包括真空釬焊、氣體保護(hù)釬焊等。比如，在Ag-Cu-Zn系基礎(chǔ)上通過(guò)多元素復(fù)合添加降低釬料熔點(diǎn)，改善釬料流動(dòng)性和潤(rùn)濕鋪展性從而徹底取代含鎘銀釬料；在Sn-Ag-Cu系基礎(chǔ)上通過(guò)稀土等元素和增強(qiáng)相調(diào)節(jié)，在流動(dòng)性、潤(rùn)濕性、塑性和熔點(diǎn)等關(guān)鍵性能上達(dá)到和超越錫鉛釬料的水平；在釬劑方面研發(fā)無(wú)鹵的免清洗釬劑，實(shí)現(xiàn)釬焊過(guò)程減少污染；釬料釬劑一體化的藥芯釬料，可以實(shí)現(xiàn)釬劑定位-定溫-定時(shí)-定量精準(zhǔn)反應(yīng)并高效利用，在同樣工況條件下達(dá)到釬劑用量降低超過(guò)70%，大大降低焊接產(chǎn)生的煙塵量的效果，有效減輕過(guò)量焊劑對(duì)環(huán)境的擾動(dòng)。
③產(chǎn)品高端化、精細(xì)化、多元化趨勢(shì)
近年來(lái)，高端裝備制造業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)焊接技術(shù)提出了更高的要求，其所需的高端釬焊材料的需求逐年增加，推動(dòng)釬焊材料行業(yè)向高端優(yōu)質(zhì)等方向發(fā)展，并且釬料品種和規(guī)格呈現(xiàn)多元化發(fā)展趨勢(shì)以解決下游應(yīng)用場(chǎng)景的不同需求。比如，耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、耐疲勞等不同細(xì)分領(lǐng)域的功能型焊材；銅價(jià)不斷攀升、銅資源日益短缺背景下產(chǎn)生的鋁代銅的發(fā)展趨勢(shì)，市場(chǎng)對(duì)鋁焊絲、鋁釬料尤其是藥芯鋁釬料的需求快速增長(zhǎng)；添加Ti、Zr、Nb等活性元素的活性釬料，可用于滿足大量涌現(xiàn)的無(wú)機(jī)非金屬材料與金屬材料釬焊的需求；通過(guò)快速冷卻技術(shù)制備具有高潤(rùn)濕性的釬料；各類低成本和高效釬料，比如以節(jié)約貴金屬銀資源為目的的節(jié)銀或無(wú)銀釬料等。
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