1.手机中框：钛合金渗透率持续提升，预计 2027 年钛合金市场规模达 432 亿元
根据 IDC，2023 年 Q3 全球智能手机出货量为 3 亿部、同减 0.1%；从 2021 年 Q3 以来智能 手机经历了 9 个季度的下行周期。根据 Canalys，预计 2023 年全球智能手机出货量同减 5%，2024 年达 11.7 亿部、同增 4%，2027 年达 12.5 亿部，2023~2027 年 CAGR 达 2.6%。
目前智能手机的机身大多为三明治结构，由屏幕-中框-金属或玻璃后盖三层构成。目前手 机中框主流材料包括铝合金、不锈钢、钛合金。 铝合金：是如今手机最为常用的金属材料，铝合金中框工艺成熟，一般采用压铸或 CNC 方法进行加工，生产良率高，成本相对较低，重量轻，导热性优，耐腐蚀度尚可，缺点则 是强度较低，易磕碰留痕。 不锈钢：目前一般应用于高端机型，相比于铝合金有更高的强度和硬度，不易弯折和磨损， 缺点是生产良率低、成本高，且会提高机身重量。 钛合金：相比铝合金和不锈钢，钛合金能够兼顾轻量化和高硬度，满足 3C 产品轻薄化需 求，应用于消费电子领域主要存在加工难度大、成本高等问题。 以目前主要的中框金属为例，7 系铝合金（航空级）的密度为 2.81g/cm3，导热系数 130W/(m·K)，具备轻量化、加工难度低的优势，但硬度只有 150HB；316 不锈钢密度较大， 为 7.9g/cm3，但 187HB 的强度优于铝合金；TC4 钛合金密度 4.51g/cm3，却有着远高于铝 合金和不锈钢的硬度，缺点是导热系数较低，在 CNC 切削过程中工艺难度大。
目前，钛材料已经初步应用于手机中框。已上市的产品包括使用 5 级钛（Ti-6Al-4V）的 iPhone15 Pro/Pro Max 和使用了 99%TA-2 钛金属的 Xiaomi 14 Pro 钛金属特别版，三星 Galaxy S24 Ultra 也采用钛合金中框。可以看到，由于 3C 数码领域市场竞争愈发激烈， 各大厂商纷纷加紧旗舰产品的布局，不断提升用户体验感。
以苹果手机中框的演变为例，钛合金替代不锈钢趋势明显。非 Pro 系列主要采用铝合金， 2017 年高端机 iPhone X 重新采用不锈钢、并沿用至 2022 年的 14Pro 系列，2023 年开始 15 Pro 系列采用钛合金。不锈钢渗透率从 2017 年的 12.5%、逐步提升至 2022 年的 41.4%， 但是预计未来伴随钛合金渗透率提升，不锈钢渗透率逐步下降。
未来伴随钛合金中框渗透率提升，预计 2027 年全球手机钛合金中框市场规模达 432 亿元， 2024 年爆发式增长，2025~2027 年稳健增长。 手机出货量：1）根据 Canalys，预计 2023 年全球智能手机出货量同减 5%，2024 年达 11.7 亿部、同增 4%，2027 年达 12.5 亿部，2023~2027 年 CAGR 达 2.6%。2）考虑受华为回归冲 击，预计 2023、2024 年苹果销量下降 3%，2025 年持平，对应 2023~2025 年苹果手机销量 为 2.2、2.1、2.1 亿部。 钛合金渗透率：1）2023 年 iPhone 15 Pro 及 15 Pro Max 率先采用钛合金中框，参考 2022 年 iPhone 14 Pro 及 14 Pro Max 销量占比（18%），假设 2023 年钛合金中框渗透率为 18%， 考虑非 Pro 系列主要采用铝合金，参考铝合金中框渗透情况，2022 年 iPhone 13 Pro、13 Pro Max、14 Pro 及 14 Pro Max 销量占比，我们预计钛合金中框渗透率 2024 年达 40%， 并维持在 40%的水平。2）2024 年三星 Galaxy S24 Ultra 率先采用钛合金中框，我们参考 Galaxy S23 Ultra 的销量情况（1500 万台），预计 2024 年安卓行业渗透率为 2%，假设每 年提升 1pct、2027 年渗透率达 5%。 单价：1）根据 Counterpoint，15 Pro Max 的钛合金中框相较于 14 Pro Max 的不锈钢中 框贵 7 美金（高出 18%），对应 iPhone 的钛合金中框、不锈钢中框价值量为 45.9、38.9 美金。参考 iPhone 历代中框价格、有涨有跌、基本维持在 47 美金左右，我们假设 2024~2027 年钛合金中框价格保持不变。2）考虑 Galaxy S24 Ultra 售价（1300 美金）略高于 15 Pro Max（1199 美金），我们假设 2024 年安卓钛合金均价为 45.9 美金，考虑未来伴随更多安 卓高端机型采用钛合金中框，假设 2025~2027 年钛合金中框价格年降 5%。
2.折叠屏：预计 2027 年折叠屏铰链市场达 333 亿元，钛合金、3D 打印逐步应用
根据 Counterpoint Research，2023 年 Q2 全球折叠屏手机出货量达 210 万部、同增 10%； 其中中国折叠屏手机出货量达 120 万部、同增 71%；7 月荣耀发布折叠旗舰荣耀 Magic V2 （闭合状态下厚度仅 9.9 毫米，重量仅 231g，成为全球最薄、最轻的旗舰横向内折手机）， 受益新品周期，根据 IDC，2023 年 Q3 中国折叠屏手机出货量达 196 万台、同增 90%，其 中荣耀 Magic V2 成为最畅销机型、销量占比达 13%。 根据 Counterpoint Research，中国消费价格在 400 美元以上的智能手机用户用有 64%的 人正在考虑下次购机选择折叠屏手机，其中 20%的人已明确购买折叠屏手机，2022 年全球 400 美元以上的智能手机占比达 27%；预计 2023、2024 年全球折叠屏手机出货量达 1670、 3060 万台，渗透率为 1.5%、2.6%，同增 28%、83%。
根据 Omodia，2023 年 Q2 华为成为全球折叠屏市场第一名、份额达 33%、三星份额为 27%， 在折叠屏根据 IDC，2023 前三季度中国折叠屏市场排名前三厂商分别是华为、OPPO、三星， 市场份额分别为 31.7%、17.9%、15.4%。
折叠屏手机主要包括横向内折、横向外折、竖向内折三种折叠形态，而铰链便是控制开合 角度、实现手机形态变化的重要机械关节，对于屏幕的平整程度、整机的耐久度，以及抗 摔落等方面有着决定性的影响。 铰链方面，形态包括 U 型铰链和水滴型铰链。U 型铰链常规弯折半径 1.5mm，结构较为简 单，生产成本相对较低，但因为弯折半径小，容易造成更深的折痕，成本大约为 200 元； 水滴型铰链弯折半径一般为 3mm，作为更优的解决方案，弯折半径较大，折叠时屏幕的形 变分散在更大范围内，因此塑性形变更小，在折痕控制方面有更大优势，缺点则是设计结 构复杂，成本更高，成本大概为 U 型铰链的四倍。同时由于需要更多空间来容纳弯折后的 屏幕，因此对于机身轻薄设计也会产生一定的不利影响。据赛诺数据，2020 年 U 型铰链 占整个市场比例为 60%，2021 年水滴型铰链加速渗透、市场占比达 65%。从 2022、2023 年各大品牌新品发布来看，目前采用 U 型铰链的主要是三星 2022 年发布的产品，但是自 2023 年三星新品均采用水滴型铰链，预计未来水滴型铰链渗透率有望持续抬升。 材料方面，荣耀 Magic V2 和荣耀 Magic Vs2 首次将钛金属应用于折叠屏手机铰链之中， 轴盖使用 3D 打印钛合金，大幅提升了铰链的坚固程度与耐折可靠性，获得极佳的市场反 馈，Magic V2 在 2023 年第三季度国内“大折叠”智能手机市场销量排名第一。
受益于折叠屏放量、水滴型渗透率提升，预计 2027 年全球折叠屏手机铰链市场规模达 333 亿元，2022~2027 年五年 CAGR 达 37%。 （1）折叠屏手机出货量：根据 IDC，预计 2027 年全球折叠屏手机出货量达 5430 万台、 2022~2027 年五年 CAGR 超 30%。 （2）铰链成本：据立鼎产业研究院数据，U 型铰链成本约 150-200 元，水滴铰链成本为 U 型铰链的 3-4 倍，因此我们取中间值，假设 U 型铰链/水滴铰链成本分别为 175/612.5 元， 我们认为伴随铰链制作精密度要求不断提高、新合金材料逐步被应用，铰链设计复杂度逐 年提升，同时受工艺成熟、消费电子年降的影响，我们假设铰链成本维持不变。 （3）不同类型铰链渗透率：据赛诺数据，U 型铰链 2020 年市场份额约 60%，2021 年水滴 型铰链加速渗透，份额提升至 65%。考虑目前采用 U 型铰链的主要是三星 2022 年发布的 产品，但是自 2023 年三星新品均采用水滴型铰链，预计未来水滴型铰链渗透率有望持续 抬升，预计 2027 年水滴型铰链渗透率达 100%。
3.智能手表：钛合金表壳持续渗透
根据Counterpoint 数据，2022年全球智能手表出货量超过1.4亿块、同增12%，根据IDC， 2023 年前三季度全球智能手表出货量达 1.17 亿部、同增 10%，是难得增长的消费电子 细分板块。 在智能手表领域，苹果处于绝对领先地位，占据全部市场三成份额。2022 年智能手表市 场前三名厂商分别为苹果、三星、华为。由于 Apple Watch Series 8、Ultra 和 SE 销售 强劲，苹果的出货量同比增长 17%，年出货量首次增长 5000 万只，占全球智能手表市 场收入约 60%，与第二名三星的差距进一步扩大。三星的年出货量增长约 12%，约占全 球智能手表出货量的 10%。华为的市场份额同比下降 1%，市占率为 6.7%。
智能手表外观结构件包含表壳、底盖、表圈、表镜等部件，而钛合金在早期就已经作为主 流的表壳材质之一应用于智能手表产品。钛合金相较不锈钢更加轻盈，硬度高、耐划伤、 耐磨损、耐腐蚀。从人体亲和角度看，钛合金生物相容性良好，毒性小，不易过敏，且钛 合金导热系数较低，作为手表材质佩戴更加舒适。但同样由于表面色泽较暗淡，做抛光处 理亮度不够，因此需要进行喷砂、拉丝或电镀，加工难度较大。目前 Apple、三星、华为 等都有推出配置钛金属表壳的智能手表，2020 年苹果率先在 Apple Watch Series 6 Edition 采用钛合金、一直延续到 2023 年 Apple Watch Ultra 2，2022 年 Apple Watch Ultra 销量达 444 万部、在苹果智能手表总销量占比达 10%。
海绵钛，是制取工业钛合金的主要原料，外表呈疏松的多孔海绵状，性质活泼，极易氧化。 这种多孔的“海绵钛”无法直接使用，必须将它们熔化成液体，才能铸成钛锭、钛棒等金 属钛材。镁热还原法是全世界批量生产海绵钛的主流方法。海绵钛的生产需要通过粗制 TiCl4、精制 TiCl4、电解精制镁、还原蒸馏法四道工艺来进行。
2021 年我国海绵钛行业 CR3 为 50%。排名前三位的分别是湘润新材料、攀钢集团和双瑞万 基，占比分别为 19%、17%和 14%。
海绵钛经高温熔融为钛锭，即可进一步加工成钛材。钛及钛合金加工的传统方法主要有铸 锭治金(或塑性加工)、铸造和粉末冶金 3 种。钛及钛合金铸锭治金的工艺方法是将海绵钛、 中间合金或纯金属熔铸成铸锭，再冷热加工成钛材。铸锭加工方法包括锻造、轧制、挤压、 拉拔、冲压和旋压等，其中锻造是必不可少、最基本，也最重要的方法，其次是轧制，少 部分钛材是挤压和拉拔成材的，旋压属于补充方式，使用最少。 根据宝钛股份投资者调研纪要，钛的熔炼、压力加工和热处理的难度都比较大，工艺复杂、 技术含量高。钛及钛合金从熔炼到最终产品一般需要海绵钛的制备、钛材的制备和钛材的 应用三步，其中前两步的技术复杂、制备难度大，是钛应用的难点和关键环节，海绵钛和 钛材的质量直接决定钛制品的质量。
得益于生产设备和技术能力的突破，以及下游航空航天、海洋工程、石油化工等领域需求 的带动，近年来我国海绵钛和钛材产量快速增长。2022 年我国海绵钛产量为 15 万吨，全 球占比为 58%，10 年产量 CAGR 为 6%；钛材的产量为 15.1 万吨，亦为稳步增长。
历经 2021 年原材料价格上涨和能耗双控影响，海绵钛价格来到 8 万元的历史高位；2023 年以来受需求疲弱以及龙头企业持续扩产能影响，海绵钛价格从 8 万元回落到 5 万元/吨 的水平。
根据前文我们对钛合金手机出货量预测，2027 年全球钛合金手机出货量有望达到 1.37 亿 部。根据快科技，一台 iPhone 15 Pro Max 包含 18g 钛金属，我们以此作为钛合金边框的 普遍含钛量；根据艾邦高分子数据，钛合金手机中框整体良率约为 30%-40%，我们采取中 值为 35%。我们测算可得，2027 年全球钛合金手机边框耗钛量为 0.7 万吨，4 年 CAGR 高 达 36%。
1.钛合金应用有望提升加工环节价值量，拉动 CNC/MIM/3D 打印相关投资机会
钛合金材料的应用在加工环节会带来较多变化，对相关耗材、设备均有一定拉动：
1） 耗材：预计拉动刀具需求大幅增长
手机中框的加工需要使用多种类型刀具进行配套使用，假设每套钛合金加工刀具包含 100 种刀，加工寿命为 100 个中框，即每个手机中框平均消耗一支刀，每支刀的均价按照 30 元/支计算。根据我们测算 24 年钛合金手机中框加工刀具需求有望达到 31.5 亿元，作为 增量市场对国内头部企业有较好的成长机会。
2）设备：拉动 CNC/MIM/3D 打印设备投资需求
以长盈精密智能可穿戴设备 AR/VR 零组件项目投资作为参考，根据公司公告信息项目测算 营业收入 10.19 亿元，对应的设备投资额为 6.71 亿元，其中 CNC 设备的占比为 66.3%。 考虑钛合金的加工难度较高，加工设备的投资额占比预计会进一步提升，假设占比为 80%， 根据我们测算钛合金手机中框对应的加工设备投资额预计 24 年达到 177 亿元。
2.CNC：显著拉动钻攻中心、磨抛设备、刀具需求
相较于其他材料，钛合金在强调、硬度、抗蚀性、耐疲劳度等方面都具有优势，并且弹性 模量大于铝合金，密度小于不锈钢，可以提升手机的整体强度、耐摔性和耐刮擦性，但目 前钛合金的加工难度较大、成本较高、良率低，仅用在部分旗舰高端机型中，例如 iPhone15 Pro 和小米 14 Pro 钛金属特别版。
钛合金难以进行切削加工，受钛合金力学、化学、物理性能综合影响，加工过程中会出现 切削力需求大、切削温度高、切削黏连等问题，加工效率较低，有望拉动相关设备、刀具 需求。
其中铣削、钻削类工艺加工对应的设备主要是钻攻中心。根据创世纪公告信息，钛合金钛 合金手机中框加工时长约为铝合金中框的 3-4 倍，对行业需求有较大拉动作用。
目前钻攻中心已有较高国产化率，创世纪钻攻中心累计销量超过 90000 台（22 年报数据）， 产品发展成熟，面对行业的增长将会直接受益。
磨削类工艺主要通过磨床完成，在消费电子行业中，磨床主要应用于金属材质外观件和结 构件（例如手机中框、手机背板）和触摸屏的玻璃基板进行磨削、抛光加工。
在消费电子领域国产磨床已具有较强竞争力。根据宇环数控招股说明书信息，在消费电子 磨抛领域，其产品与日本日清工业、美国 Lapmaster 等进行竞争，拿到了捷普集团、富士 康等苹果产业链公司的大额订单，产品具有较强竞争力。
钛合金切削在刀具环节的变化主要为钛合金高切削温度、易粘结等特点让刀具的基体材料、 涂层、设计等环节均需要进行调整，以开发更适合高效钛合金加工的刀具。
对于手机钛合金中框加工的刀具展望我们认为： 1)刀具需求大幅提升：如前文所述，因为钛合金加工难度大，根据创世纪公告信息，钛合 金钛合金手机中框加工时长约为铝合金中框的 3-4 倍，我们预计刀具环节市场需求也有同 样比例的提升； 2) 具有定制开发手机钛合金中框加工成套解决方案的新需求，市场份额向头部企业集中： 目前的钛合金主要应用于航空航天、国防军工等领域，海外龙头刀具厂商均针对性开发了 较多钛合金加工专用刀具。而消费电子行业需求刚刚兴起，在产品开发上还有较大成长空 间，而头部企业有望在新品或解决方案开发进度上领跑，份额向头部企业集中（原先消费 电子刀具的市场格局较为分散）；3）超硬刀具应用有望逐步打开：超硬刀具的综合性能较强，是最为理想的切削加工刀具。
3.MIM：适合小体积复杂结构件制造，在折叠屏铰链应用前景良好
MIM（金属粉末注射成形）是一种近净成形技术，通过选取符合 MIM 要求的金属粉末和粘 结剂，在一定温度下采用适当方法将粉末和粘结剂混合成均匀的注射成型喂料、经制粒后 在注射成型机上注射成型，获得的生坯经过脱脂处理后烧结致密化成为最终成品。 根据《金属粉末注射成形技术》数据，MIM 相比精密铸造，具有成形精度高、生产效率高、 成本低等特点，成本降低 50%以上，生产销量可提升 10 倍以上。
MIM 工艺对于原料粉末要求较高，要求粉末的选择有利于混炼、注射成型、脱脂和烧结， MIM 材料涵盖铁基、镍基、低合金、铜基、高速钢，不锈钢，硬质合金、钛基金属，目前 MIM 材料主要以不锈钢为主，MIM 行业新材料的研发主要以高强和耐蚀兼顾的双相不锈钢、高强和高导热率兼顾的铜合金以及高比强和生物兼容性兼顾的钛合金等材料为重点。以钛 合金为例，MIM 注射成型工艺原料利用率很高，而且生产工序少，成型快，易控制合金成 分，可大批量生产，效率非常高。 除采用 CNC 设备进行模具制造和后处理外，MIM 加工设备主要包括混合料设备、注射设备、 脱脂设备、烧结设备等。
当前在消费电子行业 MIM 工艺已开始大批量应用，例如手机卡托、摄像头装饰圈、折叠屏 铰链、充电接插口等。
考虑钛合金加工难度较高，在进行小型复杂结构件加工中 MIM 工艺会具有更明显优势，比 如折叠屏的铰链加工。
4.3D 打印：“3D 打印 2.0”时代拉动设备投资需求
3D 打印技术又称为增材制造(Additive Manufacture，AM)技术，在航空航天、医疗、工 业等领域具有广阔发展前景。3D 打印技术从模型开始，将 3D 模型进行“切片”使其成为 多个可以理解为 2D 平面的薄层，再通过类似喷墨打印机的方式进行逐层的打印与堆叠， 从而通过逐层控制材料在 3D 空间的位置和黏合力来制造物体。
目前折叠屏手机已开始逐步导入 3D 打印技术，例如荣耀 Magic V2 中开始应用 3D 打印制 造轴盖，是第一次手机开始大规模使用 3D 打印制造钛合金材料。
根据 Gartner 新兴技术成熟曲线复盘 3D 打印发展历程，我们认为在十年前首次出现广泛 消费级应用带来的关注度高点后，3D 打印技术的持续进步逐渐证明了其对于制造业的价 值，从最初因为“概念”而受到追捧，到通过不断拓展的实际应用打开市场，完成了从仅 可用于原型制造到小批量、大批量终端部件直接生产的跨越式发展。
一个新的加工技术对于企业来说，核心考虑的是成本与加工效果，如果更低的成本实现了 同样的加工效果或更高的成本实现了更优的加工效果则均有应用的空间，而航空航天领域 由于对成本相对不敏感，3D 打印的优势就被显著的放大。
而消费电子行业属于对成本非常敏感的行业，当前消费电子行业开始逐步导入 3D 打印技 术，我们认为也反映了 3D 打印技术变革背景下的成本下降，当前行业发展重点是逐渐在 批量生产上的效率、机械性能、准确性、经济性等方面相比传统制造具有竞争力，进入“3D 打印 2.0”时代。
以金属 3D 打印企业 Desktop Metal 为例，其采用独特的喷墨式金属 3D 打印技术设备已具 备大规模生产能力。根据 Desktop Metal 数据，喷墨技术在过去 20 年中出现了类似半导 体摩尔定律的进步，喷头每秒喷射量每 18 至 24 个月接近翻倍。其用于大规模生产的 Production System 系列使用了其专利单程粘结剂喷射（SPJ）与双向打印技术，使其速 度最高可达激光粉末床融合技术速度的 100 倍，单机预计最大日零件产量可以达到 10000 件。并且可使用发展已经很成熟的 MIM（金属注射成型）粉末且散粉 99%可回收，让 3D 打印在大规模生产上仍有经济性。
技术进步推动 3D 打印相比传统加工方式盈亏平衡产量不断提升。在以技术革新追求大规 模生产前，3D 打印通常仅在产量较低时具有经济性，因此适合定制化、设计快速迭代的 小批量制造。伴随着目前设备、材料、服务供应商技术不断突破，3D 打印开始逐步在大 规模生产上具有经济性，具有大规模生产能力的“增材制造 2.0”将使 3D 打印迎来一个 高速发展的十年。
根据 Wholers 数据，23 年全球 3D 打印市场空间达到 180 亿美元，行业空间连续 25 年保 持两位数增长。
根据 Desktop Metal 数据，在技术驱动下，3D 打印成本有望不断降低，市场空间进入加 速成长区间，预计在 2031 年达到 1000 亿美元。
海外 3D 打印企业主要包括美国 3D Systems、以色列（美/以合资）Stratasys、Desktop Metal、 德国 EOS（未上市）、德国 SLM Solutions 等企业，每家公司均有自己专注的技术领域， 3D Systems 主打 SLA 光固化、SLS/SLM 等技术，Stratasys 主打 FDM 与 Ployjet，德国 EOS 与 SLM Solutions 则主要专注 SLM 技术。 国内 3D 打印上市公司主要包括铂力特、华曙高科等。
在金属 3D 打印设备领域，铂力特、华曙高科在激光器数量、设备最大成型尺寸等领域相 比海外成熟企业 EOS、SLM Soultions、3D Systems 等已处于领先地位，并且设备迭代更 新周期更短，近年取得了长足进步。
在高分子 3D 打印设备领域，华曙高科为全球少数实现了通过 SLS（激光烧结）工艺成型 的企业，并且率先推出 Flight 技术，能够实现多激光配置，可 打印精细薄壁件，将产 能和打印效果大幅度提升。
从供应链看，根据铂力特招股说明书，激光器与扫描振镜为公司金属 3D 打印设备核心元 器件，其在各型号设备成本的平均成本中分别占比约为 19%与 6%。
振镜、激光器、控制系统目前依旧有一定的进口依赖度，但国内企业均取得一定突破：
1）振镜：振镜目前高端依旧依赖进口，但国内企业有望实现突破。2014-2022 年，我国 振镜生产企业数量由 10 家以内增长至超过 20 家。其中，头部厂商包括大族激光、世纪桑 尼、金海创、智博泰克等企业，但产品主要集中在中低端，高端市场由美国 CTI、德国 Scanlab 和 Raylase 等国外企业占据。在高精度标刻、划线、钻孔领域，国产振镜与 国 外厂商仍有较大差距。未来国产振镜企业将逐步增强高精密、定制化振镜生产能力，提升 高端市场占比，进一步增强盈利能力。 国内金橙子 3D 振镜产品在技术水平上与 Scanlab 已经较为接近。
2）激光器：目前光纤激光器国产化率已经较高，21 年锐科激光市占率达到 27.3%，相比 20 年提升 2.9pcts。锐科激光发布 3D 打印系列激光器，优化了功率监控系统，有效地抑 制高阶模，在结构更加紧凑的同时实现了高稳定、高光束质量的激光输出。可有效降低加 工过程中的飞溅与热应力，提升产品良率。
综上我们认为，目前 3D 打印设备领域铂力特、华曙高科已取得显著技术突破，部分设备 性能指标领先海外企业，面对市场需求增长将直接受益。同时产业链已具有一定成熟度， 振镜、激光器仍有一定进口依赖度但国内企业也正快速突破，同样值得重点关注。
（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
