西部证券研报指出,铰链是折叠屏手机区别于直板机的核心增量部件,也是技术壁垒最高的环节之一。Galaxy Fold铰链及机械结构件成本占比13.7%,较直板机高出5.8个百分点。MIM工艺凭借设计自由度、量产能力与成本优势成为铰链主流方案,全球MIM市场2024年达38.6亿美元。钛合金引入与3D打印工艺为铰链创新指明方向。本文从成本结构、工艺对比、创新趋势三维度拆解铰链产业链。
铰链成本占比13.7%,是折叠屏核心增量部件
折叠屏手机相较于直板机在成本结构上呈现显著差异,铰链是核心增量来源。以Galaxy Fold 1为例,其总成本636.7美元比Galaxy S9+(375.8美元)高260.9美元。其中显示模组成本增加139.8美元(+13.34pct),机械/机电结构件(含铰链)成本增加57.7美元(+5.81pct),机械/机电结构件占总成本比例从7.93%提升至13.74%。铰链在折叠屏手机中负责引导屏幕开合、悬停,保护和支撑可弯折内屏,直接影响耐用性、开合流畅度、屏幕折痕深浅、产品轻薄程度等核心体验。铰链弯折方式是决定屏幕受力的关键,目前主流铰链结构包括U型铰链和水滴形铰链两种,水滴形铰链在降低折痕方面效果更优,预计未来会成为主流方案。各手机厂商积极创新铰链结构:小米MIX Fold 3搭载自研龙骨转轴(三连杆改四连杆),华为申请高扭矩轻薄化转轴专利,三星研发内外双向折叠转轴。
表:折叠屏手机铰链相关成本对比(美元)| 成本项 | Galaxy Fold 1 | Galaxy S9+ | 成本增加 | 占比增幅 |
|---|
| 机械/机电结构件(含铰链) | 87.5(13.7%) | 29.8(7.9%) | +57.7 | +5.81pct |
| 总成本 | 636.7 | 375.8 | +260.9 | — |
MIM工艺:铰链主流方案的四大优势
MIM(金属注射成型)是将现代塑料注射成形技术引入粉末冶金领域的新技术,适用于生产小型、三维复杂形状制品,已成为折叠屏铰链主流加工方案。MIM工艺包括造粒(金属粉末+粘结剂混合)、注射(注塑成型为“生胚”)、脱脂(去除粘结剂得“棕坯”)、烧结(高温致密化成“银坯”)、后处理五大阶段。MIM相比冲压、CNC精密加工等工艺具备四大优势:强度高(密度可达理论值98%以上,力学性能优异)、复杂度高(增材制造直接成形复杂零件,实现精密铰链制造)、量产能力强(生产效率高,可大规模生产)、价格优(一次成形尺寸精度±0.3%,后续加工量少,成本优势明显)。全球MIM市场保持向好发展,2024年达38.6亿美元,预计2027年增至57.5亿美元(CAGR 9.7%);中国市场2023年84.3亿元,受消费电子影响略有下降,但在折叠屏创新驱动下2028年有望增至157亿元(CAGR 13.27%)。国内MIM代表企业包括精研科技、统联精密等,深度参与折叠屏铰链供应链。
钛合金+3D打印:铰链创新的两大方向
铰链正经历从材料到工艺的双重创新。材料端,钛合金凭借密度小、强度高、比强度大、耐腐蚀、生物相容性好等优异性能,正被引入铰链制造。苹果iPhone 15、荣耀Magic V2、OPPO Find N5等已采用钛合金铰链。钛合金相比铝合金和传统不锈钢在强度、硬度、耐疲劳度方面优势明显,但传统加工工艺复杂、成本高、良率仅30-40%。工艺端,3D打印(SLM激光选区熔融技术)成为解决钛合金加工难题的关键方案。荣耀Magic V2铰链轴盖采用钛合金3D打印SLM技术,强度提升150%;OPPO Find N5搭载钛合金天穹铰链,采用铂力特金属3D打印优化激光粉末床熔融工艺,将钛合金商业化产品最小尺度从0.3mm压缩至0.15mm,每批次25小时产出300件、良品率超98%,铰链整体减薄26%、刚性提升36%、抗冲击性翻倍。3D打印材料利用率接近100%,一次性将复杂钛合金结构直接打印成型,有望成为折叠屏铰链未来趋势。