2024年我国钎焊材料行业技术壁垒分析及发展趋势研究预测
报告发布方：中金企信国际咨询《品牌实力认证：钎焊材料行业全球及中国市场占有率专项报告（2024版）》
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1、钎焊材料概述
（1）钎焊概述
焊接是一种精确、可靠、低成本和高技术连接材料的方法，它可使分离的工件（同种或异种）产生原子（分子）间结合，实现工件之间永久性的连接，被誉为“工业万能胶”，是制造业的重要加工手段。按照工艺不同，焊接方法一般可分为熔焊、压焊和钎焊三大类。
区别于熔焊、压焊，钎焊工艺加热温度低，接头光滑平整，组织和机械性能变化小，工件尺寸精确，特别有利于异种金属、金属与非金属之间的精密连接，广泛应用于航天、航空、原子能、仪表、电子等工业部门。
（2）钎焊材料概述
钎焊所使用的焊接材料为钎焊材料。除传统的连接功能外，钎焊材料还具有密封性、导电性、导热性、耐热性、耐腐蚀性、耐磨损性、润滑性等一项或几项特殊功能要求。钎焊材料包括钎料和钎剂：钎料是指钎焊时使用的有色金属焊料，用来形成焊缝的填充材料；钎剂是指钎焊时使用的助焊剂，作用是去除母材及钎料表面的氧化物，保护母材和钎料。钎料自身的性能及其与母材间的相互作用在很大程度上决定了钎焊接头的性能，因此钎焊接头的质量主要取决于钎料。此外，处于经济性的考虑，钎料在满足工艺性能和使用性能的前提下，尽量少用或不用稀有金属和贵金属以降低生产成本。
按合金体系中的基体元素或重要元素来划分，钎料包括锡基钎料、银钎料、铜基钎料、铝基钎料、镍基钎料、锰基钎料及贵金属钎料等。
按钎料熔化温度范围，钎料可分为软钎料和硬钎料：熔化温度低于450℃的钎料称为软钎料，熔化温度高于450℃的钎料称为硬钎料。其中，硬钎料可根据钎焊温度范围进一步细分：钎焊温度高于900℃的钎料称为高温硬钎料，低于900℃的为中温硬钎料。
2、钎焊材料行业的技术水平及特点
总体上看，我国钎料生产企业数量和产量均居全球第一，部分钎料产品已经在工艺制造水平上达到了国际领先水平，但是低端产品产能过剩，而面向先进制造业的高端钎料产品产能不足，无法满足国内制造业快速发展的需求。我国钎料领域尚未实现行业整合，生产企业普遍规模较小，生产工艺落后、研发能力弱，与工业发达国家依然存在显著的差距，具体表现如下：
产品体系方面：工业发达国家钎料产品体系比较健全，而国内在用于重点工程和重大装备制造的高端钎料产品方面产品体系不完善，高温钎料、活性钎料、自动钎焊用钎料、复合钎料、膏状钎料等绿色、洁净、高效钎料产能不足，在很大程度上依赖进口。
制造技术和产品质量方面：国内钎料的熔炼与加工技术较落后，产品整体上存在钎料化学成分不稳定、杂质和气体含量高、尺寸超标、表面质量差等问题。
产品技术标准方面：发达国家技术标准比较完善，且标准执行情况较好，厂家实际采用的企业技术标准一般高于国家标准；国内技术标准低且不统一，标准执行力度不够，造成产品质量偏低且稳定性差、产品规格不统一。
产业发展方面：国内企业比较分散，产业大而企业不强，以企业为主体的创新体系不完善，企业在自我培育先进技术、制度和理念方面有一定的局限性，产业国际化程度低，全球化经营能力不足。
3、钎焊材料行业的主要进入壁垒
（1）技术壁垒
钎焊技术是制造业的关键技术之一，它已逐步从单一的加工工艺发展成为现代科技多学科相互交融的新学科。钎焊材料涉及材料、冶金、结构、力学、机械、电子、自动控制等多学科交叉领域，钎焊材料的品质、性能对整个焊接过程起着重要作用，因此技术标准极为严格。钎焊材料制造行业是典型的技术密集型行业，产品涉及到的相关技术复杂程度均较高，尤其是在产品性能、稳定性等方面均有较高的要求。目前市场的头部企业其产品及技术均经过长时间的积累、发展以及市场的验证。新进入者难以在短期内获得先进的钎焊材料制造技术以及稳定的品控能力，从而对其形成了一定的技术壁垒。
（2）人才壁垒
钎焊材料的技术密集型特点决定了其具有高人才壁垒。产品的多学科特点决定其对于诸多学科领域均有专业人才需求，尤其是多学科、复合型人才更是市场上稀缺的人才。无论在产品研发、技术研究方面，还是在生产制造环节，专业人才都是重中之重。人才的储备和培养均需要较高的成本，核心技术人员以及各层级人才的储备、引进、培养与激励，已成为市场参与者核心竞争力的重要构成。新进入企业很难在短时间内招聘及培养具有核心竞争力的研发、生产团队，从而对其形成一定的人才壁垒。
4、钎焊材料行业发展态势
（1）钎焊材料行业发展情况
钎焊作为焊接的重要工艺之一，其关键材料钎料行业在国内亦得到了快速发展。我国在钎料的研究与开发上起步较晚，早期主要以进口钎料为主。国内航空、航天、汽车、电子、半导体、制冷工业等领域的不断发展催生了对国产化钎料的迫切需求，促进了国内的钎料企业对适用于各领域的钎料的不断研发。国内的软硬钎料生产企业数量快速增长，钎料产品的质量和品种数量亦得到了快速发展，部分品种的钎料还实现了大批量出口。
（2）钎焊材料下游应用领域发展情况
钎焊材料下游已深入国民经济的各个领域，包括电子及半导体、制冷、汽车、电气、电机等。
①电子及半导体行业
由于陶瓷基板易碎而难以压合，其主要工艺覆铜、钻孔和蚀刻的技术难度较高。特别是覆铜工艺，国内鲜有企业能够完成。覆铜工艺主要包括DBC（直接覆铜）、DPC（直接电镀铜）和AMB（活性金属钎焊）。
AMB（ActiveMetalBonding）技术是指在800℃左右的高温下，含有活性元素Ti、Zr的活性焊料在陶瓷和金属的界面润湿并反应，从而实现陶瓷与金属异质键合的技术。AMB陶瓷衬板相比DBC陶瓷衬板，具备更好的铜层结合能力、更低的热阻、更高的导热率和更佳的可靠性，更适用于高铁、高压变换器、直流送电等高压、高电流功率半导体的封装。
氧化铝基板主要采用DBC工艺制备；氮化铝基板导热率较高，可采用DBC和AMB工艺制备；氮化硅可靠性较佳，主要采用AMB工艺制备；IGBT等硅基器件的应用场景如果提升至800V以上高压平台以及快充模式，对封装基板的散热性以及稳定性的要求将大幅提升，其衬底材料将从传统的氧化铝、氮化铝升级至氮化硅，加工工艺亦将从DBC进阶至AMB；作为第三代半导体材料的SiC器件相较于硅基器件，具备更为优越的电气性能，符合新能源车高压化的趋势需求，未来市场规模有望高速增长，而AMB工艺制备的氮化硅陶瓷衬底，与SiC晶体材料的热膨胀系数较为接近，适合作为SiC功率器件的封装基板。
②制冷设备行业
在制冷设备中，换热器的制造及制冷循环管路的连接用的是钎焊工艺，钎焊焊接接头数量多、直径变化范围大，焊接质量将直接影响制冷设备的性能及制冷效果。钎焊材料在空调冰箱类产品中主要用于压缩机、四通阀、截止阀、电磁阀、管组配件及整机的制造，此外还用于制冷相关的车用空调、食品冷链运输设备、储藏用冷库的制造等。
钎焊材料重要下游应用领域空调和冰箱行业从国内需求和出口角度看有望保持市场规模稳定增长的发展态势。在人民生活水平提升、城镇化进程推进的大背景下，新增家电消费以及升级换代的需求将有力支撑空调、冰箱行业的产销量保持稳中有升的趋势；在“一带一路”政策的指引下，空调、冰箱作为具有较强国际竞争力的产品，出口规模亦将保持稳步增长的趋势。根据国家统计局数据，我国空调年产量从2015年的14,200万台增长到2022年的22,247万台，我国家用电冰箱年产量从2015年的7,993万台增长到2022年的8,664万台。
③汽车行业
钎焊是汽车工业不可缺少的连接技术，钎焊材料主要用于客车、卡车和工程机械车辆的散热器、中冷器、油路系统、发动机挺杆、各类传感器等，轿车等乘用车的激光钎焊及各类车辆的车载空调等零部件，以及新能源汽车的电子继电器。
（3）行业未来发展趋势
①生产自动化、智能化
随着钎焊材料需求量的增长、品质要求的提升以及人力成本的上升，钎焊材料行业的生产自动化程度将逐渐提高。钎焊材料的自动化和智能化生产在提高效率、降低成本、改进质量、保证安全和满足高水准制造要求方面将带来突出的优势：生产工艺过程自动化将提高产品质量的稳定性，保证钎焊材料的大批量生产，有利于实现规模效应；自动化生产线生产出的钎焊材料送丝性能更优越，能够适应焊接的智能化使用，满足自动化焊接对焊接材料成分、性能的高要求。
②绿色化
随着环境问题的日益突出，钎焊材料和钎焊工艺的绿色化将成为钎焊行业的发展趋势。对于钎焊行业的环境问题，可以利用钎料绿色化、高效高可靠钎焊工艺等方式，从源头减污、清洁高效、精准可靠等方面实现绿色钎焊。钎料绿色化即钎料成分无害化，比如无铅电子封装钎料、无镉节银或无银钎料、无卤的无害化钎剂等；高效高可靠钎焊工艺包括真空钎焊、气体保护钎焊等。比如，在Ag-Cu-Zn系基础上通过多元素复合添加降低钎料熔点，改善钎料流动性和润湿铺展性从而彻底取代含镉银钎料；在Sn-Ag-Cu系基础上通过稀土等元素和增强相调节，在流动性、润湿性、塑性和熔点等关键性能上达到和超越锡铅钎料的水平；在钎剂方面研发无卤的免清洗钎剂，实现钎焊过程减少污染；钎料钎剂一体化的药芯钎料，可以实现钎剂定位-定温-定时-定量精准反应并高效利用，在同样工况条件下达到钎剂用量降低超过70%，大大降低焊接产生的烟尘量的效果，有效减轻过量焊剂对环境的扰动。
③产品高端化、精细化、多元化趋势
近年来，高端装备制造业和新能源产业的发展对焊接技术提出了更高的要求，其所需的高端钎焊材料的需求逐年增加，推动钎焊材料行业向高端优质等方向发展，并且钎料品种和规格呈现多元化发展趋势以解决下游应用场景的不同需求。比如，耐高温、耐低温、耐腐蚀、耐疲劳等不同细分领域的功能型焊材；铜价不断攀升、铜资源日益短缺背景下产生的铝代铜的发展趋势，市场对铝焊丝、铝钎料尤其是药芯铝钎料的需求快速增长；添加Ti、Zr、Nb等活性元素的活性钎料，可用于满足大量涌现的无机非金属材料与金属材料钎焊的需求；通过快速冷却技术制备具有高润湿性的钎料；各类低成本和高效钎料，比如以节约贵金属银资源为目的的节银或无银钎料等。