在全球能源轉(zhuǎn)型與制造業(yè)升級(jí)的雙重驅(qū)動(dòng)下，銅材作為關(guān)鍵導(dǎo)電材料正面臨前所未有的挑戰(zhàn)。
一方面，新能源汽車、數(shù)據(jù)中心、5G基站等新興領(lǐng)域?qū)︺~材的需求呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng);另一方面，銅礦探明儲(chǔ)量有限、價(jià)格波動(dòng)及環(huán)保壓力迫使產(chǎn)業(yè)鏈尋求替代方案。
作為全球最大的連接器生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)市場(chǎng)，中國(guó)連接器企業(yè)正加速尋找破局之道——數(shù)據(jù)中心“光替代銅”的腳步加快，汽車、家電等連接器下游領(lǐng)域的銅替代材料(鋁、復(fù)合材料等)應(yīng)用提速，一場(chǎng)由銅價(jià)上漲推動(dòng)的連接器行業(yè)結(jié)構(gòu)性調(diào)整已悄然開(kāi)啟。
01| 銅價(jià)上漲：關(guān)稅與供需共振下的成本壓力
銅價(jià)上漲的背后，是短期政策擾動(dòng)與長(zhǎng)期資源趨勢(shì)的雙重驅(qū)動(dòng)。
面對(duì)美國(guó)宣布自8月1號(hào)起對(duì)進(jìn)口銅加征50%關(guān)稅的形勢(shì)，深圳市連接器行業(yè)協(xié)會(huì)李亦平表示：“這一政策本身并非直接推高銅價(jià)的決定性因素，可能國(guó)際市場(chǎng)的套利行為與避險(xiǎn)情緒，會(huì)對(duì)銅價(jià)形成短期擾動(dòng)�！�
Big-bit產(chǎn)研室同樣從供需角度分析：“關(guān)稅短期會(huì)降低美國(guó)對(duì)銅的需求，看似利空，但市場(chǎng)可能因政策帶來(lái)的貿(mào)易流向調(diào)整進(jìn)行跨市場(chǎng)套利，疊加對(duì)供應(yīng)鏈波動(dòng)的擔(dān)憂，短期內(nèi)放大銅價(jià)波動(dòng)幅度�！�
而銅價(jià)長(zhǎng)期面臨的上漲壓力，更多源于結(jié)構(gòu)性矛盾：全球銅儲(chǔ)量有限、新能源與數(shù)字經(jīng)濟(jì)需求激增的長(zhǎng)期矛盾，讓銅價(jià)上漲成為“大概率事件”。這種上漲，對(duì)以銅材為核心原料的連接器行業(yè)而言，意味著成本壓力的顯著提升。
作為連接器最主要的原材料，銅在部分連接器產(chǎn)品中的成本占比可達(dá)15-80%。以微型RJ45連接器為例，因其高密度鍍金觸點(diǎn)設(shè)計(jì)，銅成本占比約50%，導(dǎo)致連接器行業(yè)對(duì)銅價(jià)波動(dòng)極為敏感。
對(duì)連接器行業(yè)來(lái)說(shuō)，成本壓力的傳導(dǎo)路徑已清晰顯現(xiàn)：上游銅價(jià)上漲直接推高連接器生產(chǎn)端成本，而汽車、數(shù)據(jù)中心等下游終端企業(yè)對(duì)價(jià)格敏感度較高，難以完全接受連接器成本轉(zhuǎn)嫁。這種“成本難傳導(dǎo)”的困境，倒逼連接器行業(yè)必須尋找替代方案——要么減少銅材的用量，要么用更低成本的材料替代銅材。
正如李亦平所說(shuō)：“成本壓力下，尋找銅的替代材料已成為連接器行業(yè)共識(shí)�！�
02| 數(shù)據(jù)中心：光互連替代部分銅連接的腳步加快
在所有連接器應(yīng)用場(chǎng)景中，數(shù)據(jù)中心對(duì)銅的依賴度最高——服務(wù)器、交換機(jī)的內(nèi)部連接線束、高速連接器等核心部件，均需大量高純度銅以保證信號(hào)傳輸穩(wěn)定性。
根據(jù)行業(yè)測(cè)算，單臺(tái)GB200 NVL72服務(wù)器用銅總量約為1.36噸，其中銅纜用量用量約為1.12噸，連接器用銅約5kg，高速銅纜與連接器總用銅量占比高達(dá)83%。
銅材價(jià)格上漲趨勢(shì)正加速數(shù)據(jù)中心“光替代銅”的進(jìn)程。李亦平指出：“在通信領(lǐng)域會(huì)助推光通訊發(fā)展，光取代部分銅的速度會(huì)加快�！�
傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器內(nèi)部板間的短距離信號(hào)傳輸多依賴銅纜，但隨著光模塊成本下降、光連接器可靠性提升，光傳輸在短距離場(chǎng)景的應(yīng)用門(mén)檻持續(xù)降低。
例如，在服務(wù)器內(nèi)部100Gbps及以上速率的高速信號(hào)傳輸中，銅纜的信號(hào)衰減率隨距離增加而顯著上升，長(zhǎng)距離傳輸下光纖的介質(zhì)衰減率比銅纜低，綜合鏈路損耗優(yōu)勢(shì)更顯著，且光纖材料石英成本不受銅材價(jià)格影響。
這一優(yōu)勢(shì)推動(dòng)光技術(shù)向傳統(tǒng)銅互連場(chǎng)景滲透，相關(guān)企業(yè)也在加速光模塊產(chǎn)品迭代。
中際旭創(chuàng)表示，光模塊可隨帶寬需求持續(xù)升級(jí)，有望通過(guò)硅光等技術(shù)拓展至銅互連領(lǐng)域;其 800G OSFP光模塊系列涵蓋多種架構(gòu)，基于硅光方案滿足10km內(nèi)傳輸需求，廣泛應(yīng)用于以太網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心及云網(wǎng)絡(luò)。
800G OSFP系列產(chǎn)品 圖/中際旭創(chuàng)
立訊精密同樣在高端光模塊領(lǐng)域突破：1.6T OSFP DR8光模塊采用硅光混合集成架構(gòu)，單通道速率突破 200Gbps。
金信諾則在交換機(jī)領(lǐng)域完成800Gbps產(chǎn)品自主研發(fā)，實(shí)現(xiàn)從裸線到組件的全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)突破，并布局專利保護(hù)，持續(xù)拓展光互連應(yīng)用邊界。
不過(guò)，光替代并非“全面替代”。目前光連接器在靈活性、接口兼容性上仍不及銅連接器，因此更多是“結(jié)構(gòu)性替代”：在高速率、長(zhǎng)距離的機(jī)柜間連接等場(chǎng)景優(yōu)先用光纖，而短距離、低速率的芯片間連接等場(chǎng)景仍保留銅連接器。
但可以確定的是，銅價(jià)上漲正讓這種“結(jié)構(gòu)性替代”的節(jié)奏從“漸進(jìn)式”轉(zhuǎn)向“加速式”。
03| 銅替代材料：分場(chǎng)景突破的替代路徑
面對(duì)銅價(jià)壓力，連接器行業(yè)的替代材料探索呈現(xiàn)“分場(chǎng)景、針對(duì)性突破”的特征：
汽車連接器領(lǐng)域聚焦“鋁代銅”，家電連接器與特定連接器聚焦“復(fù)合材料”，高端連接器場(chǎng)景則探索“鈹銅替代”。不同場(chǎng)景的替代邏輯雖有差異，但核心都是“平衡連接器成本與性能”。
- 鋁代銅：汽車領(lǐng)域的規(guī)�；娲�
銅價(jià)上漲對(duì)汽車連接器企業(yè)的成本壓力尤為顯著，而鋁代銅憑借“低成本+輕量化”優(yōu)勢(shì)，成為汽車連接器領(lǐng)域的優(yōu)先選項(xiàng)。
Big-bit產(chǎn)研室指出：“鋁代銅技術(shù)在連接器領(lǐng)域的應(yīng)用可能進(jìn)一步加快，連接器頭部企業(yè)已有相關(guān)趨勢(shì)，銅價(jià)上漲會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)這一進(jìn)程�！�
事實(shí)上，鋁代銅并非全新概念，在汽車連接器領(lǐng)域已歷經(jīng)多年探索，并于部分場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)突破：在高壓連接器領(lǐng)域，鋁排替代銅排的技術(shù)已相對(duì)成熟，憑借輕量化優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于電池包內(nèi)部連接器;而在低壓連接器領(lǐng)域，替代進(jìn)程需跨越“技術(shù)適配”與“系統(tǒng)降本”兩道關(guān)卡。
技術(shù)層面，鋁材的“蠕變特性”與“銅鋁連接兼容性”是核心難點(diǎn)。鋁材在長(zhǎng)期受力下易發(fā)生蠕變，可能導(dǎo)致連接器接觸不良;而鋁與銅直接連接會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，影響可靠性。對(duì)此，連接器行業(yè)已形成成熟解決方案——通過(guò)銅鋁復(fù)合端子實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)接。
據(jù)《國(guó)際線纜與連接》此前對(duì)TE(泰科電子)的專訪報(bào)道，其低壓鋁線束通過(guò)銅鋁復(fù)合端子的設(shè)計(jì)，能避免電化學(xué)腐蝕并解決蠕變導(dǎo)致的接觸問(wèn)題。
泰科電子搭配低壓鋁芯載流線技術(shù)實(shí)現(xiàn)大幅減重降本，預(yù)估最高可實(shí)現(xiàn)線材減重50%、降本50%，規(guī)�；瘧�(yīng)用可為中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)年減銅30萬(wàn)噸、碳減排85萬(wàn)噸。
系統(tǒng)層面，“局部降本”與“全局投入”的平衡是推廣關(guān)鍵。例如在整車48V架構(gòu)中，鋁代銅線束本身可實(shí)現(xiàn)大幅降本，但整車需配套進(jìn)行電機(jī)EMC優(yōu)化、連接器安全等級(jí)升級(jí)等改造，而終端消費(fèi)者對(duì)“材料替代帶來(lái)的降本” 感知模糊，形成“局部收益難抵全局投入”的推廣壁壘。
從產(chǎn)業(yè)實(shí)踐來(lái)看，鋁代銅逐漸成為汽車連接器的主流降本方案。泰科電子等國(guó)際巨頭已在汽車端子、低壓線束中規(guī)模化應(yīng)用低壓鋁線載流技術(shù)。
TE低壓載流鋁線技術(shù) 圖/國(guó)際線纜與連接
而國(guó)內(nèi)連接器企業(yè)如中航光電推出充電回路鋁排解決方案，實(shí)現(xiàn)鋁排充電插座、鋁排連接器及Busbar的全品類設(shè)計(jì)與制造，率先應(yīng)用于車載大電流功率傳輸場(chǎng)景。
鋁排連接器 圖/中航光電
天海電子在鋁排折彎技術(shù)、去絕緣皮創(chuàng)新方法以及銅鋁端接方面能力突出，逐步推進(jìn)鋁代銅線束量產(chǎn)。
天海電子高壓鋁排 圖/國(guó)際線纜與連接
隨著銅價(jià)上漲，未來(lái)汽車低壓連接器的鋁代銅滲透率將逐步提升，主要覆蓋非安全核心的場(chǎng)景。
復(fù)合材料替代銅的核心邏輯并非簡(jiǎn)單的“以次充好”，而是通過(guò)材料精準(zhǔn)復(fù)合實(shí)現(xiàn)“成本控制”與“性能突破”。目前復(fù)合材料已在特定場(chǎng)景形成規(guī)�；瘧�(yīng)用，但仍需突破連接器產(chǎn)業(yè)化瓶頸。
復(fù)合材料替代銅主要分為兩大技術(shù)路徑：
降本驅(qū)動(dòng)型：銅鋁復(fù)合材料用鋁替代部分銅，平衡連接器成本與導(dǎo)電，適配汽車Busbar接線端子等大電流場(chǎng)景;銅鋼復(fù)合材料以鋼降本并強(qiáng)化強(qiáng)度，適用于家電插頭等低導(dǎo)電需求場(chǎng)景。
性能增強(qiáng)型：通過(guò)復(fù)合突破銅的極限，如銅與不銹鋼復(fù)合提升強(qiáng)度，與鎳復(fù)合改善焊接性能。
當(dāng)談及當(dāng)前復(fù)合材料替代的主要瓶頸，深連協(xié)材料中心主任周明亮直言：傳統(tǒng)設(shè)計(jì)基于銅材，新材料替代需重新設(shè)計(jì);生產(chǎn)端熱軋復(fù)合設(shè)備昂貴，且產(chǎn)能短缺;客戶端擔(dān)憂復(fù)合面可靠性，信任建立需時(shí)間。
在具體應(yīng)用場(chǎng)景中，家電插頭插片以銅鋼復(fù)合為主，使用率較高，低成本連接器契合價(jià)格競(jìng)爭(zhēng);汽車Busbar連接器等依賴銅鋁復(fù)合轉(zhuǎn)接片，配合“鋁代銅”解決連接問(wèn)題，“這是最大的正在做替代的復(fù)合材料，可能一個(gè)月有幾千噸、上萬(wàn)噸的出貨量”，周明亮補(bǔ)充道。BMS儲(chǔ)能連接器嘗試銅鋼復(fù)合整合功能，但規(guī)模有限;數(shù)據(jù)中心、汽車安全部件等高端連接器場(chǎng)景因性能要求嚴(yán)苛，復(fù)合材料替代極少。
總體而言，復(fù)合材料已在成本敏感與剛需場(chǎng)景站穩(wěn)腳跟，但全面替代需突破技術(shù)、產(chǎn)能與信任瓶頸。隨著銅價(jià)上漲，其在適配場(chǎng)景的替代速度將進(jìn)一步加快。
前面提到復(fù)合材料在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器等高端連接器場(chǎng)景的替代進(jìn)展相對(duì)緩慢，但這一局面正迎來(lái)突破。
李亦平透露，深圳市連接器行業(yè)協(xié)會(huì)已聯(lián)合中金嶺南啟動(dòng)復(fù)合材料的研發(fā)。這一針對(duì)性復(fù)合材料探索，為連接器高速互連核心部件的材料替代開(kāi)辟了全新路徑。
鈹銅作為一種高性能銅合金，因兼具較高強(qiáng)度與導(dǎo)電率，是數(shù)據(jù)中心服務(wù)器精密連接器的常用材料。
但它存在明顯劣勢(shì)：一方面價(jià)格高昂，增加終端產(chǎn)品成本;另一方面其性能已難以滿足高端電子電氣場(chǎng)景中持續(xù)升級(jí)的需求——無(wú)論是數(shù)據(jù)中心的高頻傳輸效率、大電流充電器的承載能力，還是各類通訊設(shè)備的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，鈹銅的性能天花板正逐漸顯現(xiàn)。
周明亮也指出，“隨著下游終端市場(chǎng)對(duì)高性能連接器的要求日漸嚴(yán)苛，鈹銅已經(jīng)達(dá)不到部分連接器產(chǎn)品的性能設(shè)計(jì)要求，而且價(jià)格昂貴”，這使得復(fù)合材料替代需求日益迫切。
銅價(jià)上漲已讓企業(yè)更愿意投入研發(fā)資源——畢竟，若鈹銅替代成功，既能規(guī)避銅價(jià)波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，又能降低材料成本，對(duì)高端連接器企業(yè)而言是“長(zhǎng)期價(jià)值工程”。
目前深連協(xié)與中金嶺南合作開(kāi)發(fā)的替代材料，正是針對(duì)這些痛點(diǎn)通過(guò)復(fù)合材料技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，試樣的性能參數(shù)已優(yōu)于鈹銅，且成本更低。
從進(jìn)展來(lái)看，該復(fù)合材料已進(jìn)入國(guó)內(nèi)頭部企業(yè)的應(yīng)用測(cè)試階段，雖尚未大量量產(chǎn)，但其“性能更優(yōu)、成本更低”的特性，若測(cè)試通過(guò)，有望打破高可靠連接器對(duì)鈹銅的依賴，成為復(fù)合材料進(jìn)軍高要求場(chǎng)景的重要突破口。
在鈹銅替代的行業(yè)探索中，企業(yè)自主創(chuàng)新同樣成果顯著。例如博威合金通過(guò)材料技術(shù)升級(jí)，其BearMet系列耐磨銅合金具備無(wú)毒性、環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，成為替代鈹青銅的新一代升級(jí)材料，為不同領(lǐng)域的鈹銅替代提供了多元化選擇。
04| 替代不是“拋棄銅”，而是“更高效地用銅”
銅價(jià)上漲推動(dòng)的替代浪潮，本質(zhì)不是“完全拋棄銅”，而是連接器行業(yè)對(duì)“銅資源高效利用”的重新思考——在非核心連接器場(chǎng)景用替代材料降低成本，在核心連接器場(chǎng)景通過(guò)技術(shù)優(yōu)化減少銅耗，在高價(jià)值連接器場(chǎng)景探索性能相當(dāng)?shù)奶娲桨浮?/STRONG>
從短期看，光替代、鋁代銅、復(fù)合材料等路徑將快速落地，成為緩解連接器成本壓力的“應(yīng)急方案”;從長(zhǎng)期看，鈹銅替代等復(fù)合材料研發(fā)與精密復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等工藝創(chuàng)新將提升替代材料的性能上限，讓“替代”從“成本驅(qū)動(dòng)”轉(zhuǎn)向“性能驅(qū)動(dòng)”。
對(duì)連接器企業(yè)而言，誰(shuí)能率先在連接器細(xì)分場(chǎng)景完成替代方案的驗(yàn)證與量產(chǎn)，誰(shuí)就能在銅價(jià)波動(dòng)周期中占據(jù)主動(dòng)。而這場(chǎng)由銅價(jià)上漲引發(fā)的連接器行業(yè)調(diào)整，最終將推動(dòng)連接器行業(yè)走向“材料多元化、成本可控化、性能精準(zhǔn)化”的新階段。 |
