智東西（公眾號(hào)：zhidxcom）
作者 | 云鵬
編輯 | 心緣
8天后，蘋果秋季“春晚”即將開(kāi)幕，今天甚至有人提前放出了疑似蘋果iPhone 15 Pro的真機(jī)包裝照片，吊足了胃口。
▲網(wǎng)傳iPhone 15 Pro真機(jī)包裝諜照
不過(guò)在手機(jī)之外，蘋果今年的新款A(yù)pple Watch上或許還藏了了一個(gè)對(duì)消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)影響更加深遠(yuǎn)的“大招”——3D金屬打印。
十五年前，蘋果公司買光了全球一萬(wàn)多臺(tái)最先進(jìn)的CNC機(jī)床，最終做出了一體成型鋁合金機(jī)身的MacBook Pro，打破了當(dāng)時(shí)高端精密制造的天花板。
▲圖片來(lái)源：TIME
蘋果天才設(shè)計(jì)師喬尼·艾夫（Jony Ive）說(shuō)，這項(xiàng)工藝實(shí)現(xiàn)了“行業(yè)聞所未聞的精度”。
CNC機(jī)床在當(dāng)時(shí)已經(jīng)存在了幾十年，但受限于昂貴成本，應(yīng)用一直較為小眾。蘋果第一次將其用在了銷量百萬(wàn)、千萬(wàn)的消費(fèi)電子產(chǎn)品上，全球CNC市場(chǎng)能夠發(fā)展至今天超300億美元的規(guī)模，蘋果的帶動(dòng)功不可沒(méi)。
十五年過(guò)去了，幾乎所有的高端消費(fèi)電子產(chǎn)品都離不開(kāi)CNC工藝。
而十五年后的今天，蘋果似乎又將在“生產(chǎn)工藝”這件事上掀起一股新風(fēng)暴。
最近，彭博社記者馬克·古爾曼發(fā)文稱蘋果將在Apple Watch中引入3D打印技術(shù)來(lái)生產(chǎn)鋼制底盤。無(wú)獨(dú)有偶，天風(fēng)證券分析師郭明祺早在一個(gè)多月前就接連發(fā)文提到，蘋果即將在今年下半年發(fā)布的新款A(yù)pple Watch Ultra中采用由3D打印技術(shù)生產(chǎn)的鈦合金結(jié)構(gòu)件。
消息曝出前后，國(guó)內(nèi)鈦合金3D打印概念股曾迎集體沖高，鉑力特、華曙高科、金太陽(yáng)、金橙子等一系列企業(yè)開(kāi)始被業(yè)內(nèi)廣泛討論關(guān)注，從年初至消息前后股價(jià)高點(diǎn)，多家企業(yè)的股價(jià)漲幅超過(guò)50%。不過(guò)近期概念股股價(jià)均有所回調(diào)。
在郭明祺爆料的蘋果3D鈦合金打印供應(yīng)鏈企業(yè)中，鉑力特、華曙高科榜上有名，二者均為主要設(shè)備供應(yīng)商，而核心激光零部件供應(yīng)商則為美國(guó)IPG光電（IPG Photonics）。
值得一提的是，今年7月中旬，榮耀發(fā)布的折疊屏手機(jī)榮耀Magic V2，其鉸鏈的軸蓋也是由3D打印工藝制成，材料中同樣有鈦合金。根據(jù)供應(yīng)鏈信息，榮耀3D鈦合金打印工藝的供應(yīng)商中同樣包含IPG光電和鉑力特。
▲榮耀3D鈦合金打印折疊屏鉸鏈軸蓋概念圖，來(lái)源：榮耀
蘋果采用新技術(shù)，初期往往都會(huì)以“壟斷”供應(yīng)鏈的方式出現(xiàn)，而此次不但核心供應(yīng)商與榮耀重合，連發(fā)布進(jìn)度也被搶先一步。當(dāng)然，蘋果用在手表中的3D打印鈦合金零部件究竟是什么樣子、工藝難度如何尚未可知，但蘋果和榮耀的這一系列操作，著實(shí)引起了行業(yè)對(duì)于3D打印這項(xiàng)誕生了40多年的技術(shù)的重新關(guān)注。
為什么3D金屬打印會(huì)率先用在折疊屏和智能手表中，而不是直接用在手機(jī)里？這些“榜上有名”的3D打印企業(yè)都是什么來(lái)頭、幾家公司背后藏著哪些“低調(diào)大佬”？蘋果和榮耀紛紛押寶的3D金屬打印，能否復(fù)制當(dāng)年CNC工藝的崛起之路？我們將深入產(chǎn)業(yè)，嘗試找到答案。
一、從折疊屏到手表，從榮耀到蘋果，3D打印怎么突然就被推到了風(fēng)口浪尖？
提起“3D打印”這個(gè)詞，大部分人都不會(huì)陌生，畢竟近幾年3D打印的產(chǎn)品正逐漸被更多普通消費(fèi)者所接觸到。
實(shí)際上，3D打印技術(shù)的誕生最早可以追溯到上世紀(jì)80年代，至今已經(jīng)過(guò)去了四十多年，但這一技術(shù)用在大眾消費(fèi)電子產(chǎn)品中，卻并不常見(jiàn)。
3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和短板都非常明顯，這也注定了其應(yīng)用范圍并不是無(wú)限的。
此前3D打印技術(shù)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域是航空航天和醫(yī)療，比如做火箭的零部件、做飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)、做鈦合金的人造關(guān)節(jié)、特殊材料的人造骨骼等。
▲2021年全球增材制造市場(chǎng)份額，來(lái)源：天風(fēng)證券
從這些應(yīng)用中，我們不難總結(jié)出一些關(guān)鍵詞：少量、昂貴、高度定制化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜精密。
3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)很明顯，不論零部件是什么樣的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，3D打印都可以實(shí)現(xiàn)，并且不需要制造模具，不需要使用龐大的機(jī)床和復(fù)雜的金屬鍛造工藝。
同時(shí)3D打印是一種“增材制造”，在材料利用率上會(huì)更高，更加環(huán)保和節(jié)約。
但3D打印技術(shù)卻并不是萬(wàn)能的，因?yàn)槠涠贪逡彩滞怀觯鄬?duì)于傳統(tǒng)高精密加工最高做到“納米級(jí)”的精度，3D打印技術(shù)生產(chǎn)的零部件尺寸精度在±0.1毫米左右，并且加工出的零件表面平整度也要弱于傳統(tǒng)工藝。
郭明祺在爆料中提到，在鈦合金3D打印之后，零部件仍然需要經(jīng)過(guò)CNC工序進(jìn)行后段處理。就爆料信息來(lái)看，3D打印和CNC工藝更像是并行互補(bǔ)關(guān)系，而非替代關(guān)系。
最后，3D打印技術(shù)的加工效率也并不高，相較于傳統(tǒng)高精密制造中常常見(jiàn)到的大規(guī)模生產(chǎn)，比如富士康的iPhone產(chǎn)線，3D打印技術(shù)往往用于小批量的復(fù)雜零部件制造。
看到這里，3D鈦合金打印為何率先應(yīng)用在折疊屏和智能手表中的問(wèn)題，也就找到了部分答案。
并且蘋果是使用3D打印技術(shù)生產(chǎn)部分金屬零部件，并非整個(gè)智能手表。
根據(jù)研究機(jī)構(gòu)IDC數(shù)據(jù)，2022年榮耀在中國(guó)折疊屏市場(chǎng)的銷量約為20萬(wàn)部，具體到某一部機(jī)型的某一批發(fā)貨，規(guī)模還會(huì)更小。
根據(jù)研究機(jī)構(gòu)Canalys數(shù)據(jù)，蘋果Apple Watch Ultra自去年9月發(fā)布至今，總計(jì)銷量為110萬(wàn)只，占蘋果Apple Watch系列產(chǎn)品總銷量的7.3%。
▲Apple Watch Ultra
同時(shí)值得注意的是，蘋果Apple Watch Ultra是一款售價(jià)超過(guò)6000元的智能手表，榮耀Magic V2也是一款起售價(jià)9000元的智能手機(jī)。
當(dāng)然，沒(méi)有一家廠商采用新技術(shù)是為了增加成本。根據(jù)郭明祺爆料，他認(rèn)為3D打印技術(shù)會(huì)降低蘋果Apple Watch Ultra鈦合金零部件的生產(chǎn)成本，同時(shí)對(duì)于蘋果達(dá)成一些綠色環(huán)保方面的目標(biāo)會(huì)更加有利。
此外根據(jù)一份國(guó)內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)相關(guān)機(jī)構(gòu)的內(nèi)部會(huì)議紀(jì)要，3D打印技術(shù)在消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)用，有工藝成本的降低、工藝加工效率和精度的提升、后段配套產(chǎn)業(yè)鏈逐漸完善、終端客戶認(rèn)可等多方面因素影響。
這些領(lǐng)域技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的完善都對(duì)3D打印技術(shù)落地消費(fèi)電子市場(chǎng)起著關(guān)鍵作用。
二、從美國(guó)老牌巨頭到國(guó)內(nèi)3D打印第一股，蘋果榮耀看中的公司都是什么來(lái)頭？
正如前文所說(shuō)，3D打印技術(shù)雖然誕生多年，但應(yīng)用在折疊屏手機(jī)、智能手表中仍處于初期，技術(shù)層面的挑戰(zhàn)仍然存在。既然有難度，就要找有能力的企業(yè)來(lái)做。
一直以來(lái)，蘋果在供應(yīng)鏈中尋找合作伙伴的宗旨都可以簡(jiǎn)單總結(jié)為：“只要最好”。并且蘋果常常會(huì)獨(dú)家占有相關(guān)技術(shù)或工藝一段時(shí)間，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品體驗(yàn)上“人無(wú)我有”的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
不過(guò)這次在3D鈦合金打印工藝上，蘋果和榮耀的核心供應(yīng)商有所重合，負(fù)責(zé)蘋果所需3D打印設(shè)備生產(chǎn)的兩家廠商為鉑力特和華曙高科，榮耀這邊3D打印設(shè)備廠商為鉑力特。
在3D打印設(shè)備的激光零部件方面，蘋果和榮耀的供應(yīng)商均為美國(guó)IPG光電。
首先我們不妨看看距離我們更近的鉑力特和華曙高科，這兩家公司均為中國(guó)大陸科創(chuàng)板上市企業(yè)。
于2011年成立、2019年7月22日科創(chuàng)板掛牌上市的鉑力特被業(yè)內(nèi)稱為“中國(guó)3D打印第一股”，而華曙高科成立于2009年，資歷更老，于今年4月17日剛剛在科創(chuàng)板登錄上市。
鉑力特在3D打印領(lǐng)域最擅長(zhǎng)的就是3D金屬打印，可以說(shuō)是“專業(yè)對(duì)口”，華曙高科這邊，其在3D打印設(shè)備、材料以及操作系統(tǒng)、軟件等方面均有布局，技術(shù)自主化程度高是其突出特點(diǎn)。
值得一提的是，這兩家公司的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)都有極深的技術(shù)背景，這也側(cè)面反映出3D打印是一個(gè)技術(shù)導(dǎo)向型的產(chǎn)業(yè)。
鉑力特的創(chuàng)始人之一、首席科學(xué)家黃衛(wèi)東是西北工業(yè)大學(xué)教授，也是國(guó)家科技部3D打印專家組首席專家，其董事長(zhǎng)薛蕾以及核心工藝技術(shù)負(fù)責(zé)人趙曉明等均參與過(guò)863、973、國(guó)防基礎(chǔ)科研等項(xiàng)目，參與“機(jī)、箭、彈、星”等領(lǐng)域的工程化批量應(yīng)用。
華曙高科的創(chuàng)始人許小曙同樣是3D打印領(lǐng)域知名科學(xué)家，他畢業(yè)于美國(guó)科羅拉多礦業(yè)大學(xué)，是應(yīng)用數(shù)學(xué)、材料科學(xué)博士，在DTM公司、3DSystem這些全球3D打印領(lǐng)域的巨頭企業(yè)中擔(dān)任過(guò)技術(shù)總監(jiān)。
根據(jù)天風(fēng)證券、國(guó)盛證券、浙商證券等多家行業(yè)機(jī)構(gòu)研報(bào)，在核心技術(shù)和產(chǎn)品能力方面，鉑力特和華曙高科的3D打印設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)和生產(chǎn)能力都已經(jīng)達(dá)到“國(guó)際領(lǐng)先水平”。
華曙高科通過(guò)金屬3D打印設(shè)備生產(chǎn)的鋁鎂鈧金屬冰刀已經(jīng)應(yīng)用在了2022年北京冬奧會(huì)中，成為中國(guó)短道速滑隊(duì)裝備解決方案之一。
▲3D打印的鋁鎂鈧金屬冰刀，來(lái)源：華曙高科官網(wǎng)
鉑力特這邊則與空客簽署了A350大型精密零件金屬3D打印的相關(guān)共同研制協(xié)議，鉑力特通過(guò)金屬3D打印生產(chǎn)的機(jī)匣、燃油噴嘴和葉片都已經(jīng)用在了國(guó)內(nèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)上。
鉑力特的客戶包括航天科工、中國(guó)商飛、中核集團(tuán)、中船重工等，其行業(yè)地位可見(jiàn)一斑。
從技術(shù)和產(chǎn)品實(shí)力以及行業(yè)地位來(lái)看，蘋果選擇這兩者作為3D打印設(shè)備的供應(yīng)商，也就順理成章了。
說(shuō)完了兩家國(guó)內(nèi)設(shè)備供應(yīng)商，我們來(lái)看看美國(guó)激光零部件供應(yīng)商IPG光電。激光相關(guān)零部件也是3D打印設(shè)備中最為核心的部分。
▲IPG光電的激光器產(chǎn)品，來(lái)源：IPG官網(wǎng)
曾有人調(diào)侃道，美國(guó)科技進(jìn)步要靠俄羅斯人和中國(guó)人：引領(lǐng)AI進(jìn)步的OpenAI，其創(chuàng)始人薩姆·阿爾特曼（Sam Altman）是俄羅斯移民后代，而全球頂級(jí)AI芯片巨頭英偉達(dá)的創(chuàng)始人黃仁勛則是華裔。
這樣的故事也發(fā)生在3D打印領(lǐng)域。IPG光電的創(chuàng)始人、工業(yè)光纖激光器之父瓦倫丁·加蓬賽夫（Valentin Gapontsev）出生于俄羅斯莫斯科，他的父親曾是一名蘇聯(lián)炮兵上尉。
▲瓦倫丁·加蓬賽夫（Valentin Gapontsev）
1967年，加蓬賽夫加入了蘇聯(lián)科學(xué)院無(wú)線電工程與電子研究所，專攻激光材料物理，1990年他創(chuàng)立了IPG光電，并于八年后將總部搬到了美國(guó)。
對(duì)于光的研究，一直是人類科技領(lǐng)域繞不開(kāi)的一件事，高端3D金屬打印設(shè)備中核心的激光發(fā)射系統(tǒng)極為復(fù)雜，簡(jiǎn)單理解，它核心就是要做一件事：控制好光線，以極高精度創(chuàng)造出極為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
因此IPG光電要做的事也就很明確了，造出世界上最精細(xì)的高功率半導(dǎo)體激光器。而IPG光電激光器的核心優(yōu)勢(shì)也正是功率和光束質(zhì)量。值得一提的是，IPG光電從研發(fā)、設(shè)計(jì)到最終的生產(chǎn)都是“一條龍”，他們?cè)诿绹?guó)、德國(guó)、俄羅斯和意大利都有工廠。
▲年初至今IPG光電股價(jià)走勢(shì)，來(lái)源：谷歌財(cái)經(jīng)
總體來(lái)看，從激光器領(lǐng)域的老牌技術(shù)巨頭，到國(guó)內(nèi)3D打印領(lǐng)域的兩大龍頭企業(yè)，從硬核技術(shù)布局到下游落地應(yīng)用，蘋果和榮耀看重的三家公司，的確都是業(yè)內(nèi)的翹楚，可謂是“低調(diào)大佬”。
不過(guò)上述這些設(shè)備供應(yīng)商以及激光器核心供應(yīng)商，都不是實(shí)際通過(guò)3D打印技術(shù)生產(chǎn)Apple Watch的廠商，蘋果大概率還是將這些設(shè)備采購(gòu)過(guò)來(lái)交由富士康、立訊精密、仁寶、廣達(dá)等代工廠商生產(chǎn)。
三、3D打印產(chǎn)業(yè)仍在“成長(zhǎng)中”，中國(guó)企業(yè)加速追趕
蘋果的入局讓人們對(duì)3D打印技術(shù)在消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)用有了新的期待，當(dāng)我們深入產(chǎn)業(yè)后會(huì)發(fā)現(xiàn)，3D打印市場(chǎng)近年來(lái)整體規(guī)模沒(méi)有出現(xiàn)明顯增長(zhǎng)，整體體量相較傳統(tǒng)精密制造市場(chǎng)仍有不小的差距，但研究機(jī)構(gòu)對(duì)其增長(zhǎng)預(yù)期普遍較高。
3D打印想要真正復(fù)制十五年前CNC產(chǎn)業(yè)崛起的成功之路，并非沒(méi)有機(jī)會(huì)。
目前如鉑力特、華曙高科這樣的國(guó)內(nèi)3D打印設(shè)備龍頭企業(yè)，其營(yíng)收規(guī)模相較于一些傳統(tǒng)老牌果鏈企業(yè)仍然較小，2022年鉑力特營(yíng)收9.18億元，華曙高科則為4.57億元，兩者2022年的凈利潤(rùn)均不到1億元。
從企業(yè)市值規(guī)模來(lái)看，鉑力特最新市值為188億元，華曙高科為137億元，而金太陽(yáng)、金橙子這種體量較小的則在30億元左右。
根據(jù)研究機(jī)構(gòu)Wohlers統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2021年全球3D打印市場(chǎng)規(guī)模在152億美元左右，但2030年的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)至853億美元，成長(zhǎng)空間不容小覷。
▲全球3D打印市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)，來(lái)源：天風(fēng)證券
根據(jù)貝哲斯咨詢報(bào)告，2022年全球精密零件市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)了9250億元，約為全球3D打印市場(chǎng)規(guī)模的10倍，到2028年，預(yù)計(jì)精密零件市場(chǎng)規(guī)模會(huì)增至12000億元左右，其增長(zhǎng)空間顯然是要低于3D打印市場(chǎng)的。
這背后，除了蘋果和榮耀這些消費(fèi)電子領(lǐng)域的新玩家入局，全球航空航天競(jìng)賽的火爆、電動(dòng)汽車的快速普及發(fā)展以及醫(yī)療健康領(lǐng)域的需求增長(zhǎng)，都有望讓3D打印市場(chǎng)的發(fā)展迎來(lái)新的“黃金時(shí)期”。
值得一提的是，在3D打印市場(chǎng)快速成長(zhǎng)的浪潮中，中國(guó)企業(yè)已經(jīng)逐漸走到舞臺(tái)中央，快速縮小著與歐美巨頭的差距，3D打印賽道無(wú)疑會(huì)成為中國(guó)先進(jìn)制造領(lǐng)域的一大重要發(fā)力方向。
3D打印技術(shù)起源于美國(guó)，美國(guó)也率先將3D打印產(chǎn)業(yè)上升到了國(guó)家戰(zhàn)略的高度，歐洲這邊則更加強(qiáng)調(diào)3D金屬打印技術(shù)的發(fā)展，從1988年美國(guó)3D Systems公司造出全球第一臺(tái)3D打印設(shè)備SLA250，到2002年德國(guó)成功研制出選區(qū)激光熔融（SLM）這一3D金屬打印領(lǐng)域的核心技術(shù)工藝，全球3D打印市場(chǎng)長(zhǎng)期被歐美巨頭把持。
▲2021年全球3D打印行業(yè)規(guī)模區(qū)域結(jié)構(gòu)分布，來(lái)源：天風(fēng)證券
德國(guó)擁有全球最大的金屬3D打印設(shè)備廠商EOS，前文提到的極為關(guān)鍵的SLM技術(shù)就是由EOS率先實(shí)現(xiàn)的商業(yè)化。美國(guó)3D Systems則是全球銷售規(guī)模最大的3D打印解決方案供應(yīng)商。
國(guó)內(nèi)3D打印技術(shù)研究起步稍晚，但近年來(lái)追趕的速度卻不容小覷。目前中國(guó)的3D打印設(shè)備裝機(jī)量已經(jīng)達(dá)到了全球第二，在一些高性能復(fù)雜的大型金屬結(jié)構(gòu)件3D打印的部分技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)可以躋身全球第一梯隊(duì)。
近年來(lái)國(guó)內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)的崛起，離不開(kāi)政策的扶植，在2021年3月國(guó)務(wù)院發(fā)布的《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和 2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中，就明確提到了發(fā)展增材制造在制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力提升與智能制造技術(shù)發(fā)展方面的重要性，并且將增材制造作為未來(lái)規(guī)劃發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域，而3D打印正是增材制造市場(chǎng)的重要組成部分。
目前對(duì)于國(guó)內(nèi)3D打印企業(yè)來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)更核心領(lǐng)域技術(shù)的突破仍是他們努力的重要方向，比如目前3D打印設(shè)備所需要的核心元器件，包括振鏡和激光器，仍然高度依賴進(jìn)口。
以華曙高科為例，其2021年的激光器進(jìn)口比例超過(guò) 86%，而振鏡的進(jìn)口比例達(dá)到了100%，兩種核心器件的進(jìn)口國(guó)主要是美國(guó)和德國(guó)。
根據(jù)天風(fēng)證券研究報(bào)告，核心技術(shù)的突破和尖端人才的獲取是影響中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。
結(jié)語(yǔ)：3D打印風(fēng)口已至，用技術(shù)說(shuō)話仍是硬道理
蘋果和榮耀的新動(dòng)作，讓產(chǎn)業(yè)的更多目光聚焦于3D打印技術(shù)，蘋果的押寶也側(cè)面證明國(guó)內(nèi)企業(yè)在3D打印領(lǐng)域的技術(shù)和能力積累已經(jīng)走在了全球前列，國(guó)內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)的后續(xù)發(fā)展，值得進(jìn)一步關(guān)注。
如今高端化、定制化、精密化已經(jīng)成為消費(fèi)電子產(chǎn)品發(fā)展的大趨勢(shì)，同時(shí)隨著航空航天、電動(dòng)汽車等行業(yè)的火熱發(fā)展，3D打印技術(shù)的應(yīng)用潛力不容小覷。
可以看到，產(chǎn)業(yè)的崛起離不開(kāi)各方積極參與推動(dòng)，但真正想站在產(chǎn)業(yè)鏈頂端，用技術(shù)說(shuō)話仍然是硬道理。
未來(lái)3D打印市場(chǎng)有望成長(zhǎng)為千億美元市場(chǎng)，蘋果的入局能否掀起風(fēng)浪，加速這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，仍充滿不確定性。
