智東西（公眾號：zhidxcom）
作者 | 云鵬
編輯 | 心緣
8天后，蘋果(guo)秋季“春晚”即將開幕，今天甚至有人提前放出了(le)疑(yi)似蘋果(guo)iPhone 15 Pro的真機包裝照片，吊足了(le)胃口。
▲網傳iPhone 15 Pro真機包裝諜照(zhao)
不過在手機之外(wai)，蘋果今年的新款Apple Watch上(shang)或許(xu)還藏了了一個(ge)對消費電子產(chan)業影響更加深遠的“大招”——3D金(jin)屬打(da)印(yin)。
十五年前，蘋果公司買(mai)光(guang)了(le)(le)全球一萬多臺最(zui)先進(jin)的CNC機床，最(zui)終(zhong)做出了(le)(le)一體成型鋁(lv)合金機身的MacBook Pro，打破(po)了(le)(le)當時(shi)高端精(jing)密制造的天花(hua)板。
▲圖片來源：TIME
蘋果天才設(she)計師喬尼·艾夫（Jony Ive）說，這項工藝實現了“行(xing)業聞(wen)(wen)所未(wei)聞(wen)(wen)的(de)精度”。
CNC機床在當時已經存在了(le)幾十(shi)年，但受限于(yu)昂貴成本，應用(yong)一(yi)直較為小眾。蘋果(guo)第一(yi)次將其(qi)用(yong)在了(le)銷量百萬、千萬的消(xiao)費(fei)電子產品上，全(quan)球CNC市場能夠(gou)發展至今(jin)天(tian)超300億(yi)美元的規模，蘋果(guo)的帶動功(gong)不可沒(mei)。
十五年(nian)過(guo)去了，幾(ji)乎所有的高(gao)端消費電子產(chan)品都離(li)不(bu)開CNC工藝。
而十五年后的今天，蘋(pin)果(guo)似乎又將在“生(sheng)產工藝”這件事上掀起一(yi)股新(xin)風(feng)暴。
最近，彭博社記者馬克·古爾曼發文稱蘋果將在Apple Watch中引入3D打印技術來生產鋼制底盤。無獨有偶，天風證券分析師郭明祺早在一個多月前就接連發文提到，蘋果即將在今年下半年發布的新款Apple Watch Ultra中采用由3D打印技術生產的鈦合金結構件。
消息曝出前后，國內鈦合金3D打印概念股曾迎集體沖高，鉑力特、華曙高(gao)科、金(jin)(jin)太陽、金(jin)(jin)橙子等一系列企(qi)業(ye)開始被業(ye)內廣泛討論關注，從年初至消息前后股價(jia)(jia)高(gao)點，多(duo)家企(qi)業(ye)的股價(jia)(jia)漲幅超過(guo)50%。不過(guo)近期(qi)概念股股價(jia)(jia)均(jun)有所(suo)回調。
在郭明祺爆料的蘋果(guo)3D鈦合金打印供應鏈企(qi)業中，鉑力特(te)、華曙高科榜上有名，二(er)者(zhe)均為主要設備供應商，而核心激(ji)光(guang)零部(bu)件供應商則為美國IPG光(guang)電（IPG Photonics）。
值得一提的是，今年7月中旬，榮耀發布的折疊屏手機榮耀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。根據供應鏈信息，榮耀3D鈦合金打印工藝的供應商中同樣包含IPG光電和鉑力特。
▲榮耀3D鈦(tai)合金(jin)打印折疊屏鉸鏈軸蓋概念圖，來(lai)源：榮耀
蘋果采用新技術，初期往往都會以“壟斷”供應鏈的方式出現，而此次不但核心供應商與榮耀重合，連發布進度也被搶先一步。當然，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(rong)耀的這(zhe)一系列操作，著實引起了行業對于(yu)3D打印這(zhe)項(xiang)誕(dan)生了40多年(nian)的技術的重新關注。
為什么3D金屬打印會率先用在折疊屏和智能手表中，而不是直接用在手機里？這些“榜上有名”的3D打印企業都是什么來頭、幾家公司背后藏著哪些“低調大佬”？蘋果和榮耀紛紛押寶的3D金屬打印，能否復制當年CNC工藝的崛起之路？我們將深入產(chan)業，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口浪尖？
提(ti)起“3D打(da)印(yin)”這個詞，大部分人(ren)都不會陌生，畢竟近幾年3D打(da)印(yin)的產品正逐漸被更多普通消費者所接觸到。
實際上，3D打印技術(shu)的(de)誕生最(zui)早可以追溯到(dao)上世紀80年代(dai)，至(zhi)今已經(jing)過去了四十多年，但(dan)這(zhe)一技術(shu)用在大(da)眾(zhong)消費電子產品中，卻(que)并不(bu)常見。
3D打印(yin)技術的(de)優勢和短板(ban)都非常明顯，這也注定了其應用范圍(wei)并不是(shi)無限的(de)。
此(ci)前3D打印(yin)技術應用最(zui)廣泛的(de)領域是航空航天和醫療，比如做火箭(jian)的(de)零部件(jian)、做飛機的(de)發動機、做鈦合金的(de)人造(zao)關節(jie)、特殊材料的(de)人造(zao)骨骼(ge)等。
▲2021年(nian)全球增(zeng)材制造市場份額，來源：天風證券
從這些應用中，我們不難總結出一些關鍵詞：少量、昂貴、高度定制化、結構復雜精密。
3D打(da)印技術的優勢很明顯，不(bu)(bu)論零(ling)部件是(shi)什(shen)么(me)樣的復(fu)雜(za)結構，3D打(da)印都可以實(shi)現，并且不(bu)(bu)需要制造模具(ju)，不(bu)(bu)需要使用(yong)龐大的機床和復(fu)雜(za)的金屬鍛造工藝。
同(tong)時3D打印是一種“增材制(zhi)造”，在(zai)材料利用率上會(hui)更高，更加環保和節(jie)約。
但3D打(da)(da)印(yin)技術(shu)(shu)卻并不是(shi)萬(wan)能的(de)(de)，因為其(qi)短板也十分突出，相對于傳(chuan)統(tong)高(gao)精密加(jia)工最高(gao)做(zuo)到(dao)“納米級”的(de)(de)精度(du)，3D打(da)(da)印(yin)技術(shu)(shu)生產的(de)(de)零(ling)部(bu)件尺(chi)寸精度(du)在±0.1毫米左右，并且加(jia)工出的(de)(de)零(ling)件表面平整度(du)也要弱(ruo)于傳(chuan)統(tong)工藝。
郭明祺在爆料中提到，在鈦合金3D打印之后，零部件仍然需要經過CNC工序進行后段處理。就爆料信息來看，3D打印和CNC工藝更像是并行互補關系，而非替代關系。
最后，3D打印技術(shu)的(de)(de)加(jia)工效率也并不高(gao)，相較(jiao)于傳統高(gao)精(jing)密制造中常常見到的(de)(de)大規模生產，比如富(fu)士康的(de)(de)iPhone產線(xian)，3D打印技術(shu)往往用于小批量的(de)(de)復雜(za)零部件制造。
看到這里，3D鈦合(he)金打印為(wei)何率先(xian)應用(yong)在(zai)折疊(die)屏(ping)和智能手(shou)表中的問題，也就(jiu)找(zhao)到了部分答案。
并且蘋果是使用3D打印技術生產部分金屬零部件，并非整個智能手表。
根據研究機構IDC數據，2022年榮耀在中國折(zhe)疊屏市(shi)場(chang)的(de)銷(xiao)量約為20萬部(bu)，具體到某一(yi)(yi)部(bu)機型的(de)某一(yi)(yi)批發(fa)貨，規(gui)模(mo)還會(hui)更(geng)小。
根據研(yan)究機構Canalys數據，蘋果Apple Watch Ultra自去年9月發布至今，總(zong)計銷量(liang)為110萬只，占(zhan)蘋果Apple Watch系列(lie)產品總(zong)銷量(liang)的7.3%。
▲Apple Watch Ultra
同時(shi)值得注意的(de)是(shi)，蘋果Apple Watch Ultra是(shi)一款售(shou)價超過6000元(yuan)的(de)智能(neng)手(shou)表，榮耀Magic V2也是(shi)一款起售(shou)價9000元(yuan)的(de)智能(neng)手(shou)機。
當然(ran)，沒有一(yi)家廠商采用新技(ji)術是為(wei)了增加成本(ben)。根據郭明祺爆料，他認為(wei)3D打印技(ji)術會(hui)降低蘋(pin)果(guo)Apple Watch Ultra鈦合金(jin)零部件的(de)生產(chan)成本(ben)，同時對于蘋(pin)果(guo)達成一(yi)些綠(lv)色環保方(fang)面的(de)目(mu)標會(hui)更加有利(li)。
此外根據一份國內3D打印產業相關機構的內部會議紀要，3D打印技術在消費電子領域的應用，有工藝成本的降低、工藝加工效率和精度的提升、后段配套產業鏈逐漸完善、終端客戶認可等多方面因素影響。
這些領域技術和產業的完善都對3D打印技術落地消費電子市場起著關鍵作用。
二、從美國老牌巨頭到國內3D打印第一股，蘋果榮耀看中的公司都是什么來頭？
正如前文所說，3D打(da)印技(ji)術(shu)雖然(ran)誕生多(duo)年，但應用在折疊屏(ping)手機、智能手表(biao)中仍(reng)處于初(chu)期(qi)，技(ji)術(shu)層面的挑戰仍(reng)然(ran)存在。既然(ran)有難度，就要找有能力的企業來(lai)做。
一直以來，蘋果在供應鏈中尋找合作伙伴的宗旨都可以簡單總結為：“只要最好”。并且蘋果(guo)常常會(hui)獨(du)家占有(you)相關技(ji)術或工藝(yi)一(yi)段時間，實現產品體驗上“人無我有(you)”的(de)獨(du)特(te)優勢。
不(bu)過這(zhe)次(ci)在3D鈦合金打(da)印(yin)工藝上，蘋果和榮耀(yao)的(de)核心供應(ying)商(shang)有所重合，負責蘋果所需3D打(da)印(yin)設備(bei)生產的(de)兩(liang)家廠(chang)商(shang)為(wei)鉑(bo)力(li)特和華曙高科，榮耀(yao)這(zhe)邊(bian)3D打(da)印(yin)設備(bei)廠(chang)商(shang)為(wei)鉑(bo)力(li)特。
在3D打印(yin)設備(bei)的激光零(ling)部件(jian)方面，蘋(pin)果和(he)榮(rong)耀的供應商均(jun)為美國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大陸科創板上市企業。
于2011年成立、2019年7月22日科創板掛牌上市的鉑力特被業內稱為“中國3D打印第一股”，而華曙高科成立(li)于2009年(nian)，資歷更老(lao)，于今(jin)年(nian)4月(yue)17日剛剛在科創板(ban)登(deng)錄上市。
鉑力(li)特(te)在3D打(da)印(yin)領域最擅長(chang)的就是3D金屬打(da)印(yin)，可以說是“專業對(dui)口”，華曙高科這邊，其在3D打(da)印(yin)設(she)備、材料以及操作系(xi)統、軟件等方(fang)面均(jun)有(you)布局，技術自主化程度高是其突出(chu)特(te)點。
值得一提的是，這兩家公司的創始團隊都有極深的技術背景，這(zhe)也側面(mian)反映(ying)出(chu)3D打印(yin)是一個技術導(dao)向型的產業。
鉑力特的創始人之一、首席科學家黃衛東是西北工業大學教授，也是國家科技部3D打印專家組首席專家，其董(dong)事長薛蕾以及(ji)核心(xin)工藝技術負責人(ren)趙(zhao)曉明等(deng)均參與(yu)過(guo)863、973、國防基礎(chu)科研等(deng)項目，參與(yu)“機、箭、彈、星(xing)”等(deng)領(ling)域的工程化(hua)批量(liang)應(ying)用(yong)。
華曙高科的創始人許小曙同樣是3D打印領域知名科學家，他畢業(ye)于(yu)美國科羅拉(la)多礦(kuang)業(ye)大學(xue)，是應用數(shu)學(xue)、材料(liao)科學(xue)博士，在DTM公司、3DSystem這些全球3D打(da)印領域的巨頭企業(ye)中(zhong)擔任過技術總監。
根據天風證(zheng)券(quan)、國(guo)盛證(zheng)券(quan)、浙商(shang)證(zheng)券(quan)等多(duo)家行業機構研報，在核心(xin)技(ji)術和(he)產(chan)品能(neng)力(li)方面，鉑力(li)特和(he)華曙高科的(de)3D打印(yin)設備(bei)的(de)關鍵技(ji)術指標和(he)生(sheng)產(chan)能(neng)力(li)都已經達到“國(guo)際(ji)領先水平”。
華(hua)曙(shu)高科通(tong)過金屬(shu)3D打(da)印設備生產的鋁鎂鈧金屬(shu)冰刀已經應用在了2022年北(bei)京冬奧會中，成(cheng)為(wei)中國(guo)短道速滑隊裝備解決方案之一。
▲3D打印的鋁鎂鈧金(jin)屬冰刀，來源：華曙高科(ke)官網(wang)
鉑力特(te)這邊則(ze)與(yu)空客簽署了(le)A350大型精密零件金屬3D打印的(de)相關(guan)共同研制協議，鉑力特(te)通過(guo)金屬3D打印生產的(de)機匣、燃油噴嘴和葉(xie)片(pian)都(dou)已經(jing)用在了(le)國內航空發動(dong)機上(shang)。
鉑力特的客戶包括航天科工、中國商飛、中核集團、中船重工等，其(qi)行業地位可見一斑。
從技術和產品實力以及行業地位來看，蘋果選擇這兩者作為3D打印設備的供應商，也就順理成章了。
說完了兩家國內設備供應商，我們來看看美國激光零部件供應商IPG光電。激光相關零部件也是3D打印設備中最為核心的部分。
▲IPG光電的激光器產品，來源(yuan)：IPG官(guan)網
曾有人調侃道，美國科技進步要靠俄羅斯人和中國人：引領AI進步的OpenAI，其創始人薩姆·阿爾特曼（Sam Altman）是俄羅斯移民后代，而全球頂級AI芯片巨頭英偉達的創始人黃仁勛則是華裔。
這樣的故事也發生在3D打(da)印領域。IPG光(guang)電的創始人、工業(ye)光(guang)纖激光(guang)器之父(fu)(fu)瓦(wa)倫丁·加(jia)蓬賽夫(fu)（Valentin Gapontsev）出生于俄羅(luo)斯莫斯科(ke)，他的父(fu)(fu)親曾(ceng)是一名蘇聯(lian)炮(pao)兵上(shang)尉。
▲瓦倫丁·加蓬賽夫(fu)（Valentin Gapontsev）
1967年(nian)，加蓬賽(sai)夫加入了(le)蘇聯科(ke)學(xue)院無線電(dian)(dian)(dian)工程與電(dian)(dian)(dian)子研究所，專攻激光材料物理，1990年(nian)他(ta)創立(li)了(le)IPG光電(dian)(dian)(dian)，并于八年(nian)后將總部搬到了(le)美國(guo)。
對于光的研究，一直是人類科技領域繞不開的一件事，高端3D金屬打印設備中核心的激光發射系統極為復雜，簡單理解，它核心就是要做一件事：控制好光線，以極高精度創造出極為復雜的結構。
因此IPG光電要做的事也就很明確了，造出世界上最精細的高功率半導體激光器。而IPG光電激光器的核心優勢也正是功率和光束質量。值得一提的是(shi)，IPG光電從研發、設計到最(zui)終的生產都是(shi)“一條龍(long)”，他們在(zai)美國(guo)、德國(guo)、俄羅斯和意大(da)利都有(you)工(gong)廠。
▲年初(chu)至(zhi)今IPG光電股價走勢(shi)，來源：谷歌財經
總體來看，從激光器領域的老牌技術巨頭，到國內3D打印領域的兩大龍頭企業，從硬核技術布局到下游落地應用，蘋果和榮耀看重的三家公司，的確都是業內的翹楚，可謂是“低調大佬”。
不過上述這些設備供應商以及激光器核心供應商，都不是實際通過3D打印技術生產Apple Watch的廠商，蘋果大概率還是將這些設備采購過來交由富士康、立訊精密、仁寶、廣達等代工廠商生產。
三、3D打印產業仍在“成長中”，中國企業加速追趕
蘋果的入局讓人們對3D打印技術在消費電子領域的應用有了新的期待，當我們深入產業后會發現，3D打印市場近年來整體規模沒有出現明顯增長，整體體量相較傳統精密制造市場仍有不小的差距，但研究機構對其增長預期普遍較高。
3D打印想要真正復制十五年前CNC產業崛起的成功之路，并非沒有機會。
目前如(ru)鉑力(li)特、華(hua)曙高科這樣的(de)國內3D打印(yin)設備龍頭企(qi)業，其營(ying)收規模相(xiang)較于(yu)一些傳統老牌果鏈企(qi)業仍然(ran)較小，2022年鉑力(li)特營(ying)收9.18億元，華(hua)曙高科則為4.57億元，兩者2022年的(de)凈利潤均(jun)不到(dao)1億元。
從企業市值規模來看，鉑(bo)力特最新(xin)市值為188億元(yuan)，華曙高科為137億元(yuan)，而金太陽、金橙子這(zhe)種體量較小的則在30億元(yuan)左右。
根據研究機構Wohlers統計數據，2021年全球3D打印市場規模在152億美元左右，但2030年的市場規模預計將增長至853億美元，成長空間不容小覷。
▲全球(qiu)3D打印市場規模預(yu)測，來源：天風證(zheng)券(quan)
根據(ju)貝(bei)哲(zhe)斯咨詢報(bao)告(gao)，2022年全球(qiu)精密零件市(shi)場規(gui)模超過了9250億元，約為全球(qiu)3D打(da)(da)印(yin)市(shi)場規(gui)模的(de)10倍，到2028年，預(yu)計精密零件市(shi)場規(gui)模會增(zeng)(zeng)至12000億元左右，其增(zeng)(zeng)長空間顯然是要低于3D打(da)(da)印(yin)市(shi)場的(de)。
這背后(hou)，除了蘋(pin)果和(he)榮耀這些(xie)消(xiao)費(fei)電子領域(yu)的新玩(wan)家入局，全球航(hang)空航(hang)天(tian)競(jing)賽的火爆(bao)、電動汽車的快速普及(ji)發展以及(ji)醫(yi)療(liao)健康領域(yu)的需求增長，都有望讓3D打印市場的發展迎來新的“黃金(jin)時期”。
值得一提的是，在3D打印市場快速成長的浪潮中，中國企業已經逐漸走到舞臺中央，快速縮小著與歐美巨頭的差距，3D打印賽道無疑會成為中國先進制造領域的一大重要發力方向。
3D打(da)(da)印(yin)(yin)技術起源(yuan)于美(mei)國(guo)(guo)，美(mei)國(guo)(guo)也率先(xian)將3D打(da)(da)印(yin)(yin)產業上升到(dao)了國(guo)(guo)家戰略(lve)的(de)高度(du)，歐洲這邊則(ze)更加(jia)強調3D金屬(shu)打(da)(da)印(yin)(yin)技術的(de)發展，從1988年(nian)美(mei)國(guo)(guo)3D Systems公司造出全球第一臺3D打(da)(da)印(yin)(yin)設(she)備SLA250，到(dao)2002年(nian)德國(guo)(guo)成功研(yan)制出選區激光(guang)熔融（SLM）這一3D金屬(shu)打(da)(da)印(yin)(yin)領域的(de)核心技術工藝，全球3D打(da)(da)印(yin)(yin)市場長(chang)期被歐美(mei)巨頭把(ba)持。
▲2021年(nian)全球3D打印行業規(gui)模區域(yu)結構分布，來源：天風證券
德(de)國擁有全(quan)球(qiu)最(zui)大的(de)金屬3D打(da)印設備廠商EOS，前文提到的(de)極為(wei)關(guan)鍵的(de)SLM技術就是由(you)EOS率先實(shi)現的(de)商業化。美國3D Systems則(ze)是全(quan)球(qiu)銷售規模最(zui)大的(de)3D打(da)印解決方(fang)案供應商。
國內3D打印技術研究起步稍晚，但近年來追趕的速度卻不容小覷。目前中國的3D打印設備裝機量已經達到了全球第二，在一些高性能復雜的大型金屬結構件3D打印的部分技術領域已經可以躋身全球第一梯隊。
近年來國內3D打印產業的崛起，離不開政策的扶植，在2021年3月國務院發布的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035年遠景目標綱要》中(zhong)，就明(ming)確提到了發(fa)展增材制(zhi)造在制(zhi)造業核(he)心競爭力提升與智能(neng)制(zhi)造技術(shu)發(fa)展方面的(de)重要(yao)性，并且將增材制(zhi)造作為(wei)未來規劃發(fa)展的(de)重點領域(yu)，而3D打印正是增材制(zhi)造市場的(de)重要(yao)組成部分。
目前對(dui)于國(guo)內3D打印企(qi)業(ye)來(lai)說，實現更核心(xin)領域技術的(de)(de)突破仍(reng)是他們努(nu)力(li)的(de)(de)重要方向(xiang)，比如目前3D打印設(she)備所(suo)需要的(de)(de)核心(xin)元器件，包括振鏡(jing)和激光器，仍(reng)然高度依賴進口(kou)。
以華(hua)曙(shu)高科為(wei)例，其2021年(nian)的激光(guang)器進(jin)口(kou)比(bi)例超過 86%，而振鏡的進(jin)口(kou)比(bi)例達到了100%，兩種核心器件的進(jin)口(kou)國主要是美國和德國。
根據天風證券研究報告，核心技術的突破和尖端人才的獲取是影響中國3D打印產業發展的關鍵因素。
結語：3D打印風口已至，用技術說話仍是硬道理
蘋(pin)果和(he)榮耀的新(xin)動(dong)作，讓產業(ye)的更多目光聚焦于(yu)3D打印(yin)技術，蘋(pin)果的押寶也側面證明國(guo)內企業(ye)在(zai)(zai)3D打印(yin)領域的技術和(he)能力積累已經(jing)走在(zai)(zai)了全球(qiu)前(qian)列，國(guo)內3D打印(yin)產業(ye)的后(hou)續發展，值得進一步關注。
如今高端化、定制(zhi)化、精密化已經成為消費電子產品(pin)發(fa)(fa)展的(de)大趨勢，同時隨著航空航天、電動汽(qi)車等行(xing)業的(de)火熱發(fa)(fa)展，3D打印技術的(de)應用潛力不(bu)容小覷。
可(ke)以看到(dao)，產業的崛起離不開各方積極(ji)參與推動，但真正想站在產業鏈頂(ding)端，用(yong)技術說話仍(reng)然是硬道理(li)。
未來3D打印市(shi)場有望成長為(wei)千億美元市(shi)場，蘋果的入局能否掀起風浪(lang)，加速(su)這一(yi)目標(biao)的實現，仍充滿(man)不確定性。
