受益AI推動,全球PCB行業(yè)迎來新一輪上行周期。2024年以來,受益于AI推動的交換機、服務器等算力基建爆發(fā)式增長,智能手機、PC的新一輪AI創(chuàng)新周期,以及汽車電動化/智能化落地帶來的量價齊升,HDI、層數(shù)較高的多層板等高端品需求快速增長,PCB行業(yè)景氣度持續(xù)上行,根據(jù)Prismark數(shù)據(jù),2024年全球PCB產(chǎn)值恢復增長,產(chǎn)值達到735.65億美元,同比增長5.8%。
隨著正交背板需求、Cowop工藝升級,未來PCB將更加類似于半導體,價值量將穩(wěn)步提升。其次,亞馬遜、META、谷歌等自研芯片設(shè)計能力弱于英偉達,因此對PCB等材料要求更高,價值量更有彈性。隨著短距離數(shù)據(jù)傳輸要求不斷提高,PCB持續(xù)升級,并帶動產(chǎn)業(yè)鏈上游升級,覆銅板從M6/M7升級到M8/M9。伴隨國內(nèi)PCB公司在全球份額持續(xù)提升,并帶動上游產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化,從覆銅板出發(fā),并帶動上游高端樹脂、玻纖布、銅箔等國內(nèi)份額進一步提升。
中信建投電子、人工智能、機械團隊推出【PCB產(chǎn)業(yè)鏈2026年投資展望】系列研究:
電子 | 云廠資本開支高增,PCB廠商積極擴產(chǎn)
人工智能 | 國內(nèi)PCB公司全球份額持續(xù)提升,帶動上游產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化
機械 | AI PCB有望持續(xù)拉動PCB設(shè)備的更新和升級需求
01 云廠資本開支高增,PCB廠商積極擴產(chǎn)
云廠商資本開支持續(xù)上修,拉動AI服務器、存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采購。AI服務器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲設(shè)備拉動主板、交換板、存儲卡、電源板等PCB需求,常規(guī)消費電子產(chǎn)品中PCB成本占整體成本5-8%。根據(jù)我們謹慎測算,2025年GPU+ASIC服務器對應PCB市場空間超400億,2026年對應市場空間超900億,增速已經(jīng)翻倍。
高階產(chǎn)能供不應求,中國企業(yè)積極擴產(chǎn),但供需瓶頸難短期緩解。
回顧過去,PCB產(chǎn)業(yè)也符合產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)移趨勢,也即是從日韓、臺灣逐漸轉(zhuǎn)移至中國大陸,當前中國大陸PCB行業(yè)產(chǎn)值占全球50%以上,也形成了渤海灣、珠三角、長三角等產(chǎn)業(yè)集群。我們認為,PCB行業(yè)轉(zhuǎn)移至中國大陸,主要因中國大陸有幾個明顯的優(yōu)勢:
成本管理優(yōu)勢。a) 大陸廠商憑借自身在原材料與人工成本上的優(yōu)勢,能以相比其他地區(qū)廠商更低的價格來獲取競爭優(yōu)勢。例如,海外材料成本更高,且難以更換原材料供應商。b) 內(nèi)資的經(jīng)營管理效率水平顯著高于外資廠商。
環(huán)保標準優(yōu)勢。在歐美日韓地區(qū),政府對PCB廠商的環(huán)保要求高于國內(nèi),歐美日韓廠商投資新項目的速度受限。
產(chǎn)業(yè)鏈配套優(yōu)勢:中國作為全球最大的消費電子產(chǎn)品市場,上游供給端能配套不斷增長的生產(chǎn)需求。大陸企業(yè)成本控制和服務能力更強,響應速度更快。
此輪AI PCB大周期,中國大陸企業(yè)會逐漸從原來普通類PCB切入高階PCB(高多層、HDI)的產(chǎn)品供應,以勝宏科技、生益電子、景旺電子、深南電路為代表的陸資板廠已經(jīng)在海外算力龍頭或云廠商處大批量供貨,未來份額仍有望提升。此外,需求確定背景下,PCB企業(yè)原先的擴產(chǎn)規(guī)劃也在有序落地,根據(jù)我們不完全統(tǒng)計,企業(yè)海外建廠投資合計超過20億美金,大陸建廠資金超300億。
我們認為,PCB企業(yè)擴產(chǎn)不是簡單進行資本開支,建設(shè)廠房,購買設(shè)備即可完成,涉及到供應鏈配套、環(huán)評、綜合成本等多方面因素。盡管現(xiàn)階段PCB企業(yè)均在大力投建產(chǎn)能,但從投建產(chǎn)能到真實產(chǎn)能中間需要經(jīng)歷工廠審核、產(chǎn)品認證、良率爬坡等系列過程,后續(xù)AI用PCB產(chǎn)品工藝制程復雜程度仍在不斷提高,產(chǎn)能無法井噴式釋放,因此,PCB產(chǎn)能的供需格局并不會在短期內(nèi)發(fā)生逆轉(zhuǎn),無需過度擔心。
PCB材料全面升級,高速覆銅板材料拉動低介電玻璃布/石英布、低粗糙度銅箔與高性能樹脂需求。
AI服務器及高速交換機推動高階CCL市場快速成長,M9方案即將落地。從需求端看,根據(jù)臺光電法說會數(shù)據(jù),2024-2027年全球CCL市場復合增速為18%,其中高端CCL市場增速高達40%;而在高端CCL市場中,主要增量來自AI服務器領(lǐng)域,高速交換機領(lǐng)域。供給格局側(cè),根據(jù)臺光電法說會報告,2023年全球高速CCL市場中,臺系廠占主導,市場份額依次為臺光28%、聯(lián)茂19%、臺燿16%、松下11%、南亞塑膠5%、生益科技4%、建滔4%、斗山4%。2024年臺光電份額繼續(xù)提升至40%,生益科技提升至5.7%。隨著對電性能要求越來越高,覆銅板規(guī)格從傳統(tǒng)M2逐漸升級至M8,M8現(xiàn)階段已經(jīng)在NV體系服務器、海外AI服務器以及各類800G高速交換機上廣泛應用,隨著信號傳輸速率的進一步升級,下一代服務器的方案中會逐漸使用M9材料方案,從電學原理角度,高頻高速覆銅板對電性能要求更嚴苛,其自身性能的提升,需要前端的樹脂材料、玻纖、銅箔共同迭代。
樹脂體系逐漸向碳氫、PTFE體系迭代。使用低介電常數(shù)和低損耗的基體樹脂材料,有利于減小高頻化和高速化的信號傳輸波動及損耗,是提升覆銅板性能的主要方法。PPO因其本身內(nèi)部結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢,具有很多優(yōu)異的性能,如較高的Tg、優(yōu)異的機械性能、抗沖擊性、低溫性和電氣絕緣性等,在PCB中得到了廣泛的應用,而目前M6+覆銅板主要樹脂為PPO。在M6、M7、M7N級CCL領(lǐng)域,PPO、PI等樹脂、改性BMI的Df值滿足要求;在M8級CCL領(lǐng)域,PPO等樹脂的Df值滿足要求;在M9級及以上CCL領(lǐng)域,Df值要求在0.001以內(nèi),樹脂材料或向碳氫、PTFE體系迭代。
電子玻纖布是覆銅板的基礎(chǔ)材料。電子級玻璃纖維布由電子級玻璃纖維紗織造而成,可提供雙向(或多向)增強效果,屬于重要的基礎(chǔ)性材料。電子布具有高強度、高耐熱性、耐化性佳、耐燃性佳、電氣特性佳及尺寸安定性佳等優(yōu)點,起絕緣、增強、抗脹縮、支撐等作用,使印刷電路板具備優(yōu)異的電氣特性及機械強度等性能。
AI等新應用驅(qū)動電子布性能升級,低介電特種玻纖布需求爆發(fā)。(1)介電性能——高頻高速傳輸:玻纖是高頻高速PCB覆銅板的關(guān)鍵決定性原材料之一。介質(zhì)損耗(Dielectric Loss)主要由以下材料參數(shù)決定:介電常數(shù)(Dk)、介電損耗因子(Df)、表面平整度,電子布的介電性能和結(jié)構(gòu)直接影響損耗帶寬與穩(wěn)定性。(2)從國外主要低Dk 玻纖布生產(chǎn)廠商的LD布的Df 相對下降率看:Low-Dk布與常規(guī)E布相比,Low-Dk布比E布的Dk 與Df 分別下降了28.8%(Dk)、47.0%(Df)。
銅箔:高速場景下低Rz值的超低輪廓銅箔需求激增。低輪廓銅箔包括反轉(zhuǎn)銅箔(RTF)及銅箔粗化面上進行了低輪廓處理的各種不同程度的低輪廓銅箔(VLP、HVLP系列)。為了追求高頻高速電路具有更好信號完整性(Signal Integrity,縮寫SI),覆銅板要在高頻下實現(xiàn)更低的信號傳輸損耗性能。這需要覆銅板、多層PCB在制造中所采用的導體材料——銅箔,具有低輪廓度的特性,即覆銅板制造中采用銅箔是低Rz等品種。銅箔制造廠商通過改變、控制銅箔表面處理工藝,來控制銅箔的一側(cè)面或兩側(cè)面的表面粗糙度。目前,常規(guī)RTF和高級別的RTF,主要應用于中損耗和低損耗類覆銅板中,HVLP(業(yè)界中也稱為HVLP1)和HVLP2銅箔用于極低損耗和超低損耗的覆銅板,目前M8\M9覆銅板材料的快速滲透,已經(jīng)用到了HVLP3/4/5級別的銅箔。大陸企業(yè)花園銅箔、德??萍肌~冠銅箔、隆揚電子等在低粗糙度銅箔領(lǐng)域均有不同程度的進展。
PCB窄線寬線距趨勢明顯,mSAP工藝應用場景漸寬,可剝離銅箔需求可期。mSAP之所以比傳統(tǒng)減成法精細,是因為它初始的銅層極薄,所以后續(xù)蝕刻時的側(cè)蝕影響也極小。但相比SAP,它多了一個“蝕刻掉多余薄銅”的步驟,無論銅層多薄,蝕刻總會帶來一點點邊緣的損耗,這使得它在極限精細度上可能略遜于純粹的SAP。
mSAP(Modified Semi-Addictive Process) 改良型半加成工藝:將絕緣基材上的電解銅箔極薄化后,在其表面涂布光刻膠,經(jīng)過曝光顯影,露出導電圖案,在其表面進行鍍銅制程,后刻蝕其他在表面上的極薄電解銅箔,最小線寬可以做到30um以下,是類載板(SLP)當中的明星制程。
超薄可剝銅通常是在具有一定厚度的載體箔上采用電沉積的方式形成幾微米的銅箔層,其關(guān)鍵在于如何解決載體箔與超薄銅箔剝離的問題,由于超薄銅箔的力學性能較差,制作時不易完整從陰極輥上剝離下來,采用傳統(tǒng)的工藝方法難以生產(chǎn),而且在運輸過程中易出現(xiàn)引起卷曲、褶皺或撕裂等問題,影響到銅箔后續(xù)的使用。日本企業(yè)舍棄常規(guī)的銅箔制作工藝,發(fā)明了超薄載體銅箔的制作技術(shù),采用具有一定厚度的金屬箔作為陰極,同時起著載體支撐的作用,并在其表面電沉積超薄銅箔,然后將沉積的超薄銅箔連同載體銅箔和基板材料一起熱壓,再采用化學蝕刻或者機械剝離方式去除載體銅箔。
PCB鉆針:PCB總量邏輯外,窄線寬趨勢+M9材料升級仍具有量價齊升邏輯。
PCB鉆針主要用于PCB生產(chǎn)制程中打通孔工序,所有通孔板制作工藝均需要使用鉆針,HDI的內(nèi)層通孔工藝也需要用到鉆針,是典型的的PCB生產(chǎn)耗材。從量上看,除了PCB自身市場的擴容,鉆針還有其更為獨特的量級邏輯,從量上看,PCB線寬線距持續(xù)收窄,單平米PCB的孔數(shù)會變多,由于單枚鉆針可使用的壽命有限,因此單平米PCB孔數(shù)的增加會顯著提升鉆針用量,其次因為AI產(chǎn)品用的PCB對于信號低損耗要求更高,對孔壁的形貌要求更高,通常會用到分段鉆孔的工序,單針可鉆孔數(shù)量下降;價格邏輯:AI PCB會用到涂層鉆針,PVD和TAC涂層針的價格會比傳統(tǒng)白針高20-30%,部分甚至會高40-50%。此外,未來覆銅板升級到M9規(guī)格,內(nèi)部用到的石英布本身硬度非常高,需要用到更為特殊的鉆針,鉆針整體ASP仍然會抬升,此外,單針的壽命縮短后,進一步拉動單平米PCB的用量。因此,鉆針環(huán)節(jié)具有典型的量價雙升的邏輯,且受益于覆銅板升級。
從行業(yè)格局來看,全球PCB鉆針較大企業(yè)有四家,分別為鼎泰高科、中鎢高新(金洲機電)、日本佑能,臺灣尖點。其中,鼎泰高科市占率排名第一,客戶幾乎覆蓋大陸所有的PCB企業(yè)。我們認為,PCB行業(yè)市場份額進一步向中國大陸集中,大陸PCB鉆針企業(yè)如鼎泰高科、中鎢高新等將依托客戶份額提升繼續(xù)穩(wěn)固龍頭地位,未來產(chǎn)能釋放節(jié)奏占優(yōu)的企業(yè)將更為受益。
總結(jié)而言,我們認為此輪PCB大周期仍在上行,PCB全產(chǎn)業(yè)鏈均將受益,但需要持續(xù)跟蹤終端廠商在自身服務器、高速交換機的設(shè)計邏輯,觀察PCB價值量的變化。PCB板廠側(cè)可以持續(xù)跟蹤各家板廠擴產(chǎn)進度;原材料覆銅板環(huán)節(jié)關(guān)注傳統(tǒng)覆銅板漲價、高速CCL在海外客戶進展;上游環(huán)節(jié)關(guān)注覆銅板升級帶來的纖維布、銅箔、樹脂同步升級的機會,以及鉆針獨特的量價齊升邏輯。
風險提示:
1、未來中美貿(mào)易摩擦可能進一步加劇,存在美國政府將繼續(xù)加征關(guān)稅、設(shè)置進口限制條件或其他貿(mào)易壁壘風險;
2、AI上游基礎(chǔ)設(shè)施投入了大量資金做研發(fā)和建設(shè),端側(cè)尚未有殺手級應用和剛性需求出現(xiàn),存在AI應用不及預期風險;
3、宏觀環(huán)境的不利因素將可能使得全球經(jīng)濟增速放緩,居民收入、購買力及消費意愿將受到影響,存在下游需求不及預期風險;
4、大宗商品價格仍未企穩(wěn),不排除繼續(xù)上漲的可能,存在原材料成本提高的風險;
5、全球政治局勢復雜,主要經(jīng)濟體爭端激化,國際貿(mào)易環(huán)境不確定性增大,可能使得全球經(jīng)濟增速放緩,從而影響市場需求結(jié)構(gòu),存在國際政治經(jīng)濟形勢風險。
報告來源
證券研究報告名稱:《2026年度投資策略報告:云側(cè)AI趨勢正盛,端側(cè)AI方興未艾》
對外發(fā)布時間:2025年11月9日
報告發(fā)布機構(gòu):中信建投證券股份有限公司
本報告分析師:
劉雙鋒 SAC 編號:S1440520070002
SFC 編號:BNU539
龐佳軍 SAC 編號:S1440524110001
孫芳芳 SAC 編號:S1440520060001
章合坤 SAC 編號:S1440522050001
王定潤 SAC 編號:S1440524060005
何昱靈 SAC 編號:S1440524080001
郭彥輝 SAC 編號:S1440520070009
趙子鵬 SAC 編號:S1440523080001
梁藝 SAC 編號:S1440525080006
02 國內(nèi)PCB公司全球份額持續(xù)提升,帶動上游產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化
隨著正交背板需求、Cowop工藝升級,未來PCB將更加類似于半導體,價值量將穩(wěn)步提升。其次,亞馬遜、META、谷歌等自研芯片設(shè)計能力弱于英偉達,因此對PCB等材料要求更高,價值量更有彈性。隨著短距離數(shù)據(jù)傳輸要求不斷提高,PCB持續(xù)升級,并帶動產(chǎn)業(yè)鏈上游升級,覆銅板從M6/M7升級到M8/M9。伴隨國內(nèi)PCB公司在全球份額持續(xù)提升,并帶動上游產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化,從覆銅板出發(fā),并帶動上游高端樹脂、玻纖布、銅箔等國內(nèi)份額進一步提升。
服務器平臺持續(xù)升級帶來CCL材料等級提升及PCB層數(shù)增加。根據(jù)Prismark數(shù)據(jù),PCIe3.0總線標準下,信號傳輸速率為8Gbps,服務器主板PCB為8-12層,相對應的CCL材料Df值在0.014-0.02之間,屬于中損耗等級;PCIe4.0總線16Gbps的傳輸速率,PCB層數(shù)需要提高到12-16層,CCL材料Df值在0.008-0.014之間,屬于低損耗等級;當總線標準提升至PCIe5.0,數(shù)據(jù)傳輸速率達到36Gbps,PCB層數(shù)需要達到16層以上,CCL材料Df值降至0.004-0.008區(qū)間,屬于超低損耗材等級。2024年BrichStream平臺開始逐漸滲透,盡管PCIe標準認為5.0(AMD平臺對應Zen5),但CCL材料等級已經(jīng)逐漸向UltraLowLoss升級,PCB板層數(shù)提升至18-22層。
AI服務器PCB層數(shù)及CCL等級顯著高于傳統(tǒng)服務器,且新增GPU板組。由于AI服務器架構(gòu)相對更復雜、性能要求更高,單臺服務器中PCB價值量較傳統(tǒng)普通服務器會有明顯的提升。PCB價值量增加點來自于:
(1)新增UBB母板。AI服務器最大的差異在于在傳統(tǒng)CPU的基礎(chǔ)上增加GPU模塊來支持計算功能,因此從過往的1塊主板(CPU母板)為主變?yōu)?塊主板(CPU母和GPU母版)。UBB主板是搭載GPU加速卡的平臺,與GPU加速模塊(SXM/OAM模塊)直接相連,為GPU加速模塊提供高效的數(shù)據(jù)傳輸與交換通道,同時具備一定的數(shù)據(jù)管理功能,通常具有高性能、高穩(wěn)定性和高可拓展性等特點。
(2)OAM加速卡增加HDI需求。在AI服務器中,為了增加GPU互連的通道數(shù)和傳輸速率,其硬件方案集成度都相對以往CPU更高,對應的PCB轉(zhuǎn)向HDI。英偉達A100、H100、GH200、B100產(chǎn)品的加速卡均采用HDI工藝制造,在NVL72的機架架構(gòu)中,Switch Tray也有可能采取HDI工藝。
北美PCB賬面與賬單比率連續(xù)8個季度維持在1以上。賬面與賬單比率是通過將過去三個月預訂的訂單價值除以調(diào)查樣本中同期公司的銷售額計算得到的,賬面與賬單比率超過1.00的比率表明當前的需求領(lǐng)先于供應,這是未來3-12個月銷售增長的積極指標,2024年9月至2025年4月,北美PCB在賬面與賬單比例分別為1.08、1.25、1.15、1.19、1.24、1.33、1.24、1.21,目前已連續(xù)8個月維持在1以上。
GB200 PCB設(shè)計材料全面升級。GB200 NVL72核心是采用superchip設(shè)計的Bianca主板,一個系統(tǒng)內(nèi)共18個Compute Tray、9個Switch Tray和36個superchip。單個Compute Tray內(nèi)有兩個superchip,每片superchip有1顆CPU和2顆GPU,取消了UBB板和單獨CPU主板。相比H100,NVL72的CPU和GPU都在同一塊superchip板上,因此不再需要用以承載單顆GPU的OAM加速卡和CPU主板。Switchtray承擔GPU的互聯(lián)功能,因此不再需要UBB板。即NVL72取消原來的UBB,使用Switchtray進行GPU互聯(lián)。
芯片封裝技術(shù)升級帶動SLP需求提升。CoWoS是臺積電開發(fā)的一種先進封裝技術(shù),屬于2.5D IC封裝范疇,它是通過將多個裸芯片(如 GPU、HBM、ASIC等)直接封裝到一塊中介層(Interposer)上,然后再將中介層連同芯片一起封裝到底部基板上,再將基板焊接在PCB上。CoPoS(Chip-on-Panel-on-Substrate)用大型矩形面板替換晶圓級封裝,相對CoWoS的優(yōu)勢在于更低的單位面積成本。
CoWoP(Chip-on-Wafer-on-PCB)和CoWoS最大的差異在于取消封裝基板,中介層和芯片直接封裝在SLP(Substrate-Like PCB)上。SLP是使用改良半加成法(mSAP)的Any-Layer HDI,mSAP介于減成法和半加成法之間,主要是針對前者線路精密度不足與后者工藝復雜的問題改良。CoWoP帶來更高的信號完整性、電源完整性和散熱能力,同時降低封裝基板帶來的成本。
高多層承載服務器主板升級,壓合與通孔工藝成核心壁壘。高多層板(High Layer Count PCB)即層數(shù)較高的多層板,Prismark將18層及以上的多層板定義為高多層板。高多層電路板通常由內(nèi)部的導電層和外部的終端層組成,中間通過絕緣層隔開,通過在內(nèi)部導電層上布線,可以實現(xiàn)更高的線路密度和更復雜的電路結(jié)構(gòu)。引入高多層板可以實現(xiàn)更多的線路和互聯(lián)通孔,以滿足高速率、大帶寬、高計算密度需求,主要用于戶外基站、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)中心等大空間設(shè)備。高多層往往需要更好的介電性能、更高的機械強度和熱穩(wěn)定性。目前高多層的核心壁壘在于壓合時板材翹曲與層間分層控制、層間對位精度與高縱橫比孔的結(jié)構(gòu)可靠性,它們決定了良率、機械可靠性與信號完整性的基本上限,是量產(chǎn)高層板型的關(guān)鍵工藝門檻。
HDI板向更高階進化,良率與成本控制成勝負手。HDI(High Density Interconnector)是生產(chǎn)印刷電路板的一種技術(shù)。使用激光鉆微盲/埋孔技術(shù)實現(xiàn)線路和元件高密度集成的電路板即HDI PCB,也稱高密度互聯(lián)板。HDI板的階數(shù)即增層的次數(shù),可以任意層相互聯(lián)通的HDI即Any-Layer HDI。引入HDI的目的是縮短線寬線距,減小孔徑,從而滿足小型化、高集成度的應用場景,此特性對消費電子等領(lǐng)域的緊湊設(shè)計、高速通信領(lǐng)域的損耗減小至關(guān)重要。根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)驗,HDI是將孔徑縮小到6mil以下的必由之路。目前HDI板的核心壁壘在于激光鉆孔、微孔填銅和階數(shù)堆疊的良率控制。激光鉆孔強調(diào)孔位精確和孔壁光滑,填銅過程中可能出現(xiàn)氣泡和微孔頂部不平整等問題;增層的過程中則存在微孔錯位、分層和板材翹曲等挑戰(zhàn)。
英偉達RubinUltra將采用正交背板替代傳統(tǒng)銅纜,是支撐其超高算力與高速傳輸?shù)暮诵挠布軜?gòu)之一。該背板采用三塊26層PCB或四塊26層PCB壓合而成,搭配M9樹脂基材、HVLP4銅箔與Q布(石英纖維布)的高端材料組合,通過計算板與交換板垂直相交的連接方式,直接實現(xiàn)業(yè)務板卡與交換網(wǎng)板的對接,取代了傳統(tǒng)機柜的銅纜連接方案。其獨特結(jié)構(gòu)讓板卡間走線距離大幅縮短至接近零,無需依賴背板額外走線。采用正交背板方案,一方面能提升傳輸性能,顯著降低信號衰減與串擾;另外一方面,精簡的連接路徑減少能耗損耗,能效與穩(wěn)定性更優(yōu)。
PCB材料方面:相比H100的CPU主板、OAM和UBB所用到的M6/M7級CCL,GB200 NVL72的superchip材料將升級為更高等級(M7+)的CCL,損耗降低,同時信號傳輸速率更高、布線密度更大、散熱效果更好的HDI,以滿足GPU大幅度提升的AI計算性能要求。
下一代Rubin將開始使用M9系列PCB材料。M9材料主要用于Rubin服務器的計算卡、正交背板、與交換網(wǎng)板等核心部件。M9具備超低介電損耗(Df),采用碳氫樹脂體系,Df≤0.001,可將1.6T光模塊信號損耗降低30%以上,顯著減少信號衰減與串擾。搭配石英布(Q布,CTE=5ppm/℃),熱變形?。粯渲琓g>280℃,在200W/cm2高功率密度下仍能保持PCB平整度,避免高溫翹曲與焊點失效。采用HVLP4低粗糙度銅箔(Rz<0.2μm)+球形二氧化硅填料,層間結(jié)合力達1.2N/mm(傳統(tǒng)PCB的2.4倍),抗分層與抗剝離能力強,確保高密度多層板長期可靠運行。
覆銅板(CCL)是PCB的基礎(chǔ)材料,也是決定PCB性能的關(guān)鍵。覆銅板主要由銅箔、增強材料(玻纖布)、樹脂等組成,覆銅板是將增強材料浸以樹脂粘結(jié)劑,在一面或雙面覆以銅箔,最后經(jīng)熱壓而成板狀材料。覆銅板的性能指標大致可以從物理性能、化學性能、電性能、環(huán)境性能等進行區(qū)分。覆銅板材料本身在電場作用下存在一定的能量耗散,會造成信息傳輸過程中的信號損失,不利于信息的高速傳輸。其中,最為關(guān)心的是電性能中的Dk與Df(介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因子)。
展望未來,PCB將聚焦于高頻高速化、高密度化、集成化方向發(fā)展。高頻高速化:隨著數(shù)據(jù)速率從112Gbps向224Gbps甚至更高邁進,對PCB材料的介電性能、銅箔的粗糙度以及電路設(shè)計的精準度提出了嚴苛挑戰(zhàn);高頻高速化:電子產(chǎn)品的小型化、多功能化趨勢,推動PCB向更細的線寬線距、更小的孔徑和更高的層數(shù)發(fā)展。任意層互連(Anylayer HDI)、埋入式無源/有源元件等技術(shù)將更加普及;集成化:先進的封裝技術(shù)如系統(tǒng)級封裝(SiP)、扇出型晶圓級封裝(FOWLP)等,需要更高精度的類IC基板,對PCB集成化提出更高要求。PCB覆銅板按照PCB技術(shù)進步而不斷演化,以松下Megtron系列為行業(yè)參照,當前CCL已經(jīng)從M4/M6進展到M8系列,未來將進一步演進到M9系列。
為滿足覆銅板的升級對Dk/Df的要求,覆銅板主要原材料樹脂、玻纖布、銅箔等也同步進行提升。樹脂體系從傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂/FR-4體系走向PPO/OPE,以及未來的碳氫樹脂;玻璃布從傳統(tǒng)E-glass玻纖布升級成使用具有更低介電常數(shù)和損耗的玻璃紗;銅箔已經(jīng)從標準反轉(zhuǎn)處理箔(RTF)發(fā)展到低輪廓(LP)、極低輪廓(VLP)和超低輪廓(HVLP)銅箔,銅箔的表面粗糙度(Rz)已從幾微米降低到1微米以下。
1)樹脂:高速覆銅板對電性能要求更嚴苛,PPO、碳氫等樹脂材料受到關(guān)注。隨著AI服務器、CPU服務器PCIe、交換機、光模塊持續(xù)升級,對上游CCL及其樹脂材料要求也相應升級。從Df介電損耗指標出發(fā):在M6、M7、M7N級CCL領(lǐng)域,PPO、PI等樹脂、改性BMI的Df值滿足要求;在M8級CCL領(lǐng)域,PPO等樹脂的Df值滿足要求;在M9級及以上CCL領(lǐng)域,Df值要求在0.001以內(nèi),樹脂材料或向碳氫、PTFE體系迭代。但另一方面,碳氫樹脂、PTFE樹脂面臨粘結(jié)性差、加工難度大等問題,運用在覆銅板領(lǐng)域有局限性,有待工藝進一步優(yōu)化。
PPO電化學性能優(yōu)異,改性后成為高速CCL理想材料。聚苯醚簡稱PPO,是一種耐高溫的熱塑性樹脂;由2,6-二甲基苯酚聚合得到,相對分子量為2.5~3萬,并于1965年實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。改性前的聚苯醚優(yōu)點是:具備突出的耐熱、力學性能、電氣絕緣性能等。缺點是熔融溫度高,熔融粘度大,加工困難,浸透性差,不耐某些有機溶劑,不能滿足覆銅板的要求。因此為了將PPO提升加工性等性能以用于覆銅板領(lǐng)域,必須將其改性為熱固性樹脂。
高端電子樹脂格局集中,國產(chǎn)替代勢在必行。覆銅板生產(chǎn)以大陸為主,國產(chǎn)上游材料供應鏈迎來機遇:2020年中國大陸地區(qū)覆銅板產(chǎn)量(含臺資、日資)已占全球的76.9%,在高速CCL需求快速增長下,國產(chǎn)PPO供應鏈迎來戰(zhàn)略性機遇。行業(yè)格局集中:盡管有部分廠商布局低分子量PPO,但實際批量出貨的廠商僅有少數(shù)幾家,其中以SABIC、圣泉集團為代表。另外圣泉集團、東材科技、世名科技等國產(chǎn)廠商也在加速布局下一代碳氫樹脂。
2)玻纖布:電子布在CCL中起增強作用,由電子級玻璃纖維織造而成。電子紗是玻璃纖維中的高端產(chǎn)品,被廣泛應用于各類電子產(chǎn)品。玻璃纖維具有耐腐蝕、耐高溫、吸濕性小、強度高、質(zhì)量輕、電絕緣和阻燃等優(yōu)良性能,被廣泛運用于消費電子、工業(yè)、通信、航天航空等領(lǐng)域,電子級玻璃纖維紗,業(yè)界通稱“電子紗”,是玻璃纖維紗中的高端產(chǎn)品,單絲直徑不超過9微米,具備優(yōu)異的耐熱性、耐化學性、電氣及力學性能。電子紗是制造電子級玻璃纖維布的主要原材料,被廣泛用于各類電子產(chǎn)品中。
電子布由電子紗制造而成,在CCL中起增強作用。電子級玻璃纖維布由電子級玻璃纖維紗織造而成,可提供雙向(或多向)增強效果,屬于重要的基礎(chǔ)性材料,業(yè)界通稱“電子布”。電子布具有高強度、高耐熱性、耐化性佳、耐燃性佳、電氣特性佳及尺寸安定性佳等優(yōu)點,起絕緣、增強、抗脹縮、支撐等作用,使印刷電路板具備優(yōu)異的電氣特性及機械強度等性能。電子布作為基材在覆銅板行業(yè)的大規(guī)模應用,解決了PCB容易短路、斷路等問題,目前70%以上的CCL采用電子布作為基材。
高頻PCB需要LowDk玻纖布,提高SiO2或B2O3質(zhì)量分數(shù)為有效制備手段。AI等行業(yè)發(fā)展牽引高頻PCB需求,降低玻纖布的Dk值能有效滿足前述需求。人工智能等行業(yè)的迅速發(fā)展對電子級玻璃纖維提出了更高的要求,為了減少信號傳輸?shù)臏蠛蛷姸鹊乃p,要求電子級玻璃纖維在高頻下具有更低的介電常數(shù)(5左右)和介電損耗(<10-3)。目前應用最廣泛的傳統(tǒng)E-玻纖的Dk值一般在6.6左右,明顯高于一般樹脂基材(2.0-4.0左右),無法滿足高頻PCB的要求,所以降低玻纖的介電常數(shù)尤為重要。為了滿足高頻PCB對玻纖低介電常數(shù)的需求,玻纖企業(yè)開發(fā)了低介電(LowDk)玻璃纖維。
提高SiO2或B2O3的質(zhì)量分數(shù)是制備LowDk玻纖的有效手段,但會降低加工性能并提高生產(chǎn)成本。在現(xiàn)有的技術(shù)條件下,LowDk的玻璃纖維一般具備高質(zhì)量分數(shù)的SiO2或高質(zhì)量分數(shù)的B2O3,亦或者是同時具備,如日本旭硝子株式會社開發(fā)的D-玻纖,其Dk僅為4.1,相比E-玻纖降低了38%。但堿金屬和堿土金屬氧化物含量的降低會導致成纖溫度升高,加工性能變差,且因為B2O3價格昂貴,生產(chǎn)成本會顯著提高。
日本技術(shù)實力領(lǐng)先,中國企業(yè)市場份額有望快速提升。日本的LowDk玻纖發(fā)展較早,技術(shù)領(lǐng)先,此外美國、中國臺灣、中國大陸的相關(guān)企業(yè)也占據(jù)一定市場份額。據(jù)QYR(恒州博智)統(tǒng)計,全球低介電玻璃纖維核心廠商有日東紡、AGY、臺玻、富喬和泰山玻纖等,前五大廠商占有全球大約93%的份額。目前市場上成熟的LowDk玻纖主要有日本東紡的NE低介電玻璃纖維、AGY的L-glass低介電玻璃纖維、泰山玻璃纖維有限公司的TLD-glass低介電玻璃纖維和重慶國際復合材料有限公司的HL低介電玻璃纖維等。
3)PCB刀具:PCB刀具是用于PCB電路板的特殊切削工具。PCB刀具通常由硬質(zhì)合金制成,具有高硬度和耐磨性,可以在PCB板上進行精確、高效的切割、開槽、銑削和鉆孔等操作。常見的PCB刀具包括鉆頭、銑刀、V槽刀及其他PCB專用特種刀具。
PCB刀具具有高效性、精確性、耐磨性、多適用性的優(yōu)點。高效性方面,PCB刀具能夠高效地削除電路板上的材料,提高生產(chǎn)效率;精確性方面,能夠精確地切割、孔加工和銑削PCB,保證電路板的質(zhì)量;耐磨性方面,PCB刀具通常采用高硬度和耐磨性材料制成,具有較長的使用壽命;適用性方面,能夠處理不同種類的基板材料,如FR-4、金屬基板等。以鉆針為例,其主要用于PCB制程中的鉆孔工序,包括鉆出通孔、盲孔等,或?qū)σ延械目走M行擴孔。
常見的PCB刀具有鉆頭、銑刀、v槽刀和清潔刀等。鉆頭用于在PCB板上鉆孔,通常使用微細的鉆尖,可以實現(xiàn)高精度的孔徑和孔位。銑刀用于去除PCB板表面的材料,通常通過旋轉(zhuǎn)刀具和移動PCB來削減材料,以實現(xiàn)平整的表面或特定形狀的切割。V槽刀用于在PCB板表面開槽,通常采用V形的刀口設(shè)計,可用于切割出直角邊界、倒角或者打入標記。切割刀則用于將整個PCB板分割成所需的尺寸,通常使用圓盤形或環(huán)形刀片,可以快速而準確地切割PCB板。清潔刀用以去除PCB表面的毛刺和殘留物,以確保板子的表面平整、干凈,并提供更好的電氣連接性。
涂層技術(shù)能提升PCB刀具性能與壽命。涂層是刀具非常常見的一項工藝,在刀具形成后,外發(fā)涂層會讓刀具的整體質(zhì)量更加優(yōu)秀,在潤滑、抗耐磨、排屑等方面實現(xiàn)較大提升,涂層其實也分為很多不同的樣式,常見的鉆頭涂層有黃鈦TIN,紫鈦高鋁鈦等。一般涂層刀具的切削力比未涂層刀具平均降低15%-20%左右,與之對應的則是涂層刀具壽命的提升。ta-C是一種無氫DLC涂層,其sp3與sp2鍵比值高,具有極高硬度和強潤滑性,ta-C涂層顯著提升了孔位精度和加工品質(zhì),在有效降低斷針發(fā)生幾率、防止涂層鉆針粘著,改善排塵等方面發(fā)揮重要作用。薄而光滑和高硬度等特點充分保證了刃口鋒利,可應用于加工有色金屬復合材料、中高TG、無鹵素高速板、軟板、鋁基板、封裝板等。
PCD鉆針是PCB(印制電路板)鉆針中適配高精度、高硬度加工需求的高性能品類,其核心優(yōu)勢源于關(guān)鍵材質(zhì)——PCD即聚晶金剛石,由金剛石微粉在高溫高壓環(huán)境下與結(jié)合劑燒結(jié)而成,這種材質(zhì)賦予了鉆針遠超傳統(tǒng)硬質(zhì)合金鉆針的卓越性能。它的硬度接近天然金剛石,耐磨性極強,在連續(xù)鉆孔過程中能有效減少刃口磨損,不僅大幅降低了鉆針的更換頻率,還能長期維持穩(wěn)定的鉆孔精度,避免出現(xiàn)孔徑偏差、孔壁粗糙、毛刺過多等影響 PCB 質(zhì)量的問題。同時,PCD 材質(zhì)的導熱性優(yōu)良,鉆孔時產(chǎn)生的熱量可快速傳導擴散,減少高溫對 PCB 基板材料的熱損傷,尤其適配批量精密鉆孔場景。在加工7135D、Q布等高磨耗板材時,普通鉆頭僅能完成百孔級加工,PCD微鉆已實現(xiàn)數(shù)千孔的穩(wěn)定輸出,壽命提升數(shù)十倍至百倍。使用PCD加工過程中,孔壁質(zhì)量大幅提升,確??妆诠饣鶆颍瑸榫茈娐窐?gòu)筑提供可靠保障。
4)電解銅箔:PCB 銅箔是印制電路板(PCB)的核心導電材料,具有導電性強、厚度均勻性好、與基材結(jié)合力優(yōu)異等特點,直接影響 PCB 的信號傳輸效率、散熱性能和機械強度,是連接 PCB 各層電路的“神經(jīng)中樞”。
從技術(shù)屬性看,電解銅箔與壓延銅箔是PCB用銅箔的兩大品類,其中電解銅箔因生產(chǎn)效率高、厚度可控性強(可至1μm以下)、成本相對較低,是中高端PCB的主流選擇。根據(jù)應用領(lǐng)域電解銅箔可分為鋰電銅箔和標準銅箔;根據(jù)銅箔厚度不同,可以分為極薄銅箔(≤6μm)、超薄銅箔(6-12μm)、薄銅箔(12-18μm)、常規(guī)銅箔(18-70μm) 和厚銅箔(>70μm);根據(jù)表面狀況不同可以分為雙面光銅箔、雙面毛銅箔、雙面粗 銅箔、單面毛銅箔和低輪廓銅箔(RTF 銅箔、VLP 銅箔、HVLP 銅箔)等。
一般銅箔指不考慮電性的銅箔,品質(zhì)好壞主要決定因素是銅箔在CCL的抗剝離力,只要將銅箔表面粗糙度變大即可,銅箔表面粗糙度愈大,銅箔在CCL的抗剝離力愈大;在高頻訊號傳輸時電子受到趨膚效應影響,電子會走銅的表面,面粗糙度愈小,SI愈好。高速銅箔的核心技術(shù)點在于訊號完整性(SI),在高速銅箔領(lǐng)域,銅箔的表面粗糙度作為最直接影響信號完整性的因素,被當做是衡量銅箔傳輸性能的重要指標。
不同銅箔的有著不同的接觸粗糙度與光學粗糙度。銅箔接觸粗糙度是指用金剛石探針在銅箔表面直接掃描得到的微觀峰谷高度指標(常用Ra、Rz 表示),它量化了銅箔與基材或信號電流之間的“物理接觸面”起伏程度,數(shù)值越小,銅面越平滑,趨膚損耗越低;光學粗糙度是指利用白光干涉或激光共聚焦等無接觸光學手段,掃描銅箔表面后獲得的微觀三維形貌參數(shù)(常用 Ra、Rz、Sdr 表示),它反映銅面真實峰谷與比表面積,數(shù)值越小表明表面越“鏡面”,與接觸粗糙度差異隨平滑度提升而縮小。
隨著PCB板信號速率變高,對SI的要求愈高,即對銅箔表面粗糙度有更高要求。例如,PCIe-6.0與224GPAM4的信號Nyquist頻點高達56GHz,趨膚深度僅0.28μm;HVLP4(Rz≈1μm)已無法保證信號完整性,HVLP5(Rz ≤0.8 μm)成為“硬門檻”。
HVLP5是目前商用領(lǐng)域信號損耗最低的銅箔之一。HVLP5的表面粗糙度(Rz)進一步降低至0.8μm以下,部分產(chǎn)品甚至可以做到更低。這種極致平滑的表面最大程度地減少了趨膚效應帶來的信號衰減,成為當前高速覆銅板優(yōu)選銅箔。
風險提示:
北美經(jīng)濟衰退預期逐步增強,宏觀環(huán)境存在較大的不確定性,國際環(huán)境變化影響供應鏈及海外拓展;芯片緊缺可能影響相關(guān)公司的正常生產(chǎn)和交付,公司出貨不及預期;疫情影響公司正常生產(chǎn)和交付,導致收入及增速不及預期;信息化和數(shù)字化方面的需求和資本開支不及預期;市場競爭加劇,導致毛利率快速下滑;主要原材料價格上漲,導致毛利率不及預期;匯率波動影響外向型企業(yè)的匯兌收益與毛利率;人工智能技術(shù)進步不及預期;汽車與工業(yè)智能化進展不及預期;半導體擴產(chǎn)不及預期等。
報告來源
證券研究報告名稱:《人工智能2026年投資策略報告:北美算力確定性高,國產(chǎn)AI芯片迎來高斜率增長期,應用商業(yè)化加速》
對外發(fā)布時間:2025年11月10日
報告發(fā)布機構(gòu):中信建投證券股份有限公司
本報告分析師:
于芳博 SAC 編號:S1440522030001
SFC 編號:BVA286
龐佳軍 SAC 編號:S1440524110001
方子簫 SAC 編號:S1440524070009
辛俠平 SAC 編號:S1440524070006
孟龍飛 SAC 編號:S1440525070005
03 AI PCB有望持續(xù)拉動PCB設(shè)備的更新和升級需求
受益AI推動,全球PCB行業(yè)迎來新一輪上行周期。2024年以來,受益于AI推動的交換機、服務器等算力基建爆發(fā)式增長,智能手機、PC的新一輪AI創(chuàng)新周期,以及汽車電動化/智能化落地帶來的量價齊升,HDI、層數(shù)較高的多層板等高端品需求快速增長,PCB行業(yè)景氣度持續(xù)上行,根據(jù)Prismark數(shù)據(jù),2024年全球PCB產(chǎn)值恢復增長,產(chǎn)值達到735.65億美元,同比增長5.8%。
AI服務器推動PCB產(chǎn)品高端化。根據(jù)Prismark數(shù)據(jù),2024年,在AI服務器和高速網(wǎng)絡(luò)的強勁驅(qū)動下,18層板及以上高多層板、HDI板產(chǎn)值分別同比增長40.3%和18.8%,領(lǐng)跑其他PCB細分產(chǎn)品。未來五年,在高速網(wǎng)絡(luò)、人工智能、服務器/數(shù)據(jù)儲存、汽車電子(EV和ADAS)、衛(wèi)星通訊等下游行業(yè)需求增長驅(qū)動下,高多層板、HDI板、封裝基板需求將持續(xù)增長,其中18層及以上PCB板、HDI板、封裝基板領(lǐng)域表現(xiàn)將領(lǐng)先于行業(yè)整體。Prismark預測2023-2028年AI服務器相關(guān)HDI的年均復合增速將達到16.3%,為AI服務器相關(guān)PCB市場增速最快的品類。多層板也有14%左右的復合增長率。
產(chǎn)量的增加及工藝的變化有望持續(xù)拉動PCB設(shè)備的更新和升級需求。PCB設(shè)備中,鉆孔、鐳鉆、內(nèi)層圖形、外層圖形、電鍍、檢測設(shè)備的價值量占比分別為15%、5%、6%、19%、19%、5%,為價值量及壁壘俱高的環(huán)節(jié),直接決定了電路板的互聯(lián)密度、信號完整性和生產(chǎn)良率。AI驅(qū)動行業(yè)向更高層數(shù)、更精細布線和更高可靠性方向發(fā)展,對加工工藝提出更高的要求,各環(huán)節(jié)均有顯著變化。
風險提示:
1)宏觀經(jīng)濟波動風險:若未來國內(nèi)外宏觀經(jīng)濟環(huán)境發(fā)生變化,下游行業(yè)投資放緩,將可能影響制造業(yè)的發(fā)展環(huán)境和市場需求,從而給機械行業(yè)公司的經(jīng)營業(yè)績和盈利能力帶來不利影響。
2)國際貿(mào)易環(huán)境對行業(yè)經(jīng)營影響較大的風險:近年來國際貿(mào)易環(huán)境不確定性增加,逆全球化貿(mào)易主義進一步蔓延,部分國家采取貿(mào)易保護措施,我國部分產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到一定沖擊。
3)行業(yè)擴產(chǎn)不及預期的風險:若下游行業(yè)擴產(chǎn)不及預期,則相應的專用設(shè)備等的需求將會下降,會對行業(yè)內(nèi)公司訂單、業(yè)績等造成不利影響。