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印制电路板(
PCB)作为“电子产品之母”,广泛应用于
消费电子 、计算机、通讯设备、汽车等众多领域,行业周期性及成长性并存。近年来,大陆市场受益于全球PCB产能转移以及下游庞大电子终端市场,PCB产值呈现较快发展趋势,目前已经成为全球最大PCB产品生产地区。展望后续,PCB制造方面,在
AI大模型快速迭代与广泛应用,以及汽车电动化/智能化等大浪潮下,服务器、汽车PCB将迎来量价齐升机遇。
以下内容我们将重点关注PCB行业,深入分析其基本概念、分类、当前行业状况以及相关政策等内容。此外,我们还将详细梳理行业产业链,并介绍相关企业,旨在帮助大家更全面地了解PCB行业。
01
行业概述
1、概念
PCB
(Printed Circuit Board),名称为印制电路板,又称印刷线路板,是电子元器件的支撑体。PCB是重要的电子部件,被称为“电子航母”,下游应用广泛,包括消费电子、通信、计算机、
汽车电子、工业控制、医疗器械、国防
军工、航空航天等领域。
作为电子互连的关键组件,PCB是承载电子元件并连接电路的桥梁,广泛地应用在几乎所有电子产品中,是电子行业的基石。
2
、PCB分类
PCB产品从技术上的分类方式可以分为按照线路图层分类和按照产品结构分类两种分类方式。
(1)PCB按线路图层分类
PCB按线路图层分类可以分为单面板、双面板、多层板。单面板是最基础的PCB,应用于普通家电、电子遥控器等基础电子产品;双面板由于两面都有布线,如消费电子、计算机、汽车电子、工业控制等。多层板可进一步分为中底层板和高层板,主要可分为4-6层、8-16层、18层及以上的电路板,可用于较为复杂的电路,其中高层板主要用于通讯设备、高端服务器、军事等领域。
(
2)PCB按产品结构分类
PCB按产品结构分类可分为刚性板(硬板)、挠性板(软板)、刚挠结合板、半挠性板、
HDI板、封装基板。刚性版为刚性基材制造而成,且可以为电子组件提供机械支撑,应用范围广泛。挠性板为柔性印制电路板,采用可弯曲材料制成,可以节省所需空间,所以多应用于各类消费电子设备。HDI板采取高密度互连技术,提高了板件布线密度,并支持使用先进的封装技术应用。封装基板即IC封装载板,直接用于搭载芯片,并提供电连接、保护、支撑、散热、组装等功能。
3
、PCB的发展历程
PCB的历史久远,最早可追溯到一百多年前,并不断发展到如今。1903年,德国发明家Albert Hanson对于早期面包板的研究,发明了PCB的前身。Albert Hanson提出了使用双面导电的贯穿孔结构概念,与现代通孔板技术相似。他还创新性地建造涵盖绝缘板上导线的原型电路,这些工作为后续PCB技术的发展提供了基础框架。
1927年,法国发明家Charles Ducas申请获得了一种电路板变体的专利。他采用了一种模板印刷技术,使用模板和导电墨水在绝缘表面上印制导线,有效地创建了电路。这种印刷布线技术,是当今电路板电镀工艺演进的早期版本。
奥地利工程师Paul Eisler
在1941年创造了第一块功能性PCB,迈出了PCB发展的重要一步。Eisler的创新在于应用了粘附于绝缘基板上的铜箔层,为电子元件提供了导电路径。到了1943年,他进一步推出了一款内含PCB的收音机,这种设计在随后的二战军事行动中发挥了关键作用。
在20世纪后期,PCB制造工艺中蚀刻和焊接技术的进步,PCB迈向复杂化和微型化。大国之间的太空军备竞赛因为对轻量化和能源效率的追求,推动了PCB技术的发展。后来数字时代的到来引发了电子设备的爆炸式增长,如游戏机、录像机、计算机和CD机等。随着电子产品尺寸的缩小,手工制造PCB愈发困难,导致了对PCB制造工业化需求的激增。同时在元件越来越小,布线越来越复杂的情况下,PCB的设计变得越来越关键。
现如今,在
5G、IOT、AI等技术的驱使下,PCB变得越来越复杂。PCB从最基础的通孔板发展出了高多层板、软硬结合板、软板、使用IC基板技术的HDI板等。
02行业现状及预测
1、PCB制造业逐渐转移至中国大陆
PCB行业在全球分布广泛,早期以美国、欧洲、日本发达国家为主导。2000年前,美欧日地区占据了全球PCB产值的70%以上。然而近二十年来,亚洲,特别是中国,因劳动力、原材料、政策和产业集群优势,吸引了全球电子制造业转移。中国大陆、中国台湾、韩国等地逐渐成为新的制造中心。自2006年,中国大陆超越日本,成为全球最大PCB生产基地,标志着产业竞争格局的转变。中国大陆地区PCB产值占全球PCB总产值的比例从2000年的8.1%上升至2021年的54.6%。
2023年国内收入前十大PCB上市公司营收合计达1400.46亿元。其中,
东山精密 收入体量最大,2023年营收达336.51亿元。第二大公司为
鹏鼎控股 ,2023年营收达320.66亿元。
2、市场将进入新的增长周期,中国PCB产业持续健康发展
由于去库存压力和抑制通胀的加息,全球PCB市场规模在2023年有所缩减。据Prismark数据,2023年全球PCB产值同比下降15%至695.17亿美元。但随着市场库存调整、消费电子需求疲软等问题进入收尾阶段,以及AI应用的加速演进,PCB将进入一个新的增长周期,预计2024年将同比增长约5%,PCB厂商稼动率有望回升。中长期来看,全球PCB行业将迎来复兴,预计2028年全球PCB产值有望达到904.13亿美元,2023-2028年复合增速达到5.4%。中国PCB产业持续健康发展,2023年中国大陆PCB产值377.94亿美元,占全球市场份额的50%以上。
PCB库存逐步消化,行业温和复苏。中国台湾2024年1月PCB板块营收达237亿台币,环比增速回暖,达10%,展现了目前PCB行业正处于温和复苏阶段。从库存角度来看,2022Q1以来,PCB厂商库存逐步减少,去库存基本已经结束,2023Q3开始行业或已进入补库阶段。
3、按产品结构划分,多层板占主流
从产品结构来看,2022年全球PCB市场Top3产品分别为多层板、封装基板、柔性版,占比分别为36.5%、21.3%和16.9%。中国市场以多层板为主,占比达到49%,但主要是8层以下的中低端产品,高价值量产品如高多层板、高阶HDI板、封装基板等产品占比仍然较低。近年内资厂积极发力高端领域,相关产品逐步落地,且产能获得进一步扩充,未来高端产品占比有望提升。
4
、行业朝着提升产品精度、密度和可靠性发展
全球
PCB产业正致力于提升产品精度、密度和可靠性,以满足下游行业对高性能PCB板的需求。展望五年,封装基板、18层及以上的多层板以及高密度互连板(HDI)的市场需求预计将显著增长,并据预测2023年至2028年CAGR将分别达到8.8%/7.8%/6.2%,增速均超过行业平均增长水平。传统PCB硬板如单双面板、4-6层板、8-16层板预计2023年至2028年CAGR分别为3.1%/3.4%/5.5%,增速均偏低。
03政策分析
受益于终端应用的蓬勃发展与全球半导体产业链产能向中国转移,国内PCB市场空间持续增长,同时国内出台多项重要政策支持PCB行业发展,包括财税政策、人才补贴、研发项目支持等,推进PCB行业实现自主可控,保障其持续发展。
04PCB制备工艺
PCB主要的制作工艺分为三类,分别是减成法、半加成法、加成法,适用于不同类型的产品。同时在同一款基板的制作中也可依据需求使用上述三类工艺的混合工艺。目前PCB生产工艺中减成法和半加成法为主流:
减成法(subtractive):减成法是在原材料覆铜箔基材上,通过钻孔、孔金属化、图形转移、电镀、蚀刻或雕刻等工艺加工,选择性地去除部分铜箔,形成导电图形。缺点是会使裸露的铜箔层在往下蚀刻过程中可能产生该线路侧蚀问题,导致制作小于50μm的线宽/线距良率过低问题,但该工艺应用于普通PCB、FPC与HDI等电路板产品绰绰有余;
半加成法(SAP):在预先处理的基材(覆铜)上,将不需要电镀的区域保护起来,然后进行电镀并涂上抗蚀涂层,最后通过闪蚀将多余的化学铜层去除,若基材上有基铜,该工艺即为改良型半加成法(mSAP)。由于闪蚀过程所蚀刻化学铜层很薄,因此蚀刻耗时短,不容易产生线路侧蚀问题。半加成法适合制作10μm~50μm之间的精细线宽线距,且线路的厚度容易控制,是当前ABF等精细线路载板最主流的制造方法;
加成法(AP):在没有覆铜箔的含光敏催化剂的绝缘基板上印制电路后,以化学镀铜的方法在基板上镀出铜线路图形,形成以化学镀铜层为线路的印制板,该工艺比较适合制作10μm以下制程的精细线路,但是由于其对基材、化学沉铜均有特殊要求,对镀铜与基体的结合力要求也很严格,因此与传统的PCB制造流程相差较大,成本较高且工艺并不成熟,目前的产量不大。
05
产业链分析
PCB制造业位于产业链中游,上游为半固化片、覆铜板CCL、铜箔、铜球、刻蚀液、镀铜液等。PCB产业链下游应用广泛,包括通信设备、网络设备、消费电子、服务器、工控医疗、汽车电子、
高铁航空航天等。PCB制造业因位于中游,受到上游原材料成本波动与下游行业需求变动影响,所属周期性较强。
1、PCB原材料
(1)覆铜板
覆铜板(CCL)是PCB制造中最常见的材料,是由玻纤布或木浆纸等基材作为增强材料用树脂胶液浸润后并覆以铜箔,最后热压而成的板状材料,当用于多层板时也叫做芯板(core)。根据
中商产业 研究院,PCB成本主要由覆铜板等直接原材料构成,占比近50%,其中覆铜板占据30%,由于人工成本与制造成本变化较小,因此决定PCB成本的主要是原材料的价格,尤其是覆铜板;覆铜板成本主要由铜箔、树脂和玻纤布构成,占比分别为42.1%、26.1%、19.1%,合计87.3%。
铜箔:铜箔是导电电路的载体,连接了电子元器件之间的信号传输。铜箔企业通常采用“铜价+加工费”的定价模式,因此铜价的波动对于覆铜板企业的盈利能力影响较大。在PCB产业链中,覆铜板市场的相对集中度较高,而PCB企业的市场集中度相对较低,因此覆铜板企业可以将部分铜价上涨所带来的价格压力传递给中游PCB制造厂。然而,而下游电子产业的议价能力通常较强,因此当铜价上涨时,覆铜板和PCB企业的毛利率都可能受到影响。
基材:基材通常为绝缘材料,为覆铜板提供电气绝缘、机械支撑、热传导等功能,常见的基材包括:玻璃纤维布基板(FR-4、FR-5)、纸基板(FR-1、FR-2、FR-3)、复合基板(CEM-1、CEM-3)、特殊基板(金属、陶瓷)以及聚脂薄膜、聚酰亚胺薄膜(PI),其中玻纤布基覆铜板FR-4为行业目前的主要需求。玻纤布一般分为E-glass(标准)、NE-glass(低介电)、P-glass(低损耗)等类型,其中P-glass玻纤布适用于高频高速信号传输。
树脂:树脂具有粘合性,可以将覆铜板的不同层次粘合在一起,形成稳定的结构。覆铜板用的树脂有酚醛、环氧、聚酯、聚酰亚胺、聚苯醚、聚四氟乙烯等,其中以酚醛树脂和环氧树脂用量最大:酚醛树脂是酚类和醛类在酸性介质或碱性介质中缩聚而成的一类树脂,其中以苯酚和甲醛在碱性介质中缩聚的树脂是纸基覆箔板的主要原材料;环氧树脂是玻璃纤维布基覆铜板的主要原材料,具有优异的粘结性能和电气、物理性能;聚苯醚树脂具有较低的介电常数和损耗因子,适用于高频高速信号传输。
覆铜板的介电常数(Dk)和介质损耗因子(Df)直接决定了PCB性能:Dk影响信号传播速度,该值越小,信号传输速度越快;Df影响信号传输品质,该值越小,信号传输损耗越小。目前在高速高频产品中,Dk、Df值都已显著降低,按照损耗程度基板材料可以分为
5个等级:
1)覆铜板行业有望开启新一轮调涨周期
覆铜板行业周期性、成长性并存。通过拟合2010年以来全球GDP增速、覆铜板产值增速,可以发现两者基本呈现相同的走势,且覆铜板产值增速波动幅度更大。主要原因是覆铜板作为印刷电路板的核心材料,广泛应用于家电、消费电子、汽车等多个与经济社会发展密切相关的领域,因此行业具有一定经济周期性。另一方面,近年5G通讯、AI服务器、汽车电子等细分领域发展迅速,对高端覆铜板需求不断增长,行业也存在一定成长性。
23年市场仍旧承压,24年有望进一步复苏。受终端需求整体偏弱以及价格竞争影响,2023年全球覆铜板产值仍旧承压,同比下降了8%至138亿美元。进入2024Q1,下游消费电子、家电等终端需求有所好转,且AI、汽车电子需求维持高位,PCB整体景气度有所回暖,进一步带动覆铜板稼动率回升,总体呈现出淡季不淡的趋势。同时上游原材料价格出现较大幅度上涨,多个覆铜板企业开始调涨产品价格。在需求回暖及产品价格调涨的趋势下,今年覆铜板行业有望进一步复苏。
覆铜板厂商议价能力强,成本压力转嫁PCB厂商。过去十年覆铜板行业主要经历过2016-2017年、2020-2021年的2轮上升周期,主要由原材料价格上涨以及终端旺盛需求所驱动。其中在2020-2021年,LME铜价格最高接近10,800美元/吨,相较于2020年初的低位上涨超过130%,而环氧树脂价格最高超过40,000元/吨,相较2020年初的低位涨幅达到155%。面对原材料价格的大幅上涨,覆铜板行业由于竞争格局相对集中,通过多次涨价将成本压力转嫁至PCB厂商。而PCB厂商由于竞争格局相对分散,且下游终端客户相对强势,价格调整也因此相对滞后,业绩、盈利能力出现阶段性承压。
需求方面,消费电子需求大幅增长,一方面新冠疫情远程办公场景加大对笔记本电脑、平板电脑需求,另一方面我国5G建设大规模铺开、5G手机出货量亦不断增加。另外,汽车电动化、智能化的快速发展也进一步提升了对PCB需求。面对原材料价格大幅上涨,以及终端需求旺盛的背景下,覆铜板行业由于竞争格局相对集中、议价能力相对较强,能够通过多次涨价将成本压力转嫁至PCB厂商。以
建滔积层板 为例,2020-2021年对产品调涨次数至少达到7次。落实到业绩上,覆铜板厂商2021年业绩均出现大幅提升。其中建滔2021年营收、归母净利润同比分别增长66.36%和141.95%。
行业有望开启新一轮调涨周期。供给方面,近期原材料价格进一步上涨,截至6
月10日,LME铜已达到9,695美元/吨,较年初上涨超过15%;同时
中国巨石 等企业也进一步调涨玻纤价格。需求方面,PCB厂商Q1整体稼动率回升,对覆铜板需求形成支撑。特别是AI领域需求依旧旺盛,对高价值量产品超低损耗覆铜板的需求增大。在原材料价格上涨及下游景气度好转驱动下,头部企业建滔积层板在3月19日率先发布涨价函,对所有产品加价10元/张;5月20日开启第二轮涨价,幅度为5-10元/张。随后亦有多个企业积极跟进调涨产品。考虑到H2即将迎来消费电子拉货旺季,若原材料价格继续上涨,预计覆铜板企业将进一步上调产品价格,相关公司业绩弹性有望逐步释放。
2)竞争格局
全球覆铜板行业主要由日本、中国台湾和中国大陆企业占据主导地位,其中:日本企业在高端覆铜板领域具有较强的技术优势和品牌影响力,主要企业有
松下 电工、三菱气化、日立化成等;中国台湾企业在中高端覆铜板领域有较强优势,主要企业有台耀科技、联茂电子、台光电子等;中国大陆企业在中低端覆铜板领域具有较强优势,主要企业有
生益科技 、
南亚新材 、
华正新材 等。
我国覆铜板行业的集中度较高,2022年我国覆铜板CR5指标为64.37%,CR10指标为84.47%,主要企业包括建滔积层板、生益科技、南亚塑料、台光电子等。中国覆铜板企业的毛利率层级分化明显,中低端产品的毛利率一般在10-20%之间,而高端产品的毛利率通常在25%以上,覆铜板龙头企业的建滔积层板和生益科技,其毛利率明显高于处于第二、第三梯队的企业。
3)产品高端化亟需突破
受制于技术、产品、认证等壁垒,大陆主要还是以生产中低端覆铜板产品为主,高端产品依然被台湾、日本、美国等地区的企业所把持。2023年我国覆铜板进口单价高达27.74美元/千克,而出口单价仅为6.12美元/千克,近年两者价格差距产品不断拉大,产品高端化亟需突破。从2022年全球特殊刚性覆铜板Top10市场格局来看,内资企业仅生益科技一家公司上榜,排名第九,市场份额约5%。
(2)半固化片
半固化片,也被称为PP片,是用环氧树脂胶液浸渍电子级玻璃纤维布,再经热处理(烘干)使树脂进入B-stage(半固态)状态而制成的薄片材料,可用作多层印制板的内层导电图形的黏结材料和层间绝缘,一般作为生产覆铜板的中间产品,其在PCB成本中占比约为10-20%。
在制作多层板时,半固化片在压机热压过程中由于自身含有挥发物(相当于稀释剂)的作用逐渐软化,逐渐熔化的树脂会与表面经过粗化(黑氧化或棕化)的内层板和铜箔发生反应产生结合力,最后在含有的固化剂作用下,树脂会最终变为稳定的固态,将各线路层黏结成一体从而完成多层板制作。半固化片在多层板中提供了电气绝缘和机械支撑等关键性能。
半固化片市场规模不大,技术门槛相对较低,国内制造半固化片的企业大多是覆铜板或者PCB制造企业,大陆的厂商主要包括生益科技、
超华科技 、
超声电子 、
金安国纪 、
中英科技 等。
(3)其他材料
金盐、铜球、干膜、油墨等材料在PCB成本中占比较低,但在PCB生产制造过程中也发挥重要作用,该些产品市场规模较小,供应通常相对稳定,因此不会对PCB的生产成本和中游制造企业的毛利率产生过大的影响:
1)金盐,全称“氰化亚金钾”,是在电镀领域中使用广泛的一种化学品,用于导电图案和防腐蚀层的制作,以保证PCB良好的可焊性和电气性能;
2)铜球,由于双层以上PCB板产品不同层板之间的线路没有直接相连,故必须透过导通孔的结构来连接不同板层之间的线路,为了使钻孔形成导通的状态,须再进行除胶渣、除毛头及化学铜的程序,生成薄铜层,然后透过电解镀铜的方式来进行一次镀铜及二次镀铜,增加铜层厚度以强化导孔的导电效果,铜球即为用于一次镀铜及二次镀铜的关键材料;
3)PCB
光刻胶,包括干膜光刻胶、湿膜光刻胶(又称抗蚀剂/线路油墨)和光成像阻焊油墨,在PCB制造成本中光刻胶占比约为3-5%。在我国光刻胶市场中,技术难度较低的PCB光刻胶规模占比达到90%以上,且以湿膜光刻胶、光成像阻焊油墨为主要产品,干膜光刻胶技术壁垒相对较高,生产企业数量较少,年产量较小:
干膜光刻胶是一种薄膜材料,通过热压或真空吸附的方式贴附在基板上,在紫外线的照射下,使曝光部分的光刻胶硬化,而未曝光部分保持软化,随后通过显影液将未曝光部分的光刻胶溶解,留下曝光部分形成所需的图案。干膜光刻胶全球市场主要由日本旭化成、日立化成、台湾长兴工业、美国杜邦、韩国科隆等占据,前三者的市占率约90%,中国企业主要包括
福斯特 、
晶瑞电材 ,国产化率比较低;
湿膜光刻胶整体工作原理和干膜光刻胶类似,主要区别在于湿膜光刻胶本质是液态的油墨,因此需要采用旋涂、滴涂或喷涂等方式涂覆在基板上,由于湿膜光刻胶呈液态,容易造成孔洞堵塞,所以不适合用于打孔后的电路板,总体来说湿膜光刻胶分辨率高于干膜,价格更低廉,正在对干膜光刻胶的部分市场进行替代。湿膜领域国产化率相对较高,中国企业主要包括
容大感光 、
广信材料 、
飞凯材料 ;
光成像阻焊油墨主要功能是保护电路,在电路完成后,将油墨涂覆在基板上,通过紫外线照射形成阻焊线路后,再使用显影液将不需要的部分去除,起到电路绝缘、抗氧化的作用。阻焊油墨的国产化水平一般,虽然有较多中国企业在这一领域布局,但以太阳油墨、日立化成为主的日本企业仍然占据较高的市场份额。
4)其他专用电子化学品方面,印刷电路板生产流程中棕化、黑化、沉铜、电镀、刻蚀、前后处理等环节都需要用到大量化学品。棕化、黑化使用亚氯酸钠或次氯酸钠在碱性条件下将铜氧化。在孔金属化的工艺中需要进行沉铜,以钯为触媒形成铜单质吸附孔内完成孔金属化,其药水由络合剂、硫酸铜、甲醛等组成。常用的电镀液有硫酸盐镀液、焦磷酸直镀液和氰化物镀液等,而刻蚀液根据其性质的不同主要分为酸性刻蚀与碱性刻蚀。
2、PCB制造
(1)单双面板
单双面板只有一层绝缘材料,其导电线路可以位于绝缘材料的单侧或双侧,常用于相对简单的电路板结构中。这种类型的电路板广泛应用于各种领域,如遥控器、继电器、LED照明、电源、家电和工业控制等。由于单双面板的技术门槛相对较低,市场竞争较为激烈,因此单双面板毛利率通常较低。
从事单双面板生产的厂商多为非上市公司,整体市场规模相对较小,根据WECC数据,2021年中国单双面板产值为73.5亿美元。随着下游产品对低端需求进一步减少,预计未来这类产品市场规模可能会进一步减小,国内部分制造商的低端产品产能可能会向东南亚等地转移,且会逐渐演变为公司业务中的次要部分。
(2)标准多层板
多层板是具有四层或以上电路的电路板,其由多个单面板或双面板压合而成,通过二次钻孔、孔金属化可以在不同层电路板之间形成复杂度更高、密度更高的电路信息。多层板主要可分为4-6层、8-16层、18层及以上的电路板,通信设备、网络设备、计算机、服务器用的主要为10层以上的板,汽车、家电、工业控制、医疗设备等板层数主要为4-18层。目前市场中主要还是以4-16层的中低层板为主,但是18层及以上的高层电路板需求增长较快。
PCB市场竞争格局分散,多层板市场国内厂商占据优势。根据Prismark数据,PCB市场竞争格局较为分散,2023年全球市场CR10为45.8%,头部厂商主要来自中国台湾、中国大陆、日本、美国和韩国,其中中国台湾的臻鼎和欣兴分列第1位和第2位,国内厂商东山精密和
深南电路 分列第3位和第8位。多层板是PCB中占比最高的产品,在多层板细分市场中,中国大陆厂商则具备明显优势,占全球市场比例73%。
(3)HDI板
HDI(High Density Interconnector)板,即高密度互连板,是一种采用积层工艺制造的多层电路板。相较于普通多层板的机械钻孔,HDI板采用激光盲埋孔技术,可实现更小的孔径(<0.15mm)和更窄的线宽线距(40-50μm)。通过在不同层之间进行盲孔埋孔,HDI板的不同层之间的连接性得到进一步提升,从而实现更为复杂、精细和高密度的电路信息传输,布线密度可达117英寸/平方英寸以上。由于其高密度的特点,HDI板主要应用于需要紧凑、轻便、移动性强的消费电子产品。
HDI板通常有4-16层之间的层数,根据激光打孔次数和积层数量可以分为一阶、二阶、三阶、四阶、Anylayer HDI等不同类型。HDI的阶数定义是,从中心层到最外层,假如有N层连续用盲孔导通,则为(N-1)阶。在此之上,如果每一层电路之间都进行了激光打孔,实现任意层互联,则属于Anylayer HDI技术,该技术可以实现更为复杂、高密度的电路。
HDI板制作工艺相对传统PCB制作工艺可降低成本,当PCB密度超过八层板后,以HDI板来制造成本更低,同时可以通过实现AnyLayer来降低射频干扰(RFI)、电磁干扰(EMI)、静电释放(ESD),并提高设计效率。
全球HDI市场规模持续增长,服务器HDI占比持续提升。从市场规模来看,根据Prismark数据,2023年全球HDI市场规模预计达到105.4亿美元,到2028年有望达到142.3亿美元,5年CAGR为6.2%。细分到下游应用领域,移动手机为HDI最大的应用领域,占比约50%,服务器占比稳定提升,从2020年的3.7%上升到2022年的4.4%,预计到2027年时将达到5.2%。
从市场竞争格局来看,HDI基本被中国台湾、日本、韩国、美国公司主导。该等企业依靠
苹果 等大客户的长期带动效应保持技术和规模的较大领先优势,根据Prismark数据,AT&S、华通、欣兴、TTM占据全球前四。
国内HDI起步较晚,目前国内量产的HDI公司有超声、方正、悦虎(原为台资雅新)、Multek(原为美资
伟创力 旗下公司,现被东山精密收购)、
生益电子 、五株、博敏、崇达、景旺等近20家,整体规模偏小,主要侧重于低端HDI的生产,极少数公司具有SLP、Anylayer、刚-挠性结合板的制造能力,但规模及技术能力等方面发展速度较快。
3、PCB下游
PCB下游需求稳健增长。智能手机、个人计算机、消费电子产品、汽车电子、服务器及数据存储中心构成了PCB产业下游的主要应用领域。在这些应用中,服务器和数据存储中心以及汽车电子领域的预计增长速度最为显著。据Prismark预测,这两个细分市场2022年至2027年CAGR预计将分别达到6.5%和4.8%,为推动PCB行业增长的关键驱动因素。并且由于换机周期的到来以及AI驱动电子产品更新换代等因素,消费电子类产品市场需求预计未来也将有所反弹,带动相应PCB市场增长。
(1)服务器行业对PCB需求增加
1)通用服务器平台升级,增加多层板PCB需求
通用服务器需求有望回暖。早年随着
云计算、
大数据等技术广泛应用,
数据中心进入密集建设期,市场对通用服务器需求不断增加。2022年全球服务器出货量为1,417万台,同比增长4.7%。
2023年受宏观经济下行因素影响,全球服务器出货量同比下降了6.0%至1,332万台。展望2024年,随着宏观经济复苏,服务器需求有望触底回暖,Trendforce预计全年服务器出货量同比增长2.50%。信骅科技作为服务器需求前瞻指标,在经历了2023年1-12月单月收入同比下滑后,今年营业收入连续4个月恢复正增长,表明服务器景气度正逐步上升;同时代工厂英业达在近期说法会上亦表态传统服务器需求逐渐回温。服务器平台升级,多层板PCB需求增加。对于通用服务器,PCB主要应用在背板、LC主板、LC以太网卡、存储卡、电源等部件。随着服务器平台不断升级,传输速率进一步提升,对多层PCB板需求进一步加大。PCIe4.0接口传输速率为16Gbps,所需PCB层数为12-16层,随着平台升级至PCIe5.0,传输速率提升至36Gbps,所需PCB层数将达到16层以上。从材料上来看,信号频率越高,PCB传输损耗也越大,覆铜板材料选择会采用超低损耗材料(Very/Ultra Low Loss),由此导致PCB制作难度提升,进而提升PCB整体价值量。据Prismark2021年数据,8-16层板的价格为456美元/平米,而18层以上板的价格为1,538美元/平米,高多层板价值量提升非常明显。
2)智能算力需求激增,AI服务器PCB量价齐升
算力需求激增,有望带动AI服务器需求。大模型对于算力需求主要来自于预训练、推理等环节。在全球大模型军备竞赛下,模型的迭代发展对算力需求不断加大。以GPT-4为例,参数量或达到1.8万亿个,训练算力需求是GPT-3的68倍,需要在2.5万个A100上训练90-100天(数据来源:
联想控股 )。同时,随着AI应用快速推广,赋能日常办公、教育、医疗等众多领域,后续对于推理算力需求将会更大。以Kimi为例,Kimi Chat在2023年10月初次亮相,能够对用户提出问题或上传的文件进行联网搜索、分析和总结,在中文处理上优势显著。据AI产品榜数据,Kimi4月访问量超过2千万,环比上涨60%。
Kimi火速出圈一度出现回答时间变慢、甚至无法使用的情况,算力扩容的迫切性进一步凸显。AI服务器作为大模型训推的核心基础设施,出货量亦有望快速增长。2023年全球AI服务器出货量为125万台,同比大幅增长45%,预计到2026年将出货236.9万台,23-26年复合增速为23.75%。
AI服务器PCB量价齐升。AI服务器配备图形处理器,能够并行处理大量数据、复杂计算任务,适合深度学应用场景。相较于传统服务器,AI服务器PCB主要新增在GPU板组上,包括UBB、OAM以及switch board。以
英伟达 DGX H100服务器为例,搭载2个CPU+8个H100 GPU以及4个NVSwitch,8颗GPU需要8张OAM以及1张UBB底板。同时,AI服务器对传输速率要求较高,OAM、UBB等板材需要用到20-30层的HDI板,而且在材料选择上会用到超低损耗材料(Very/Ultra Low Loss),其价值量进一步提升。据集邦咨询预计,DGX A100服务器的PCB价值量较一般服务器增加5.6倍,而DGX H100服务器所需PCB价值量则较DGX A100进一步提升45%。
(2)汽车电动化/智能化趋势明确,推动PCB量价齐升
汽车电子占整车成本不断提高。在电动化、智能化趋势下,终端厂商不断升级电动车、
智能座舱、自动驾驶等产品,汽车电子化水平进一步提高,市场规模快速增长。2022年我国汽车电子市场规模达到9,783亿元,同比增长10.00%,2017-2022年复合增速为12.62%。从汽车电子占成本比重来看,2020年达到35%,较2010年提升了5%,并预计到2030年进一步提升至50%。
PCB作为汽车电子重要零部件之一,也有望迎来较快增长。
新能源汽车所需PCB面积大幅增加,且单体价值较高。在传统汽车中,PCB主要用于动力控制、安全控制系统、车身电子、娱乐通讯四个领域。相较于传统汽车,无论是纯电动还是混合动力汽车,都新增了电驱动系统。电驱动系统由整车控制器(VCU)、电机控制器(MCU)、电池管理系统(BMS)三个核心模块组成。三个模块均需要使用PCB,特别是对于BMS来说,由于其架构复杂,需要使用大量PCB,且对PCB工艺要求很高,一般使用稳定性更好的多层板,单体价值较高。从PCB使用面积来看,传统燃油汽车PCB使用量是0.6-1平方米/车,高端车型用量是2-3平方米/车,而新能源汽车则为达到5-8平方米/车,独特的动力控制系统使得整车PCB用量较传统汽车大幅度增加。据佐思汽研数据,
特斯拉 Model3的PCB总价值量超过2500元,是普通燃油车的6.25倍。新能源汽车渗透率快速提升。2023年全球新能源汽车销量为1,367万辆,同比增长35.75%。其中我国是新能源汽车销量大国,2023年销量达到950万辆,同比增长37.88%。渗透率方面,2023年全球新能源汽车渗透率为15.38%,而我
国新能源 汽车渗透率已经达到31.55%,大幅领先全球平均水平。随着电动化成为汽车发展主要方向,新能源汽车销量、渗透率有望继续提升,从而进一步拉动PCB使用面积。
汽车智能化推动PCB量价齐升。汽车智能化包括智能座舱以及自动驾驶。座舱方面,随着
汽车芯片、人机交互、汽车系统等软硬件技术水平快速迭代,汽车座舱开始全面进入智能化阶段,智能硬件持续拓展及升级,液晶仪表开始取代机械仪表,中控大屏、多屏逐渐成为标配,HUD渗透率快速提升。据盖世汽车数据,2023年国内乘用车智能座舱搭载率已经突破60%,随着用户对智能座舱需求的不断提升,智能座舱各核心配置渗透率有望继续呈现出上升的态势。智能座舱的大规模推广将显著提升PCB用量;同时,智能座舱要求PCB布线密集度更高、线宽线距变窄,对PCB的设计及制造工艺要求提出更高要求,有望进一步带动HDI等高价值PCB需求增加。
自动驾驶方面,自动驾驶的实现需要经过环境感知、决策规划、控制执行的全流程,而环境感知是指利用车载摄像头、激光雷达、超声波雷达、
毫米波雷达等
传感器对车辆周边的环境进行实时感知,以获取周围物体的精确距离及轮廓信息。终端车企为了打造差异化竞争,近年纷纷加大智能化配置,推出搭载智能驾驶功能的相关车型。智能驾驶功能装配分级别来看,2023年L1方案车型销量为238万辆,同比提升1.6%,渗透率为11.3%,同比下降0.5pct;L2方案车型销量为664.6万辆,同比增长14.6%,渗透率为31.5%,同比提升2.4pct;L3方案车型销量128.8万辆,渗透率为6.1%,高级别车型销量有望持续提升。
随着高阶自动驾驶渗透率提升,单车搭载传感器数量较以往将有明显增长,其中L3单车传感器的数量有望达到17-34颗,相较于L1的6-14颗出现大幅增加。传感器数量的大幅增加一方面将带动PCB使用面积的增加;另一方面,自动驾驶系统多采用HDI板,其中激光雷达的HDI价格可达数十美元(数据来源:Trendforce),PCB价值量亦有望大幅提升。
(3)消费电子周期性复苏,AI终端大规模使用带动行业增量
PCB行业下游消费电子行业的周期性复苏也将对PCB行业带来增量。全球智能手机上一轮换机周期高点在2020年与2021年,而新一轮的换机周期已然开始。2023年四季度全球智能手机出货量同比增加8.59%,并且2024年一季度全球智能手机出货量同比增加7.74%,行业周期复苏信号较为明显。全球智能手机出货量的持续增长将拉动相关PCB需求。
全球PC出货量2024年一季度同比增长5.1%,为2022年来季度增速首次回正,标志着PC行业周期性复苏的开始。上一轮PC换机周期在2020年-2021年,预计随着AIPC的推出本次PC周期性复苏强度或将不弱于上一轮周期。
英特尔 在官网对于AIPC的定义为AIPC使用
人工智能技术来提升生产力、创造力、游戏、娱乐、安全性等。并且AIPC需配备CPU、GPU和NPU从而在本地高效地处理AI任务。
根据Canalys预测,2024年全球AIPC出货量将达到4800万台,占全球PC总出货量达18%。并预计到2028年,AIPC出货量将达到2.05亿台,占全球PC总出货量达70%。
2024年到2028年全球AIPC出货量CAGR将达44%。
AIPC将带来换机需求的增加从而带动整体PC市场的增长。(4)
AR/VR产品有望加速渗透,高端软硬板需求持续增加
苹果倾力打造Vision Pro,有望引领AR/VR行业变革。Vision是一款AR与VR融合的混合现实设备,用户既能使用VR功能:沉浸式地玩游戏、办公、看电影等;也可以使用AR功能:将外部世界投入到虚拟数字世界,从而实现虚拟与显示的融合。其创新性地设计了手眼交互方式及Eyesight功能,交互上摆脱了手柄,可以通过语音、眼球追踪和手势来操作;通过Eyesight功能,可以方便用户与附近的人交互,即方便用户无缝自由地切换虚拟与现实世界。Vision Pro应用生态丰富,加速AR/VR产品普及应用。为了丰富Vision Pro的应用场景,Vision Pro不仅可以兼容iOS、MacOS、iPadOS等操作系统和相关软件,而且还配套推出了全球首款空间操作系统VisionOS,鼓励全球开发者可以利用Vision Pro的无限空间打造全新的
空间计算应用。另外,未来生成式AI有望降低3D场景制作门槛,将会加快
虚拟现实应用的发展。未来随着空间应用的丰富,用户将会得到非凡的体验,Vision Pro的问世有望将人类带到空间计算时代,加速AR/VR等相关产品的普及应用。
AR/VR产品加速渗透,高端PCB需求高增长。AR/VR产品由于佩戴在头部,对重量的要求十分严苛,为了提升穿戴的舒适程度,减轻整体的重量,会采用软板进行连接。此外,AR/VR功能复杂但空间却有限,为了达到节省装置空间、提高布线密度以应对繁多的元器件,HDI(含SLP)成为主板的最优方案。此外,软硬结合板、ABF载板也有望得到更多应用。未来随着AR/VR需求量不断提升,将会拉动相关PCB需求的增长。据维深Wellsenn预测,2022-2027年,全球VR和AR出货量的复合增长率分别为34%和89%,2027出货量将分别达到4200万台和1000万台。
06相关公司
1、深南电路:通讯PCB龙头,深耕电子互联全领域
踔厉奋发四十载,赓续前行创未来。深南电路成立于1984年,深耕电子互联领域已有四十年,主营印制电路板、电子装联、封装基板三项业务,形成业内独特“3-in-One”业务布局。公司以互联为核心,在不断强化印制电路板业务领先地位的同时,大力发展与其“技术同根”的封装基板业务及“客户同源”的电子装联业务。业务覆盖1级到3级封装产业链环节,具备提供“样品、中小批量、大批量”的综合制造能力,能为客户提供专业高效的一站式综合解决方案。公司已成为全球领先的无线基站射频功放PCB供应商、内资最大的封装基板供应商、国内领先的处理器芯片封装基板供应商、电子装联制造的特色企业。根据Prismark数据排名,2023年公司位列全球PCB厂商第8名。
PCB业务方面:深南电路在PCB业务方面从事高中端PCB产品的设计、研发及制造等相关工作,产品下游应用以通信设备为核心,重点布局数据中心(含服务器)、汽车电子等领域。公司背板样板可达120层,批量板可达64层,位于行业领先水平,同时HDI板方面,国内可实现HDI量产公司较少,深南电路可实现10层HDI批量生产,样板为16层。分领域情况如下:1)数据中心:800G交换机Q4已有显著上量,公司已配合客户完成EGS平台用PCB样品研发并具备批量生产能力,新平台服务器Q4开始加速渗透,Q1延续渗透趋势,AI服务器产品已有批量出货。2)汽车电子:公司以新能源和ADAS为主要聚焦方向,主要生产高频、HDI、刚挠、厚铜等产品,其中ADAS领域产品比重相对较高,新能源领域产品主要集中于电池、电控层面,目前前期导入的新客户定点项目需求已逐步释放,同时深度开发现有客户项目贡献增量订单,南通三期工厂产能爬坡顺利推进为订单导入提供产能支撑,2023年全年汽车领域订单同比增长超50%。
公司为国家火炬计划重点高新技术企业、印制电路板行业首家国家技术创新示范企业及国家企业技术中心,中国印制电路板行业的领先企业,中国封装基板领域的先行者,电子装联制造的特色企业,中国电子电路行业协会(CPCA)的理事长单位及标准委员会会长单位,主导或参与制定了多项行业标准。
受全球PCB行业景气度影响,深南电路营业总收入2023年同比下滑3.33%。但公司2024年一季度营业总收入同比增长42.24%,复苏态势明显。公司近年来毛利率与净利率较为稳定。
2、
沪电股份 :高端PCB龙头,业绩稳健增长
沪士电子股份有限公司(沪电股份)于1992年在江苏省昆山市成立,并于2010年在深圳证券交易所上市。公司专注于PCB的生产、销售。公司产品广泛应用于通信设备、数据中心基础设施以及汽车电子行业,并扩展至工业设备、半导体芯片测试、网通、微波射频等其他领域。作为国内领先的PCB制造商,沪电股份拥有雄厚的技术力量和生产规模,具备每年生产160万平方米PCB的能力。
2023年公司营业总收入中,企业通讯市场板占比65.57%,为公司最大下游收入。其次为汽车板,占比24.14%。办公工业设备版与消费电子版分别占公司总收入5.85%和0.23%。
沪电股份营业总收入从2018年54.97亿元稳步增长至2023年89.38亿元,5年CAGR为10.21%。公司2024年一季度收入同比增长38.34%,增速显著加快。公司毛利率与净利率近年来也呈现上升态势。
持续布局前沿技术。公司在新平台服务器、高阶数据中心交换机和数据中心加速模块等领域的产品已有规模化量产能力。同时,公司也在预研更高性能、更先进架构的产品,如UBB2.0、OAM2.0、800G、
6阶HDI和NPO/CPO架构用板等。黄石厂已批量生产基于PCIE的算力加速卡、网络加速卡;在交换机产品部分,基于112Gbps速率51.2T的盒式800G交换机已批量交付,224Gbps速率的产品(102.4T交换容量1.6T交换机)开始进行预研,NPO/CPO架构的交换/路由目前正配合客户在研发中。通用服务器BHS平台产品已落地开始产品化,同时开始预研下一代OKS平台产品。加速计算方面,112Gbps速率产品已开始进行产品认证及样品交付,3阶HDIUBB产品已开始量产交付,基于PFGA、GPU、XPU等芯片架构的新平台部分目前在规划布局中。
3、
胜宏科技 :多项产品市占率全球第一,AI产品有望快速突破
胜宏科技(惠州)股份有限公司于2006年成立于广东省惠州市,在职员工8000余人。2015年胜宏科技在深交所创业板上市。公司专注于高精密多层、HDI PCB、FPC、软硬结合板的研发、生产和销售,产品广泛应用于计算机、航空航天、汽车电子(新能源)、5G
新基 建、大数据中心、工业互联、医疗仪器等领域。下游客户涵盖英伟达、
特斯拉、AMD、英特尔、
微软 、
亚马逊 、
思科 等海内外知名终端厂商。公司是全球印制电路板制造百强企业,高密度多层VGA(显卡)PCB,小间距LED PCB市场份额全球第一。公司还连续多年位居“中国PCB百强榜”和“全球PCB百强榜”前列。
产品不断突破,AI驱动增长。伴随AI算力技术需求提升,公司持续加大研发投入,在算力和AI服务器领域取得重大突破,公司应用于Eagle/BirchStream级服务器领域的产品均已实现产业化作业。基于AI服务器加速模块的多阶HDI及高多层产品,公司已实现5阶20层HDI产品的认证通过和产业化作业,并加速布局下一代高阶HDI产品的研发认证。在HPC领域,公司实现了AIPC产品的批量化作业,同步开展
AI手机的产品认证。在高阶数据传输领域,1.6T光模块已完成打样;高端SSD已实现产业化作业。公司将继续加大对工业
机器人 和高端人工智能领域产品的布局研发,紧跟市场,做好前沿技术的布局。
车载电子助力打开成长空间。胜宏科技是全球最大电动车客户的TOP2供应商,并为众多国际Tier1车载企业的合格供应商。公司产品涉及自动驾驶运算模块(4阶HDI),三电系统,车身控制模组(3阶HDI)以及集成MCU。
77Ghz车载雷达已实现了小批量作业,同时加大对细分领域的研发,如热管理,成功布局散热膏、超厚铜、埋嵌铜块等产品,加大高端车载电子产品的导入及客户端的资源配置。预计公司在海外电动车客户的份额仍将持续开拓,同时国内新能源客户的份额也将快速提升,汽车PCB将成为公司业绩快速增长的重要
驱动力 。胜宏科技营业总收入从2018年的33.04亿元稳步增长至2023年的79.31亿元,5年CAGR为19.14%。
2024年一季度,公司总营收增长迅速,同比增长36.06%。公司毛利率与净利率近年来有所下滑。4、
景旺电子 :24Q1业绩亮眼增长,高端产能释放在即
国内少数产品类型覆盖刚性、柔性和金属基电路板厂商。景旺电子成立于1993年,深耕PCB行业三十余年。公司产品覆盖多层板、厚铜板、高频高速板、金属基电路板、双面/多层柔性电路板、高密度柔性电路板、HDI板、刚挠结合板、特种材料PCB、类载板及IC载板等,广泛应用于新一代信息技术、汽车电子、通信设备、消费电子、计算机及网络设备、工业控制、
安防等领域,目前公司在国内五大生产基地共11个工厂,2023年在印制电路板行业全球排名第10位,中国内资PCB百强排名第三。
23全年营收稳健向上,24Q1业绩增长亮眼。公司2023年实现营收107.6亿元,同比微增,实现归母净利润9.4亿元,同比下滑12%,主要系尽管部分领域存在结构性行情,但电子行业景气度整体下行。24Q1公司实现营收27.43亿元,同比+17.16%,环比-8.7%。实现归母净利润3.18亿元,同比+50.3%,环比+34.75%,主要系产品结构改善,稼动率提升,下游汽车及消费电子等产品需求逐步回暖。
产品结构优化,盈利能力逐步改善。公司24Q1实现毛利率24.61%,同比+0.17pcts,环比+5.2pcts,实现净利率11.57%,同比+2.48pcts,环比+4.17pcts,主要系消费电子、汽车、服务器领域高附加值产品占比提升,同时公司费率管控较好。
持续加大研发,差异化布局服务器FPC产品。2023年公司研发投入6.01亿元,同比增长10.03%,24Q1公司研发费用1.5亿元,同比增长8.15%。在服务器EGS/Genoa平台、低轨卫星通信高速板、超算PCB板、800G光模块、通信模组高阶HDI、CSSD存储HDI、超薄折叠屏穿轴FPC、AR/VR多层高阶软硬结合板、超长尺寸新能源动力电池FPC、车载摄像头COB软硬结合板等产品实现了量产,同时在交换路由、毫米波六代雷达板、中尺寸
OLED多层软板、服务器高速FPC/高阶R-F、超高速GPU显卡FPC/R-F、高速光模块FPC、AR/VR Anylayer FPC、变频电源埋磁芯PCB等产品技术上取得了重大突破。
5、鹏鼎控股:全球领先的PCB制造商,2024年初收入开始回升
鹏鼎控股成立于1999年,并于2018年在深圳证券交易所上市。公司的产品线丰富多样,包括FPC、SMA、SLP、HDI、Mini LED、RPCB、Rigid Flex等多类产品。这些产品广泛应用于通信电子、消费电子、高性能计算设备、电动汽车以及人工智能服务器等多个领域。公司的主要客户包括苹果、富士康、谷歌、华为、微软、
诺基亚 、Oppo、Vivo等。
根据Prismark2018至2024年以营收计算的全球PCB企业排名,鹏鼎控股2017年-2023年连续七年位列全球最大PCB生产企业。2023年公司业务分下游领域来看,通讯用板占公司营收73.33%,为公司最主要业务。其次为消费电子用板,占公司营收24.87%。汽车、服务器及其他用板占公司应收1.68%。
鹏鼎控股2023年受全球PCB行业景气度影响,收入同比下滑-11.45%。但公司2024年Q1收入增长0.29%,增速回正。公司毛利率与净利率较为稳定。
6、东山精密:全球第二大柔性线路板和第三大PCB生产商
苏州东山精密制造股份有限公司2010年成功登陆深圳证券交易所,拥有全资、控股企业达70余家。公司主营业务为电子电路产品、精密组件、触控显示模组、LED显示器件等的研发、生产和销售。根据Prismark的研究报告数据,以2023年收入规模计算,公司柔性线路板(FPC)排名全球第二,PCB排名全球第三。
东山精密营业总收入从2018年的198.25亿元增长至2023年的336.51亿元,5年CAGR为11.16%。东山精密的毛利率和净利率2022年后略有下滑。