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PCB产业研究:升级趋势明确,四大领域爆发打开需求空间

未来智库2021-11-13新闻17
(报告出品方/作者:国泰君安证券,王聪、苏凌瑶)1.盈利压制因素逐步消除,PCB企业盈利能力有望进一步恢复1.1.上游成本:三大原材料涨势渐弱,覆铜板价格未来有望企稳上游原材料价格涨势进入尾声,覆铜

(报告出品方/作者:国泰君安证券,王聪、苏凌瑶)

1.盈利压制因素逐步消除,PCB企业盈利能力有望进一步恢复

1.1. 上游成本:三大原材料涨势渐弱,覆铜板价格未来有望企稳

上游原材料价格涨势进入尾声,覆铜板价格有望企稳。同时目前 PCB 企业也逐步向下游进行成本转嫁,预计未来盈利能力将进一步恢复。

PCB 生产所需的原材料种类较多,其中覆铜板(CCL)成本占比最高, 而在 CCL 成本中,玻纤布、铜箔、环氧树脂合计占比超过 70%。根据 Primark 统计数据,覆铜板约占 PCB 成本的 30%左右,制造费用与直接 人工各占 20%左右。覆铜板成本构成中,由于覆铜板板材薄厚不同,原 材料占成本比例略有差异,整体来看,玻纤布占 25%~40%,树脂成本占 比 25%~30%,铜箔占比 30%~50%。

铜箔、玻纤以及树脂涨价造成覆铜板价格上行,进而对 PCB 企业毛利 率造成影响。位于覆铜板上游的铜箔属于资本密集型行业,市场集中度 高,对下游有较强的议价能力,尤其在铜箔库存紧缺时期铜箔厂商的价 格话语权更强。而覆铜板行业相较于 PCB 行业更加集中,其 CR5 接近 50%高于 PCB 行业(CR5=28%),具有较强的议价能力,覆铜板生产商 有能力将成本顺畅地转嫁至下游,通过提价来转移上涨的原材料价格, 以此来维持甚至提升毛利率。

PCB 企业成本转嫁相对滞后,造成其多季度业绩受损,且其中铜用量更 大的硬板尤其是汽车硬板企业,盈利能力受影响最大,其中铜用量更大 的硬板尤其是汽车硬板企业,盈利能力受影响最大(由于汽车硬板多采 用厚铜,且订单议价周期长,转嫁速度慢于通信和消费电子)。

原材料价格涨势进入尾声,覆铜板价格有望企稳。覆铜板企业自 2020 年至 2021 年三季度,共有数次涨价潮,其中前三次涨价的覆铜板厂商 数目较多,且涨价幅度较大。进入 2021 年 3 季度后,各覆铜板厂商的 涨价节奏明显放缓,只有几家厂商对部分产品价格进行了小幅涨价。我们预计随着上游原材料的价格逐步企稳以及覆铜板产能的释放,覆铜板 的价格逐步企稳。同时目前 PCB 企业也逐步向下游进行成本转嫁,预计未来盈利能力将 进一步恢复。

1.1.1. 铜箔:铜价上涨传导至铜箔,价格有望逐步企稳

供不应求导致铜价上涨,LME 现货价格超过 9000 美元/吨,但是我国进 口 PCB 用铜价格逐渐稳定。 2020Q1 受疫情影响,全球铜矿开采业受 到重大冲击,一些矿产的开采和供应出现中断情况。随着 Q2 以来疫情 逐步缓解,制造业回归正常,经济复苏,市场对于基本原材料铜的需求 也逐渐升温,铜的库存量大幅下滑,加剧了市场短缺。从 LME 铜现货 价格走势看,2020 年 2 季度以来铜价呈现出快速上行的趋势,当前的铜 价依然超过 9000 美元/吨,但整体没有再出现大幅上涨的情况。从我国 PCB 用进口铜的价格看,在经历了小幅上升之后价格也逐渐趋于稳定。 我们预计未来随着供给端产能的逐步释放,铜的价格将逐步企稳。

铜价上行叠加锂电需求旺盛,铜箔价格随之上扬,随着新产能逐渐投产 价格有望稳定。由于锂电需求爆发导致铜箔供不应求,而新建锂电铜箔 生产线成本过高,因而部分铜箔厂商为提高利润水平通过主动调整产品 结构、利用产能的弹性空间,将原标准铜箔生产线转向生产锂电铜箔, 标准铜箔的供给相应减少,而覆铜板需求持续升温,供需关系愈加紧张, 价格自然走高。标准铜箔的扩产周期长,短期新增产能有限,当前标准 铜箔供不应求,产能利用率一直处于高位,根据产业链调研,一些铜箔大厂如超华科技、铜冠铜箔已实行扩产计划,2021Q3 之后铜箔厂商会 有标准铜箔的新产能投入,2021 年 Q4 将完全释放,并且随着铜价格的 稳定,我们预计 2021 年年内铜箔价格将会有所松动。

1.1.2. 环氧树脂:当前价格已经企稳并出现小幅回落

环氧树脂价格呈现出波动式上涨,价格已经出现小幅回落。环氧树脂价 格这一轮上涨原因主要由于:原油价格暴涨,叠加通货膨胀等多重因素, 导致上游酚酮和双酚 A 原材料价格上涨,并且下游风电、涂料行业需求 进入旺季,占用了较大部分的环氧树脂产能,用于覆铜板的环氧树脂供 给减少。春节后美国寒潮导致环氧树脂大幅减产,进一步加大了环氧树 脂市场供需缺口。边际上环氧树脂价格已经出现小幅回落,随着供给端 的产能逐步开出,预计价格趋势有望在 2021Q4 逐步企稳。

1.1.3. 电子玻纤纱/布:价格已经出现稳定趋势

供需错配导致价格上行,当前价格已经逐渐稳定。电子玻纤布由电子玻 纤纱整经、上浆、编织和退浆等工艺处理后制成,根据电子玻纤布的成 本分解,电子纱占据其 90%的成本。由于下游 PCB 厂商扩产导致电子 布供给出现缺口,2021 年春节后随着复工力度增强,玻纤海外需求恢复 超预期,内外需求共振,而供给方面电子布库存持续紧缩,价格在供不 应求格局拉动下持续走高。电子玻纤布的价格由 2020 年年初的 8000 元 /吨涨至 2021 年 8 月份的 17000 元/吨,价格高位维持了 2-3 个月时间, 2021 年 10 月份玻纤纱的价格已经出现回落,随着新产能的逐步投放, 我们预计电子玻纤纱的价格或将进一步下降。

1.2. 汇兑损益:汇率企稳,影响逐步消除

由于 PCB 企业海外营收占比较大,国内 PCB 厂商盈利受人民币升值影 响。国内 PCB 厂商的海外营收占比一般相对较高,在我们选取的几家公 司中,世运电路海外营收占比最高达到了 86%,鹏鼎控股、沪电股份、 深南电路的海外营收占比分别为 71%、64%、64%,景旺电子的海外占 比最低,为 39%。2020 下半年以来,人民币的不断升值导致了 PCB 厂 商产生了较大的汇兑损失,其中 2020 下半年及 2021 年上半年均产生了 汇兑损失。从占归母净利润的比例来看,进入 2021 年上半年,汇兑损 失/归母净利润的比例明显缩小,除深南电路之外,其余公司汇兑损益对 盈利产生的影响均较小。随着人民币汇率的逐步稳定,汇兑损失给各公 司带来的盈利影响会逐步减小。

2.汽车PCB:需求规模持续扩大,国内企业布局领先

2.1. 空间:智能化与电动化大趋势,汽车 PCB 规模加速提升

2.1.1. 汽车智能化:自动驾驶持续渗透,高端 PCB 用量提升

汽车智能化程度提升,PCB 作为基础组件增长明显。我们将当前的汽车智能化主要分为智能驾驶以及智能座舱两个方面,分别从这两个方面探 讨其智能化提升对于 PCB 市场所带来的显著推动作用。

智能驾驶:随着 ADAS 的渗透率不断提升,其所使用的传感器数量 大大增加,PCB 成本相应增加。当前 ADAS 方案的主流传感器选 择为摄像头+雷达,无论是摄像头还是雷达,PCB 板均为其基本组 成部件,摄像头以及雷达使用量的增多大大提升了 PCB 在整车成本 中的占比。据佐思汽研估算,特斯拉 Model3 的 ADAS 传感器的 PCB 价值量在 536-1364 元之间,占整车 PCB 价值总量的 21.4%-54.6%。 随着智能驾驶渗透率的进一步提升,汽车 PCB 将迎来更广阔的市场 空间。

摄像头、雷达使用数量增加,智能驾驶推动多传感器融合。多传感器融 合可保证系统决策的快速性和准确性,仅靠单一或少数传感器难以实现 自动驾驶,多传感器融合对于汽车硬件的种类以及数量提出了较高要求。 各种传感器的性能各有优势,仅靠单一传感器难以实现智能驾驶,多传 感器融合是必然趋势,短期内“毫米波雷达+摄像头”是最好的技术组 合,单长远来看,“激光雷达+摄像头”具备更大的潜力,未来可能成为 主流。

智能座舱:智能座舱是是实现人车交互的关键,硬件组成系统更为 复杂。智能座舱对传统座舱进行了全方位的升级,是车载信息娱乐 系统、流媒体后视镜、视觉感知系统、语音交互系统、智能座椅以 及后排显示屏等电子设备组成的一套完整系统。在车载显示方面, 显示屏块数增加、大尺寸趋势已经形成,而显示背光模组需要使用 大量 PCB,推动汽车 PCB 市场进一步上行。

2.1.2. 汽车电动化:新能源单车 PCB 价值量显著提升,电车渗透带动 总规模增长

新能源车电子成本显著高于传统汽车,其渗透率不断提升为汽车 PCB 市场增长迅速的另一大原因。新能源汽车电子成本占整车成本的比例远 高于传统汽车,据中国产业发展研究网的数据,紧凑车型汽车电子在成 本中占比 15%,中高档轿车占比 28%,混合动力轿车占比达 47%,纯电 动轿车达 65%。

相较于传传统燃油汽车,新能源汽车电子成本的提升主要来源于以下几 个方面:

电驱:电驱系统,也被称为电驱动系统,一般由电机、传动机构和 变化器组成。电机主要负责将电能与机械能相互转化;传动机构将 电机输出的扭矩和转速传递到汽车的主轴,驱动汽车行驶;变换器 主要包含逆变器和 DC/DC 两个器件,其中 IGBT 是逆变器的核心器 件。其中逆变器以及 DC/DC 均需要 PCB 的保护与支撑,大大增加 了 PCB 的使用量。

电控:电动汽车的总控制台,一般由整车控制器(VCU)、电机控制 器(MCU)和电池管理系统(BMS)三个共线子系统组成。整车控制器是各个电控子系统的调控中枢,协调管理整个电动汽车的运行 状态;电机控制器通过接受整车控制器的行驶指令,控制电机输出 指定的扭矩和转速,驱动车辆行驶;电池管理系统主要对与电池系 统的电压、电流、温度等数据进行采集并监测,实现电池状态监测 和分析、电池安全保护、能量控制和信息管理功能。由于每个子系 统都使用了大量的电子元器件,而这些元器件均需要 PCB 板作为连 接和支撑的载体,同时 PCB 可以是系统更加小型化、轻量化以及信 号传输高速化等,在电控系统中广泛使用。据 PCB 资讯的测算,VCU 控制电路 PCB 用量在 0.03 平米左右,MCU 中控制电路 PCB 用量在 0.15 平米左右。BMS 主控电路 PCB 用量约为 0.24 平米,单体管理 单元则在 2-3 平米。

动力电池模组用 FPC:新能源汽车动力电池软板渗透迅速,新能源 汽车增长迅速带动市场快速扩大。采集线是实现监控电芯电压和温 度的重要部件,此前采用传统的铜线线束方案。软板由于具有更好 的保护、更小的空间、更小的重量、更高的装配效率、更好的一致 性等优势,已经成为新能源汽车主流电池配套方案。相较于传统线 束而言,FPC 具有安全、轻量、工艺灵活、自动化生产等方面的优 势,能够满足动力电池高能量密度和低成本的需求。FPC 软板可以 看成是动力电池 BMS 的神经系统,与其他电子元器件主要起以下 作用:监控动力电池电芯的电压和温度;连接数据采集和传输并自 带过流保护功能;保护动力电池电芯,异常短路自动断开;延长动 力电池使用寿命等。

新能源汽车市场方兴未艾,电动汽车 PCB 价值量远超传统燃油车。据 国际汽车制造商协会的数据,受疫情影响,2020 年全球汽车销售量 7797.12 万辆,同比下降了 13.77%。而新能源汽车逆势上涨,据 EV-sales 的数据,2020 年全球新能源汽车(包含纯电动与插电式混合动力)销量 312.48 万量,相较于 2019 年的 220 万辆,大幅增加 42.04%。根据我们 的测算,随着电动车的渗透率不断提升以及汽车智能化的发展,未来汽 车 PCB 市场规模有望超过千亿元人民币。(报告来源:未来智库)

2.2. 产品结构:HDI 和 FPC 占比提升明显,高端化趋势明确

4-8 层板仍为汽车 PCB 主要用板,HDI 和 FPC 占比提升。对比 2018 年与 2020 年汽车 PCB 板结构不难发现,虽占比出现下滑,多层板(2 层 以上)依然为汽车的主流 PCB 板,从 2018 年占比 51%下降到 2020 年 的 45%。而与之相对应的则是 HDI 和 FPC 的占比逐渐提升,其中 HDI 占比由 2018 年的 7.5%提升至 2020 年的 11.5%,FPC 则由 12%提升至 15%。随着汽车电子化的发展以及内部空间的限制,对于 PCB 板的要求 越发提高,我们预计 HDI 与 FPC 的比例在未来将进一步提升。

2.2.1. 硬板:HDI 与高频雷达板需求提升,产品结构加速升级

硬板在汽车电子系统上应用广泛,汽车电子化推动硬板加速升级。PCB 硬板广泛应用于汽车胎压检测系统、电池监控模块、车体充电端口、逆 变器控制、车载 ABS 系统、汽车空调系统、导航系统、汽车照面系统等。 传统汽车硬板以普通多层板,双面板居多,随着整车电子部件搭载量的 提升,以及部分部件如整车控制系统高度集成化等特点,对车用板布线 密度、散热能力、可靠性等提出更高要求,车用板向多层化、高密度化、 轻薄化、高频化(毫米波雷达、激光雷达用)等方向升级。具体可以分 为以下几个方面:1)车身控制安全系统:高频信号传输,需要采用高 频材料;2)动力引擎控制:需要采用高电压、大电流、厚铜加工技术; 3)照明:采用 LED 车灯,需要采用金属基板散热;4)车载通讯及车 内装饰:从多层板转向高密度互联板。

毫米波雷达对电路尺寸精度要求高,用板为高频高速板。毫米波雷达可 通过微带列阵方式将波束做窄,即将多根天线集成在 PCB 上。由于毫 米波频率高,对电路尺寸精度要求高,所需印制电路板为高频板材 PCB。 据头豹研究院,毫米波雷达中,成本比例最高的为算法(包括人力和时 间成本、数据投入等),PCB 占成本的比例大约为 10%左右。当前 24GHz 与 77GHz 的毫米波雷达价格分别约为 300 元、400 元左右,以均价 350 元计算,L2 自动驾驶级别的汽车需 3 个左右,随着自动驾驶级别的提升, 毫米波雷达的使用数量有望提升至 6 个以上,而单车毫米波雷达板的价 值也将由 115 元左右提升至 200 元以上。

2.2.2. 软板:电池管理系统催生需求,国内企业深度受益

FPC 具有轻薄、可弯曲、可折叠、圈绕、配线密度高等特点,汽车 FPC 需求高速增长。FPC 原先主要运用于消费电子产品,现在由于汽车电子 化不断深入,也广泛用于车载电子上。目前车用 FPC 主要应用在 LED 车 灯、变速箱、BMS、车载显示屏、信息娱乐系统等。随着汽车的智能化 与电动化的深入,未来单车 FPC 用量有望超过 100 条。据战新 PCB 产 业研究所预测,至 2022 年汽车用 FPC 市场规模将增长至 70 亿元。

动力电池软板需求迅速起量。宁德时代与比亚迪于 2017-2018 年左右率 先在电池模组中使用 FPC,在这两大龙头企业的带动下,中航锂电、亿 纬锂能、欣旺达、力神等动力电池厂商也纷纷加入其中。新能源汽车由 于续航里程长短不同,对电池模组的需求量也不同,通常一辆新能源车 的模组使用量在 6-16 个之间,若按照单量电动车 10 个电池模组左右, 每个模组 FPC 使用量 1 个,我们预计 2023-2025 年左右新能源汽车动力 电池模组的 FPC 使用量有希望达到 1 亿条,按照一条 40-50 左右的价格计算,市场规模将达 50 亿元左右。

目前大陆汽车电池产能最大,国内企业东山精密、鹏鼎控股以及景旺电 子等积极布局,未来将深度受益于产业配套。电池管理系统 FPC 主要供 应商包括东山精密、鹏鼎控股、景旺电子、弘信电子、五株科技、安捷 利、紫翔电子(母公司为日本旗胜)。由于电池管理系统软板需要依赖 于和电池企业的深度合作,而比亚迪和宁德时代等等大陆企业占据了全 球产能大头。目前国内企业东山精密、鹏鼎控股以及景旺电子等均与电 池企业积极配合,未来有望深度受益。

2.3. 供给端:国内厂商积极扩产,深度受益于量价齐升大趋势

国内厂商积极扩产,客户认证门槛较高。车用板认证门槛高,订单确定 性、盈利性更好:区别于以往消费电子用板,大规模化供应要求专线专 供,海外 Tier1 及整车厂一般认证周期 2-3 年,国内 Tier 1 及造车新势力 一般 2 年,车载媒体用板多为后装市场,一般认证周期 1.5-2 年。进入 下游核心供应链,不出问题情况下订单周期长达 5 年以上。在认证周期 较长的情况下,已经在汽车大客户实现量产出货或者通过认证的企业、 以及有着优质客户资源的企业在行业内竞争优势明显。

汽车 PCB 市场竞争格局较为分散,国内厂商占据一席之地。汽车 PCB 市场份额排名第一的为 CMK,第二为旗胜,前几位均被国外产商占据。 其他占据份额较大的分别为中国台湾厂商敬鹏、健鼎,以及内地厂商沪电股 份、依顿电子、世运电路、超声电子等企业。内地这几家厂商占比分别 为 2.8%、2.5%、2.1%及 1.8%,随着国内新能源汽车的渗透率快速提升 以及国内厂商在汽车 PCB 市场的布局逐步完善,我们预计国内 PCB 厂 商将有机会进一步扩大市场份额。

3.服务器PCB:数据中心扩容升级在即,PCB迎来量价齐升

3.1. 数据爆发时代,服务器出货量逐步迈入高速增长期

服务器是重要的网络节点,需要存储、处理网络上超过 80%的数据和 息,可以被认为是网络的灵魂。其承载着为 PC、智能手机、大型系统 计算和应用服务的功能。在下游云计算、5G、AI 等的带动 下,需要处理和存储的大大增加。据 IDC 预测,全球数据圈(以 数据圈代表每年被创建、采集或是复制的数据集合)将从 2018 年的 32ZB 增长至 2025 年的 175ZB,增幅将超过 5 倍。

国内来看,我国已经成为 全球重要的数据大国,随着“中国制造 2025”、“数字中国”等一系列的 产业政策推动我国的产业信息化、智能化转型,IDC 预计到 2025 年中 全球数据量的 27.8%。PCB 作为服务器的基础组成部件,市场 规模也在不断攀升,以下我们将分别从几个方面分析服务器下游的增长 对于服务器领域的影响及推动作用。

云计算浪潮之下,全球云基础架构服务支出规模保持高增长。根据思科 最新全球云指数报告,云计算的工作量将从 2016 年的 83%上升至 2021 年的 94%,而传统的数据中心工作承载量在 2021 年的占比仅为 6%。同 时,数据中心内部消耗的流量占比将达到 71.5%,数据中心与数据中心之间的流量消耗占比为 13.6%。

数字化转型、后疫情时代世界经济复苏,全球云基础架构服务支出规模 保持高增长。2020Q1 全球云基础架构服务支出规模同比增长 35%至 418 亿美元,首次超过了400亿美元,比2020Q1高出近110亿美元,比2020Q4 高出近 20 亿美元。在过去的 12 个月,随着企业组织适应新的工作方式、 客户互动以及业务流程和供应链方面的动向,加快步伐的数字化转型加 大了对这些服务的需求,再加上一些经济体迎来复苏,辅以政府刺激、 大规模新冠病毒疫苗接种计划启动,云基础架构服务支出规模有望继续 保持增长态势。

物联网市场快速发展,AI 服务器需求增加。随着 5G 的快速发展,物联 网终端设备数量激增,边缘计算重要性不言而喻,尤其是在智慧交通管 理、智能驾驶、智能制造、智慧医疗等领域。自 2016 年 AI 训练服务器 出现以来,更多场景的低时延需求,各行业企业需要将 AI 推理能力部 署到更靠近场景的边缘侧,使得计算能力向边缘侧下沉。据 IDC 预测, 到 2023 年,全球超 50%的新建基础设施将部署在边缘,有近 20%用于 支撑 AI 工作负载的服务器将部署在边缘侧,我们预计边缘侧服务器的数量未来几年将会保持增长态势,同时 AI 服务器将会与边缘侧更深度 融合。

全球服务器出货量快速增长,中国市场发展向好。2021 季度全球服务器出货量同比增长 8.3%,接近 280 万台;批量服务器销售额增长 15.4%,达到 173 亿美元。 第二季度出货量超过 320 万台,销售额逼近 200 亿美元。三、四季度, 预期服务器维持高需求,相对其他行业维持较速度。新冠肺炎疫 情促成的线上办公模式对服务器需求持续增加,同时视频会议、影音流 媒体及线上购物等需求持续上升,促使云计算企业增购服务器,预估下 半年将达到全年全球服务器出货高峰。IDC 中国预测,中国服务器市场 规模将在未来 5 年维持 12%以上的同比增长率,发展韧性强劲。

需求良好+政策推动,PCB 市场迎来发展良机。受益于各地政府推出的 智慧城市建设,对大型数据中心的需求越来越强烈,同时国家“信息安全” 发展战略下,政府、能源、电力、金融等关键领域对服务器的国产化替 代趋势明显,为国产服务器市场带来了良好的发展机遇。叠加 5G、AI等下游需求的推动下,我国的 PCB 市场发展迅速。据 IDC,2020 年我 国服务器市场出货量 350 万台,同比增长 9.8%,市场规模达到了 216.49 亿美元,同比增长 19.0%。PCB 在服务器中应用广泛,按照应用可以分 为主板、电源背板、硬盘背板、网卡、Riser 卡等,在服务器出货量不断 上升的背景下,PCB 的应用数量也将水涨船高。

3.2. 服务器转型倒逼 PCB 技术升级,服务器 PCB 迎来量价齐升

PCB 是服务器的重要组成部件。服务器是网络环境中的高性能计算机, 它侦听网络上的其他计算机(客户机)提交的服务请求,并提供相应的 服务。PCB 便是承载服务器运行的关键材料。从材料结构角度来细分, 服务器内部涉及 PCB 板的主要部件包括 CPU、内存、硬盘、硬盘背板 等;从 PCB 的用途来分,PCB 板基本上包括了背板、高层数线卡、HDI 卡、GF 卡:

背板。背板是用于承载各类 line cards 的载体,层数在 20 层以上, 板厚在 4.0 mm 以上,纵横比大于 14:1。

LC 主板。LC 的主板层数在 16 层以上,板厚在 2.4 mm 以上,0.25 mm的via hole的设计,外层线路设计通常在0.1 mm/0.1 mm及以下。

Memory card。Memory card 因受面积限制,层数在 10 层以上,Plus 3 HDI+IVH 设计,线路密度设计为 0.1 mm/0.1 mm 及以下

当前服务器平台方案正由 Purely 转为 Whitley。根据 Intel 规划,服务 器平台方案正由 Purely 转为 Whitley 方案。Whitley 平台方案包括 Cooper Lake 和 Ice Lake 两代。其中,Cooper Lake 沿用 Purely 方案中的 PCIe 3.0 通道;Ice Lake 将首次支持 PCIe 4.0 总线设计。再下一代 Eagle Stream 平台已经在打样中,包括 Sapphire Rapids 和 Granite Rapids 两代, 同步支持 PCIe 5.0。其中,PCle 3.0 接口对应的信号传输速率为 8Gbps; PCle 4.0 接口则拥有 16Gbps 的传输速率;36Gbps 传输速率对应于 PCIe 5.0 接口。根据总线标准的不同,平台方案分别需要不同层数和基材的 PCB 支持。

PCB 技术升级要求同步降低 Df 值,倒逼 CCL 高速化。高速 CCL 材料 按低介电损耗从大到小可以分为 STD Loss、Mid Loss、Low Loss、Very Low Loss、Ultra Low Loss 以及高频七个等级。由于两节点之间的传输损耗与传输频率和单位距离传输损耗正向相关,当传输速率提高时,传 输频率同步提高。为降低两节点间的传输损耗,保证信号的完整性,则 需降低由低介电损耗决定的位距离传输损耗。因此高传输速率倒逼 CCL 高速化,Pcle 3.0 采用 Mid Low 级别 CCL,对应 Df 值在 0.014~0.02 之 间;Pcle 4.0 则需要 Df 值在 0.008~0.014 之间的 Low Loss 级别 CCL 材 料;未来 PCIe5.0 将采用 Very Low Loss 及以上级别的材料,彼时 Df 值 需低于 0.008。

服务器性能与 PCB 技术联系紧密,PCB 技术升级势在必行。服务器算 力的提升主要依靠整个服务器平台,即 CPU、芯片组和总线(PCle 为最 主要总线),因此服务器的升级主要体现在整个平台的演进。服务器主 板 PCB 是由多层导电图形和低介电损耗(Df)的高速覆铜板(CCL)材 料压制而成的。由于 PCB 是 PCle 总线中的关键组件,高等级的总线标 准带来的高传输速率需要 PCB 层数和基材的支持,即 PCB 层数需要不 断增加,CCL 材料 Df 值也需同步降低。因此服务器平台的升级往往会 提高对于 PCB 技术的要求。

服务器平台转型推动服务器 PCB 层数由低至高,未来将向 16 层以上增 加。要保证运算效率和传输速度,需要对 PCB 的设计和结构进行优化。 随着 PCB 的层数增加,可供走线的空间加大,灵活性增加,从而达到电 路阻抗、高效走线的目的,提高信号的传输速度。因此高速率的电信号 传输需要 PCB 主板的层数较大幅度的提高。目前,服务器 PCB 板多为 8-16 层的板材,10 层板为服务器 PCB 板的主要板材。随着服务器平台 的演进,服务器 PCB 持续向更高层板发展,对应于 PCIe 3.0 的 Purely 服务器平台一般使用 8-12 层的 PCB 主板;但 Whitley 搭载的 PCIe 4.0 总线则要求 12-16 层的 PCB层数;而对于未来将要使用 PCIe 5.0 的 Eagle Stream 平台而言,PCB 层数需要达到 16 层以上。

服务器 PCB 层数增加推动价格升高,同步推动产值增长。更高层 PCB 的单价将大幅提升。根据 Prismark,截至 2019 年,8-16 层 PCB 板平均 价格为 460 美元/平方米;18 层以上 PCB 板平均价格将达到 1466 美元/ 平方米,价格增长幅度为 219%。据预测,2020 年服务器 PCB 的产值约 为 56.92 亿美元,占 PCB 总产值的比例约为 9.11%,而 2024 年 PCB 的 产值将来到 67.65 亿美元,由于其他领域 PCB 的快速增长,占总产值的 比例将下降到 8.92%。

3.3. 供应链跟踪:台企业务持续创新高,侧面佐证需求爆发

服务器供应链上游铜箔、CCL 供应商业绩持续创新高,侧面反应服务 器市场需求逐步放量。铜箔厂商金居,月度营收连续提高 11 个月,2021 年 8 月同比增长率达到 66.2%。法人会预期金居下半年将继续走高,且 在产品结构调整之下,2022 年表现将更优于 2021 年。CCL 厂商台光电 单月营收连续半年保持高速增长,同比增长率最高可达 65.5%。预期台 光电的第三季度出货进一步扩张,在服务器板、手机 HDI 材料及类载板 等相关产品出货旺季下再创新高。

服务器 PCB 企业营收持续创新高,也进一步反应服务器市场需求逐步 放量。金像电为全球第一大服务器板厂商,7、8 月营收连续创造新高, 三、四季度有望保持增长势头,且订单曝光率达第四季,需求看好。健 鼎也是服务器板主要生产厂商,自 6 月以来月度营收显著回升,预期下 半年随着消费电子进入旺季,产能、营收都将继续改善。台企服务器 PCB 厂商的业绩增长也侧面反映出服务器 PCB 市场的火热。

3.4. 国内服务器厂商崛起,PCB 厂商深度受益

大陆品牌商市场份额逐年提升,前四大品牌份额占到 25%。据 IDC 预 计,2021~2025 年,中国服务器市场规模将由 257.31 亿美元升至 410.29 亿美元,保持 12.5%的年复合增长率。从全球服务器厂商市占率方面看, 大陆服务器品牌厂商份额在逐年提升。全球前十大服务器供应商中有 4 家是大陆品牌厂商(浪潮、联想、华为、新华三),所占比例分别为 15.8%、 6.4%、8.3%、4.8%,国内服务器厂商的崛起也必将带动国内 PCB 厂商 的发展。

服务器 PCB 领域大陆与中国台湾供应逻辑不同,大陆厂商势头更。国内 排名前三的服务器 PCB 供应商分别为中国台湾金像电子、中国台湾健鼎科技和大 陆广合科技。台系厂商和大陆厂商的供应逻辑并不相同,台系 ODM 服务器占据主导地位,而大陆则是品牌服务器处于供应链 导。

一方面而言,相较于 ODM 厂商为主导的台系厂商供应链, PCB 厂商与服务器品牌商有着更多的合作经验;另一方面来讲,中美贸易摩 擦后,国内品牌厂商对国产材料的导入进展加快。在国内服务器品牌厂 份额持续扩张的情况下,大陆 PCB、CCL 供应商也相应迎来发展 会。总结来看,大陆 PCB 供应商伴随大陆品牌服务器厂商成长的确定性 较强。大陆厂商形成强劲的发展势头,营收和利润增速明显高于台系厂 ,国内品牌服务器的市场占有率有望进一步扩大。此外,大陆公司以 远超台系厂商的投入适应全球技术更替迅速的背景,逐年增加整体研发 费用,有望率先突破技术壁垒和抢占市场份额。

4.Mini-LED用板:MiniLED渗透率快速提升,国内企业积极布局

4.1. Mini-LED 渗透率不断提升,对 PCB 提出更高要求

4.1.1. Mini-LED 性能优异,市场规模广阔

Mini-LED 综合性能优异,背光市场先行打开突破口。一般而言, Mini-LED 100-300μm 大小的 LED 芯片,芯片间距在 0.1-1mm 之间, 采用 SMD、COB 或者 IMD 封装形式的微型 LED 器件模块,往往应用 于 RGB 显示或者 LCD 背光,目前背光方案为市场主流方案,直显的渗 透率目前仍较低。Mini-LED 继承了无机 LED 的高效率、高亮度、高可 靠性以及反应时间快等特点。相比传统背光设计,Mini-LED 具有更好 的亮度均匀性以及更高的对比度。相比 OLED,Mini-LED 具有更长的寿 命以及更高的亮度等优点,同时 Mini-LED 具有较为明显的价格优势, 尤其是 8K 以及超大尺寸(75 英寸及以上)方面。

Mini-LED 市场发展迅速,市场规模有望突破 20 亿美元。苹果于 2021 年 4 月的发布会上推出的新款 iPad pro,搭载了 Mini-LED 屏幕,使用了 超过 10000 颗灯珠,超过 2500 多个局部调光区。三星也于 3 月份在我 国国内发售搭载 Mini-LED 屏幕的电视。在苹果与三星的引领下,各大 厂商纷纷跟进,Mini-LED 市场规模迅速扩大。根据 Arizton 的预 测,2021-2024年,全球Mini LED的市场规模有望从1.5亿美元提升至23.2 亿美元,年复合增长率高达 149%。Mini-LED 市场在大尺寸领域率先爆发, 随着成本的逐步下降,Mini-LED 将加速向中尺寸渗透,市场规模将进 一步水涨船高。

4.1.2. Mini-LED 对背板提出了更高要求,当前 PCB 为主流方案

Mini-LED 由于芯片尺寸以及间距的缩小,对基板提出了更高要求。 Mini-LED 基板方案目前主要有 PCB、FPC 和玻璃三种,其中 PCB 和玻璃基板比较受青睐。PCB 基板与玻璃基板的区别主要体现在以下几个方 面:PCB 材料的成本显著高于玻璃材料,由于玻璃基板工艺复杂,综合 成本较高,短期内玻璃基板仍将受制于良率低以及规模化程度不高等问 题。PCB 基板结构强度高,技术较为成熟,但工艺精度低,玻璃基板导 热性等性能高,成本较低,但基板工艺不成熟,易破损。在目前的技术 工艺条件下,PCB 方案为 Mini-LED 基板的主流方案。

LED 芯片面积减小,间距缩小,对 PCB 制作要求越来越高。常见的基 板有 PCB、FPC 以及 BT-FPC。由阻燃 4(FR-4)材料制成的 PCB 是 LCD 背光的LED材料中应用最广泛的材料,随着 LED的发光效率大幅提升, FR-4 PCB逐步取代了金属 PCB,目前 Mini-LED 背光源普遍使用 FR-4, 为了减少背光源的厚度,部分厂商也引进了 FPC 以及 BT-FPC 方案。随 着芯片的尺寸与间距的不同,对 PCB 板的要求也不同,间距越小,对 PCB 的性能要求越高,目前常用的 PCB 基板一般为 6 层 2 阶和 8 层 3 阶。未来随着 Mini-LED 间距的进一步缩小,对 PCB 板的要求将会更高。(报告来源:未来智库)

4.2. Mini-LED 渗透,PCB 市场增长迅速

电视厂商积极推出 Mini-LED 产品,大尺寸领域正逐步取代 OLED。在 大尺寸领域,Mini-LED 的成本要低于 OLED 屏幕,在显示效果足以媲 美 OLED 的情况下,Mini-LED 同时还拥有更长的使用寿命。2021 年以 来,三星、创维、LG、TCL、康佳等厂商分别发布搭载 Mini-LED 技术 的电视。在高端大屏电视领域已经开始实现对于 OLED 电视的替代,随 着 Mini-LED 技术的不断升级以及良率的提高,Mini-LED 的成本将会进 一步降低,将会逐步渗透中高端电视领域。据我们的调研,65 英寸的 Mini-LED 电视面板 2019 年的成本价格大约在 700 美金左右,而 2021 年的成本已经降到了 300-400 美金左右。当前电视厂商正在积极的推广 Mini-LED 电视,从今年 618 的线上数据看,Mini-LED 电视的占比 0.2%, OLED 占比 0.4%,Mini-LED 电视大有反超 OLED 之势。据洛图科技的 预测,2021 年 Mini-LED 电视的市场销量为 300 万台,而 2025 年这个 数字将达到 1,800 万台,2021-2025 年的 CAGR 高达 56.5%。

中尺寸市场有望逐步渗透,小尺寸短期难以起量。据日经新闻与 Fomalhaut Techno,苹果 2021 年 iPad Pro 成本预计在 510 美元,比上一 代高出 30%,Mini-LED 背光模组的成本预估为 90 美元,仍处于较高水 平。但由于高画质、低功耗等优势,性能方面表现仍好于 OLED,未来 随着成本的进一步下降,中尺寸市场的渗透率将进一步提升。小尺寸领 域,由于手机屏下指纹识别、折叠屏与轻薄的需求,短期内小尺寸领域 Mini-LED 渗透难度较大,OLED 仍将为主流高端手机用屏幕。

供应链逐渐成熟,电视、笔电、平板领域将成为 Mini-LED 主要下游应 用领域,PCB 基板市场或将达到百亿元。目前国内的 Mini-LED 供应链 基本成熟,制造成本也在显著降低,Mini-LED 背光显示屏呈现爆发式 增长。据 CINNO Research 预测,到 2025 年,Mini LED 背光模组年出货 量将达到 1.7 亿片左右,其中显示器、笔记本、平板等中小尺寸消费应 用将占 65%左右,而基板面积大约将达到 4,100 万㎡,其中 75%是电视 背光基板。根据我们的调研,Mini-LED PCB 基板单片的价格约为 20 美 元左右,2025 年 Mini-LED 用 PCB 的市场规模或将接近 200 亿元,考虑 到未来价格的下降,Mini-LED PCB 基板市场仍将接近百亿元。

4.3. 国内 PCB 相关厂商布局先进,迎来新一波发展机遇

Mini-LED 大规模商用,PCB 厂商受益明显。PCB 基板在 Mini-LED 背 光模组中的成本占比最大,据我们的预估,大约为 40%左右。Mini-LED PCB 的门槛主要体现在规模化量产能力以及良率方面。国内已经有多家 厂商研发出 Mini-LED PCB 基板,我们认为快速规模化量产能力以及提 高良率是当前衡量 PCB 厂商的竞争标准。随着 PCB 规模化量产水平的 提高以及良率的提高,Mini-LED PCB 基板的生产成本有较大的下降空间,而 PCB 成本的下降对于 Mini-LED 渗透率的提升有推动作用,二者 有望形成良性循环。

PCB 厂商加大 Mini-LED 基板投入,国内厂商迎来机遇。从全球范围内 看,当前已经研发出 Mini-LED PCB 基板的厂商较多,包括中国台湾企业欣 兴、泰鼎、同泰,韩国永丰,大陆企业鹏鼎控股、中京电子、胜宏科技、 奥士康等。快速的市场响应能力、大规模量产能力以及产品良率就成了 各厂商的核心竞争力。国内 Mini-LED 产业链配套相对成熟,从芯片端 到封装、显示端,国内基本实现完整的 Mini-LED 产业链,这给国内 PCB 厂商的发展带了机会。

鹏鼎控股 Mini-LED 用超薄 HDI 开始放量,供应能力全球领先。公司前 期投建两条产线均已量产,大客户 A相继推出搭载 mini-led 的 iPadPro, mini-led 的 MacBook Pro,上半年由于产能及良率的爬坡影响盈利能力尚 未体现,下半年良率大幅提升,盈利能力大幅提升。同时公司还将继续 加码 mini-led 用板,在现有月产能 9 万平米的基础上继续扩产第三条产 线。

Mini-LED 渗透率提升+国内产业链配套,国内 PCB 厂商大有可为。我 们认为,在当前 Mini-LED 加速渗透的背景下,玻璃基板的良率以及规 模化程度较 PCB 板仍有较大差距,PCB 在短期内是 Mini-LED 背板的主 流选择。国内 Mini-LED 产业链上下游配套完善,产业链实现了自主可 控,在国内 PCB 厂商良率不断提高、成本不断下降的情况下,国内 Mini-LED 厂商会优先考虑国内 PCB 企业作为供应商。同时,经过近些 年的产业转移,我国是世界 PCB 第一大生产国,国内相关厂商在 Mini-LED 渗透率不断提升的情况下,国内厂商将迎来新一波发展机遇。

5.XR用板:量价齐升趋势明确,高端PCB需求空间打开

XR(AR/VR/MR)设备作为 AIoT 核心智能硬件,行业重回升势。IDC预测 VR 设备 2020 年达到约 600 万台,预计到 2024 年有望出货 3550 万台,CAGR 高达 56%。其中一体机 VR 出货量预计从 2020 年的 309 万台增长到 2525 万台(CAGR~69%),而有线式 VR 出货量预计从 2020 年的 289 万台增长到 1026 万台(CAGR~37%)。同时 IDC 预测 AR 设备 2020 年达到约 69 万台,预计到 2024 年有望出货 4100 万台,CAGR 高 达 177%。其中一体机 AR 出货量预计从 2020 年的 41 万台增长到 2400 万台(CAGR~176%),而有线式 AR 出货量预计从 2020 年的 25 万台增 长到 1708 万台(CAGR~188%)。

XR 设备出货量即将迎来爆发,相关 PCB 市场规模快速增长。据 IHS 的数据,Meta Oculus Quest 2 中,软硬板的成本大约在 30 美元左右。未 来随着集成度的增加以及软板技术的升级,产品的价值量则会更高。若 2021 年 XR 设备的出货量按照 800 万计算,单个设备软板价值以 30 美 元计算,XR 用板的市场规模达到 2.4 亿美元左右。假 XR 设备出货量 在 2025 年能达到 1 亿台左右,不考虑软硬板价格的变化,XR 设备用软 硬板市场规模仍将达到 30 亿美元。

XR 设备集成度日益提升,对 PCB 要求进一步变高。由于 XR 设备在较 小的空间上集成了大量的电子元器件,集成密度较高,同时对于精度、 速度提出了更高的要求,传统的 PCB 板已经无法满足性能要求。高端 HDI 与 FPC 软板被广泛使用在 XR 设备中。高端 HDI 板以及 FPC 的使 用让 AR/VR 产品更加小型化、轻量化,同时满足性能和效率的更高标 准。

其强大的处理能力需要搭载 SiP 级封装基板 SLP,SLP 有望成为 XR 设 备主芯片的核心部件。由于 VR/AR 产品的尺寸以及质量仍在呈现出不 断减小趋势,以 Oculus 为例,其 Quest 2 产品相较上一代 Quest,在质 量上轻了 10%左右,像素高了 50%左右。在高度集成与 PCB 空间无法 增加的情况下,造成 PCB 布线更加密集,导线宽度、间距缩小,孔径与 中心距离缩小,绝缘层的厚度降低,而传统 HDI 工艺能力受限,难以满 足我们预计堆叠层数更多、线路间距更小、可承载更多功能模组的要求。 SLP 板可以将可将线宽/线距从 HDI 的 40/50 微米缩短到 20/35 微米,即 最小线宽/线距将从 HDI 的 40 微米缩短,相较 HDI 更能节约空间。目前 SLP 已经应用于手机终端上,随着 XR 设备的不断小型化以及轻型化, 我们预计未来 XR 设备也将逐步应用 SLP 类载板技术。

而 SIP 封装能更好满足小型化需求, SIP 级别封装的 SLP 在 XR 设备 中应用前景广泛,且技术要求更高。SiP 模组是一个功能齐全的子系统, 它将一个或多个 IC 芯片及被动元件整合在一个封装中,SIP 封装不但可 以缩小体积,还可以缩小不同 IC 间的距离,提升芯片的计算速度。具 有尺寸小,时间快等优点。SLP(类载板)可将线宽/线距从 HDI 的 40/50 微米缩短到 20/35 微米,苹果在 iPhone 8 上使用 SLP 类载板技术,其他 手机品牌以及消费终端产品也在陆续使用 SLP 板。并且随着 SIP 封装在 XR 设备的应用,我们预计未来 XR 设备也将逐步应用 SIP 级的 SLP。

软板使用数量多,层数不断增加。FPC 软板广泛应用于 XR 产品的内部 联通,随着内部集成度的不断提升,FPC 层数的提升是必然趋势。多层 FPC 是将 3 层或更多层的单面或双面柔性电路层压在一起,通过钻孔、 电镀形成金属化孔,在不同层间形成导电通路。这样,不需采用复杂的 焊接工艺。多层电路在更高可靠性,更好的热传导性和更方便的装配性 能方面具有巨大的功能差异。据我们的调研,单个 VR/AR 眼镜中 FPC 使用数量超过 10,头显设备中使用的 FPC 数量则会更多。

目前国内鹏鼎控股以及东山精密均在 XR 用板中积极布局,并向 F 客户 等主要玩家供货,未来有望深度受益于 XR 用板量价齐升趋势。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:【未来智库】。

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