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PCB专题:5G驱动,机会已至!——行业篇

PCB专题:5G驱动,机会已至!——行业篇 汇垠澳丰资本
2020-04-17
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PCB—电子产品之母,技术变革创新产品刺激需求,需求驱动技术发展。




PCB定义



PCB是Printed Circuit Board的简称,中文名为印制电路板或印刷线路板。PCB主要功能是让各种电子零组件形成预定电路的连接,因其采用电子印刷术制作而成,故被称为“印刷”电路板。印制电路板是组装电子零件用的关键互连件,不仅为电子元器件提供电气连接,也承载着电子设备数字及模拟信号传输、电源供给和射频微波信号发射与接收等业务功能,PCB制造品质不仅影响电子产品的可靠性,且会影响芯片与芯片之间信号传输的完整性。


由于绝大多数电子设备及产品均需配备PCB,PCB产业发展水平可在一定程度上反映出一个国家或地区电子信息产业的发展速度与技术水平。




PCB技术发展趋势



PCB不是新的概念,从它诞生之日起到现在,已有80多年历史。总体来看,PCB不断往高精密、高性能、小型化、自动化制造方向发展。根据技术成熟度,可将PCB的发展分为几个阶段:


1、诞生初期(1936年至1950年)

印制电路板出现之前,电子元件之间的互连是依靠电线直接连接而组成完整的线路。人们为了简化电子机器的制作,减少电子零件间的配线,降低制作成本等目的,开始研究以印刷方式取代配线的方法。PCB的诞生以1936年Paul Eisner博士在收音机应用印刷电路板为标志,且初期的PCB制造主流方法为“加成法”,即在绝缘板表面添加导电材料来形成导电图形。


2、探索期(20世纪50至60年代)

1953年开始,PCB生产开始采用“减成法”工艺,具体来讲就是在覆盖有铜箔的PP基材上,通过化学药品溶解除去不需要的铜箔,剩下的铜箔就形成了电路,代表产品为索尼公司的手提式晶体管收音机。60年代,GE基材受到欢迎,形成“工业设备采用GE基材、民用设备采用PP基材”的局面。


3、快速发展期(20世纪70至80年代)

70年代以前,单层PCB占领市场,70年代后,多层PCB快速发展,逐步代替了单层板和双层板,成为主流产品。同时,PCB线路板设计实现了高密度化,插入式过渡为表面贴装技术(SMT)。


4、技术变革期(20世纪90年代至今)

90年代后,柔性PCB出现并得到快速发展,积层法制造的高精度PCB(HDI)开始实用,IC元件封装形式也进入BGA、GSP封装阶段。21世纪后,高密度PCB、芯片级封装板、以及有机层材料为基板的多芯片模块封装印制板得到迅猛发展。




PCB产品分类



PCB可按照基材柔软性、导电涂层数、技术发展方向进行分类。

按照基材柔软性可分为刚性板、挠性板、刚挠结合板;

按照导体涂层数可分为单面板、双面板、多层板;

按照技术路径的不同可分为普通多层板、背板、高速多层板、金属基板、厚铜板、高频微波板、HDI、封装基板等;

目前市场中,高端PCB产品包括高多层板、HDI板、挠性板、封装基板等


图:PCB的分类及主要应用


技术含量最高的PCB:封装基板


封装基板是芯片封装中不可或缺的一部分,不仅可以为芯片提供支撑、散热和保护作用,还为芯片与PCB之间提供电子连接,甚至可埋入无源、有源器件以实现一定系统功能。封装基板与芯片之间存在高度相关性,不同的芯片往往需设计专用的封装基板与之相配套。然而,由于封装基板技术难度高、资金投入量大,本土企业一直难以进入该领域。我国仅有深南电路、兴森科技、崇达技术、丹邦科技具备封装基板的生产能力。封装基板占封装材料比重超过50%,根据Prismark预测,2018年至2023年封装基板的年均复合增长率约为4.9%,将领跑PCB行业。


根据产值分布来看,PCB产品占比前四分别为多层板(39.4%)、挠性板(19.9%)、HDI板(14.8%)及IC封装基板(12.1%)。


图:2018年全球PCB细分产品结构


数据来源:前瞻产业研究院整理




PCB产业链



图:PCB产业链

数据来源:西南证券整理


PCB产业链上游,铜箔和玻纤布是制造覆铜板(CCL)重要材料,其中铜箔成本约占CCL的30%—50%,玻纤布成本占CCL的25%—40%。值得关注的是铜箔,由于铜箔行业集中度高(全球前十大生产商占据73%的产量),铜箔生产商议价能力强,铜价的上涨将转移到产业链下游。除此之外,由于环保压力增加,木浆纸价格上涨也增加PCB厂商的制造成本。


产业链中游的CCL占整个PCB生产成本的20%—40%,同样,CCL生产厂商集中度较高,龙头企业掌握定价权,将价格上涨转移至PCB厂商。在PCB产业链中,原材料价格的上涨很容易传导至PCB厂商,因此长期来看,PCB成本是上升的趋势。


PCB厂商行业较为分散,全球前十厂商市占率不超35%,国内约1500家厂商中,仅有137家营收过亿。而近年来原材料价格上涨,叠加环保政策趋严的大环境下,部分落后产能出清,行业向集中化发展,有利于PCB厂商将上游价格上涨转嫁至下游应用领域。


电子元件基本上都依托PCB而构成电子产品,因此PCB产业链下游应用领域丰富,涵盖通信、消费电子、计算机、航空、医疗、通信等各方面。未来快速拉动PCB发展主要包括汽车电子、消费电子、通信等领域,其他领域将保持稳定


汽车电子PCB主要应用于汽车电子控制装置和车载汽车电子装置,特别是新能源汽车的电控系统和车联网发展,将拉动汽车电子PCB需求。经相关券商测算,新能源汽车特有电控系统所带来的新增单车PCB价值约为3140元。


PCB中的背板、高速多层板、高频微波板、多功能金属基板是通信领域主要的PCB需求。5G基站建设将带动高频、高速、多层板的发展,并且由于5G对介电系数、热膨胀系数、吸水耐热性等方面要求相比4G要高,需要更高性能的PCB。因此,5G的建设使得PCB量价齐升


消费电子主要包括移动手机、家电、智能穿戴设备等。随人工智能和物联网的发展,消费电子不断发生创新,如智能家居的出现,提升人们便利性,拉动PCB市场。另如5G手机的推出叠加5G建设,换机潮将出现,届时带动较大量的PCB需求。消费电子PCB细分品类主要包括挠性板(FPC)、HDI、SLP(HDI的进阶产品,如苹果手机中就含有SLP)


图:2018年全球PCB下游应用领域情况

数据来源:网上整理




全球PCB发展概况



PCB是电子产品的基础,市场规模大。据统计,2018年,PCB产值达600多亿美元,2019年产值约为637亿美元。前期,欧美日台企业技术领先,2001年以来,由于国外环保政策压力大,扩产成本大,中国大陆劳动力成本低、且市场需求规模广、环保政策相对宽松,即低成本、大需求,使得国外企业纷纷来国投资建厂,推动我国PCB产业的发展。目前,我国已成为全球最大的PCB生产基地,2018年,我国产值达326亿美元,占比全球PCB总产值将近52.4%。国内PCB行业企业主要分布在珠三角、长三角和环渤海区域。其中珠三角和长三角PCB产值约占中国大陆PCB的90%。近期,中西部地区由于具备成本优势,PCB厂商纷纷投资设厂,扩张速度较快。


但是国外只将中低端PCB转移到亚太地区生产,将高端高附加值的PCB产品和部分特定PCB产品保留在本国,如美国保留航空及军用PCB、医疗电子高阶PCB等;欧洲以高价值、小批量PCB产品为主,服务于欧洲的工业控制、医疗、航空航天、汽车工业等产业;日本以多层板、挠性板、封装基板为主,日本厂商旗胜、住友电气等厂商主导全球中高端FPC(多层板)市场;韩国PCB产品种类丰富,涵盖低端到高端产品,其中FPC也处于全球领先地位。我国PCB仍以中低端产品为主,生产的PCB产品仍以单双面板、8层以下多层板和低阶HDI等中低端产品为主,高端PCB产品国产替代空间大。


值得一提的是,国内几家大型厂商掌握了先进PCB生产技术,如深南电路掌握封装基板、多层高速板;兴森科技可生产高速板、封装基板;崇达技术可批量生产封装基板及高频高速板;鹏鼎控股可生产任意阶HDI,量产SLP


整体而言,目前PCB行业集中度较低,但开始走向头部集中化。原因包括原材料价格上涨和环保督察趋严,导致厂商生产成本上涨。小型PCB厂商对下游话语权较弱,原材料上涨叠加新增环保支出,自身利润空间将被不断压缩,直至退出。而大规模龙头PCB厂商具凭借资金和技术优势,一方面在行业集中化中收并购扩张市场,另一方面将原材料成本转嫁至下游应用领域。同时加大对技术研发也可控制和优化制造成本,完善高端产品结构。凭借“低价+高端产品布局”,头部PCB厂商有望与国外竞争,实现高端PCB国产替代。




总结



从技术发展历程来看,PCB技术的问世将原本散乱、大型的电子设备系统集成化。电子元件的小型化、精密化,半导体的应用,PCB的紧密化等技术变革,使得电子设备产品具备越来越多功能的同时,体型也不断缩小,手机是一个很好的例子。技术的变更创新电子设备,刺激人们对电子产品的需求,人们日益增长的需求也反过来催动技术的发展。


PCB是电子设备的基础,市场规模巨大。近期,PCB的快速增长将集中于汽车电子、5G通信、消费电子等领域。


我国是全球最大的PCB产能基地,也是巨大的电子产品消费市场。但缺乏高端PCB产品,高附加值技术仍被国外掌握,高端PCB市场国产替代空间大。国内政策的支持、随着疫情后产能恢复、新基建的开展,我国几大头部PCB厂商发展前景巨大。


本文不构成投资建议,股市有风险,入市需谨慎。



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