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        行業資訊&企業動態

        PCB市場超預期增長 高成本時代產能向龍頭企業集中

        發布日期:2018-08-30瀏覽量:0
        1 全球PCB產業景氣回升,國內PCB行業潛力巨大
        PCB產品結構復雜,產品種類根據終端需求不斷演進:終端電子產品向輕薄、短小、多功能的需求變化,促使電子元器件的產品性能和集成度迅速提升。大致來說,從單雙面板、多層板、HDI板(低階→高階)、任意層互連板、到SLP類載板、封裝基板,集成度越來越高,設計及加工更加復雜。
        多層板、FPC、HDI板是市場的主力軍,高端PCB產品成長空間大。據Prismark統計2017年多層板、FPC、HDI板的合計占比高達74%在PCB市場占主導,預計到2021年FPC、HDI、多層板的復合增長達到3%、2.8%和2.4%。PCB各類產品所處周期主要跟終端需求相關。
        2017年受原材料漲價以及下游需求變化的帶動,全球PCB市場呈現超預期增長,全年產值增長高達8.6%,超過了整個電子系統產品的增長幅度,也遠超GDP增速。2017年拉動PCB下游市場的需求主要來自于:
        (1)高端智能機創新升級單價提升,刺激整個PCB市場產值增加。蘋果iPhoneX內外觀設計大變,主板采用更先進的MSAP堆疊方案,單機價值量翻了近3倍,高達20美金以上。全面屏、3Dsensing等創新外觀與功能件直接提升了剛撓結合板及撓性FPC板的單機需求量,FPC板的單機價值量提升至40美金以上。其他非蘋智能機在新產品的推出方面迅速跟進蘋果的創新,大力推廣了全面屏、3Dsensing、無線充電等新概念的應用。雖然智能機整體出貨量增速依然下滑,但是單機零部件的價值量卻迅速提升,推動手機用板產值超預期增長。
        (2)虛擬貨幣挖礦熱潮拉動礦機主板及芯片載板需求量暴增。2017年以比特幣、以太幣為首的虛擬貨幣價格暴增,比特幣17年全年價格翻了14倍,上游挖礦設備供不應求,礦機價格也隨著投資熱潮水漲船高。礦機成本主由主板和芯片構成,主板用電路板主要為4、6、8層多層板,普通多層板價格在每平米600-800元,比特幣主板用多層板價格提升至每平米1200-1500元,此類板以國內中低端板類廠商供應居多。礦機芯片用封裝載板主要由日、臺系載板廠商提供。雖然市場普遍預期虛擬貨幣行情不可持續,但是短期對PCB業績影響顯著,每月需求量超過56萬平方米,經測算2017年全年挖礦機用板市場規模約12.4億美金。
        (3)計算機領域的服務/存儲市場開始好轉,帶動整個電腦系統的產值進一步擴充。由于云端、數據中心以及人工智能目前都需要龐大的存儲空間與強大的運算能力,未來隨著物聯網的逐步滲透,服務/存儲市場的規模將迅速增長。計算機用PCB主要以顯卡用6-16層多層板和存儲芯片封裝基板需求為主。
        短期來看,蘋果手機對于PCB產值和技術的影響將延續到2018年,SLP類載板已成為高端手機主板的趨勢,FPC撓性板的在2018年新手機上的搭載率將持續提升,但是受市場追捧的剛撓結合板由于產能的迅速擴充,2018年上半年以消耗原有庫存為主。存儲、服務器用顯卡板及IC封裝基板的需求持續提升。中長期來看,在經濟穩步上行的階段,帶動PCB產業第三次大規模發展的將是汽車電子的進一步滲透、以及5G、AI等技術推動的通信、消費電子、計算機等各個領域的共振時代。
         
        1.1 2018年全球PCB市場繼續維持高景氣
        海外各地區2018年一季度數據顯示PCB行業景氣度只增不減。北美印刷電路板BB值自2017年2月開始超過1,并于去年8月開始到今年4月有7個月站上1.1以上,創5年來歷史新高。日本PCB月產值自2017年四季度持續保持正增長,年初至今封裝基板產值增速領先,2月單月同比增長20.67%,硬板增速相對穩定維持在2%左右,軟板由于去庫存,產值同比下滑4%。另外,我們統計了臺灣地區PCB前十大廠商的月營收情況,總營收高增長趨勢自2017年下半年一直延續到2018年1月,臻鼎、欣興、健鼎18Q1營收漲幅居前,分別為29.77%、12.96%、12.08%。
         
        國內PCB廠商2018年一季度營收同比平均增長20.57%,雖然訂單飽滿,但是國內PCB出口貿易受匯率波動影響大,匯兌損失直接壓低盈利空間,導致2018Q1大部分企業業績低于預期。長遠來看,匯率問題屬于宏觀影響,并不代表企業的經營能力,4月以來人民幣兌美元開始貶值,以出口為導向的國內PCB企業盈利數據有顯著好轉。
         
        1.2 中國產業增速全球領先,內資企業加速崛起
        中國大陸PCB產值全球占比超過50%,增速全球領先。PCB產品1948年開始應用于商業,20世紀50年代開始興起廣泛使用,傳統的PCB行業是勞動密集型產業,技術密集度低于半導體行業,自21世紀初,先于半導體產業從美國、日本、逐步轉移到臺灣、中國大陸。早在2008年中國的產值占比就已達到31.11%,但轉移初期產值貢獻主要來自外資的在華產能,當時內資企業數量占比還不足5%。隨著國內PCB產業鏈的不斷完善,以及國內龐大的電子消費品市場的需求拉動,本土PCB企業得以飛速發展,改變了PCB需求常年依賴進口的局面,2014年首次實現貿易順差,越來越多的本土企業走向海外市場,逐步實現真正意義的“國產替代”??v觀全球PCB產值數據,中國地區產值連年創新高,近8年復合增速全球領先,高達9.63%,而同期日本、歐美等地復合增速均為負值。根據Prismark 最新統計,17年中國大陸PCB產值占比為50.53%。
        1.2.1 “產業轉移”不斷升級,內資進階全球第一梯隊
        中國的電子電路產業在“產業轉移”的路徑上,逐步從“產地轉移”向“產權轉移”升級。經過多年積累,國內PCB產業逐漸趨于成熟。但是相比日本、韓國、臺灣等地區,中國大陸的PCB產品主要以單雙面板、8層以下多層板等中低端產品為主。根據國內CPCA最新統計的國內PCB企業的數據來測算,外資在華的廠商比重有58%,而內資廠商雖然數量有所提升,但是規模相對還是比較小的,從2017年國內PCB企業的營收數據來看,規模10億以上的內資企業占比還不足30%。日本本土目前以旗勝、住友電氣等大規模生產廠商為主,主導全球中高端FPC市場。韓國PCB企業主要依賴本土市場,產品從低端到高端種類齊全,在剛撓結合板、封裝載板上具備競爭優勢。臺資企業規模普遍是內資PCB大廠的2-3倍甚至更多,其中低端產能已經轉移至大陸,高階HDI、IC載板、類載板等高端產品主要集中在臺灣當地生產,其產品市場主要以計算機、消費電子、智能手機領域為主。從全球百強企業的數據變動來看,中國大陸本土企業入選的數量和產值持續上升,2016年入選數量有41家,遠超其他國家(臺灣24家、日本19家、韓國14家、美國4家、歐洲4家)。根據Prismark最新統計,2017年有兩家內資企業已經進入全球前20名(東山精密12名、深南電路19名),填補了內資企業多年在PCB行業第一梯隊的空缺,今年東山精密收購Multek, 將一躍進入全球前五PCB廠商之列。相比臺資、日資,中國入選的本土企業產值占百強比重還相對偏低,個體產值還有很大的增長空間,接下來中國要逐步從“產地轉移”升級到“產權轉移”(投資商所屬地的轉移),實現真正的“產業東移”。
        1.2.2 乘借電子產業發展東風,步入百億沖刺快軌
        國家大力發展電子信息產業,促進PCB產業進入發展快軌。中國是全球最大的電子信息產品制造基地和消費市場,隨著《中國制造2025》的不斷推進,在移動互聯網、物聯網、大數據、云計算、人工智能、無人駕駛汽車等新興市場已經涌現出一批全球知名的本土企業,為配套的電子制造產業提供更多發展機遇。在國家供給側結構性改革和創新驅動發展戰略的引領下,電子信息制造業加快結構調整,產業景氣度持續提振。PCB作為電子行業三大支柱產業之一,與電子信息產業整體發展息息相關。國內PCB企業充分受益于政策紅利,在不斷完善自身產品線的同時與資本市場及時對接,通過產業優化升級,向國際一流大廠靠攏。
        內資PCB優勢企業成長迅速,向百億規模晉升。如之前所述,內資PCB企業目前已經初具規模,從產業結構來看與臺資企業發展路徑相似。臺資PCB企業有效把握PC、智能手機時代的歷史機遇,經歷黃金成長的十年,逐步涌現出臻鼎、欣興、健鼎、瀚宇博德等百億規模的優秀企業,但是由于本土市場的局限以及PC、智能手機領域增速乏力,臺資PCB企業逐漸進入平臺期。這也為內資企業提供了趕超機會,相比之下,內資PCB企業更具成長動能。
        1)PCB是重資產行業,需要大量資本投入來獲取規模競爭優勢。生產設備的自動化、智能化直接決定了其生產成本的高低,老廠設備改造成本比投資新廠更高。內資企業享受國家政策紅利,融資成本低,投資周期短,能迅速響應市場需求。
        2)國內產業鏈配套完善,多元化市場需求拉動PCB產業發展。中國PCB產業的發展拉動了本土設備、材料國產化進程加速,目前新建產能國產化設備達到80%以上,原材料中也出現了生益科技這樣全球市場排名靠前的企業。產業集群在原有的珠江、長江三角洲一帶繼續向中部地區擴建,以江西、湖北和安徽等地為新的投資重點。從需求端來看,國內終端市場更加多元化,自主品牌遍布通信、智能手機、計算機、汽車、家電、工控醫療、航空軍事等各個領域,為本土PCB企業發展提供有力的支撐。
        3)內資PCB企業正處在發展成為百億規模的高速成長期,未來潛力巨大。類比臺資百億規模的PCB企業發展歷程,內資PCB大廠目前營收尚處在百億規模的起點(10-30億人民幣),臺資企業發展到百億規模大概用了8-10年時間,但這期間的平均復合增速高達26.12%。
        2. PCB行業進入高成本時代,龍頭企業優勢凸顯
        2.1. 原材料陸續漲價打破行業原有格局
        PCB生產所需的原材料種類較多,主要為覆銅板(CCL)、半固化片(PP)、銅箔、銅球、金鹽、油墨、干膜等材料。通常來講,PCB成本構成中覆銅板占37%左右、半固化片13%、金鹽8%、銅箔銅球5%,人力成本占比也相對較高約11%左右,不同種類產品原材料占比略有調整。
        覆銅板是在高溫高壓的條件下將半固化片(PP)上下表面與銅箔粘結在一起制成不同規格厚度的基板,而半固化片則主要是通過玻璃纖維布、樹脂和添加劑合成的一種片狀粘結材料。根據覆銅板板材薄厚不同,其成本構成中玻纖布占成本的25%~40%,樹脂成本占比25%~30%,銅箔占比30%~50%。由于覆銅板行業集中度較高,議價能力較強,價格向PCB產業傳導較為順暢,因此整體看,PCB企業的成本對上游主要原材料電解銅箔、玻纖布、合成樹脂等的價格較為敏感,漲價效應將對PCB企業的盈利帶來很大的壓力。
        2.1.1. 銅箔價格在高位波動,供需關系下半年將有所緩解
        本輪銅箔企業受到新能源汽車對于鋰電銅箔需求上升影響,積極轉產鋰電銅箔,用于生產PCB板的標準銅箔減少,導致銅箔自2016年初開始迅速漲價。標準銅箔與鋰電銅箔兩者在生產設備和工藝上有差別,鋰電銅箔加工工序少,工藝處理簡單,毛利高于PCB用標準銅箔。隨著我國新能源汽車鼓勵政策的推進,新能源汽車生產量擴大,作為鋰離子電池負極載體用的銅箔的需求也出現巨增,國內外廠家轉產的積極性較高。根據覆銅板行業協會估計,2015年臺、日、韓三國生產鋰電銅箔共計6.2萬噸,占電解銅箔總產量30.62%。2016年國內新增鋰電銅箔(包括轉產)1.67萬噸,使得標準銅箔占總國內電解銅箔總年產能的比例由2015年的82.3%減少至2016年的79.8%。
        銅箔的價格主要由銅價和加工費組成。從國際銅價的走勢來看,銅價自2016年初開始向上走,2017年下半年一度觸及歷史高點,國內山東金寶2017年7月5日發布每噸銅價上調1000元;2017年7月11日,威利邦電子也宣布銅箔上調2000元/噸。同期,由于約15.7萬噸的銅箔退出了FR-4的供應鏈,這部分約占標準銅箔總量的31%左右,導致PCB生產所需銅箔供給嚴重收縮,銅箔加工費大幅上漲。2018年年初至今,銅價在高位小幅回調,但銅箔加工費依然未有調整。
        銅箔新增產能最快從2018年下半年開始陸續釋放,部分緩解上下游的供需壓力。銅箔的擴產難度在于日本進口的鈦陰極輥生產設備,日本廠商通常不會因為銅箔需求增加而擴產陰極輥。設備的供給緊張導致銅箔的擴產周期從1-1.5年增加至1.5-2年。據國內覆銅板行業協會統計,17年有6.9萬噸的新增電解銅箔產能釋放,其中81.2%為鋰電池銅箔產能;18年國內有7家銅箔企業新增6.85萬噸產能,其中89.1%為鋰電銅箔產能,因此到18年底鋰電銅箔市場很可能供大于求。
        銅箔漲價是覆銅板漲價的主要驅動力,通過覆銅板間接傳導給PCB企業,通過敏感性分析,銅箔每漲價10%就會導致PCB成本增加1.6%~2.35%。銅箔屬于資本密集型行業,大規模生產為主,市場集中度相對較高,對下游有較強的議價能力。銅箔漲價將對下游成本造成很大壓力。
         
        2.1.2. 行業周期疊加環保壓力,雙輪驅動玻纖布漲價
        資本密集型的玻璃紗行業,市場高度集中,廠商議價能力強。玻纖紗由硅砂等原料在窯中煅燒成液態,通過極細小的合金噴嘴拉成極細玻纖,再將幾百根玻纖纏絞成玻纖紗。窯的建設投資巨大,為資本密集型產業,3萬噸的窯爐需要4億人民幣,新建窯爐需要18個月,景氣周期難以掌握,且一旦點火必須24小時不間斷生產,而且過五年左右,必須停產半年維修,進入退出成本巨大。玻纖布行業集中度較高,全球產能70%集中在中國巨石、OCV、NEG、重慶國際和泰山玻纖5家企業。在我國,中國巨石、泰山玻纖、重慶國際、山東玻纖、四川微玻和長海股份集中了全國80%的產能。
        電子玻纖布價格自2016年三季度開始一路上漲近3倍,以厚板用的7628布為例,2016年7月份的均價僅為3.2元/米上漲至2017年4月的8.7元/米,逼近10年來歷史高點10.6元/米。下表為多家主要供應商2017年宣布的漲價消息。
        玻纖漲價的原因可以總結為以下四點:
        玻纖廠商主導的供給端的產能收縮:玻纖行業集中度高,有明顯的周期性。在玻纖電子紗/電子布前期市場持續低迷的情況下,很多擁有池窯的企業,優先發展玻纖粗紗產品,新建玻纖電子細紗池窯項目減少,內資企業中僅泰山玻纖新建5萬噸玻纖細紗池窯,于2015年11月點火運行。而在2016年泰山玻纖、重慶國際上?;夭@w細紗池窯陸續被關停,合計減少3.8萬噸電子玻纖細紗。另外,重慶國際本部基地有座玻纖細紗池窯冷修停產,行業電子玻纖紗在產能出現小幅回落。在電子玻纖紗產能有限情況下,致使在短期內供求趨于緊張。
        環保壓力加大,仿布產量萎縮引起電子玻纖紗布供需關系的有所改變。
        新的產業政策指導下,電子布產能趨向有玻纖池窯的企業集中,造成電子布專業生產廠的存壓力增大。
        18年初至今部分玻纖布價格已經開始松動。我們從市場了解到,厚板用7638布、 2116布降幅較大,平均降幅5%~18% ;薄板用玻纖布料號價格依然維持在高位。前期在冷修的池窯已于18Q2開始陸續點火,產能逐步釋放,今年對供給端影響比較大的因素將是環保限產,中低端不合規的企業將進一步出清。
        2.1.3. 樹脂價格依然高居不下
        合成樹脂因為擁有較好的力學性能、電性能和黏結性能,從而成為覆銅板板重要的原材料之一。不同種類PCB對樹脂的要求不同:一般來說, 單/雙面板、多層板及 HDI等主要采用酚醛樹脂和環氧樹脂,高速 /高頻制板主要使用聚四氟乙烯,近年流行的無鹵覆銅板則使用環保型非溴基樹脂。目前大陸與臺灣的供應商主要提供酚醛樹脂和環氧樹脂。
        環氧樹脂價格上漲,除了下游的需求推動以外,還有其他兩方面的原因:原材料和環保。原材料方面,環氧樹脂上游產業(主要是氧氯丙烷、雙酚A)與全球原油價格走勢息息相關,今年原油價格不斷上漲,樹脂價格繼續創新高。環保方面主要是黃山、山東等地多家廠商環保要求不符合,導致減產和停產,或者提高生產成本而達到環保要求,從而促進了環氧樹脂價格繼續上漲。
        2.1.4. 上游原材料價格直接影響覆銅板價格
        覆銅板作為PCB的最基本材料,又名基材。當它用于多層板生產時也叫芯板(Core)。主要分為剛性覆銅板(CCL)和撓性覆銅板(FCCL)兩大類,根據下游對不同性能的需求,又細分為不同材料類型的覆銅板。從現在覆銅板的市場需求來看,未來覆銅板將出現四大趨勢:
        (1)達到無鉛無鹵的環保要求;
        (2)輕質高強度,更??;
        (3)符合未來的高頻高速要求;
        (4)能夠適應更復雜的工作環境,如高耐熱、耐腐蝕等。
        目前,日美歐已經專注于復合、特殊基材等小而精的領域。
        2016年全球剛性覆銅板市場,由2015年的93.7億美元,增加到2016年的101.2億美元,年增長為8.0%。并且,覆銅板市場集中度較高,自2013年開始全球前十大PCB公司占市場份額就一直處于70%以上,2016年達到了74%。但是產能增加過慢,2013到2016年的復合增長率僅為2.2%。覆銅板和PCB行業的供需關系從16年底開始趨于緊張。
        覆銅板漲價幅度最大一波是2016年底到2017年三季度,均價從101元/片迅速飆升到200元/片。自2017年底開始覆銅板價格有所松動,波動一段時間后基本回落到170元/片。18年1月建濤率先公布了漲價通知,但從下游采購情況來看,此次漲價維持時間不長,并沒有落實到下游大批量采購的訂單中。從2018年3底開始覆銅板廠商開始下調價格,平均降價5%左右。但自5月下旬開始,下游PCB訂單從淡季中顯著恢復,6月份整體訂單排期緊張,覆銅板大廠又開始傳遞漲價信號。我們預計今年覆銅板整體漲價幅度有限,2018年三季度部分覆銅板新增產能將陸續開出,與下游PCB企業的供需關系將進一步緩解。
         
        2.2. 高成本助推產業結構調整,產能向龍頭企業集中
        2.2.1. 原材料漲價壓縮中小型PCB廠商利潤空間
        從2016年到2017年,PCB的上游原材料基本都處于量縮價升的狀態,PCB廠商在采購緊缺的情況下還要被動接受成本提升,企業經營面臨很大的挑戰。這就導致一些毛利率較低,議價能力弱的中小型PCB廠商不得不退出,擁有技術優勢和穩定供貨渠道的企業終將獲益。根據對產業鏈的分析,在明顯的周期行業中,具有溢價優勢才能在多輪的產業周期中生存并獲取較高的盈利。原材料供應緊缺、價格上漲是機遇也是挑戰,規模大、產品附加值高、運營成本低、客戶渠道穩定的企業更具競爭力,不但可以通過接受或者轉嫁高成本維持原有盈利能力,甚至可以在優勝劣汰的過程中逐步擴大自己的市占率。相反,產品同質化嚴重、低價競爭的中小廠商難以轉嫁漲價成本,其利潤進一步被壓縮,面臨被迫退出市場的風險。
        2.2.2. 環保限產加速產業優化升級
        環保風暴將持續推動行業優化升級:2017、2018年相繼出臺的環保政策充分釋放了環保監管收緊的信號,部分中小企業包括外資大廠的個別廠房由于在生產技術上的劣勢、以及環保設施投入上的欠缺將導致生產成本的大幅提升,我們從產業鏈調研了解到,很多廠商因為老廠改造成本過高,不得不選擇棄廠或者去環保要求相對較低的區域新建廠。
        通過產業鏈調研,我們從環保改造的企業中了解到月產能6萬平米的PCB廠房,應環保要求設備改良的投入高達3000萬左右(排污按照0.1ppm來測算),通常老廠改造的資金要比建新廠投入的更多,所以部分大廠寧愿搬遷新廠直接淘汰落后產能。環保政策的影響還將進一步深化,新出臺的《中華人民共和國環境保護稅法》將通過生產成本的施壓進一步壓縮不合規廠商的利潤,轉單、產能集中于優質大廠的效應將至少延續到2019年底。
        PCB產業鏈作為高污染的行業,上中下游均面臨停產限產風險,環保壓力將導致供需進一步失衡,同時PCB企業生產經營成本也將因為環保達標不斷提高,更有利于規范經營的龍頭廠商生存,而中小型廠商未來發展更受局限。到18年年初共計有217家PCB企業停產,其中停產外資企業達到了121家,占比55.76%,內資PCB大廠基本符合環保要求,并未出現停產罰款的問題。此次環保嚴查工作還將延續到19年年底,助推PCB產業完成優化升級。
        2.2.3. 人口紅利日漸消退,智能制造提高競爭實力
        PCB產業由勞動密集型向智能化高端制造升級趨勢明顯。人工成本占PCB生產成本10%-15%。10年前PCB行業產能轉移到大陸的核心邏輯是中國的人口紅利、低成本生產以及寬松的環保要求,海外PCB大廠紛紛將中低端產能轉移至大陸,間接地也推動了國內PCB行業的快速發展。但隨著國內經濟的高速發展,人工成本逐年攀升,利潤空間比之前大幅收窄。目前內資的PCB大廠率先借助融資優勢,通過老廠改造、新建廠房等方式人工轉向自動化生產,逐步完成智能制造的第一步,部分企業已經在自動化生產的基礎上,通過軟件管理、算法分析等方式逐步邁入工業制造4.0。
        PCB企業自動化生產必須與產線的生產管理相匹配。我們對A股PCB相關公司的人工成本進行加權平均,測算了從10年到16年的人工成本變化,發現人工成本從12年開始顯著增長,到16年底平均年復合增速達到10.97%,16年部分企業的數據開始下調,主要由于自動化生產線的改造有效的降低了人工成本。但是不容忽視的是對生產線管理人員的要求會更高,PCB制造企業的管理水平直接關系到其盈利水平和市場競爭力。自動化的大規模生產往往在產品出現問題時的試錯成本是很高的,企業必須在生產經營過程標準化基礎上,總結出人力配備、設備采購、生產線設計等方面的最優配比方案。
        2.2.4. 國內產業結構調整,產能向龍頭企業集中
        綜合上述因素,上游供給端以及生存環境的變化會顯著影響國內的產業結構。根據Prismark統計,2017年國內的PCB總產值280.93億美金,約1854億人民幣,而內資企業產值占比僅為42%。根據我們測算營收10億以上內資企業產值占比更少,大概在25%左右,還有很大的提升空間。受原材料漲價、環保限產、人工成本提升等諸多因素影響,訂單從中小廠商、部分外資大廠逐步向內資大廠集中。在整個行業景氣度回升的趨勢下,內資大廠綜合考慮產業結構調整的轉單效應,以及國內資本融資的優勢,紛紛選擇通過擴產能、收購兼并等方式來擴大生產規模。
        根據內資企業公布的數據統計,目前內資企業的擴產規模大概在540億元,新增產能集中在從2018年開始到2022年逐步釋放。
         
        3. 終端需求多點開花, 新一輪增長周期開啟
        從整個市場的需求來看,PCB應用最大的市場在計算機、通訊、消費電子等領域。計算機端從2012年開始呈逐年下降的趨勢,計算機領域PCB需求主要分為個人電腦和服務存儲等領域,個人電腦市場基本飽和,而服務存儲的市場規模增長迅速;通信領域也從15年開始有所回落,通信領域用PCB主要分為:最終面向個人消費需求的智能手機等移動終端和面向通信行業制造商需求的通信設備市場,移動終端增速從15年開始放緩,17年首次出現負增長,而通信設備需求主要跟隨通信技術的革新周期,目前市場最大的看點還是5G的進程。汽車電子和工控醫療用板是目前唯一增速較快的領域,據Prismark保守預估汽車電子用PCB板2016-2021年復合增長率約為4.26%,工控醫療領域PCB板2016-2021年復合增長率為3.87%。
        3.1. 智能手機市場進入平臺期,產品升級提升價值量
        智能手機市場在過去的10年里平均每年保持兩位數增長,是PCB行業增長的主要拉動力,同時也是推動PCB產品不斷革新、技術不斷升級的重要引導者。但隨著智能手機的不斷滲透、普及,市場已經基本飽和,替換頻率也開始下降。手機品牌廠商在終端不斷追求輕、薄、短、小、多功能等性能的趨勢下,努力通過手機內外設計變化刺激消費需求。以iPhone為首的手機產品變化主要引領了個人消費領域的PCB產品趨勢:
        主板設計逐漸載板化
        為了節省內部空間、搭載更多功能、提高續航能力、滿足輕薄化等需求,蘋果在主板的設計上不斷精益求精。在iPhone4上首次采用任意層互連(Anylayer)引領高端智能機從普通一階、二階HDI向高階任意層互連升級,iPhone7/7Plus主板已經開始采用10層的任意層互連板。為了追求更精細的線路設計,17年的新品iPhone8/8 Plus開始采用類載板(SLP),十周年款的iPhoneX更是增加了設計難度,從一片式設計變成兩片堆疊式。這樣的設計必須滿足兩片主板總體厚度不能超過800mil,比之前的一片式設計還要縮小300mil,為此臺積電專門推出了fan-out技術降低POP的封裝厚度。這樣的堆疊需要A11延續80μm的厚度,主芯片下的細球間距縮小從0.4mm縮小到0.35mm,兩個細球之間的兩條線寬度也必須保證不超過30μm。線寬線距從40μm到30μm的結構調整必須借助M-SAP(半加成法)的工藝制程來實現。
        主板的堆疊設計由上下10層的SLP、8層SLP以及中間特殊制程的雙面連接板組成。整個創新的設計對于整個PCB行業影響巨大:
        (1)M-SAP制程的單片SLP單機價值量是高階Anylayer的兩倍以上,超過4美金,技術難度越復雜的產品附加值也更高,市場上SLP的毛利率也在50%以上。
        (2)全球為了M-SAP的投資初步預估也有至少10億美金。M-SAP對于鐳射(LDI)的需求比任意層互連還要高,因此隨著新工藝的產生,上游激光設備的需求大幅提升。
        (3)SLP以及M-SAP制造工藝將被其他非蘋手機所采用,目前除三星S9系列手機大概率會采用類載板外,臺系耀華也表示已有其他客戶端接洽采購類載板。
         
        FPC、Rigid-Flex(剛撓結合板)搭載量和單機價格持續提升
        FPC板的優質性能很好地滿足了“輕、薄、短、小”電子產品要求。FPC(軟板)作為一種特殊的電子互連基礎材料,與硬板相比有著十分顯著的優越性:產品體積小、重量輕、具備可折撓性,可依照空間設計做立體配線,提升配線密度同時減少配線錯誤等,而這些都是硬板所無法達到的工藝與應用要求。
        隨著移動終端的智能化發展,產品搭載的零組件和模組數量逐漸增多。以FPC市場占比最大的智能手機為例,觸控模組、顯示模組、指紋識別模組和攝像頭模組相繼成為高端智能手機的標準配置。而iPhone領銜的高端智能手機不斷推出新功能:柔性屏、全面屏、雙攝像頭、無線充電、3D Sensing等創新功能進一步增多了FPC產品的搭載率。整機用量將由之前的10-19片提升到20片以上。另外一方面是Rigid-Flex(剛撓結合板),好處在于既可以彎,又可以有硬的部分作貼片,能夠保持貼片的功效和速率。iPhoneX在柔性顯示屏上用了兩片的Rigid-Flex,造成了整個軟板價格提高,軟硬結合板價格是純軟板價格的至少3倍以上。整個產業鏈,尤其是韓資廠商去年大力擴建了Rigid-Flex的產能,但是近期我們通過產業鏈了解到2018年iPhone新款柔性顯示屏的設計中將有一片Rigid-Flex會被FPC替代, Rigid-Flex很有可能會因為庫存堆積而降價。
        整體來看,雖然整體上消費電子的增速已經放緩,但是隨著非蘋手機在創新項目上的陸續跟進,以及高端產品不斷向中低端產品滲透,高階HDI、類載板、FPC、剛撓結合板等PCB創新型產品在智能手機市場還有很大的提升空間。另一方面,部分產品由于性能上的特殊要求附加值會更高,比如具備高頻、高速傳輸性能的LCP/FPC等產品由于設計更復雜、加工難度高等原因較傳統PI/FPC天線價值量提升了10倍。
        3.2. 汽車電子成為PCB產業新的增長支點
        車用PCB板對板類要求不會很高,但是對產品的穩定性、散熱性、安全性等要求很高,對于生產的每個環節都需要嚴格把控,認證周期長,門檻高,產線規劃也必須完全符合車廠的要求,根據所供產品的不同認證的程度也會不一樣(安全系統相關的汽車零部件考核標準要高一些)。但是車用板訂單相對比較穩定,2-3年不會有變化,車用板毛利率比消費電子市場要高。
        3.2.1. 汽車電子加速滲透,市場前景廣闊
        汽車電子主要分為車載和非車載兩大類。
        (1)車載電子是汽車上用于增加汽車功能性的電子系統和產品。車載電子包括車載音響系統、導航系統、汽車信息系統和車載家電產品等。車載音響系統的組成部分有軟件與媒體、音源、前級訊號控制、功率放大機構、傳輸機構和揚聲器。GPS(全球定位系統)也是搭配電子地圖來進行的,使駕駛員能更加準確地前往目的地。汽車信息系統是運用計算機、衛星定位、通訊、控制等技術來提供安全、環保及舒適性功能和服務的汽車電子設備,它是智能汽車的組成部分,也叫汽車電子裝置。車載信息系統包括汽車電腦、智能導航儀、行車記錄儀、車載多媒體等。
        (2)非車載汽車電子裝置則主要包括車身電子控制系統,如安全氣囊(SRS)電子儀表、自動空調、雨刮電機、電動中窗等;底盤控制系統,如巡航控制(CCS),防抱死裝置(ABS),電子控制自動變速箱(ECAT)、電子真空泵等;發動機電子系統,如發動機管理ECU,冷卻系統,點火系統等以及自動駕駛系統、安全舒適系統和信息娛樂與網聯系統。
         
        隨著汽車科技的發展和下游高端化的需求,汽車的電子化水平在逐漸提高,汽車電子在不同車型的成本占比也在不斷提升。目前,純電動轎車的汽車電子占比最高,達到了65%;混合動力轎車的汽車電子占比緊隨其后,占整車成本的47%。其他中高檔轎車和緊湊型車的汽車電子占比分別為28%和15%??梢灶A計,未來汽車的電子化程度將越來越高,汽車電子的市場會進一步拓寬。
        據Prismark統計,整個汽車PCB的產值由最初11年的31.6億美元增加到17年的54.8億美元,年復合增長率維持在5%左右,且汽車PCB占整個PCB市場的比重也在穩步增長,預計18年能夠超過10%。未來隨著汽車電子化的程度加深,相應的車用PCB的需求也會逐步增長,市場會進一步擴大。
        傳統汽車的普通車型中,一般有30-40塊PCB板,單車PCB板價值量約為1000元,而單部車電子零部件價值量在30000至50000元左右,占比只有2.5%。而在新能源汽車中多達80-100塊電路板,且由于逆變器相較普通燃油車更為復雜,其需要的電壓電流強度更大,溫度更高,對PCB產品的性能有更高的要求。新能源汽車電機主要以4-8層多層板為主,數量大約為100塊。包括ECU、發電機、傳輸控制裝置、動力轉向系統等的動力控制系統對PCB的需求量最大,用板多為4-8層板,用量為20-30平方米,需求份額占32%。車身電子系統主要應用于汽車照明、動力門座椅、TPMS等,需求份額占到了25%左右。其他例如ADAS、ABS、安全氣囊等安全控制系統占比22%。儀表顯示與娛樂設備占比最小,約為3%,所用板為6層板。我們通過市場調研了解到車用板的具體價格如下:
        3.2.2. 汽車智能化,電動化,網聯化拉動車用PCB需求增長
        汽車的智能化是互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合的產物。汽車的智能化可分為五個階段。最終目的是由L1階段,稱為完全無智能化,駕駛員是整個汽車系統的唯一決策者和執行者過渡到L5,任何道路環境下都能實現車輛的完全自動駕駛。
        汽車智能化的核心基礎是ADAS(Advanced Driver Assistant System)先進輔助駕駛系統。
        車用傳感器的廣泛應用,拉動基礎部件PCB量價齊升。汽車智能化必須依托各類傳感器實現,由于汽車復雜的工況和更高安全系數要求,各類傳感器需要在-40℃~125℃的情況下正常工作,對于 PCB耐熱性、高頻、高速等性能提出了更高的要求。目前主流車載傳感器包括超聲波雷達、激光雷達、毫米雷達、攝像頭、紅外探頭等??捎玫暮撩撞ɡ走_頻段為24Ghz和77Ghz,分別應用于中短距和中長距的測量。毫米波雷達所用PCB為高頻高速基板,其中應用最廣的是PTFE(聚四氟乙烯樹脂)基板。PTFE基板的介電特性、信號傳輸速度和耐濕性相較于其他材料性能較好。且基板的價格較為昂貴,高頻高速板的價值會更高。
        汽車的電動化提升整車PCB用量。與傳統汽車相比,新能源車由于其獨特的動力系統,純電動汽車中的動力系統采用電驅動,會完全替換掉傳統汽車的驅動系統,由此產生車用PCB的替代增量,這部分替代增量主要源于電控系統(MCU、VCU、BMS)。對于混合動力汽車,在保留傳統汽車驅動系統的同時,又引入了一套新的電驅動系統,從而也會導致車用PCB用量的提升。國內新能源技術起步早、技術儲備足、電池材料資源豐富,具備了彎道超車和技術突破的能力。隨著新能源車技術的發展,以及政策的推動,國內新能源車市場呈現高速增長。我國新能源汽車2016年實現銷量50.7萬輛,累計推廣100萬輛以上,占全球市場50%以上份額。新能源車產銷量的提高將直接提升汽車電子行業市場需求,是汽車電子未來發展的又一重要驅動因素。
        汽車車聯網的實現將進一步提升高頻板、高速板的成長空間。車聯網是由車輛位置、速度和路線等信息構成的巨大交互網絡。通過GPS、傳感器、攝像頭圖像處理等裝置,車輛可以完成自身環境和狀態信息的采集;通過互聯網技術,所有車輛可以將自身的各種信息傳輸匯聚到中央處理器;通過計算機技術,大量的車輛信息可以被分析和處理,從而計算出不同車輛的最佳路線。車聯網技術對信號的傳輸和大量數據的及時處理提出了更高的要求。未來高頻、高速板將成為發展趨勢。
         
        3.3. 5G蓄勢待發,通信市場PCB需求大增
        3.3.1. 5G為通信用板市場開啟新一輪高增長
        通信領域的PCB需求可分為通信設備和移動終端等細分領域,通信設備的PCB需求主要以高多層板為主(8-16層板占比約為35.18%),還有8.95%的封裝基板需求;移動終端的PCB需求則主要集中于HDI(50.68%)、FPC(47.97%)和封裝基板(26.36%)。
        5G建設投資預計將達到7050億元,較4G投資增長56.7%。隨著國內電信產業重組的完成以及3G網絡的建設,無線基站、傳輸設備、網絡設備等通信設備的投資大幅增長。2014年4G網絡的逐漸推廣和普及使得國內通信設施投資再次迎來井噴式增長。5G預計從18年下半年開始以某些區域先做測試,19年實現重點城市的試商用,2020年完成重點城市的大規?;逃?。中國信息通信研究院預計2020年電信運營商在網絡設備上的支出將超過540億元。網絡設備配備完成后,5G將向垂直應用領域滲透融合,預計2030年各行業在5G設備上的總支出超過5200億元。
        5G時期基站架構與4G有很大不同。4G宏基站主要分三個部分:天線、射頻單元RRU和部署在機房內的基帶處理單元BBU。5G網絡傾向于采用AAU+CU+DU的全新無線接入網構架,天線和射頻單元RRU將合二為一,成為全新的單元AAU(Active Antenna Unit,有源天線單元),AAU除含有RRU射頻功能外,還將包含部分物理層的處理功能。AAU將主要部署在室外塔站上,采用光纖直連拉遠的形式與DU(Distributed Unit,用以實現基帶處理的大部分功能,以及部分L2層功能)連接,多個DU將集中部署于機房內,既可以降低運營成本和維護費用,也可以實現DU間的基帶資源共享。CU(Centralized Unit,包括部分L2層和全部L3層協議處理功能)既可以和多個DU分離相連,降低總成本,實現對DU的統一和集中化管理。也可以和DU整合實現協議棧全部功能,用以降低時延,滿足特殊場景需求。相比較4G基站,采用支持大規模陣列天線技術的AAU是5G基站成本大幅增加的主要原因。
        5G基站新架構,通信用板有很大改變。由于AAU設備的采用,5G時期單站電路板的數量相較4G時期會大幅提升。參考當前5G實驗網設備的設計,預計:
        (1)AAU部分將包含三塊電路板:一塊主板(具備高速性能),一塊射頻板(具備高頻性能)和一塊電源板。主板主要負責相關的數據處理。射頻板則是將64通道的收發信機、功率放大器、低噪聲放大器、濾波器等器件集成在同一電路板上。電源板則負責給整個AAU設備供電,包括給主板和射頻板。相對于4G基站,天線單元內部主要采用線纜連接的方式,不需要電路板,
        (2)RRU內包括三塊電路板:兩塊射頻電路板和一片電源板。其中射頻電路板必須具備接受高頻的性能。
        因此相較于4G時期,5G基站單扇區的電路板需求量會有50%的提升。
        3.3.2. 5G刺激通信領域用高頻高速板需求大增
        通信領域PCB產品的主要應用方向有無線網、傳輸網、數據通信和固網寬帶,主要所需PCB為高速多層板。高速多層板系由多層導電圖形和低介電損耗的高速材料壓制而成,主要承擔芯片組間高速電路信號的傳輸,以實現芯片的運算及信號處理功能,廣泛應用于通信和服務/存儲等領域。
        高頻高速PCB板也對覆銅板性能提出了全新要求:
        (1)介電常數(Dk)必須小且穩定,通常是越小越好,信號的傳送速率與材料介電常數的平方根成反比,高介電常數容易造成信號傳輸延遲。
        (2)介質損耗(Df)必須小,這主要影響到信號傳送的品質,介質損耗越小使信號損耗也越小。
        目前各板材中以聚四氟乙烯(PTFE)基的板材在1MHz下介電常數低至2.1為最好,傳統的玻纖布基的FR-4板材約為4.7。降低Df可以減小信號損失,主要針對高速應用。因此,傳統的FR-4板材無法滿足5G所要求的Dk和Df指標。生益科技研發的7136型號高頻覆銅板材料,介電常數3.42±0.05,目前在為華為的5G原型機打樣驗證,未來空間巨大。
        根據工信部數據,2017年我國移動電話基站數累計達到619萬個,同比增長14.07%。目前我國現有4G宏基站約370萬,其中中國移動177萬,中國電信115萬,中國聯通85萬,4G廣覆蓋階段基本結束??紤]到5G建網頻段較高,基站覆蓋范圍相對變小,同時5G的應用場景增多,所以想要保證5G高速率和廣覆蓋需求,基站數量應至少是4G基站數量2倍左右,達740萬個。
         
        3.4. 云計算、大數據、AI等應用推動服務器市場加速增長
        服務器是網絡環境中的高性能計算機,它通過監聽網絡上其他計算機(客戶機)提交的服務請求,并提供相應的服務,因此,服務器必須具有承擔服務并且保障服務的能力。近年來云計算、數據中心、移動支付及社交網絡等領域的快速擴張,帶動全球服務器市場穩步提升。據IDC全球服務器追蹤報告顯示,2017年四季度全球服務器市場的供應商營收同比增長了26.4%,達到207億美元。全球服務器出貨量比去年同期增長10.8%至284萬臺,亞太和北美地區是全球最高增長的地區。
        從行業競爭格局來看,全球服務器收入前五大廠商分別為Dell、HPE、IBM以及中國的浪潮和華為,鑒于IBM收入主要來源于大型機,浪潮信息在全部區域X86服務器市場份額已經排名第三。中國本土廠商的影響力逐步增強,特別是在部分中高端領域部分廠商已占據了主導地位,這為中國本土的PCB 和材料商提供了良好的發展機遇。
        服務器用PCB向高層數、高密度、高速等方向升級。服務器向高速、大容量、云計算、高性能等方向不斷發展,同時對PCB的設計要求也在不斷升級,如高層數、大尺寸、高縱橫比、高密度、無鉛焊接以及高速材料的應用等。尤其是對PCB的層數要求也隨之提高,從之前1U或2U服務器的8層主板發展到現在4U、8U服務器的主板層數16層以上,而背板則在20層以上,由于層數的增加從而對PCB制造商的整體加工能力有了更高的要求。多層板市場中高多層板需求逐步提高。
        目前服務器市場的1-2路塔式和機架式占比80%以上,其主板主要為8-12層板,PCB厚度為1.6mm,有阻抗設計公差要求±10%。在4路以上中高端服務器市場,主板通常設計為12 層以上,板厚在2.0mm 以上,0.25mm的過孔設計,外層線路通常在4mil/4mil以下。同時在部分高端特別是刀片類服務器中,會增加背板設計,用于可擴展式的數據傳輸需求。此外,為應對服務器未來的發展趨勢及某些特殊領域需求,各服務器制造商在功能及設計方面有著更高要求。除板厚、層數及縱橫比提高外,阻抗由±10%提高到±7%,最小pitch設計由0.8mm向0.65mm甚至0.5mm發展,外層線路加嚴至3mil/3mil,信號損耗要求進一步提高,對PCB生產廠商提出了更高的挑戰。
        未來隨著云計算技術和大數據的逐漸成熟和落地,AI等高性能運算應用將進一步擴張,超級功能的CPU、GPU工作需要龐大的存儲器支持,也需要高頻、高速的信號傳輸。對PCB行業有非常深遠的影響:
        (1)高功能芯片所需要封裝必須做到足夠精細;
        (2)PCB材料要配合高頻、高速的運作需求,要避免各種損耗。
        未來幾年基于云計算和大數據的運用將在不同領域持續增加,對整個PCB包括載板產業的發展有重大意義。
         

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