PCB迎来高速爆裂!算力服务器关键材料全面梳理

小夏 科技 更新 2024-01-28

近日,人工智能领域的两个新型多模态应用引起了广泛关注。 Pika和谷歌的原生多模态大模型Gemini持续高涨,成为全球关注的焦点。

随着人工智能进入参数巨大的大模型时代,对算力的需求也在增加。 这一趋势为AI芯片和服务器市场带来了巨大的商机。 由于对算力和服务器的高需求,PCB(印刷电路板)行业也迎来了前所未有的发展机遇。

目前,中国大陆的PCB产值已占全球总产值的一半以上,服务器和汽车是下游应用中增长最快的部分。 未来物联网,工业 40、云服务器、存储设备等新兴领域有望成为PCB需求持续增长的新动能。

根据市场研究公司Prismark**的数据,到2024年,全球PCB行业的总产值预计将达到758亿美元。 随着人工智能的不断发展,PCB市场的前景非常广阔。

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印刷电路板(PCB)是电子设备的核心部件,作为部件的连接平台起着至关重要的作用。

PCB 由高质量的绝缘和绝缘材料制成,确保其强度和耐用性, 使其成为各种电子设备不可或缺的组成部分.

根据层数、结构和生产工艺的不同,PCB可分为六种类型:刚性单面板和双面板、标准多层板、高密度互连板(HDI板)、封装基板(IC基板)、柔性板和软硬结合板。 这种分类使PCB能够满足各种电子设备的不同需求。

2024年以来,随着通讯电子、消费电子、汽车电子和计算机等行业的快速发展,市场对智能化、轻薄化、多功能化、高性能的需求不断增加,催化了PCB产品向更高层次的演进。 行业内低端PCB厂商面临利润压缩的困境,行业整合趋势越来越明显。

PCB层之间的互连是通过钻孔和电镀工艺实现的。 随着手机和笔记本电脑等电子设备越来越薄,集成度越来越高,主板也在不断进步,追求更高的孔密度和更细的线宽和线距。 这一进展体现在从一阶HDI到二阶HDI,再到四阶或更高层次的AnyLayer HDI,最后到采用M-SAP工艺的SLP。 在此过程中,特征尺寸不断缩小,孔数增加,使制造过程越来越具有挑战性。

PCB的升级也促进了信号向高频、高速方向发展,要求电子电路材料具有低介电常数和介电损耗,同时还要满足低CTE和低吸水率的要求,要求更高性能的覆铜层压材料,以保证高端板的制造质量和可靠性。

需要注意的是,高频、高速度、大尺寸、高多层的特性,不是单纯堆放原材料就能实现的。 公开资料显示,即使在国内,制造这些高端PCB的良品率也达不到95%。

中高端PCB有很大的增长空间

资料来源**:中国产业信息网。

PCB产业链上游主要由铜箔、玻璃纤维布、木浆纸、合成树脂等材料组成。 中游包括覆铜板和PCB的生产制造,其中,覆铜板作为PCB的上游,是PCB原材料的重要组成部分。 下游PCB产品广泛应用于通讯设备、半导体、计算机、汽车电子、消费电子、工业控制、航空航天和数据中心等领域,应用非常广泛。

PCB产业链图:

资料来源**:p Rismark, CCLA

上游材料中的电子树脂分子结构规则对称性高,极性基团含量低,可有效降低覆铜板在电信号传输过程中的损耗,从而满足高速高频通信的需要。

此外,高纯度、低杂质的电子树脂,在长时间暴露于高温、高湿等恶劣环境下,可以显著增强覆铜板的绝缘性能,提高其可靠性。

铜箔是由铜或铜合金通过轧制或电解等工艺制成的阴极电解材料。 它的主要用途是作为电导体,在覆铜板 (CCL)、印刷电路板 (PCB) 和锂电池的生产中起着关键作用。

根据用途不同,铜箔可分为电子铜箔、锂电池铜箔和电子屏蔽用铜箔。

标准铜箔主要用于制造覆铜板和印刷电路板,而锂电池铜箔主要用于消费类锂电池、动力锂电池和储能锂电池的生产。

铜箔的生产对工艺技术的要求极为严格,因此高端铜箔的生产能力成为行业内企业竞争的重要壁垒。

在国内龙头企业中,建滔铜箔、南亚铜箔、铜冠铜箔、龙电华鑫、长春化工PCB铜箔销量均超过20000吨,占总销售额的54%5%。

整体来看,由于新能源电子产业的持续繁荣和下游需求的不断增长,国内铜箔行业的竞争依然十分激烈。

覆铜板作为PCB的核心载体,其性能直接受到所用原材料的制约。 特别是对于高频高速覆铜板,需要通过优化和提高原材料的性能来实现对介电常数(DK)和介电损耗(DF)等特性的要求。

覆铜板的制造涉及多种原材料,如铜箔、电子布、树脂和硅粉。

特种树脂是实现高频高速覆铜板所需性能的核心原材料之一。 在树脂体系中加入二氧化硅粉等填料,进一步提高覆铜板的性能,降低其制造成本。 对于高端产品,所使用的二氧化硅粉在树脂体系中的粒径更小,填充率也相应更高。

高频高速覆铜板专用树脂的分类及部分代表性厂家:

资料来源**:华泰调研,线路检查。

在全球PCB市场的竞争格局中,领先的制造商主要来自台湾、中国大陆、日本、美国和韩国。

其中,中国大陆厂商在多层板市场占据明显的主导地位。

根据2024年数据,中国PCB制造业前五大厂商(CR5)占33家9% 的市场份额,而前 10 名制造商 (CR10) 拥有高达 51 的市场份额88%。其中,鹏鼎控股(母公司为台湾振鼎科技)、东山精密、健鼎科技(台资企业)、深南电路、华通电脑(台资企业)等5家公司的市场份额分别为5家公司。 78% 和 444%,跻身市场前五。

此外,国内也有一些厂商在PCB制造行业表现不俗,如景旺电子、沪电股份有限公司、AKM美德维尔电子、盛虹科技、兴森科技、世云电路等。

2024年PCB行业竞争格局:

资料来源**:中国电子电路行业协会。

在AI新浪潮下,国内厂商正在积极布局与AI服务器相关的PCB产品。

国内PCB厂商正在加速拓展高端产品,如高多层板、HDI板,以满足AI浪潮带来的巨大需求。

生产具有这些特性的印制电路板,不仅需要深厚的技术背景和设备投入,还需要经验丰富的技术团队和生产团队。 同时,客户认证的流程严格而复杂,因此进入该领域的门槛相对较高,实现大规模工业化生产的时间相对较长。 算力人工智能让AI触手可及服务器PCB

高端PCB生产项目:

数据**:公司公告、浙商**、线路检查。

在相关布局厂商中,上海电气股份有限公司的EGS级服务器产品已实现规模化量产,完成4阶HD产品化,正在进行6级HDI产品的预研。 胜利巨人科技已成功研发出基于AI服务器的高阶多层产品,其平台服务器主板已进入小批量生产阶段,完成了Tier 4 HDI产品和高级多层产品的商业化,也在加速Tier 6 HDI产品的布局。

从长远来看,下一代通信印制电路板和存储封装基板将成为趋势,高密度、高集成度、高速高频、高散热、小型化等关键领域值得关注。 在全球AI浪潮爆发的背景下,PCB作为关键的基础要素,有望迎来高速发展机遇。

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