电子级特种树脂行业报告：智能时代浪潮起，国产替代正当时

电话：0755-23976795 本文从PCB基板树脂、封装树脂以及光刻胶树脂出发，分别探讨了：1.PCB树脂：当前高频高速树脂的主流产品、发展趋势以及相应的国内外生产情况；2.封装树脂：当前主流的封装材料，以及先进封装对封装树脂提出的新要求；3.光刻胶树脂：梳理了历代光刻工艺，以及工艺进步带动相应成膜树脂需求的变化。 邮箱：shenwei024936@gtjas.com资格证书编号：S0880523080006 作者：王瑞健 电话：021-38031022 邮箱：wangruijian028700@gtjas.com资格证书编号：S0880123070136 通信技术及智能化需求爆发，高频高速树脂受益。5G通信、智能车以及算力需求等爆发，或持续带动高频高速PCB需求的快速增长。树脂方面： 相关报告 基础化工《景气延续修复，重视Q3业绩环比改善子行业》 1、PTFE分子结构使其具备良好的介电性能，目前已成高频覆铜板主流基体；2、高频覆铜板用碳氢树脂体系仍处于探索阶段。3、聚苯醚（PPO）的介电性能仅次于PTFE，同时PPO材料的可加工性比PTFE材料好很多，目前“PPO为主体+交联剂”是热固性树脂体系主流路线。 2023.10.07 基础化工《重点化工品价格每日跟踪数据库》 2023.09.29 基础化工《重点化工品价格每日跟踪数据库》 2023.09.27 先进封装对环氧塑封料提出了新要求。环氧塑封料是最主流封装材料，其主要功能为保护半导体芯片不受外界环境（水汽、温度、污染等）的影响，并实现导热、绝缘、耐湿、耐压、支撑等复合功能。我国现已成为世界环氧塑封料的最大生产基地，在中低端封装产品已实现规模量产，在OFP、QFN、模组类封装领域已实现小批量供货:应用于FC-CSP、FOWLP、WLCSP、FOPLP等先进封装的产品成熟度较低。 基础化工《重点化工品价格每日跟踪数据库》 2023.09.26 基础化工《甜味剂价格拐点现，需求旺盛出口量攀升》 2023.09.26 光刻胶用酚醛树脂获得突破。我国高端半导体光刻胶的国产化率低，g线、i线光刻胶的自给率约为20%，KrF光刻胶只有少数几家公司能生产，ArF光刻胶基本靠进口。成膜树脂是光刻胶的主要成分，目前，商品化的G线/I线光刻胶主要为酚醛树脂-重氮萘醌体系。在树脂方面，扩大化生产是树脂合成的难点。 风险提示：需求不及预期；原材料价格波动；产品开发不及预期。 1.新兴领域带动高频高速树脂需求 1.1.5G、智能车以及算力需求等爆发，带动高频高速PCB需求 PCB是电子行业不可或缺原件，新兴产业推动高频高速化发展。PCB 是组装电子零件用的基板。主要用于连接各种电子零组件形成预定电路， 有“电子产品之母”之称。覆铜板是电子工业的基础材料，主要用于加 工制造PCB印制电路板，承担着PCB的导电、绝缘、支撑三大功能， 被广泛应用于通讯设备、汽车电子、消费电子、工控、医疗、航空航天 等领域。 图1：PCB是组装电子零件用的基板 图2：PCB应用广泛且树脂是覆铜板的重要基材 受益于下游需求的爆发，高频高速PCB需求将快速增长。据Market Watch预测，预计2022-2027年，全球PCB产值将从817亿美元达 到约984亿美元，CAGR达3.8%；中国PCB产值将从436亿美元达 到约511亿美元，CAGR达3.3%。其中，由于5G、智能车以及算力需 求等爆发，QY Research预计2022-2027年，全球高频高速PCB产值 将从27亿美元达到约46亿美元，CAGR达11.40%，增长速度显著高 请务必阅读正文之后的免责条款部分 于PCB行业整体增速。 图3：全球PCB行业持续增长 图4：高频高速PCB需求将快速增长 （1）通讯技术发展推动高频高速趋势 5G推动高频高速趋势。随着5G、智能汽车、物联网等产业快速发展， 信息传送进入高频领域。5G从基站数量和单站PCB用量两个方面拉动 特种电子树脂需求。近年来，在新基建等政策引领下，我国5G网络稳 步推进。我国三家基础电信企业和中国铁塔股份有限公司累计完成5G 投资1803亿元，截止2023年6月，我国5G基站数量已达293.7万 个，渗透率达26%。从产业规模上看，5G基站具有精度高、覆盖半径 小的特性，同等覆盖范围需配置的5G基站数可达到4G基站数的1.5 倍，且基站天线仍延续大规模阵列化和一体化有源天线的趋势，导致单 个基站PCB板面积大幅提升，由此对高频通信材料的需求也将大幅提升。 此外，根据5G Massive MIMO白皮书，为实现通讯速率及容量方面升 级，5G采用Massive MIMO技术，相比于TDD网络2/4/8的天线数量，Massive MIMO天线通道数大幅增加，通道数可达32或者64， 天线阵子数可达192、512。且5G天线对集成度有较高要求，需采用 更多层的PCB，PCB用量显著增加，为高频通信材料行业提供了快速成 长的历史机遇。 图5：5G技术发展带动高频高速PCB需求（万个） （2）汽车电动化智能化推动高频高速趋势 汽车电动化智能化助力高频PCB需求提升。PCB广泛应用于传统汽车 领域与新能源汽车领域，主要应用于动力控制系统、安全控制系统、车 身电子系统、娱乐通讯四大系统。新能源汽车中高价值量汽车电子是汽 车PCB快速发展的重要基础。根据中国产业研究网测算，国内紧凑型乘 用车中汽车电子占成本的比重约为15%，中高端乘用车中汽车电子占成 本的比重约为28%，而新能源汽车电子占成本的比重高达47%-65%。 近年来，新能源汽车销量及保有量增长迅速，新能源汽车产销量增长及渗透率提升将为整车PCB配套及上游电子级树脂材料带来了充裕的增 量空间。 图6：新能源汽车销量的增长为电子级树脂带来充足的增长空间 图7：新能源汽的汽车电子占比较高 汽车行业自动驾驶、数字化、电动化趋势以及5G技术发展所带来的高 通讯速率支撑，为汽车辅助驾驶系统的进一步发展提供了良好的支持。 自动机工程师学会将智能驾驶的等级分为五个等级，目前我们正处于 ADAS阶段。作为ADAS系统主力传感器，毫米波雷达在行业中渗透率 有望进一步提升。由于毫米波雷达需准确快速接收目标反射信号，经后 方处理后快速准确地获取汽车车身周围的物理环境信息后通过ECU进 行智能处理，因此对于高频通信材料有较高要求。佐思汽研数据库显示， 2022年，中国乘用车市场（不含进口车型）包括自主品牌与合资品牌 所售车型中，共有867.0万辆车配备有毫米波雷达，五颗毫米波雷达方 案覆盖L2、L2.5、L2.9自动驾驶车型，2022年配备毫米波雷达汽车销 量达60.9万辆。随着车载毫米波雷达规模进一步扩大，高频树脂材料需求有望迎来放量增长。 图8：毫米波雷达对于高频通信材料有较高要求 图9：配备毫米波雷达汽车销量增长 （3）算力需求爆发推动高频高速趋势 算力需求提升远期将拉动高频高速树脂用量。近期OpenAI的ChatGPT 的显著成功推动了人工智能应用发展的商业化。AI将在未来5至10年 内成为电子行业的主要驱动力。而模型训练需要海量参数，其训练和推 理过程需要消耗大量算力以及大量服务器支持。根据汉能投资集团测算， 1、训练方面：1746亿参数的GPT-3模型大约需要375-625台8卡 DGX A100服务器（对应训练时间10天左右），对应A100 GPU数量 约3000-5000张。汉能投资集团推测国内确定性较大的训练方面的新 增算力需求为11,250-18,750 PFlops。2、推理方面：以A100 GPU单 卡单字输出需要350ms为基准计算，假设每日访问客户数量为2,000 万人，单客户每日发问ChatGPT应用10次，单次需要50字回答，则 每日消耗GPU的计算时间为972,222个运行小时，对应的GPU需求数量为40509个，换算成算力约25000 PFlops。同时，随着新模型推进， 新的参数需求量将直线增长。IDC显示到2025年全球数据创建量预计 将增长到180ZB以上，数据创建量增长强劲，数据存储容量的安装基 数预计将同步增加，对高频PCB产品性能以及特种电子级树脂要求也会 增加。 表1：ChatGPT模型训练需要海量参数 图10：全球数据量将持续爆发 图11：预计服务器需求将在未来几年内快速提升 服务器更新迭代速度加快，高频高速PCB市场迎增长空间。CPU是服 务器的核心部件，在服务器平台升级换代中起决定作用。作为计算机的 运算核心与控制核心，CPU负责读取电脑中所有操作指令，对指令译码执行指令。需与芯片、PCB版、内存和硬盘相互配合才能发挥出较好的 效能。当CPU架构发生重大升级时，配套组件也需同步升级，共同推 进服务器平台更新迭代。2019年5月，Intel正式发布PCLe5.0,相较于 上一代PCLe4.0,相比较之前PCIE 4.0的16GT/s，PCIE5.0将信号速 率翻倍到32GT/s，x16双工带宽接近128GB/s。极高的信号速率，使 得PCIE5.0能够更好的支持对吞吐量要求高的高性能设备，如用于AI 的GPU，网络设备等。同时也具备较高的信号完整性，可以连接显卡、 SSD配件以及平台总线使用。因此，基于AI服务器在高性能计算资源、 内存和村塾以及网络连接方面的升级，AI服务器PCB用量将有所提升。 通用服务器PCB采用8-10层M6板为主，训练服务器PCB 18-20层 M8板，推理型服务器PCB为14-16层M6板。2023年1月，Intel 发布第四代Xeon处理器，AMD也于2022年11月发布第四代EPYC 处理器，随着服务器进一步升级更新及新一代CPU渗透率提升，相关 高频PCB、高频CCL及上游电子级树脂厂商将会从中获益。 表2:PCIE5.0对PCB板用量及速率提出更高要求 1.2.PCB的高频高速化带来基材树脂的需求转变 作为覆铜板三大原材料之一，电子级树脂很大程度上决定了覆铜板性能以及最终的应用场景。特种电子树脂指的是基于差异化性能需求专门设 计的具有特殊的骨架结构和官能团的一系列新型热固性树脂，由特种 电子树脂组合制成的覆铜板，其刚性、耐热性、吸水性、线性膨胀系数、 尺寸稳定性以及介电性能等指标得以相应改善。覆铜板生产工艺流程 包括：调胶、上胶含浸、半固化片切片、排版、上料铜箔热压、裁切和 检验等步骤。电子树脂应用于调胶流程，该流程系覆铜板生产的核心工 艺环节；由于覆铜板的理化性能、介电性能及环境性能主要由胶液配方 决定，因此覆铜板生产厂商通过研制不同的胶液配方，以适配PCB生 产企业及终端客户的多样化、差异化需求。 图12制作覆铜板需要电子级树脂 无铅化、轻薄化、高频高速化成为电子树脂研发和制造的最新技术趋势。 随着移动通信技术的发展与行业环保要求提高，基于环氧树脂的覆铜板 材料逐渐难以满足高频高速应用需求，具有规整分子构型和固化后较少 极性基团产生的苯并噁嗪树脂、马来酰亚胺树脂、官能化聚苯醚树脂等 新型电子树脂应运而生，无铅化、轻薄化、高频高速化成为电子树脂研发和制造的最新技术趋势。 图13:不同的树脂种类决定覆铜板的应用领域 电子信息产品高频化、高速化对印刷板的信号传输速率与介质损耗提出 了更高要求，CCL使用的树脂种类也会发生变化。其中，信号传送速率 与材料介电常数（DK）的平方根成反比关系，高介电常数容易引起信号 传输延迟；信号损耗与介质损耗（Df）成正比关系，介质损耗越小信号 损耗也越小。因此，高频基板材料必须维持较小的Dk与Df。而降低覆 铜板介质材料的Dk与Df主要可以通过树脂选择、树脂含量与增强材料 三种途径实现。Low Loss（低损耗）等级以上（基材Df≤0.008）的高 频高速电路用