PCB上游材料分析框架

行业研究·行业专题 基础化工·塑料 投资评级：优于大市（首次评级） 证券分析师：杨林010-88005379yanglin6@guosen.com.cnS0980520120002 证券分析师：董丙旭0755-81982570dongbingxu@guosen.com.cnS0980524090002 核 心 观 点 u印制电路板在电子领域应用广泛，电性能是PCB迭代关键指标。印制电路板是电子产品的关键电子互连件，有“电子产品之母”之称。PCB的上游主要为铜箔、玻纤布、树脂等原材料行业，覆铜板(CCL)为重要的中间产品。松下电工的Megtron系列产品为高速覆铜板领域的分级标杆，通常被视为CCL行业的通行标准，等级越高的覆铜板介电常数及介电损耗越小。高端覆铜板可以分为高频、高速覆铜板和高密互联用基板。 uAI服务器、普通服务器等需求拉动高端覆铜板市场空间。由于AI应用的快速落地及科技巨头AI资本开支的加码，AI服务器出货量快速上升。AI服务器中GPU板组为相对于普通服务器的增量，以英伟达服务器为例，GPU板组主要包含GPU组件、模组板NVSwitch，这三部分都会应用到高等级CCL板。普通服务器用覆铜板升级处于关键转型期，且服务器迭代后所需的CCL板层数有明显的升幅，高性能服务器对高速覆铜板的需求不断扩大。 u电子树脂对覆铜板性能影响巨大。电子树脂是覆铜板制作材料中唯一具有可设计性的有机物，影响介质损耗的因素有分子的极性及极性基团的密度和可动性，要想降低树脂的介质损耗，需尽可能减少树脂中极性官能团的含量。目前高端覆铜板中常用的树脂有双马树脂、聚苯醚树脂、碳氢树脂，其中碳氢树脂由于性质优良，有较大开发潜力，是目前开发热点。圣泉集团及东材科技均以量产相关树脂，成功打入主流供应链。 u玻纤布及填料对覆铜板性质有重要影响，内资企业有望快速进入产业链。玻纤的介电性能和组成元素的极化率密切相关，目前各企业通过调整玻璃配方平衡产品电性能及加工难度。为进一步提高性能，下一代玻纤布有望采用石英纤维，在性质大幅提升的同时，加工难度同步也大幅提高。硅球作为覆铜板最常见的填料，目前改进方向为提高硅球材质纯度及球形度，减小硅球直径，并通过表面改性不断优化硅球的电性能及分散性能。 u投资建议：【圣泉集团】自主研发的聚苯醚（PPO/PPE）树脂通过国内重点头部企业认证，建成1300吨/年全自动化产线并实现满产满销。公司同时拥有碳氢树脂（ODV）生产能力，并稳定供货。 u风险提示：竞争加剧的风险；技术迭代不及预期的风险；下游需求不及预期的风险；产能扩张不及预期的风险。 目录 P C B产 业 链 简 述1高 端P C B下 游 需 求2P C B用 树 脂3P C B用 玻 纤 布4风 险 提 示P C B用 填 料5相 关 公 司6 目录 印制电路板（PCB）产业链 u印制电路板（PCB）主要功能是使各种电子零组件形成预定电路的连接，起中继传输作用，是电子产品的关键电子互连件，有“电子产品之母”之称。 uPCB的上游主要为铜箔、玻纤布、树脂等原材料；覆铜板（CCL）为制备PCB重要的中间产品，覆铜板经过刻蚀等工艺制备成PCB；PCB的下游包括各类电子产品，包括通信设备、消费电子、汽车、航空航天等行业。 覆铜板是制备PCB的核心中间产品 u覆铜板（CCL）全称为覆铜箔层压板，是将增强材料浸以树脂胶液，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料，担负着印制电路板导电、绝缘、支撑三大功能，是制作印制电路板的核心材料。 u覆铜板作为PCB的核心中间产品，由玻纤布（增强材料）、树脂、填料和铜箔几部分构成。 树脂、玻纤布、铜箔在PCB中成本占比较高 u根据中商产业研究院数据，PCB的成本结构中直接成本占比将近60%。其中覆铜板的占比的最高，达到27.31%，其次半固化片。人工费用、金盐、铜球，铜箔、干膜、油墨的占比分别为13.8%、9.5%、3.8%、1.4%、1.4%和1.2%。 u覆铜板中铜箔成本占比最多为42.1%，树脂和玻纤布占比分别为26.1%和19.1%，其余则为制造费用及人工费用。 电性能为覆铜板核心指标 u覆铜板的品质决定了印制电路板的性能、品质、制造中的加工性、制造水平、制造成本以及长期可靠性等。覆铜板的性能指标大致可以分为4类，包括物理性能、化学性能、电性能、环境性能等，其中电性能为覆铜板核心指标。 u电子工程领域是PCB下游最具活力的发展领域之一，高频与高速PCB的应用场景不断拓展。高频PCB主要应用于无线通信、雷达系统、卫星通信等领域。在5G基站中，高频PCB承载着毫米波信号的传输，其工作频率可达28GHz甚至更高。高速PCB则广泛应用于数据中心、超级计算机、高速网络设备等场景。在AI服务器的GPU集群中，高速PCB确保着海量数据的高速传输，信号传输速率可达112Gbps以上。松下电工的Megtron系列作为高速覆铜板领域的分级标杆，通常被视为CCL行业的通行标准。 下游高频、高速应用场景不断发展 u高端覆铜板可以分为高频覆铜板、高速覆铜板和高密互联用基板。为适应电子技术高精高密、小型化和轻薄化的特点，IC载板基于HDI相关技术逐渐演进而来，是对传统集成电路封装引线框架的升级，用于各类芯片封装环节，在一定程度上代表当前PCB领域的最高技术水平。 存储IC模块、MEMS模块、射频模组I模块和处理器IC模块 目录 AI服务器出货量快速上升 u据Business Reserach Insights数据，全球AI基础设施市场规模在2024年为279.4亿美元，预计将在2025年上升至329.8亿美元，预计到2033年将达到12403亿美元，在2025-2033期间的复合年增长率为18.01％。 u由于AI应用的快速落地及科技巨头AI资本开支的持续加码，AI服务器出货量快速上升。据TrendForce数据，预计2025年全球AI服务器出货量达到213.1万台，同比增速27.6%，未来预计仍将保持15%以上的增速。 AI服务器对高速PCB需求大增 uAI服务器与普通服务器核心处理器方面结构差别较大，普通服务器中CPU为核心，AI服务器多采用CPU+GPU架构。AI服务器中GPU板组为相对于普通服务器的增量，从DGXA100服务器看，GPU板组主要包含GPU组件、模组板、NVSwitch，这三部分都会应用到高端CCL。 uAI服务器对数据传输速度要求极高，需要实现信号的高速传递和低损耗，这就提升了对PCB的要求，目前部分高端AI服务器中PCB已经使用M8级别CCL，M8级别CCL则需要更优良介电常数和损耗因子的高频高速树脂和玻纤布制备。 资料来源：英伟达官网，国信证券经济研究所整理 普通服务器不断升级对PCB要求同步提高 u据中商产业研究院数据显示，2020-2024年全球服务器的出货量从1360万台增长至1600万台，年均复合增长率为4.15%。中商产业研究院预测，2025年全球服务器出货量将达到1630万台。 u从覆铜板技术升级角度，将目前最新的Intel Eagle Stream平台与前代平台对比，可明显看出服务器平台用覆铜板升级处于一个阶梯跨越至另一个阶梯的关键转型期，且服务器迭代后工所需的CCL板层数有明显的升幅，高性能服务器对高速覆铜板的需求不断扩大。 市场空间持续高增 u根据Prismark数据，随Al服务器需求的爆发性增长，叠加服务器用PCB价值量较高，服务器成为PCB需求的主要拉动力量，2023-2028年服务器用PCB市场规模复合增长率为11.6%，2029年服务器用PCB市场规模可达189.2亿美元。 u根据高盛数据，由于服务器需求的快速扩张，全球高端CCL市场规模快速增加，2024年-2026年市场规模有望从不足40亿美元增加至超60亿美元，复合增长率达28%。 日本及中国台湾企业在高端覆铜板市场中优势较大 u高速板市场以日本松下为业内标杆，台资企业联茂电子、台耀科技处于第二梯队，合计占据约60%的市场份额；高频板以罗杰斯为行业代表，泰康尼处第二梯队，合计占据了70%以上的市场份额。目前，日本松下与罗杰斯引领着全球高频高速覆铜板技术的研究方向，内资企业与前述企业尚存在较大差距。 u据Prismark数据，2023年全球生产三大类刚性特殊覆铜板企业中，有一定规模的企业共13家，这13家企业的三大类特殊刚性覆铜板销售额约38.18亿美元，约占全球此类覆铜板总销售额的93%；销售量为1.00亿平米，约占全球此类覆铜板总销售量的87%。其中中国台湾企业有四家，销售额占比46.1%，日资企业销售额占比23.9%，欧美企业占比8.9%。 目录 电子树脂对覆铜板性能影响重大 u电子树脂是覆铜板制作材料中唯一具有可设计性的有机物。应用于覆铜板生产的电子树脂一般是指通过选择特定骨架结构的有机化合物和有反应活性官能团的单体，经化学反应得到特定分子量范围的热固性树脂，是能够满足不同覆铜板所需要的物理化学特性需求的一类有机树脂材料。 u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，覆铜板胶液配方的主要组成包括主体树脂、固化剂、添加剂、填料、有机溶剂等；其中，主体树脂和固化剂用量最大。 电子树脂体系 u根据终端设备厂商对覆铜板低信号传输损耗的要求，可以将基板材料分为四个级别：每一个等级的基板材料，都有相对应的树脂材料。常用的用于CCL板制备的树脂材料有环氧树脂（EP）、氰酸酯树脂（CE）、聚苯醚树脂（PPO）、双马来酰亚胺树脂（BMI）、聚四氟乙烯树脂（PTFE），碳氢树脂、苯并噁嗪树脂等。 u对高分子材料的低介电性能和强附着力的要求有一定矛盾。一方面，与微带导体的强附着力要求聚合物链中含有氨基、环氧基、异氰酸酯等极性官能团，通过静电作用增强聚合物链与铜箔之间的界面作用力，从而提高集成电路板的耐久性和可靠性；另一方面。极性基团会使得材料的介质损耗因数大幅升高，因此低介电材料（尤其是低介质损耗因数）要求聚合物链中含有非极性官能团。 环氧树脂 u环氧树脂是一种以脂肪族、芳香族或者脂环族为主链的一种高分子聚合物，PCB产业中常利用高官能度的苯酚型环氧树脂。环氧树脂具有优异的力学性能、绝缘性、电性能、化学稳定性、尺寸稳定性、收缩率低、粘着力强等优点，是当前覆铜板中产量最大、使用最多的产品。 u由于环氧树脂在固化反应过程中生成大量含有-OH的极性基团，会极大的影响覆铜板的介电常数和介电损耗。为了扩大环氧树脂的使用范围，需要对环氧树脂进行改性。现在主要是通过和其它树脂进行共混来对环氧树脂进行改性，如聚苯醚改性环氧树脂、酚醛树脂改性环氧树脂等。 双马来酰亚胺&氢氰酸树脂 u双马来酰亚胺（BMI）属于聚酰亚胺树脂体系，是以马来酰亚胺基团为活性端基的多官能团化合物。是以马来酰亚胺（MI）为活性端基的双官能团化合物，有与环氧树脂相近的流动性和可模塑性，常用的双马来酰亚胺溶解性高、固化物脆性大，加工性差，须通过改性才能实际应用。 u氰酸酯（CE）树脂一种结构中带有两个及以上氰酸酯官能团的热固性树脂。氰酸酯树脂的种类有很多，不同结构的氰酸酯树脂的性能不同，但是其固化后都会生成以三嗪环结构为主的网状高聚物，CE树脂的固化反应产物的交联密度比较大，质地较脆。 u日本三菱瓦斯最早通过将双马来酰亚胺与三嗪、环氧等做成BT树脂，在高频电路的PCB板上得到应用。BT树脂具备较高的耐热性，热膨胀率低，并且可以通过改性降低介电常数与介电损耗目前三菱瓦斯仍在全球BT树脂领域占据主导，我国东材科技在双马来酰亚胺方面实现了突破。 聚苯醚树脂 u聚苯醚是以2，6-二甲基苯酚为单体，在催化剂作用下氧化偶联聚合反应制得。PPO树脂在应用过程中往往会通过分子设计将聚苯醚端基官能化进行改性，如利用羟基，环氧基，烯丙基进行封端。 u目前覆铜板中常用的为双端丙烯酸酯基PPO树脂，分子量在2000-2500。甲基丙烯酸酯端基PPO作为主体树脂和其它含有双键的树脂组