电子行业专题：AI填料，看好材料升级机遇

AI填料，看好材料升级机遇——电子行业专题 分析师：方晨SAC编号：S0870523060001 主要观点：AI填料，看好材料升级机遇 AI填料：下游AI快速发展，驱动功能填料电子级高端应用 •球形硅微粉、球形氧化铝依托优异性能，是半导体电子粉体核心材料。硅微粉，广泛运用于覆铜板、芯片封装等领域；球形硅微粉由于其高填充性，能够显著降低覆铜板和环氧塑封料的线性膨胀系数，提升电子产品可靠性。高导热球形氧化铝，EMC等热界面关键填料，凭借较高导热性等，成为电子封装、导热散热领域主流导热粉体。•AI大模型迅猛发展，对新一代高频高速、芯片封装用的上游填料性能提出更高要求。新一代高频高速覆铜板方面，为保证更低介质损耗，超纯球形二氧化硅正成为行业主流选择；芯片封装方面，Low-α球硅及low-α球铝，HBM封装用环氧塑封料的主要填料。 高速覆铜板：高阶CCL加速渗透，高性能球硅量价齐升。 •性能提升——AI服务器更高性能，驱动PCB/CCL及填料升级。更高的服务器技术标准对PCB有着更高的性能要求。高频高速需要PCB板采用Very Low Loss或Ultra LowLoss等级覆铜板材料制作，通常要求更低的低介常数（Dk）和低介质损耗因子（Df）。随着升级至M7及以上新一代高速覆铜板，对功能填料指标要求也更为严格。 •用量增加——PCB板层数增加，CCL功能填料比例逐年增大。随着PCIe协议升级，所需PCB板层数明显增加。从PCIe3.0对应8~12层，逐步增加至PCIe5.0对应16-22层，高性能服务器对高速覆铜板的需求不断扩大。下游终端设备性能升级，CCL中高性能球形硅微粉填充比例逐年扩大至40%以上，带动无机功能填料需求快速上升。 •价值量增长——高阶CCL加速渗透，高性能球硅占比逐年扩大。高阶CCL对应更高单价的高端球形硅微粉，日本同行业企业销售的高端球形硅微粉售价普遍每吨在几万至十几万元以上。同时，全球SuperUltraLowLoss等级高速覆铜板正在加速渗透。根据前瞻产业研究院数据显示，2021年在覆铜板用硅微粉市场中，高性能球形硅微粉市场规模占比超过44%，并预计逐年扩大。未来随着ASIC服务器+GPU拉动，会进一步促进PCB价值量的增长，并推升CCL以及高端填料的产值。 HBM：Low-α球铝，HBM封装关键材料。 •AI时代，Low-α球铝是HBM封装中的关键填料。半导体器件制造和封装材料中存在的铀(U)、钍(Th)等杂质具有天然放射性，其释放的α例子是造成芯片发生软失效的主要来源，尤其是HBM这种高度集成芯片，更容易受到α例子的干扰。Low-α射线球形氧化铝，能够预防由α射线引发的操作故障，通常用做HBM的封装填料。 •HBM市场快速增长，推动Low-α球铝需求提升。Low-α球铝和球硅占GMC重量的80%以上，随散热要求越高，Low-α球铝占比越高。根据Yole的预测，HBM的总市场规模将从2022年的27亿美元增长至2029年的377亿美元，年复合增速将达到38%，2030年有望突破1000亿美元，将带动Low-α球铝需求提升。 投资建议： 建议关注：联瑞新材（国内领先的电子级硅微粉企业，产品包括Low-α球形二氧化硅、LowDf超细球形二氧化硅、Low-α球形氧化铝等）。 目录 SECTIONC o n t e n t 一、AI填料：下游AI驱动电子级高端应用 二、高速覆铜板：高阶CCL加速渗透，高性能球硅量价齐升三、HBM：Low-α球铝，HBM封装关键材料四、建议关注：联瑞新材五、风险提示 AI填料：半导体粉体核心材料，电子级高端应用是重点方向 ◆硅微粉、氧化铝是半导体电子粉体的核心材料，电子级高端应用是重点方向。半导体电子粉体材料是支撑集成电路等领域发展的“隐形冠军”，其性能决定了芯片的速度，核心成本包括二氧化硅、氧化铝等。 ◆球形硅微粉依托更优异性能，应用于高端电子产品材料。硅微粉作为先进的无机非金属材料，广泛运用于覆铜板、芯片封装用环氧塑封料等领域。 ◆高导热球形氧化铝是EMC等热界面关键填料。近年伴随AI升级驱动，以及新能源车三电系统和智能化升级带来的产业变革，球形氧化铝凭借较高的导热性等，成为电子封装、导热散热领域的主流导热粉体类别。 AI填料：高性能球硅产业化的三种技术路线 ◆球形硅微粉有三种技术路径能达到量产条件。三种技术路径分别是：火焰熔融球形硅微粉、直燃/VMC法球形硅微粉、化学合成球形硅微粉，性能和单价依次上升。 ◆日系企业长期占据技术主导地位。日系厂商近年来收缩火焰熔融法球形硅微粉的产能和研发投入，将重心聚焦在VMC、化学合成法等球形硅微粉上。 ◆以高速覆铜板为例，火焰熔融法无法满足M6级以上性能要求。M8级别高速覆铜板，性能指标基本超出直燃/VMC法球形硅微粉稳定保证的范围内。 资料来源：日本雅都玛，上海证券研究所 AI填料：AI服务器快速发展，对上游填料性能提出更高要求 ◆大模型迅猛发展，驱动AI服务器市场快速扩张。根据TrendForce数据，预计2024年服务器行业总价值将达到约3064亿美元，2025年预计达到4133亿美元。其中，AI服务器较标准服务器增长更为强劲，单机价值量也较高，预计2025年AI服务器将占服务器市场总价值的70%以上，规模升至2980亿美元。 ◆硬件性能不断提升，上游关键填料性能提出更高要求。新一代高频高速覆铜板方面，为保证更低介质损耗，超纯球形二氧化硅正成为行业主流选择；芯片封装方面，Low-α球硅及Low-α球铝是HBM封装用环氧塑封料的主要填料。 AI填料：功能填料市场规模持续扩大 ◆国内高频高速覆铜板、环氧塑封料用功能填料市场持续扩大。 •根据新材料在线，2019年国内高频高速覆铜用功能填料规模1.1亿元，同比增长57.14%，预计2025年市场规模11.1亿元，复合增速47%•根据新材料在线，2019年国内环氧塑封料用功能填料需求9.2万吨，预计2025年市场规模18.1万吨，复合增速11.94%。 目录 SECTIONC o n t e n t 一、AI填料：下游AI驱动电子级高端应用二、高速覆铜板：高阶CCL加速渗透，高性能球硅量价齐升三、HBM：Low-α球铝，HBM封装关键材料四、建议关注：联瑞新材五、风险提示 高速覆铜板：1）性能提升——AI服务器更高性能，驱动PCB/CCL以及填料升级 ◆技术升级角度，更高的服务器技术标准对PCB有更高的性能要求。PCB需要提升性能适应服务器升级，高频高速需要PCB板采用Very LowLoss或UltraLowLoss等级的覆铜板材料制作，通常要求更低的低介常数（Dk）和低介质损耗因子（Df）。 ◆松下电工MEGTRON系列是高速覆铜板分级标杆。松下电工历年发布的不同等级高速覆铜板，依次为Megtron2、Megtron4、Megtron6等（简称M2、M4、M6），数字越大越先进。M4是lowloss级别材料，M7是superultralowloss级别材料，覆铜板业内其他厂商也会发布基本技术等级处于同一水平的对标产品。 ◆覆铜板升级，M7及以上新一代高速覆铜板，对功能填料指标要求更为严格。根据SemiAnalysis，英伟达GB200采用M7等级覆铜板，新一代高性能高速基板对功能性填料粒径、介电损耗等指标要求更为严格。 资料来源：松下官网，上海证券研究所 高速覆铜板：2）用量增加——PCB板层数增加，CCL功能填料比例逐年扩大 ◆服务器迭代升级，PCB板层数增加。PCB及其关键原材料覆铜板承载服务器各种走线的关键材料，随着PCIe协议升级，所需PCB板层数明显增加。从PCIe3.0对应8~12层，逐步增加到PCIe5.0对应的16-22层，高性能服务器对高速覆铜板的需求不断扩大。 ◆下游终端设备性能升级，CCL中高性能球形硅微粉填充比例逐年扩大至40%以上。PCB成本结构中，覆铜板占比最高达到27.31%；在覆铜板成本占比中，硅微粉的填充比例约15%。高频高速、HDI基板等较高技术等级覆铜板，一般采用改性后的高性能球形硅微粉。随着下游终端性能升级，高性能球形硅微粉的填充比例扩大至40%以上，无机功能填料需求快速上升。 高速覆铜板：3）价值量增长——高阶CCL加速渗透，高性能球硅占比逐年扩大 ◆高阶CCL对应更高单价高端球形硅微粉。球形硅微粉具有更好流动性，填充率更高，价格通常是角形硅微粉的3-5倍。日本同行业企业销售的高端球形硅微粉售价普遍每吨在几万至十几万元以上。 ◆高阶CCL市场加速渗透，高性能球形硅微粉占比逐年扩大。全球SuperUltraLowLoss等级的高速覆铜板正在加速渗透。根据前瞻产业研究院数据显示，2021年在覆铜板用硅微粉市场中，高性能球形硅微粉市场规模占比超过44%，并预计逐年扩大。 ◆随着ASIC服务器+GPU拉动，未来会进一步促进PCB价值量的增长，有望推升CCL以及高端填料的产值。 资料来源：ITEQ，上海证券研究所 目录 SECTIONC o n t e n t 一、AI填料：下游AI驱动电子级高端应用二、高速覆铜板：高阶CCL加速渗透，高性能球硅量价齐升三、HBM：Low-α球铝，HBM封装关键材料四、建议关注：联瑞新材五、风险提示 HBM：AI时代，Low-α球铝HBM封装中的关键填料 ◆AI时代，HBM是支撑大模型训练和推理的关键组件。根据壹零社，HBM即高带宽内存，随着AI时代大模型处理数据的指数级增长，HBM通过先进封装方法堆叠多个DRAM，与GPU封装在一起，实现存储高容量、高带宽、低延时、低功耗。 ◆Low-α射线球形氧化铝作为填料，能够预防由α射线引发的操作故障，通常用做HBM的封装填料。半导体器件制造和封装材料中存在的铀(U)、钍(Th)等杂质具有天然放射性，其释放的α粒子会导致软失效错误的出现，尤其是HBM这种高度集成芯片，更容易受到α粒子的干扰，因此需要将放射性元素的含量降至ppb（十亿分之一）级别。Low-α球铝作为HBM封装材料中必要的关键填料，能够保障芯片的高性能运行。 资料来源：AMD，上海证券研究所 HBM：HBM市场快速增长，Low-α球铝需求提升 ◆Low-α球铝和球硅占GMC重量的80%以上，随散热要求越高，Low-α球铝占比越高。根据新思界，Low-α球铝和球硅是颗粒环氧塑封料（GMC）用主要填料，占GMC重量的80%以上。一般情况下，Low-α球硅和球铝会复配混用，但氧化铝可以为HBM存储芯片提供更好的散热性能。因此，在散热要求越高的场景，Low-α球铝的占比会越高。 ◆HBM市场规模快速增长，带动Low-α球铝需求增长。根据Yole预测，HBM的总市场规模将从2022年的27亿美元增长至2029年的377亿美元，年复合增速将达到38%，2030年有望突破1000亿美元，将带动Low-α球铝需求上升。 资料来源：Yole，上海证券研究所 目录 SECTIONC o n t e n t 一、AI填料：下游AI驱动电子级高端应用二、高速覆铜板：高阶CCL加速渗透，高性能球硅量价齐升三、HBM：Low-α球铝，HBM封装关键材料四、建议关注：联瑞新材五、风险提示 建议关注：联瑞新材 ◆国内规模领先的电子级硅微粉企业，布局硅基+铝基氧化物多品类产品。公司硅微粉起家，围绕集成电路产业，持续推出了包括Low-α球形二氧化硅、LowDf超细球形二氧化硅、Low-α球形氧化铝、氮化物、球形二氧化钛等在内的产品。 ◆AI技术驱动，营收及利润增长。2024年公司实现营业收入9.60亿元，同比增长34.94%；实现归母净利润2.51亿元，同比增长44.47%。 ◆聚焦先进技术，高阶球粉占比进一步提升。公司聚焦高端芯片（AI、5G、HPC等）封装、异构集成先进封装（Chiplet、HBM等）、新一代高频高速覆铜板（M7、M8等）等先进技术。随着更多高阶产品登陆，球形无机粉体营收占比进一步提高，产