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电子行业专题:PCB是十问十答,AI算力与终端创新共振,PCB重塑高密度连接格局

电子设备2025-11-28国信证券坚***
电子行业专题:PCB是十问十答,AI算力与终端创新共振,PCB重塑高密度连接格局

AI算力与终端创新共振,PCB重塑高密度连接格局 行业研究·行业专题 电子 投资评级:优于大市(维持评级) 证券分析师:胡剑证券分析师:胡慧021-60893306021-60871321hujian1@guosen.com.cnhuhui2@guosen.com.cnS0980521080001S0980521080002 证券分析师:叶子0755-81982153yezi3@guosen.com.cnS0980522100003 证券分析师:张大为021-61761072zhangdawei1@guosen.com.cnS0980524100002 PPCCBB AAII •行业进入AI驱动的新周期,需求结构发生根本性转变。AI服务器集群建设带来算力板卡、交换机与光模块的同步升级,推动PCB需求量和单价双升。随着算力架构从GPU服务器向正交化、无线缆化演进,信号链条更短、对材料损耗更敏感,PCB成为AI硬件中最核心的互连与供电载体之一。本轮AI周期不同于5G周期的“高峰—回落”型特征,而呈现“技术迭代带动持续渗透”的长周期属性。我们认为,AI将成为未来3–5年PCB行业的主导增量。我们测算,2027年预计有线通信类PCB市场将达到2069亿元,近两年CAGR为20%。 •高端PCB紧俏态势有望延续至2027年,全球大厂竞相扩产。近半年,多家A股PCB上市公司宣布了新的扩产规划,整体规划较去年更为激进。区域上看,各大PCB厂商在加速东南亚布局,通过泰国、越南新基地承接海外客户需求的同时,也积极推进国内高端产能的扩产,形成“内地产能负责高端产研,海外工厂是入场门票”的短期布局。我们测算了A股10家头部PCB+海外3家PCB厂商的产能情况,预计2027年13家公司合计产值将达到1860亿元,25-27年CAGR为54%。根据测算,全球市场到2026年PCB供需缺口将近200亿元,2027年供需紧张持续,但缺口有望收窄。 •工艺迭代与材料升级共振,行业高端化趋势显著加速。我们就近期多项技术变化进行了梳理:mSAP工艺在AI服务器与交换机主板上快速普及,以应对10–15μm的线宽线距;服务器机柜长期来看将向伪正交架构演进,进一步提升信号传输密度,对低介电、低损耗、低粗糙度材料提出更严苛要求。材料体系上,电子布从E布向L/Q布演进,树脂体系向低Dk/Df与高Tg方向升级,铜箔则普遍采用HVLP3/4及超薄铜以降低损耗。我们判断,未来高端板将呈现“材料—工艺—架构”三位一体的迭代特征,即由AI架构推动信号频率上行,进而反向驱动材料体系与制造工艺持续创新,从而形成公司间技术与利润分化。 •需求激增+盈利改善,PCB上游材料迎来国产替代机遇期。受上游铜矿减产及美国降息周期预期推动,4月以来铜价中枢显著抬升,带动覆铜板中低端产品价格普涨。由于覆铜板竞争格局优于下游PCB厂,生益科技、建滔积层板等厂商已快速实现成本向下游传导,盈利能力修复;但高频高速AI用覆铜板受限于终端客户议价能力,短期涨价空间有限。与此同时,高端覆铜板涉及的碳氢树脂、Low-DK二代布/石英布、HVLP铜箔、硅微粉等材料因需求突然爆发,部分产品出现供应缺口,其中Low-DK二代布缺口达10–20%,近半年价格明显上行。在供给受限背景下,国内厂商已在树脂、硅微粉环节取得显著进展,二代布国产化加速推进,石英布亦有多家布局,高端覆铜板产业链国产替代空间正在快速打开。 •伴随机架密度提升,PCB重塑高密度连接格局。GTC 2025英伟达展示了全新机架Kyber结构概念,用PCB替代背板铜缆,用伪正交架构将计算托盘旋转90°与交换托盘通过PCB背板直接相连。此外,9月的AI Infra Summit发布的Vera Rubin CPX也使用midplane替代overpass,应对GB系列组装中overpass布线空间受限、可靠性低等挑战。由于Midplane承担了重要信号传输,价值量较高,我们预计满配VR NVL144 CPX机架,单颗Vera Rubin GPU(不含CPX)将对应8000人民币PCB价值量,不含CPX的NVL144单颗GPU对应价值量也达到5000+元,较GB200/300价值量翻倍。 •AI周期驱动下,PCB正处于量价与结构共升的长期趋势中。中低端产品通过成本传导改善盈利,高端产品通过技术升级扩大壁垒。未来两年,产业链将进入“技术驱动+区域再平衡”的新阶段,推荐关注具备高端制造能力、海外交付布局和材料协同体系的龙头企业:沪电股份、景旺电子、生益科技、鹏鼎控股、东山精密、世运电路、奥士康等。 •风险提示:AI算力投资规模不及预期;PCB扩产节奏不及预期;AI服务器架构升级不及预期。 PPCCBB •①全球宏观经济:PCB行业需求与宏观经济环境呈正相关。PCB是电子行业的基础元件,而电子产品已经成为居民日常生活的普遍消费品。我们通过比对全球PCB产值的同比增速和全球GDP同比增速,可见二者呈现正相关关系。•②下游创新增量:PCB的重要应用领域包括PC、手机、通信等,其创新迭代会直接推动PCB需求。90年代台式机、00年代的笔记本、2010年前后的智能手机、2020年以来的5G基站大规模建设,推动了PCB行业不同阶段的成长。 PPCCBB •与5G时代相比,AI算力市场规模更大,建设持续时间更长,因此对于PCB的拉动更为显著。 •5G基站主要包含AAU天线底板、振子板、AAU功放、AAU射频板、BBU板等几块重要PCB,一个基站对应PCB价值量约1~1.5万元。2023年高峰期,全球新增5G基站153万座,对应年度PCB市场规模153亿元~230亿元。 •AI服务器以GB300 NVL72为例,根据产业链跟踪,单颗芯片对应PCB价值量为3000元。ASIC芯片单片对应PCB价值量更高,达到约4000元。对应26年年度市场规模将达到600亿以上,若考虑交换机、光模块中的PCB,市场规模将达到千亿级别。 来源:智研咨询,国信证券经济研究所整理 问问题题三三::本本轮轮周周期期的的持持续续性性?? •需求方面:AI算力基础建设将会带动AI服务器、高速交换机、光模块等类别PCB需求大增,并间接带动通用服务器领域温和增长。根据产业链跟踪,我们预计英伟达GB300机柜中,单GPU对应PCB价值量为420美金,同代ASIC芯片对应GPU价值量为700美金,2026年,随着Rubin系列出货占比提升/ASIC芯片配套升级,对应单芯片PCB价值量分别提升,对应AI服务器PCB市场2025-2026年达到379/689亿元,考虑交换机PCB市场73/95亿元,光模块PCB市场23/53亿元,通用服务器市场958/977亿元,合计有线通信类PCB市场达到1433/1815亿元。 •供给方面:基于IDC、Prismark等第三方机构预测,及各公司已公开披露的产能规划,以投入产出比1:1.2~1.5范围计算,我们预计2025~2026年,Top13全球算力类(服务器+有线通信)PCB产值将达到780/1320亿元。我们的测算基于数个重要假设:我们统计了各公司2026年年底的投产预期,并将其假设为2027年的平均产能,2025至2027年线性爬产,期间稼动率始终保持满产。但目前由于海外工厂缺少成熟工人和工程师,多个公司海外工厂投产速度不及预期,国内工厂也可能面临相关设备缺货的情况。 •综上,根据我们的测算,2026年全球算力类PCB市场需求将达到1815亿元,而全球Top13的PCB厂商相关产值约为1320亿元,考虑其他厂商,预计将有近200亿的供需缺口。展望2027年,就目前的CSP厂资本开支预期和PCB厂商的扩产预期假设,供需缺口将大幅收窄。 CCooWWooPP •为改善互连效率与散热性能,封装技术正逐步向CoWoP(Chip-on-Wafer-on-PCB)演进。由于芯片性能持续跃升,传统CoWoS封装在多层堆叠结构下,信号与电源需经由ABF载板及BGA球阵传递至主板PCB,路径较长,导致信号延迟、功耗与成本进一步上升。CoWoP工艺在结构上取消了ABF封装载板,将晶圆级中介层(含芯片)直接贴装于高精度PCB主板之上,使得信号可自中介层直接进入PCB布线层。该架构不仅显著缩短了信号与电源传输路径、降低传输损耗,同时提升了热扩散效率与系统整体可靠性。通过以先进PCB取代昂贵的封装基板,CoWoP在提升性能的同时亦有助于优化封装成本结构。 •CoWoP工艺对PCB提出更高要求,需要使用类载板工艺及low-CTE特性的PCB。要求其具备类载板级精度,在布线密度、铜厚均匀性以及层间对准精度等方面达到接近ABF载板的制造水平。且由于芯片直接贴装在PCB上,两者的热膨胀系数( C T E )必 须 高 度 匹 配 , 因 此 采 用Low-CTE特性的材料成为必然选择。 mmSSAAPP CoWoP对PCB制造精度要求较高,线宽/线距需要从目前的20/35微米,向10/10微米甚至更精细的级别迈进。传统PCB的减成法工艺难以满足SLP对线宽/线距的要求,因此业界主要采用改良半加成法mSAP工艺。目前在印制线路板制造工艺中,主要有减成法、全加成法与半加成法三种工艺技术: •减成法:减成法是最早出现的PCB传统工艺,也是应用较为成熟的制造工艺,一般采用光敏性抗蚀材料来完成图形转移,并利用该材料来保护不需蚀刻去除的区域,随后采用酸性或碱性蚀刻药水将未保护区域的铜层去除。•全加成法(SAP):全加成法工艺采用含光敏催化剂的绝缘基板,在按线路图形曝光后,通过选择性化学沉铜得到导体图形。•半加成法(mSAP):半加成法立足于如何克服减成法与加成法在精细线路制作上各自存在的问题。半加成法在基板上进行化学铜并在其上形成抗蚀图形,经过电镀工艺将基板上图形加厚,去除抗蚀图形,然后再经过闪蚀将多余的化学铜层去除,被干膜保护没有进行电镀加厚的区域在差分蚀刻过程中被很快的除去,保留下来的部分形成线路。目前,苹果iPhone主板(2017之后所有机型)均采用mSAP技术,AI服务器及高频高速互连载板也有望广泛导入。 问问题题六六::正正交交背背板板如如何何替替代代铜铜缆缆?? GTC 2025上,一个关键的更新是Kyber机架架构。Nvidia通过将计算托盘旋转90度安装,来提高机柜密度,推出NVL576(144个GPU封装)配置。Kyber机架架构与之前Oberon架构(GB300 NVL72)相比,主要区别包括: 2.每个机架包含4个罐体:每个罐体有18个计算托盘,每个托盘中包含两个Rubin Ultra GPU和两个Vera CPU,因此每个罐体中有36个GPU封装(144个die),这使得机架内四个罐体总计达到576颗die。 3.PCB背板替代铜缆背板:作为GPU与机架内NVSwitch之间的扩展链路,PCB背板取代了铜缆背板。这一转变主要是由于在更小的空间内布置电缆的难度过高,,无法继续使用铜线对每个刀片进行连接。 资料来源:Semianalysis,国信证券经济研究所整理 问问题题六六::正正交交背背板板如如何何替替代代铜铜缆缆?? •Kyber机架架构并非一种全新的架构,在超节点布局中,可抽象为伪正交架构。超节点(即Superpod),是一种用于构建大规模算力集群的技术架构。此概念最早由英伟达提出,指将数千张GPU集成在一个逻辑单元内,形成类似“超级计算节点”的系统。与传统架构不同的是,超节点可以通过高速互联技术,弥补原先服务器间带宽不足以及高时延等问题,以期实现算力效率的优化。对于整机柜超节点而言,Scale-Up互联架构从Cable Tray方案向正交架构迭代,是较为明确的演进方向。 ①非正交架构:即传统的PCB背板架构中,所有电路板都插入背板的同一侧,并通过背板上的无源铜迹线相互交互。 ②伪正交架构:外观上与正交架构相似——前板水平插入,后板垂直插入。不同之处在于,伪正交架构使用一个大的中板,所有电路板都插