AI服务器／EGS平台升级拉动高速PCB需求，高速PCB产业链解析
报告出品方：安信证券
以下为报告原文节选
------
1.高速 PCB 是一种特殊的印刷电路板，通常用于高速数字电路中
1.1.PCB 是电子产品的关键电子互连件
印制电路板简称 PCB（Printed Circuit Board），PCB 基板由导电的铜箔和中间的绝缘隔热材料组成，利用网状的细小线路形成各种电子零组件之间的预定电路连接。这种连接功能使PCB 成为电子产品的关键电子互连件，因此，PCB 被誉为“电子产品之母”。
PCB 按材质可以分为有机材质板和无机材质板，按结构不同可分为刚性板、挠性板、刚挠结合板和封装基板，按层数不同可分为单面板、双面板 和多层板。PCB 产业链上游主要涉及相关原材料的制造，如覆铜板、半固化片、铜箔、铜球、金盐、干膜和油墨等；中游主要是 PCB的制造；而下游则是 PCB 的广泛应用，包括通讯、消费电子、汽车电子、工控、医疗、航空航天、国防和半导体封装等领域。
PCB 技术发展趋势主要体现在微型化、高层化、柔性化和智能化方面。微型化是指随着消费电子产品的小型化和功能多样化发展，PCB 需要搭载更多元器件并缩小尺寸，要求 PCB 具有更高的精密度和微细化能力。高层化是指随着计算机和服务器领域在 5G 和 AI 时代的高速高频发展，PCB 需要高频高速工作、性能稳定，并承担更复杂的功能，要求 PCB 具有更多的层数和更复杂的结构。柔性化是指随着可穿戴设备和柔性显示屏等新兴应用的兴起，PCB 需要具有良好的柔韧性和可弯曲性以适应不同形状和空间，要求 PCB 具有更好的柔性和可靠性。
智能化是指随着物联网、智能汽车等领域的发展，PCB 需要具有更强的数据处理能力和智能控制能力以实现设备之间的互联互通和自动化管理，要求 PCB 有更高的集成度和智能度。
1.2.高速 PCB 是一种特殊的印刷电路板
高速 PCB 主要用于高速数字电路中，需要保证信号传输的完整性。高频 PCB 主要用于高频（频率在 1 GHz 以上）和超高频（频率在 10 GHz 以上）电子设备，如射频芯片、微波接收器、射频开关、空位调谐器、频率选择网络等。和高频 PCB 不同，设计高速 PCB 时，更多需要考虑到信号完整性、阻抗匹配、信号耦合和信号噪声等因素。为了满足这些要求，高速 PCB需要采用特殊的材料并采用特殊的工艺，在高速 PCB 设计中，选择合适的高速 CCL 材料至关重要。
数据中心交换机和 AI 服务器是高速板的重要应用领域。AI 服务器通常具有大内存和高速存储器、多核心处理器等特点，需要 PCB 的规格和性能与之匹配。国内主流的数据中心交换机端口速率正在由 10G/40G 向 400G/800G 升级演进。根据 Dell’ Oro 发布的报告，预计到 2027年，400Gbps 及更高速度将占据数据中心交换机销售额的近 70%，这些都离不开高速 PCB 的应用。
汽车智能化对高速板的需求提升。在电气化、智能化和网联化的驱动下，ADAS(高级驾驶辅助系统)、智能座舱、动力系统电气化、汽车电子功能架构等领域对中高端 PCB 的需求持续高增。具有整合性、多功能、高效能等特性的电子控制单元（ECU）将推动相关高端汽车板的需求增加。
2.高速 CCL 是高速板的核心材料，高端领域主要由台企和日企主导
2.1.CCL 是 PCB 主要材料之一
CCL，全称为 Copper Clad Laminate，中文名叫覆铜板，是一种将电子玻纤布或其他增强材料用树脂浸渍，一面或两面用铜箔覆盖，再经过热压而制作成的一种板状材料，具有介电性能及机械性能好等特点，其上游主要包括铜箔、树脂、玻纤布等原材料行业，下游主要包括通讯设备、消费电子、汽车电子等领域。
PCB 的性能、品质、制造中的加工性、制造水平、制造成本以及长期的可靠性及稳定性在很大程度上取决于 CCL。CCL 作为 PCB 制造中的核心基板材料，对 PCB 主要起互连导通、绝缘和支撑的作用，对电路中信号的传输速度、能量损失和特性阻抗等有很大的影响。CCL 的技术发展趋势与 PCB 的技术发展趋势相一致，主要体现在微型化、高层化、柔性化和智能化等方面。例如，HDI 板和类载板对 CCL 的微细化能力要求更高;高多层通孔板和背板对 CCL 的层数和结构要求更高;柔性板和刚挠结合板对 CCL 的柔韧性和可靠性要求更高;封装基板和嵌入式元件板对 CCL 的集成度和智能度要求更高。
根据增强材料的不同，可以将 CCL 分成玻纤布基 CCL、纸基 CCL、复合基 CCL。其中玻纤布基CCL 采用的增强材料是玻璃纤维布，适用于消费电子产品的制造，在 PCB 主板弯曲时玻璃纤维能够吸收大部分应力，使玻璃纤维布基 CCL 具有很好的机械性能。纸基 CCL 采用的是木浆纤维纸，主要应用于制造计算机、通讯设备等电子工业产品。而复合基 CCL 是以木浆纤维纸或棉浆纤维纸作芯材增强材料，以玻璃纤维布作表层增强材料，广泛应用于制造高档家电及电子设备等。
根据绝缘树脂的不同，还可以将 CCL 分成环氧树脂 CCL、聚醋树脂 CCL、酚醛树脂 CCL。根据机械性能的不同，可以将 CCL 分成刚性 CCL、挠性 CCL。
根据 CCL 自身介电损耗（Df）和介电常数（Dk）的大小，可以将 CCL 分成高速 CCL 和高频 CCL两类。高速 CCL 强调其自身的介电损耗（Df），目前市场上常用的高速 CCL 等级也是依照介电损耗（Df）的大小来划分的。相比于高速 CCL，高频 CCL 更加注重介电常数（Dk）的大小和变化，以及介电常数（Dk）的稳定性。
CCL 约占 PCB 生产成本的 30%，其介电常数（Dk）和介质损耗因子（Df）值更是直接决定了PCB 性能。介电常数（Dk）越低，传输信号的速度越快；质损耗因子（Df）越小，信号传输损耗越小。
高速 CCL 是指具有高信号传输速度、高特性阻抗精度、低传送信号分散性、低损耗（Df）的覆铜板。高速板分了很多等级，一般用标杆公司松下(Panasonic)的 M 系列对比，如 M4、M6、M7 等，数字越大越先进，适应的传输速率越高。M4 级别是 low loss 级别的材料，大致对应传输速率为 16Gbps，M6 级别是 very low loss 级别的材料，M7 级别是 super ultra low loss，大致对应传输率为 32Gbps。
高速板的核心要求是低介电损耗因子（Df)， Df 越小越稳定，高速性能越好。介电损耗因子（Df)是树脂的一种特性，一般来说，降低 Df 主要通过树脂、基板及基板树脂含量来实现。普通 CCL 使用的环氧树脂主要是 FR-4，其 Df 值在 0.01 以上，而高速 CCL 需要在此基础上改性或加入 PPO/PPE 等树脂材料，各种树脂材料中 PTFE 和碳氢化合物树脂（两种典型的高频材料）Df 值最低，在 0.002 以下，最终高速材料所用树脂的 Df 介于高频材料和 FR-4 之间。
高频 CCL 是指工作频率在 5GHz 以上，适用于超高频领域，具有超低介电常数（Dk）的覆铜板，同时也要求介质损耗因子（Df）尽可能小。以 CCL 作为核心原材料制成的 PCB 可视为一种电容装置，导线中有信号传输时，会有部分能量被 PCB 蓄积，造成传输上的延迟，频率越高延迟越明显。与高速 CCL 类似，降低 Dk 的方法主要是对使用的绝缘树脂、玻纤、整体结构进行改性。目前市场上主流的高频 CCL 主要是通过使用聚四氟乙烯(PTFE)及碳氢化合物树脂材料工艺实现，其中使用 PTFE 的 CCL 应用最广泛，具有介电损耗小、介电常数小且随温度和频率的变化小、与金属铜箔的热膨胀系数接近等优点。
根据台光电子披露的相关信息，2021 年高速 CCL 的主要供应商有台耀科技、联茂电子、日商松下电工、建韬集团、生益科技、南亚新材等。其中台耀科技的产品最顶尖，占有率最大，且技术壁垒高，台耀科技、联茂电子、台光电子三家台系企业的合计市场份额达到 58%，前八大供应商总计市场份额达到 89%，行业集中度较高，且高速 CCL 主要集中于中国台湾及日本，中国大陆企业的市场份额较少。
目前 CCL 行业往高频和高速方向发展，具有较高的技术门槛。一是配方门槛，覆铜板树脂填充物包含多个品类可以为不同的应用场景改善性能，每个厂商的配方都是在多年的生产实践中形成的，难以在短时间内完成。例如 PTFE 成型温度过高、加工困难以及粘接能力差，需采用共混改性、填料改性等方法淡化 PTFE 材料的缺点，如罗杰斯 RO3000 系列覆铜板中添加了陶瓷填料。二是工艺门槛。不同树脂体系的加工难度不同，例如 PTFE 比环氧树脂更软、钻孔难度更大，需要培养专门的核心 NY 员工。
在全球范围内，覆铜板行业的竞争格局较为稳定，主要由日本、中国台湾和中国大陆的企业占据主导地位。日本企业在高端覆铜板领域具有较强的技术优势和品牌影响力，主要代表有松下电工、三菱气化、日立化成等；中国台湾企业在中高端覆铜板领域具有较强的成本优势和市场份额，主要代表有台耀科技、联茂电子、台光电子等；中国大陆企业在中低端覆铜板领域具有较强的规模优势和增长潜力，主要代表有南亚新材、华正新材、生益科技等。
在中国大陆市场内，覆铜板行业的竞争格局呈现出国产替代正在加速实现的趋势。随着国内PCB 上游厂商积极布局高频高速覆铜板及 PTFE 领域，有望在 5G 建设中凭借性价比优势，改变现有格局，抢占更多市场份额。目前，国内已有多家企业在高频高速覆铜板领域取得了突破性的进展，例如南亚新材、华正新材、生益科技等已经开发出不同介电损耗等级的全系列高速产品，并已通过华为等知名终端客户的认证；圣泉集团、东材科技等已经实现了 PTFE材料的自主研发和生产，并与多家全球知名的覆铜板厂商建立了稳定的供货关系。
2.2.上游材料对于 CCL 性能影响巨大
覆铜板具有三大原材料：铜箔、树脂、玻纤布，总成本占比接近 90%。不同覆铜板产品原材占比会有些许不同。据前瞻产业研究院的数据，铜箔、树脂、玻纤布分别占覆铜板成本的比例约为 42.1%，26.1%，19.1%。
铜箔用于形成信号线路和电源层。铜箔的类型、厚度和粗糙度等因素会影响到信号的传输损耗和阻抗匹配。一般而言，为了降低导体损耗，需要选择低粗糙度、低电阻率、适当厚度的铜箔。目前，常用的铜箔类型有 HTE（高延伸性）、RTF（反转）、HVLP（低轮廓）等，其中 HVLP铜箔具有最低的粗糙度，适用于高频高速信号传输。
玻纤布是常用的增强材料，用于提供机械强度和尺寸稳定性。玻纤布的类型、密度和方向等因素会影响到介质常数和损耗因子等介质特性。一般而言，为了降低介质损耗，需要选择低介电常数、低损耗因子、均匀分布的玻纤布。目前，常用的玻纤布类型有 E-glass（标准）、NE-glass（低介电）、P-glass（低损耗）等，其中 P-glass 玻纤布具有最低的介电常数和损耗因子，适用于高频高速信号传输。
树脂用于填充和粘合铜箔和玻纤布。树脂的类型、含量和固化程度等因素也会影响到介质特性。一般而言，为了降低介质损耗，需要选择低介电常数、低损耗因子、均匀固化的树脂。
目前，常用的树脂类型有环氧树脂（EP）、聚酰亚胺树脂（PI）、聚苯醚树脂（PPO）等，其中PPO 树脂具有较低的介电常数和损耗因子，适用于高频高速信号传输。
铜箔是一种以纯铜或合金为原料，经过轧制或电沉积等方式制成的薄片状金属材料，是 CCL最主要的原料。铜箔的厚度一般在 5-105 微米之间，宽度在 5-1370 毫米之间。铜箔具有良好的导电性、导热性、延展性、耐腐蚀性等特点，广泛应用于电子电器、汽车、航空航天、建筑装饰等领域。铜箔按生产方式可分为轧制铜箔和电解铜箔两大类。
轧制铜箔是将铜锭经过多道次轧制而成的铜箔，其厚度一般在 0.006-0.1mm 之间，主要用于柔性 CCL 领域。轧制铜箔具有表面光洁、厚度均匀、结晶细密等优点，但成本较高，适用于高端产品的制造。
电解铜箔是利用电解原理，在金属基底上沉积一层纯铜而成的铜箔，其厚度一般在 0.006-0.04mm 之间。电解铜箔具有成本低、生产效率高、厚度可调等优点，但表面粗糙、结晶不均匀等缺点，适用于中低端产品的制造。
电解铜箔又可分为锂电池铜箔和电子电路铜箔两种。锂电池铜箔是用于锂离子电池正负极集流体的导电材料。锂电池铜箔一般较薄，在 6-20μm 之间。锂电池铜箔要求具有高纯度、低氧含量、高导电率、低内阻等特性。
电子电路铜箔是沉积在线路板基底层上的一层薄铜箔，是制造覆铜板（CCL）的重要原材料，起到导电体的作用。电子电路铜箔一般较厚，大多在 12-70μm，一面粗糙一面光亮，光面用于印制电路，粗糙面与基材相结合。
据前瞻产业研究院数据，2019-2021 年我国铜箔行业市场规模逐年递增，从 2019 年的 312.80亿元，上升至 2021 年的 635.10 亿元，CAGR 为 26.63%。其中，电解铜箔的市场规模占比最高，2021 年市场规模达到 624.60 亿元，占比高达 98.35%。初步统计，2022 年中国铜箔行业市场规模能达到 740 亿元。
根据 CCFA 披露的信息显示，2021 年中国电子电路铜箔市场占有率最高的企业为建滔铜箔，市占率为 21%，其次为南亚铜箔，市场占有率为 15%。2021 年前 9 家电子电路铜箔厂商市占率达 71%。
电子级玻纤布(也称电子布)是生产覆铜板及印刷电路板的基础材料之一，是以电子级玻璃纤维纱（E 玻璃纤维/无碱玻璃纤维制成的纱线，一般单丝直径 9 微米以下，也称电子纱）为原料，经过编织或无纺布工艺制成的一种玻璃纤维织物，其生产工艺具有相当的复杂性，主要需运用纺织、开纤、后处理和微杂质控制等技术。其性能在很大程度上决定了 CCL 及 PCB 的电性能、力学性能、尺寸稳定性等重要性能。
电子级玻纤布按照编织方式可以分为平纹玻纤布和斜纹玻纤布两种。平纹玻纤布是将经纱和纬纱交错地穿过对方的一根，形成均匀的方格状结构，具有较高的稳定性和平整度。斜纹玻纤布是将经纱和纬纱交错地穿过对方的两根或以上，形成不规则的菱形结构，具有较高的柔韧性和透气性。平纹玻纤布是目前覆铜板行业主流使用的玻纤布类型，是制造电子玻纤布基覆铜板（CCL）的主要原料。
电子级玻纤布在生产过程中需要加一种无泡的润湿剂 GSK-588 来增加硬度和绝缘性。由于生产技术难度大、产品质量要求高，其被视为纺织系列产品中的高新技术产品。电子级玻纤布用作增强材料，浸以许多由不同树脂组成的胶粘剂而制成覆铜板，作为印刷电路板中的常用板材。电子级玻纤布可以提供双向（或多向）增强效果，提高覆铜板的强度、耐热、耐腐蚀、可靠性等特点。
作为一种资金和技术密集型的产业，电子布和电子纱拥有相对较高的市场壁垒，这造就了其行业竞争对手的相对稀少性。此外，行业的市场集中度得以增强，源于其下游覆铜板企业的高集中度以及电子纱、电子布产品长周期的认证过程。从产能看，2022 年我国电子纱产能为85 万吨左右，排名前六位依次为中国巨石、建滔化工、昆山必成、泰山玻纤、光远新材、台嘉玻纤，总占比达 85.1%。
树脂是覆铜板中的绝缘材料，主要作用是将增强材料和铜箔粘合在一起，同时提供电气性能、耐热性能、耐化学性能等。树脂的种类和质量直接影响了覆铜板的性能和成本。
覆铜板所用的常见的树脂有环氧树脂（Epoxy Resin, EP）、聚酯树脂（Polyester Resin,PET）、聚酰亚胺树脂（Polyimide Resin, PI）、聚苯醚树脂（Polyphenylene Ether Resin,PPO）等 。
其中，聚苯醚（PPO）是一种性能优异的树脂，广泛应用于制造高端 AI 服务器的覆铜板基材。
PPO 具有优异的耐热性能、低吸湿率、优良的介电性能等特性，因此被视为最有潜力的覆铜板基材树脂之一。随着 AI 技术的发展和应用，对服务器性能的要求越来越高，传统的环氧树脂基材已不能满足需要，PPO 树脂在覆铜板制造领域的应用开始得到关注。由于其极低的介电损耗和介电常数、高耐热性和良好的稳定性，有利于减少高频信号的传输损耗，可以满足AI 服务器对数据传输速度和效率的高要求。此外，PPO 的耐热性和尺寸稳定性也比环氧树脂等材料更优，所以 PPO 树脂被视为未来覆铜板树脂基材发展主流的有力候选者。
未来，AI 发展带动的服务器数量增长、单机 PCB 面积与层数提升以及高频高速覆铜板的需求增加，或将为以 PPO 为代表的基板树脂市场提供新的增长点。
除了电子电器领域，PPO 还广泛应用于光伏领域、汽车领域，以及水处理相关行业。在光伏接线盒中，PPO 因其高电气安全防护性能和耐恶劣环境条件被广泛使用。在汽车领域，PPO以及其改性产品在各类车身部件和电器元件中得到应用。在水处理行业，PPO 的耐水解和优良的尺寸稳定性使其适用于制造水泵壳体、外壳和过流部件等。
--- 报告摘录结束 更多内容请阅读报告原文 ---
报告合集专题一览 X 由【报告派】定期整理更新
（特别说明：本文来源于公开资料，摘录内容仅供参考，不构成任何投资建议，如需使用请参阅报告原文。）
精选报告来源：报告派
科技 / 电子 / 半导体 /
人工智能 | Ai产业 | Ai芯片 | 智能家居 | 智能音箱 | 智能语音 | 智能家电 | 智能照明 | 智能马桶 | 智能终端 | 智能门锁 | 智能手机 | 可穿戴设备 |半导体 | 芯片产业 | 第三代半导体 | 蓝牙 | 晶圆 | 功率半导体 | 5G | GA射频 | IGBT | SIC GA | SIC GAN | 分立器件 | 化合物 | 晶圆 | 封装封测 | 显示器 | LED | OLED | LED封装 | LED芯片 | LED照明 | 柔性折叠屏 | 电子元器件 | 光电子 | 消费电子 | 电子FPC | 电路板 | 集成电路 | 元宇宙 | 区块链 | NFT数字藏品 | 虚拟货币 | 比特币 | 数字货币 | 资产管理 | 保险行业 | 保险科技 | 财产保险 |
