覆銅板(CCL)是下游 PCB 的核心原材料,在材料成本中占比在 40%以上,且在高端 PCB 中成本占比更高。覆銅板終端應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)明顯,高端市場(chǎng)增長(zhǎng)迅速且附加值更高,國(guó)外壟斷明顯。除應(yīng)用于家電、汽車(chē)等終端設(shè)備的普通覆銅板外,根據(jù)終端應(yīng)用對(duì)性能需求的不同,高端覆銅板可以分為高頻、高速覆銅板和高密互聯(lián)(High Density Interconnector,HDI)用基板。為適應(yīng)電子技術(shù)高精高密、小型化和輕薄化的特點(diǎn),IC 載板基于 HDI 相關(guān)技術(shù)逐漸演進(jìn)而來(lái),是對(duì)傳統(tǒng)集成電路封裝引線框架的升級(jí),用于各類(lèi)芯片封裝環(huán)節(jié),在一定程度上代表當(dāng)前 PCB 領(lǐng)域的最高技術(shù)水平。
Prismark 的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,2021 年全球剛性覆銅板銷(xiāo)售額達(dá)到 188.07 億美元,比 2020 年的銷(xiāo)售額 128.96 億美元增長(zhǎng) 45.84%。其中,具有穩(wěn)定性、環(huán)保優(yōu)勢(shì),主要在高頻、高速及移動(dòng)設(shè)備等領(lǐng)域應(yīng)用的無(wú)鹵覆銅板剛性覆銅板總銷(xiāo)售額由 2020 年的 30.94 億美元增長(zhǎng)至 44.53 億美元,增長(zhǎng) 43.92%。根據(jù)Prismark 統(tǒng)計(jì),排名前 13 家企業(yè)的無(wú)鹵型剛性 CCL 銷(xiāo)售額占全球無(wú)鹵型剛性CCL總銷(xiāo)售額的 96%。具體情況如下:
數(shù)據(jù)來(lái)源:Prismark
以上 13 家主要無(wú)鹵剛性覆銅板企業(yè)中,有四家臺(tái)資企業(yè),分別是臺(tái)光電子(26%)、南亞塑膠(13%)、聯(lián)茂電子(13%)和臺(tái)燿科技(12%),這四家臺(tái)資企業(yè)的無(wú)鹵型剛性覆銅板(無(wú)鹵型 FR-4 +無(wú)鹵型非 FR-4)市場(chǎng)份額位居全球前四名,其無(wú)鹵型剛性覆銅板總銷(xiāo)售額占全球無(wú)鹵型剛性覆銅板總銷(xiāo)售額的64%。
① 趨勢(shì)一:終端產(chǎn)品高頻高速化,高速覆銅板市場(chǎng)增長(zhǎng)機(jī)會(huì)顯著
在剛性覆銅板中,IC 封裝載板用覆銅板(即 IC 載板)、射頻/微波電路用覆銅板(即高頻覆銅板)以及高速數(shù)字電路用覆銅板(即高速覆銅板)三大類(lèi)特殊覆銅板,屬于生產(chǎn)制造過(guò)程技術(shù)難度和下游應(yīng)用領(lǐng)域性能要求較高的高端覆銅板板材。
根據(jù) Prismark 在 2022 年 5 月發(fā)布的全球覆銅板經(jīng)營(yíng)情況的調(diào)查報(bào)告中披露的數(shù)據(jù),2021 年三大類(lèi)特殊剛性覆銅板的總銷(xiāo)售額達(dá)到 46.52 億美元,銷(xiāo)售額同比增長(zhǎng) 18.4%,比 2020 年增加 2.9 個(gè)百分點(diǎn)。其中,IC 載板的銷(xiāo)售額為 12.05 億美元,比 2021 年增長(zhǎng) 15.4%;高頻覆銅板銷(xiāo)售額同比增長(zhǎng) 9.8%;高速覆銅板(有鹵和無(wú)鹵高速覆銅板合計(jì))銷(xiāo)售額同比增長(zhǎng) 21.5%,其中高速無(wú)鹵型覆銅板銷(xiāo)售額漲幅較大,同比增長(zhǎng) 42.2%,且高速無(wú)鹵型 CCL 銷(xiāo)售量從2020 年開(kāi)始大幅增長(zhǎng),2021 年的銷(xiāo)售量增長(zhǎng)率為 12.0%,說(shuō)明 2021 年高端高速無(wú)鹵 CCL 的市場(chǎng)需求仍在繼續(xù)增加。高速覆銅板市場(chǎng)規(guī)模是 IC載板規(guī)模的 2倍以上,是高頻覆銅板規(guī)模的 5倍以上。
而根據(jù) Prismark 調(diào)查統(tǒng)計(jì),2021 年全球生產(chǎn)三大類(lèi)剛性特殊覆銅板企業(yè)中,有一定規(guī)模的企業(yè)共 18 家,這 18 家企業(yè)的三大類(lèi)特殊剛性覆銅板銷(xiāo)售額約占全球此類(lèi)覆銅板總銷(xiāo)售額的 95%,銷(xiāo)售量約占全球此類(lèi)覆銅板總銷(xiāo)售量的 90%。
以上主要三大類(lèi)特殊覆銅板制造企業(yè)中,中國(guó)臺(tái)灣企業(yè)有五家,此五家的三大類(lèi)特殊剛性覆銅板銷(xiāo)售額總占比為 40.2%,其中臺(tái)燿科技 14%、聯(lián)茂電子12%、臺(tái)光電子 10%、南亞塑膠 4%、騰輝電子 0.2%;日資企業(yè)的三大類(lèi)特殊剛性覆銅板銷(xiāo)售額占比為 30%(昭和電工占 10%、松下電工占 9%、三菱瓦斯化學(xué)占 7%、AGG 占 3%、住友電木占 1%);美國(guó)企業(yè)的三大類(lèi)特殊剛性覆銅板銷(xiāo)售額占比為 9%(其中:杜邦占 7%、Isola 占 2%),均高于中國(guó)大陸四家內(nèi)資企業(yè)銷(xiāo)售額合計(jì)占比(7.3%)。
高頻和高速兩個(gè)細(xì)分 CCL 行業(yè)由于技術(shù)壁壘高,集中度也非常高。在高速CCL 領(lǐng)域,全球排名第一的廠商是日本松下電工,占比 35%;中國(guó)臺(tái)灣廠商臺(tái)光電子、聯(lián)茂電子、臺(tái)燿科技占比分別為 20%、20%和 13%。而在高頻 CCL 領(lǐng)域,全球排名第一的廠商是美國(guó)羅杰斯,占比 55%;排名第二的是美國(guó)帕克電氣化學(xué),占比 22%,二者合計(jì)占比 77%。
以高速覆銅板領(lǐng)域?yàn)橹饕C,高速 CCL 的主要應(yīng)用領(lǐng)域是數(shù)據(jù)處理中心。根據(jù) Cisco 數(shù)據(jù),2021 年全球數(shù)據(jù)中心 IP 流量將達(dá)到 20.6ZB,2016年至 2021年復(fù)合增速達(dá)到 25%。數(shù)據(jù)中心三大主要設(shè)備分別為服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)(交換機(jī)、路由器)、存儲(chǔ)器,使用了大量的高速 PCB 即高速 CCL,服務(wù)器作為數(shù)據(jù)中心資本開(kāi)支最大的部分,最具代表性。
從相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈看,更高的服務(wù)器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì) CCL 以及 PCB 有著更高的要求。PCB 以及其關(guān)鍵原材料覆銅板作為承載服務(wù)器內(nèi)各種走線的關(guān)鍵基材,需要提高相應(yīng)性能以適應(yīng)服務(wù)器升級(jí)。具體來(lái)看:1)PCB 板層數(shù)增加,從 10 層以下增加至 16 層以上,層數(shù)越高技術(shù)難度越大;2)PCB 板傳輸速率提高,服務(wù)器平臺(tái)每升級(jí)一代,傳輸速率翻一倍;3)可高頻高速工作,要求 PCB 板采用 Very Low Loss 或 Ultra Low Loss 等級(jí)覆銅板材料制作;4)低介電常數(shù)(Dk)和低介質(zhì)損耗因子(Df),要求典型 Df 值降至 0.002-0.004,Dk 值降至 3.3-3.6。服務(wù)器的迭代對(duì)覆銅板有技術(shù)升級(jí)需求和總需求量增長(zhǎng)兩個(gè)方面的重要影響。從覆銅板技術(shù)升級(jí)角度,將目前最新的 Intel Eagle Stream 平臺(tái)與前代平臺(tái)對(duì)比,可明顯看出服務(wù)器平臺(tái)用覆銅板升級(jí)處于一個(gè)階梯跨越至另一個(gè)階梯的關(guān)鍵轉(zhuǎn)型期。
數(shù)據(jù)來(lái)源:CNKI,億渡數(shù)據(jù)整理。
注:較長(zhǎng)時(shí)間以來(lái),松下電工 Megtron 系列為高速覆銅板領(lǐng)域分級(jí)標(biāo)桿,歷年發(fā)布的不同等級(jí)高速覆銅板依次為 Megtron 2、Megtron 4 等(簡(jiǎn)稱(chēng)為 M2、M4)。覆銅板業(yè)內(nèi)其他廠商會(huì)發(fā)布基本技術(shù)等級(jí)處于同一水平的對(duì)標(biāo)產(chǎn)品,近年來(lái),中國(guó)臺(tái)灣及大陸地區(qū)相關(guān)領(lǐng)域廠商也逐漸加快了高端產(chǎn)品技術(shù)升級(jí)和迭代的速率。
從高端覆銅板需求量角度,可以看到服務(wù)器迭代意味著加工所需的板層數(shù)有明顯的升幅,高性能服務(wù)器對(duì)高速覆銅板的需求擴(kuò)大。
② 趨勢(shì)二:終端應(yīng)用輕薄短小化,疊加 5G 手機(jī)普及加強(qiáng) HDI 成長(zhǎng)動(dòng)能;SLP前景逐漸明朗,IC載板供不應(yīng)求。
HDI 基板應(yīng)用由少量高檔次設(shè)備逐步推廣至中端產(chǎn)品,未來(lái)使用量將大幅提升。HDI 主板主要分為一階、二階、三階、Any layer HDI,特征尺寸逐漸縮小,制造難度也逐漸增加。目前在電子終端產(chǎn)品上應(yīng)用比較多的是三階、四階或Any layer HDI 主板,Any layer HDI 被稱(chēng)為任意階或任意層 HDI 主板,蘋(píng)果手機(jī)主板從 iPhone4S 首次導(dǎo)入使用 Any layer HDI,而華為手機(jī)近年來(lái)的旗艦全系列也主要使用 Any layer HDI,例如華為 P30系列主板分為 Main PCB 和 RF PCB,都采用 Any layer HDI,Mate20 和 Mate30 系列也是采用 Any layer HDI 主板。
2018 年全球 HDI 產(chǎn)值高達(dá) 92.22 億美元,其中消費(fèi)電子移動(dòng)手機(jī)終端占比最高,約為 66%,電腦 PC 行業(yè)占比次之,約為 14%,兩者加總占比約為 80%,消費(fèi)電子行業(yè)已成為 HDI 最大應(yīng)用市場(chǎng)。電子設(shè)備的日益小型化、消費(fèi)者對(duì)智能設(shè)備的快速傾向、消費(fèi)電子產(chǎn)品的顯著增長(zhǎng)以及汽車(chē)安全措施的采用等越來(lái)越多的因素都推動(dòng)著該市場(chǎng)逐步增長(zhǎng)。
隨著通信制式升級(jí)為 5G,射頻芯片、被動(dòng)元器件和 BTB 連接器等用量均將有所增加,擁有較多用戶(hù)數(shù)量的多種中低端手機(jī)廠商會(huì)采用增大主板面積、使用雙層板結(jié)構(gòu)或更高階數(shù)的 HDI 基板等方式適應(yīng)技術(shù)迭代,相應(yīng)地也會(huì)顯著增大 HDI 需求量。高階數(shù)的 HDI 基板價(jià)格顯著高于低階數(shù),不同階數(shù) HDI 應(yīng)用場(chǎng)景及單價(jià)情況如下:
資料來(lái)源:太平洋研究院
除了 HDI 基板應(yīng)用范圍的擴(kuò)大和應(yīng)用階數(shù)的提升,為適應(yīng)旗艦級(jí)移動(dòng)設(shè)備小型化和功能多樣化發(fā)展的趨勢(shì),PCB 上需要搭載的元器件不斷增加但要求的尺寸不斷縮小,在此背景下,PCB 導(dǎo)線寬度、間距、微孔盤(pán)的直徑和孔中心距離,以及導(dǎo)體層和絕緣層的厚度都在不斷下降,傳統(tǒng) HDI 受限于制程難以滿(mǎn)足要求,堆疊層數(shù)更多、線寬線距更小,可以承載更多功能模塊的類(lèi)載板 SLP 性能優(yōu)勢(shì)顯著。相較于 HDI,類(lèi)載板 SLP 可以將線寬/線距從 40/40μm 縮進(jìn)至30/30μm。
作為高端封裝領(lǐng)域取代傳統(tǒng)引線框的 IC 載板由于高密度、高精度、高腳數(shù)、高性能、小型化及薄型化等特點(diǎn),在一定程度既是當(dāng)前高密互聯(lián)趨勢(shì)下覆銅板的最高水平代表,也是整個(gè)覆銅板領(lǐng)域最高技術(shù)水平的代表之一。
從市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看,據(jù) Prismark 數(shù)據(jù),2021 年 IC封裝基板行業(yè)增長(zhǎng) 19%,市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 122億美金,2020-2025 年復(fù)合增長(zhǎng)率 9.7%,整體市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 162 億美金,是增速最快的 PCB 細(xì)分板塊。從封裝材料成本端來(lái)看,根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì)封裝分會(huì)的研究,中低端的引線鍵合類(lèi)載板在其封裝總成本中占比約為 40%~50%,而高端倒裝芯片類(lèi)載板的成本占比則可高達(dá) 70%~80%。IC 載板已經(jīng)成為封裝工藝價(jià)值量最大的材料。
審核編輯 :李倩
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原文標(biāo)題:高頻高速、輕薄化成為覆銅板兩大技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
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