《PCB》系列 · 第七篇

PCB:一张产业地图


本文是《PCB印刷电路板》系列的第七篇。

前面六篇,我们一家一家地梳理了五家公司。做覆铜板材料的生益、做HDI算力卡的胜宏、做高多层板的沪电、做封装基板的深南和兴森。把这五家公司作为节点和抓手,再稍微延伸出去一些,把这个领域更多的公司接入、连接,形成网状,让这个领域的整体脉络浮现出来。

一个老行业

就像分析每家公司都看它的历史一样,梳理PCB的整体脉络,也需要理解它的来处。PCB并不是AI时代才有的新行业,它是一个有近百年历史的行业了。

PCB是几乎所有电子设备的地基。只要是个电子产品(收音机、手机、新能源电车、服务器),里面就一定有PCB,用来固定元件、连接线路。PCB的这个功能始终不变,只是它服务的下游在变化。它被一波又一波的下游需求推着往前走的。这些需求,有时来自一种新的终端产品,有时来自一轮新的基础设施。但每一波,都是PCB的一次扩张和升级。

最早的需求来自军用设备。二战前后,雷达、无线电这些设备,是PCB第一个大规模的应用领域。然后是电视机、收音机这些家电产品,PCB进入到了ToC消费端。不过那时候的板还很简单。再往后是大型机、小型机,它们对线路的要求一下子高了,推着PCB从单面、双面走向多层。再接着是个人计算机和通信设备的普及,让这个行业第一次规模化、全球化。

进入2000年之后,手机作为应用端的驱动力非常剧烈,这是PCB历史上很大的一次扩张升级。从功能机到智能机,手机板越做越小、越做越密、越做越薄,把HDI和FPC(柔性板)这两种技术推到了高峰。今天做手机板的巨头,比如鹏鼎、东山精密,就是在这一波里长大的。再后来是新能源汽车和5G。终端侧,汽车的电动化和智能化,让一辆车的电路板用量翻了好几倍;基础设施侧,基站对高频高速板的需求,把沪电、生益这些公司带了起来。

现在,我们正在经历AI数据中心的拉动。它的特别之处在于,它要的板比以往任何一波都更高端。需求急、单价贵,给这个行业带来的拉动也就格外快。这就是我们在第一篇里说的被AI重新定价。同样是PCB,因为用在了AI数据中心里,它就被重新标了价。

除了时间上的演进,从空间上看,PCB这个行业的位置重心,这几十年来也一直在迁移。从欧美,到日本,到中国台湾和韩国,再到中国大陆。哪里的电子制造业兴起,PCB的产能就跟到哪里。今天,中国大陆已经是全球最大的PCB产地。但最尖端的封装基板、以及做基板要用的ABF膜和高速材料,仍然握在日本、中国台湾、韩国手里。

产业地图

PCB产业,从最上游的材料,到中间的制造,到最下游的应用,是一条清晰的产业链。这条链上的每个位置,都有不少公司在竞争,但它们与AI的相关性不尽相同。

上游:材料

PCB制造的起点是覆铜板。其中,离AI最近的是用于AI服务器中的高速覆铜板,这正是生益科技在突破的方向。但上游材料不止覆铜板,而且再往上游走,覆铜板本身,又是被更基础的材料做出来的。

梳理一下,上游材料主要是这么几类:

1)覆铜板。四强是建滔、生益、台光、南亚,合起来约占了全球一半份额。离AI最近的高速料,是生益、台光、松下在竞争的领域。

2)做覆铜板的三样基础料。铜箔(占覆铜板成本最高,德福、铜冠等在做,高端是HVLP极低轮廓铜箔)、树脂(圣泉、宏昌等,高端是PPO这类高速料树脂)、玻纤布(中国巨石、宏和等,高端是特殊电子布)。

3)半固化片。和覆铜板同源(都是玻纤布加树脂),通常由覆铜板厂一起做。

4)**做载板的材料。**最高端的封装基板是用ABF膜和特殊玻纤布叠压做成。目前这两样几乎全被日本垄断。

中游:制造

PCB制造的板子有好多类型。比如做手机里软板的,和做AI服务器里高多层板的,是两套不同的技术、两批不同的客户、两个不同的圈子。

按产品类型,中游大致分成这么几类:

1)封装基板。它在技术顶端,长期被日本、中国台湾、韩国把持,中国大陆才开始做不久。深南、兴森、越亚正在做,它们要追赶欣兴、揖斐电、三星电机这些垄断了几十年的巨头。这条赛道是离AI很近。

2)高多层板 / 高频高速板。AI服务器和交换机的骨架。层数高、信号快,是数通设备最核心的板。沪电是主要代表,国际对手是TTM;深南也在做,生益电子在通信板上份额很大。这条离AI也很近。

3)HDI / 算力卡。它离AI最近、弹性也最大。胜宏是这一波起的最快的。

4)软板FPC。是能弯折的板,主要用在手机上。鹏鼎、东山、弘信主要在做,离AI稍远。

5)汽车板。景旺、世运在做,主要跟着汽车走。

6)样板小批量、常规多层板。兴森靠样板起家,还有崇达等。

软板、汽车板、样板的体量并不小,只是AI不是它们的主战场。做软板的鹏鼎,是全球PCB营收第一,东山精密紧随其后,两家的主营业务主要在手机链、苹果链上;做汽车板的景旺,进了博世、大陆的供应链,跟着电动车一起成长。它们的盘子都比本系列写的五家大。但AI对它们而言,眼下还是锦上添花的增量,不在业务主线上。不过,如果AI有一天从数据中心走向终端,走进手机和汽车,它们或许就是下一波吃到AI红利的PCB制造公司。

下游:应用

下游按终端分,大致是这几类:AI服务器和数据中心、消费电子、通信、汽车、以及工控医疗军工等。眼下拉动力最强的,毫无疑问是AI服务器和数据中心;其次是仍然庞大、但增长平缓的消费电子和通信;再远些,是汽车、工控、医疗这些。

下游是中国最强的地方。全球的电子产品组装在中国,AI服务器的整机制造也大量在中国,做服务器整机的工业富联,就是全球这块的主力之一。再加上中国本身有庞大的AI应用需求,互联网大厂在建数据中心、各行各业在落地AI,这意味着下游应用这块,中国有广大的需求和供给。

跃过山丘吗?

产业链下游,我们是比较稳的;可往上游走,还存在卡脖子的部分。

先看中游的顶端,最高端的FC-BGA载板。

深南和兴森那两篇讲过,这是封装基板里技术最难的部分,需要用在CPU、GPU这类芯片上。目前深南做到22层量产,在内资里已经领先;但和全球顶尖比,还有明显的代差。中国台湾的欣兴能做到32层以上,差不多领先一代。兴森做这块还在亏损爬坡,远没到能稳定赚钱的阶段。目前的这块订单几乎都在欣兴、景硕、南电这些中国台湾厂手里,大陆厂商还没能大规模进去。

再看上游的顶端,做载板要用的材料,比FC-BGA载板卡得还要厉害。

最典型的就是ABF膜。它是垫在封装基板里的绝缘材料,没有它FC-BGA载板就做不出来。而这种材料,全球95%以上的供应,来自日本的味之素。味之素本来是家做味精的公司,ABF膜源自它在氨基酸领域的技术积累,后来跨界到半导体材料,一下就做成了垄断。今天全球高端芯片的封装,几乎都离不开这家公司的ABF膜。

而且被卡的不止ABF膜。做这种载板还要用一种超低膨胀的特殊玻纤布,它的全球供应九成以上来自日本另一家公司日东纺。要做FC-BGA载板,就得从味之素买ABF膜,从日东纺买玻纤布。这两种关键材料供应都在日本手上,供应链如果出问题,FC-BGA载板就做不出来。

AI这一波,把这个本来就紧张的供应链绷得更紧。AI芯片对FC-BGA载板的需求暴涨,而ABF膜的产能扩张很慢。建一条线要两三年、投资数亿美元,订单一路排到了两三年后。某种意义上,全球能造出多少AI芯片,不只看台积电能产多少晶圆,也看这家日本味精公司愿意供应多少ABF膜。

中国在高端材料的国产替代上,还刚起步。做FC-BGA载板要用的膜和特殊玻纤布,几乎还得全靠进口。国内有公司在追赶、也有些进展,但和还有这不小的距离。

可能的未来图景

既然PCB产业是被一波波下游推着走的。那下一波需求可能是什么呢?

回溯来看,PCB服务过的这些下游,其实可以分成两类:一类是基础设施,比如通信网络、数据中心;另一类是终端,比如电脑、手机、汽车。过去几十年,这两类几乎总是交替着来、互相喂养的。

上一轮中,先是云计算基础设施铺开,数据中心大规模建起来,有了足够的云计算资源,移动互联网的各种应用才繁荣,智能手机作为终端随之爆发;而几亿部手机产生的海量数据和服务,又反过来要求更强的云计算资源,推动数据中心再升级,随后5G基础设施也跟上。基础设施先行,终端跟上,终端再倒逼基础设施升级,这是一个循环。

现在AI这一波,目前还停在循环的前半段,即基础设施。今天的AI主要跑在云端,复杂任务连到远端服务器算,不过端侧推理也已在旗舰机型上有落地。那么按照循环的规律,下一段,很可能就是AI从数据中心往终端走。也就是现在常说的AI手机、AI电脑、AI眼镜、以及更有想象力的智能驾驶和具身机器人。如果端侧AI发展起来,会轮到那些做手机板、软板、汽车板的公司了。

不过,这只是基于历史规律的推测。AI会不会、以及什么时候真的大规模走向终端,能起多大的量,目前都还没有定论。现在很多关于AI手机、AI电脑的说法,更像是厂商在描绘前景,真实的需求还要等市场验证。而且AI走向终端,能够装进去的只是压缩过的小模型。所以未来大概率是云侧大模型+端侧小模型,两者分工。

就算AI真的走向终端,它对PCB的拉动,未必有数据中心这一波这么猛。数据中心可以不计成本地堆料,要的是最高端、最贵的板;而手机、电脑这类终端,受成本和空间的死约束,板子估计很难升到服务器那个级别。它可能是量大,但未必价高。真正约束宽松、可能把板子做得更强的,反倒是汽车和机器人这类空间和电力都更充裕的终端。

再者,技术路线本身也可能跳变。比如前面提到的封装基板,业内已经在讨论用玻璃基板来替代现在的方案;端侧AI的硬件形态,也还远没有定型。

尾声

AI数据中心是由很多零部件拼起来的,PCB只是其中的一部分。数据中心中的数据,还得在成千上万块芯片、成千上万台服务器之间高速地传输。而这件事,靠的就是光模块了。光模块,负责把电信号变成光、再把光变回电、让数据在机器之间传递。

它和PCB很像:都是AI算力的零部件基础,都是默默存在了很多年,然后被AI这一波浪潮拉升的老行业。但光模块又和PCB又不太一样。中国厂商不是在追赶,而是站在全球第一梯队的位置上。

我们下一个系列,光模块见。

主要信源:生益科技、深南电路、胜宏科技、沪电股份、兴森科技等公司年度报告及投资者关系记录,Prismark,公开券商研报及财经媒体报道。

风险提示:本号仅进行独立的产业与公司研究,不推荐任何标的,不构成任何投资建议。文中信息均来自公开资料,可能存在错漏。市场有风险,投资需谨慎。

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