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半导体产业向高端方向精进,对PCB产业提出更高需求
2024-06-18 来源:贤集网
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关键词: 人工智能 PCB 英伟达

受益于人工智能的蓬勃发展,高密度互连板(HDI)近年来市场需求持续旺盛,被称作“电子产品之母”的印制电路板行业也随之迎来了新的发展机遇。

中国电子商务专家服务中心副主任、资深人工智能专家郭涛在接受《证券日报》记者采访时表示:“随着全球人工智能产业的发展,印制电路板不仅要在层数、阶数上提升,还要在传输损耗、设计灵活度上优化。应用在人工智能服务器等领域的高密度互连板,有望成为印制电路板迭代升级的主要方向,提前布局的企业将有可能更好地抓住发展机遇。”



什么是HDI板?

HDI板从普通的印刷电路板(PCB)演变而来。

通过引入微孔技术、激光直接成像技术等尖端制造工艺,达到更精细的线路和更小的孔径,实现线路的紧密布局,满足当前电子产品对轻薄的需求。

在高端智能手机领域,HDI板已逐渐取代传统多层板。能够应对更为复杂的电路设计和更紧凑的元件间距,完美适应手机平板等尺寸和重量受限的设备。

HDI技术能有效缩减PCB上的布线区域和元件间的距离,增强服务器的集成度和整体性能。

HDI板的制作比较繁琐,包括多次压合、电镀、钻孔等繁琐工序,整个制作过程复杂又耗时。其优势在于能够容纳更多的元器件,精确布置盲孔和埋孔则是提升其密度的关键所在。

相较于通孔板,HDI在实现相同功能时所需的板材层数更少,能够有效提高批量生产的一致性和可靠性。

从下游需求来看,移动终端占据了HDI需求的58%。HDI板市场的增长主要受益于手机设计的变革。苹果公司率先在手机主板中引入HDI Anylayer技术,三星、华为、Vivo等知名手机品牌随后跟进,推动了HDI板市场的需求增长,加速了技术的更新换代。


AI服务器带动HDI等中高端PCB需求爆发

PCB行业下游应用领域中,下游PC及服务器/数据存储占比较高,2023年占比分别为14%和12%。

长期来看,服务器行业成长速度较高,2022-2027年复合增速有望达6.5%,其中主要的增长驱动力为服务器平台的持续升级以及AI服务器带动的PCB需求的量价齐升。

此外,汽车用PCB在2022-2027年复合增速有望达4.8%,主要的增长动力来自于汽车智能化的发展,包括自动驾驶以及智能座舱带动的PCB需求的持续增长。

分产品来看,高层板、HDI等产品增速领先,高端产品需求旺盛。PCB行业主要分为单双面板、多层板、HDI板、柔性板以及IC载板等类型,不同类型的产品对制造过程中的曝光精度(线路最小线宽)要求不同,中高端产品如多层板、HDI板与柔性板等产品对最小线宽要求较高。下游应用的升级迭代,提升了高端PCB产品的需求。

根据Prismark,HDI板2023-2028年的复合增速有望达6.2%,高于行业平均增速的5.4%。往后展望,伴随以AI服务器为代表的终端产品集成度、复杂度的提升,以及传输速率等性能指标的不断升级,HDI产品凭借散热、高传输速率等优势需求有望持续增长。

服务器内部需要多种形式的PCB,通常包括服务器主板、CPU板、硬盘背板、电源背板、内存、网卡等多种不同规格的PCB产品。

服务器平台的升级将带动内部PCB层数、材料特性等提升,对应价值量亦将大幅增长。AI服务器相比于传统服务器增量在于GPU板(UBB)、GPU加速卡(OAM)以及Switch Board等产品。除此之外,网络接口、硬盘、内存、电源、风扇等都将相应贡献整机PCB用量,AI服务器上使用的PCB单机价值量较传统服务器大幅提升。



Trend Force估计2023年AI服务器年出货量占整体服务器比重为8%左右,2024年估计AI服务器出货占比约12.1%。

受益于AI服务器占比提升与服务器平台升级,方正证券预计服务器PCB将迎来量价齐升,预计2026年全球服务器PCB市场规模为160亿美元,2022-2026年复合增速达12.8%,其中2026年AI服务器PCB市场规模为47亿美元,2022-2026年复合增速达38.3%。

据方正证券分析,英伟达下一代AI芯片GB200的架构升级对应PCB层面来看,整机集成度不断提升,同时性能、高频高速材料、带宽传输速率、功耗散热各个维度均有成倍提升。而集成度提升对应布线密度提升、以及传输和散热能力的提升正是HDI板的优势所在。因此AI时代HDI需求将有显著提升!


多家上市企业披露布局

《证券日报》记者了解到,面对市场对高密度互连板的需求增长,多家A股上市公司已经具备先进且成熟的生产技术。在投资者互动平台,一些上市公司积极回应了投资者的相关提问。

印制电路板龙头鹏鼎控股表示,人工智能服务器是公司重点开发的领域,目前已实现量产。据悉,鹏鼎控股在技术上持续提升厚板高密度互连能力,为应对未来人工智能服务器的开发需求,目前公司主力量产机种板层由10层至12层升级至16层至20层水平,并已进入全球知名服务器客户供应链。此外,公司印制电路板产品也应用于以人工智能手机为代表的人工智能终端消费电子产品领域。

胜宏科技持续加大研发投入,目前在算力和人工智能服务器领域已取得重大突破。例如,公司推出了基于人工智能服务器加速模块的多阶高密度互连板及高多层产品;已实现5阶20层高密度互连板产品的认证通过和产业化作业。公司方面表示,全球人工智能相关的印制电路板市场需求呈现出强劲的增长势头,这也是公司未来几年核心业务驱动力之一。

中京电子表示,目前公司的高密度互连板订单相对饱满,针对市场增量需求,公司将通过进一步优化产品架构或项目技改逐步扩大产能等方式,适应增量需求变化。

沪电股份表示紧抓市场对高端高密度互连板、高速高层印制电路板的结构性需求,深度整合生产和管理资源,对瓶颈及关键制程进行更新升级和针对性扩充。公司还将通过更加动态的供应链、更加灵活的制造流程、更加精良的制程能力来满足市场需求。

余丰慧向记者表示:“为进一步提升竞争力,我国企业应持续加大研发投入,推动技术创新,特别是向高端高密度互连板、柔性电路板等高附加值领域转型。同时,深化国际合作,拓宽国际市场渠道,以迎接全球化竞争挑战。”


高端PCB被寄予厚望

从PCB产业的发展进程来看,欧美及日本等发达国家起步早、产业成熟、竞争优势明显。数据显示,21世纪之前,美日欧占全球PCB生产70%以上的产值。自2000年以来,亚洲PCB产业开始全面崛起,尤其是中国,凭借着在资源、政策、产业聚集等方面的全方位优势,开始全力发展PCB产业。

在全球产业中心向亚洲转移的过程中,中国已经成为PCB全球制造中心。数据显示,自2006年开始,中国正式超越日本成为全球最大的PCB生产基地。2022年,中国PCB产业总产值已经达到442亿美元,占全球的54.1%。近年来,随着更多的企业加大技术研发和产业投入,中国PCB产业的集群优势更为明显,很多PCB厂商在各细分领域形成了自身的竞争优势与议价能力,但是值得注意的是,中国在高端PCB板领域的技术和产能仍有待提高。

随着全球电子信息技术迅速发展,5G、AI、云计算、大数据等应用场景加速演变,对PCB性能提出了更高的要求,如高频、高速、高压、耐热、低损耗等,由此催生对大尺寸、高层数、高阶HDI以及高频高速PCB等产品的强劲需求。



比如仅仅是从PCB的层数变化来看,AI模型需要提高算力来管理越来越大的数据量,现有主流的服务器、存储器的封装基一般为6-16层。进入人工智能大规模商用时代,16层以上的高端服务器将成为市场主流,甚至随着技术需求不断提升,PCB的层数也将不断递增,背层数超过二十层的产品也将逐步加大市场供应量。其中,AI训练阶段服务器的PCB将普遍达到20层以上。更高端的PCB无疑可以为AI作业提供更稳定、更高效的支持。

综合来看,高端的PCB板具有高可靠性和稳定性、较高的集成度和性能、较低的功耗和较高的传输速率以及较长的使用寿命和较低的维护成本。目前,已有不少产业链厂商加码布局高频高速PCB板等高端PCB。

比如鹏鼎控股AI服务器用板已开始量产;生益电子目前已经成功生产多款AI服务器产品用PCB,部分项目已进入量产阶段;中京电子FPC产品小批量应用于人形机器人领域;四会富仕可提供包括毫米波雷达在内的新型汽车电子用PCB。

崇达技术声称将加快高端板产能的扩产、科翔股份拟掷20亿新建高端PCB智能制造工厂,近期多地相关项目也在陆续签约、开工,预示着高频高速高层高阶PCB市场或将继续蓬勃。

业内的投资方向也暗示了高多层板的明朗前景。根据CINNO Research公布的数据显示,2023年1-6月中国(含中国台湾)线路板行业内投资资金主要流向高多层板,金额约为826亿人民币,占比为58.3%;IC载板投资总金额约为255亿人民币,占比为18.1%;覆铜板投资总额约为173亿人民币,占比为12.2%;FPC投资总额约为94亿人民币,占比为6.6%。

再看高端PCB板的市场价值,据QY Research调研团队最新报告《全球高端PCB市场报告2024-2030》显示,预计2030年全球高端PCB市场规模将达到1153.4亿美元,未来几年年复合增长率CAGR为6.8%。

展望2024年,高端PCB被寄予厚望,高阶产品有望在AI服务器、新能源汽车、5G等领域持续渗透,行业公司亦聚焦于此展开竞逐。



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