PCB溫和復蘇：AI提振需求

吳新竹

過去三年，超大規(guī)模云服務提供商經(jīng)歷強勁的擴張周期，在經(jīng)濟下行周期中開始謹慎地進行資本開支，2023年全球數(shù)據(jù)中心資本支出增速或回落至個位數(shù)。

隨著AI、元宇宙等應用的興起，算力需求持續(xù)釋放，帶動算力基礎設施產(chǎn)業(yè)迎來增長周期，長期來看，業(yè)內(nèi)預計數(shù)據(jù)中心資本開支仍將持續(xù)擴張，為上游印刷電路板產(chǎn)業(yè)注入新的活力。據(jù)預測，2022年全球服務器出貨量1516萬臺，同比增長12%，產(chǎn)值達1216億美元，預計2026年全球服務器PCB市場規(guī)模為160億美元，其中2026年AI服務器PCB市場規(guī)模為47億美元。

2023年全球印刷電路板產(chǎn)值為739億美元，衰退15.6%，電路板產(chǎn)業(yè)將因庫存回補、下游回暖而迎來下一個成長周期，券商預估2024年全球PCB產(chǎn)值將回升至782億美元，較2023年增長6.3%。高速、高頻和高系統(tǒng)集成系未來PCB產(chǎn)品的主要發(fā)展方向，預計2026年全球IC封裝基板行業(yè)整體規(guī)模將達到214億美元。

“波浪式”前進

2021年全球PCB企業(yè)前十名市場占有率為36%，集中度較低，競爭格局較為分散。21世紀以來，印制電路板產(chǎn)業(yè)鏈由發(fā)達國家向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，近年來，中國產(chǎn)值占比穩(wěn)定在53.27%左右，預計2027年占比為51.97%，保持制造中心地位，趨勢呈現(xiàn)出向除日本、中國以外的其他亞洲國家或地區(qū)轉(zhuǎn)移。

PCB制造業(yè)的直接上游為覆銅板材料，下游行業(yè)主要為電子消費電子、汽車、通信、航空航天、醫(yī)療器械等。覆銅板的成本主要由銅箔、樹脂和玻纖布構成，占比分別為42.1%、26.1%和19.1%，原材料的價格波動通常會通過覆銅板傳遞給PCB廠商。銅價自2020年二季度起強勢攀升，并高位振蕩至2022年上半年，目前銅價仍處于近十年較高位，樹脂和玻纖價格自2021年9月起震蕩下行，價格呈下降趨勢，目前處于低位。此輪原材料價格的上漲曾一度給PCB公司的業(yè)績造成擠壓，行業(yè)低迷期間，頭部廠商一方面加強成本管理，下調(diào)稼動率，另一方面籌劃新建產(chǎn)能，為產(chǎn)品、技術更新以及電子業(yè)的景氣回升做準備。

按PCB具體類別劃分，2021-2026年封裝基板年化平均增長率達到11.60%，高密度互連板達到5.30%，柔性電路板達到5.10%，18層以上多層板達到4.90%。近年來，消費電子景氣波動較大，汽車電子、數(shù)據(jù)中心和服務器成為PCB下游快速增長的行業(yè)。

據(jù)預測，2026年全球服務器出貨量將達1885萬臺，5年年均復合增長率為6.8%，產(chǎn)值將達1665億美元，5年年均復合增長率為10.2%。2022-2024年，全球數(shù)據(jù)中心資本支出分別同比增長15%、4%和11%，預計2027年將達到5000億美元。

汽車市場是PCB廠商爭相布局的領域，目前中高檔轎車中汽車電子成本占比達到28%，混合動力車為47%，純電動車高達65%。研究指出，新能源車相對于傳統(tǒng)的燃油車的差別主要在于三電系統(tǒng)，即電池管理系統(tǒng)BMS、整車控制器VCU以及電機控制器MCU。其中BMS需要的PCB包含主控電路PCB和單體管理單元PCB，用量分別約為0.15平方米和3-5平方米；VCU和MCU所需PCB用量相對少，分別約為0.03平方米和0.15平方米。以特斯拉Model3為例，整車PCB的價值量超過2500元，是傳統(tǒng)燃油車的6倍多，預計2025年全球新能源汽車所需PCB價值量可以達到84億美元。

滬電股份近年來的發(fā)展系PCB產(chǎn)業(yè)變革的一個縮影，5G基站業(yè)務曾使公司的盈利翻倍，5G建設高峰期過后，內(nèi)銷大客戶受美國打壓，公司PCB業(yè)務內(nèi)銷收入大幅下滑，公司歷時三年完成從無線基站到數(shù)通市場的轉(zhuǎn)換。外銷客戶對汽車電子、互聯(lián)網(wǎng)設備、云端設備和人工智能設備等應用領域產(chǎn)品的需求提升，使公司外銷收入持續(xù)增長。2022年行業(yè)低谷期，滬電股份選擇赴泰國建廠，進一步開拓海外大客戶。

2023年上半年，滬電股份人工智能服務器和高性能計算相關PCB產(chǎn)品占企業(yè)通訊市場板業(yè)務收入的比重從2022年的約7.9%增長至約13.6%。受益于高速運算服務器、人工智能等新興計算場景對高多層板的結構性需求，公司2023年PCB業(yè)務預計實現(xiàn)營業(yè)收入約85.72億元，同比增長約8.09%，毛利率提升至約32.46%。

AI打開市場空間

據(jù)預測，2027年全球數(shù)據(jù)中心資本支出將達5000億美元，超過20%的服務器部署可能會是加速類型，邊緣計算預計將占數(shù)據(jù)中心基礎設施總支出的近8%，PCB也將跟隨數(shù)據(jù)中心硬件迭代而持續(xù)升級。PCIE總線標準是高速連接的重要標準，實現(xiàn)內(nèi)存與CPU、GPU與CPU之間的高速互聯(lián)，PCIE總線標準升級帶來PCB層數(shù)增加。

受下游需求疲軟以及終端庫存持續(xù)調(diào)整影響，研究機構預測2023年全球服務器出貨量同比下降5.9%，但隨著2024年下游庫存回歸正常水位，以及AI服務器快速增長，服務器整體出貨量將在2024年恢復增長。AI正成為全球科技創(chuàng)新的核心驅(qū)動，算力作為AI發(fā)展的驅(qū)動力迎來指數(shù)級增長，AI服務器、交換機產(chǎn)品迭代加速，推動高端數(shù)通PCB快速擴容。

國金證券指出，AI服務器的增長將顯著帶動PCB的價值量提升，通過拆解華為2288H、英偉達DGXA100和英偉達DGXH100的PCB板組成架構，最終計算得到普通服務器的PCB價值量為1125元，而AI服務器的PCB價值量達到7000-10000元，并且AI服務器產(chǎn)品仍在升級迭代中，估計2023年AI服務器出貨量同比增長超過38%，可為PCB價值量的提升提供強勁動力。

從文本到圖片再到視頻，AI大模型的訓練、傳播對網(wǎng)絡帶寬消耗大，華創(chuàng)證券認為交換機市場有望接力AI服務器迎來加速增長，800G交換機加快滲透。從終端客戶需求看，云計算廠商及互聯(lián)網(wǎng)廠商是算力硬件采購的主要需求方，北美云廠商2024年下半年季度資本支出已在環(huán)比增長。數(shù)據(jù)中心應用中，2027年400G及以上交換機占比將超70%，800G將成為主流，AI算力需求爆發(fā)也將推動數(shù)據(jù)中心用交換機向800G加速升級，部分企業(yè)800G交換機產(chǎn)品已投放市場。

封裝基板不斷進化

封裝基板作為芯片封裝核心材料，一方面保護、固定、支撐芯片，增強芯片導熱散熱性能，保證芯片不受物理損壞，另一方面封裝基板的上層與芯片相連，下層與PCB相連，從而實現(xiàn)電氣和物理連接、功率分配、信號分配，以及溝通芯片內(nèi)部與外部電路等功能。IC載板與芯片之間存在高度相關性，不同的芯片通常需要設計專用IC載板與之配套。IC載板在中低端封裝中占材料成本的40%-50%，在高端封裝中占比更高。據(jù)統(tǒng)計，2022年全球IC封裝基板行業(yè)整體規(guī)模達174億美元，同比增長20.90%，預計2026年將達到214億美元。

相較于普通PCB，IC封裝基板在線寬、線距、板厚、制備工藝等多項技術參數(shù)上都要求更高。PCB板線寬、線距通常在50-100μm，板厚通常在0.3-7mm，無法滿足芯片封裝的技術要求。HDI板線寬、線距通常在40-60μm，板厚通常在0.25-2mm。IC封裝基板線寬、線距在8-40μm，板厚在0.1-1.5mm。

封裝基板按基材可分為硬質(zhì)、柔性和陶瓷三類，其中硬質(zhì)封裝基板應用最為廣泛。硬質(zhì)封裝基板按主要原材料可分為BT、ABF和MIS三類。BT封裝基板應用于MEMS、內(nèi)存芯片、LED芯片等，ABF封裝基板應用于CPU、GPU、現(xiàn)場可編程門陣列、專用集成電路等高端邏輯芯片，MIS封裝基板應用于模擬、功率芯片以及數(shù)字貨幣等。算力時代，高性能計算及AI等為ABF載板注入增長動力。從下游市場規(guī)模來看，個人電腦仍是ABF載板用量最大的下游市場，而服務器、轉(zhuǎn)換器、AI芯片及5G基站芯片的ABF用量增速更快。據(jù)統(tǒng)計，2021年全球ABF載板市場規(guī)模約為70億美元，到2026年有望增長至121億美元。

國產(chǎn)廠商積極投產(chǎn)IC載板領域，華正新材、天和防務等公司有望打破上游ABF膜壟斷格局；興森科技FCBGA封裝基板業(yè)務持續(xù)推進投資擴產(chǎn)，2023年尚處于客戶認證、打樣和試產(chǎn)階段；深南電路FCBGA封裝基板部分產(chǎn)品已完成送樣認證，處于產(chǎn)線驗證導入階段。