AI服务器、EGS平台升级拉动高速PCB需求，高速PCB产业链解析

高速PCB是一种特殊的印刷电路板，主要应用于交换机、AI服务器等高速数字电路中： 高速PCB是一种特殊的印刷电路板，主要应用于高速数字电路中，能够确保信号传输的完整性。高速PCB的特点是具有高信号传输速率、低信号衰减、低串扰、低噪声等优势，能够满足高速数字电路对信号完整性和电磁兼容性的要求。高速PCB的设计和制造需要考虑许多因素，如线路阻抗匹配、信号回流路径、信号参考平面、屏蔽层、终端处理、信号完整性分析等，以保证高速PCB的性能和可靠性。随着AI服务器等技术的发展，对高速PCB的需求将进一步增加，高速PCB将成为未来电子产业的重要组成部分。目前，高速PCB已广泛应用于数据中心交换机、AI服务器以及汽车智能化等领域。 上游材料对高速PCB性能影响至关重要，是高速PCB的一大门槛： 上游材料的选择和质量直接影响到高速PCB的性能和可靠性，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需要具备高信号传输速度、高特性阻抗精度、低传送信号分散性、低损耗（Df）的特性。CCL的三大主要原材料包括铜箔、玻纤布、树脂，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%，总体占比接近90%。铜箔、玻纤布和树脂的选择也至关重要，如在高频高速电路中，通常会选择具有低粗糙度的HVLP铜箔，具有低介电常数和损耗因子的P-glass玻纤布，以及具有低介电常数和损耗因子的PPO树脂。 AI服务器/EGS平台升级拉动高速PCB需求： AI服务器是指专门用于支持人工智能应用的服务器，其主要特点是具有高性能的处理器、大容量的内存、高速的网络和大规模的存储。 而EGS(Eagle Stream)平台是英特尔推出的新一代服务器平台，支持PCIe 5.0、DDR5、CXL等新技术，提供了更高的性能、更低的功耗和更好的可扩展性。随着AI服务器和EGS平台的升级，高速PCB需要满足更高的频率、更快的速率、更小的损耗、更低的延迟等要求，这对PCB的设计和制造能力提出了更高的标准，我们测算，2024年仅AI服务器中价值量较大的OAM板、UBB板和CPU主板有望带来10亿美元市场增量，EGS平台渗透率提高同样有望打开新的市场空间。 相关标的：建议关注沪电股份、胜宏科技、生益科技、华正新材、南亚新材、圣泉集团、东材科技、方邦股份、唯特偶 风险提示：技术研发和升级风险；下游需求波动风险；扩产项目不及预期风险；原材料供应紧张及价格波动风险；国际贸易摩擦风险 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。 表1：PCB的分类 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。 表2：部分公司相关产品进展 图1.2020-2025中国&全球人工智能服务器市场规模 图2.2022年中国人工智能芯片规模占比 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。 表3：部分公司相关产品 图3.汽车电子量占比 图4.全球及中国新能源汽车销量预测 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。 图5.CCL结构 图6.中国PCB产业链结构 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。 图7.HDI示意图 图8.封装基板示意图 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。 表4：不同CCL类型及其应用 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。 图9.PCB的成本构成 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。 表5：高速CCL不同等级、性能指标、厂商对比 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。 图10.PCB基材按Df大小划分为6个损耗层次 图11.高频CCL结构 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。 图12.2021年高速CCL竞争格局 图13.高速CCL生产工艺 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