建材&新材料行业PCB材料：算力升级在即，上游材料需求弹性可期

中泰证券研究所专业｜领先｜深度｜诚信 |证券研究报告| PCB材料：算力升级在即，上游材料需求弹性可期 2023.10.25 中泰证券建材&化工首席分析师孙颖执业证书编号：S0740519070002Email：sunying@zts.com.cn 中泰证券建材&新材料分析师刘毅男执业证书编号：S0740523070002Email：liuyn01@zts.com.cn 中泰证券建材&新材料研究助理刘铭政 Email：liumz01@zts.com.cn 1 投资观点 核心观点：AI浪潮下重塑对“底层土壤”算力的高要求，服务器、数据中心等升级迭代均促进作为电子元器件支撑体的PCB需求提质增量，其核心材料为高频高速覆铜板，相应的Dk、Df等性能要求需在生产过程中采用特种树脂、高端硅微粉等原材料来实现，上游材料市场迎快速发展良机。我们看好算力升级蔓延至上游材料端并展现出较强需求弹性，同时上游材料行业技术及生产壁垒高，国内龙头望抓住窗口期快速实现替代和超车，建议重点关注各细分上游材料龙头企业。 高频高速覆铜板上游原料为影响高端PCB产品性能的核心材料。AI、5G快发展及相应算力升级促进PCB市场提质增量，预计2021-2026年服务器/数据存储领域PCB需求CAGR为10%，是增长最快细分领域，成为拉动PCB未来增长重要驱动力。算力高要求下实现PCB性能关键在其核心材料高频高速覆铜板，而决定高频高速覆铜板核心指标Dk和Df优劣在其原材料的选用，树脂、硅微粉等为关键因素，算力升级带来上游原材料端需求的增长弹性。 树脂：高频高速需求弹性向上，国产企业深度受益。M6、M7可用于5G等通信基础设备和超算等，是热固性高频高速覆铜 板的“标杆”式著名品牌，其Df值要求分别介于0.002-0.005以及小于0.002，Dk值介于3.4-3.6。覆铜板基体树脂中，PPO综 合性能较为优异，适用于高频高速覆铜板。电子级PPO需在大宗级产品基础上进行改性，目前市场改性技术以海外SABIC公司工艺路线为主流。我们测算得到，单台AI服务器和PCIe5.0普通服务器的PPO耗用量分别为1.60kg、0.34kg。随着AI服务器放量以及EGS服务器加速升级渗透，我们测算到2025年全球电子级PPO树脂需求将自2022年约1202吨提升至5821吨。未来1-2年或为PPO厂商关键卡位期，过去市场供应以SABIC为主，随国产厂商加紧布局，行业格局望重塑。 电子硅微粉：适配高端覆铜板，算力升级拉动高端化需求。硅微粉为覆铜板重要填料，填充率15%-30%，具备改善CCL 性能的关键作用，高端硅微粉与高频高速覆铜板、封装基板高度适配。测算2025年全球刚性/高端覆铜板用硅微粉需求望达 27/12万吨，其中AI浪潮下服务器升级带动LowDf球硅需求量为3493吨。同时算力、存储升级也拉动先进封装需求增长，也是硅微粉另一重要应用领域，测算2025年全球传统/先进封装用硅微粉需求量33/3.6万吨。未来伴随下游需求升级，看好国产硅微粉龙头在性能/价格/服务优势下，加速进入核心客户供应体系，高端品替代空间大。 相关公司：1）圣泉集团：全球合成树脂龙头，深耕电子树脂多年，PPO认证进度领先，有望抓住需求放量窗口期实现战略卡位。2）东材科技：平台型材料龙头，电子树脂材料快速上量，切入CCL龙头进展顺利。3）联瑞新材：电子高端填料隐形冠军，受益CCL+EMC高端化需求提质增量，看好国产龙头加速进入核心供应体系，中长期具备较强成长动力。 风险提示：下游需求不及预期、行业竞争加剧、涉及公司产能投放进度不及预期风险、市场空间测算偏差风险、研究报告 使用的公开资料可能存在信息滞后或更新不及时的风险。 AI服务器渗透率提升 AI服务器需求增长 科技浪潮终端应用 图表：算力升级拉动电子上游原材料需求增长图解 算力要求提高 AI快发展 图表：服务器升级对PPO树脂及对应硅微粉需求拉动测算 熔融硅微粉球形硅微粉 … 硅微粉 交换机、光模块需求增长 数据中心网络架构迭代 PCIe5.0服务器渗透率提升 CPU服务器架构升级 项目 2022E 2023E 2024E 2025E AI服务器（万台） 12 15 34 54 PPO树脂（吨） 194 248 537 861 LowDf球硅（吨） 117 149 322 516 PCIE5.0服务器（万台） 76 232 672 1165 PPO树脂（吨） 258 790 2283 3963 LowDf球硅（吨） 155 474 1370 2378 其他 PPO树脂（吨） 750 825 908 998 LowDf球硅（吨） 450 495 545 599 总需求 PPO树脂（吨） 1202 1863 3728 5821 LowDf球硅（吨） 721 1118 2237 3493 电子元器件支撑体 PCB核心载体 PPOPTFECH … 树脂 决定相应性能要求原材料 PCB需求提质增量 层数增加、面积增加、性能要求提高 高频高速覆铜板需求增长 性能要求提高 介电常数（Dk）：保证传输速率介质损耗（Df）：保证传输损耗线性膨胀系数：保证尺寸稳定性 其他：耐热、抗化学性等 目录 CONTENTS 1 的核心材料 高频高速覆铜板上游原料为影响高端PCB产品性能 2 3 4 化需求 树脂：高频高速需求弹性向上，国产企业深度受益电子硅微粉：适配高端覆铜板，算力升级拉动高端 5 相关公司风险提示 EN 所 目 CONTENTS 中泰 高频高速覆铜板上游原料为影响高端 PCB产品性能的核心材料 1 录 T ｜领先｜深度 PCB即印刷电路板，为“电子产业之母”。PCB是指在通用基材上按预定设计形成点间连接及印制元件的印刷板，其主要功能是：1）为电路中各种元器件提供机械支撑；2）使各种电子零组件形成预定电路的电气连接，起中继传输作用；3）用标记符号将所安装的各元器件标注出来，便于插装、检查及调试。PCB可以实现电子元器件之间的相互连接，起中继传输 的作用，是电子元器件的支撑体，因而被称为“电子产品之母”。 PCB下游应用广泛，高景气细分领域未来需求增速更快。PCB市场经历了多个发展阶段，且每个阶段发展驱动力有所差异，早期驱动力包括PC、功能性手机、智能手机等，与科技创新和技术变革关系密切，预计未来几年PCB或受益5G和AI快发展带来的服务器等需求所驱动。根据Prismark，2021年服务器/数据存储领域和汽车领域PCB需求占比均为10%左右，预计服 务器/汽车2021-2026年CAGR为10%/7.5%，为PCB下游需求增长最快的细分领域。 图表：全球PCB市场发展趋势（2021~2026） 图表：2021年全球PCB下游应用占比（%） 图表：不同领域PCB细分增速情况 1200 1000 800 600 PCB产值（亿美元）YOY（%，右轴） 1016 962 921 879 843 809 652 624 613 554 557 562 574 588 553 542 503 508 525 476 426 424 442 388 332 345 321 30% 20% 10% 0% 无线设备, 4%工业,4% 军工/航天,4% 其他计算 机,6% 有线设备, 7% 服务器/数 医疗,2% 手机,20% 个人电脑, 18% 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% 2021-2026CAGR（%） 400 200 0 2000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021E2022F2023F2024F2025F2026F -10% -20% -30% 据存储,10% 汽车, 10% 消费,15% -2% 服汽手无务车机线器设 / 数备 据存储 有其工军医其线他业事疗他设消航计 PC / 备费空算 电航机 子天 2000年以前 PC 2001-2008 功能性手机 2009-2016 智能手机 2017-2019 4G→5G 2020-2029 5G、AloT 2030- 6G 来源：Prismark、Eternal、中泰证券研究所6 5G建设进入关键期，相关PCB价值量望显著提升。“十四🖂”是我国5G规模化应用的关键期，将重点推进5G+新型信息消费、工业互联网、车联网、智慧教育、智慧城市等15个行业的5G应用。5G宏基站内PCB价值量约为4G的3-4倍，单站PCB用量将大幅增加，此外，由于高频覆盖半径缩小，同等覆盖范围需更多基站，也带来PCB用量提升，5G微基站的建 设投入规模会远高于4G时代。同时，承载更大带宽流量所需的路由器、交换机、IDC等设备投资都会进一步加大，受此影响，PCB尤其是高端PCB产品市场需求量将大幅增加。 AI高要求下带动服务器/交换机用量，提升高性能PCB市场需求。AI高速发展对算力提出更高要求，服务器/交换机作为算力核心载体和传输的硬件需求量有望增加。同时算力要求提高对大容量、高速、高性能的云计算服务器的需求将不断增长，对PCB的设计要求也将不断升级，提升对于高层数、大尺寸、高速材料等的应用。 类别 AI服务器较通用服务器变化 PCB变化 硬件架构 采用异构形式（CPU+GPU、GPU+TPU、CPU+其他加速卡等）目前主流采用CPU+GPU 需要多卡互连，PCB的走线更多，更密集，需提高PCB的层数、基材以及工艺等 加速卡 一般配4-8块加速卡，目前以GPU为主 加速卡增加GPU板用量，高端GPU针脚数更多、显存颗粒更多、供电模块更多，需增加PCB层数 独特设计 需要针对性地对系统结构、散热、拓扑做专门的设计 PCB的材料和加工工艺需要相应提高，保证散热性、低损耗等 专用设计 技术专用性更高，例如Purley平台升级总线标准，NVlink提供更大显存位宽带宽，实现高速GPU互连，TensorCore提供更强的AI计算力 传输协议升级和带宽增加，需PCB提高层数、降低损耗，采用更高等级CCL 图表：我国移动通信基站新建（净增）数量走势及预测（单位：万站）图表：AI服务器对PCB的新要求 5G时期 265 4G时期 3G时期 240 235 210 198 173.8 140 109.8 114.8 93.8 100 91 59.3 42.9 48.5 27.9 35.4 31.4 34.4 300 250 200 150 100 50 0 20092010201120122013 201420152016201720182019 20202021F2022F2023F2024F2025F2026F2027F 来源：工信部、前瞻产业研究院、人工智能与创新、中泰证券研究所7 5G、AI等对PCB高性能化要求催生高频高速覆铜板需求，核心关注点在介电常数和介质损耗。服务器的高速度、高性能、大容量等的发展实际加大的是高频高速PCB产品的需求，而高频高速PCB板实现相应性能的关键在高频高速覆铜板。高频高速覆铜板分为两类，高速覆铜板指的是具备高信号传输速度、高特性阻抗精度、低传送信号分散性、低损耗的覆铜板，其主 要关注的是介电损耗（Df）；高频覆铜板指的是工作频率在5GHz以上，在超高频领域使用，具有超低介电常数的覆铜板， 更注重介电常数（Dk），重点在Dk的稳定性。从下游应用角度来看，高频高速覆铜板终端应用为5G、服务器、交换机、新 能源汽车等未来PCB下游需求增速较快细分领域。 图表：高等级覆铜板应用场景 IC封装基板 高频覆铜板 高速覆铜板 导热覆铜板、HDI板 高多层互联用中高Tg覆铜板 无卤无铅等环保型覆铜板 半导体芯片封装 5G通信基站、自动驾驶 服务器、光模块、路由器、交换机 汽车照明、LED照明系统、消费电子 工业控制、仪器仪表、消费电子