树脂系列1：Ai浪潮催生高频高速需求，碳氢树脂将如何发展？

非金属新材料 证券研究报告 2024年04月18日 树脂系列1：Ai浪潮催生高频高速需求，碳氢树脂将如何发展？ 下游的快速发展催生PCB的高端化需求 全球电子信息技术的快速发展，特别是在5G、AI、云计算和大数据等领域的应用，对PCB的性能提出了更高的要求，如高频、高速、高压、耐热和低损耗等。这些要求催生了对大尺寸、高层数、高阶HDI以及高频高速PCB等产品的强劲需求。例如，AI服务器市场中，高算力需求的增长催生了对高频高速PCB的强劲需求。TrendForce预计2022~2026年AI服务器出货量年复合增长达29%。 碳氢树脂，CCL到PCB CCL端，据智研咨询预计，2023年中国高频高速覆铜板需求量将达到12074.99万平方米，市场规模有望突破310亿元。价格方面，预计2023年中国高频高速覆铜板市场价格将降至260元/平方米。 成本方面，覆铜板由铜箔、玻璃布和树脂三部分组成，成本占比分别为42%、19%、26%。基板的介电性能对信号传输速度和效率的影响。碳氢树脂分子链中C-H的低极性和锯齿状排列的构象使其具有优良的介电性能。市场规模方面，考虑到AI服务器市场的增长，预计到2026年，仅AI服务器市场对PPO+碳氢树脂的需求量就将超过2370吨。 国内处于发展初期，持续关注下游应用进展 目前，碳氢树脂的市场主要由国际公司垄断，但国内企业正在逐步提升生产能力和技术水平。下游企业已有AI服务器项目相关进展，同时CCL企业也有碳氢树脂相关产品，为上游原材料的国产化提供了基础。 目前国内传统树脂企业圣泉集团、东材科技、同宇新材、台耀科技，其他企业世名科技、华为等均有涉及碳氢树脂领域，但规模较小仍未有具体公开出货数据。由于高端树脂的价值量较高，且从材料到CCL再到PCB最后到终端需要认证的时间较长，我们判断先进入企业有望能享受较长时间的价格溢价。推荐世名科技（化工组联合覆盖），关注圣泉集团、东材科技。 风险提示：需求不及预期、竞争格局恶化、客户集中风险 重点标的推荐 投资评级 行业评级强于大市(维持评级) 上次评级强于大市 作者 鲍荣富分析师 SAC执业证书编号：S1110520120003 baorongfu@tfzq.com 熊可为分析师 SAC执业证书编号：S1110523120001 xiongkewei@tfzq.com 行业走势图 新材料50沪深300 0% -4% -8% -12% -16% -20% -24% 2023-042023-082023-12 资料来源：聚源数据 相关报告1《非金属新材料-行业深度研究:AI赋能人形机器人，PEEK及碳纤维或迎新增长极》2024-04-16 2《非金属新材料-行业研究周报:光伏玻璃快速去库，MiniLED市场渗透率有望提升》2024-04-15 3《非金属新材料-行业研究周报:光伏玻璃持续去库，关注显示行业复苏》 2024-04-07 股票 股票 收盘价 投资 EPS(元) P/E 代码 名称 2024-04-17 评级 2022A 2023E 2024E 2025E 2022A 2023E 2024E 2025E 300522.SZ世名科技11.50买入0.090.050.591.09127.78230.0019.4910.55 资料来源：wind一致预期，天风证券研究所，注：PE=收盘价/EPS 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明1 内容目录 1.产业升级推动PCB的高端化发展3 2.PCB的高端应用将如何带动碳氢树脂的需求？4 2.1.CCL产业链解析5 2.1.1.覆铜板产品部分参数可达到日本企业水平6 2.1.2.行业壁垒：客户认证周期长，技术壁垒较高6 2.2.碳氢树脂性能匹配高频高速需求7 2.3.碳氢树脂和PPO树脂有什么差异？8 3.碳氢树脂发展到什么阶段了？9 4.碳氢树脂相关企业梳理9 5.风险提示11 图表目录 图1：AI服务器需求（千台）3 图2：DGXH1003 图3：算力需求升级带来的PCB板价值的提升4 图4：高频高速覆铜板行业数据4 图5：CCL产业链图5 图6：CCL的分类5 图7：CCL的成本构成5 图8：覆铜板电性能等级&电子树脂配方发展6 图9：不同企业高频高速CCL参数对比6 图10：传输速度和介质损耗与基板介电常数的关系7 图11：碳氢树脂是高频覆铜板的理想基体树脂之一7 图12：碳氢树脂和PPO树脂的对比8 图13：高频高速覆铜板用碳氢树脂材料9 图14：碳氢树脂相关公司情况10 图15：还有哪些公司专利布局？10 图16：已/待上市相关企业经营数据对比11 图17：已/待上市相关企业分业务规模11 1.产业升级推动PCB的高端化发展 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。据半导体产业纵横，主要体现在以下几个领域： ①手机高端化的同时拉动了对PCB的需求量。Canalys数据显示，2023年第三季度，全球手机市场销量同比下降，但国内智能手机高端市场销量同比增长12.3%；另据IDC数据，2023年上半年中国折叠屏手机市场出货量为227万台，同比增长102%。这意味着，手机市场趋向“高端化”，折叠屏手机起量拉动高端PCB品类需求增长。 ②AI的蓬勃发展也为产业带来了结构性机会。AI技术的发展推动了高性能计算芯片的需求，直接拉动了PCB产业规模的增长。随着PCIe协议的升级、传输速率和PCB层数需求增加，市场对于PCB材料和制造工艺的要求不断提升，由此增加了PCB的价值量。比如在由ChatGPT引爆的AI服务器市场中，高算力需求大热，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。 ③机器人产品也需要大量柔韧性、可弯折、高精密度的需求场景，需要较多配套使用FPC （柔性电路板）等产品。就在近日，英伟达表示准备进军人形机器人产业。 ④新能源汽车强劲发展亦带动HDI、FPC等产品在ADAS、智能座舱的应用。汽车对于PCB的要求是多元化的，单双面板、4层板、6层板，8-16层板分别占比26.93%、25.70%、17.37%，合计占比约73%，HDI、FPC、IC载板占比分别为9.56%、14.57%、2.38%，合计占比约27%，可见PCB多层板仍是汽车电子的主要需求。车载PCB需求以2-6层板为主，在整车电子装置成本中的占比约为2%左右。 据TrendForce集邦咨询预估，2023年AI服务器（包含搭载GPU、FPGA、ASIC等）出货量近120万台，年增38.4%，占整体服务器出货量近9%，至2026年将占15%，2022~2026年AI服务器出货量年复合增长达29%。据半导体产业纵横，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，预计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。 图1：AI服务器需求（千台）图2：DGXH100 资料来源：集邦咨询官网，天风证券研究所资料来源：英伟达官网，天风证券研究所 以DGXA100为例，PCB分布分为三个部分： 1、GPU板托盘，PCB面积0.624平方米，价值12,250美元； 2、CPU主板托盘，PCB面积0.662平方米，价值2,845美元； 3、配件，面积0.188平方米，总价值226美元。 总体而言，DGXA100的PCB总面积预计为1.474平方米，单价为15,321美元，其中GPU板托盘、CPU主板托盘和配件分别占PCB价值的80%、19%和1%。在电路板层面，载板占50.1%（7,670美元），PCB占49.9%（7,651美元）。相对于标准服务器，PCB的价值量增加 580%。与更高端的DGXH100相比，H100型号PCB的价值量比A100增长23%左右。 图3：算力需求升级带来的PCB板价值的提升 元件 标准服务器 DGX-A100 DGX-H100 单位总价值 $2,425 $15,321 $19,520 印刷电路板面积 0.630sqm 1.474sqm 1.428sqm 增加值主要来自 – 计算需求(95%) 密度改进(5%) – 载板价值增加 – 490%（相对标准服务器） 32%（相对A100） PCB板价值增加 – 580%（相对标准服务器） 23%（相对A100） 资料来源：eashub官网，天风证券研究所 2.PCB的高端应用将如何带动碳氢树脂的需求？ 上文提到的PCB多层板由多个CCL层堆叠而成，每层之间通过过孔进行电气连接。多层板可以提供更高的信号完整性和电磁兼容性（EMC），适用于高频、高速、高密度的电路设计。 行业数据看，据智研咨询预计2023年中国高频高速覆铜板需求量将达到12074.99万平方米，市场规模有望突破310亿元。从价格走势来看，随着国内企业的生产规模扩大，国产化率提升，市场竞争加剧，行业供给更加充足，产品价格有所下降，预计2023年中国高频高速覆铜板市场价格将降至260元／平方米。 图4：高频高速覆铜板行业数据 资料来源：智研咨询，天风证券研究所 2.1.CCL产业链解析 覆铜板（CCL）作为电子电路的基材，是所有电子产品的基础，根据制作工艺和刚性，CCL分为刚性覆铜板和挠性覆铜板。刚性覆铜板按照增强材料划分可简要分为纸基、玻纤布基、复合基、特殊型基板等。玻纤布基覆铜板是目前应用最广泛的基板，将其继续按照树脂进行分类，可进一步分为环氧玻纤布基板（FR-4、G10）和特殊树脂覆铜板，特殊树脂包含PTFE、PPO、PI等，可在特殊用途中表现出更好的电性能、稳定性等。 成本端，覆铜板由铜箔、玻纤布和树脂三部分组成，铜箔、玻纤布和树脂的成本占比为42%、19%、26%。 图5：CCL产业链图 原材料 覆铜板（CCL）电路板（PCB） 联茂、台光电、日月光、建滔积层板、生益科技、南亚新材、 鹏鼎控股深南电路胜宏科技超声电子 嘉元科技等 铜箔 南亚新材、同宇新材、东材科技、宏昌电子、圣泉集团等 树脂 生益科技、正威新材、中国巨石、长海股份等 玻纤布 … 资料来源：前瞻经济学人，深圳市电子商会，icspec，天风证券研究所 3% 7%4% 19% 42% 26% 图6：CCL的分类图7：CCL的成本构成 铜箔树脂玻纤布其他制造人工 资料来源：华经产业研究院公众号，《印刷电路用覆铜箔层压板》第二版(辜信实)，天风证券研究所 资料来源：南亚新材招股说明书，中商产业研究院，深圳市电子商会，天风证券研究所 根据应用场景的差异，高频高速覆铜板又可以细分为高速板和高频板两个应用方向，两者都需要更低的Dk和Df，但是侧重点有所差异。其中高速板更侧重Df，Df是影响传输损耗和信号完整性的主要因素；高频板更侧重Dk的准确性和稳定性，Dk影响传输时延和特性阻抗。高速板主要应用在服务器、存储器、交换机、路由器等高速传输设备，高频板主要应用在天线、功放、雷达、滤波器等。高频高速对覆铜板的电性能要求大幅提升。以5G通信为例，其理论传输速度10-20Gbps，对应覆铜板的介质损耗性能至少需达到中低损耗等级。Df越低，材料的技术难度越高。 图8：覆铜板电性能等级&电子树脂配方发展 资料来源：南亚新材招股说明书，同宇新材招股说明书，天风证券研究所 2.1.1.覆铜板产品部分参数可达到日本企业水平 从国内和国外头部CCL企业的产品参数的对比来看，对标松下M8系列，国内南亚新材、生益科技部分产品可以与之媲美。同时在高频高速产品中，南亚