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2017年中國PCB中下游行業發展趨勢及PCB行業市場規模及預測
2018/3/21 14:13:59 來源:中國產業發展研究網 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關閉】
核心提示:1.覆銅板處于產業鏈中游,是PCB的核心基材整個印制電路板(PCB)產業鏈的上游主要為玻纖布、銅箔、環氧樹脂等原材料;中游為覆銅板(CCL)行業,是下游PCB的核心材料。PCB應用于各行業的電子產品中,且不同行業對PCB的基板和導電層數要求1.覆銅板處于產業鏈中游,是PCB的核心基材
整個印制電路板(PCB)產業鏈的上游主要為玻纖布、銅箔、環氧樹脂等原材料;中游為覆銅板(CCL)行業,是下游PCB的核心材料。PCB應用于各行業的電子產品中,且不同行業對PCB的基板和導電層數要求不同。
銅箔、覆銅板、PCB產業鏈
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覆銅板是制造PCB的核心基材,占PCB原材料成本最高,約為35%。單/雙面的PCB需要單/雙面覆銅板,而多層PCB的基材則由銅箔、粘結片和覆銅板組成。其中粘結片是指將基材浸在以樹脂為主體的粘結劑中,加熱干燥處理后制成的半固化狀態的粘結片,既可以進一步壓制成覆銅板,也可以作為商品出售給下游PCB廠商。
多層PCB結構示意圖
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PCB制作成本占比情況
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2.覆銅板種類與原材料介紹
覆銅板根據機械剛性的不同可以分為剛性基板CCL和柔性基板FCCL,其中剛性CCL又可以根據增強材料的不同分為紙質基板、復合基板和玻纖環氧基板等。其中,紙質基板由于強度較差屬于低端產品,主要用于電視、音響等家用電器;復合基板的面料和芯料由不同的增強材料構成,同樣主要應用于家電民生產品;玻纖環氧基板強度、耐熱性等性能都優于紙質基板和復合基板,包含FR-4、FR-5等品種,是目前最常見的覆銅板類型。
覆銅板也稱“基材”,由玻纖布或其他增強材料浸以樹脂、一面或雙面覆以銅箔并經熱壓制成。銅箔、玻纖布和樹脂是覆銅板的三大原材料。
雙面覆銅板結構示意圖
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銅箔是最主要的原材料,一般占覆銅板三大原材料成本的50%左右。銅箔的生產線昂貴,投資成本高且周期長;加工要求都比較嚴格,工藝流程相對長,存在資本和技術壁壘。銅箔行業集中度高,全球產能集中在少數龍頭手上,議價能力強。
根據制造工藝的不同,銅箔可分為電解銅箔和壓延銅箔。電解銅箔由銅原料經過溶解、電解、沉積的步驟制成原箔,其韌性等性能相比壓延銅箔較差,因此多用于剛性PCB/CCL和鋰電池。壓延銅箔由銅板反復輥軋后得到原箔,其耐折性、彈性系數以及銅純度、毛面光滑程度都優于電解銅箔,因此主要用于柔性基板(FCCL),也被用作高頻PCB的基材。
電解銅箔與壓延銅箔的對比
-壓延銅箔電解銅箔生產工藝銅錠、銅板帶反復壓延加工后根據要求進行表面處理硫酸銅溶液電解沉積后根據要求進行表面處理工藝流程工藝復雜、流程長工藝較復雜設備精度要求高較高生產成本高低用途FPCB/FCCl、鋰離子電池負極載體、電磁屏蔽材料和高頻電子電氣產品PCB/CCL、鋰離子電池負極載體、電磁屏蔽材料和高頻電子電氣產品加工附加值相對較高相對較低資料來源:公開資料整理
目前中國是全球最大的電解銅箔生產基地,2016年全球電解銅箔產量約50.6萬噸,其中中國大陸實現產量29.16萬噸,占全球產量的近58%。根據2015年的數據,全球電解銅箔年產量萬噸以上的企業約為35家,其中20家位于中國大陸。
國內及全球電解銅箔產量情況
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而壓延銅箔目前基本上是絕對的壟斷市場,產能集中在美日企業手中,日本的日礦金屬和福田金屬就占據了全球90%以上的市場份額。而國內壓延銅箔的生產能力仍處于較低的水平,根據統計,截至2015年低僅有4家本土企業能夠生產壓延銅箔,產能合計約14,000噸左右,產量僅為282噸。
截至2015年底國內壓延銅箔企業產能和產量情況
企業產能(噸)產量(噸)說明中鋁上海300050壓延銅箔項目于2013年投產運行山東天和3000200引進設備2014年調通,2015年又新增產能靈寶金源30000引進設備,2015年投入試生產中色奧博特30000引進設備,2015年投入試生產蘇州福田(日)100032日資企業,只做壓延銅箔表面加工處理資料來源:公開資料整理
根據用途的不同,銅箔也可以被分為電子銅箔和鋰電銅箔。電子銅箔主要用于覆銅板,鋰電銅箔則用于鋰電池中起到收集電流的作用。兩種銅箔對技術參數和對厚度的要求均不同,因此生產工藝也不同。
- 電子銅箔 鋰電銅箔
-電子銅箔鋰電銅箔純度99.7%99.7%生產工藝曝光、刻蝕、去膜后得到設計好的電路圖將石墨負極材料與化學有機材料攪拌均勻后涂覆到銅箔表面厚度5-105um7-20um(主流8-10um,消費電池通常為6-8um,動力電池更厚一些)資料來源:公開資料整理
玻纖布在覆銅板中作為增強材料起到了增加強度、絕緣的作用,在覆銅板的原材料成本中約占25%。玻纖布是由硅砂等原料在窯中煅燒成液態,再通過合金噴嘴拉成玻纖絲后纏絞制成玻纖紗,最后使用玻纖紗紡織支撐的。玻纖布由于其強度高、絕緣的特性,廣泛用于石油、化工、電子等行業。玻纖布行業的集中度較高,全球六大供應商(巨石、OC、PPG等)合計產能占到70%,用于PCB的電子布要求較高,主要廠商還是歐美企業但產能一直在向亞太轉移,而超薄特種玻璃紗的產能仍集中在歐美企業。
樹脂在覆銅板中起到了粘合劑的作用,約占原材料成本的25%。不同的PCB對樹脂的要求不同:一般來說,單/雙面板、多層板及HDI等主要采用酚醛樹脂和環氧樹脂,而高速/高頻制板主要使用聚四氟乙烯,近年流行的無鹵CCL則使用環保型非溴基樹脂。目前大陸與臺灣的供應商主要提供酚醛樹脂和環氧樹脂,高端特種樹脂如BT、PPE等則被美日的國際巨頭壟斷。
3.覆銅板行業整體趨勢
2016年全球剛性覆銅板市場規模達到101.23億美元,相比去年增長8%,其中各類剛性覆銅板的增長率均為正數,復合基板的增長最明顯,達到了15.7%。
2016年全球剛性覆銅板規模(產值)增長(單位:百萬美元)
-20152016增長率紙基板6066365.0%復合基板75687515.7%普通FR-4383940054.3%高TgFR-4954(其中無鹵381)1055(其中無鹵399)10.6%無鹵型FR-4(標準Tg)1149129712.9%特殊樹脂基板/其它207222558.8%合計9376101238.0%注釋:包括半固化片產值資料來源:公開資料整理
產能方面,盡管2011-2015年我國覆銅板行業總產量處于上升趨勢,但生產能力增幅相比10年前明顯平緩,行業復合增速近五年已經降至7%左右。另外,數據顯示國內一些核心企業的產能利用率達到80%以上的水平,接近滿產。但由于2016年原材料不足等種種原因的影響,行業整體產能利用率只近70%。預期在未來環保督察力度加大、供給側改革的政策引導下,核心企業仍能保持高產能利用率,一些低效低質量的產能會被逐步淘汰,市場整體產能增速緩慢。
2000-2016年中國大陸覆銅板的歷年產量變化
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此外,從國內各類覆銅板產能數據中可以明顯得到目前國內覆銅板產能結構向中高端調整的信號。低端產品紙基和CEM-1型覆銅板產能縮減了11%,中高端產品金屬基覆銅板和撓性覆銅板及相關制品產能均得到了20%的大幅增長。
2016年中國大陸各類覆銅板生產能力估算
覆銅板分類生產能力(萬平方米/年)20162015增長率玻纖布基和CEM-3型覆銅板50763492843%紙基和CEM-1型覆銅板618018180-11%金屬基覆銅板(單班次生產)3096258020%撓性覆銅板及相關制品129661080520%合計83005808492.7%資料來源:公開資料整理
產能轉移與進口替代
從剛性覆銅板產量在全球的區域分布來看,歐美及日本地區的產量逐年減少,而中國大陸和亞洲其他地區的產量呈增長態勢。2016年全球總產值101.23億美元,亞洲地區總產值為95.99億美元,其中中國大陸65.48億美元,占全球產值的65%,已位列世界第一。從面積數據看,2016年全球剛性覆銅板按面積統計為5.729億平方米,整個亞洲為5.555億平方米占97%,中國大陸占比71%。中國大陸產量2016年同比增長12.3%,高于全球整體增長率10.7%。
2016年全球剛性覆銅板的產值和產量(以面積計)
地區產值(百萬美元)產量(百萬平方米)20152016增長率20152016增長率美洲315306--2.9%8.78.92.3%歐洲2152181.4%7.08.521.5%日本5095385.7%19.219.62.1%中國大陸609365487.5%361.9406.212.3%亞洲其他(除中國大陸和日本)2239251312.2%120.8129.57.2%合計9376101238.0%517.5572.910.7%注釋:包括半固化片,不包括多層板用內芯壓合預制板資料來源:公開資料整理
下游PCB行業產能也一直在向中國大陸轉移,2016年全球PCB產值合計54,207百萬美元,其中中國大陸地區的產值為27,123百萬美元,占全球總產值的50%,位列全球第一。需要注意的是,2016年全球各地區PCB產值同比增長率僅有中國大陸地區為正,達到1.50%,剩余地區均為負增長。
2016年全球不同國家/地區的PCB產值和增長率(單位:百萬美元)
國家/地區201520162016/2015增長率中國大陸26722271231.50%中國臺灣71926922-3.75%韓國66396232-6.13%日本56995253-7.83%北美2766275-0.51%歐洲19361910-1.31%其他43714015-8.14%合計5532554207-2.02%資料來源:公開資料整理
從份額占比變化看,中國大陸PCB份額從2000年的8.1%全球第五上升至50%全球第一。
2000年中國大陸PCB在全球的份額變化
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2016年中國大陸PCB在全球的份額變化
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從產業鏈的布局和協同看,在PCB國產比例提高的同時,其對于上游國產CCL產生了正向的影響,同類產品在質量相同的情況下,國內PCB廠商從成本角度更傾向于采購國產CCL,與PCB的國產化與CCL的國產化產生了協同效應。覆銅板市場作為PCB的上游來說是相對集中的,2016年全球覆銅板市場份額中,排名前五的廠商占據了51%的份額。其中生益科技以1183百萬美元的產值名列全球第二,占全球份額的12%。
2016年全球剛性覆銅板公司排名前十(按產值)單位:百萬美元
公司名稱2016年產值份額建滔化工141114%生益科技118312%南亞塑膠112711%松下電工8238%臺光電子6576%聯茂電子6106%金安國紀4645%斗山電子4004%Isola3824%日化立成3584%資料來源:公開資料整理
電子產業的發展與升級換代加大了對中高端CCL的需求
3.2.1.PCB下游的電子產業技術一直在逐步向中高端升級
PCB行業下游應用廣泛,涵蓋了計算機設備、汽車電子、通訊設備、機械工控、醫療器械等制造行業。而從PCB領域占比情況的變化也可以發現,通信領域和汽車電子領域占比處于穩步增加狀態,而計算機、封板基材和消費電子的占比小幅下滑。目前通訊和汽車電子用PCB主要為高頻、高速、高阻燃、高Tg類覆銅板,顯然PCB產品結構正在進一步向中高端化調整。
2009-2016年PCB產品各個應用領域的產值占比變化情況
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電動化和智能化的雙趨勢驅動汽車電子市場高速擴張
汽車電子領域,一方面,傳統汽車正在經歷向先進駕駛輔助系統(ADAS)甚至向自動駕駛轉變的過程,實現這些必須以電子產品為載體。預計市場規模未來的增長速度將超過30%,到2020年市場規模有望接近300億。另一方面,新能源汽車的產量和銷量在政策利好的條件下出現較快增長,根據中國汽車協會的統計數據,2017年前10個月我國新能源汽車的產量為51.09萬輛,同比增長47%,保持了高速增長。
ADAS中國市場規模及預測
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2013年-2017前10月國內新能源汽車產量(萬輛)
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汽車電動化和智能化發展雙輪驅動,車用PCB市場增加。一方面,汽車的電子化相比傳統燃油發動機的驅動系統增加了電控系統對PCB的要求,另一方面,新能源汽車的核心為電池、電機和電控,與傳統汽車相比其電子比例大幅提高。這兩大因素提升了PCB在汽車行業的使用量,車用PCB市場規模由2009年的28億美元增至2015年的49億美元,年復合增長率為9.78%,預計到2018年有望接近60億美元。同時,汽車電子對于材料性能要求極高,這些因素對于覆銅板行業來說不僅增加了需求,也提高了中高端覆銅板的應用占比。
2009-2018E車用PCB市場規模及預測(單位:億美元)
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通信走向5G時代,高端產品需求占比上升
通信領域,5G成為通信下一風口。我國在宏觀層面不斷發布相關文件明確未來5G的發展目標和方向,5G通信早期布局已開始。與4G技術相比,5G網絡擁有更強的性能,支持超高速率、超低時延、超大連接的應用場景,5G作為通信技術的發展新方向帶動了高頻高速、超高頻超高速等材料應用占比,使得覆銅板中高端結構比例提升。
政府不斷發布文件支持5G發展
文件名稱內容《中國制造2025》提出全面突破5G技術,突破“未來網絡”核心技術和體系架構《十三五規劃綱要》提出要積極推進5G發展,布局未來網絡架構,到2020年啟動5G《5G愿景與需求白皮書》《5G概念白皮書》明確5G的技術場景、潛在技術、關鍵性能指標等,部分指標被ITU納入到制定的5G需求報告中資料來源:公開資料整理
從5G通信的目前發展規劃推斷出其有以下幾個特點:
1.最大的特點是高速,接收頻率從過去的3GHz以下上升到6GHz區間,按規劃速率甚至會高達10~50Gbps;
2.高速需要高頻段,高頻波長短損耗會快;
3.5G因此需要大小基站結合,基站覆蓋更密集,基站總量更多;
4.5G要支持各類物聯網的應用。
從此可以看出,相對于4G來說,因為5G采用了更高的頻率,而且不僅傳輸速率更高,為了更好地支持物聯網應用,必須在傳輸中呈現出低時延、高可靠、低功耗的特點。同時,為了滿足小基站和其他設備的小型化趨勢,各類產品設計的空間布局都在變小,設備總量在變大。低損耗、高集成、高一致性、散熱等需求對PCB提出了新的技術需求,也增加了對中高端覆銅板的需求。
其他電子產品同樣也對PCB的要求越來越高
由于智能手機和筆記本電腦、平板電腦等微型計算機設備增速普遍放緩,根據工信部數據,中國手機和智能手機的產量增速已下滑至6.4%和6.1%,而我國微型計算機設備產量近年在不斷減少,至2017年上半年產量為14146萬臺。
消費電子產品進入存量時代,雖然增速已放緩但是由于性能的提升抬高了對于PCB的要求,軟硬件的不斷升級使得眾多大容量的數據信息需要進行高速處理和傳輸。以高頻為例,原來達到1GHz以上的高頻信號只限于航空航天、衛星通信等領域使用,而現在電子信息產品已邁入了千兆時代,電子部件向著高集成度、高速高頻化方向發展使得作為支撐體的PCB必須跟進,這直接帶動了中高端覆銅板的應用占比。
中國手機及智能手機產量(單位:億部)
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中國微型計算機產量(單位:萬臺)
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我國電子信息產業保持了持續的快速發展趨勢,根據工信部統計數據及我們的預測,2017年我國電子信息制造業收入將達到13.8萬億元左右,同比增速超14%,呈現加速態勢。我們認為在國家政策、經濟轉型等因素的推動下,我國電子信息產業有望繼續保持快速發展趨勢,從而給PCB產業鏈帶來廣闊的市場發展空間。
2010-2017我國電子信息制造業收入及增長率
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從2001年至今的數據對比可以看出,我國PCB產業的增速變化與工業增加值(宏觀經濟)有著同向的關系。從2017年的工業增加值趨勢可以看出,目前處于向上趨勢的初期,之前的每輪上升或者下跌周期都帶動了PCB增速的30%左右的波動,而本輪的PCB增速向上波動才剛起步。
我國工業增加值和PCB產值增速對比
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