电子产业链之覆铜板行业深度研究

覆铜板(CCL)是下游 PCB 的核心原材料,在材料成本中占比 40%以上。CCL 是将电子玻纤布或其它增强材料浸以树脂,一面或双面覆以铜箔并经热压而制成 的一种板状材料,其主要原材料为铜箔、玻璃纤维布、树脂等。

其中,CCL 的原材料采购成本中,电子铜箔占 40%左右,玻纤布占 27%左右,树 脂占 23%左右。各个品种的覆铜板在性能上的不同,主要表现在它所使用的树脂、 铜箔、纤维增强材料上的差异。根据采用的增强材料和树脂不同,刚性 CCL 主要 分为 FR4(又分为常规 FR4、高 Tg FR4、无卤 FR4),纸基、复合基,专用及特 殊树脂基等。

根据 Prismark 数据,2018 年全球刚性 CCL 销售额 124 亿美元。FR4 的销售额为 77.4 亿美元,占比 62.4%,用量最大;纸基、复合基 CCL 销售额 10.2 亿美元,占比 8.2%,逐渐萎缩;专用及特殊树脂基 CCL 销售额 29.6 亿美元,主要包括高速 CCL、高频 CCL、封装载板用 CCL、高耐热性 CCL 等,占比 23.9%,持续提升。2011-2018 年全球刚性 CCL 销售额复合增速为 3.1%,专用及特殊树脂基 CCL 复 合增速为 11.6%,是 CCL 行业的主要增长动力。

CCL 的生产工艺流程主要包括调胶、上胶、裁片、排版、压合、裁切和检验等, 整体流程较为简洁。

对于用量较大的 FR4 而言,制造工艺已经十分成熟,关键在于各个厂商的精细化 管理能力。均是以 FR4 为主的 CCL 龙头厂商,近年来毛利率持续提升, 超过了台光、联茂、等竞争对手,主要得益于生益科技一直以来践行精 细化管理,成本管控能力强大,运行效率持续提升。

高速和高频 CCL 的生产,除了精细化管理外,对介质损耗因子 Df、介电常数 Dk 等有严格的要求,技术壁垒高。等级越高的高速 CCL,Df 越小;高频 CCL,则 需要 Dk、Df 两个指标都尽可能小。

高速和高频 CCL 的生产,除了精细化管理外,对介质损耗因子 Df、介电常数 Dk 等有严格的要求,技术壁垒高。等级越高的高速 CCL,Df 越小;高频 CCL,则 需要 Dk、Df 两个指标都尽可能小。

CCL 的介质损耗因子 Df 和介电常数 Dk 主要取决于原材料的选择,配方,以及工 艺控制,需要供应商长期的研发投入和技术储备,对原材料的特性有深刻的理解, 工艺流程中积累丰富的 know-how,这也是高速和高频 CCL 的核心技术壁垒。

1)CCL 的三大原材料树脂、玻纤布、铜箔的选择对于 Df、Dk 均有不同程度的影 响。其中,NE-玻纤布比 E-玻纤布的性能好,树脂中 PTFE 的 Df 和 Dk 最低,但 是成本也最高。

2)其次是配方,调胶过程中,将树脂、溶剂、填料按一定比例通过管道用泵打入 到混胶桶中进行搅拌,需物料搅拌配置成带流动性的粘稠状胶液。比例的控制, 填料的选择对 CCL 性能至关重要,比如作为功能填料的熔融硅微粉和球形硅微 粉,性能与高频高速 CCL 的技术要求相匹配,主要作用是进一步精细调节高频高 速 CCL 的介电常数、降低线性膨胀系数、提高尺寸稳定性等。

3)工艺流程中有丰富的 know-how,即使获取到配方,如果工艺能力不足,也是 无济于事。以压合为例,需要选择合适的压合条件(二段温二段压),控制升温速率,不同的配方比例对胶化时间和树脂粘度都有影响,从而影响 Dk、Df 的稳定 性,因此需要视配方不同调整压合条件。

与下游 PCB 行业不同,CCL 中 FR4、纸基及复合基产品占比 70%以上,定制化 程度不高,且制造工艺成熟,经过充分竞争后格局逐渐稳定,行业整体集中度较 高。根据 Prismark 数据,2018 年全球刚性 CCL 市场 CR5、CR10 分别达到 51%、 73%。香港的建滔,大陆的生益科技、金安国纪,台湾的南亚、联茂、台光、台 燿,以及日本的松下、日立化成市占率居前。

高频和高速两个细分 CCL 行业由于技术壁垒高,集中度也非常高。高频 CCL 主 要被美国企业垄断,2018 年罗杰斯、泰康尼、依索拉三家占比 70%左右。高速 CCL 主要由日本的松下,台湾的联茂、台燿,和美国的依索拉供应,2018 年四家 占比在 65%左右。国内的生益科技在高频和高速 CCL 领域均有深厚的储备,2019 年开始也逐渐放量,未来份额有望持续提升。

根据 Prismark 数据,2017 年高频 CCL 市场规模 4 亿美金,在专用及特殊树脂基CCL 中占比 18%。罗杰斯的财报显示,高频 CCL 的下游应用中,无线基础设施占比 44%,ADAS 占比 22%,是两个主要的也是有增量的应用领域。

我们在上一篇通信 PCB 报告《格局优化,5G 和云计算带动通信板持续爆发》已经详述5G基站的结构,主要在AAU的天线底板和功放板两部分使用了高频PCB:

单基站 3 副 AAU 的高频 PCB 价值量约为 3600 元左右,假设高频 CCL 价值量占比 40%左右,单站高频 CCL 价值量 1450 元左右。

截至 19 年上半年,我国 4G 基站数目达到 445 个,占全球一半以上,预计全球 5G基站数目在 700 万以上,参考 4G 基站建设的节奏,我们预计 2020-2022 年将是5G 基站建设高峰期,预计每年新增基站数量 150 万个左右。

假设 2021 年开始高频 CCL 价格每年下降 5%,预计 5G 基站建设将带动高频 CCL市场规模 100 亿元左右,建设高峰期 2020、2021、2022 年分别能达到 20、25、20 亿元。

高频 CCL 的另一主要应用领域是 ADAS 系统的毫米波雷达,毫米波雷达是 ADAS系统中用于感知的传感器,与普通车载传感器相比,毫米波雷达具有探测性能稳定、探测距离长,以及环境适应性好等优点。目前毫米波雷达主要有 24GHz 中短距和 77GHz-79GHz 中长距两种:前者可实现盲点检测、车道偏离预警、车道保持辅助、泊车辅助等功能,而后者可实现自适应巡航、自动紧急刹车、前撞预警等功能。想实现 L3 等级的 ADAS 一般需要安装 6 个以上的毫米波雷达。

核心硬件天线高频 PCB 尺寸在 0.005 平米左右,77GHz 产品一般采用多层板结构设计(4L-6L), 我们预估高频板单价在 7000 元/平米以上,高频 CCL 基材主要由罗杰斯、泰康尼和生益等提供。根据 IHS 数据,2018 年汽车毫米波雷达出货量4100 万左右,随着 ADAS 渗透率提升,2023 年将达到 1 亿,我们预估使用的高频 CCL 规模从 2018 年的 6.4 亿增长至 14.7 亿元。

Prismark 数据显示,目前高速 CCL 市场规模超过高频 CCL 的两倍,高速 CCL 的主要应用领域在数据中心。我们已经进入了一个数据爆炸的时代,云计算的需求越来越大,根据 Cisco 数据,2021 年全球数据中心 IP 流量将达到 20.6ZB,2016年-2021 年复合增速达到 25%。相应的,超大规模数据中心(Synergy 定义为:拥有几十万台,甚至是数百万台服务器的数据中心)数目将迎来快速增长,根据 Cisco数据,2017 年全球超大规模数据中心数目达到 386 个,占比 32%,2021 年将达到628 个,占比 53%。

从北美五大云巨头(谷歌、Facebook、微软、苹果、亚马逊)的资本开支中也可以得到验证,根据财报,2018 年五个厂商资本开支 780 亿美元左右,同比增长超过 50%,19 年 Q1 短暂回落、Q2 跌幅收窄,最新三季报显示,五大厂商资本开支200 亿美元左右,同比恢复增长。我们认为云计算、存储需求的增长是不可逆的,未来云相关资本开支有望持续增长。

服务器作为数据中心资本开支最大的部分,与之密切关联。根据 IDC 数据,2018年全球 X86 服务器出货量 1175 万台,同比增长 15.4%,成为过去几年增长最快的一年。19 年受资本开支回落影响,前三季度服务器出货量同比有所下滑,不过Q3 出货量 307 万台,同比下滑 3%,跌幅已经收窄。我们判断,随着数据中心资本开支恢复增长,服务器、交换机、路由器、存储器等 ICT 设备出货量也将恢复并保持增长态势,拉动高速 PCB 和 CCL 的需求。

过去英特尔一直采用“Tick-Tock”战略发布芯片,Tick 是指 CPU 工艺升级,Tock则是 CPU 架构升级,二者轮流交替,两年为一个周期。由于摩尔定律放缓,14nm的 Skylake 延期,英特尔的发布战略也改为“制程-架构-优化”三步走,即每一代制程沿用三年,共发布三代 CPU。

10nm芯片经过多次跳票后,于2019年年底发布PC端处理器芯片,服务器CPU 芯片 Icelake 需要等今年发布,核心数提升至 38,支持 8 通道 DDR4,PCIe 升级至4.0,支持 64 条通道;AMD 则在 2019 年发布了 7nm 服务器 CPU 芯片 ROME,核心数从 32 翻倍至 64,支持 8 通道 DDR4,PCIe 升级至 4.0,支持 128 条通道。

从英特尔的数据中心业务情况来看,当芯片工艺升级时,收入同比会出现快速增长。我们判断,随着今年下半年英特尔 10nm 服务器 CPU 芯片的推出,14nm 后累积了 4 年的需求有望集中释放。

无论是 AMD 的 ROME,还是英特尔的 Icelake,这次工艺升级都将首次支持PCIe4.0。PCIe 是最早由英特尔提出的新一代的总线标准,用于取代之前的 PCI等接口。PCIe 插槽可以用于独立显卡,独立声卡,独立网卡以及固态等硬件,插槽越多扩展能力越强,这也判断主板强力的一个标准。

PCIe 的插槽规格多样,常见的是 x1、x4、x8 和 x16 这几个,x16 是指有 16 条 Lane(数据通路),基于 PCIe 的链路确定,部分服务器最高可达 32 条。目前市面上的PCIe 已经经历了 1.0、2.0 和 3.0 版本。以 PCIe 3.0 为例,传输速率达到 8GT/s,采用 128b/130b 编码方案,每条 Lane 支持 984.6MB/s 的速率,x16 的可用带宽为15.75GB/s。

PCIe 3.0 规范在 2010 年发布,2012 年在英特尔的 Sandy Bridge 首次支持,距离现在已经 8 年之久,PCIe 4.0 在 2017 年发布,传输速率翻倍至 16GT/s,编码模式不变,支持带宽也翻倍。目前 PCIe 3.0 的服务器主板材料以 FR4 为主,Mid Loss 等级,升级至 PCIe 4.0 后,主板板材将迎来大变革,升级至 Low Loss 等级,对应松下 M4、生益 S7439、联茂的 IT-958G 等材料。

我们认为,随着英特尔的新一代服务器 CPU 推出,更新需求有望集中释放,未来3-4 年主板板材从 FR4 升级为高速 CCL(Mid Loss 到 Low loss),将带动高速 CCL需求爆发。另外,2019 年 PCIe 5.0 已经发布,传输速率进一步翻倍至 32GT/s,届时板材 Loss 将继续升级至 Ultra Low Loss,对应 M6、M7 等级。我们测算,新一代 CPU 替换完毕后(2025 年左右) ,服务器市场将带动每年 160 亿元以上的高速CCL 增量,成为高速 CCL 最主要的增长动力。

高速化在交换机、路由器和光模块的趋势也十分明显,由于对传输速率的要求越来越高,每两年网络设备的带宽密度翻倍,高速交换机、路由器、光模块占比持续提升。

虽然今年 Q1、Q2 数据中心资本开支微幅下滑,但是以太网交换机的营收规模持续增长,今年 Q1-Q3 营收分别达到 68、 70.7、 73.2 亿美元,同比增速分别为 7.8%、4.8%、0.1%,主要得益于向 100G 高速交换机的切换,19Q3 全球 100G 交换机销售额同比增长 32.8%达到 14.4 亿美元,市占率从去年同期的 14.8%提升至 19.6%。

18 年年底,全球最大的交换机厂商思科推出了 400G 交换机,博通于 19 年年底推出新款交换机芯片 Tomahawk4,具备 25.6Tbps 交换能力,我们预计今年 400 光模块、交换机有望迎来放量。

从 10G 到 40G,再到 100G、400G,端口速率的快速提升,带动高速 CCL 的价值量大幅增加:40G、100G 一般使用松下 M4、M6 高速板材(Low Loss、Very Low Loss),400G 需要使用松下 M7 等级(Ultra Low Loss),我们预估未来(2025 年左右)交换机、路由器相关高速 CCL 年增量有望超过 35 亿元。

在 5G 基站上,高速板主要应用于 BBU(DU+CU)中,单站面积 0.45 平米,20层以上,单基站 BBU 高速 PCB 价值量 2700 元左右,假设高速 CCL 价值量占比30%左右,对应高速 CCL 价值量 800 元以上,预计 5G 基站建设将带动高频 CCL市场规模 70 亿元左右(AAU 的 TRX 板方案设计有变化,保守预计一部分在内)

同时,今年 SA 独立组网开始规模建设,拉动传输网 OTN 设备、高阶交换机、路由器需求,需要使用大量的高速单板和背板,也将大幅拉动高速 CCL 的需求。

我们统计了建滔、生益、南亚塑胶、联茂、台光、金安国纪、台燿等全球前列的刚性覆铜板厂商产能情况,近年来产能扩张有限,我们预估 7 家厂商 2018-2020年产能增速分别为 1.2%、2.4%、5.7%:建滔 2019 年扩出大约 80 万张/月;生益2019 年江西二期项目和 2020 年的九江一期;台光黄石一期 60 万张/月 2019 年年底投产;联茂将于 19Q4、20Q1 分别投产 30 万张/月;金安国纪 2020 开始投产 20万张/月;南亚塑胶 110 万张/月需要 2022 年底完工。桂林豪杰律师事务所

季度来看,大部分新扩项目在 2019 年年底和 2020 年年初开始投产,需要 3-6 个月爬坡期,因此在 2020 年下半年才能有较大贡献。

高频 CCL 与 FR4 一般不共线,高速 CCL 可以通过 FR4 改线生产。由于高速 CCL的需求旺盛,大部分产品盈利能力优于 FR4,因此具备高速 CCL 能力的厂商一般选择切换部分 FR4 产线生产高速 CCL。

根据产业调研,覆铜板产线设计规划时,为充分发挥产线的效率,上胶机和压机等关键设备的比例和安装都已确定,后期更改较为困难。当产品由 FR4 向高速CCL 切换时,在上胶环节存在瓶颈,导致产能有损耗(部分高速 CCL 上胶速度只有 FR 的一半,即有 50%左右的损耗)。据我们测算,2020 年在基站、核心网,以及数据中心,高速 CCL 需求增量大约 40 亿左右,影响 30 亿左右 FR4 的产值(占产能 5.5%左右) 。

CCL 的主要下游与 PCB 类似,为数据通信、计算机、手机、消费电子、汽车等领域,2019 年手机、消费电子、汽车等领域均表现低迷。展望未来,数据通信领域继续保持高景气;5G 换机驱动手机销量恢复增长;可穿戴、智能家居等产品带动消费电子市场增长;汽车销量也有望触底回升,尤其是电动车渗透率的提升带动汽车电子市场规模快速增长,整体 CCL 行业需求向好。

因此对于 FR4,在产能扩张有限的情况下,供给端受到高速 CCL 挤压,在需求端回暖的情况下,产品价格具备一定弹性。

铜箔和玻纤布都是 CCL 主要原材料,因为铜冶炼企业减产计划和环保等因素,近期价格都有上涨趋势,景气度也有回升。铜箔方面,台湾铜箔龙头金居开发 11 月营收 5.3 亿新台币,同比大幅增长桂林民商诉讼 58.5%。玻纤布方面,台湾玻璃纱/布企业 11 月营收 42 亿新台币,三季度以来同比下滑幅度也有收窄。

由于中游 CCL 行业集中度高,厂商议价能力较强,能顺利传导上游原材料的涨价,同时提升自己的利润率水平。复盘上一轮 CCL 景气周期,2016 年下半年开始铜箔、玻纤布、树脂三大原材料均大幅涨价,而生益科技、金安国纪的毛利率却持续提升。根据生益科技可转债说明书,2017H1 公司单位成本较上年增加 22.45%,销售价格 25.32%。

因此,如果上游原材料景气度持续回升,价格上涨,有望带动中游 CCL 价格上升,企业盈利能力改善。

高频和高速 CCL 是行业规模增长的主要动力。5G 基站建设、数据中心设备板材升级和需求回暖,带动高频和高速 CCL 市场高速增长;常规的 FR4 产品,也具备价格和盈利弹性。继续推荐 CCL 龙头生益科技,市占率全球第二,受益高频高速 CCL 份额持续提升和 FR4 价格弹性。同时建议关注华正新材、超华科技。

生益科技:公司 2019 前三季度收入 94.7 亿元,同比增长 5.53%,归母净利润 10.42亿元,同比增长 28.66%。公司是国内覆铜板行业当之无愧的龙头企业,是国内少有的具备高频高速 CCL 量产能力的厂商,未来份额有望持续提升。PCB 方面,公司在通讯板领域位于第一梯队,20H1 大客户订单饱满,随着吉安生益电子项目投产,PCB 业务也有望高速增长。预计 2019、2020 年公司净利润分别为 14.5 亿元、19.4 亿元。

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