AI驱动PCB全面升级：材料、工艺与架构革新引领产业新周期
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1. 一段话总结
东吴证券2025年9月24日发布的电子行业深度报告指出，AI算力需求爆发驱动PCB从材料、工艺、架构三大维度全面升级：材料端，M9/PTFE树脂、HVLP铜箔（Rz≤0.4微米）、低损耗石英布成为224G高速传输关键；工艺端，mSAP/SAP工艺实现10微米以下线宽/线距，激光钻孔、背钻支撑高密度互连；架构端，CoWoP封装（芯片直连PCB）、正交背板（M9/PTFE材料）、埋嵌式工艺推动集成度与性能跃升。上游高端材料供需紧张（日东纺玻纤布提价20%），成本向下游传导；市场端，2029年全球PCB产值预计达947亿美元（2024-2029年CAGR 5.2%），AI服务器PCB价值量显著提升（英伟达Rubin机柜单柜PCB价值量达41万元）。国内企业中，胜宏科技（25Q1 AI/HPC PCB收入全球第一）、生益电子（服务器订单占比48.96%）、景旺电子（全球汽车PCB龙头） 等凭借技术与产能优势领跑，封装基板领域台资主导（欣兴/三星电机市占率超25%），大陆企业加速追赶。
2. 思维导图（mindmap脑图）
3. 详细总结
一、报告基础信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 报告名称 | AI驱动PCB全面升级：材料、工艺与架构革新引领产业新周期 |
| 发布机构 | 东吴证券（分析师：陈海进/S0600525020001；解承堯/S0600125020001） |
| 发布时间 | 2025年9月24日 |
| 投资评级 | 增持（维持） |
| 核心逻辑 | AI算力需求驱动PCB技术迭代，上游材料供需紧张推升成本，下游应用（服务器/交换机/封装）量价齐升，国内企业技术突破领跑 |
二、PCB技术升级：材料、工艺、架构三维突破
1. 材料端：高端化迭代，支撑224G高速传输
PCB核心材料（树脂、铜箔、玻纤布）向低损耗、低粗糙度、低CTE（热膨胀系数）升级，以满足AI服务器、高速交换机的224G SerDes传输需求：
| 材料类型 | 升级方向 | 关键指标 | 应用场景 | 竞争格局 |
|---|---|---|---|---|
| 树脂 | M9/PTFE树脂 | M9：Df≈0.0012；PTFE：Df<0.0005 | 224G交换机、正交背板 | 松下（M9）、杜邦（PTFE）主导 |
| 铜箔 | HVLP4/5（超低轮廓）、超薄铜箔 | HVLP5：Rz≤0.4μm；超薄铜箔≤3μm | AI服务器HDI、光模块SLP | 日台主导（三井垄断超薄铜箔） |
| 玻纤布 | Low-Dk二代布、石英布 | 石英布：Df<0.0010、CTE=0.5×10⁻⁶/K | 1.6T交换机、CoWoP封装 | 日东纺、中材科技 |
2. 工艺端：高密度化，突破微缩与集成瓶颈
- 线路工艺：从传统减成法（线宽/线距≥20μm）升级至mSAP/SAP工艺，实现10μm以下线宽/线距，支撑CoWoP封装的高密度布线需求；
- 钻孔工艺：激光钻孔替代机械钻孔，实现盲孔/埋孔加工（孔径≤6mil），背钻工艺消除通孔Stub，提升高速信号完整性；
- 叠层工艺：高多层PCB量产层数达68层（深南电路样品120层），高阶HDI实现5阶以上互连（胜宏科技5+14+5结构），满足AI服务器GPU主板需求。
3. 架构端：创新设计，提升系统级性能
- CoWoP封装：去除ABF基板，芯片直连PCB，缩短信号路径（降低延迟），要求PCB线宽/线距≤15μm、板面平整度≤50μm，需半导体级洁净室（行业首例）；
- 正交背板：英伟达Kyber机柜采用，替代铜缆连接，需M9/PTFE材料（支撑224G传输），单柜PCB价值量较GB200（14.67万元）翻倍；
- 埋嵌式工艺：将功率芯片嵌入PCB，实现去散热器化，系统级降本20%-30%，800V SiC模块能量损耗降低60%，需引入IC工艺（如光刻、电镀）。
三、上游材料：供需紧张加剧，成本向下游传导
1. 市场格局：寡头垄断，集中度高
- 覆铜板（CCL）：2024年全球CR10=77%，建滔（14.3%）、生益科技（13.6%）、台光电子（13.3%）位列前三，高端CCL（M8/M9）主要由台资/日资把控；
- PCB：2024年全球CR10<40%，臻鼎（7.3%）、欣兴（4.9%）、东山精密（4.6%）领先，国内企业在中高端市场加速替代。
2. 成本与价格：2025H1全面涨价
- 原材料涨价：LME铜价2025H1同比+12%，日东纺玻纤布提价20%（2025.8生效），M9树脂报价同比+15%；
- CCL传导：建滔、威邦电子等CCL厂商提价5-10元/张，PCB企业成本压力加大，部分通过产品结构升级（高端PCB占比提升）转嫁成本。
四、PCB市场：AI驱动，各细分领域量价齐升
1. 整体市场：2029年达947亿美元，CAGR 5.2%
根据Prismark数据，2024年全球PCB产值735.65亿美元，2029年预计增至947亿美元，2024-2029年CAGR 5.2%，其中中国大陆占比超50%（2029年54%），AI/HPC领域增速最快（CAGR 32.5%）。
2. 细分领域亮点
| 领域 | 核心驱动因素 | 关键数据 | 价值量提升逻辑 |
|---|---|---|---|
| AI服务器PCB | GPU算力需求爆发（英伟达GB200/Rubin） | Rubin机柜单柜PCB价值量41万元（较GB200增180%） | 层数从18层→24层，材料从M8→M9，新增Midplane/正交背板 |
| 交换机PCB | 800G/1.6T升级，CPO集成 | 2027年800G端口占比超50%，1.6T进入打样 | 光模块PCB用PTFE材料，CPO需类基板工艺（mSAP） |
| 服务器电源PCB | AI机柜功率达140kW+（GB200 NVL72） | 2026年市场规模40亿元（占电源10%） | 铜厚从35μm→70μm，嵌入功率模块，高导热材料应用 |
| 封装基板 | FC-BGA需求（CPU/GPU封装） | 2027年规模240亿美元（CAGR 12%） | 层数从12层→26层，尺寸从90×90mm→230×230mm（2030E） |
3. 产能扩张：国内企业海内外布局
国内PCB厂商加速扩产，重点投向高端产能：
| 企业 | 扩产项目 | 投资金额 | 产能规划 | 投产时间 |
|---|---|---|---|---|
| 胜宏科技 | 越南基地 | 2.6亿美元 | 15万㎡/年（高多层/HDI） | 2026.10 |
| 生益电子 | 吉安智能算力中心 | 19亿元 | 70万㎡/年（高多层） | 2026-2027 |
| 景旺电子 | 珠海金湾HDI | 50亿元 | 80万㎡/年（高阶HDI） | 2026.中 |
| 深南电路 | 泰国基地 | 12.74亿元 | 高多层/HDI | 2026 |
五、国内重点企业分析
1. 核心企业业绩与亮点
| 企业 | 25H1关键业绩 | 核心竞争力 | 未来增长点 |
|---|---|---|---|
| 胜宏科技 | 营收90.31亿（+86%），净利21.43亿（+367%） | 25Q1 AI/HPC PCB收入全球第一，GB200核心供应商 | Rubin机柜订单、越南产能释放 |
| 生益电子 | 营收37.69亿（+91%），净利5.31亿（+452%） | 服务器订单占比48.96%，华为/中兴核心供应商 | 泰国基地（2026试产）、光模块PCB |
| 景旺电子 | 营收70.95亿（+21%），毛利率30% | 全球汽车PCB龙头，多层PTFE板量产 | 珠海HDI产能、1.6T光模块PCB |
| 沪电股份 | 营收84.94亿（+56.59%），净利16.83亿（+47.5%） | 800G交换机PCB量产，1.6T打样 | 泰国基地认证、AI服务器PCB |
| 深南电路 | 营收104.53亿（+26%），封装基板收入17.4亿（+9%） | 120层背板样品，ABF载板20层量产 | 南通四期、BT/ABF基板升级 |
2. 封装基板：台资主导，大陆追赶
- 市场格局：2023年欣兴（16%）、三星电机（9.9%）、揖斐电（9.3%）位列前三，CR5超50%；
- 大陆进展：深南电路ABF载板20层以下量产，兴森科技FCBGA载板月产能6000㎡，逐步切入CPU/GPU供应链。
六、风险提示
- 宏观经济波动风险：全球经济下滑导致下游电子设备需求减弱，影响PCB订单；
- 行业竞争风险：PCB产能扩张（2025年全球新增产能10%+）可能引发价格战，挤压盈利；
- 贸易争端风险：中美贸易摩擦升级，可能加征PCB关税或要求原产地认证；
- 原材料风险：铜、树脂等价格大幅波动，影响成本稳定性。
4. 关键问题
问题1：AI驱动下，PCB材料从M8升级至M9/PTFE的核心原因是什么？这一升级对产业链竞争格局将产生哪些影响？
答案：PCB材料升级至M9/PTFE的核心原因及对竞争格局的影响如下：
-
核心原因：
- 信号损耗需求：AI服务器、1.6T交换机需支持224G SerDes传输，M8树脂（Df≈0.002）信号损耗无法满足，M9（Df≈0.0012）、PTFE（Df<0.0005）可将传输损耗降低30%-50%，避免信号失真；
- 热稳定性要求：AI机柜功率密度达140kW+，M9/PTFE的Tg（玻璃化温度）≥220℃，CTE（热膨胀系数）≤15×10⁻⁶/K，可减少热应力导致的板体翘曲（CoWoP封装对平整度要求≤50μm）。
-
对竞争格局的影响：
- 材料端：M9树脂主要由松下、住友化学主导，PTFE树脂依赖杜邦、大金工业，国内企业（如生益科技）M9量产进度滞后6-12个月，短期依赖进口；玻纤布方面，石英布产能集中在日东纺、中材科技，供需紧平衡支撑价格；
- PCB端：具备M9/PTFE加工能力的企业（胜宏科技、深南电路）优先获取英伟达、华为等头部订单，中小PCB厂商因设备（激光钻孔机）、工艺（高洁净度压合）壁垒难以切入，行业集中度进一步提升（预计2026年CR10提升至45%+）。
问题2：CoWoP封装作为AI时代的新型架构，其对PCB制造提出了哪些颠覆性要求？国内企业当前的技术储备能否满足这一需求？
答案：CoWoP封装对PCB的颠覆性要求及国内企业技术储备分析如下：
-
颠覆性要求：
- 精度与平整度：芯片直连PCB需线宽/线距≤15μm（传统PCB≥20μm），板面平整度≤50μm（传统≥100μm），需采用半导体级光刻设备（分辨率≤5μm）与高精度压合工艺（压力误差±5%）；
- 材料与可靠性：需Low-CTE石英布（CTE=0.5×10⁻⁶/K）降低热翘曲，无铅焊接工艺（熔点≥260℃）保障长期可靠性，传统FR-4材料无法满足；
- 制造环境：需Class 1000洁净室（传统PCB为Class 10万），ESD（静电防护）等级提升至Class 0，避免芯片损坏。
-
国内企业技术储备：
- 头部企业突破：胜宏科技已实现15μm线宽/线距量产，引入ASML光刻设备；深南电路开发出石英布基PCB，平整度控制在45μm以内，通过英伟达CoWoP预认证；
- 中小厂商差距：多数企业仍依赖传统减成法，缺乏半导体级洁净室与高精度设备，短期难以切入CoWoP供应链；
- 产能与良率：胜宏科技越南基地规划CoWoP专用产线（2026年投产），当前良率约70%（目标85%），逐步接近台资水平（欣兴80%+）。
问题3：封装基板作为PCB的高端细分领域，当前台资企业垄断的核心壁垒是什么？大陆企业如何实现突破？
答案：台资企业垄断封装基板的核心壁垒及大陆企业突破路径如下：
-
核心壁垒：
- 技术壁垒：FC-BGA基板需20层以上布线（台资量产26层，大陆20层），线宽/线距≤5μm（大陆≥8μm），依赖SAP工艺（台资成熟，大陆试产），且需解决大尺寸（100×100mm）板体翘曲问题；
- 客户认证：台积电、英特尔等芯片厂商认证周期长达2-3年，台资企业（欣兴、南亚）已合作10年以上，大陆企业（深南电路）仍处于认证导入期（如英特尔GPU基板）；
- 供应链协同：台资企业与上游材料商（松下ABF树脂、JX铜箔）深度绑定，优先获取高端材料，大陆企业面临材料供应周期长（如ABF树脂交货期6个月）的问题。
-
大陆企业突破路径：
- 技术攻坚：深南电路、兴森科技加大研发投入（研发费率≥8%），突破22-26层ABF载板技术，联合中科院开发Low-CTE玻璃基板；
- 产能布局：兴森科技广州基地规划2000万颗/月FCBGA产能（2026年投产），深南电路南通四期新增封装基板产能，规模化降本；
- 客户突破：先切入存储（如长江存储）、射频（如华为海思）等中高端市场，积累认证经验，再向CPU/GPU高端市场渗透，2024年深南电路BT载板在存储领域市占率已达15%。
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