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上游涨价、环保压力,国内PCB强者恒强

投资策略    2018-05-03   山东神光        
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1、老树逢春,PCB行业厂商再起航

印制电路板,(Printed Circuit Board,简称“PCB”) 主要由绝缘基材与导体两类材料构成,是绝大多数电子设备的必备元件,起到支撑、互连的作用,所以PCB又被成为又被称为“电子产品之母”。同样由于其作为电子设备的必备元件,发展历史也要追寻到电子行业的起源时期,距今已有100多年的发展,可以说是一个历史悠久的传统行业;而且由于其必备的属性,下游应用领域几乎涵盖了电子、计算机、通信、汽车、航天、工业等等宏观经济的各个领域,所以其景气度往往不会因为一个行业而大幅波动,而是跟随整体宏观经济的周期以及电子信息产业的整体发展状况而变化。

PCB种类来讲,按照结构不同可以分为刚性板、挠性板和刚挠结合板。按照层数不同又可分为单层板、双层板以及多层板,其中多层板中又包括背板、高速多层板、金属基板、厚铜板、高频微波板以及HDI等等。由于电子产品对高密度、高多层、高技术PCB 产品的需求逐渐增大,多层板、柔性板、和 HDI 板在整个 PCB 产值中占主要部分,其中多层板仍占比最大,2016 年达到 38.85%,而挠性板、HDI 板和多层板,增长最快,预计2016—2021年年复合增长率分别为 3.0%、2.8%和2.4%。



产业链来讲,PCB行业主要包括上游上游产业包括玻璃纤维,油墨,铜覆板、半固化片等原材料供应商,其中覆铜板又由铜箔、树脂、玻纤布以及木浆等构成,中游产业包括 PCB 生产设备供应商,下游产业涵盖消费电子、通信、计算机、汽车、工控以及航天航空等众多领域。前几年主要是3C的高速发展带动PCB行业增长,而随着智能手机的逐渐饱和、PC的销量增长停滞,这部分增量已经大幅放缓,虽然在整体占比上计算机、通讯、消费电子依然是前三甲,但是汽车电子、工控、服务器、小间距LED以及通讯基站是未来高速增长的细分领域。



市场空间来看,由于2008年金融危机的影响,整体PCB产值大幅下滑,而后跟随宏观经济反弹后企稳,主要是由于2009—2014年智能手机的大幅渗透,带动行业企稳。中商产业研究院数据显示,2016年全球PCB市场产值达到542亿美元,相比2015年的市场产值下降2%;根据Prismark在2017年底的预测,2017年全球PCB产值增长率将超过7%,超出原有预期,同时2018年仍将保持快速增长态势,到2022年全球PCB电路板行业产值将达到近760亿美。2016年开始全球已经开启了PCB的景气度周期,主要是由于全球经济的复苏,PCB新技术的应用以及智能手机之外汽车电子、工控等的需求不断提升。我国的PCB规模,由于人力成本优势、制造工厂地位,PCB产值整体增长远高于全球的增速,根据Prismark的数据,2008年至2016年,我国PCB行业产值从150.37亿美元增至271.23亿美元,年复合增长率高达7.65%,远高于全球整体复合增速的1.47%,预计到2017年中国PCB产值将达到289.72亿美元,2019年中国大陆的PCB产值有望进一步达336亿美元。

市场格局上,目前全球约有 2800 家 PCB 企业,主要集中在中国大陆、台湾地区、日本、韩国、美国和欧洲等区域。从产能上看,在 2000年以前,全球 PCB 产值 70%分布在欧洲、美洲(主要是北美)、日本等三个地区,而21世纪以来,随着产能转移的不断进行,现在亚洲地区 PCB 产值接近全球的 90%,是全球 PCB 的主导,特别是2008 年-2016 年,我国 PCB 行业的产值全球占有率稳步提升,2016 年达到 50.04%,已经成为最大的产销国。但是从全球排名靠前的产商来看,主要还是日韩国家,大陆仅有深南电路排名在21位;而且中国大陆 PCB 企业产值大部分来自于外商投资,根据 CPCA 的数据,2016 年中国大陆排名前 10 的 PCB 企业中,内资企业仅有深南电路和景旺电子两家,分别排名第5 和第 10 位,市场占有率分别为 2.55%和 1.83%,其余大部分龙头企业仍以日资和台资为主。而且技术水平上讲,日韩国家在高端市场依然占据绝对的优势,其中日本主要在高阶 HDI 板、封装基板、高层挠性板,美国企业的产品以应用于军事、航空、通信等领域的高端多层板为主;韩国和台湾企业的产品也以附加值较高的封装基板和 HDI 板为主。同时,不论是从全球还是中国来看,PCB行业的整体集中度非常低,全球前10 大公司合计市场占有率为 32.55%。

产能东移主要由于以下几点:

欧美国家对环保要求比较严苛,而PCB 的制造涉及重金属等易造成污染的原材料,所以在环保日趋严格的背景下,不得不加大环保的投入从而增加经营成本使得毛利率下降。因此欧美厂商只保留军事、航空航天等高技术且机密性强的 PCB 业务以及小批量快速板等业务,而不断减少高污染、低毛利的 PCB 业务。

其次,依然是老生常谈的国内的人口红利。日韩地区的人力成本低于欧美,而国内的人力成本又低于日韩地区,所以在产能从欧美转移至日韩后,对于技术水平不是很高的低毛利率PCB,由于国内较低的人力成本,导致产能由日韩进一步转移至国内。

也是由于人力成本的优势,加上改革开放以来逐步奠定的国内制造工厂的地位,而PCB是电子行业的必备元件,所以在供给国内厂商,从节约成本、灵活需求的角度上具有天然的优势。同时,由于国内的人口优势以及招商引资,吸引了很多国际大厂在国内建设生产基地,这就导致了在低端的PCB产能近几年得到了蓬勃的发展,一举奠定了全球最大的PCB产地的地位。



2、PCB行业整体产业链介绍

如上所述,PCB主要有覆铜板、半固化片、铜箔、玻纤布等构成,而覆铜板又主要由铜箔、玻纤布、树脂、木浆等构成,其中覆铜板是主要的成本构成,而覆铜板中,铜箔和玻纤布是主要的成本。所以铜箔、树脂和玻璃纤维布是三大主要原材料,在整个PCB中占比在60%,特别是铜箔在其中占比最大,所以上游的铜箔价格波动对覆铜板,从而对PCB的成本影响很大。

铜箔

铜箔分为压延铜箔与电解铜箔两大类,电解铜箔又可分为锂电铜箔(7-20μm)、标准铜箔(12-70μm)、超厚铜箔(105-420μm)。压延铜箔是将铜板经过多次重复辊轧而制成的原箔,并根据要求进行粗化处理,到加工工艺限制,压延铜箔的宽度很难满足刚性覆铜板的要求,但其耐折性和弹性系数优于电解铜箔,故一般适用于柔性覆铜板上;电解铜箔顾名思义为电解原理制作,其制造成本较压延铜箔更低,要用于锂离子电池、印刷线路板(PCB)、覆铜板(CCL)的制造等领域。

铜箔作为一种阴质性电解材料,沉淀于电路板基底层上,它作为PCB的导电体在PCB中起到导电、散热的作用。根据覆铜板的薄厚不同,铜箔分别占比为30%(厚板)和50%(薄板);同样玻纤布玻璃,根据覆铜板薄厚的不同约占覆铜板成本的40%(厚板)和25%(薄板),玻纤布在PCB制造中作为增强材料起到增加强度和绝缘的作用,在各类玻纤布中,合成树脂在PCB制造中则主要作为粘合剂将玻璃纤维布粘合到一起。


电解铜箔的工艺流程较长,加工要求严格,存在资本和技术壁垒,历经数次整合后行业集中度较高,全球铜箔前十大生产商占据 73%的产量,对整个铜箔行业的议价能力较强,所以上游原材料铜的涨价可向下转移。


近年来,由于全球都在力推新能源汽车,其中又因锂离子电池在综合性能上最为优越得到大力推广,从而导致锂电池需求大增;而电解铜箔是锂电池负极的关键材料,且锂电池用电解铜箔的毛利率高于PCB用电解铜箔,导致大量厂商优先供应锂电池用铜箔,数据显示大约有15%以上的电解铜波分流至锂电池用;另一方面,由于市场低迷、同业竞相压价,日本公司在2012年左右逐渐退出FR-4用铜箔的生产,转而生产软板用的电解铜箔、高频材用、高速材用铜箔以及封装用铜箔。与此同时,由于周期的复苏,作为周期之母的铜价也大幅攀升。在铜价上涨、供不应求双重因素下,电解铜波的价格不断走高。同时铜箔扩产的主难度较大,主要是由于电解铜箔核心生产设备为钛阴极辊,基本源自日本进口,而日本厂商并不会因铜箔需求增加而扩产阴极辊,故设备紧张导致铜箔的扩产周期从1-1.5年增加至1.5-2年,新产能的释放进度较慢。在广东省印制电路行业协会所举办的会议上,行业专家预计:铜箔供应在2018年末至2019年上半年会有约3.3万吨的增量供应。供应量将会逐渐稳定,供需紧张会比现在缓解但仍偏紧,价格将会维持在一个较高的水平。


覆铜板(CCL)

覆铜板是将增强材料浸以有机树脂,一面或两面覆以铜箔,经热压而成的一种板状材料,担负着(PCB)导电、绝缘、支撑三大功能,是一类专用于 PCB 制造的特殊层压板,覆铜板占整个 PCB 生产成本的 20%~40%,在所有 PCB 的物料成本中占比最高。同样,覆铜板也可以分为刚性覆铜板和挠性覆铜板,刚性覆铜板根据增强材料不同可以分为纸基覆铜板、复合材料基覆铜板和玻纤布基覆铜板,玻纤布基板是最常见的覆铜板类型,由玻纤布作为增强材料,环氧树脂为粘合剂制成。


覆铜板的行业集中度较高。Prismark数据显示全球前十家市场份额约为74%。由于集中度较高,覆铜板厂商议价能力较强,不但能在玻纤布、铜箔等原材料采购中拥有较强的话语权,而且可在下游需求旺盛的市场环境中将成本上涨的压力转嫁下游给PCB厂商,并在此过程中优化自身盈利水平。


产品结构上,美欧中日台韩企业在不同档次的产品市场上的份额分割存在较大差异,中、台、韩的内资覆铜板企业产品以中、低端为主,可以把日、美、欧的市场份额挤占得很小,但高端覆铜板市场仍由日、欧、美企业占据,其中像IC封装用覆铜板、高阶汽车电子用覆铜板,通讯领域的高速覆铜板,高阶FPC用的FCCL、高性能特殊树脂用覆铜板等产品仍是欧美、日本的天下,而且集中度非常高。近年国内覆铜板龙头厂商生益科技、金安国纪等在一些高端产品品类上率先实现技术突破(如高速型CCL、金属基散热性CCL等)。

PCB企业

如上所述,与上游铜箔、覆铜板相比,PCB行业较为分散,竞争激烈。导致这种现象的主要是PCB产品种类繁多,而且定制化程度非常高,不同客户要求的材质、线宽和线距等精度指标各不相同,有较强的客户黏性;而且面向下游多种领域,不同厂家各有业务侧重,各有相应领域的客户资源,因此难分伯仲,很难一家独大;同时,相对来说PCB的毛利率也是比较高的这就给予小的厂商以生存空间。

但是在上游各个环节涨价的情况下,PCB企业由于集中度不高向下游应用厂商传导的能力就出现了分化,对于覆铜板龙头企业来说,其具有较强的议价能力,原材料涨价的压力通常可以顺利传导至下游PCB厂家;同时对于龙头厂商来说,由于其具有规模优势且具有较强的成本管控能力,相对小厂商来说具备成本优势。另外,在国内环保标准日趋严厉的的背景下,中小厂商不得不投入较大比例的资金到环保领域,这将会进一步压缩中小厂商的生存空间,从而导致大量的中小厂商退出,行业集中度提升。

除议价能力和成本管控外,铜箔持续涨价下,资源获取能力也成为PCB企业竞争实力的直接体现,国内优质PCB公司已经开始与其上游铜箔供应商若能签订长期合作协,利于原材料电解铜箔采购的稳定,未来中国优质PCB企业有望以更多资源、更低成本参与到PCB行业激烈的竞争中并脱颖而出。可以预见的未来看,国内龙头的PCB厂商将会脱颖而出,并走向国际与国际大厂竞争。

几种具备前景的高端PCB技术

柔性印制电路板——FPC

FPC是以挠性覆铜板为基材制成的一种具有高度可靠性,绝佳可挠性的印刷电路板,其功能依然是是连接各种电子零组件形成预定电路,但于与传统PCB相比,FPC配线密度高、重量轻、厚度薄,最主要的是其可以自由弯曲、卷绕、折叠,依照空间布局要求任意安排,并在三维空间任意移动和伸缩,从而达到元器件装配和导线连接的一体化。在移动电子产品智能化,轻薄化的趋势下,FPC密度高、重量轻、厚度薄、耐弯曲、结构灵活、耐高温等优势使其大规模应用于智能手机、平板电脑、可穿戴设备、智能汽车、医疗监护设备、液晶显示、VR/AR等终端设备,目前特别是在手机的应用中占据较大比例,应用于显示模组、触控模组、指纹识别模组、侧键、电源键等板块中。例如,苹果从iPhone4开始大量使用FPC替代硬板,iphone5s是应用FPC数量为13块,iphone714块,而到了最新的iphonex已经达到20块;与此同时,三星、华为、OPPO、vivo等也纷纷应用于高端旗舰手机中,三星单机用量约12-13片,主要由本土的Interflex、SEMCO等厂商,HOV单机用量约10-12片,除日台大厂,国内的景旺电子、弘信电子也是供应商。

市场格局上,FPC制造企业仍然以日本、韩国、台湾以及国内企业为主,按照技术水平可以划分为三大层级:首先是高端FPC,以日本旗胜为代表,日本FPC上下游产业链发达且日本拥有全球大约一半以上的FCCL产能,研发能力雄厚,处于全球领先地位;第二是中端FPC,主要以台湾、韩国的企业为主,尽管其技术水平低于日本的企业,但是总体出货规模具备竞争优势,台湾以臻鼎为代表,韩国则以FPC企业三强永丰电子、InterFlex和SIFlex为标杆。第三是低端FPC,主要集中在国内市场竞争者众多,然而我国以生产中低端柔性印制电路板为主,高精度FPC和刚挠结合板的生产还处于起步阶段。

与PCB行业高中竞争,极度分散的格局不同,FPC行业集中度非常高,单个企业更容易形成规模。2016年全球前10大厂旗胜、臻鼎、住友化工、藤仓、台郡等占比在85%左右,而且虽然FPC整体规模远小于PCB,但全球前两大PCB厂商旗胜、臻鼎却都是FPC厂。之所以形成这样的反差主要是由于两者的经营模式导致的:硬板更多的是直接空板销售,企业毛利率较高;而FPC企业需要增加SMT贴装服务从而增加客户粘性,而其生产成本除了空板成本外,还包含元器件的采购成本和贴装成本,SMT占比越高,越会拉低FPC业务的毛利率,同时SMT占比越高单笔营收也会更高。所以FPC企业更容易提升收入规模,更容易做大,而且投资较大、客户粘性更高;PCB企业利润率更高,不需要SMT贴装,技术、资金的壁垒更低一些,给予了小厂家更多的生存空间。另外,还有一个很大的不同是,FPC行业下游应用集中度较高,超过40%的FPC应用在智能机领域,产品标准化程度较高,非常适合规模化生产;而反观PCB作为电子行业的必备元件,下游应用非常广泛,根据客户需求定制PCB板的情况非常普遍,所以也导致了PCB行业不甚集中。

市场规模上,据PrisMark数据统计,全球FPC产值由2000年约40亿美元增长至2014年的115亿美元,预计2017年FPC产值可达128亿美元,2019年将超过130亿美元,年均增长率达3.8%。据印制电路信息统计,中国地区FPC产值持续增长,2014年产值达41.08亿美元,同比增长7.4%,占全球产值35.8%;预计2017年将达56.71亿美元,全球占比将提升至36%。


高密度互联板——HDI

HDI是High Density Interconnector的缩写,即高密度互联板,其是使用微盲埋孔技术的一种线路分布密度比较高的电路板。因提高pcb密度最有效的方法是通过减少通孔的数量及精确设置盲孔、埋孔来实现,HDI技术可以对印制电路板孔径的大小、布线的宽窄、层数的高低等大幅优化,从而使终端产品设计更加小型化,同时满足电子性能和效率的更高标准,所以HDI目前广泛应用于手机、数码(摄)像机、MP3、MP4、笔记本电脑等消费电子及IC载板中,特别是手机市场为最大的应用市场。

但是,由于普通的HDI并不是一种高端的PCB板,甚至由于近年来欧美以及转移到中日韩后经过各国不断的产能投入,产能过剩严重;同时,智能手机渗透率已经逐渐的饱和,需求端也逐渐显现疲软之势,所以普通的HDI价格有逐渐下滑的趋势。

而另一方面,目前手机电路设计越来越复杂,加上消费者对手机轻薄短小的需求日增,手机所用线路板的技术层次不断演进。HDI板一般采用积层法(Build-up)制造,积层的次数越多,板件的技术档次越高,普通的HDI板一般为1次积层,高阶HDI采用2次或以上的积层技术,同时采用叠孔、电镀填孔、激光直接打孔等先进PCB技术,近年流行的任意层互联HDI更是需要投入巨大时间及设备资金,HDI板生产成本越来越高。所谓任意层HDI是目前HDI之最高阶,要求任意相邻层之间都有盲孔连接,可在普通HDI的基础上节省近一半体积,从而腾出更大空间容纳电池等部件。

而应用于最新iPhone8/8P和iPhone X中的MSAPHDI将会在苹果的应用下成为未来趋势。iPhone8/8P和iPhoneX最大亮点之一是其带来的A11仿生处理器,其延用了iPhone7A10Fusion处理器所用的TSMCInFoWLP工艺,但制程从16nm缩减到了10nm,这也是其体积变小、同时性能提升的重要原因之一;但不同的是,10nm制程相对应的主板中,革命性地将IC载板的精细线路制造技术MSAP(改进型半加成法导入PCB行业,除去独立IC载板,采用10层HDI类载板(6层MSAP),线宽线距由45μm缩小到30μm。iPhone新机的MSAPHDI所用原材料主要来自日立化成、松下和三井化学,其优秀的机械性能/电性能、更薄的铜箔使得价格比传统PCB材料高1.5到3倍。预计在苹果的引领下,在更加纤薄的趋势下,在摩尔定律向10nm迈进的进程中,安卓厂商旗舰机将会跟进,预计在2018年发布的三星s9大概率将使用MSAPHDI技术,其供应商SEMCO、KCC等也在技术研发和项目开立当中。


封装基板

封装基板作为一种高端的PCB,是在HDI板的基础上发展而来的,具有高密度、高性能、小型化等特点。封装基板是集成电路产业链封测环节的关键载体,传统集成电路往往采用引线框架封装,而封装基板通过金线和焊球为芯片与PCB母板之间提供电子连接,起到“承上启下”的作用,不仅为芯片提供支撑、散热和保护作用,同时为芯片与PCB之间提供电子连接,甚至可埋入无源、有源器件以实现一定系统功能。封装基板与芯片之间存在高度相关性,不同的芯片往往需设计专用的封装基板与之相配套。

封装基板技术含量最高,同时含有最高的附加值,目前主要集中在日本、韩国、台湾地区,全球前十大封装基板业务厂商市场占有率达到了81.98%,行业集中度高,行业内龙头主要包括:台湾欣兴集团、日本揖斐电、韩国三星电机、台湾南亚电路以及台湾景硕科技等。当前,我国在发展封装基板技术与制造方面,现在已处于明显落后的境地,虽然我国已经成为全球最大的PCB生产基地,但是在技术含量高的封装基本领域鲜有企业涉及。目前国内深南电路,经过多年的探索和研发,公司已掌握高密度封装基板的核心技术,成功突破国外技术垄断,填补了我国集成电路产业链中关键材料的空白,在推动我国集成电路产业的发展、加快芯片国产替代速度以及保障国防信息安全方面亦做出了积极贡献,其他包括兴森科技和珠海越亚等企业能够生产。


3、PCB下游需求广阔,助力行业持续增长

汽车电子

汽车行业向电动化智能化发展是大势所趋,与之对应,汽车的电子化水平日益提高,占整车成本的比重也越来越大,目前中高档轿车中汽车电子成本占比达到28%,新能源汽车则高达47%。根据德勤测算,2016年全球汽车电子规模将达到2348亿美元,2012-2016年复合增长率达到9.8%。PCB为电子信息产品不可或缺的基础支撑,汽车电子的快速增长带来相应车用PCB需求量倍数式增长,根据Prismark预计,2016年车用PCB产值约37.6亿美元,并将保持5%以上的复合增速快速成长。

车用PCB中,动力控制系统的需求量份额将超过50%(当前32%),主要包括发动机控制单元、启动器、发电机、传输控制装置、燃油喷射、动力转向系统等;尤其在新能源汽车中,逆变器和转换器的复杂、高电压、大电流及高温特性带来对PCB产品性能更高的要求。其次是占比约25%的车身电子系统,其中,LED照明对于PCB产品的需求非常高,常采用金属基印刷线路板;第三是安全控制系统,占比约22%,主要包括ADAS、ABS、安全气囊等;最后是座舱系统,占比最小约3%,主要体现在仪表显示与娱乐装备的PCB需求。


车用PCB对于产品的可靠性和良率要求非常高,因为一旦出现问题将会造成严重的事故,而且出现事故后,厂商召回将会付出巨大的代价,所以汽车厂商对PCB等零部件要求非常严格,需要较长的认证周期,而一旦获得认证通过,将会非常具有粘性。

5G

5G时代已经渐行渐近,由于在4G的基础上,各项技术指标都要大幅度提升,其中,峰值传输速度达到20Gbps,延迟降低到1ms,连接密度达到106/km2,移动性达到500km/h,流量密度达到10Mbps/m2。同时,由于5G各种应用场景对于连接速度、延时、连接密度、覆盖程度和功耗的不同要求,5G需要部署在多个频段,因此需要使用频谱更宽裕且带宽更宽的毫米波波段(30GHz以上)进行通信,5G新建通讯基站对高频电路板有着大量的需求。

所谓高频电路通常是指工作频率在1GHz以上的电路,高频电路板的特性必须满足两个要求:1.介电常数必须小且稳定,通常是越小越好,高介电常数容易造成信号传输延迟;2.介质损耗必须小,这主要影响到信号传送的品质,介质损耗越小信号损耗也越小。这两点对高频PCB的制造工艺要求非常高,因此高频PCB的技术壁垒较高,利润率也远高于其他的传统PCB产品。高频PCB板材主要的厂家有罗杰斯(Rogers)、泰康利(Taconic)、依索拉(Isola)等,国内生益科技、深南电路最近几年也做了大力的研发。

同时,为了解决毫米波传输距离短的问题,传统的宏基站部署模式将会向宏基站-小基站-家庭基站相结合的多层次的超密组网模式改变,所以毫米波发展推进千万数目级别的小基站建设,而通讯基站的大批量建设和升级换代将对企业通讯板有着海量的需求,对PCB有着海量升级替换需求。


服务器+高端计算机

在大数据和云计算时代,对于云存储服务器以及高速运算的计算机的需求也是日益强劲,中国服务器市场规模近年一直保持两位数以上增速。据IDC的数据统计,2016年全球的数据中心市场规模达到452亿美元,增长率为17%,而中国数据中心增长明显快于全球步伐,2016年规模为714.5亿人民币,增长率达到37%,占比由2010的8.6%提升到2016年24.3%。

而高性能服务器的发展伴随PCB设计的不断升级,PCB板附加值逐渐提升。PCB在高端服务器中的应用主要包括背板、高层数线卡、HDI卡、GF卡等,基本覆盖了除FPCB外的所有产品,其特点主要体现在高层数、高纵横比、高密度及高传输速率。

高速、大容量、高性能的服务器不断发展下,对PCB的设计要求也不断升级,如高层数、大尺寸、高纵横比、高密度、高速材料的应用、无铅焊接的应用等,而且对于PCB层数要求也越来越高,从之前的1U或2U服务器的4层、6层、8层主板发展到现在的4U、8U服务器的16层以上,背板则在20层以上,PCB板层数的增加对供应商的整体加工能力提出更高要求。












关键词:  PCB 马太效应
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