【行业深度】印制电路板深度:高端通讯PCB,科技新基建的基石


【行业深度】印制电路板深度:高端通讯PCB,科技新基建的基石

一、流量驱动高端通讯板景气提升,应用场景落地扩容行业空间

2018年全球互联网现象报告指出,视频几乎占了下游流量的58%。流媒体视频增长极快,不仅包括全球巨头Netflix,YouTube和Amazon Prime等顶级(OTT)视频流服务,还包括基于运营商的流媒体和直接消费者流媒体。

从科技发展趋势看,2016年全球智能手机市场达到饱和,移动互联网用户增长放缓,同时4G网络投资进入尾声,移动互联应用快速爆发,短视频、在线视频、在线手游等在4G网络下用户体验突破瓶颈,户均移动流量开始加速增长。视频应用作为最大的流量入口,随着高清化的演进和移动带宽的扩容,其流量增长在4G后时代显著加速。2018年移动互联流量接入实现超高速增长,4G基站持续超负荷运行,迫使运营商在4G投资末期加大投入,建设更多基站以应对更多流量需求。因此我们看到以通讯板为主的深南电路、沪电股份业绩在2018年超预期。基站作为移动互联网的核心枢纽,其需求增长不再由运营商主观的资本开支决定,而是由终端互联网流量的增长决定。

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展望5G时代,随着网络带宽进一步突破瓶颈,低时延网络的普及,新型的产业应用有望真正落地。车联网与自动驾驶有望最快落地,车联网能够提高道路安全水平和车辆流传的效率,从而使交通更加顺畅无阻。而在物流领域,智能连接具有提高商品递送效率和灵活性的巨大潜力,使物流更快、更便宜。在工业领域,智能连接有助于提高生产力,减少人为错误,从而降低成本并提高工人的安全性。远程操控也能减少对现场工人的需要,从而增加生产设施位置的灵活性,工厂自动化和工业机器人的远程控制、远程检查、维护和工人的培训。在医疗领域,智能连接有助于以更经济的成本提供更有效的预防保健护理,同时帮助医疗健康的管理者优化资源的使用。此外,智能连接也会进一步促进远程诊断和远程手术的发展,甚至彻底改变目前医疗行业医学专家们受制于地理位置的局面。

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伴随新型应用落地,5G流量有望突破当前的基础设施瓶颈,服务器数据中心等需求有望维持较长时间景气周期,流量的持续扩容会反哺基础设施建设需求,高端通讯板作为数据传输的载体,景气周期有望贯穿整个5G周期。

二、5G新基建提速,基站及IDC带动高速/高频PCB放量

PCB下游创新不断,通信和服务器子行业增速相对较快。PCB作为电子产品之母,下游应用广泛,包括通信、计算机、消费电子、工控医疗、汽车电子、航空航天、封装基板等。在PCB主要下游应用中,PC、手机、TV等产品出货量进入平稳期,通信和服务器是未来行业增长的主要动力。5G通讯从2019年起到2020年逐步进入建设高峰期,据Prismark预计,无线基建相关的电子系统市场规模将从2018年640亿美元提升至2022年840亿美元,CAGR 4.6%;服务器/存储市场规模将从2018年1560亿美元增长至2022年1730亿美元,CAGR 5.9%。据Prismark 统计,2018年全球PCB总产值约635亿美元,同比增长约8%。5G时代PCB有望保持平稳增长,预计到2021年全球PCB行业产值将达到703亿美元。

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高频/高速覆铜板的核心要求是低介电常数(Dk)和低介质损耗(Df)。高速和高频覆铜板是在玻璃纤维布基CCL的基础上,通过使用不同类型的树脂实现的,其核心要求是低介电常数(Dk)和低介质损耗因子(Df):介电常数(Dk)越小越稳定,高频高速性能越优;介质损耗(Df)越小越稳定,高频高速性能越优。高频/高速PCB的加工要求较高,ASP约为传统PCB的两倍。

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(一)5G基站于2020年加速铺设,PCB产业链持续受益

1.YQ之后政策导向加速科技基建推进力度,通讯PCB产业景气度有望继续上行

5G商用提前带动运营商资本开支回升。2019年6月6日,工信部正式发放5G商用牌照,宣告5G商用元年,较原计划提前一年。从三大运营商资本开支角度看,3G建设周期始于2006年,至2009年达到高峰,4G建设周期始于2013年,至2015年达到高峰,2019年进入5G建设新周期,运营商资本开始首次转正,根据历史规律,2020-2021年运营商的资本开支将持续增长。

中国5G基站建设进度领先全球。2月27日,工信部发布《2019年通信业统计公报》,截至2019年底,我国5G基站数超13万个。其他国家5G基站数量无准确来源,根据2019年12月某美国媒体的报道:“若到2019年年底中国将建设完成大约15万个5G基站,这一数量是美国的15倍”,预计美国5G基站数为1万,中国5G基站数量远超美国。

2.PCB产业链持续受益于5G基建建设

5G转移至高频段,基站数量有望提高。由于低频(3KHz-300MHz)通信频段拥挤,为了提供更快的传输速度,5G所用频段向高频率(3GHz+)转移,而高频信号衰退速度快,为了满足覆盖范围,必须建造更多基站。目前5G频率约为4G频率的两倍,理论上5G基站数量应为4G基站的4倍,但考虑到技术提升带来的高功率、多天线设计以及运营商采用的SA和NSA混合方案,实际数量存在一定折扣,根据中国产业信息网预测,5G基站数量将是4G基站的1.1 -1.5倍。截至2018年底,我国4G基站数达到372万座,5G基站总数有望超过500万座。PCB作为基站的重要材料之一,将受益于基站总数提升。

受益于高频高速产品用量提升,5G时代单站PCB价值量显著提升:1)从铺设数量看,全站5G基站有望达到4G基站的1.3倍左右;2)5G基站天线数量大幅增加(从十几根到几百根),天线数量增长带动单基站所需PCB增加;3)5G基站中高频/高速PCB的占比增加,整体ASP约提升1.3倍。总量与单价共同提升,5G时代PCB价值量有望达到550-600亿元,约为4G时代的两倍。

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(二)服务器行业于19Q3逐步回暖,高速PCB迭代升级再添驱动力

企业降本需求推动云计算行业发展,5G应用为云计算成长再添动力。在云计算出现以前,企业在构建IT基础设施时需要自行采购硬件和租用IDC机房,除了服务器本身,机柜、带宽、交换机、网络配置、软件安装、虚拟化等底层诸多事项也需要专业人士负责。云计算的出现提供了新的解决方案,企业可以通过云服务器自助搭建应用所需的软硬件环境,并且根据业务变化可随时按需扩展和按量计费,有效降低企业硬件成本,提高运营效率。随着底层技术的成熟和商业模式的完善,云计算行业快速发展,根据前瞻产业研究院数据,2018年全球云服务市场规模达到3058亿美元,同比增长17%,预计到2022年市场规模将达到5488亿美元。目前国内云计算市场渗透率较低,但在政策和需求双重驱动下,增速远超全球。随着5G正式商用,VR/AR、云游戏、超高清视频、车联网、工业控制等5G应用快速落地,带动数据量与计算量激增,为云计算行业成长再添动力。

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YQ快速打开在线应用市场,云计算行业深度受益。受疫情影响,在线办公/教育等线上需求激增。“钉钉”2月首次超过微信,跃居苹果应用商店免费App排行榜第一,“企业微信”、“腾讯会议”名列第三和第四。据新闻报道,2亿+在线需求给钉钉后台带来巨大压力,钉钉在2月3日紧急扩容1万台服务器,2月4日再度扩容1万台。长期来看,此次疫情帮助云企业快速完成市场教育,疫情结束后有望留存部分长期用户,当前或为国内在线办公/教育等行业加速发展拐点,云计算为服务器主要增长点,19Q3起行业拐点已至。根据Prismark的预测,数据中心/服务器用PCB市场在2018-2023年的复合增速将达到5.8%,显著高于行业平均的3.7%,也是仅次于无线基站增速的高成长性板块。服务器行业景气度主要受上游云计算厂商资本开支影响,受益于云计算需求的提升,服务器行业自17Q1进入高景气周期,行业快速增长,18年受全球经济增速下滑和中美贸易战影响,服务器上游云巨头减少资本开支,服务器行业增速开始放缓。从需求角度看,海外云计算巨头资本开支增速于19Q2由负转正,19Q3增速进一步回升;从供给角度看,国内外服务器相关企业业绩增速于19Q3探底回升,随着5G商用推进,2020年行业有望保持高增速。

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CPU厂商加快技术升级节奏以应对市场竞争。英特尔在去年的投资者会议中透露,将于今年推出Cooper Lake-SP和Ice Lake-SP,并于21/22年推出Sapphire Rapids-SP(10nm)和基于下一代Xeon的Granite Rapids-SP。近年来在服务器CPU市场,AMD凭借技术突破快速扩张市场份额,ARM激进加码服务器领域,为应对竞争压力英特尔将产品迭代周期从5~7个季度缩短至未来4~5个季度,并显著提升技术升级节奏。将于Q2推出的Ice Lake-SP首次采用10nm工艺节点,并能够支持PCIe4.0,产品性能效率将大幅提升。

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AMD另辟蹊径,技术革新突破摩尔定律桎梏。19年AMD发布EPYC二代服务器CPU,凭借64核128线程,7nm制程和对领先的PCI-E 4.0标准的支持,以及远低于同类产品的成本,一经发布便在全球服务器市场掀起了声势浩大的64核性能革命,已经创造了超过140项的世界纪录,是迄今为止性能最强大的X86处理器。在英特尔受限于摩尔定律带来的成本压力无法提升核心数量时,AMD另辟蹊径,采用小芯片架构有效提升核心数量,通过将CPU与IO单元分离,用一个IO连接所有CPU核心。其创新性小芯片架构大幅缩减IO单元面积,从而做到在控制成本的前提下大幅提升核心数量,进而带动CPU性能大幅提升。

三、高速板:基站及服务器PCB层数及性能要求提升,考验高端PCB厂商设备及产能水平

高速板的诞生可以追溯到上世纪80年代,当时主要指与普通板相比TTL更快,路径更长的PCB产品,早期主要用于IBM和Cray等公司设计和制造的大型计算机。通常如果一个数字系统的时钟频率达到或者超过50MHz,而且工作在这个频率之上的电路已经占到了整个电子系统一定的分量(如1/3),即可称为高速电路。但在具体应用中高速不等于高频,不能简单用MHz定义,实际上高速设计和信号上升沿有直接关系,高速PCB设计时需考虑有效频率,当信号的上升时间和信号的传输延时可比拟的时候(如信号上升时间小于3~6倍传输延迟)才可称为高速设计。

高速数字电路的设计主要研究互连对信号传播的影响、信号间的相互作用,以及和外界的相互作用。与低速情况下的数字设计相比,高速设计着重强调了数字电路之间用来传输信号的路径和互连,从发送信号芯片到接收信号芯片间的完整的电流路径,包括封装、走线、连接器、插座,以及许多其他的结构。

高速PCB生产过程较为复杂,需综合考验企业的设计开发、品质管控能力,且随着PCB板层数的提升,对压机、钻机等核心设备的产能及技术水平要求也逐渐提升,对企业的资本投入要求提升,因此具备资本及技术积累的先发企业竞争优势明显,目前国内仅深南、沪电、生益电子、崇达技术等头部厂商可实现高速板规模化生产。

(一)5G基站建设带动高速PCB板需求快速增长

4G时代,一个标准的宏基站主要由基带处理单元(Base Band Unit,BBU)、远端射频单元( Remote Radio Unit,RRU)和天线组成。远端射频单元(RRU)通过接口与BBU 通信,完成基带信号与射频信号转换。RRU主要包括上、下行信号接口单元、处理单元、功放单元、低噪放单元、双工器单元等,构成下行与上行信号处理链路。其中接口单元提供与BBU之间的接口,发送基带IQ信号;下行信号处理单元完成信号上的变频、数模转换、射频调制等信号处理功能;上行信号处理单元主要完成铝箔、混频、模数转换等功能;功放及低噪放单元分别对下行和上行信号进行放大;双工器支持收发信号复用并对收发信号进行滤波。

5G接入网架构相对于4G而言出现的重大技术变化之一是支持DU(分布式单元)和CU(集中单元)功能划分,为满足大规模物联网(mMTC)、增强移动宽带(eMBB)和低时延高可靠物联网(uRLLC)等要求,并提高资源利用率,目前通信厂商普遍采用CU/DU分离方案,即采用独立的DU设备和独立的CU设备,按照3GPP的标准架构,DU负责完成RLC/MAC/PHY等实时性要求较高的协议栈处理功能,而CU负责完成PDCP/RRC/SDAP等实时性要求较低的协议栈处理功能,该架构有利于实现多连接、高低频协作、简化切换流程、利于平台开放。

在基站系统中,高速板主要用于BBU(DU/CU) ,RRU中高频/高速板均有使用,此外天线系统也使用少量高速板。5G基站BBU中CU/DU的分离设计导致PCB数量提升,虽然总面积提升不大,但性能参数大幅提升导致单价大幅增长,单站高速板价值量大幅提升。据产业调研,5G基站中BBU用高速板共三块,单块面积约0.15㎡,单价8000元以上;收发单元中高速板面积约0.3㎡,单价3500元以上。

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(二)服务器用高端PCB技术要求严苛,行业壁垒抬高头部厂商持续收益

云计算技术的逐步成熟为服务器市场的崛起提供了绝佳机遇,以云计算和大数据为标志的全新IT时代推动着服务器技术和市场的变革。随着5G时代虚拟化、云计算、桌面云、大数据、内存数据库应用和高性能运算等热点应用的发展,4路/8路等高端服务器市场份额逐步扩展。服务器市场逐步进入高速、大容量、云计算、高性能发展轨道,因此对PCB的设计要求也不断提升,如高层数、大尺寸、高纵横比、高密度、高速材料及无铅焊接等应用逐步推进。

高速板为在高频下低传输损耗的新型PCB板,主要应用于服务器背板和Memory卡,在高端服务器里应用范围更广。由于高速材料本身的材料特性,比较容易吸湿产生水汽分层,因此对企业生产过程中钻孔、压合等生产技术优化调整的要求较高。同时服务器性能带动高速板的性能需求逐步提升,如目前在单路、双路服务器上PCB板一般在4-8层之间,而4路、8路等高端服务器主板要求16层以上,背板要求则在20层以上,对高速板产品的厚度、线宽/间距、阻抗公差等参数要求也逐渐严苛,行业技术及资本投入壁垒逐步提升,深南电路、沪电股份等龙头PCB企业有望持续受益。

四、高频板:5G基站AAU/天线振子用量提升,上游材料环节附加值凸显

高频板是指电磁频率较高的特种线路板,用于高频率(频率大于300MHz或者波长小于1米)与微波(频率大于3GHZ或者波长小于0.1米)领域的PCB,是在微波基材覆铜板上利用普通刚性线路板制造方法的部分工序或者采用特殊处理方法而生产的电路板。一般来说,高频板可定义为频率在1GHz以上线路板,通常用高密度FR4玻璃纤维板压制的,而普通板则通常采用低密度复合基板等材料压制而成。高频板主要用于:(1).移动通讯产品;(2).功放、低噪声放大器;(3).功分器、耦合器、双工器、滤波器等无源器件;(4).汽车防碰撞系统、卫星系统、无线电系统等高频应用领域。

5G时代高频段应用推动基站天线从无源向有源演进,在主流设计中RRU与天线合并成有源天线单元(AAU)。与传统的由天线、RRU、BBU各自独立组成的分布式基站不同,5G主基站的AAU设计集成了天线和AAU功能,AAU主要由天线、功分网络板、耦合校准板、连接器和收发单元构成。功放单元中PA板需使用高频PCB生产,此外,由于5G 天线密集辐射阵中天线在结构形式上需要小型化设计以适合密集组阵列,天线振子的馈电和安装也需与功分网络板配合,因此在生产中经常与功分板集成生产,部分天线振子可能采用高频设计,即部分功分板亦采用高频PCB。天线单元之间需通过耦合校准板进行集合,由此产生叠加增量空间,校准耦合板也采用高频PCB设计。

因此5G基站中高频板增量主要来自于PA板及耦合板。据产业调研推算,PA板普遍采用双面高频板,面积约0.1㎡,单价2000~3000元;AAU中耦合板面积约0.4㎡,采用双层及以上高频板,单价3000元以上。

五、高频/高速CCL:贸易战加速国产替代步伐,PCB产业上游环节价值量凸显

(一)高频/高速CCL为5G基础设施升级核心上游材料,海外龙头罗杰斯(高频)/松下(高速)位于第一梯队

1.高频CCL是5G基站核心部件的关键原材料,用量将显著提升

辐射单元:振子是基站天线最核心的部件,其设计方案的好坏直接决定了天线的辐射性能。虽然辐射单元的结构形状各异,但从辐射原理上可分为微带贴片单元和振子单元两种方案,振子单元又有压铸成型、钣金组合成型、PCB印刷三种方式。目前在基站天线中,由于通信频率高数据流量大,对电性能要求非常高,PCB印刷辐射单元和压铸辐射单元是主流的两种振子方式。PCB印刷辐射单元由于加工精度较高且重量轻,在4G及5G通信的基站中优势更明显,但其电性能指标受PCB基材(即覆铜板)介电常数稳定性的影响较高,因此原材料必须选用介电常数稳定、介质损耗低的高频CCL。

馈电网络:馈电网络的作用一方面是能量传输,另一方面是将射频电能按照一定关系分配到各个辐射单元,是决定天线信号接受、传输、发射的关键部件。馈电网络有微带线馈电网络和同轴电缆馈电网络两种。目前基站天线生产商多选用PCB微带线馈电网络或PCB与同轴电缆混合型馈电网络。同样由于通信频率高且变化范围大,4G、5G基站的馈电网络中,PCB基材以高频覆铜板为主,因此也需要高频CCL。

高频CCL主要分树脂型和PTFE型,5G时代PTFE型有望成为高频覆铜板主流。目前4G基站中,RRU 中功放模块由于工作频率较高,其所用的PCB板要使用高频覆铜板为基材。基站中功率放大器的各主要元器件都是印刷在PCB电路中,其使用的高频覆铜板以碳氢化合物树脂高频覆铜板为主,PTFE 高频覆铜板相对不具备性价比优势。但是在5G时代,为提高单个基站的覆盖面积,功率放大器的输出功率呈不断上升趋势,对PCB 基材的散热性要求更加严苛,高导热性的PTFE高频覆铜板将逐渐成为趋势。

2.高速CCL受益于5G高速运算处理需求增长

高速覆铜板是一类在高频下具有低传输损失特性的新型PCB基材,其最大的特点在于两低两高:低损耗(lowDf、lowDk)、低传送信号分散性、高特性阻抗精度、高散热性。5G基站建设中需要大量使用高速CCL,此外随着5G商用,VR/AR、云游戏、车联网等应用将大幅提高对设备运算能力及服务器数量需求,高速CCL将迎来快速成长。

3.技术壁垒高、认证周期长,海外龙头罗杰斯(高频)/松下(高速)处于第一梯队

技术壁垒高、认证周期长、行业进入壁垒高。高频高速CCL对Df和Dk有严格的要求,加工工艺的精度要求较高,对产品的各种物理性能有严格的要求,包括高频覆铜板的尺寸稳定性、耐热性、平整性、铜箔与基板及基板材料层间的粘接性等。此外,高频高速CCL通过设备制造商的认证周期在一年以上,首次认证后,新产品获得设备制造商认证的时间也需要6-12个月,后来者想进入市场难度较高。

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(二)贸易战推动生益科技于第二梯队加速追赶

贸易战加速高频/高速CCL国产替代步伐。2019年5月17日,美国商务部称已将华为及70家关联企业列入其所谓的“实体清单”,以后如果没有美国政府的批准,华为将无法向美国企业购买元器件。市场传闻华为通信设备所用的高频CCL主要供应商罗杰斯将对华为断供。尽管罗杰斯并未对华为断供,且G20后美国政府又宣布美国企业可以在安全审查通过后对华为供货,但贸易战为中国敲响了警钟,为了供应链自主可控,国产替代的步伐会进一步加快。生益科技或为高频CCL国产替代的主要受益者:1)目前国内仅生益科技一家具有大规模生产高频CCL的能力。产品已经通过华为等大客户的认证,公司作为国内企业,在成本、交付期限、配套服务上具备竞争优势,在供应链自主可控驱使下,市场份额将持续提高;2)目前公司的高频CCL性能参数已不输Rogers,可实现部分替代。

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六、5G终端升级,HDI主板量价齐升

(一)高密度轻薄化趋势下,HDI板成PCB主要增长点之一

移动终端用HDI板为PCB行业提供增长动能:智能手机、平板电脑等移动终端向着短小轻薄便携的特点发展,使得主板空间被压缩,而HDI采用积层法制板,运用盲孔和埋孔来减少通孔的数量,相对普通多层板在布线上具有密度优势,能够在有限的主板上承载更多的元器件,从而在手机中迅速取代了传统的多层板。随着移动终端功能不断增强和轻薄化的持续发展,HDI板的设计更多的向三阶甚至任意层HDI板发展。苹果在iPhone 4和iPad 2中首次采用任意层HDI,大幅度提升了产品的轻薄化程度。随后安卓阵营也迅速跟进,任意层HDI由此爆发成为当前中高端智能机的标配主板。据统计,从一阶HDI改使用任意层HDI,可减少四成左右的体积。预计未来任意层HDI将在越来越多的高端手机、平板电脑中得到应用。目前智能手机的三阶HDI与任意层HDI采用率约在30%,而平板电脑采用率更高达80%以上。我们认为,以智能手机为代表的移动终端仍将进一步驱使HDI板向更高密度更轻薄方向发展,移动终端用HDI板会是PCB主要增长点之一。

高端服务器拉升HDI整体需求:除了移动终端,高端服务器也将拉升HDI整体需求水平。目前8层以下的PCB主要用于家用电器、PC、台式机等,而高性能多路服务器、航空航天等高端应用都要求PCB的层数在10层以上。以服务器为例,在单路、双路服务器上PCB板一般在4-8层之间,而4路、8路等高端服务器主板要求16层以上,背板要求则在20层以上,因此更多的采用HDI板。国内云计算市场的发展,移动支付、OTO应用、社交网络等移动互联快速扩张,带动中国服务器市场稳步增长,成为全球出货量的增长主力,且增速不断提高。2015年销售额498.2亿元,同比增长16.6%。可以预见,未来会有更多的高端服务器用于云计算。预计2016年至2020年,我国服务器市场销售额将保持21%左右的年增长速度,2020年达到1273.7亿元。

(二)智能手机升级,高阶HDI和SLP主板需求量增加

1.苹果手机:引领产业“创新”,SLP主板已逐步渗透

苹果引领消费电子市场发展,2017年率先将SLP主板应用于手机,三星步步跟进。2010年以前,苹果产品使用普通多层主板,自2010 年起,苹果智能手机以及平板电脑主板采8-12层1-3阶HDI主板,2013年苹果创造性将AnylayerHDI主板应用于iPhone5S,2017年苹果更是引领市场率先在iPhoneX使用SLP主板。三星紧随苹果之后,在三星S9等旗舰机型使用SLP主板。由于类载板工艺有别于HDI工艺,产品良率和品质有待提升,现阶段还未在安卓系机型广泛应用,随着技术成熟度提升,SLP会加速渗透。

2.5G手机:Anylayer HDI已成标配

5G背景下,对智能手机的传输速率、频率、信号强度等都有更高要求,这必将导致智能手机从核心芯片到射频器件、从机身材质到内部结构都会有创新。由于5G信号特点,智能手机天线、射频前端组件、散热器件、屏蔽器件呈倍速增长。以天线及视频前端为例,5G手机天线数量达4G手机的2倍,5G射频前端元器件是4G的5~10倍。图表415G手机功能复杂度提升,内部元器件用量增加

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(三)供给端产能扩张谨慎,供不应求有望催生涨价预期

根据prismark统计,全球HDI主板产值前10的企业占全球HDI主板大约56%的产值,中国台湾有6家上榜,约占全球产值30%;欧美两家企业上榜,约占全球产值16%;日韩3家企业上榜,约占全球产值9.4%。其中鹏鼎控股以做软板为主,高阶HDI硬板占比相对较低。三星电机2019年12月宣布关闭中国昆山HDI制造工厂,退出HDI市场。

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HDI行业竞争激烈,海外企业更甚退出市场。根据日本电子回路工业会数据显示,2016年/2017年/2018年日本PCB总产量分别为1,421/1,463/1,448万平米,同比-4%/+3%/-1%。随着中国大陆企业的崛起,日本PCB市场规模将继续萎缩。日本Panasonic先后关闭越南、台湾工厂,2015年卖掉山梨工厂正式退出HDI(PCB)制造业市场。2019年12月,韩国三星电机宣布关闭昆山HDI工厂,退出HDI行业。

(四)5G时代手机市场进入换机上行周期,高性能HDI主板有望持续放量

1.透过4G换机周期历史,5G手机渗透率有望于2020H1加速提升

复盘4G换机周期,判断2020年苹果与安卓手机阵营有望同步开启5G创新换机元年,并于21年继续量价维度渗透,3年可见上行周期内产业趋势明确。信通院数据表明2014~2016年间全球4G机型出货量占比从70%提升至90%+水平,后续基本平稳向上,受益于4G技术迭代及运营商策略,2014年开始智能机市场明显复苏,进入4G智能机换机主旋律。同时,我们观察到国内智能机月出货量同比明显回升,仅2015~2016年间个别月份同比短期回落,2015年8月同比增速甚至高达50%+。两年间月平均增速维持10%+水平,同时4G新机型发布总数达2345只,月均新发机型近100款,基本覆盖高中低端全价位,新发4G新机占比从50%+稳步上升至90%,基本实现对3G机型全替代。——2017年后,4G换机潮开始衰退,2017H2以来国内智能机出货量持续呈现下滑趋势,2018Q2后月出货量跌幅逐步收窄,手机总体市场需求处于波动态势。复盘4G周期我们可以得知,随5G网络渗透,移动终端市场将于2020H1后进入新一轮换机周期,带动消费电子上游元器件产业步入上行通道,并有望于2020H2~2021H1加速凸显。

根据IDC和Canalys数据预测,2019年全球智能手机出货量下降触底达13.7亿台,同比下降2.2%,2020年回升至13.9亿部。2019~2024年全球5G智能手机出货量将从700万台增加到13亿台,5G手机渗透率有望从0.5%增长到80%。根据第三方研究和产业调研数据,我们预计2020年5G手机出货量约3亿部。手机作为HDI主板主要应用市场,智能手机市场回暖,将会成为带动HDI市场发展的重要因素。

2.手机市场回暖,2020年手机HDI主板市场规模有望超500亿元

Prismark 数据显示,2013年全球HDI产值为81.21亿美元,至2018年全球HDI产值为92.22亿美元,年复增长率2.58%。近两年智能手机出货量下滑,导致HDI全球产值同比增速开始放缓,预计2019年总体产值会小幅下滑,约91.78亿美元。2019年四季度起5G智能手机开始导入市场,2020年H1将正式进入5G换机周期,手机市场回暖,HDI市场有望触底回弹。

【行业深度】印制电路板深度:高端通讯PCB,科技新基建的基石

手机主板跳阶升级,HDI主板的单机价值量也随之提升。根据产业链调研数据,二阶主板单价约2000元/平方米,HDI主板每提高一阶价格上涨约1000元/平方米,Anylayer HDI主板单价为约4000元/平方米,SLP主板单价约5500元/平方米。现阶段智能手机主板大小约0.01平方米,根据IDC数据推测,三星5G旗舰手机+iPhone X及以上机型2020年出货量约2亿部,预计使用SLP主板约20万平方米;安卓系5G手机(除去三星旗舰机)出货量约2亿部,安卓系高端4G手机出货量2.5亿部,预计使用高阶AnylayerHDI主板约45万平方米;中低端4G手机合计约7.5亿部,预计使用三阶HDI主板约75万平方米。根据Prismark数据,2019年智能手机HDI主板市场规模约425亿元,我们预计2020年手机HDI主板市场规模515亿元,具有21.18%增长空间。

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七、行业相关标的公司

(一)东山精密:轻装上阵,5G产业布局共振进入业绩加速释放期

5G产业布局全面开花,有望推动上市公司进入加速发展期:在过去两年消费电子周期向下叠加金融去杠杆的背景下,公司核心业务实现了逆势高增长,通过剥离非核心业务和不良资产减值,公司摆脱了历史包袱,得以充分聚焦线路板和滤波器的5G核心产业布局,经营性现金流的大幅改善重塑了资产负债表,确保了其在5G大潮中的资产开支能力,上市公司业绩有望进入加速释放期。

FPC业务奠定全球产业龙头地位,内生经营质量提升奠定韧性成长基石:Mflex管理层依托自身技术优势前瞻布局MPI产品,聚焦大客户手机以及其他创新硬件(Airpods、Pad、Watch等)业务,拿下3D 摄像头/MPI LCP天线等诸多核心大价值量软板料号,在大客户FPC供应链洗牌格局中奠定主力地位;Mflex自17年整合爬坡及18年新一轮资本开支后,行业地位大幅提升,产业卡位精准,内生经营质量的稳健提升为由智能机向新能源汽车/可穿戴等新方向的电子产业新趋势升级奠定基石,有望与鹏鼎形成“二龙戏珠”的产业格局。

PCB业务整合初现成效,5G时代高端线路板龙头业绩潜力有望逐步释放。Multek作为技术和客户储备全球一流的PCB大厂,其在5G通信/新一代服务器/5G终端ELIC HDI均有丰富的产能和客户储备,2020年有望上演三重奏。自2018年底被东山精密收购以来,Multek进行了内部管理优化/产能调整/客户结构调整诸多改革措施,确定了“聚焦大客户”的战略发展方向,随着贸易战的缓和5G浪潮的演进,公司天时地利人和俱备,其业绩潜力有望逐步释放。

5G驱动基站滤波器爆发,卡位介质滤波器优享建设周期红利:公司作为介质滤波器龙头卡位优势凸显,自18年12月份以来艾福开始批量供应华为、爱立信等大客户,受益材料壁垒优势,利润率显著高于传统滤波器;目前公司2.6G/3.5G 介质滤波产能有序扩充,有望充分受益5G基站建设加速周期,最大程度分食产业红利;考虑介质滤波器供应商稀缺性以及未来有望匹配自身Multek通讯板业务集中供货,我们对公司滤波器业务在产业链竞争格局中的地位演变持乐观预期。

盈利预测、估值及投资评级。公司在5G设备/5G终端皆有深入前瞻布局,作为国内领先的线路板厂商和5G龙头,看好公司在5G浪潮中的产业战略布局。预测公司20/21年归母净利润17.3/23.4亿元。参考深南电路/鹏鼎控股/生益科技等可对比公司20年平均PE40倍左右,公司在5G领域超预期进展的背景下,给予公司2020年40倍PE,维持目标价43.2元

(二)深南电路:5GPCB龙头受益高频高速产业趋势,华为/中兴等通讯厂商绝对核心供应商

公司作为国内通讯PCB产业龙头,坐享5G建设红利。2019年公司营收105.24亿元(YoY+38.44%)。19H2主要通信厂商采购额同比大幅增长,公司中标份额优势明显,目前在手5G订单充足。公司整体稼动率维持高位,其中南通一期于19年投产,目前月产值超1亿元,为19年营收增量重要来源。19Q4华为基站版本降级对基站用PCB略有影响,由于公司持续优化产线,通过自动化及信息化生产持续提升技术水平、运营效率,逐步降低生产成本,实际利润率仍然维持在较高水平。预计20年5G招标持续叠加运营商端采购爆发,公司通信板产品有望保持高增长。

5G建设景气加速,通讯板结构优化升级:5G商用以来体验用户持续增长,国家多部委联合发文支持5G建设,本质在于移动终端流量高速成长,终端应用创新加速,5G网络建设的迫切性和必要性提升。深南作为华为中兴的一线供应商,今年以来产能利用率维持高水位,产品结构不断升级,高层高频高速板占比持续提升,推动毛利率快速上行。南通一期三季度产能爬坡顺利,产能利用率已经达到较高水平,南通二期投产在即,产能定位数据通信领域(服务器和交换机),增量产值可期。

无锡封装基板厂爬坡顺利:公司在芯片封装基板领域竞争优势明显,MEMS-MIC在三星和苹果的市占率超过30%;无锡厂19年6月投产以来产能爬坡顺利,规划满产年产能60万平,19年Q3载板小幅涨价,基板业务量价齐升。从近期存储价格看,内存价格已经进入上行周期,公司已经批量供应三星和金士顿,未来有望进入长江存储和合肥长鑫供应体系。中美贸易摩擦驱动大量内资芯片厂商将供应链转移到国内,国产载板厂机遇来临,深南作为国内领先的封装基板厂,未来份额有望显著提升。

电子装联乘5G东风扩容:公司继续践行3-in-one发展战略,继续扩大在5G通讯板、封装基板领域的竞争优势,并大力发展客户同源的电子装联业务,抓住通讯板业务快速增长机遇,实现电子装联业务的协同发展。

盈利预测、估值及投资评级。考虑2020年5G及IDC需求加速放量,公司新增产能有序释放,盈利能力逐步提升,预测公司20/21/22年净利润17.98/21.80/28.52亿元,考虑公司在通信板领域的绝对龙头地位,载板国产替代的巨大空间,以及自身稳定的现金流及产能扩张进度,参考公司历史PE-TTM中值45倍,以及未来3年业绩成长预期,给予公司21年35倍PE,给予224.7元目标价。

(三)沪电股份:产品结构持续优化,5G/IDC/汽车多核驱动盈利能力持续提升

青淞厂受益基站及网通高速PCB升级,利润率有望维持较高水平。自19Q1以来,受益于全球5G基站建设周期开启5G订单占比不断提升,叠加4G补建及海外交换机更新换代需求提升等行业利好因素影响,2019全年公司实现营收71.29亿元(YoY+29.68%),为2011年以来最高增速水平。Q4营收增速环比放缓,主要由于4G基站补建临近尾声,且临近年末为5G招标淡季。预计20年5G招标持续叠加运营商端采购爆发,行业景气度持续提升,坚定看好公司通信PCB业务保持高速增长;青淞厂产品结构持续优化,5G及交换机产品占比持续提升,至19H2基本达到20%+水平,未来高端通信板占比及ASP有望持续提升。目前青淞厂已开始有序复工,随着研发及技改深入,公司未来高端板产能及利润率有望持续提升。

黄石一期承接中低端通信板产品,20年随产能爬坡利润率逐步改善。黄石厂春节期间持续生产(因疫情暂停一周,2月17日起已逐步复工),目前黄石一期承接订单规格逐步提升至16层,单价逐步提升,且受益于规模效应提升及技改效果渐显,预计未来盈利能力逐步提升;黄石二期主做汽车板,部分制程已于19年10月投产,目前处于产线认证及产能爬坡阶段,稼动率有望逐步提升。

受益高级辅助驾驶(ADAS)应用渗透率提升,沪利微电整体出货保持平稳维持满产,公司持续引入新技术并提升生产效率,利润率有望稳步提升。19年下游汽车行业景气度不佳,但公司在汽车板领域技术积累深厚,主营中高端汽车板竞争优势明显,毛利水平仍可观,目前逐步拓展新能源车客户,未来公司汽车板业务有望持续受益新能源汽车及ADAS需求爆发,成为公司业绩全新增长点。

盈利预测、估值及投资评级。考虑公司通信产品竞争优势明显,且公司为国内领先车用PCB供应商,预测公司20/21/22年净利润14.11/17.16/21.62亿元,参考行业平均估值给予公司21年30倍PE,给予30元目标价

(四)生益科技:高频CCL国产化核心标的,产品结构优化深度受益5G/IDC建设

电子产业下游升级驱动成长属性加速,传统CCL与高频高速CCL同步进入上行期。公司2019年收入132.4亿元(YoY+10.52%),其中高频高速CCL占比持续提升,主要由于5G建设带动碳氢、PPO等高频CCL 产品需求持续提升,预计20年公司高频CCL份额将继续随基站PCB招标爆发、服务器升级加速成长。19年传统CCL近100亿元,利润率良好主要由于:①供应端原材料价格于18年起回落且近期无明显涨价压力,公司原材料成本管控压力较轻,同时公司进一步提升生产效率,有效压缩制造成本,导致普通板材产品盈利能力较高;②高频高速CCL需求放量挤压现有普通CCL产能,FR-4等产品供应紧俏,驱动公司于9月针对传统CCL全线产品调涨3%~4%。

基站/服务器升级推动高频高速CCL需求景气度持续向好。公司收购日本中兴化成获PTFE 产品全套解决方案,碳氢产品获5G客户认证,在技术积累中逐步实现产业升级。19年初南通高频生产线投产(年产能150万平米),目前已实现批量供货,公司已获华为、中兴等大客户认证,未来有望进一步拓展客户,成为线路板产业国产替代核心供应商。

产品结构逐步改善带动盈利能力持续提升,产能释放享受5G建设/IDC时代产业增长红利。20年5G基站建设仍有大规模招标,同时IDC需求有望接力基站建设持续带动CCL/PCB产业景气上行,预计20年高频高速产品需求仍将大幅提升,公司产品结构及盈利能力有望进一步优化。CCL产能有江西九江1200万平投产,陕西净增220万平,合计CCL产能突破1亿平。PCB生产公司生益电子积极扩产备战5G,基站端对高频高速通讯板需求旺盛,生益电子供货快速增长,预计随着5G建设加速,通讯PCB需求还将维持快速增长,产品结构有望持续改善。产能扩张方面,吉安生益电子2019年三季度已正式开工建设,总规划25亿投资,设计产能180万平,一期产能规划70万平,主要应用于5G通信、服务器、汽车电子,预计2020年下半年投产,满产预计贡献收入10.8亿,净利润1.6亿,项目完全建成预计贡献利润4亿,对公司业绩弹性巨大。

盈利预测、估值及投资评级。考虑2020年5G基站加速放量,且服务器升级带动PCB/CCL产品迭代,暂预测公司20/21/22年净利润19.32/22.06/25.79亿元,参考同行深南电路动态估值45X,以及生益在高频高速CCL的巨大国产替代空间、生益电子大幅扩产即将落地,未来3年业绩成长确定性较高,给予公司21年35倍PE,给予33.95元目标价

(五)胜宏科技:智慧工厂助力产能效率提升,有望分食5G及服务器PCB市场

行业景气周期持续上行及产业结构向大陆转移趋势下,公司产能复制化扩张有序衔接,公司产能自16年开始有序释放,带动公司业绩稳步增长,HDI等带动公司产品结构向高端化演进。

公司过去三年业绩受益于产能扩张,保持30%以上的年均复合增速。公司预期将在2022年成为百亿产值工厂,伴随产能扩张,公司业绩有望保持持续稳定增长。

率先打造中国第一家工业4.0PCB智慧工厂,领航中国PCB制造行业。智慧工厂以4.0概念为核心,集自动化、信息化、数字化、周期短于一体。并于2018年全线投产。在完全建成后,交期缩短到1.5天,比传统工厂提升了2到4倍,产能效率提升40%以上,人均产值提升到200万元,而传统工厂只有65万元。目标净利率将提升到15%以上,大幅提升盈利能力。HDI产能投产,公司产品向高端化变迁。公司绿色工厂战略获得成效。由于国内外一系列环保法律法规的颁布,环保壁垒成为HDI行业一个颇具特色的壁垒,我国各地方政府对环保指标审核严格,小企业很难进入该行业。公司努力打造绿色制造标杆企业,打造绿色制造+智能制造双轮驱动的模式。

2019年HDI四层投产,公司HDI产能料将在未来两年持续增长,HDI是5G时代智能手机的标配,以满足终端集成化、智能化、小型化趋势。华为、苹果、oppo、vivo等厂商在中高端手机已采用HDI。公司有望持续受益于5G手机渗透率持续提高的浪潮中。

盈利预测:伴随20年多层板四五厂,HDI五层投产,单层10亿化产值持续推进,公司扩产有序推进,因公司业务快速发展,我们调整公司19/20/21年净利润至4.96/6.82/8.46亿,对应的增长率为30.5%/38%/24%, 当前股价对应PE分别为29/21/17倍。公司智慧工厂战略的不断落地,将提升公司的生产效率,预计人均产值有望提高至200万元。考虑到未来5G智能手机对于HDI板的需求,公司有望显著受益于5G产业趋势,在板块估值大幅提高的情况下,公司作为PCB智慧工厂的领航员,有望业绩再上新高。我们给予公司2020年30倍PE,目标价26.4元。

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页面更新:2024-06-12

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