PCB行业深度:行业概述、行业现状及预测政策分析
01 行业概述
1、概念
PCB(Printed Circuit Board),名称为印制电路板,又称印刷线路板,是电子元器件的支撑体。PCB是重要的电子部件,被称为“电子航母”,下游应用广泛,包括消费电子、通信、计算机、汽车电子、工业控制、医疗器械、国防军工、航空航天等领域。
作为电子互连的关键组件,PCB是承载电子元件并连接电路的桥梁,广泛地应用在几乎所有电子产品中,是电子行业的基石。
2、PCB分类
PCB产品从技术上的分类方式可以分为按照线路图层分类和按照产品结构分类两种分类方式。
(1)PCB按线路图层分类
PCB按线路图层分类可以分为单面板、双面板、多层板。单面板是最基础的PCB,应用于普通家电、电子遥控器等基础电子产品;双面板由于两面都有布线,如消费电子、计算机、汽车电子、工业控制等。多层板可进一步分为中底层板和高层板,主要可分为4-6层、8-16层、18层及以上的电路板,可用于较为复杂的电路,其中高层板主要用于通讯设备、高端服务器、军事等领域。
(2)PCB按产品结构分类
PCB按产品结构分类可分为刚性板(硬板)、挠性板(软板)、刚挠结合板、半挠性板、HDI板、封装基板。刚性版为刚性基材制造而成,且可以为电子组件提供机械支撑,应用范围广泛。挠性板为柔性印制电路板,采用可弯曲材料制成,可以节省所需空间,所以多应用于各类消费电子设备。HDI板采取高密度互连技术,提高了板件布线密度,并支持使用先进的封装技术应用。封装基板即IC封装载板,直接用于搭载芯片,并提供电连接、保护、支撑、散热、组装等功能。
3、PCB的发展历程
PCB的历史久远,最早可追溯到一百多年前,并不断发展到如今。1903年,德国发明家Albert Hanson对于早期面包板的研究,发明了PCB的前身。Albert Hanson提出了使用双面导电的贯穿孔结构概念,与现代通孔板技术相似。他还创新性地建造涵盖绝缘板上导线的原型电路,这些工作为后续PCB技术的发展提供了基础框架。
1927年,法国发明家Charles Ducas申请获得了一种电路板变体的专利。他采用了一种模板印刷技术,使用模板和导电墨水在绝缘表面上印制导线,有效地创建了电路。这种印刷布线技术,是当今电路板电镀工艺演进的早期版本。
奥地利工程师Paul Eisler在1941年创造了第一块功能性PCB,迈出了PCB发展的重要一步。Eisler的创新在于应用了粘附于绝缘基板上的铜箔层,为电子元件提供了导电路径。到了1943年,他进一步推出了一款内含PCB的收音机,这种设计在随后的二战军事行动中发挥了关键作用。
在20世纪后期,PCB制造工艺中蚀刻和焊接技术的进步,PCB迈向复杂化和微型化。大国之间的太空军备竞赛因为对轻量化和能源效率的追求,推动了PCB技术的发展。后来数字时代的到来引发了电子设备的爆炸式增长,如游戏机、录像机、计算机和CD机等。随着电子产品尺寸的缩小,手工制造PCB愈发困难,导致了对PCB制造工业化需求的激增。同时在元件越来越小,布线越来越复杂的情况下,PCB的设计变得越来越关键。
现如今,在5G、IOT、AI等技术的驱使下,PCB变得越来越复杂。PCB从最基础的通孔板发展出了高多层板、软硬结合板、软板、使用IC基板技术的HDI板等。
02 行业现状及预测
1、PCB制造业逐渐转移至中国大陆
PCB行业在全球分布广泛,早期以美国、欧洲、日本发达国家为主导。2000年前,美欧日地区占据了全球PCB产值的70%以上。然而近二十年来,亚洲,特别是中国,因劳动力、原材料、政策和产业集群优势,吸引了全球电子制造业转移。中国大陆、中国台湾、韩国等地逐渐成为新的制造中心。自2006年,中国大陆超越日本,成为全球最大PCB生产基地,标志着产业竞争格局的转变。中国大陆地区PCB产值占全球PCB总产值的比例从2000年的8.1%上升至2021年的54.6%。
2023年国内收入前十大PCB上市公司营收合计达1400.46亿元。其中,东山精密收入体量最大,2023年营收达336.51亿元。第二大公司为鹏鼎控股,2023年营收达320.66亿元。
2、市场将进入新的增长周期,中国PCB产业持续健康发展
由于去库存压力和抑制通胀的加息,全球PCB市场规模在2023年有所缩减。据Prismark数据,2023年全球PCB产值同比下降15%至695.17亿美元。但随着市场库存调整、消费电子需求疲软等问题进入收尾阶段,以及AI应用的加速演进,PCB将进入一个新的增长周期,预计2024年将同比增长约5%,PCB厂商稼动率有望回升。中长期来看,全球PCB行业将迎来复兴,预计2028年全球PCB产值有望达到904.13亿美元,2023-2028年复合增速达到5.4%。中国PCB产业持续健康发展,2023年中国大陆PCB产值377.94亿美元,占全球市场份额的50%以上。
PCB库存逐步消化,行业温和复苏。中国台湾2024年1月PCB板块营收达237亿台币,环比增速回暖,达10%,展现了目前PCB行业正处于温和复苏阶段。从库存角度来看,2022Q1以来,PCB厂商库存逐步减少,去库存基本已经结束,2023Q3开始行业或已进入补库阶段。
3、按产品结构划分,多层板占主流
从产品结构来看,2022年全球PCB市场Top3产品分别为多层板、封装基板、柔性版,占比分别为36.5%、21.3%和16.9%。中国市场以多层板为主,占比达到49%,但主要是8层以下的中低端产品,高价值量产品如高多层板、高阶HDI板、封装基板等产品占比仍然较低。近年内资厂积极发力高端领域,相关产品逐步落地,且产能获得进一步扩充,未来高端产品占比有望提升。
4、行业朝着提升产品精度、密度和可靠性发展
全球PCB产业正致力于提升产品精度、密度和可靠性,以满足下游行业对高性能PCB板的需求。展望五年,封装基板、18层及以上的多层板以及高密度互连板(HDI)的市场需求预计将显著增长,并据预测2023年至2028年CAGR将分别达到8.8%/7.8%/6.2%,增速均超过行业平均增长水平。传统PCB硬板如单双面板、4-6层板、8-16层板预计2023年至2028年CAGR分别为3.1%/3.4%/5.5%,增速均偏低。
03 政策分析
受益于终端应用的蓬勃发展与全球半导体产业链产能向中国转移,国内PCB市场空间持续增长,同时国内出台多项重要政策支持PCB行业发展,包括财税政策、人才补贴、研发项目支持等,推进PCB行业实现自主可控,保障其持续发展。
04 PCB制备工艺
PCB主要的制作工艺分为三类,分别是减成法、半加成法、加成法,适用于不同类型的产品。同时在同一款基板的制作中也可依据需求使用上述三类工艺的混合工艺。目前PCB生产工艺中减成法和半加成法为主流:
减成法(subtractive):减成法是在原材料覆铜箔基材上,通过钻孔、孔金属化、图形转移、电镀、蚀刻或雕刻等工艺加工,选择性地去除部分铜箔,形成导电图形。缺点是会使裸露的铜箔层在往下蚀刻过程中可能产生该线路侧蚀问题,导致制作小于50μm的线宽/线距良率过低问题,但该工艺应用于普通PCB、FPC与HDI等电路板产品绰绰有余;
半加成法(SAP):在预先处理的基材(覆铜)上,将不需要电镀的区域保护起来,然后进行电镀并涂上抗蚀涂层,最后通过闪蚀将多余的化学铜层去除,若基材上有基铜,该工艺即为改良型半加成法(mSAP)。由于闪蚀过程所蚀刻化学铜层很薄,因此蚀刻耗时短,不容易产生线路侧蚀问题。半加成法适合制作10μm~50μm之间的精细线宽线距,且线路的厚度容易控制,是当前ABF等精细线路载板最主流的制造方法;
加成法(AP):在没有覆铜箔的含光敏催化剂的绝缘基板上印制电路后,以化学镀铜的方法在基板上镀出铜线路图形,形成以化学镀铜层为线路的印制板,该工艺比较适合制作10μm以下制程的精细线路,但是由于其对基材、化学沉铜均有特殊要求,对镀铜与基体的结合力要求也很严格,因此与传统的PCB制造流程相差较大,成本较高且工艺并不成熟,目前的产量不大。
来源:《慧博资讯》
免责申明:文章版权归原作者所有,如您(单位或个人)认为内容有侵权嫌疑,敬请立即通知我们,我们将第一时间予以更改或删除。