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PCB行业研究

辰语群

当你拆开一台手机或者电脑,会发现一片绿色薄板,这个板子叫PCB,中文名印制电路板。它有三个作用,固定元器件,按设计好的路径连起来,把电和信号送到该去的地方。

如果芯片是大脑,阻容是神经末梢,PCB就是骨架加血管。它决定了信号能不能按时到达。到了AI时代,它更像高速公路的路面,车流变得密集,质量更价重要。

PCB加工的起点,是一块两面铺满铜的板子,叫覆铜板,上面一根线路都没有。所以核心逻辑是把多余的铜弄掉,剩下的铜就是线路。

怎么弄掉?跟以前洗照片一个套路。

先在板子上贴一层感光膜,再把画好线路的底片盖上去,放进紫外光里曝光。被光打到的地方,膜会固化变硬。接着拿显影药水冲一遍,没固化的膜被洗掉,铜就露出来了。然后把板子丢进蚀刻液,露出来的铜被药水吃掉,被膜护住的那部分留了下来。撕掉膜,你要的线路就有了。

不过在这之前还有两道关卡。第一关是钻孔,一块手机板上有几千个孔,数控钻床一次装几十根钻头往下扎,最细的孔才零点二毫米,比头发丝还细。第二关是沉铜,孔壁原本是绝缘树脂,不通电,得整块板泡进化学药水里,让孔壁上长出一层薄铜,孔才算真通了。

单面板到这就差不多了,多层板麻烦一些。工程师先做几块薄双面板的内层线路,像叠千层饼一样叠起来,中间夹绝缘的半固化片,送进高温高压的压机压成一个整体,压完再钻孔,再做外层线路。

线路做完后,板子要印绿油,这层绿油不光是好看,要保护线路不氧化,也防止焊锡乱跑粘到不该粘的地方。再印白色字符,标上元件编号。然后做表面处理,裸露的焊盘铜会氧化,所以需要喷一层锡或者化学沉金,保证你焊得上。接着锣边切成型,上测试架逐条线路通电检查。

单次压合良率90%,压两次是81%,压十次只剩下35%,良率是在做乘法。

常规多层板的成本构成里,覆铜板占28%,半固化片占14%,铜箔铜球金盐占18%,人工水电折旧占25%。

板子越高端材料占比越高,低端四层板人工和折旧能占四成,拼的是产能利用率。到了40 层的AI服务器板,材料能占到七成,因为层数多,半固化片用得多,用的还是M8和M9这种一张上千元的材料。

PCB在整机成本里占比低,一台几十万元的服务器,PCB 可能只占几千元,客户对涨价不敏感。

PCB行业有一百多年的历史。

1903年德国人Albert Hanson申请了一项专利,在绝缘基材上做导体图案,替代当时又粗又乱的飞线。

1936年,奥地利人Paul Eisler在英国做收音机,用箔膜蚀刻把线路做在绝缘板上,省掉大量手工布线。当时没人看好,觉得这是偷懒。二战时英国用这项技术做近炸引信的电路,要在极小空间里塞进一套可靠电路,还得扛住炮弹发射时的冲击。

1943年,PCB 第一次大规模上量。

1961年多层板问世。

1985年表面贴装普及,元器件从插脚变成贴片,线路被迫更细更密。

1995年日本在便携设备上推出HDI,用激光打盲孔,把板子做薄做小。

2005年之后,整机厂搬到中国大陆,PCB厂只能跟着搬,因为这块板子体积大,交期紧,还要工程师贴身改设计。

到2024年,中国大陆产值占全球57%,中国台湾占12%。

产业转移的原因是终端客户走了。当年从美国迁移到日本,是因为消费电子整机去了日本,从日本转移到中国台湾,是因为PC代工去了中国台湾,中国台湾让给大陆,是因为手机和PC组装全搬过来了,今天增长点从整机换成了AI服务器机柜。

这一轮的特别之处在于升级方向变了。过去三十年的方向是线更细,孔更小,板更薄,目的是能塞进更轻薄的手机。这一轮升级的方向是,更厚更贵,层数更多。目的是让224G的信号在四十层板里跑完全程还不失真。方向变了,生意性质就变了。省成本的生意客户会一直压价,讲究性能的生意客户会问你有没有能力做,价钱好商量。

不同的产品,价格差距很大。

同样叫PCB,做四层板和做44层中板的公司完全是两个物种,因为它们不是一门生意。

按结构分的话,最粗的是刚性板、柔性板、刚挠结合板。刚性板最常见。柔性板用聚酰亚胺做基材,可以弯折,手机摄像头模组和电池连接线都用它。刚挠结合是软硬结合,折叠屏铰链那一块是典型场景。刚性板里再按层数分,多层板是绝对主力,占产值的38%,四层板和四十层板都叫多层板,价格能差二十倍。

HDI是高密度互连板,核心工艺是用激光打盲孔,孔径比机械钻小一个量级,可以做到层与层任意互连。手机主板是经典应用,一阶到八阶,阶数越高越难。

封装基板也叫IC载板,难度最高。它直接托着芯片,线宽线距做到10微米以下,工艺上已经接近半导体前道,国产化率是几类里最低的。剩下的特殊板里,金属基板靠铝基材散热,陶瓷基板耐高温,高频微波板用PTFE,量都不大,但在特定场景里没法替代。

还有一套分法,按材料等级分。行业把覆铜板从M1排到M10,看介电常数Dk和介电损耗Df 两个指标。Dk决定信号跑多快,Df决定信号跑多远还不衰减,Dk每降低10%,信号速度可以翻倍。

从价格来看,以常规FR-4成本为1倍标准,M6是5到6倍,M7再贵三四成,M8售价是M7的三倍,M8大约1500元一张,M9超过2000元。

现在服务器主板主流用M7以上,Rubin用M8到M9,正交中板甚至要M9加石英布。AI服务器消耗的是更高等级的板子,单位价值量提高很多。

PCB产业链分四层。

最上面是四大材料,铜箔、电子布、树脂、球形硅粉。

往下是覆铜板,把四种材料压成一张板。

再往下是 PCB 制造。

最下面是终端,包括服务器、交换机、汽车、手机。

电子布是把9微米以下的玻璃纤维纱织成的布,负责机械支撑和电气绝缘,现在产能扩不出来。上游是玻纤窑炉,一座窑10亿元起步,点火后24 小时不能停,土建到量产14个月,织布机主要靠日本丰田,一台15万元。

最常见的7628电子布,2025年初还是4元多一张,2026年10月已经涨到13.5元。厚布库存只剩7到10天,薄布几乎没有库存,这轮缺布最快2027年底缓解。

铜箔负责传信号,占覆铜板成本三到四成。它的升级路线和别的不一样,四代产品用同一套技术,把同一个指标做到极致,这个指标叫表面粗糙度。粗糙度越小,高频信号损耗越低。

难度体现在良率上,一代二代粗糙度1.5到2.5微米,良率90%,加工费5万到8万元一吨。三代压到1到1.5微米,良率掉到70%。四代要求小于1微米,日本厂良率60%,国内有的厂只能做到两三成,加工费提高到15万到20万元一吨。更麻烦的是设备,表面处理机主要靠日本三船,一年产能10台,订到2029年了,这10台机器决定了行业上限。

树脂与硅粉从辅材变成主材。

树脂是三大主材里唯一可以设计的有机物,阻燃性和介电性能主要靠配方调节。FR-4 用阻燃环氧加双氰胺,高频高速时代环氧撞到天花板,PPO和碳氢和PTFE才有机会。国产替代已有进展,圣泉的电子级PPO产能今年底到6000吨,东材实现M9级碳氢树脂批量供应。

球形硅粉之前只是填料,填充比例10%到15%,用的是几百元一吨的角形粉。M6之后切火焰法球形粉,单价提升到2万元。M8和M9必须用化学法球形粉,国产30万到60万元一吨,日本头部厂卖到100万到200万元,填充比例提到了35%到40%。

覆铜板是行业定价者。

四种材料压成一张板,是整条链的咽喉。建滔积层板今年已经发了八轮涨价通知,松下6月起涨价30%,南亚涨价20%到25%,生益和金安国际涨价10%到15%。

关键是它能把成本传下去,还能多传一点。原材料占PCB成本只有四成,材料涨15%,理论上板价涨6%就够覆盖,实际是板厂跟涨15%到20%,多出来的是稀缺溢价。

过去覆铜板是标准品,下游随时能换供应商,议价权在下游。M7往M9升级之后,能稳定供货的就那几家,认证周期两年以上,换供应商的成本高,议价权从下游转移到了上游。

设备端也在通胀,板子层数变多,钻孔数量翻倍,压合次数翻倍,抬高单条产线的设备价值量。压机最典型,覆铜板热压机开口12到24个,普通机型800万到900万元,高温机型 1200万到1300 万元,被日本北川、德国博可、德国拉法三家垄断。

博可要等1.5到二年,还多次易主。国内某公司收购拉法之后降低到5到8个月,价格低10% 到20%。

耗材端看钻针,国产龙头上半年营收接近20亿元,利润翻三倍,均价从1.54元提到2元以上,板厂开工就要消耗,是这条链上兑现最快的环节。

竞争格局方面,中国有产能,缺的是定价权

PCB产值,中国大陆占57%,中国台湾12%,韩国8%,日本6%,美国4%。单看这个数字会觉得这条链已经在我们手里,往下拆一层,结论会变。

PCB制造环节是分散的,全球有几千家板厂,前十加起来不到四成。大陆的沪电、深南、胜宏、景旺各有各的地盘。这个格局是过去二十年拼成本拼出来的,谁都能做四层板,所以谁也吃不下谁。

但AI这一刀把市场切成了两半。三十层以上,M8以上材料,能做44层中板的厂,全球数得过来。沪电在英伟达和北美云厂商的高多层板上份额领先,深南在高端载板卡位,胜宏靠台光材料配套切进了谷歌TPU的供应链。

覆铜板环节集中度高得多,玩家是建滔、生益、南亚、松下、台光、台燿、联茂、EMC这几家。生益科技全球市占率约6%,南亚新材1.3%,华正新材1%。但要看结构,在高频高速覆铜板和高端铜箔这个细分里,国产化率不到20%。

常规FR-4已经做到六成自给,靠成本和规模。高频高速这块门槛在配方,认证和稳定性。

同样是板厂,涨价周期里龙头越涨越强,小厂越涨越难受,区别是能不能拿到材料。覆铜板厂把有限的产能分给谁,有一套很现实的排序。

第一档是合作量大,现金流健康,同时还大量采购它高端材料的大客户。低端材料利润低,覆铜板厂做它是为了战略配合,谁能用高端料的利润把这块对冲掉,谁就优先拿货。

第二档是营收够大,暂时没做AI但马上要做的厂。

第三档是长期做消费类的厂。

第四档是年销售额十亿元以下的小厂,基本被排除在外。

大厂提价客户不敢还嘴,小厂提价客户直接换人。集中度被动提上去了,而且不可逆,客户一旦把订单转给能保供的大厂,很难再转回来。

PCB行业的壁垒是什么?

PCB行业看起来像个普通制造业,买设备招工人,投产接单,看似有钱就能干。实际做起来会发现,钱只能解决一部分,另一半是时间和经验。现在有个说法叫PCB半导体化,指的是出现了五个特征,高资本开支、高技术门槛、长认证周期、高客户黏性、强定价权。

对制造业来说,良率很重要,二十层以上的板子,压合次数在十次上下,每一次都要控制温度曲线,压力曲线,层间对位,任何一次出问题,前面所有工序白做。这就是为什么一模一样的设备和材料,不同厂做出来的东西完全不一样。设备能买,材料能买,但温度曲线怎么设置,哪一层容易偏移,这些只在老师傅的脑子里。

扩产需要时间,三船的表面处理机全球一年10台,这类瓶颈还有很多。高端压机交付期1.5到2年,覆铜板认证24到30个月,PCB新线从投资到量产10到18个月。串起来看,扩产要先等设备一年半,装机半年,认证两年,等走完市场可能换了一代产品。扩产在这个行业里是一种承诺,赌的是三年后的需求。

钻针能说明认证的分量。高端钻针的棒材还依赖海外供应,因为客户对断针率要求严格。断针率的优化是漫长的过程,先小批量,再放大批量,验证大批量下的断针率,全部通过才算突破。所以今年微钻出现了一个有意思的格局,龙头往高端走,做M8和M9配套的长针,把中低端让给新进入者。这是错位竞争,价格战打不起来。

把最新的几代产品拆开算账会发现,PCB在AI机柜里的角色已经从连接件变成结构件,从几千元的配件变成几十万元的核心物料。

Rubin最关键的改动是取消大量铜缆,改用一个44层的正交中板做机柜内部的信号中枢。前代产品里,计算托盘的前后仓靠连接器和铜缆互联,结构繁琐,组装效率低。Rubin用一块 44层板替代了这些线缆。

这一改动带来价值量提升。中板是全新物料,单片约5000元,一个机柜18片,合计9万元。GPU加速卡从22层5阶HDI升到26层6阶,交换板从26层升到32层。材料从M7换到 M8和M9,配HVLP4铜箔。

GPU加速卡单片约7000 元,一个机柜36片,价值25.2万元。交换板单片8000多元,九片 7.2万元,中板18片9 万元。加上其他板卡,整柜约800万元,对比GB300的350万元翻了一倍多。

2027年的Rubin Ultra更夸张,计算托盘HDI要做到52层8阶,交换板翻倍到18片,采用 PTFE和M8混压结构。2028年的K架构会用78层正交背板,单块价格3万到4万美元,一个机柜配两块。

谷歌的TPU是另一条曲线,一个机柜64颗TPU,分在16个计算托盘里。2026年4月开始上量的V8版本,计算板用40层,材料是M8.5,单板价值约2万元,比V7的7000元涨了近两倍。

折算到单颗芯片,V6 时代单颗TPU对应的PCB值600多元,V7是2250元,V8T到6500元以上,三年涨了十倍。谷歌的PCB需求规模会从2025年的30亿到40亿元,涨到2026年的 140多亿元,2027年接近600亿元。

亚马逊的Trainium走性价比路线,规格一样在升。Trainium3的通用基板从24层升到28 层,配HVLP4铜箔,加速模块从3+N+3升到4+N+4的HDI结构,2026年出货接近100万颗。谷歌、亚马逊和Meta这些自研芯片的云厂商正在成为第二增长极。

800G交换机的PCB大约30多层,单台价值约1万元。1.6T升级到40多层,用M9材料,单价超过2万元。光模块的变化更剧烈,800G用的是HDI工艺,到1.6T切到mSAP,也就是改良型半加成法,线宽线距从12微米压到6微米,结构是16层7+2+7,单价超过200元。

6微米是什么概念,传统板厂用减成法蚀刻,铜厚决定侧蚀极限,做到25微米以下就很难。mSAP先用极薄的种子铜做图形电镀,再把多余的铜flash掉,等于把线路长出来,不靠蚀刻。设备、环境、化学品体系全换了,这是PCB厂往半导体方向走的关键一步。

很多厂在扩中低端产能,这个逻辑是错的,原材料瓶颈摆在那里,扩出来的产能没有料。

服务器和存储是唯一明确增长的板块,汽车700亿元和消费电子1900亿元两个大盘子在往下走。

AI红利没有平均分给产业链上的每一家,它沿着链条往上走了。电子布厂拿走涨价的第一段,铜箔厂和树脂厂拿走第二段,覆铜板厂拿走最肥的第三段,PCB厂靠高端产能和良率拿走第四段。剩下那些做四层板,拿不到料的小厂,什么都没拿到。

所以,要看它在涨价还是在被涨价,能提价且客户接受就是有定价权。看它在扩产还是在等设备,扩产要看扩的是哪一档。客户在认证它还是在替换它,随时可替换说明它只是个备胎。

技术在变,逻辑没变,谁掌握了稀缺环节,谁就有资格定价。

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