fr4材料的耐電弧性能（FR4具備價格彈性高頻高速打開覆銅板成長空間）

2023-10-13 07:23:00 3

5G商用如火如荼的進行中，帶動高頻CCL率先放量。目前，國內傳統類覆銅板產量過剩，高頻高速覆銅板產能不足，仍需要大量進口， 國產替代空間廣闊。

興業證券電子行業首席分析師謝恆在進門財經路時認為，高速CCL對FR4產能擠壓，疊加上遊原材料景氣復甦，FR4價格和盈利均有望回升。

1、FR4佔比大，高頻高速是主要增長動力

覆銅板(CCL)是下遊PCB的核心原材料，在材料成本中佔比40%以上。CCL是將電子玻纖布或其它增強材料浸以樹脂，一面或雙面覆以銅箔並經熱壓而製成的一種板狀材料，其主要原材料為銅箔、玻璃纖維布、樹脂等。

其中，CCL的原材料採購成本中，電子銅箔佔40%左右，玻纖布佔27%左右，樹脂佔23%左右。各個品種的覆銅板在性能上的不同，主要表現在它所使用的樹脂、銅箔、纖維增強材料上的差異。

根據採用的增強材料和樹脂不同，剛性CCL主要分為FR4(又分為常規FR4、高TgFR4、無滷FR4)，紙基、複合基，專用及特殊樹脂基等。

根據Prismark數據，2018年全球剛性CCL銷售額124億美元。FR4的銷售額為77.4億美元，佔比62.4%，用量最大。

紙基、複合基CCL銷售額10.2億美元，佔比8.2%，逐漸萎縮;專用及特殊樹脂基CCL銷售額29.6億美元，主要包括高速CCL、高頻CCL、封裝載板用CCL、高耐熱性CCL等，佔比23.9%，持續提升。

2011-2018年全球剛性CCL銷售額複合增速為3.1%，專用及特殊樹脂基CCL複合增速為11.6%，是CCL行業的主要增長動力。

2、精細化管理和技術積澱並重，整體集中度較高

CCL的生產工藝流程主要包括調膠、上膠、裁片、排版、壓合、裁切和檢驗等，整體流程較為簡潔。

1）常規產品注重精細化管理和成本管控能力

對於用量較大的FR4而言，製造工藝已經十分成熟，關鍵在於各個廠商的精細化管理能力。均是以FR4為主的CCL龍頭廠商，生益科技近年來毛利率持續提升，超過了臺光、聯茂、金安國紀等競爭對手，主要得益於生益科技一直以來踐行精細化管理，成本管控能力強大，運行效率持續提升。

2）原材料配方和工藝Know-how積累構築高端產品核心壁壘

高速和高頻CCL的生產，除了精細化管理外，對介質損耗因子Df、介電常數Dk等有嚴格的要求，技術壁壘高。等級越高的高速CCL，Df越小;高頻CCL，則需要Dk、Df兩個指標都儘可能小。

CCL的介質損耗因子Df和介電常數Dk主要取決於原材料的選擇，配方，以及工藝控制，需要供應商長期的研發投入和技術儲備，對原材料的特性有深刻的理解，工藝流程中積累豐富的know-how，這也是高速和高頻CCL的核心技術壁壘。

CCL的三大原材料樹脂、玻纖布、銅箔的選擇對於Df、Dk均有不同程度的影響。其中，NE-玻纖布比E-玻纖布的性能好，樹脂中PTFE的Df和Dk最低，但是成本也最高。

其次是配方，調膠過程中，將樹脂、溶劑、填料按一定比例通過管道用泵打入到混膠桶中進行攪拌，需物料攪拌配置成帶流動性的粘稠狀膠液。

比例的控制，填料的選擇對CCL性能至關重要，比如作為功能填料的熔融矽微粉和球形矽微粉，性能與高頻高速CCL的技術要求相匹配，主要作用是進一步精細調節高頻高速CCL的介電常數、降低線性膨脹係數、提高尺寸穩定性等。

工藝流程中有豐富的know-how，即使獲取到配方，如果工藝能力不足，也是無濟於事。以壓合為例，需要選擇合適的壓合條件(二段溫二段壓)，控制升溫速率，不同的配方比例對膠化時間和樹脂粘度都有影響，從而影響Dk、Df的穩定性，因此需要視配方不同調整壓合條件。

3）行業集中度較高，高頻高速國產替代空間廣闊

與下遊PCB行業不同，CCL中FR4、紙基及複合基產品佔比70%以上，定製化程度不高，且製造工藝成熟，經過充分競爭後格局逐漸穩定，行業整體集中度較高。

根據Prismark數據，2018年全球剛性CCL市場CR5、CR10分別達到51%、73%。香港的建滔，大陸的生益科技、金安國紀，臺灣的南亞、聯茂、臺光、臺燿，以及日本的松下、日立化成市佔率居前。

高頻和高速兩個細分CCL行業由於技術壁壘高，集中度也非常高。高頻CCL主要被美國企業壟斷，2018年羅傑斯、泰康尼、依索拉三家佔比70%左右。高速CCL主要由日本的松下，臺灣的聯茂、臺燿，和美國的依索拉供應，2018年四家佔比在65%左右。

國內的生益科技在高頻和高速CCL領域均有深厚的儲備，2019年開始也逐漸放量，未來份額有望持續提升。

根據Prismark數據，2017年高頻CCL市場規模4億美金，在專用及特殊樹脂基CCL中佔比18%。羅傑斯的財報顯示，高頻CCL的下遊應用中，無線基礎設施佔比44%，ADAS佔比22%，是兩個主要的也是有增量的應用領域。

1、5G基站建設進入高峰期，高頻CCL需求旺盛

我們在上一篇通信PCB報告《格局優化，5G和雲計算帶動通信板持續爆發》已經詳述5G基站的結構，主要在AAU的天線底板和功放板兩部分使用了高頻PCB:

1)天線底板，面積0.3平米，2-4層高頻板;

2)功放板，面積0.027平米，4塊，雙面高頻板。

單基站3副AAU的高頻PCB價值量約為3600元左右，假設高頻CCL價值量佔比40%左右，單站高頻CCL價值量1450元左右。

截至19年上半年，我國4G基站數目達到445個，佔全球一半以上，預計全球5G基站數目在700萬以上，參考4G基站建設的節奏，我們預計2020-2022年將是5G基站建設高峰期，預計每年新增基站數量150萬個左右。

假設2021年開始高頻CCL價格每年下降5%，預計5G基站建設將帶動高頻CCL市場規模100億元左右，建設高峰期2020、2021、2022年分別能達到20、25、20億元。

2、ADAS滲透率提升，雷達板高頻CCL用量快速增長

高頻CCL的另一主要應用領域是ADAS系統的毫米波雷達，毫米波雷達是ADAS系統中用於感知的傳感器，與普通車載傳感器相比，毫米波雷達具有探測性能穩定、探測距離長，以及環境適應性好等優點。

目前毫米波雷達主要有24GHz中短距和77GHz-79GHz中長距兩種:前者可實現盲點檢測、車道偏離預警、車道保持輔助、泊車輔助等功能，而後者可實現自適應巡航、自動緊急剎車、前撞預警等功能。想實現L3等級的ADAS一般需要安裝6個以上的毫米波雷達。

核心硬體天線高頻PCB尺寸在0.005平米左右，77GHz產品一般採用多層板結構設計(4L-6L)，我們預估高頻板單價在7000元/平米以上，高頻CCL基材主要由羅傑斯、泰康尼和生益等提供。

根據IHS數據，2018年汽車毫米波雷達出貨量4100萬左右，隨著ADAS滲透率提升，2023年將達到1億，我們預估使用的高頻CCL規模從2018年的6.4億增長至14.7億元。

1、數據中心主板升級疊加需求回暖，高速CCL增量空間200億以上

1）北美雲巨頭資本開支拐點出現，伺服器需求量有望回暖

Prismark數據顯示，目前高速CCL市場規模超過高頻CCL的兩倍，高速CCL的主要應用領域在數據中心。我們已經進入了一個數據爆炸的時代，雲計算的需求越來越大。根據Cisco數據，2021年全球數據中心IP流量將達到20.6ZB，2016年-2021年複合增速達到25%。

相應的，超大規模數據中心(Synergy定義為:擁有幾十萬臺，甚至是數百萬臺伺服器的數據中心)數目將迎來快速增長，根據Cisco數據，2017年全球超大規模數據中心數目達到386個，佔比32%，2021年將達到628個，佔比53%。

從北美五大雲巨頭(谷歌、Facebook、微軟、蘋果、亞馬遜)的資本開支中也可以得到驗證，根據財報，2018年五個廠商資本開支780億美元左右，同比增長超過50%，19年Q1短暫回落、Q2跌幅收窄，最新三季報顯示，五大廠商資本開支200億美元左右，同比恢復增長。我們認為雲計算、存儲需求的增長是不可逆的，未來雲相關資本開支有望持續增長。

伺服器作為數據中心資本開支最大的部分，與之密切關聯。根據IDC數據，2018年全球X86伺服器出貨量1175萬臺，同比增長15.4%，成為過去幾年增長最快的一年。

19年受資本開支回落影響，前三季度伺服器出貨量同比有所下滑，不過Q3出貨量307萬臺，同比下滑3%，跌幅已經收窄。我們判斷，隨著數據中心資本開支恢復增長，伺服器、交換機、路由器、存儲器等ICT設備出貨量也將恢復並保持增長態勢，拉動高速PCB和CCL的需求。

2）新一代伺服器晶片PCIe接口升級，主板CCL價值量大幅提升

過去英特爾一直採用「Tick-Tock」戰略發布晶片，Tick是指CPU工藝升級，Tock則是CPU架構升級，二者輪流交替，兩年為一個周期。由於摩爾定律放緩，14nm的Skylake延期，英特爾的發布戰略也改為「製程-架構-優化」三步走，即每一代製程沿用三年，共發布三代CPU。

10nm晶片經過多次跳票後，於2019年年底發布PC端處理器晶片，伺服器CPU晶片Icelake需要等今年發布，核心數提升至38，支持8通道DDR4，PCIe升級至4.0，支持64條通道;AMD則在2019年發布了7nm伺服器CPU晶片ROME，核心數從32翻倍至64，支持8通道DDR4，PCIe升級至4.0，支持128條通道。

從英特爾的數據中心業務情況來看，當晶片工藝升級時，收入同比會出現快速增長。我們判斷，隨著今年下半年英特爾10nm伺服器CPU晶片的推出，14nm後累積了4年的需求有望集中釋放。

無論是AMD的ROME，還是英特爾的Icelake，這次工藝升級都將首次支持PCIe4.0。PCIe是最早由英特爾提出的新一代的總線標準，用於取代之前的PCI等接口。

PCIe插槽可以用於獨立顯卡，獨立音效卡，獨立網卡以及固態等硬體，插槽越多擴展能力越強，這也判斷主板強力的一個標準。

PCIe的插槽規格多樣，常見的是x1、x4、x8和x16這幾個，x16是指有16條Lane(數據通路)，基於PCIe的鏈路確定，部分伺服器最高可達32條。

目前市面上的PCIe已經經歷了1.0、2.0和3.0版本。以PCIe3.0為例，傳輸速率達到8GT/s，採用128b/130b編碼方案，每條Lane支持984.6MB/s的速率，x16的可用帶寬為15.75GB/s。

PCIe3.0規範在2010年發布，2012年在英特爾的SandyBridge首次支持，距離現在已經8年之久，PCIe4.0在2017年發布，傳輸速率翻倍至16GT/s，編碼模式不變，支持帶寬也翻倍。

目前PCIe3.0的伺服器主板材料以FR4為主，MidLoss等級，升級至PCIe4.0後，主板板材將迎來大變革，升級至LowLoss等級，對應松下M4、生益S7439、聯茂的IT-958G等材料。

我們認為，隨著英特爾的新一代伺服器CPU推出，更新需求有望集中釋放，未來3-4年主板板材從FR4升級為高速CCL(MidLoss到Lowloss)，將帶動高速CCL需求爆發。

另外，2019年PCIe5.0已經發布，傳輸速率進一步翻倍至32GT/s，屆時板材Loss將繼續升級至UltraLowLoss，對應M6、M7等級。我們測算，新一代CPU替換完畢後(2025年左右)，伺服器市場將帶動每年160億元以上的高速CCL增量，成為高速CCL最主要的增長動力。

3）交換機、路由器持續高速化，帶動板材進一步升級

高速化在交換機、路由器和光模塊的趨勢也十分明顯，由於對傳輸速率的要求越來越高，每兩年網絡設備的帶寬密度翻倍，高速交換機、路由器、光模塊佔比持續提升。

雖然今年Q1、Q2數據中心資本開支微幅下滑，但是乙太網交換機的營收規模持續增長，今年Q1-Q3營收分別達到68、70.7、73.2億美元，同比增速分別為7.8%、4.8%、0.1%，主要得益於向100G高速交換機的切換，19Q3全球100G交換機銷售額同比增長32.8%達到14.4億美元，市佔率從去年同期的14.8%提升至19.6%。

18年年底，全球最大的交換機廠商思科推出了400G交換機，博通於19年年底推出新款交換機晶片Tomahawk4，具備25.6Tbps交換能力，我們預計今年400光模塊、交換機有望迎來放量。

從10G到40G，再到100G、400G，埠速率的快速提升，帶動高速CCL的價值量大幅增加:40G、100G一般使用松下M4、M6高速板材(LowLoss、VeryLowLoss)，400G需要使用松下M7等級(UltraLowLoss)，我們預估未來(2025年左右)交換機、路由器相關高速CCL年增量有望超過35億元。

2、5G基站建設同樣拉動高速CCL用量

在5G基站上，高速板主要應用於BBU(DU CU)中，單站面積0.45平米，20層以上，單基站BBU高速PCB價值量2700元左右，假設高速CCL價值量佔比30%左右，對應高速CCL價值量800元以上，預計5G基站建設將帶動高頻CCL市場規模70億元左右(AAU的TRX板方案設計有變化，保守預計一部分在內)。

同時，今年SA獨立組網開始規模建設，拉動傳輸網OTN設備、高階交換機、路由器需求，需要使用大量的高速單板和背板，也將大幅拉動高速CCL的需求。

1、新增FR4產能有限，同時受高速CCL擠壓

我們統計了建滔、生益、南亞塑膠、聯茂、臺光、金安國紀、臺燿等全球前列的

剛性覆銅板廠商產能情況，近年來產能擴張有限，我們預估7家廠商2018-2020年產能增速分別為1.2%、2.4%、5.7%:建滔2019年擴出大約80萬張/月;生益2019年江西二期項目和2020年的九江一期;臺光黃石一期60萬張/月2019年年底投產;聯茂將於19Q4、20Q1分別投產30萬張/月;金安國紀2020開始投產20萬張/月;南亞塑膠110萬張/月需要2022年底完工。

季度來看，大部分新擴項目在2019年年底和2020年年初開始投產，需要3-6個月爬坡期，因此在2020年下半年才能有較大貢獻。

高頻CCL與FR4一般不共線，高速CCL可以通過FR4改線生產。由於高速CCL的需求旺盛，大部分產品盈利能力優於FR4，因此具備高速CCL能力的廠商一般選擇切換部分FR4產線生產高速CCL。

根據產業調研，覆銅板產線設計規劃時，為充分發揮產線的效率，上膠機和壓機等關鍵設備的比例和安裝都已確定，後期更改較為困難。當產品由FR4向高速CCL切換時，在上膠環節存在瓶頸，導致產能有損耗(部分高速CCL上膠速度只有FR的一半，即有50%左右的損耗)。

據我們測算，2020年在基站、核心網，以及數據中心，高速CCL需求增量大約40億左右，影響30億左右FR4的產值(佔產能5.5%左右)。

2、下遊細分領域需求回暖，FR4具備價格彈性

CCL的主要下遊與PCB類似，為數據通信、計算機、手機、消費電子、汽車等領域，2019年手機、消費電子、汽車等領域均表現低迷。

展望未來，數據通信領域繼續保持高景氣;5G換機驅動手機銷量恢復增長;可穿戴、智能家居等產品帶動消費電子市場增長;汽車銷量也有望觸底回升，尤其是電動車滲透率的提升帶動汽車電子市場規模快速增長，整體CCL行業需求向好。

因此對於FR4，在產能擴張有限的情況下，供給端受到高速CCL擠壓，在需求端回暖的情況下，產品價格具備一定彈性。

3、上遊原材料景氣回升，CCL企業盈利有望改善

銅箔和玻纖布都是CCL主要原材料，因為銅冶煉企業減產計劃和環保等因素，近期價格都有上漲趨勢，景氣度也有回升。

銅箔方面，臺灣銅箔龍頭金居開發11月營收5.3億新臺幣，同比大幅增長58.5%。玻纖布方面，臺灣玻璃紗/布企業11月營收42億新臺幣，三季度以來同比下滑幅度也有收窄。

由於中遊CCL行業集中度高，廠商議價能力較強，能順利傳導上遊原材料的漲價，同時提升自己的利潤率水平。

復盤上一輪CCL景氣周期，2016年下半年開始銅箔、玻纖布、樹脂三大原材料均大幅漲價，而生益科技、金安國紀的毛利率卻持續提升。根據生益科技可轉債說明書，2017H1公司單位成本較上年增加22.45%，銷售價格25.32%。

因此，如果上遊原材料景氣度持續回升，價格上漲，有望帶動中遊CCL價格上升，企業盈利能力改善。

高頻和高速CCL是行業規模增長的主要動力。5G基站建設、數據中心設備板材升級和需求回暖，帶動高頻和高速CCL市場高速增長;常規的FR4產品，也具備價格和盈利彈性。

繼續推薦CCL龍頭生益科技，市佔率全球第二，受益高頻高速CCL份額持續提升和FR4價格彈性。同時建議關注華正新材、超華科技。

生益科技:公司2019前三季度收入94.7億元，同比增長5.53%，歸母淨利潤10.42億元，同比增長28.66%。公司是國內覆銅板行業當之無愧的龍頭企業，是國內少有的具備高頻高速CCL量產能力的廠商，未來份額有望持續提升。

PCB方面，公司在通訊板領域位於第一梯隊，20H1大客戶訂單飽滿，隨著吉安生益電子項目投產，PCB業務也有望高速增長。預計2019、2020年公司淨利潤分別為14.5億元、19.4億元。

文章主要內容為興業證券電子行業首席分析師謝恆在進門財經路演核心觀點