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2019年中国PCB行业发展趋势分析:随着5G、云计算及汽车电子化程度提升,增加PCB空间[图]

2019年09月19日 13:49:20字号:T|T

    PCB(PrintedCircuitBoard),中文名称为印制线路板,简称印制板,是电子工业的重要部件之一。几乎每种电子设备,小到电子手表、计算器,大到计算机,通讯电子设备,军用武器系统,只要有集成电路等电子元器件,为了它们之间的电气互连,都要使用印制板。在较大型的电子产品研究过程中,最基本的成功因素是该产品的印制板的设计、文件编制和制造。印制板的设计和制造质量直接影响到整个产品的质量和成本,甚至导致商业竞争的成败。

    一、5G

    5G基站向高频段发展,基站数目显著提高。低频通信频段拥挤,通信传输逐渐向高频频段转移,高频频段带宽容量更大,目前各国频谱规划都在向更高的频段(3GHz以上)延伸,单个基站覆盖的范围将会变小,因此为达到同样的覆盖范围,5G的基站数量将会比4G更多。

    现实的5G建设中,运营商将采用SA和NSA混合的方案,预测5G基站总数将达到4G基站数的1.3至1.5倍,据调查数据显示,截至2018年底,我国4G基站数达到372万座,则预测5G基站总数将超过500万座。

    2014-2025年5G基站建设数量及预测

数据来源:公开资料整理

    5G基站(AAU+CU+DU):AAU是有源天线单元,负责射频处理功能与天线收发空间波的功能,由原天馈系统和RRU合设组成;CU是中央单元,由原BBU中的非实时部分分割出来,负责处理高层协议功能并集中管理多个DU;DU是分布式接入单元,负责处理物理层协议和实时服务。

    5G时代国内5G基站AAUPCB的价值量为255亿元。5G的基站数量和单个基站所用PCB面板增加,将带来基站所用PCB需求量增加,DU、CU和背板等均需要使用PCB板。

    AAU的PCB需求量:基站数量:预测5G基站规模是4G基站数量的1.3至1.5倍,2019-2025年新增5G基站数量为550万;PCB面积:5G基站AAU中数字电路和射频PCB的面积增大至0.4m2,馈电网络和天线振子所用PCB的面积约为0.5m2;PCB单价:数字电路(多为8层板)和射频PCB(多为双层板)的单价与4G末期相同,约为2000元/平米,馈线网络和天线振子(多为双层板)由于原材料进口替代带来的单价降至1800元/平米,因此考虑3个扇区的情况下单个5G宏基站AAU所用PCB的价值量约为5100元。

    假设国内5G基站数量是4G的1.3倍,面积为原来的4.5倍,单价整体来看略有下降,则预测5G时代国内5G基站AAUPCB的价值量为255亿元,约为4G时代的6倍,5G建设高峰期的市场规模有望达到60亿元。如果考虑到全球5G基站数量、DU、CU和背板的需求,以及小基站和剩余部分4G基站的建设,则用量将更大。

4G与5G基站PCB市场空间预测

-
4G
5G
基站数量(万)
372
500
AAU或RRUPCB面积(平方米)
0.2
0.9
PCB单价(元/平方米)
2000
数字电路,射频2000
馈电网络,天线振子1800
单个基站PCB价值量(元)
1200
5100
PCB价值量(亿元)
45
255

数据来源:公开资料整理

    二、云计算、汽车电子

    印制电路板是电子产品的关键互连件,绝大多数电子设备及产品均需配备,因而被称为“电子产品之母”。印刷电路板下游应用相对广泛,其中以个人电脑、手机、汽车用板的应用场景占比较高。同时未来伴随着个人电脑应用的相对疲软,未来服务器用途、通信用途(有限通信设备、无线通信设备)以及汽车用途将成为推动印刷电路板市场规模快速成长的主要推动力。相比于通信用途跟随通讯变革相对明显的周期特性,云计算、边缘计算推动的服务器印刷电路板的量价齐升以及汽车电子化的逐渐深入带动汽车PCB板需求量逐渐增加则显得更为源远流长。

    2017-2023年服务器、通信、汽车板保持高增速

数据来源:公开资料整理

    1、云计算

    未来云计算、5G、AI、IoT等新型应用将带来海量数据存储与运算需求。服务器作为数据存储与运算的物理基础,近年来随着计算需求的增长维持了较高的景气度。据调查数据显示,2018年全球服务器的出货量达到1289万台,同比增12.57%。展望未来。云计算、5G、AI、IoT等新型应用将带来海量数据存储与运算需求,大规模存储中心数据将持续带动服务器市场繁荣成长。

    预计2021年全球数据流量将达2017年的2.4倍。服务器作为物理基础也将迎来快速增长。预计2021年超大规模数据中心数量将达628个,是2017年的1.6倍,数据中心的扩建将带来服务器用量上的提升。假设一个超大规模数据中心有1000台机柜,每个机柜有300台服务器,估算可得2018-2021年每年的服务器增量约为1800万台左右。PCB作为服务器内数据传输数字信号的基础部件,也将伴随服务器市场景气度而迎来高速成长。

    2007-2018年全球服务器出货量

数据来源:公开资料整理

    2016-2021年超大规模计算中心个数及比例预测

数据来源:公开资料整理

    2、汽车电子

    电子化程度是衡量现代汽车技术的主要差异化指标,电子技术的应用不仅提高了汽车的动力性、经济性和安全性,还改善了行驶过程中的稳定舒适程度,可显著地提升整车性能。汽车电子按其应用场景可分为车身电子装置和车载电子装置两大类:车身电子装置应用于汽车本体系统,而车载电子装置则用于汽车搭载的辅助系统上。电子装置的大量使用将提升PCB在汽车中的应用。

    能源车以电动机驱动车辆行驶,其独特的动力控制系统(BMS、VCU和MCU)使得整车PCB用量较传统汽车更大,尤其是BMS(电池管理系统)带来大量的PCB用量需求。BMS由底层硬件电路和应用软件组成,是电池单元中的核心组件,作用是监测单体电池的电压、电流等指标,实现均衡控制,防止出现过压过流等损伤电池寿命和性能的情况。BMS由于架构复杂,需要用到大量的PCB,主控电路用量约为0.24平米,单体管理单元则在2~3平米。

    ADAS快速渗透,全面提升汽车电子化程度。智能化是现代汽车的发展趋势,ADAS作为实现完全无人驾驶前的过渡,是最先有望大规模落地的自动驾驶技术,已成为各大车厂和跨界而来的互联网巨头争相布局的新战略高地。目前ADAS主要集中在法规较为严格的美系、中高端德系车型市场,在单车智能化的趋势之下,ADAS将迅速完成渗透。

PCB在新能源汽车动力控制系统中的应用

整车控制单元
VCU
检测驾驶和车辆状态,
向MCU、BMS发送指
令,实现整车控制决策
电机控制单元
MCU
接收VCU指令,将电
池直流电转化为交流
电,控制电机旋转
电池管理系统
BMS
智能化管理和维护电池
组,放置电池过充或放
电,实现分布式管理

数据来源:公开资料整理

    汽车电子领域的PCB需求主要以低层板、HDI板和挠性板为主,目前可为新能源汽车提供电源管理系统(BMS)、电机驱动系统、充电器、逆变器散热大功率用印刷电路板,汽车防撞雷达高频微波用印刷电路板。

    三、PCB厂商

    据调查数据显示,从地区来看,中国大陆地区2018年PCB产值同比增长10.0%,且产值占全球比达到52.6%,已然成为PCB行业的半壁江山,并且美、日、欧等地区的PCB产业规模还在缩减当中,中国大陆凭借较低的人力成本,政府招商引资鼓励政策,未来中国大陆占比还将继续提升。虽然在2019年以来,中美经贸摩擦加剧,经济不确定性增加,PCB产业短期可能存在波动,从中长期看增长趋势仍比较确定。预测2018-2023年美洲、欧洲、日本等发达地区PCB产值年复合增长率将维持在2%以内,保持缓慢增长的态势;亚洲地区(中国、日本除外)将维持3%以上的较快增长,中国地区复合增长速度将达到4.4%。

    随着中国大陆PCB厂商技术实力进步,将逐步缩小与境外企业的差距;从PCB厂商的扩产节奏来看,未来1~3年大部分的产能释放将主要由内资厂商所带来,中国台湾PCB企业在这次扩产过程中扩充的产能相对来说较少,内资龙头厂商或将引领中国大陆PCB产值增长。

    2000-2023年PCB产值按地域分类及预测

数据来源:公开资料整理

    相关报告:智研咨询发布的《2019-2025年中国PCB行业市场供需预测及发展趋势研究报告》 

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