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2018年中国印刷电路板PCB产业下游领域发展趋势及未来PCB行业发展趋势:大型化、集中化[图]

2019年10月11日 13:47:24字号:T|T

    印制电路板(PrintedCircuitBoard,简称“PCB”,或PrintedWireBoard,简称“PWB”),是指在通用基材上按预定设计形成点间连接及印制元件的印制板,其主要功能是使各种电子零组件形成预定电路的连接,起中继传输作用。

    PCB提供电子产品之间的互联和信号传输。印制电路板是组装电子零件用的关键互连件,不仅为电子元器件提供电气连接,也承载着电子设备数字及模拟信号传输、电源供给和射频微波信号发射与接收等业务功能,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”。

    PCB制造水平反映国家电子信息产业实力。PCB的制造品质不仅直接影响电子产品的可靠性,而且影响芯片与芯片之间信号传输的完整性,其产业的发展水平可在一定程度上反映一个国家或地区电子信息产业的发展速度与技术水平。

    一、需求

    上游原材料涉及大宗商品。制作PCB的上游原材料主要为铜箔、铜球、铜箔基板(覆铜板)、半固化片、油墨、干膜和金盐等;此外,为满足下游领先品牌客户的采购需求,许多情况下PCB生产企业还需要采购电子零件与PCB产品进行贴装后销售。在PCB空板原材料中,铜箔基板(覆铜板)最为主要。铜箔基板(覆铜板)涉及到玻纤纱制造行业、玻纤布纺织行业、铜箔制造行业等。

    以PCB为中游的电子信息产业上下游关系图

数据来源:公开资料整理

    二、PCB品类

    技术进步推动智能手机等3C电子设备持续朝轻薄化、小型化、行动化方向发展,为实现更少空间、更快速度、更高性能的目标,其对印制电路板PCB的“轻、薄、短、小”要求不断提高。

    PCB产品品类众多,可按基材材质、导电图形层数、应用领域和终端产品等使用多种分类方法。以应用领域分类:通讯用板、消费电子用板、计算机用板、汽车电子用板、军事/航天航空用板、工业控制用板及医疗用板等。以具体应用的终端产品分类:手机用板、电视机用板、音响设备用板、电子玩具用板、照相机用板、LED用板及医疗器械用板等。

PCB以基材材质柔软性分类

产品类型
基材材质与特性
主要应用
刚性板
由不易弯曲、具有一定强韧度的刚性基材制成的印制电路板,其
优点是可以为附着其上的电子元件提供一定的支撑。
广泛应用于计算机、网络设
备、通信设备、工业控制、
汽车、军事航空等电子设
备。
柔性板
(FPC)
是由柔性基材制成的印制电路板,主要由金属导体箔、胶粘剂和
绝缘基膜三种材料组合而成,其优点是轻薄、可弯曲、可立体组
装、适合具有小型化、轻量化和移动要求的各类电子产品。
应用广泛,目前主要应用领
域为智能手机、平板电脑、
可穿戴设备、其他触控设备
等。
刚挠
结合板
又称“软硬结合板”,指将不同的柔性板与刚性板层压在一起,通
过孔金属化工艺实现刚性印制电路板和柔性印制电路板的电路
相互连通,柔性板部分可以弯曲,刚性板部分可以承载重的器件,
形成三维的电路板。
主要用于医疗设备、导航系
统、消费电子等产品。

数据来源:公开资料整理

PCB以导电图形层数分类

产品类型
结构特点
单面板
单面板仅在绝缘基板一侧表面上形成导电图形,导线则集中在另一面,是印制电路板中
最基本的结构
双面板
双面板是上、下两层线路结构式的电路板,经由导通孔将两面线路连接。与单面板相比,
双面板的应用与单面板基本相同,主要特点是增加了单位面积的布线密度,其结构比单
面板复杂。双面板加工工艺增加了孔金属化过程,工艺控制难度较高。
多层板
多层板是四层或四层以上的印制电路板,将多层的单面板或双面板热压在一起,通过二
次钻孔、孔金属化,在不同层间形成了导电的通路。多层板的层数越多,技术层次也越
高,对下游电子产品的技术支持能力也越强。

数据来源:公开资料整理

PCB多层板的细分类

产品类型
结构特点
应用领域
普通
多层板
内层由四层及以上导电图形与绝缘材料压制而成,外层为
铜箔。层间导电图形通过导孔进行互连
消费电子、通信设备和汽车电子
等领域
背板
用于连接或插接多块单板以形成独立系统的印制电路板
通信、服务/存储、航空航天、超
级计算机、医疗等重要场合
高速
多层板
由多层导电图形和低介电损耗的高速材料压制而成的印制
电路板
通信、服务/存储等
金属
基板
由金属基材、绝缘介质层和电路层三部分构成的复合印制
线路板
通信无线基站、微波通信等
厚铜板
使用厚铜箔(铜厚在3OZ及以上)或成品任何一层铜厚为
3OZ及以上的印制电路板
通信电源、医疗设备电源、工业
电源、新能源汽车等
高频
微波板
采用特殊的高频材料(如聚四氟乙烯等)进行加工制造而
成的印制电路板
通信基站、微波传输、卫星通信、
导航雷达等
HDI
孔径在0.15mm以下、孔环之环径在0.25mm以下、接点密
度在130点/平方英寸以上、布线密度在117英寸/平方英寸
以上的多层印制电路板
智能手机、平板电脑、数码相机、
可穿戴设备等消费类电子产品,
在通信设备、航空航天、工控医
疗等领域亦增长较快

数据来源:公开资料整理

    PCB线宽向着更小尺寸、更高集成度的演进。特别是随着手机等智能电子终端功能的不断增多,I/O数也随之越来越多,必须进一步缩小线宽线距;但传统HDI受限于制程难以满足要求,堆叠层数更多、线宽线距更小、可以承载更多功能模组的SLP(substrate-likePCB)技术成为解决这一问题的必然选择。

    SLP比HDI的线宽更小。SLP即高阶HDI,主要使用的是半加成法技术,是介于减成法和全加成法之间的PCB图形制作技术,制作工艺相对于全加成法更加成熟,且图形精细化程度及可靠性均可满足高端产品的需求,可进行批量化的生产。半加成法工艺适合制作10/10-50/50μm之间的精细线宽线距。作为目前能够同时满足手机空间和信号传输要求的优化产品,SLP的逐步量产及推广将打破行业生态。

    基于IC封装而产生的封装基板。随着半导体技术的发展,IC的特征尺寸不断缩小,集成度不断提高,相应的IC封装向着超多引脚、窄节距、超小型化方向发展。20世纪90年代中期,一种以球栅阵列封装(BallGridArray,简称BGA)、芯片尺寸封装(ChipScalePackage,简称CSP)为代表的新型IC高密度封装形式问世,从而产生了一种封装的必要新载体——封装基板。

    封装基板处于PCB最高端的领域。在高阶封装领域,封装基板已取代传统引线框架,成为芯片封装中不可或缺的一部分,不仅为芯片提供支撑、散热和保护作用,同时为芯片与PCB母板之间提供电子连接,起着“承上启下”的作用;甚至可埋入无源、有源器件以实现一定系统功能。

    封装基板更加小型化。封装基板是在HDI板的基础上发展而来,是适应电子封装技术快速发展而向高端技术的延伸,两者存在着一定的相关性。封装基板作为一种高端的PCB,具有高密度、高精度、高性能、小型化及薄型化等特点。

    三、PCB产业高端领域

    PCB的雏型来源于20世纪初利用“线路”(Circuit)概念的电话交换机系统,它是用金属箔切割成线路导体,将之黏着于两张石蜡纸中间制成。真正意义上的PCB诞生于20世纪30年代,它采用电子印刷术制作,以绝缘板为基材,切成一定尺寸,其上至少附有一个导电图形,并布有孔(如组件孔、紧固孔、金属化孔等),用来代替以往装臵电子元器件的底盘,并实现电子元器件之间的相互连接,起中继传输的作用,是电子元器件的支撑体。

    全球PCB产业经历了由“欧美主导”转为“亚洲主导”的发展变化。全球PCB产业最早由欧美主导,随着日本加入主导行列,形成美欧日共同主导的格局;二十一世纪以来,由于劳动力成本相对低廉,亚洲地区成为全球最重要的电子产品制造基地,全球PCB产业重心亦逐渐向亚洲转移,形成了以亚洲(尤其是中国大陆)为中心、其它地区为辅的新格局。

    2008-2018年中国大陆PCB年产值和增速

数据来源:公开资料整理

    目前,全球前20大PCB厂商主要为总部位于境外的企业。在全球范围内,中国大陆已成为PCB行业增长速度最快的地区;各大境外PCB厂商在中国大陆投资建设的PCB企业在生产规模、研发水平、供货能力、产品质量和客户质量等方面,均占有明显优势。

    中国大陆企业的排位还是较低的,未有进入前10名。中国大陆企业产值总量所占比例不高,企业数量是日本的两倍多,但产值份额却与日本相同,显然我们单个企业规模还不够巨大。然而,中国大陆的PCB制造企业在不断做大,除了进入前100位排行榜的企业数增多外,产值总量和占比例也都有显著提升。

    目前,全球约有2800家PCB企业,主要集中在中国大陆、中国台湾地区、日本、韩国、美国和欧洲等六大区域。从产业技术水平来看,日本是全球最大的高端PCB生产地区,产品以高阶HDI板、封装基板、高层挠性板为主;美国保留了高复杂性PCB的研发和生产,产品以高端多层板为主,主要应用于军事、航空、通信等领域;韩国和中国台湾地区PCB企业也以附加值较高的封装基板和HDI板等产品为主;中国大陆的产品整体技术水平与美国、日本、韩国、中国台湾地区相比存在一定差距,但随着产业规模的快速扩张,中国大陆PCB产业的升级进程不断加快,高端多层板、挠性板、HDI板等产品的生产能力均实现了较大提升。

    从产品结构来看,当前PCB市场中多层板仍占主流地位。随着电子电路行业技术的迅速发展,元器件的集成功能日益广泛,电子产品对PCB的高密度化要求更为突出,高多层板、柔性板、HDI板和封装基板等高端PCB产品逐渐占据市场主导地位。

    多层板的市场份额仍将是市场首位,为PCB产业的整体发展提供重要支持;柔性板、HDI板和封装基板等高技术含量PCB占比将不断提升,成为市场发展的主流。

    四、国内PCB高端市场

    中国PCB市场巨大的发展空间吸引了大量国际企业进入,绝大部分世界知名PCB生产企业均已在我国建立了生产基地,并积极扩张。目前,我国PCB企业大约有1500家,形成了台资、港资、美资、日资以及本土内资企业多方共同竞争的格局。其中,外资企业普遍投资规模较大,生产技术和产品专业性都有一定优势;内资企业数量众多,但企业规模和技术水平与外资企业相比仍存在一定差距。

    2018年,中国大陆地区PCB营收前10大企业中,只有3家是内资企业;营收前20大企业中,只有6家是内资企业。营收前10和前20的PCB企业中,内资企业数量占比为30%。但是,数据表明东山精密、深南电路已经进入前5。

    2018中国PCB厂商营业收入排名

排名
名称
营业收入(亿元)
1
鹏鼎控股(深圳)股份有限公司
258.55
2
健鼎(无锡)电子有限公司
114.26
3
东山精密制造股份有限公司
102.35
4
深南电路股份有限公司
76.02
5
紫翔电子科技有限公司
71.21
6
奥特斯(中国)有限公司
66.32
7
欣兴电子股份有限公司
65.81
8
沪士电子股份有限公司
54.97
9
深圳市景旺电子股份有限公司
49.11
10
瀚宇博德科技(江阴)有限公司
45.95
11
志超科技股份有限公司
42.99
12
名幸电子有限公司
40.78
13
华通电脑(惠州)有限公司
37.72
14
台郡科技股份有限公司
37.1
15
崇达技术股份有限公司
36.56
16
深圳市兴森快捷电路科技股份有限公司
34.73
17
广东依顿电子科技股份有限公司
33.29
18
胜宏科技(惠州)股份有限公司
33.04
19
依利安达集团有限公司
31.13
20
南亚电路板(昆山)有限公司
29.61

数据来源:公开资料整理

    中国有着健康稳定的内需市场和显著的生产制造优势,吸引了大量外资企业将生产重心向中国大陆转移。PCB产品作为基础电子元件,其产业多围绕下游产业集中地区配套建设。目前中国大陆约有一千五百家PCB企业,主要分布在珠三角、长三角和环渤海等电子行业集中度高、对基础元件需求量大并具备良好运输条件和水、电条件的区域。未来几年,中国印制电路板市场在国内电子信息产业的带动下,仍将以高于全球的增长率继续增长。

    中国大陆PCB企业起步较晚,生产规模普遍较小,整体市场占有率较低。这类厂商早期产品集中在刚性印制电路板。近年,一批初具规模并具备一定技术领先实力的大陆企业开始转向柔性印制电路板、HDI及高多层印制电路板等相对高端的PCB产品领域,已成功上市的行业企业积极将募集资金应用于扩大产能和开发高端产品。此外,近几年中国本土智能手机品牌的迅速崛起,带动了一部分国内PCB企业的快速发展。依托与国内客户良好的合作关系,本土PCB企业产销规模不断扩大,并积极开拓高端PCB产品市场。

    五、PCB行业趋势

    PCB行业企业“大型化、集中化”的发展趋势,一方面是由本行业资金需求大、技术要求高及业内竞争激烈的特点所决定,另一方面也是受到下游终端产品更新换代加速、品牌集中度日益提高的影响。

    伴随着生活水平及消费水平的不断提高,终端消费者更加注重电子产品的用户体验及高科技含量,电子产品更新换代加速,新技术、新材料、新设计的持续开发及快速转化要求品牌厂商必须拥有强大的资金及技术研发实力,同时需要具备大规模组织生产及统一供应链管理的能力,雄厚的厂商实力与热销的优秀产品相互叠加,导致PCB下游行业的品牌集中度日益提高。

    与之相适应,拥有领先的产品设计与研发实力、卓越的大批量供货能力及良好产品质量保证的大型PCB厂商,才能不断满足大型品牌客户对供应商技术研发、品质管控及大批量及时供货的苛刻要求;而中小企业在此类竞争中则凸显不足,导致其与大型PCB厂商的差距日益扩大。大型PCB厂商不断积累竞争优势、扩大经营规模、筑高行业门槛,盈利能力不断增强,在竞争中将日益占据主导地位,使本行业日益呈现“大型化、集中化”的局面。

    PCB行业的主要障碍

类别
主要壁垒
形成原因
资金
壁垒
PCB行业作为资本密集型
行业,其前期投入和持续经
营对于企业资金实力的要
求较高,对新进入者形成了
较高的资金壁垒。
(1)项目建设成本高。印制电路板生产线及相关配套设备的投入成本较高,新建年产能百万
平方米以上的生产线至少需投入数亿元。因此,印制电路板行业的前期投入金额较大,生产厂
商必须具备较强的资金实力。
(2)持续投入大。为保持产品的持续竞争力,厂商必须不断对生产设备及工艺进行升级改造,
并保持较高的研发投入,以紧跟行业更迭步伐。
(3)定制化生产成本高。PCB生产中的显著特点即定制化生产,大型PCB厂商为不同客户或
者同一客户的不同产品需求制定不同的生产计划、选用不同的生产设备,更凸显了资金实力在
企业发展中的基础作用。
(4)PCB生产厂商的核心竞争力很大程度体现在快速供货和交付能力,这意味着PCB生产商
需要在下游客户的生产集中地区建厂布局。在不同地区选址建厂的巨额资本投入加大了对厂商
资金实力的考验。
技术
壁垒
随着电子产品日益朝智能
化、轻薄化、精密化方向发
展,其对于PCB产品的技
术先进性及稳定性要求日
益提高,这意味着生产企业
必须拥有先进的生产设备、
精湛的生产工艺及不断创
新的生产技术,进入PCB
行业的技术壁垒亦将日益
提高。
印制电路板是一个市场细分复杂的行业,不同的印制电路板虽有一些共同的基本工艺,但更重
要的是根据基材厚度和材质、要求的线宽和线距大小、精度、PCB的结构、生产规模、装连工
艺及客户指定需求等,结合生产企业的特色工艺和服务各种类型客户的经验,确定不同的生产
工艺和设备,进行定制化的生产和服务。另一方面,PCB产品类型丰富繁杂,刚性板、柔性板、
HDI等虽然在工艺上有共通点,但是在具体生产中,各类型产品都有自己一套独立的生产体系,
这也往往是一些中小厂商集中生产某个类型PCB产品的原因,无法达到大型厂商可以满足下游
客户“一站式采购”的水平
客户
认可
壁垒
印制电路板是电子产品的
基础组件,其质量好坏直接
关系到电子产品的功能和
寿命。因此,印制电路板的
下游客户、尤其是优质的大
型客户,对印制电路板品质
的要求较高。
(1)业内一般采用“合格供应商认证制度”,要求PCB生产商具有健全的运营网络、高效的信
息化管理系统、丰富的行业经验和良好的品牌声誉。尤其是一些国际领先品牌客户,遴选合格
供应商时不仅关注产品性能、质量和稳定性等,还包括稽核程序、“6S”(整理、整顿、清扫、
清洁、素养、安全)管理、工厂作业规范、生产程序、环保、员工福利和社会责任等众多软性
考核指标。认证程序严格复杂,耗时较长。
(2)通过合格供应商认证后,涉及到具体型号的产品生产时,下游客户往往需要PCB厂商参
与共同研发,客户会对供应商提出的几个甚至数十个方案进行反复论证。因此,PCB生产商的
共同设计研发能力对客户形成了一定的绑定效果,客户黏性较强。总体而言,优质的下游高端
客户倾向于与大型PCB生产企业合作,其对PCB供应商的考察周期在1年左右,一旦形成长期
稳定的合作关系,不会轻易启用新厂商进行合作,从而形成较高的客户认可壁垒。
环保
壁垒
全球各国对于电子产品生
产及报废方面的环保要求
日益严格。
(1)继欧盟颁布《关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令》(RoHS)、《报废
电子电气设备指令》(WEEE)、《化学品注册、评估、许可和限制》(REACH)等相关指
令要求后,我国政府也发布了《电子信息产品污染防治管理办法》(中国RoHS),并宣布将
秉持科学发展观,以“节能、减排、降耗、增效”作为发展的首要目标。
(2)PCB行业生产工序多、工艺复杂,消耗原材料种类众多,涉及到重金属污染源,同时需
要耗用大量的资源和能源,产生的废弃物处理难度较大。因此环保工作一直是PCB行业企业生
产中高度重视的环节,环保设备的采购、环保工程的建设、环保理念的普及以及环保工作的长
期有效执行均将大量消耗企业的人力、物力、财力。同时,环保也是客户对其供应商的要求,
尤其是一些国际领先品牌客户的“合格供应商认证制度”包含了对各种环保支出、环保认证体系
等进行考核的软性指标。大量的环保投入、先进的环保工艺、完善的环保管理及全面的环保监
管认可,均构成对行业新进企业的环保壁垒。

数据来源:公开资料整理

    六、应用领域

    印制电路板行业是电子信息产业的基础行业,印制电路板在电子产品中不可或缺,其下游应用领域广泛,覆盖通信、工控医疗、航空航天、汽车电子、计算机等社会经济各个领域。

    由于PCB产品的下游应用领域广泛,其周期性受单一行业影响小,主要随宏观经济的波动以及电子信息产业的整体发展状况而变化。

    1、5G通信拉动PCB需求

    通信领域的PCB需求可分为通信设备和移动终端等细分领域,其中,通信设备主要指用于有线或无线网络传输的通信基础设施,包括通信基站、路由器、交换机、骨干网传输设备、微波传输设备、光纤到户设备等。

    2009年,随着我国电信产业重组的完成以及3G网络的建设,无线基站、传输设备、网络设备等通信设备的投资大幅增长。2014年,4G网络的推广和普及使得我国通信设施投资再次迎来井喷式增长。2009-2013年3G建设带来了巨大的通信基站市场;2014-2018年4G建设带来了更大的通信市场。5G的建设将打开PCB市场空间,带来增量的PCB需求。

    全球手机市场容量巨大,发展前景广阔。受益于通信技术和手机零部件的不断升级带来的历次换机潮,全球手机市场目前维持着稳定增长的趋势。根据调查数据统计,全球手机出货量由2011年的17.18亿部增长至2018年的18.91亿部,出货金额由2011年的3049亿美元增长至4950亿美元。随着5G时代的到来,2019年至2022年,全球手机年平均出货金额预计将稳步提升至近6000亿美元。

    2011年至2022年全球手机出货量和出货金额

数据来源:公开资料整理

    2、未来汽车电子占比提升拉动PCB需求

    汽车电子是车体汽车电子和车载汽车电子控制装臵的总称,是由传感器、微处理器、执行器、电子元器件等组成的电子控制系统。随着汽车整体安全性、舒适性、娱乐性等需求日益提升,电子化、信息化、网络化和智能化成为汽车技术的发展方向;同时,新能源汽车、安全驾驶辅助以及无人驾驶技术的快速发展,使得更多高端的电子通信技术在汽车中得以应用,汽车电子系统占整车成本的比重不断提升。

    汽车电子占整车成本比重日益提升。根据调查数据显示,汽车技术70%左右的创新源自于汽车电子,汽车电子技术的应用程度已经成为衡量整车水平的主要标志。全球汽车电子占整车价值比重预计将由2015年的40%上升到2020年的50%。

    全球汽车电子占整车价值比例

数据来源:公开资料整理

    3、计算机领域中来服务器带来PCB增长需求

    全球PC出货量在2011年达到3.65亿台的峰值后,出货量不断下滑,2018年全球PC出货量为2.59亿台。与2011年峰值相比,2018年全球PC出货量为2011年峰值的70.96%,下降趋势仍然在沿继。全球服务器市场保持较好的稳定增长。2018年,全球服务器出货量达到1289.50万台,创历史新高。

    全球计算机领域中PCB增长需求转向服务器领域,主要是与全球企业加云计算和大数据的硬件投入等相关,未来这个增长趋势仍将持续。

    2007-2018年全球服务器出货量和增速

数据来源:公开资料整理

    4、消费电子暂处于饱和态,未来新产品拉动需求增长

    以平板电脑为代表的消费电子类需求不断下滑。平板电脑出货量从2014年2.29亿台顶峰,下降到2018年1.01亿台,下降幅度超过一半。当前消费电子(除手机外)需求整体处于饱和状态。

    近年AR(增强现实)、VR(虚拟现实)、平板电脑、可穿戴设备频频成为消费电子行业热点,叠加全球消费升级之大趋势,消费者逐渐从以往的物质型消费走向服务型、品质型消费。目前,消费电子行业正在酝酿下一个以AI、IoT、智能家居为代表的新蓝海,创新型消费电子产品层出不穷,并将渗透消费者生活的方方面面。

    2011年-2018年全球平板电脑出货量和增速

数据来源:公开资料整理

    5、工控医疗航空航天需求占比小

    工业控制、医疗器械等市场需求涌现,包括工业机器人、高端医疗设备等新兴产品成为众多PCB厂商积极探索的领域。工业控制、医疗器械的PCB产值和占比非常小,对PCB整体的影响并不大。

    相关报告:智研咨询发布的《2020-2026年中国印刷电路板PCB行业市场运营状况及投资机会分析报告》 

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