5G PCB的非常明确的方向是高频高速材料和制板,因此作为PCB制造中的基板材料,高频高速的技术交替和价格动向受到业界的关注。
5G场景中机会多,重要的是高频高速
在“市场无热点”成为新常态的背景下,5G通信已经成为中国PCB产业的新动能。 从短期来看,我国是5G标准和技术的全球领先者之一,大规模建设推进5G通信基站和移动终端产品,必然会促进必要的PCB价格上涨,给整个产业带来新的技术挑战和需求灵活性。 从长远来看,5G技术的未来价值体现在“产业链功能”中,包括云计算、大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术,在5G的新基础设施中培养出众多新模式、新工作状态,并产生更多5G硬件产品
众所周知,5G硬件产品向高频高速化、高集成化、薄型化、小型化发展,在高频高速PCB中孔径变小,配线密度变大,回程间配线等节省空间的设计越来越多,5G硬件产品的PCB制造和质量保证面临着极其技术性的课题 PCB的高频高速化有两种方法。 一个是PCB加工工序要求高,另一个是使用高频高速霸权铜板。 但是,由于提高工艺的方法慢、成本高、难以实现,现在很多PCB厂商都很喜欢CCL的高频化。
霸铜板是PCB制的上游核心材料,是将电子玻璃布或其他加强材料浸入树脂中,在一面或两面铺上铜箔进行热压的板状材料。 约占PCB生产成本的20%~40%,与PCB有很强的相互依存关系。 现在,世界的高频高速CCL集中在美日供应商,众所周知的有美国的巨头罗杰斯、泰康利、伊索拉、日本的松下电工等。 他们具有更高的技术研发水平和更强的下游谈判能力,极少受到通信产品周期交替的限制,业务收益能力稳步增长。
罗杰斯市场开发部经理Phoebe Gao
作为高频、特殊霸权铜板领域的领导人,罗杰斯在《国际电子商情》中分享了5G时代霸权铜板技术发展的新知识。 罗杰斯市场开发部经理Phoebe Gao指出,国际电信联盟指出,5G主要有eMMB、mMTC和uRLLC三个应用场景。 其中,eMBB (即大流量移动宽带场景)被应用于3D高清视频、AR / VR等,它也是一般消费者理解的5G应用。 mMT C正在开创新的应用程序场景,包括智能家庭、智能公司和智能城市。 URLLC开辟了无人驾驶、汽车网络、产业自动化、远程医疗等巨大市场。 这也意味着5G迅速渗透各行业,给产业生态带来新的变革。
“总体来说,5G具有相对于4G /LTE比4G /LTE高1000倍以上的网络传输率。 在Massive MIMO技术、更宽频谱带的需求、毫米波带的使用等方面,5G与4G/LTE大不相同”。 Phoebe Gao说:“例如,以5G技术,Sub-6GHz频带的天线系统与4G没有多大差别,但5G天线的数量、复杂性和集成度远高于4G。 5G天线系统使用更先进的Massive MIMO技术,在同一天线中最多具有64路或更多的输入输出,因此需要天线的高度集成,天线设计变得越来越复杂。 由此产生的是,能够以低介电常数和公差、更低的插入损耗、更高的一致性进行多层板的设计和加工,同时在温度、环境变化下维持稳定的性能,满足阻燃性要求的材料的需求。”
另外,尽管在毫米波段中,5G波段还包括如28GHz和39GHz的毫米波段,但是因为毫米波段中的信号波长小,因此强调了为了电路设计需要选择更薄的电路材料。 此外,随着频率的增加,电路损耗进一步增加,更低损耗的电路材料也需要满足设计需要。
“5G系统的多通道特征,需要减小电路尺寸、减小基站体积,工程师对射频和数字信号的集成度要求更高,需要广泛使用多层板结构进行电路设计,电路层数从10层变为20层,再变为30层”
高频高速CCL除了满足5G数据传输和运算速度快、功率大等需求外,未来霸权铜板技术的发展具有“环保化、轻薄化、适应环境复杂化”三大特点,应对措施分别为无铅互换、无卤素和新型环保材料轻量高强度、挠曲耦合、HDI等; 大面积、高耐热性、高Tg材料、耐腐蚀性、低CTE等。
“国产化”的机会来了! 本土CCL制造商出力的高级板材
我们着眼于国内,在中国霸权铜板产业发展已有50多年的历史,曾经与PCB产业同步快速增长,高峰时年增长率达到20%以上。 目前我国霸铜板产业链基本成熟,据不完全统计,国内霸铜板企业约有70家,总产值已占全球65%以上,内资CCL厂商市场占有率进一步上升。
尽管增长势头明显,但中国本土霸权铜板供需矛盾较大,特别是0.05~0.8mm薄板、高级霸权铜板供需矛盾明显。 其根本原因是,我国霸铜板行业的总体技术水平和国际先进水平还存在差距,高科技高附加值霸铜板品种不足,高端产品尚不能完全自给,需要从美国、韩国、日本和中国台湾等地区进口,而且高技术含量、高附加值产品的进口供应有限, 相反,产品价格上涨,中国CCL的产品等级不高,不仅价格低,而且整体价格都在下降。 出口区域主要是香港、韩国、印度、泰国等地区。
如何扭转产值大但利润低的贫困局? 在国际贸易纠纷不断高涨的国产替代声音背景下,国产CCL厂商纷纷举起“国产化”旗帜,通过扩大投资、自主开发,提高高端产品生产能力,突破高频高速CCL技术壁垒,重建世界霸权铜板竞争结构。
据不完全统计,2019年在国内扩建的霸权铜板项目有14个,其大部分总投资额在亿元以上,各大CCL厂商对产业发展持乐观态度。 从产品结构来看,新项目多为高档板材,如高频高速铜板、柔性铜板等,符合当前电子行业的发展趋势。 并且,所有项目的建设周期非常短,基本上在一两年内完成现场建设和试运行,呈现出热望的景象。
展望未来,业者认为PCB和CCL行业没有过去几年的强大增长需求,但总量依然保持稳定的增长水平。 总体来说,5G、人工智能、AR/VR等新亮点值得期待,但库存市场空间有限,霸权铜板厂商需要关注安静的行业结构变化,以冷静的认识和有效的措施灵活应对机遇和挑战。