印制電路板(Printed Circuit Board,簡稱“PCB”),又稱為印制線路板、 印刷電路板、印刷線路板。通常把在絕緣基材上,按預(yù)定設(shè)計制成印制線路、印 制元件或兩者組合而成的導(dǎo)電圖形稱為印制電路,而在絕緣基材上提供元器件之 間電氣連接的導(dǎo)電圖形,稱為印制線路。
PCB誕生于20世紀(jì)30年代,采用電子印刷術(shù)制作,以絕緣板為基材,有選擇 性的加工孔和布設(shè)金屬的電路圖形,用來代替以往裝置電子元器件的底盤,并實 現(xiàn)電子元器件之間的相互連接,起中續(xù)傳輸?shù)淖饔茫请娮釉骷闹误w,有 “電子產(chǎn)品之母”之稱。該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平可在一定程度上反映一個國家或地區(qū) 電子產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展速度與技術(shù)水準(zhǔn)。隨著PCB層數(shù)和密度的不斷增加,PCB產(chǎn)品 與微型芯片的結(jié)合日益緊密,PCB生產(chǎn)和研發(fā)甚至?xí)绊懙絿业膽?zhàn)略信息安全。PCB產(chǎn)品分類方式多樣,行業(yè)中常用的分類方法主要有按照線路圖層數(shù)、產(chǎn) 品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品用途等幾個方面進行劃分,具體情況如下:
印制電路板(PCB)處于電子產(chǎn)業(yè)鏈的中
游,是電子產(chǎn)業(yè)核心元器件之一,產(chǎn)業(yè)鏈包括:原材料-高頻高速覆銅板-電子元 器件(PCB 等)-加工組裝(SMT)-5G 成型終端產(chǎn)品。
印制電路板(Printed Circuit Board,即 PCB),又稱印制線路板、印刷電路板、印刷線路板,是指采用電子印刷術(shù)制作的、在通用基材上按預(yù)定設(shè)計形 成點間連接及印制組件的印制板。印制電路板是電子元器件的支撐體和電氣連接的載體,有“電子產(chǎn)品之母”之稱。
通信設(shè)備線路板
通信設(shè)備是承載通信系統(tǒng)架構(gòu)的硬件設(shè)施和物理表現(xiàn)。通信系統(tǒng)可分為接入 網(wǎng)(即基站)、承載網(wǎng)(傳輸)和核心網(wǎng)(處理數(shù)據(jù)和連接因特網(wǎng)的部分),其 中 5G 系統(tǒng)中分別對應(yīng)的主要通信設(shè)備是基站設(shè)備(天線系統(tǒng)-AAU 和基帶單元 -DU+CU)、傳輸設(shè)備、核心網(wǎng)設(shè)備。
接入網(wǎng)產(chǎn)品主要性能指標(biāo)如下:
在承載網(wǎng)產(chǎn)品方面,5G 商用需要提前建設(shè)承載網(wǎng)絡(luò)。5G 產(chǎn)品對數(shù)據(jù)信號傳 輸速率從 25Gbps 提升至 56Gbps,對產(chǎn)品的阻抗、損耗等提出了更嚴(yán)格的要求。
該類產(chǎn)品主要性能指標(biāo)如下:
在核心網(wǎng)方面,重點對產(chǎn)品的高速及高密度提出了嚴(yán)格要求,核心網(wǎng)產(chǎn)品主要性能指標(biāo)如下:
通信設(shè)備板不僅對印制電路板的可靠性、電性能、熱性能和產(chǎn)品品質(zhì)要求嚴(yán) 格,而且要求產(chǎn)品使用壽命達(dá)到十年以上,因此對印制電路板供應(yīng)商認(rèn)證嚴(yán)苛, 進入門檻高,據(jù)中信建投的研究報告:高端板中,以華為為例,目前通過認(rèn)證的 高端通信板參與者主要包括滬電股份、深南電路、珠海方正(方正科技集團股份 有限公司電路板業(yè)務(wù)子公司)和生益電子 4 家。
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備板主要應(yīng)用于骨干網(wǎng)傳輸、路由器、高端交換機、以太網(wǎng)交換 機和接入網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)傳輸產(chǎn)品, 網(wǎng)絡(luò)通訊和數(shù)據(jù)傳輸不斷向高速大容量傳輸方向發(fā)展對印制電路板提出了 越來越高的要求。隨著產(chǎn)品 傳輸速率及電路板表面貼裝的芯片和元器件數(shù)量的提升,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備板對大尺寸單 板的工藝加工能力要求越來越高。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備板通常需要采用高速板材,并滿足產(chǎn)品對密度、尺寸精度、對準(zhǔn)度 等各方面的嚴(yán)苛要求,同時還要保證高速信號傳輸?shù)碾姎庑阅堋9揪W(wǎng)絡(luò)設(shè)備板產(chǎn)品主要指標(biāo)如下:
服務(wù)器是提供計算服務(wù)的設(shè)備。服務(wù)器通過接收網(wǎng)絡(luò)上其他計算機 (客戶機) 提交的服務(wù)請求,提供相應(yīng)的計算服務(wù)。5G 時代的到來,將帶來數(shù)據(jù)流量的爆 發(fā)式增長,促進人工智能、大數(shù)據(jù)等行業(yè)的發(fā)展,從而帶動服務(wù)器需求的增長。
隨著服務(wù)器向高速度、高性能、大容量等方向的不斷發(fā)展,其對印制電路板 的要求不斷提升,高端服務(wù)器所用 PCB 一般要求具有高層數(shù)、高縱橫比、高密度 和高傳輸速度,常規(guī)服務(wù)器一般層數(shù)在 8-24 層,板厚 2-4mm,厚徑比最高達(dá)到 15:1;高端服務(wù)器層數(shù)為 28-46 層,板厚 4-5mm,厚徑比最高達(dá)到 20:1。
服務(wù)器 產(chǎn)品具有高電氣性能和高可靠性,客戶對產(chǎn)品進行能力分級,供應(yīng)商通過考試認(rèn) 證后才具備該等級項目打樣及供貨資格,因此通常只有少數(shù)供應(yīng)商能通過高端考試板認(rèn)證。
服務(wù)器類產(chǎn)品主要性能指標(biāo)如下:
消費電子板主要應(yīng)用于智能手機及其配套設(shè)備等與現(xiàn)代消費者生活、娛樂息 息相關(guān)的電子產(chǎn)品。除高階 HDI 產(chǎn)品外,軟板及軟硬結(jié)合板技術(shù)也開始在行業(yè)推廣, 以滿足消費類客戶的設(shè)計需求。消費電子板產(chǎn)品主要性能指標(biāo)如下:
工控即工業(yè)自動化控制,是指將信息技術(shù)和電力電子緊密結(jié)合以控制電機運 作,達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的。工控板具有技術(shù)水平高和可靠性高的特點,一般 要求使用年限為 10 年以上。工 控、醫(yī)療板產(chǎn)品主要性能指標(biāo)如下:
醫(yī)療設(shè)備對電路板產(chǎn)品的品質(zhì)要求較高,需要特殊專業(yè)認(rèn)證,通常要求達(dá)到 IPC3 級。
在汽車電子領(lǐng)域,汽車安全、中控及高端娛樂系統(tǒng)、電動能源管理系統(tǒng)、自動駕駛傳感及毫米波雷達(dá)等產(chǎn)品上,為滿足智能汽車的快速充電需求,需要長期耐 2,000v 高壓的高可靠性快速充電控制板;超高技術(shù)清潔度的發(fā)動機控制板;毫米波雷達(dá)高頻板。汽車電子板產(chǎn)品主要性能指標(biāo)如下:
在高鐵領(lǐng)域,產(chǎn)品主要應(yīng)用于信號控制系統(tǒng)及機車安全系統(tǒng)。在航空航天領(lǐng)域,主要應(yīng)用于飛機電源控制和航空安全設(shè)施,該類產(chǎn)品主要性能指標(biāo)如下:
在封裝測試領(lǐng)域,該類產(chǎn)品主要性能指標(biāo)如 下:
從產(chǎn)業(yè)鏈的角度看,PCB 上游主要是覆銅板、銅箔行業(yè),下游主要是通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計算機/服務(wù)器、消費電子、工業(yè)控制、醫(yī)療、汽車電子、航空航天等行業(yè)。作為電子產(chǎn)品生產(chǎn)制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié),PCB 行業(yè)的產(chǎn)品與技術(shù)需不斷滿足下游電子產(chǎn)品的需求與變化。
5G 的三大應(yīng)用場景包括:增強 移動寬帶、大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)和低時延高可靠通信。
為了實現(xiàn)更高網(wǎng)絡(luò)容量以應(yīng)對上 述場景,5G 使用了大規(guī)模天線陣列(Massive MIMO)和超密集組網(wǎng)等技術(shù)。隨著 5G 的普及,未來天線和射頻模塊的需求將加大,基站部署密度也將進一步增 大,5G 基站的建設(shè)將帶動作為基礎(chǔ)元器件的高頻、高速 PCB 的發(fā)展。
5G 通信具備低傳輸損耗、低傳輸延時、高可靠性等特性,需要低介電常數(shù)、 低損耗因數(shù)的印制電路板。在印制電路板生 產(chǎn)過程中對介電常數(shù)、損耗因數(shù)、耐熱性、表面平整度、多層加工、混壓加工、 鍍銅均勻性等進行精密調(diào)控,生產(chǎn)的印制電路板具有低介電常 數(shù)、低介質(zhì)損耗、高可靠性等優(yōu)良特性,可以滿足 5G 通信用印制電路板低傳輸 損耗、低傳輸延時、高耐熱、高可靠性的要求。
PCB外協(xié)加工主要包括鉆孔、板面電鍍等 工序外協(xié)或多制程加工。主要外協(xié)加工服務(wù)單位外協(xié)加工費的變動情況如下:
下游行業(yè)通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計算機/服務(wù)器、消費電子、工控醫(yī) 療、汽車電子等的發(fā)展?fàn)顩r、行業(yè)景氣度、市場需求情況具體如下:
a.通信設(shè)備
根據(jù) Prismark 的統(tǒng)計和預(yù)測,2018 年全球通信設(shè)備市場規(guī)模為 5,910 億美 元,預(yù)計 2022 年將達(dá) 6,550 億美元,全球用于通信設(shè)備的 PCB 產(chǎn)值將由 2017 年 的 175 億美元增長到 2022 年的 211 億美元,年復(fù)合增長率達(dá)到 3.80%。
b.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備
未來幾年,我國的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場規(guī)模整體上呈增長趨勢,增速高于全球市場, 其中交換機和無線產(chǎn)品是市場增長的主要驅(qū)動因素。到 2020 年,我國企業(yè)級交 換機的市場規(guī)模預(yù)計將達(dá)到 31.5 億美元,較 2016 年增長 24.5%;無線產(chǎn)品的市 場規(guī)模將達(dá)到 8.8 億美元,較 2016 年增長 44.3%。
c.計算機/服務(wù)器
根據(jù) Prismark 數(shù)據(jù),2018 年全球 PCB 增長 6%,其中服務(wù)器/數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域 同比增長 21.3%,預(yù)測 2018-2023 年全球 PCB 市場整體增速為 3.7%,其中無線基 站、數(shù)據(jù)中心/服務(wù)器增速分別為 6.0%、5.8%,數(shù)據(jù)中心/服務(wù)器 PCB 市場增速 要明顯快于行業(yè)平均增速。
d.消費電子
隨著 5G 的快速普及,5G 手機等電子產(chǎn)品的需求也將帶動柔性電路板市場空間的提升。根據(jù) IDC 預(yù)測,2020 年 5G 手機的全球出貨量將達(dá)到 1.9 億部,占智 能手機總出貨量的 14%。另據(jù)中國移動公布的數(shù)據(jù)及供應(yīng)鏈調(diào)研,2020 年中國 5G 手機規(guī)模將達(dá)到 1.5 億部。
e.工控醫(yī)療
根據(jù) Prismark 的統(tǒng)計,2017 年全球工業(yè)控制市場規(guī)模為 2,110 億美元,預(yù) 計 2022 年達(dá) 2,560 億美元,年均復(fù)合增長率為 3.94%。工業(yè)控制產(chǎn)品往往需要技術(shù)和工藝水平高的高可靠性 PCB,是細(xì)分領(lǐng)域的高端市場。
隨著工業(yè)控制產(chǎn)業(yè)不斷向智能化、信息化方向發(fā)展,PCB 產(chǎn)品將有廣闊的市場空間。在全球人口自然增長、人口老齡化程度提高以及發(fā)展中國家經(jīng)濟增長的帶動 下,長期來看,全球范圍內(nèi)醫(yī)療器械市場將持續(xù)增長。
根據(jù) EvaluateMedTech 統(tǒng) 計,2017 年全球醫(yī)療器械銷售規(guī)模為 4,050 億美元,預(yù)計 2024 年將達(dá)到 5,950 億美元,期間年均復(fù)合增長率將保持在 5.65%。
f.汽車電子
根據(jù) Prismark 的預(yù)測,全球汽車電子將持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,2017 年全球汽車產(chǎn) 量為 9,730 萬輛,預(yù)計 2022 年全球汽車產(chǎn)量將達(dá)到 10,760 萬輛,全球汽車產(chǎn)量 每年增長率約為 2.0%;2017 年每車電子含量為 2,180 美元,預(yù)計 2022 年每車電 子含量將達(dá)到 2,715 美元,每車電子含量每年增長約 4.5%;全球汽車電子銷售 預(yù)計從 2017 年的 2,100 億美元,增長至 2022 年的 2,890 億美元,汽車電子銷售 額 2017 年-2022 年全球年均復(fù)合增長率將達(dá)到 6.6%。
生產(chǎn)印制電路板主要工藝流程如下: