覆铜板专题报告：5G和汽车电子催生高频覆铜板增量需求

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1.1行业产值稳健增长，全球产能向大陆转移

覆铜板是一种多功能电子层压复合材料，将石油木浆纸或玻纤布等增强材料浸以各种树脂，经烘焙制成半固化片，然后通过分切、叠层、覆铜，并经高温、高压、真空等工艺制作形成的板状材料。

作为制造印制电路板(PCB)的重要基础材料，覆铜板承担着PCB的导电、绝缘、支撑和信号传输四大功能，并对PCB的性能、可加工性、制造成本、可靠性等指标起着决定性作用。而不同的应用场景以及不同的处理环节对覆铜板的性能指标都提出了不同的要求，一般而言覆铜板必须满足PCB加工、元器件安装和整机产品运行三个环节的综合性能需求。

按照不同构造可将覆铜板分为刚性、挠性和特殊材料三大类，其中刚性覆铜板不易弯曲，具有一定硬度和韧度，而挠性覆铜板由于使用可挠性补强材料(薄膜)覆以电解铜箔或压延铜箔，因而可以弯曲，便于电器部件组装。构造与基材的多样性主要是为了满足不同场景的使用需求。

从不同类型覆铜板产量占比来看，国内玻纤布基板、纸基板、CEM-3、CEM-1等四大类刚性覆铜板合计占比超过85%，其中玻纤布基板占比几乎长期稳定在60%左右。近年来，随着LED照明和智能穿戴、高端智能手机等电子设备的发展，金属基板和挠性覆铜板发展速度明显高于传统产品，前者占比已经超过3%，后者则已达到10%左右。

从产业链来看，覆铜板上游对应的主要原材料包括铜箔、电子玻纤布以及合成树脂等，下游则主要用于印制电路板PCB，最终应用于计算机、通讯设备、消费电子、汽车电子等众多领域，而伴随着上述相关领域的技术升级与产品换代，覆铜板将具备更为广阔的市场需求空间。

从成本结构来看，覆铜板占下游PCB成本37%，其重要性由此可见一斑。单就覆铜板而言，铜箔、玻纤布以及合成树脂成本合计占比超过85%，而在薄板中仅铜箔就占成本一半。

从行业产值来看，覆铜板市场产值与销量都保持相对稳健的增长。2017年全球刚性覆铜板产值达到121.4亿美元，销量达到624.3百万平方米，分别同比增长19.1%和9%。若将时间尺度拉长，则近五年来产值和销量年复合增速分别为4.9%和5.6%。

从区域分布来看，向中国大陆转移趋势明显。从世界范围来看，覆铜板产业已逐渐从20世纪80年代之前美国主宰时期、到随后20年左右日本主宰时期，再到本世纪以来主导企业逐渐从欧美发达国家转移至亚洲地区，并已形成欧美日主导超高端产品、中国大陆及台湾主导高中低端产品的格局。在全球产值保持个位数复合增速的同时，中国大陆的产值却保持在两位数年复合增速，产能转移趋势显著，从2016年开始中国大陆覆铜板销量占比已经超过70%，2017年产值占比已接近2/3。

1.2行业集中度不断提升，具备向下游转嫁成本的能力

上游原材料供给高度集中，供需影响因素相对复杂。玻璃纤维布、电解铜箔、环氧树脂作为覆铜板上游三大主材料，其价格波动直接关系到覆铜板的成本。从产能分布来看，全球玻纤CR3超过50%，CR6接近80%，全球铜箔产量CR3接近40%，CR6接近60%，环氧树脂CR3超过30%，CR6超过50%。而从这些原材料的下游应用领域来看，玻纤有21%用于电子电气，铜箔有60%用于覆铜板，环氧树脂有43%用于电子电器。整体而言，覆铜板的上游主要原材料都具备生产高度集中、投资大且回报周期长的特征，其供需往往会受到下游行业的周期性以及环保限产等政策影响，进而影响其价格波动。

下游PCB需求旺盛，但行业集中度低。印制电路板PCB几乎可以认为是覆铜板的唯一下游，在过去约40年历史中，PCB产业跟随全球电子制造中心的转移步伐，已经先后从美国转移到日本再到台湾，现阶段已转移到中国大陆，从2016年开始中国大陆的PCB产值已占全球一半，并且在未来预计将进一步提升。目前全球约2800多家PCB企业，其中约1500家在中国大陆，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的运输和水电条件的区域。但是国内PCB市场高度分散，2017年CR10不足15%，深南电路作为国内PCB龙头，其市占率也仅有2.84%。

覆铜板行业集中度不断提升。在全球覆铜板产能逐渐向中国大陆转移的过程中，产值集中度也持续提升，行业CR3已从2012年33.7%提升至2017年38%，前8家企业产值占比更是高达2/3。国内主要有生益科技、金安国纪、华正新材等企业相对领先，其中生益科技产值在全球市占率已提升至12%，位列第二，并不断缩小与行业龙头建滔化工的差距。

覆铜板厂商具备成本转移能力。正如前文所述，覆铜板厂商的市场集中度高，下游PCB需求旺盛但厂商众多、市场高度分散，因而在面对高度集中的上游玻纤布、铜箔、树脂等原材料涨价时不仅具备一定的话语权，而且还能迅速将成本上涨压力转嫁至下游PCB客户。如下图所示，2017上半年进口玻纤、铜箔、环氧树脂等材料价格集体出现显著涨幅，而出口覆铜板价格却几乎提前一个季度就开始上涨，半年度时头部覆铜板厂商毛利率更是有所提升。

1.3国内高端产品劣势明显，产品结构有待优化

国内覆铜板产量足够大，但在高端产品上依然处于明显的弱势地位。从产量、产值的绝对数额来看，中国大陆已经成为全球最大的覆铜板生产基地，以刚性覆铜板为例，中国大陆在全球范围内销量占比71.4%，产值占比66.2%，但大陆覆铜板产品仍存在高端供给不足、中低端同质化竞争的问题，价格竞争与成本控制是相关企业生存的主要方式。如果我们近似认为进口为高端产品，出口以中低端产品为主，那么从海关总署披露的数据来看，国内PCB用途的覆铜板进出口价差不断拉大，按同口径计算，当前出口价格与进口价格的比例已经从10年前80%下降至40%，显然国内产品与国外高端产品的差距依然在扩大。

从下游PCB产品结构验证来看，国内在高端产品上同样处于劣势，但正在积极改善。以2009-2016年数据为例，尽管多层板依然是PCB市场的主流，但全球PCB产品结构中技术含量较高的挠性板、HDI板和封装基板合计占比从43.7%提升至46.4%，与此同时国内也从28.8%提升至36.2%。但不可回避的现实是，对于技术含量最高的封装基板产品，与全球PCB结构的12.1%占比，国内占比不到3%，仅深南电路、兴森科技和珠海越亚等企业能够生产。但据Prismark预测，2016-2021年期间国内封装基板产值年复合增速将达到3.55%，远高于全球0.14%的平均水平，高端产能转移趋势也很明显。

随着大数据、物联网、人工智能、5G等新一代信息技术的快速演进，硬件、软件与服务等产品及应用体系都将加速重构，并引发电子信息产业的新一轮变革。而作为电子工业的基础材料之一，覆铜板也必然会跟随不同领域PCB的特点与需求变化而不断演变。

2.1通信设备和汽车电子成为下游需求增长的主要动能

通信、计算机和消费电子占据下游应用前三甲，汽车电子需求加速增长。覆铜板在产业链里直接对应的下游为PCB，再进一步则几乎涉及所有电子产品。21世纪以来，个人计算机的普及带动计算机领域对PCB的需求，2008年以来移动互联网时代的智能手机逐渐成为PCB行业的主要驱动力之一。整体而言通信（基站等设备+智能手机终端）、计算机和消费电子一直占据下游应用的前三甲，三者合计占比接近70%，其中应用于通信电子领域的PCB产值占比已经从22%左右向30%迈近，计算机领域的占比逐渐萎缩，但汽车电子占比已经从2009年不到4%迅速提升至9%以上。

据Prismark预计，2017-2021年期间通信基站和汽车电子将成为驱动PCB行业发展的新动能，二者CAGR将分别达到6.9%和5.6%，而个人计算机领域则将继续萎缩，此外智能手机、工业医疗以及军用航天等领域将保持相对稳健的需求增长。

不同细分领域的PCB需求各异。通信设备（基站、路由器、交换机、骨干网传输设备、光纤到户设备）等主要以高多层板为主，其中8-16层板占比约35%，以智能手机为代表的移动终端需求则集中在HDI、挠性板和封装基板。计算机领域的个人电脑需求主要集中在挠性板和封装基板，服务/存储则以6-16层板和封装基板为主。汽车电子领域则以低层板、HDI板和挠性板为主，但正从传统简单的双层板、4-6层板向更高集成度、更小面积的HDI过渡。

2.25G商用及汽车防撞雷达推动毫米波高频基材需求

毫米波通信逐渐从军事应用领域向商业化民用渗透，车载防撞雷达与5G移动通信将成为重要场景。通常把频率高于300MHz的电磁波称为微波，并根据波长不同进一步细化为分米波、厘米波、毫米波及亚毫米波，其中处于极高频30-300GHz、波长1-10mm的电磁波被称为毫米波，一般认为其频段为26.5~300GHz。与较低频段的微波相比，毫米波拥有高达273.5GHz的带宽，能提供足够的信息传输容量，并且其抗干扰能力、穿透等离子体能力强，有利于远程导弹或航天器实现通信和制导，因而毫米波早期应用主要集中在航天和军事国防领域。但随着无线通信的频谱拓展，商业射频应用迅速增长，尤其车载防撞雷达以及临近商用的5G无线通信将成为毫米波通信的重要场景。

2.2.15G基站设备对覆铜板数量及高频基材需求增长

面向5G的新型业务和更极致的用户体验需要更多频谱资源支撑，高频通信成为5G的关键技术之一。未来5G场景下的新型业务对移动数据流量、连接密度以及传输速率等性能指标都将提出更高要求，应用端爆发将直接带来移动通信对频谱资源、尤其是对连续大带宽频段的需求激增，例如300MHz以上连续频谱才能支撑5G场景通信对信道容量需求。由于历史原因，3GHz以下可用于公众移动通信的低频段已基本被前几代通信网络瓜分完毕，且频段分散，无法提供5G所需的连续大带宽，因而5G必然向更高的工作频段延伸。目前世界范围内对于5G的频谱已基本达成共识，3~6GHz中频段将成为5G的核心工作频段，主要用于解决广域无缝覆盖问题，6GHz以上高频段主要用于局部补充，在信道条件较好的情况下为热点区域用户提供超高数据传输服务，例如对于26GHz、28GHz、39GHz毫米波应用也逐渐趋向共识，最终形成高中频混用格局。

更高的工作频段导致5G基站数量将显著超出4G。由于5G工作频段更高，尽管穿透能力好，但绕射能力弱、传输损耗大，传播距离比较短，其基站覆盖范围将从4G网络几百米缩小至数十米，因而运营商需要建设的基站数量会显著增加。截至2018年底，国内基站总数达到648万个，其中4G基站372万个，预计随着4G网络的进一步完善，最终基站数量或将达到400万左右，而考虑到5G基站的覆盖范围，其宏基站数量或将达到4G的1.5倍即600万个。

5G基站原理与3/4G相同，但设计层面存在差异，且随着通信频率的提升，高频材料用量更多。一般基站主设备包括基带处理单元BBU、远端射频处理单元RRU和天馈系统，在2G时代及以前BBU与RRU一体化，到3G时代提出分布式基站，将BBU与RRU分离，两者不必放置于同一机柜，其中RRU位置可以更接近天线，到4G时代则逐渐出现RRU位置无限接近于天线，而到5G时代，与此前2/3/4G不同的是，为尽可能解决减少馈线损耗，简化站点部署并节约天面资源，射频模块RRU将与天线进行整体协同设计，因而5G天线系统将同时具备滤波、放大及抑制干扰等功能。而在基站设备组件中，天馈系统与RRU均需用到高频通信材料，相比3G时代，高频材料在4G基站中使用更为普及，预计高频PCB或将在5G基站中实现对普通PCB板的全面替代，进而带动高频通信材料需求成倍增长。

1、天馈系统：高频通信材料是基站天线功能实现的关键基础材料。天线内部主要有辐射单元、馈电网络、反射板、封装平台、电调天线控制器RCU五个核心部件组成。①、其中辐射单元的核心部件为天线振子，振子单元又可分为压铸成型、钣金组合成型、PCB印刷三种方案，而PCB印刷方案由于加工精度较高且重量轻，在4G/5G基站的优势更明显，但其电性能指标受PCB基材介电常数稳定性影响较高，因而原材料须选用介电常数稳定、介质损耗低的高频覆铜板。②、馈电网络有微带线和同轴电缆馈两种类型，目前基站天线多选用PCB微带线馈电网络或PCB与同轴电缆混合型馈电网络。由于通信频率高且变化范围大，其中PCB基材仍然以高频覆铜板为主。

同时，5G基站天线数量大幅增加，将进一步提升高频覆铜板用量。与传统基站一般4-8根、最多十余根天线相比，5GMassiveMIMO可以多达128、256根甚至更多，借助大量可独立收发数据的天线单元，配合3D波束成形将信号对准期望用户并尽可能减少干扰，从而大幅提升频谱效率。

2、5G射频拉远RRU对基材要求更为严苛，高导热性的PTFE高频覆铜板或将逐渐成为趋势。目前4G基站RRU中功放模块的主要元器件都印刷在使用高频覆铜板基材的PCB电路中，且以碳氢化合物树脂高频覆铜板为主。而未来到5G时代，为提高单个基站的覆盖面积，功放输出功率不断上升，对PCB基材散热性要求更加严苛，高导热性PTFE高频覆铜板或将逐渐成为趋势。

2.2.2汽车持续智能化升级，电子化程度提升带动覆铜板需求

随着汽车向智能化、多功能化发展，车用PCB市场迎来扩张机遇。高级驾驶辅助系统ADAS渗透率逐渐提升，网联化逐渐成为出厂标配，至于更为高级的自动驾驶形态也早已被列入包括传统车企以及互联网巨头等在内的众多企业日程。车用PCB也逐渐由之前简单的双面板、4-6层板、多层板向集成化更高、面积更小的HDI过渡，并且车用HDI对安全性能的考量更为严苛，在高集成度的同时要具备耐热性、低损耗、寿命长等特点。

毫米波雷达是当前汽车电子中高频覆铜板的主要用途。毫米波雷达测距不易受对象表面形状和颜色以及外界大气流、雨雪雾等环境干扰，因而被搭载在汽车上用于全天候场景下快速感知0-300米范围内周边物体距离、速度、方位角等信息，常见工作于24GHz、77GHz、79GHz这三个频段附近，其中由于77GHz具有更小的波长，可进一步缩减天线尺寸，便于安装部署，且探测精度也更高，正逐渐成为主流选择，并随之带来高频PCB的用量需求。目前世界范围内车载毫米波雷达主要的市场份额被博世、大陆、Hella、富士通、电装等企业占据，市场集中度高。

当前智能辅助驾驶系统的逐步渗透正加速车用高频PCB市场的增长。一般而言如果要全方位覆盖汽车周围环境感测，需要同时装载“长、中、短”多颗毫米波雷达，甚至到最终L5级自动驾驶阶段单车装载量会超过10颗。而据日本矢野经济研究所预计，到2020年全球ADAS渗透率有望达到25%，新车ADAS搭载率有望达到50%。同时新能源车、车联网、自动驾驶等产品形式还将带来汽车照明系统、动力系统、传感器、安全系统等完全电子化，汽车电子产品在整车价值占比不断提升，未来有望超过50%，车用PCB所需的普通多层板以及高频基板市场需求都将迎来快速增长。

2.3高频覆铜板的实现对材料及工艺等要求更为严格

PCB中高速信号传输可分为两类：其一是以正弦波传输的高频信号，主要用于雷达、广播电视、移动通信、光纤通信等场景；另一类是以方脉冲数字信号传输的高速逻辑信号，主要用于电脑、计算机、存储器等产品，并迅速推广应用至家电和通讯电子产品。从本质上来看，高频是高速的基础。

5G商用将毫米波通信带入普通公众无线网络，高频带来更大的带宽，支撑起更快的速率和更多的连接，并导致最终数据流量出现爆发式增长。同时随着IC集成度快速提高，信号传输频率和速率越来越高。而PCB中信号传输频率高于一定程度之后会开始受到PCB导线本身特性的影响与限制，进而造成传输信号严重失真甚至完全丧失。换言之，高频通信场景下覆铜板所发挥的作用不再只是电路的互联、导通、绝缘和支撑，同时还需要扮演传输线的角色。

覆铜板的性能提升很大程度取决于特种树脂的选择，根据不同基材的介质损耗Df与介电常数Dk所表现出来的传输损耗大小可对其进行等级划分。一般仅有PTFE树脂型覆铜板能满足天线使用需求，但近年来包括碳氢树脂、聚苯醚树脂等非PTFE材料也开始进入这一市场。在传统覆铜板要求环氧树脂具有高纯度、低吸湿性和一定力学性能的基础上，高频覆铜板则提出更高的要求。一般高频高速覆铜板使用树脂材料包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯醚树脂(PPE)、碳氢树脂等。

当然，铜箔以及玻纤布的处理对于高频覆铜板性能也至关重要，例如玻纤布要经过高水平的扁平化处理与开纤处理，铜箔应使用超低轮廓度电解铜箔、平滑铜箔，有助于实现电路信号的低传输损耗、高精度阻抗控制性以及微细电路高水平工艺性等要求。甚至在越高的工作频率下，超低轮廓度电解铜箔在抑制信号传输损失所起的作用可能还要大于基材的树脂作用。

此外，毫米波高频基板在工艺层面还需要提高多层板加工可靠性、降低制造成本、改善混合介质及混合电路（射频/数字）多层板成形加工性。综合而言，高频覆铜板的实现对上游材料的选择以及工艺要求都更为严格，这也是超高端覆铜板产品几乎为日美厂商垄断的主要原因，国内厂商的追赶替代之路任重而道远。

以全球覆铜板行业龙头Rogers为例，其高频微波型覆铜板在过去60多年的发展历史大致可以分为三个阶段：

1、军事航空应用时期：主要介于1950s-1990s初，其中最早期的PTFE(聚四氟乙烯)/玻纤布型覆铜板也是国内多数高频微波覆铜板企业的入门品种，后来陆续推出PTFE/玻璃短纤维以及PTFE/陶瓷填充，以及热固性树脂/陶瓷填充等类型的覆铜板产品。

2、商业应用时期：开始于上世纪90年代，一些民用商业性电子产品开始采用高频微波覆铜板，Rogers将前期军用产品基础上进一步推出性能改善、成本更低的PTFE/陶瓷/玻纤布型覆铜板，90年代中后期更是引入碳氢树脂取代原先的聚四氟乙烯PTFE树脂。

3、多层板应用时期：进入21世纪以后高频基材进入多层板主宰时期，多层化、多样化和低成本成为该期间产品类型的主要特征。

而从业务结构来看，Rogers高频基材的应用领域结构也在悄然发生变化，过去五年中航空防务与汽车雷达领域的销售占比显著提升，消费电子占比在波动中小幅上升。预计公司未来高频基材的销售将主要由自动驾驶、车联网、5G无线通信、物联网等新兴领域驱动。

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