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文档简介

投资观点核心观点:AI浪潮下重塑对“底层土壤”算力的高要求,服务器、数据中心等升级迭代均促进作为电子元器件支撑体的PCB需求提质增量,其核心材料为高频高速覆铜板,相应的Dk、Df等性能要求需在生产过程中采用特种树脂、高端硅微粉等原材料来实现,上游材料市场迎快速发展良机。我们看好算力升级蔓延至上游材料端并展现出较强需求弹性,同时上游材料行业技术及生产壁垒高,国内龙头望抓住窗口期快速实现替代和超车,建议重点关注各细分上游材料龙头企业。高频高速覆铜板上游原料为影响高端PCB产品性能的核心材料。AI、5G快发展及相应算力升级促进PCB市场提质增量,

预计2021-2026年服务器/数据存储领域PCB需求CAGR为10%,是增长最快细分领域,成为拉动PCB未来增长重要驱动力。算力高要求下实现PCB性能关键在其核心材料高频高速覆铜板,而决定高频高速覆铜板核心指标Dk和Df优劣在其原材料的选用,树脂、硅微粉等为关键因素,算力升级带来上游原材料端需求的增长弹性。树脂:高频高速需求弹性向上,国产企业深度受益。M6、M7可用于5G等通信基础设备和超算等,是热固性高频高速覆铜板的“标杆”式著名品牌,其Df值要求分别介于0.002-0.005以及小于0.002,Dk值介于3.4-3.6。覆铜板基体树脂中,PPO综合性能较为优异,适用于高频高速覆铜板。电子级PPO需在大宗级产品基础上进行改性,目前市场改性技术以海外SABIC公司工艺路线为主流。我们测算得到,单台AI服务器和PCIe5.0普通服务器的PPO耗用量分别为1.60kg、0.34kg。随着AI服务器放量以及EGS服务器加速升级渗透,我们测算到2025年全球电子级PPO树脂需求将自2022年约1202吨提升至5821吨。未来1-2年或为PPO厂商关键卡位期,过去市场供应以SABIC为主,随国产厂商加紧布局,行业格局望重塑。电子硅微粉:适配高端覆铜板,算力升级拉动高端化需求。硅微粉为覆铜板重要填料,填充率15%-30%,具备改善CCL性能的关键作用,高端硅微粉与高频高速覆铜板、封装基板高度适配。测算2025年全球刚性/高端覆铜板用硅微粉需求望达27/12万吨,其中AI浪潮下服务器升级带动Low

Df球硅需求量为3493吨。同时算力、存储升级也拉动先进封装需求增长,也是硅微粉另一重要应用领域,测算2025年全球传统/先进封装用硅微粉需求量33/3.6万吨。未来伴随下游需求升级,看好国产硅微粉龙头在性能/价格/服务优势下,加速进入核心客户供应体系,高端品替代空间大。相关公司:1)圣泉集团:全球合成树脂龙头,深耕电子树脂多年,PPO认证进度领先,有望抓住需求放量窗口期实现战略卡位。2)东材科技:平台型材料龙头,电子树脂材料快速上量,切入CCL龙头进展顺利。3)联瑞新材:电子高端填料隐形冠军,受益CCL+EMC高端化需求提质增量,看好国产龙头加速进入核心供应体系,中长期具备较强成长动力。风险提示:下游需求不及预期、行业竞争加剧、涉及公司产能投放进度不及预期风险、市场空间测算偏差风险、研究报告使用的公开资料可能存在信息滞后或更新不及时的风险。23算力升级拉动电子原材料需求增长图解及测算来源:柴颂刚等《球形二氧化硅在覆铜板的应用》、中泰证券研究所图表:服务器升级对PPO树脂及对应硅微粉需求拉动测算图表:算力升级拉动电子上游原材料需求增长图解层数增加、面积增加、性能要求提高PCIe5.0

服务器渗透率提升交换机、光模块需求增长AI服务器渗透率提升AI快发展AI服务器需求增长CPU服务器架构升级数据中心网络架构迭代PCB需求提质增量高频高速覆铜板需求增长树脂硅微粉科技浪潮终端应用电子元器件支撑体PCB核心载体性能要求提高介电常数(Dk):保证传输速率介质损耗(Df):保证传输损耗线性膨胀系数:保证尺寸稳定性其他:耐热、抗化学性等决定相应性能要求原材料PPOPTFECH…熔融硅微粉球形硅微粉…算力要求提高项目2022E2023E2024E2025EAI服务器(万台)12153454PPO树脂(吨)194248537861Low

Df球硅(吨)117149322516PCIE5.0服务器(万台)762326721165PPO树脂(吨)25879022833963Low

Df球硅(吨)15547413702378其他PPO树脂(吨)750825908998Low

Df球硅(吨)450495545599总需求PPO树脂(吨)1202186337285821Low

Df球硅(吨)7211118223734934目录CO

N

TEN

T

S树脂:高频高速需求弹性向上,国产企业深度受益23电子硅微粉:适配高端覆铜板,算力升级拉动高端化需求高频高速覆铜板上游原料为影响高端PCB产品性能的核心材料1相关公司4风险提示55T|

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泰目录EN所1高频高速覆铜板上游原料为影响高端PCB产品性能的核心材料6PCB即印刷电路板,为“电子产业之母”。PCB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刷板,其主要功能是:1)为电路中各种元器件提供机械支撑;2)使各种电子零组件形成预定电路的电气连接,起中继传输作用;3)用标记符号将所安装的各元器件标注出来,便于插装、检查及调试。PCB可以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,因而被称为“电子产品之母”。PCB下游应用广泛,高景气细分领域未来需求增速更快。PCB市场经历了多个发展阶段,且每个阶段发展驱动力有所差异,早期驱动力包括PC、功能性手机、智能手机等,与科技创新和技术变革关系密切,预计未来几年PCB或受益5G和AI快发展带来的服务器等需求所驱动。根据Prismark,2021年服务器/数据存储领域和汽车领域PCB需求占比均为10%左右,预计服务器/汽车2021-2026年CAGR为10%/7.5%,为PCB下游需求增长最快的细分领域。PCB下游应用广泛,系“电子产业之母”图表:全球PCB市场发展趋势(2021~2026)来源:Prismark、Eternal、中泰证券研究所手机,

20%个人电脑,18%消费,

15%汽车,10%服务器/数据存储,10%4%军工/航天,4%其他计算机,

6%有线设备,7%工业,

4%医疗,

2%图表:2021年全球PCB下游应用占比(%)无线设备,12%10%8%6%4%2%0%-2%//航空航天服

其务

线

线

他器

计数 备 备 费 算据 电 机存 子储PC2021-2026CAGR(%)图表:不同领域PCB细分增速情况4263323213453884244765035084425255545575625745535425886246136528098438799219621016-30%-20%-10%0%10%20%30%0200400600800100012002000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021E

2022F

2023F

2024F

2025F

2026FPCB产值(亿美元)

YOY(%,右轴)2000年以前PC2001-2008功能性手机2009-2016智能手机2017-20194G→5G2020-20295G、AloT2030-6G75G建设进入关键期,相关PCB价值量望显著提升。“十四五”是我国5G规模化应用的关键期,将重点推进5G+新型信息消费、工业互联网、车联网、智慧教育、智慧城市等15个行业的5G应用。5G宏基站内PCB价值量约为4G的3-4倍,单站PCB用量将大幅增加,此外,由于高频覆盖半径缩小,同等覆盖范围需更多基站,也带来PCB用量提升,5G微基站的建设投入规模会远高于4G时代。同时,承载更大带宽流量所需的路由器、交换机、IDC等设备投资都会进一步加大,受此影响,PCB尤其是高端PCB产品市场需求量将大幅增加。AI高要求下带动服务器/交换机用量,提升高性能PCB市场需求。AI高速发展对算力提出更高要求,服务器/交换机作为算力核心载体和传输的硬件需求量有望增加。同时算力要求提高对大容量、高速、高性能的云计算服务器的需求将不断增长,对PCB的设计要求也将不断升级,提升对于高层数、大尺寸、高速材料等的应用。5G+AI或为未来PCB市场增长的重要驱动力42.927.935.431.434.4109.8114.893.859.348.5173.89110014024026523521019805010015020025030020092010201120122013201420152016201720182019

20202021F2022F2023F2024F2025F2026F2027F3G时期4G时期5G时期图表:AI服务器对PCB的新要求图表:我国移动通信基站新建(净增)数量走势及预测(单位:万站)来源:工信部、前瞻产业研究院、人工智能与创新、中泰证券研究所类别AI

服务器较通用服务器变化PCB

变化硬件架构采用异构形式(CPU+GPU、GPU+TPU、CPU+其他加速卡等)目前主流采用CPU+GPU需要多卡互连,PCB

的走线更多,更密集,需提高

PCB的层数、基材以及工艺等加速卡一般配4-8块加速卡,目前以GPU为主加速卡增加GPU板用量,高端

GPU针脚数更多、显存颗粒更多、供电模块更多,需增加PCB层数独特设计需要针对性地对系统结构、散热、拓扑做专门的设计PCB的材料和加工工艺需要相应提高,保证散热性、低损耗等专用设计技术专用性更高,例如

Purley

平台升级总线标准,NVlink

提供更大显存位宽带宽,实现高速GPU互连,TensorCore提供更强的AI计算力传输协议升级和带宽增加,需

PCB提高层数、降低损耗,采用更高等级CCL8◼

5G、AI等对PCB高性能化要求催生高频高速覆铜板需求,核心关注点在介电常数和介质损耗。服务器的高速度、高性能、大容量等的发展实际加大的是高频高速PCB产品的需求,而高频高速PCB板实现相应性能的关键在高频高速覆铜板。高频高速覆铜板分为两类,高速覆铜板指的是具备高信号传输速度、高特性阻抗精度、低传送信号分散性、低损耗的覆铜板,其主要关注的是介电损耗(Df);高频覆铜板指的是工作频率在5GHz以上,在超高频领域使用,具有超低介电常数的覆铜板,更注重介电常数(Dk),重点在Dk的稳定性。从下游应用角度来看,高频高速覆铜板终端应用为5G、服务器、交换机、新能源汽车等未来PCB下游需求增速较快细分领域。来源:联瑞新材招股书、华正新材招股书、中泰证券研究所高频高速覆铜板为高性能PCB产品的核心材料介质损耗(Df)低更低保证传输损耗线性膨胀系数低更低保证尺寸稳定性吸水性保证介电常数和介质损耗稳定其他物理指标——低 更低良好的耐热性、抗化学性、抗冲击性等特点指标高速覆铜板高频覆铜板用途要求介电常数(Dk)低稳定保证传输速率图表:高频高速覆铜板代表性指标图表:不同下游应用对应Df、Dk要求IC封装基板高频覆铜板高速覆铜板导热覆铜板、HDI板高多层互联用中高Tg覆铜板无卤无铅等环保型覆铜板半导体芯片封装5G通信基站、自动驾驶服务器、光模块、路由器、交换机汽车照明、LED照明系统、消费电子工业控制、仪器仪表、消费电子智能家电、汽车电子、工业控制图表:高等级覆铜板应用场景9原材料选用是决定覆铜板性能的关键,核心原材料由铜箔、电子布、树脂、填料等组成。覆铜板是PCB主要载体,其性能取决于其原材料,高频高速覆铜板对Dk、Df等的要求通过提高原材料性能要求来实现。覆铜板原材料为铜箔、电子布、树脂、硅微粉等,材料作用关键,如特种树脂是实现高频高速覆铜板相应性能要求的核心原材料之一;硅微粉等作为填料填充在树脂体系中,进一步改善覆铜板性能,降低制造成本,一般产品越高端、粒径越小,其在树脂中的填充率越高。考虑对高频高速覆铜板性能影响的大小,本报告主要讨论树脂和硅微粉两种新材料产品。普通PCB板中树脂材料成本占比约8

,高频高速要求下占比预计更高。据前瞻产业研究院,一般而言,普通PCB板中,覆铜板成本约占30

;而树脂作为填充基体材料,约占覆铜板成本的26。综合来看,树脂占PCB整体成本约8

。为满足高频高速覆铜板低信号损失等传输要求,树脂基材也需达到更严格的低介电常数(Dk)、低介电损耗(Df)要求,因而在整体PCB板中成本占比预计更高。用在普通覆铜板的硅微粉主要以价格较低的角形硅微粉为主,一般单吨价格在几千元不等,实际对覆铜板成本的影响较小。图表:高频高速覆铜板产业链原材料的选用是实现高频高速覆铜板性能的核心电子布铜箔树脂硅微粉等填料图表:覆铜板结构组成制造费用,20直接人工,

20铜箔,

9其他,

21铜箔,

12树脂,

8玻纤布,6其他,

4覆铜板30图表:普通PCB板成本构成来源:粉体圈、华正新材招股书、中泰证券研究所铜箔玻纤布特种树脂硅微粉等填料高频高速覆铜板蚀刻液等油墨PCB其他材料AI服务器、5G、光模块等10T|

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泰目录EN所2树脂:高频高速需求弹性向上,国产企业深度受益11松下Megtron系列是高频高速覆铜板主要分级标杆来源:松下电器官网、中泰证券研究所Df:≤0.002Dk:3.4-3.6Df:0.002-0.005DK:3.4-3.8Df:0.005-0.008Dk:3.8D◼

M6、M7是高频高速覆铜板的“标杆”品牌。松下电工Megtron系列为高速覆铜板领域分级标杆,历年发布的不同等级覆铜板依次为Megtron2至Megtron8(简称为“M2”、“M8”等)。不同损耗级别的CCL板对应不同用途,其中M2、M4适用于高速数据的传输、服务器和路由器等;M6、M7可用于5G等通信基础设备和超算等,是热固性高频高速覆铜板的“标杆”式的著名品牌,其Df值分别介于0.002-0.005以及小于0.002,Dk值介于3.4-3.6;M8损耗最低,为目前业内的低传输损耗多层基板材料,可用于高速通信的通信网络基础设施设备(路由器、交换机等),目前尚未起量。图表:松下Megtron系列产品分类示意 图表:松下Megtron系列产品性能对比12PPO树脂综合性能优良,适用于高频高速覆铜板来源:闫沁宇《高频高速覆铜板用改性聚苯醚的合成与性能表征》、金圣楠《覆铜板用聚酰亚胺纸基复合材料的制备及性能研究》、师剑英《我国碳氢覆铜板现状及发展趋势》、中国玻璃纤维工业协会、财联社、圣泉集团公告、昊华科技公告、Alibaba、中泰证券研究所◼

高频高速覆铜板基体树脂中,PPO综合性能较为优异。相较于传统覆铜板使用的环氧树脂(EP),介电性能较优的聚四氟乙烯(PTFE)和聚苯醚(PPO)介电性能最佳,但由于PTFE加工性能较差,限制了其在覆铜板领域的大量使用。相较而言,PPO在高频高速覆铜板领域优势主要在于:1)优异的介电特性:介电常数(Dk)低至2.4,介电损耗(Df)低至0.001;2)极佳的耐热性;3)良好的耐水性;4)良好的力学强度和尺寸稳定性。图表:典型CCL树脂的性能指标对比图表:不同传输损耗等级高频高速覆铜板采用的树脂种类对比材料等级低介电损耗(Df)低介电常数(Dk)对应树脂UltraLow

Loss(M7)≤0.0023.4-3.6以PPO、CH为主流树脂,BMI在少部分此类板材中得到采用,LCP等VeryLow

Loss(M6)0.002-0.0053.4-3.7Low

Loss(M4)0.005-0.0083.8PPO、特种环氧树脂、CE、BMI、CH等Mid

Loss(M2)0.008-0.014.1特种环氧树脂、苯并噁嗪树脂、BMI等种类介电损耗(1MHz)介电常数(1MHz)价格(万元/吨)特点热变形温度(℃)收缩率(

)聚苯醚树脂(PPO/PPE)0.0012.4约70-80优异的低介电常数和低介电损耗,并具有较好的热稳定性和阻燃性1900.1-0.5聚四氟乙烯(PTFE)0.00032.1约3-5加工性差,且含有极性基团,难以达到更低的介电损失性,发展空间有限1131-3碳氢树脂(CH)0.0005-0.0012.2-2.6/具有优异的介电性能及耐热稳定性,粘结性能、尺寸稳定性、钢挠一体性及加工性能有待提高//聚酰亚胺(PI)0.0023.4约130其有较高的吸水率,在层压加工中易发生分层的现象,以及成本较高的问题等3000.1-1双马树脂(BMI)0.0083.7-4.1约20克服了环氧树脂耐热性相对较低的缺点,但其脆性较大,提高韧性成为促进BMI树脂广泛应用的技术关键240-2600.7环氧树脂(EP)0.023.8-4.5约2-4具备出色的绝缘性、耐溶剂性和物理机械性能,但其介电性较差,仍难以满足当今快速发展的高速高频通讯技术的要求1200.1-113电子级PPO需在大宗级产品基础上进行改性◼

高分子PPO难以满足高速覆铜板要求。PPO是一种耐高温非结晶性的热塑性塑料,一般由2,6-二甲基苯酚氧化偶联得到。PPO树脂介电常数和介电损耗较低,且可在较大的温度和频率范围内维持稳定,但纯PPO分子量高,熔融温度高,熔融粘度大,流动性差,热塑加工十分困难;且溶液粘度大、浸透性差,不耐某些有机溶剂,难以满足覆铜板要求。因此,需对其加以改性或将其转变为热固性树脂,目的是赋予其新性能和良好的加工性能。图表:聚苯醚分子结构图来源:师剑英《浅析覆铜板用聚苯醚树脂的改性技术》、中泰证券研究所图表:高分子聚苯醚缺陷问题14◼

普通PPO需要通过低分子量化和官能化得到用于CCL制造的MPPO。PPO改性思路主要分为分子量再分配技术和直接合成低分子量的MPPO,目前SABIC端基功能化技术路线为电子级PPO的主流改性路线,通过在PPO两端进行酯化反应引入双键,从而得到低分子量热固性MPPO树脂。其中,降低分子量可提高PPO浸渍性和加工性,引入不同的官能团可以改善PPO与其它共混树脂或塑料的相容性和反应性。来源:师剑英《浅析覆铜板用聚苯醚树脂的改性技术》、闫沁宇《高速高频覆铜板用改性聚苯醚的合成与性能表征》、SABIC官网、中泰证券研究所图表:SABIC

SA-9000合成过程图表:PPO改性的主要思路方法PPO分子量再分配日本旭化成:PPO主链烯丙基化704厂:PPO分子量再分配共混日立化成:分子量再分配加成直接合成低分子量MPPOSABIC:端基功能化技术(SA-9000)乙烯基封端改性PPO2,6-二甲基苯酚一定分子量(假设1000-3000)聚合双官能聚苯醚(SA90)(分子量2200-6200)SA-9000氧酰基化反应氧化耦合耦合剂(2,6-二甲基-1,4-二酚)甲基丙烯酸酐/甲基丙烯酰氯+电子级PPO需在大宗级产品基础上进行改性15◼

PCIe5.0加速推进中,覆铜板材料等级要求升高。PCIe(Peripheral

Component

Interconnect

Express)是一种高速串行计算机扩展总线标准,由Intel在2001年提出。如果将硬件比喻为城市,总线就相当于公路,是多个硬件之间联通的重要方式。一般不同道路有不同宽度和最高行驶速度,和公路相对应的是,PCIe也有不同规范,传输速率(最高限速)和带宽大小(路宽)是PCIe总线的核心性能。常见的PCIe接口主要有四种尺寸,X1、X4、X8、X16,一般情况下四种尺寸的插槽最大带宽是不同的。2019年PCIe5.0标准发布,与PCIe4.0相比,PCIe5.0信号速率达到32GT/s,X16带宽(双向)提升到128GB/s,能够更好地满足吞吐量要求高的高性能设备。一般信号频率越高,PCB传输损耗越大,服务器PCB产品的材料要求也会升高,在此背景下,对覆铜板材料等级提出了更高的要求。PCIe5.0升级加速,树脂材料要求提升图表:PCIe5.0拥有更高的传输速率和带宽图表:PCIe插槽形式来源:PCI-SIG、了不起的云计算、中泰证券研究所版本发布时间传输速率(GT/s)带宽编码X1X16(双向)PCle

1.020032.5250MB/s8GB/s8b/10bPCle

2.020075500MB/s16GB/s8b/10bPCle

3.0201081GB/s32GB/s128b/130bPCle

4.02017162GB/s64GB/s128b/130bPCle

5.02019324GB/s128GB/s128b/130b

(NRZ)PCle

6.02022648GB/s256GB/s1b/1b

(PAM4)16来源:PassMark

Software、Prismark、广和科技招股说明书、联茂电子公司公告、中泰证券研究所◼

新一代服务器架构以PPO树脂为主。2022年下半年,Intel和AMD新一代X86服务器架构平台Eagle

stream和Genoa均实现量产,且采用PCIe5.0。相较于上一代服务器,新一代服务器区别在于:1)CCL材料等级从M4升级到M6+;2)PCB层数由12-16层提升至16-20层。据《EagleStream平台服务器混压技术浅析》一文,常规的Eagle

Stream平台使用的原材料为Ultra

LowLoss等级材料,我们预计随着服务器更新换代,PPO树脂用量有望实现快速提升。图表:CPU市场份额情况 图表:Intel服务器平台系列具体情况指令集架构Intel

X86架构服务器芯片平台PurleyWhitleyEagle

stream芯片架构SkylakeIcelakeSapphire

Rapids芯片工艺14nm10nm7nm量产时间2017Q32021Q12022H2PCIePCIe3.0PCIe4.0PCIe5.0PCB层数8-12L12-16L16-20LCCL材料Mid

Loss(M2)Low

Loss(M4)Very

Low

Loss(M6)、UltraLow

Loss(M7)指令集架构AMD

X86架构服务器芯片平台RomeMilanGenoa芯片架构Zen2Zen3Zen4芯片工艺7nm7nm5nm量产时间2019Q32020Q42022H2PCIePCIe4.0PCIe5.0PCB层数12-16L12-16L16-20LCCL材料Mid

Loss(M2)Low

Loss(M4)Very

Low

Loss(M6)、UltraLow

Loss(M7)PCIe5.0升级加速,树脂材料要求提升17来源:OpenAI、Trendforce、中泰证券研究所算力需求提升,AI芯片供应紧缺◼

ChatGPT火热拉动AI芯片需求快速增长,英伟达GPU供应紧缺。ChatGPT推出不久即在全球范围火爆,用户访问数量不断增长拉动算力需求激增。根据OpenAI训练集群模型估算结果,1746亿参数的GPT-3模型大约需要3000-5000张A100

GPU。推理方面,以A100

GPU单卡单字输出需要350ms为基准计算,假设每日访问客户数量为2000万人,单客户每日发问ChatGPT应用10次,单次需要50字回答,则每日消耗GPU的计算时间约为97万小时,对应的GPU需求数量约为4.1万个。当前,微软与OpenAI等企业正在消耗大量GPU用于AI推理,英伟达GPU产品供应持续紧缺,我们认为随着ChatGPT等新兴AI应用的落地将带来巨大算力需求,算力芯片将作为底层土壤核心受益。图表:全球算力需求情况 图表:2022年全球服务器采购情况Microsoft,19%Google,17%Meta,16%AWS,14%ByteDance,

6%Alibaba,1.5%Baidu,1.5%

Tencent,2.3%Others,22%18来源:英伟达官网、亿欧智库、中泰证券研究所CPU+XPU异构形式成为AI服务器主流架构目前CPU+XPU异构形式成为AI服务器主流架构。传统CPU单元对AI计算任务处理能力相对有限,而XPU(包括GPU、FPGA、ASIC等)则可以提供更强的计算能力,将CPU和XPU结合起来使用可以实现计算任务的高效处理和资源的最优利用。GPU通用性较强,适合大规模并行计算,且设计及制造工艺较成熟,目前占据AI芯片市场的主要份额。以英伟达GDXA100为例,单台服务器需要2块CPU和8块GPU。CPU:AI计算的基础,负责控制和协调所有的计算操作。GPU:AI计算的核心,作为加速芯片处理大规模并行计算。GPU是一种专门用于图形处理和并行计算的硬件设备,可以同时处理大量的数据和计算任务,大大提高计算效率和计算任务,这使得GPU在大规模数据处理、深度学习和科学计算等领域具有广泛的应用前景。图表:AI加速芯片特点 图表:英伟达GDXA100构造图技术架构种类具体芯片算力价格备注GPUTesla

K80中高通用性较强,适合大规模并行计算,且设计及制造工艺较成熟,目前占据AI芯片市场的主要份额FPGAVirtex7-690T高中开发周期短、上市速度快、可配置性等特点,目前被大量应用于线上数据处理中心和军工单位ASICGoogle

TPU高低AI运算效率高,但是灵活性差,算法支持有限,是当前大部分AI初创公司开发的目标产品19来源:英伟达官网、浪潮NF5280M6技术白皮书、英伟达DGXA100白皮书、中泰证券研究所测算◼

AI服务器单台PPO树脂耗用量高于普通服务器。相较普通服务器,AI服务器增加了GPU加速卡,将在两方面带动树脂用量的提升:1)PCB层数增加,AI服务器用PCB一般具有20-28层,PCIe5.0服务器一般为16-20层,而普通服务器则在12-16层。我们取相应PCB层数的中位数,即假设AI服务器GPU、CPU主板和PCIe5.0服务器CPU主板用PCB层数分别约24层、18层、18层(对应半固化片23层、17层、17层)。2)PCB板面积增加,GPU模块加入使得AI服务器新增GPU模组板并需要更大面积的主板,推动PCB整体面积增加。据诺德新材专利说明书,一般制造一片半固化片需要PPO树脂约15-50g,考虑到AI服务器面积更大,我们谨慎假设AI服务器GPU、CPU主板和PCIe5.0服务器CPU主板的PCB单层耗用量分别约40g、40g、20g。综上,我们测算得出单台AI服务器和PCIe5.0普通服务器的PPO耗用量分别约1.60kg、0.34kg。图表:AI服务器和PCIe5.0服务器对比图表:AI服务器和PCIe5.0服务器PPO树脂耗用量的测算AI服务器树脂消耗量较普通服务器更高AI服务器PCIe5.0服务器GPUCPUCPUPCB层数231717单层消耗量(g)404020单台消耗量(kg)0.90.70.34单台消耗量合计(kg)1.600.3420AI+EGS服务器升级有望拉动PPO需求快速提升来源:中泰证券研究所测算据中泰电子组2023年4月发布的《AI服务器拆解,产业链核心受益梳理》一文,2023-2025年全球服务器出货量预计为1549、1679、1793万台,CAGR+5.7%。其中,AI服务器渗透率自2022年的0.8%逐步提升至2025年的3%,服务器数量达到54万台;PCIe5.0服务器渗透率自2022年的5%提升至2025年的65%,服务器数量达到1165万台。据我们前文分析,单台AI服务器和PCIe5.0普通服务器的PPO耗用量分别为1.60kg、0.34kg。据此我们得到,至2025年,全球AI服务器和PCIe5.0服务器升级带来的PPO树脂需求增量分别达到861吨及3963吨,3年CAGR+64.3%/+148.6%。据财联社报道,2022年SABIC作为全球唯一主流电子级PPO供应商,销量仅约1000余吨,扣除服务器领域需求,估算2022年其他领域(光模块、交换机)需求约500-1000吨,我们取中值谨慎假设其他领域需求约750吨。由于其他领域对PPO需求拉动相对有限,我们谨慎假设未来三年其他领域需求量保持10%左右增速。综上,我们测算得到2025年全球电子级PPO树脂需求将自2022年约1202吨提升至5821吨。图表:电子级PPO市场空间测算2022E2023E2024E2025E服务器出货量(万台)1517154916791793AI服务器AI服务器渗透率0.8%1%2%3%AI服务器出货量(万台)12153454AI服务器单机消耗PPO

(kg)1.60AI服务器带来的PPO增量

(吨)194248537861普通服务器升级PCIe5.0服务器渗透率5%15%40%65%PCIe5.0服务器出货量(万台)762326721165PCIe5.0服务器单机消耗PPO

(kg)0.34CPU服务器带来的PPO增量(吨)25879022833963其他其他领域PPO需求量(吨)750825908998电子级PPO总需求(吨)120218633728582121未来1-2年或是国内树脂企业卡位关键期来源:各公司官网、中化新网、新材料与新工艺、中泰证券研究所◼

未来1-2年或是电子级PPO企业关键卡位期。SABIC是目前全球电子级PPO树脂主要供应商,2007年SABIC收购美国GE

Plastic及其PPO相关业务,2012年推出可用于PCB层压板、覆铜板层压板的电子PPO树脂SA9000。PPO树脂认证壁垒较高,厂商需要通过下游CCL、PCB和终端服务器厂商的三重认证,整个认证周期要1-2年,因而我们判断未来2年是电子级PPO企业卡位窗口期。随着新增需求的逐步释放,国内公司开始纷纷布局,圣泉集团在2019年着手开始PPO项目研发,公司于2020年完成中试,并率先获得H公司认证,2021年建成年产300吨工业化生产装置;新建1000吨产能将于2024年1季度建成投产;河北健馨名义产能1000吨,进度在国内企业中也相对领先;此外,山东星顺和同宇新材也有拟建产能。图表:电子PPO树脂全球主要参与企业 图表:PPO树脂认证流程严格认证周期1-2年PPO树脂PCB厂商沪电股份、深CCL厂商中国大陆:生益科技、南亚新材、中国台湾:台光、台耀、联茂等国外:松下、斗山、美国伊公司产品名称简介SABICSA90002012年推出SA90和SA9000树脂;2020年计划提升SA9000特种树脂产能,预计项目完成时该材料亚洲区域产能可再翻番三菱瓦斯OPE-2St具有低介电常数和低介电损耗的特性,适用于超低损耗覆铜板圣

泉集团广泛应用于5G/6G等先进通讯覆铜板,人工智能高算力服务器等领域河北健馨JJN-LPPO分子量低,分子量控制稳定,分子量分布均匀,与PCB其它基体树脂相容性好,是制备高频PCB的理想基体树脂山东星顺由生益科技参股投资同宇新材已完成对聚苯醚树脂的实验室研发,目前正推进中试工作和客户认证中试阶段,拟建1000吨产能产能情况未公开披露(2022年出货约1000吨)/2021年建成年产300吨工业化生产装置;新建1000吨产能将于2024年1季度建成投产名义产能1000吨年产350吨MPPO项目于21年7月验收,拟建2000吨产能22T|

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泰目录EN所3电子硅微粉:适配高端覆铜板,算力升级拉动高端化需求23来源:联瑞新材官网、联瑞新材招股书、中泰证券研究所电子级硅微粉为优异填料,与高频高速覆铜板高度适配项目高速覆铜板高频覆铜板粒径亚微米级、微米级微米级形状角形、球形角形、球形Dk低稳定Df低更低纯度高更高表面处理剂类型极性/非极性非极性结晶硅微粉熔融硅微粉球形硅微粉硅微粉是一种具有优异性能的功能性填料,质量更优产品面向电子级应用。硅微粉是以天然石英或熔融石英为原材料,

通过破碎、筛分等一系列工序加工得到的二氧化硅粉体材料。硅微粉主要用作功能性填料和有机高分子聚合物复合,一方面可以降低高分子材料的生产成本,另一方面还可以提高复合材料的强度、刚性、绝缘性、阻燃性、耐腐蚀性等,提升材料的整体性能。硅微粉根据不同的质量品质面向不同的下游需求领域,如普通级硅微粉主要用于灌封料、金属铸造、涂料等的填料,而质量更优、制备难度更高的电子级硅微粉则可用于集成电路、电子元器件的塑封料等方面。硅微粉作为功能性填料与高频高速覆铜板高度适配。硅微粉作为功能性填料,具备良好的介质损耗、介电常数、线性膨胀系数等性能,与高频高速覆铜板的技术要求匹配,因此被覆铜板厂商广泛采用来进一步精细调节高频高速覆铜板的介电常数、降低线性膨胀系数、提高尺寸稳定性等。高频高速覆铜板主要选用熔融硅微粉和球形硅微粉,且粒径为亚微米级及微米级,同时根据覆铜板性能的要求,对硅微粉Dk、Df等特性进行匹配。图表:不同类型硅微粉形状对比

图表:硅微粉产业链全景图

图表:高频高速覆铜板对硅微粉的相关性能要求2025年全球刚性CCL/高端CCL用硅微粉需求望达27/12万吨来源:Prismark、简乐尚博、联瑞新材招股书、柴颂刚等《球形二氧化硅在覆铜板的应用》、中泰证券研究所

24图表:全球刚性CCL销售量情况图表:全球覆铜板用硅微粉需求测算图表:服务器升级相关硅微粉需求测算项目2022E2023E2024E2025EAI服务器(万台)12153454Low

Df球硅(吨)116149322517PCIE5.0服务器(万台)762326721165Low

Df球硅(吨)15547413702378其他Low

Df球硅(吨)450495545599总需求Low

Df球硅(吨)7211118223734936927636641111201247%-13%18%10%8%3%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%9008007006005004003002001000202020212022高频高速覆铜板、封装载板有望成为拉动全球覆铜板需求增长的主要驱动力。根据Prismark,2022年消费电子需求疲软传导至上游CCL材料端,全年全球刚性覆铜板实现销量6.6亿平,同比-13%;但在5G及AI等拉动下,高端服务器等需求增长拉动高频高速覆铜板需求增长,带动全球特殊刚性覆铜板(高频高速覆铜板、封装载板等)销量仍旧实现3%增速。2025年全球刚性覆铜板用硅微粉需求有望达到27万吨,其中超4成为高端CCL领域需求,AI浪潮下服务器升级相关需求为3493吨。假设2023-2025年全球刚性覆铜板/封装载板用覆铜板/高频高速覆铜板销量增速分别为3%/5%/10%;普通覆铜板/高端覆铜板硅微粉填充率分别为15%/30%;我们测算到2025年全球CCL用硅微粉需求有望达到27.2万吨,三大类特殊刚性CCL用硅微粉需求有望达到12.1万吨,其中封装载板、射频/微波覆铜板、高速数字覆铜板用硅微粉需求分别为2.0、0.8、9.3万吨。另根据前文对PPO树脂相关测算,按照硅微粉在树脂中填充率60%假设,我们预计到2025年AI浪潮下服务器升级带动的Low

Df球硅需求有望达到3493吨。全球刚性CCL销量(百万平)全球特殊刚性CCL销量(百万平)全球刚性CCL销量YOY(%,右轴)全球特殊刚性CCL销量YOY(%,右轴)项目单位2019202020212022E2023E2024E2025E全球刚性覆铜板销售量百万平米646692763664684704726YOY%7%10%-13%3%3%3%全球三大类特殊刚性覆铜板销售量百万平米94111120124135147161YOY%18%8%3%9%9%9%全球封装载板用覆铜板销售量百万平米19212323242627YOY%10%7%3%5%5%5%全球射频/微波覆铜板销售量百万平米67788910YOY%16%14%3%10%10%10%全球高速数字覆铜板销售量百万平米69849093102112124YOY%20%8%3%10%10%10%折算系数公斤/平方米2.52.52.52.52.52.52.5整体填充率%15%15%15%15%15%15%15%全球刚性CCL用硅微粉需求万吨24.225.928.624.925.626.427.2特殊刚性覆铜板填充率%30%30%30%30%30%30%30%三大类特殊刚性覆铜板用硅微粉需求万吨7.18.39.09.310.111.012.1封装载板用硅微粉需求万吨1.41.61.71.71.81.92.0射频/微波覆铜板用硅微粉需求万吨0.40.50.60.60.60.70.8高速数字覆铜板用硅微粉需求万吨5.26.36.87.07.78.49.325先进封装贡献封装市场主要增量,拓展球形硅微粉增长空间来源:联瑞新材招股书、华海诚科招股书、

《微电子封装用的球形硅微粉》、

Yole、中泰证券研究所电子级硅微粉另一个核心应用在封装,虽非PCB上游材料,但终端应用相同,在此一并进行阐述:硅微粉在封装领域应用广泛,系包封材料EMC的主要填料。环氧塑封料(EMC)是由环氧树脂为基体树脂,以高性能酚醛树脂为固化剂,加入硅微粉等为填料,以及添加多种助剂混配而成的塑封料,是电子产品中用来封装芯片的关键材料。目前常见的环氧塑封料的主要组成为填充料(70%~90%)、环氧树脂(18%以下)、固化剂(9%以下)、添加剂(3%~7%左右)。从下游环氧塑封料生产企业成本角度来看,以华海诚科为例,2021年其主要原材料中硅微粉采购金额占比达到26.7%,仅次于环氧树脂,是重要原材料。配方技术是EMC行业的关键壁垒,价值量随着材料等级提高而翻倍。封装技术要求的演进对EMC提出更高要求,同时先进封装的研发中,EMC厂商要在各性能指标间进行更为复杂的平衡,且从配方维度同样需要上游填料配合做试错和验证。从国内外EMC生产来看,国内厂商批量供货集中在中低端封装材料,先进封装产品成熟度较低,海外在先进封装领域优势明显。对于上游硅微粉行业而言,其产品性能是决定下游EMC性能的关键,且材料等级、性能越优,价值量越高。同时,由于海外在先进封装领域的优势,封装用硅微粉有大部分直接面对海外市场,对海外客户的开拓和维护至关重要。图表:环氧塑封料是封装芯片的关键材料 图表:环氧塑封料成分比(%)图表:2021年华海诚科硅微粉采购金额占26.7%填充料70%-90%环氧树脂18%以下固化剂9%以下各种添加剂3%-7%环氧树脂38.20%硅微粉26.70%酚醛树脂10.00%添加剂16.10%其他9.00%图表:EMC配方体系决定产品综合性能262025年传统/先进封装用硅微粉需求量有望达33/4万吨来源:半导体行业观察、华海诚科招股书、

Yole、GZSIA、中泰证券研究所;注:传统封装均价假设30元/公斤,先进封装均价假设100元/公斤图表:2025年封装用硅微粉需求量有望达到36.7万吨17.720.728.738.548.458.480.9102.517.0%38.8%34.2%25.9%20.6%38.5%26.7%45%40%35%30%25%20%15%10%5%0%0204060801001202019 2020 2021 2022E2023E2024E2025E

2026E图表:3D堆叠封装领域市场空间快速增长3D堆叠(亿美元) YOY(%,右轴)2025年先进封装占比望达50%,贡献封装市场主要增量。5G、AI对算力、存储的高要求,附加值更高的先进封装将得到更为广泛应用,据GZSIA预测,25年全球传统/先进封装市场规模分别为477/475亿美元,先进封装基本实现50%占比。同时,AI服务器对存储的高要求催生HBM需求增长,20-26年3D堆叠封装市场规模CAGR望达到24%,在先进封装市场中处于前列。HBM所用颗粒塑封料(GMC)在填料选择上提出了粒径、Lowα等高要求,带动高端硅微粉等填料需求增长。2025年全球封装用硅微粉需求有望达到37万吨,其中先进封装用硅微粉需求量望接近4万吨。我们测算到25年全球封装用硅微粉需求量有望达到36.7万吨,其中传统封装用需求量为33万吨,先进封装用需求量3.6万吨。从需求量角度看先进封装占整体需求的10%左右,但考虑先进封装用硅微粉性能要求高,高端品价格远高于普通产品,实际价值量占比更高。图表:HBM堆栈示意图 图表:NVIDIA

H100

GPU 图表:2020-2026年全球先进封装细分市场规模CAGR(%)25%24%15%6%5%5%0%15%10%20%25%30%ED 3D

Stacked Fan-outFlip-chipWLCSP项目单位20212022E2023E2024E2025E全球传统封装市场规模亿美元435423428455477全球先进封装市场规模亿美元350378408441475传统封装市场规模占比%55%53%51%51%50%先进封装市场规模占比%45%47%49%49%50%传统封装EMC需求量万吨32.036.438.139.441.3先进封装EMC需求量万吨2.13.64.04.24.5EMC中硅微粉填充率%80%80%80%80%80%传统封装用硅微粉需求量万吨25.629.130.531.533.0先进封装用硅微粉需求量万吨1.72.93.23.43.6封装用硅微粉需求量万吨27.232.033.734.936.727T|

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泰目录EN所4相关公司28圣泉集团:合成树脂龙头,生物质化工及硬碳贡献新增长来源:Wind、中泰证券研究所酚醛树脂43%呋喃树脂17%环氧树脂6%冷芯盒树脂4%其他材料17%生物质化工7%其他6%图表:公司产品收入结构(2022年)◼

合成树脂业务稳健,生物质化工及硬碳业务贡献增量。圣泉集团是合成树脂及生物质化工行业龙头,酚醛树脂产能规模达65万吨,呋喃树脂产能规模12万吨,均居于国内第一,世界前列。2022年公司实现销售收入96.0亿,归母净利润7.0亿。公司大庆生物质精炼一体化项目已全面投产,将农作物废弃物秸秆中的半纤维素、木质素、纤维素三大成分提纯并高效利用,同时公司产业链延伸至新能源钠电负极材料及生物甲醇领域。公司2022年11月发布定增草案,拟募资10亿元,定增股价为14.26元/股,本次定增由实控人唐地源全额认购。32.438.9 36.039.533.235.450.461.958.883.288.396.043.750%40%30%20%10%0%-10%-20%02040

30.66080100120图表:公司营收及增速(亿元)营业收入(亿元) 营收yoy2.64.32.02.63.13.9

4.44.85.2

4.78.86.97.03.1100%80%60%40%20%0%-20%-40%-60%-80%10.09.08.07.06.05.04.03.02.01.00.0201020112012201320142015201620172018201920202021202223H1图表:公司归母净利及增速(亿元)归母净利(亿元) 净利yoy30%29%29%29%35%35%30%29%30%37%24%21%22%6%

7%8%12%12%9%8%8%11%

8%7%

7%10%5%0%15%

11%12%25%20%30%

27%40%35%图表:公司综合毛利率及净利率销售毛利率 销售净利率29圣泉集团:深耕电子级树脂多年,PPO树脂国内领先来源:公司公告、科技日报、中泰证券研究所◼

率先实现PPO树脂产业突破,未来竞争卡位优势显著。公司早在1994年就推出了酚醛树脂产品,2014年开始就进入电子级酚醛树脂/环氧树脂领域,通过多年的深耕具备了较强的电子树脂改性能力/经验。公司2022年电子化学品(树脂为主)营收体量达12.7亿元。公司原有电子级酚醛/环氧主要用在M2/M4级覆铜板等领域,为了针对5G等高速领域对M6级覆铜板用电子树脂需求,公司早在2019年即开始着手官能化聚苯醚项目研发,公司于2020年完成中试,2021年建成年产300吨工业化生产装置;新建1000吨产能预计将于2024年1季度建成投产,进度国内领先。图表:圣泉集团电子树脂布局情况推出低密度酚醛树脂SMC,DCPD苯酚环氧树脂建成国内最大的电子级特种环氧树脂车间着手官能化聚苯醚项目研发建成300吨聚2005年

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