1.新一代英伟达服务器带动电子树脂单耗大幅提升
PPO 树脂的介电性能在五大通用工程塑料中最优,绝缘性、耐热性能优异,除了用于 AI 服务器覆铜板树脂基材外,在汽车领域,PPO 树脂可用于制作汽车仪表盘、防护杠等需要高耐冲击性能的部件,也可以代替 ABS 或 PC 用于锂离子电池有机电解液的包装材料。根据数据显示,在我国 PPO 树脂下游消费结构中,电子电器是最大的应用领域,占比达 72%,其次是汽车、机械领域。
英伟达 GB200 NVL72 相较于上一代 DGX H100 服务器在 GPU 的使用量上有着大幅度提升,根据英伟达官网数据,DGX H100 服务器使用了 8 个 GPU,而 GB200 NVL72 使用 36 个 GB200超级芯片共计 72 个 GPU,GPU 使用量是上一代服务器的 9 倍。OAM 是承载 GPU 芯片的板卡,与 GPU 存在一一对应的关系,在假设两代服务器的 GPU 在电子树脂的用量及种类没有明显变化的前提下,GB200 NVL72 的 OAM 用量将会是 DGX H100 的 9 倍,对应树脂用量也将大幅提升。
(1)单个 OAM 的树脂用量,参考国金证券以往报告《AI 服务器中到底需要多少 PCB》中的数据,OAM 的面积尺寸约为 0.03 平方米;OAM 产品一般层数在 18 层左右,树脂密度约1.08g/cm3,假设 OAM 电子树脂中 PPO 树脂使用占比约 60%,树脂层厚度为 0.1mm,由此测算出单个 OAM 的树脂用量约为 35g。
(2)单个 UBB 主板产品设计一般层数 20 层,一般在 400*500mm 以上,同样沿用 OAM 的材料使用假设,测算出单个 UBB 主板树脂用量约为 259g。
(3)以 NB200 NVL72 为参考,72 个 GPU 使用 72 个 OAM,共用一个 UBB 主板,单个 AI 服务器的 PPO 树脂使用量约为 2.78kg(35*72+259=2779g)。
(4)普通非 AI 服务器则以 DGX H100 参数作为参考测算,8 个 OAM 和 1 个 UBB 用量,单个服务器的 PPO 树脂用量约为 0.54kg(35*8+259=539g)。
根据 TrendForce 的预测,2024 年 AI 服务器的全年出货量约 167 万台,同比增长 41.5%,未来两年由于 AI 算力等人工智能方向的投资大大增加,预测 AI 服务器增速为 50 %;TrendForce 预估 2024 年全球服务器整机出货量约 1365.4 万台,年增约 2.05%,预测未来两年服务器出货量增速为 5%。由此根据测算得出的单耗数据,全球未来两年 AI 服务器对应 PPO 树脂需求为 6964/10446 吨,各服务器合计电子级 PPO 树脂需求为 13353/16546 吨,增速较快。
2.国产化替代逐步推进,产品需下游多方验证壁垒
较高当前全球 PPO/PPE 树脂的海外龙头主要包括 SABIC 以及日本三菱瓦斯化学和旭化成,其中SABIC 是全球 PPO 树脂的龙头企业,产能达 13.5 万吨/年,PPE 产品种类丰富。国内 2005年南通星辰建成我国首套万吨级 PPO 工业化生产装置,产能 1 万吨,实现了 PPO 材料的国产化;随着多年的发展,国内已有较多企业建成 PPO 产能,其中上市公司主要为圣泉集团与东材科技。尽管国内当前 PPO 树脂产能较多,但是当前能满足电子级 PPO 树脂生产的产能十分有限,仅圣泉集团、东材科技的 PPO 树脂产能明确为电子级 PPO 树脂用于高频高速覆铜板的原材料。
尽管我国在 20 年前就已经实现了 PPO 树脂的国产化,但是当前仍需要进口较多 PPO 树脂,主要在于 PPO 树脂存在着较多的壁垒。首先 PPO 树脂作为芯片产业的上游原材料,其产品需要经过覆铜板、PCB、终端服务器等多家下游厂商的验证认可后才能逐步扩大供应,供应商资质较难获得,以销定产、客户认证的产品模式带来了较大的进入壁垒。
其次技术层面上的壁垒在于未经改性的聚苯醚树脂(PPO)一方面熔融温度高,熔融粘度大,流动性差,加工时需求的温度达 300℃,热塑加工较为困难;另一方面 PPO 树脂存在的缺陷在于由于是热塑性材料,且不耐某些有机溶剂,不能满足覆铜板、电路板的要求。
因此需要对PPO 树脂进行改性,提高树脂的性能使得其能够满足覆铜板及 PCB 的要求,即电子级PPO/PPE 树脂的生产,同时改性的技术较为复杂,海外 PPO 龙头企业拥有各自的改性技术,对聚苯醚的不同反应基团及位点进行改性来满足具体不同的性能需求。
除此以外,从工业生产工艺端来看,根据一些学术论文中的数据,电子级 PPO 树脂在生产过程中需要精确的控制和优化反应条件来控制 PPO 的平均分子量,同时由于当前 PPO 树脂的生产方法存在温度较高、耗时长等缺点,限制了其大规模的工业应用;对于改性 PPO 树脂来说,改性过程中涉及多种反应,存在最终产物结构不明确的现象,增加了生产过程中的复杂性和不确定性。综合以上来看,PPO 树脂行业具有较高的进入壁垒、技术和工艺壁垒,较难存在新进入者,短期全球的 PPO 供给格局难以发生较大变化。