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PCB 扩产带动上游需求,高介电材料升级
思瀚产业研究院    2025-08-22

在 AI 飞速发展的驱动下, PCB(印刷电路板)作为电子元器件的支撑体和电路连接的载体,是现代电子设备不可或缺的关键基础部件,其市场需求显著增加。随着人工智能技术的广泛应用,从数据中心的高性能计算设备到边缘计算的智能终端,对 PCB 的性能、密度和可靠性提出了更高的要求,从而推动了 PCB 行业市场规模的持续扩大。

为了满足不断增长的 AI 市场需求,PCB 行业内的多家龙头企业纷纷发布扩产公告,积极布局产能扩张。这些企业通过增加投资、建设新工厂、升级现有生产线等方式,提升自身的生产能力,以应对未来市场的需求增长。沪电股份、胜宏科技、生益电子、景旺电子、深南电路、鹏鼎控股和方正科技等行业领军企业,均已宣布了大规模的扩产计划,投资金额合计超过 300 亿元人民币。

覆铜板是印制电路板(PCB)制造中最核心的材料。单面或双面 PCB 的制造是在覆铜板上有选择地进行孔加工、铜电镀、烛刻等,得到导电图形电路。在多层印制电路板的制造中,也是以内芯薄型覆铜板为底基,将其制成导电图形电路,并与粘结片交替叠合后一次性层压成型加工,使它们粘合在一起并成为三层以上的图形电路层之间的互联。作为 PCB 制造中的基板材料,覆铜板对于 PCB 整体特性起到十分重要的作用,主要有着导电、绝缘和支撑三方面的功能;其性能直接决定电子设备的信号传输效率及长期可靠性。

覆铜板基板是由高分子合成树脂和增强材料组成的绝缘层板,中间玻纤布起到支撑作用;在基板的表面覆盖着一层导电率较高、焊接性良好的铜箔,铜箔覆盖在基板一面的覆铜板称为单面覆铜板,基板的两面均覆盖铜箔的覆铜板称双面覆铜板;此外还需要填料来实现对覆铜板电性能的改进。

AI 算力革命推动 PCB 行业进入高速增长期,AI 服务器升级带动高速覆铜板需求,单台 AI 服务器覆铜板用量是传统服务器的 3-5 倍,作为 PCB 核心材料的覆铜板产业链迎来结构性机遇。与此同时行业低端产能淘汰出清,供应格局进一步集中,覆铜板及 CCL 迎来周期景气度上行。

1、铜箔:HVLP1-5 升级,材料量价齐升

铜箔是一种由纯铜或铜合金制成的薄片材料,通常厚度在 0.1 毫米以下。它具有良好的导电性、导热性和可塑性,广泛应用于电子、工业和装饰等领域。铜箔按照生产工艺可以分为电解铜箔和压延铜箔,电解铜箔通过电解法沉积成层,压延铜箔通过物理方法反复辊压加工形成。铜箔是制造覆铜板及印制电路板的重要原材料,在 PCB 下游应用领域主要为消费电子、计算机及相关设备、汽车电子、通信设备等行业。

标准铜箔根据性能可以分类为常规铜箔和高性能类铜箔两大类。高性能 PCB铜箔按照应用领域可以划分为五类,包括高频高速电路用铜箔、IC 封装载板用极薄铜箔、高密度互连电路(HDI)用铜箔、大功率大电流电路用厚铜箔、挠性电路板用铜箔。高频高速电路用铜箔根据粗糙度不同,可以细分为 HTE、RTF 和 HVLP,其中 HVLP 又称高频超低轮廓铜箔,在可满足 AI 服务器等设备对信号传输的高要求。

HVLP 铜箔具有硬度高、表面平滑、厚度均匀、电流传输稳定高效、信号损耗低等优势,在 AI 服务器及智能汽车、通信设备、消费电子、航空航天等对信号传输要求较高的领域具有广阔应用前景。HVLP 铜箔根据粗糙度不同可分为 1-5 代,当前主要以 HVLP1 及 HVLP2 居多,部分对电性能要求高的 AI 产品升级为 HVLP3及 HVLP4 铜箔,而 HVLP5 技术门槛最高,定位下一代产品,尚未批量应用。

可剥离超薄铜箔(Peelable Ultra-Thin Copper Foil),简称可剥离铜,是指厚度在 9μm 以下的铜箔,由载体支撑,在使用过程中可剥离。可剥离铜具有抗拉强度高、热稳定性好、剥离力稳定可控、表面轮廓低等特点,可用于生产芯片封装基板。可剥离超薄铜箔主要由载体层、剥离层、超薄铜箔层组成,载体层通常使用 18 或 35μm 电解铜箔,其中导电剥离层和超薄铜层的为研发重点。

可剥离型超薄载体铜箔,适用于 PCB 制程中 mSAP 半加成法及 Coreless 制程,可大幅降低 PCB 及 IC 载板的厚度和重量,满足终端电子产品轻薄化的需求。mSAP 工艺特点是在基板表面先铺设一层超薄种子铜,再按电路图形电镀加厚所需铜,再去除种子铜,从而得到精细铜线。由于初始铜极薄,避免了传统蚀刻中的侧蚀问题,导线截面更接近直壁,阻抗一致性好。mSAP 工艺能实现高精度、高密度线路(如 0.018 mm 线宽)且保持量产可行性,已被用于制造类载板 PCB 满足最新智能手机和移动设备对极细线路的需求。

高速铜箔及可剥铜技术壁垒较高,过去长期被海外日韩企业所垄断,如三井金属占据全球 90%可剥铜市场,日本福田、韩国斗山(子公司卢森堡)、中国台湾金居等亦在高速铜箔领域有较深布局。国产厂商方面,德福科技已公告就收购卢森堡铜箔达成初步意向,卢森堡 HVLP3 及可剥铜产品已成熟应用于 AI 产品,同时德福自身原本也具备较强技术储配;铜冠铜箔已具备 HVLP1-4 代生产能力,其中 2代出货为主;隆扬电子 HVLP5 铜箔正在客户验证,有望把握未来方向;方邦股份在可剥铜领域亦有较深的技术储备,未来国产厂商有望实现弯道超车。

2、电子布:low-dk 供给缺口明显

玻璃纤维电子布,又称电子布,是一种以玻璃纤维为基材,经特殊织造工艺制成的高性能织物,是电子信息产业中关键的基础材料之一。电子布作为生产覆铜板必不可少的材料,也是生产印制电路板的专用基本材料,近年来也朝着越来越薄的方向不断发展。玻璃纤维布按功能可分为 Low Dk/Df 布、Low CTE 布、高耐 CAF布、高尺寸稳定性布、高含浸性布、高耐热性布、高平整布、低杂质布等等,不同类型电子布应用领域有所区别。

AI 对信号传输的高标准催生了低介电布(low-dk 布)需求。低介电布升级的核心目的是显著减少信号传输过程中的能量损失,提高信号完整性和传输速度。目前 AI 应用领域中,GPU 及 ASIC 的加速板卡正从 M7 向 M8 升级,而交换板则由 M8 向 M9 升级;电子布方面,M7 级别 CCL 一般搭配一代布,M8 级别一、二代布混用,M9 级别中则有望加入 Q 布。当前宏和科技、中材科技、菲利华等公司由传统薄布向 low-dk 进军,已在下游客户认证取得较好进展,由于日东纺、旭化成等外资电子布龙头扩产谨慎,low-dk 布已出现明显的供给紧张,国内相关公司有望在一、二代布实现切入和份额提升,并在 Q 布实现弯道超车。

低热膨胀系数玻璃纤维布(Low CTE 玻璃纤维布)是一种通过特殊配方(如调整 SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃等成分比例)和工艺制成的电子级材料,其热膨胀系数(CTE)可低至 2.77×10⁻⁶/°C(接近硅基芯片的 3 ppm/°C),同时具备高弹性模量(≥93 GPa)、低介电损耗(Low Df)等特性。Low CTE 布主要应用于封装基板等领域,同 low-dk 布一样为实现 AI 芯片高性能计算的重要材料,过去为外资企业所垄断,当前宏和科技、中材科技等内资公司产品性能优异,市占率有望持续提高。

3、 树脂:M7-M9 超低损耗升级

随着高频高速通信、半导体技术、AI 和算力需求的更新换代,PCB 的使用也将迎来快速发展,作为制造 PCB 核心材料的电子级树脂的应用市场空间将随之显著增长。电子树脂,也称电子级树脂,指能满足电子信息产业对纯度、介电性能、热膨胀等理化性质及稳定性要求的一类特种工程塑料,其用途包括制作覆铜板粘接片/半固化片(基板)、塑封料、灌封胶、显示面板薄膜、PCB 用油墨、光刻胶等,主要担任绝缘、粘接、溶剂等功能。按照电信号传输时要求的介电性能,覆铜板可分为普通板、高频板和高速板。

高速板和高频板性能要求侧重点有所不同。高速板更侧重介电常数 Dk 的准确性和稳定性,高频电路中,在其他条件不变的情况下,Dk 直接影响传输时延和特性阻抗,其值越小信号传输速度越快。而高频板更侧重介电损耗因子 Df 的大小,Df是影响信号传输损耗和完整性的主要因素。高频高速环境下,电信号衰减严重,其在介质中的传输会受到覆铜板本身特性的影响和限制,进而造成信号失真甚至丢失。

根据中国覆铜板行业协会,5G 通信高频化的条件下,覆铜板树脂基材的介电常数 Dk<2.4,介电损耗因子 Df<0.0006。若树脂的介电性能弱于上述标准,5G 网络会出现高传输损耗,同时信号传输速度亦会大幅下降。

聚苯醚(PPO)是世界五大通用工程塑料之一,具有刚性大、耐热性高、难燃、强度较高电性能优良等优点。另外,聚苯醚还具有耐磨、无毒、耐污染等优点。PPO的介电常数和介电损耗在工程塑料中是最小的品种之一,几乎不受温度、湿度的影响,可用于低、中、高频电场领域。与高分子量 PPO 相比,低分子量 PPO 的熔融粘度小、加工性能更好,因此对低分子量 PPO 的侧链或端基进行化学改性,使其形成可交联基团的热固性 PPO 低聚物。

改性聚苯醚(MPPO)制成的高速覆铜板具有较低的介电损耗因子,同时在耐热性、耐水性、阻燃性及良好的尺寸稳定性方面有一定优势,目前成为高速服务器覆铜板的主力军,在高速覆铜板广泛使用。碳氢树脂(PCH)是不含任何极性基团的碳链聚合物,仅由 C 和 H 元素组成,具有优异的介电性能。

常见的碳氢树脂有苯乙烯-丁二烯-二乙烯基苯共聚物、苯乙烯-丁二烯-二乙烯基苯共聚物、丁二烯均聚物等。由于 C-C 键和 C-H 键的电子极化率小,碳氢树脂在较宽的频率和温度范围内表现出较低的介电常数和超低的介质损耗因数。同时碳氢树脂具有优异的加工性能,相对于其他高频覆铜板树脂

聚四氟乙烯(PTFE)是目前为止发现的介电常数最低的高分子材料之一,具有优良的介电损耗和耐热性,取代 FR-4 成为 PCB 板的最佳基材。PTFE 介电性能极佳,主要的缺点则是粘接性能和熔融流动性不好,热膨胀系数较大。当前主要是将其和一些填充材料或者有机聚合物共混实现改性,如无机填充粒子、聚苯酯及聚苯硫醚等。当前 PTFE 与碳氢树脂(PCH)凭借优异的的低介电性能成为了高频高速基板的两条主流路线。

聚苯醚(PPO/PPE)介电性能仅次于 PTFE,但其可加工性比 PTFE 强,在高速板中的极低/超低损耗广泛采用,如著名的松下 M4、M6 系列就使用的聚苯醚树脂。

圣泉集团通过国产化产业链认证,可提供 M6、M7、M8 全系列树脂产品,商业化量产的 M8 低介电树脂材料有超级碳氢树脂以及改性聚苯醚等;美联新材控股孙公司辉虹科技生产的 EX 电子材料(属于碳氢材料),已批量供货给下游企业国际知名企业,应用于 M8 级乃至 M9 半导体产品;东材科技的高速树脂(双马来酰亚胺树脂、活性酯固化剂树脂、碳氢树脂等)质量性能稳定,竞争优势明显,可满足新一代 X86 服务器、AI 服务器等领域的性能需求,相关产品已通过国内外一线覆铜板厂商供应到英伟达、华为、苹果、英特尔等主流服务器体系;宏昌电子深耕高频高速树脂、板材,其 GA-686 系列材料电性已达到行业 M7 材料水准。

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