5G線路板廠了解到,PCB作為電子信息的基礎行業(yè),下游應用領域廣闊,在Mini-LED直顯、可穿戴設備、VR/AR、消費電子、汽車電子、通訊電子、AI等場景均有廣泛的應用。
可穿戴設備
可穿戴設備的產(chǎn)品形態(tài)主要有智能手表、智能耳機、智能手環(huán)等。由于移動通信、AI、大數(shù)據(jù)等技術的發(fā)展,可穿戴設備市場快速擴張,設備功能日趨豐富。近年來,可穿戴設備市場參與者增多,競爭加劇,呈現(xiàn)垂直化、細分化發(fā)展趨勢。據(jù)Market.US數(shù)據(jù),2022年全球可穿戴設備市場規(guī)模達610億美元,預計以14.6%的復合增長率增至2032年的2310億美元。國內(nèi)市場方面,受益于人均可支配收入增加,居民消費升級,市場規(guī)模持續(xù)擴大,中商產(chǎn)業(yè)研究院預計2023年市場規(guī)模將達934.7億元。
全球可穿戴設備出貨量
資料來源:Market.US,華福證券研究所
在可穿戴設備中,PCB在傳感器、顯示屏、通訊模塊中均有應用。以智能手表Google Pixel Watch為例,PCB占其總成本的約7.2%。由于可穿戴設備小型化、隨身攜帶的特征,對PCB的體積、防水性、絕緣性等都有更高要求,對柔性板與多層板需求較大。
Google Pixel Watch成本結(jié)構
資料來源:Counterpoint Research,華福證券研究所VR/AR
隨著光學、顯示、芯片、5G通信、電池等關鍵技術日趨成熟,VR/AR內(nèi)容生態(tài)日益完善,Pico、Meta等知名VR設備品牌持續(xù)推出新品,VR/AR設備市場將逐步擴大。2020年以來,全球和中國VR頭顯出貨量迅速提升。根據(jù)Wellsenn XR的預測,2025年全球VR頭顯出貨量將達3500萬臺,中國將達800萬臺,市場成長空間廣闊。AR頭顯方面,出貨量相對較少,發(fā)展進度略慢于VR產(chǎn)品,未來隨技術進步市場空間或?qū)⒖焖贁U張。
全球和中國VR/AR設備出貨量
資料來源:Wellsenn XR,華福證券研究所
PCB應用于VR設備的主板、傳感器、顯示屏等核心零部件中,是連接芯片等電子元器件的載體,整機中PCB成本約占3%。展望未來,隨著AR/VR設備的放量,將帶動PCB需求快速提升。
Pico 4成本結(jié)構
資料來源:Wellsenn XR,華福證券研究所
消費電子
2017-2021年,全球消費電子用PCB市場規(guī)模整體呈平穩(wěn)上升趨勢。據(jù)億渡數(shù)據(jù)預測,2023年全球消費電子用PCB板市場規(guī)模將達117.48億美元。消費電子是PCB四大應用領域之一,2017-2021年消費電子領域在PCB市場中占比穩(wěn)定在17%左右,僅次于通訊電子和計算機。
全球消費電子用PCB市場規(guī)模(億美元)
資料來源:億渡數(shù)據(jù),華福證券研究所
PCB廣泛應用于消費電子產(chǎn)品的主板、傳感器、顯示屏等零部件中,是連接芯片等電子元器件的載體。消費電子用PCB具有大批量、輕薄化、小型化等特性,以多層板、HDI板和撓性板為主。
PCB下游應用領域中消費電子領域占比
資料來源:億渡數(shù)據(jù),華福證券研究所
汽車電子
隨著汽車電子的不斷進步和智能化的發(fā)展,車用PCB的需求也隨之增長。據(jù)中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究網(wǎng)數(shù)據(jù),汽車電子價值量占比從緊湊轎車的15%逐步上升至純電動轎車的65%,一輛中高階車型的PCB產(chǎn)品使用量已達約30片,車用PCB產(chǎn)品需求增長明顯,汽車領域是PCB下游細分市場中增速最快的領域之一。根據(jù)Prismark數(shù)據(jù),2021年汽車電子領域PCB市場規(guī)模為87.28億美元,預計2026年增長至127.72億美元,CAGR達到7.91%。
PCB廠了解到,汽車PCB相對于消費類PCB來說,對技術要求和可靠性的要求更高。具體來講,汽車電子PCB對于工作的環(huán)境、溫度、耐久性要求更為嚴苛,其工作壽命可以高達15年以上,而一般消費類PCB壽命多在5年以內(nèi)。
汽車電子PCB與一般消費電子PCB的區(qū)別
資料來源:金祿電子,華福證券研究所
在傳統(tǒng)汽車領域,汽車PCB應用范圍涵蓋了多個關鍵部件和系統(tǒng)。這些應用包括安全氣囊部件、轉(zhuǎn)向控制部件、中控系統(tǒng)、車燈控制部件、雷達技術、電子儀表盤、導航系統(tǒng)、天窗控制部件、繼電器、座椅控制部件、后視鏡以及車窗控制部件。
汽車PCB在燃油車上的應用
資料來源:金祿電子,華福證券研究所
新能源汽車在電控系統(tǒng)需要使用大量PCB,主要是在三方面,首先是VCU的控制電路使用PCB,用量約0.03㎡,該系統(tǒng)是為了檢測車輛狀態(tài)、實施整車動力控制決策。其次MCU要根據(jù)VCU發(fā)出的決策指令控制電機運行,是電控系統(tǒng)的重要一環(huán),其控制電路對PCB的用量約0.15㎡。BMS主控電路使用PCB約0.15㎡,單體管理單元使用PCB,用量在3至5㎡左右,該系統(tǒng)目的是為了控制電池充放電過程,實現(xiàn)對電池的保護和綜合管理。
汽車電動化新增PCB應用
資料來源:金祿電子,華福證券研究所
隨著消費者對于汽車安全性、智能性方面的需求提升,汽車ADAS系統(tǒng)搭載率持續(xù)提升,傳感器、控制器、安全系統(tǒng)等部件直接促進了汽車PCB需求的增長。典型智能汽車均會搭載多個攝像頭和雷達以實現(xiàn)駕駛輔助功能。以蔚來ET7為例,該車型配備了11個高清攝像頭、1個超遠距離高精度激光雷達、5個毫米波雷達、12個超聲波雷達,可見智能化帶來傳感器用量提升,驅(qū)動汽車PCB需求增加。據(jù)佐思汽車研究估算,特斯拉Model 3 ADAS傳感器的PCB價值量在536-1364元之間,占整車PCB價值總量的21.4%~54.6%。
典型智能汽車傳感器搭載量
資料來源:佐思汽車研究,華福證券研究所
通訊電子
PCB下游的通訊電子市場主要包括基站、路由器和交換機等產(chǎn)品類別,應用領域廣泛。通信行業(yè)又可細分為無線基礎設施、有線基礎設施及服務存儲。在通信領域PCB主要應用于無線網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)及固網(wǎng)寬帶等環(huán)節(jié),應用產(chǎn)品主要包括路由器、網(wǎng)關、交換機、服務器、基站、光模塊、連接器、寬帶終端等。根據(jù)Prismark數(shù)據(jù),2019年全球通信設備市場規(guī)模為5910億美元,預計2024年將回升至7100億美元,全球通信設備的PCB需求將由2019年的205億美元增長到2024年的271億美元,年復合增長率達到5.7%。
服務器結(jié)構示意圖及組件構成
AI
數(shù)據(jù)是AI發(fā)展的基石,隨著大數(shù)據(jù)時代的到來,全球數(shù)據(jù)量同比增速維持在25%左右,預計2025年全球數(shù)據(jù)規(guī)模將達到175ZB。同時,數(shù)據(jù)量的增加對模型算力提出了更高的要求。據(jù)IDC數(shù)據(jù),我國智能算力市場規(guī)模逐年增加,增勢迅猛,從2019年到2026年復合增速接近69.4%,至2026年中國智能算力規(guī)模預計達到1271.4EFLOPS。
2018-2025全球數(shù)據(jù)量
資料來源:《中國人工智能產(chǎn)業(yè)報告》,華福證券研究所
中國智能算力規(guī)模預測(EFLOPS)
資料來源:《2022-2023中國人工智能計算力發(fā)展評估報告》,華福證券研究所
高算力需要依托AI服務器實現(xiàn),近年來AI服務器的市場規(guī)模不斷提升。據(jù)IDC數(shù)據(jù)顯示,全球市場規(guī)模從2020年的112億增至2025年的266億,期間CAGR為15.5%,市場規(guī)模翻倍;國內(nèi)市場規(guī)模從2020年的26.7億增至2025年的66.2億,期間CAGR為19.9%,平均增速超越全球增速。
2020-2025中國&全球人工智能服務器市場規(guī)模
資料來源:IDC、華福證券研究所
AI服務器與通用服務器的主要區(qū)別在于其CPU+GPU的異構芯片架構。AI芯片主要包括圖形處理器(GPU)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)等。其中,由于GPU可兼容訓練和推理,高度適配AI模型構建,在AI芯片中應用最為廣泛。一方面,GPU可以彌補CPU單核算力不足的問題,計算性能遠超CPU,且GPU的并行運算方式可以執(zhí)行多條程序指令,相較于CPU的串行計算方式,效率大幅提升。另一方面,CPU+AI芯片的異構架構適用于處理數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù),彌補了單一計算架構的算力缺陷。CPU+GPU架構使AI服務器能夠更好地滿足算力翻倍的需求,更好地解決人工智能應用中日漸多樣繁雜的計算任務。
2022年中國人工智能芯片規(guī)模占比
資料來源:IDC、華福證券研究所
由于GPU在信號傳輸、針腳數(shù)量、顯存顆粒、供電模塊和板組組裝等方面均有數(shù)量或復雜度上的升級,所以AI服務器用PCB的制造難度大大提升。GPU板組在顯著提升AI服務器性能的同時,也對PCB的面積、層數(shù)、以及CCL材料的抗干擾、抗串擾、低損耗特性均提出了更高的要求,由此推動了AI服務器用PCB技術難度升級、量價齊升。
AI服務器用PCB難點
資料來源:觀研報告網(wǎng),華福證券研究所
隨著ChatGPT發(fā)布iOS手機端應用,各大科技企業(yè)加速AI大模型應用落地。AI服務器作為算力的基礎設施,將迎來技術能力與需求的同步提升,AI服務器PCB價值量也將顯著提升,為普通服務器PCB的5-6倍,AI服務器PCB將帶動高多層板以及高密度板需求快速增加。
大模型發(fā)展重要事件
資料來源:華福證券研究所根據(jù)公開信息整理
此外,線路板廠了解到,銅作為PCB原材料中的重要組成部分,對產(chǎn)品成本影響較大。2023年4月以來,世界銅價逐步企穩(wěn)回落,隨著原材料價格逐步穩(wěn)定,各大廠商產(chǎn)能釋放加速,疊加下游應用場景需求提升,將助力國內(nèi)PCB廠商業(yè)績持續(xù)改善。