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5G基站之PCB板:环氧基材升级为PTFE为主流的新基材,市场需求空间广阔

发布时间:2019-10-08  来源:立鼎产业研究网  点击量: 42 

PCB在基站中多用于天线模组、通讯背板、功率放大器、低噪音放大器、滤波器等。在5G时代,伴随着高频、高速、高数据量的技术要求,很多原有的中低频通讯材料会被淘汰,而PCB由于介电特性和信号传输速度方面具有不可替代性,未来在基站的多部分元器件用量的大幅增长指日可待。与此同时,Massive MIMO技术的实现使5G基站大幅提高了天线容量,从原有的单基站十几根天线大幅增长到上百根天线,这大大提高了单基站PCB的使用量。此外,由于高频电磁波本身穿透性差的原因,5G小基站的建设规模会远高于4G时代,这也促进了高频PCB在内的高频通信材料规模的增长。

5G基站核心材料


资料来源:公开资料

——PCB产业的中游主要是指高频高速覆铜板(CCL),是将特殊树脂作为功能性填充材料与其他辅料混合,在玻璃纤维布的增强下单面或双面覆以铜箔,经加热后压合而成的专门用于PCB制造的特殊层压板。通过蚀刻液和油墨等其他材料,覆铜板被显影蚀刻掉不需要的铜箔形成线路。

在基站用PCB中,高频高速覆铜板是最重要的部分之一,占整个PCB的生产成本的20%-40%,它为PCB承担导电、支撑和绝缘的作用。

为了满足高频高速PCB 产品的可靠性、复杂性、电性能和装配性能等诸多方面的要求,许多PCB基板材料的厂商对特殊树脂进行了不同的改进。

对于基站PCB而言,最为重要的指标是介电特性、(立鼎产业研究中心)信号传输速度和耐热性,前两点上PTFE基板都具有最佳的性能,它是目前为止发现的介电性能最好的有机材料,优异的介电性能有利于信号完整快速地传输,这角度而言PTFE5G时代基站PCB板的绝佳树脂材料。

——中国是覆铜板和PCB应用第一大国,然而许多高端的产品,包括基站用的高频高速产品仍然需要进口。与上游材料类似,产业链中游的基材高频覆铜板被海外企业占据了主要市场:目前全球领先的高频覆铜板供应商包括美国的三巨头罗杰斯、泰康利和伊索拉,日本的松下电工、日立化成,中国台湾的南亚塑胶等企业在高频覆铜板领域也有一定的知名度。内资企业中与海外差距较小的企业是生益科技,已经具备供货“VL-L”和“UL-L”等级市场的能力。

高频高速PCB罗杰斯是生产厂商中的龙头,RO3000 RO4000(为基站PA设计系列)已经占据了各大通信设备商的主要份额。其他主要厂商包括中国台湾的台耀,日本的日立化成,内资的生益科技等。内资PCB企业中,在高频PCB领域有较强实力的公司包括深南电路、景旺电子、胜宏科技、沪电股份等。通信设备PCB相对于其他PCB下游领域更难进入,客户认证是一大门槛。通信设备 PCB 客户认证比其他电子产品更复杂、认证周期更长,涵盖了对供应商环保、品质、稳定性的要求。认证从开始到下单一般需要2~3年的时间。除了认证外门槛,通信设备龙头厂商都是大批量厂商,供货能力需要满足5G规模化建设的要求。

沪电股份和深南电路是国内为数不多的、拥有高端通信PCB产品量产能力的厂商,能达到5G建设对供货周期的要求。在4G周期,深南电路客户主要以中兴、华为为主,沪电股份则以华为、诺基亚为主。预计在5G通信设备用PCB领域,深南电路和沪电股份仍是直接竞争对手,将继续各占半壁江山。

PCB产业各环节主要供应商


资料来源:公开资料

——从5G的建设需求来看,5G将会采取“宏站+小站”组网覆盖的模式,历次基站的升级,都会带来一轮原有基站改造和新基站建设潮。2017年我国4G广覆盖阶段基本结束,4G基站达到328万个,而根据中国联通预测,5G建站密度将至少达到4G1.5倍。根据赛迪智库预测,宏基站数量上,(www.leadingir.com)中低频段的宏基站若实现与4G基站相当的覆盖范围,预计建设5G宏基站数量将达475万个。2016年中国4G基站数量占全球约65%,我们假设5G时代中国将进一步领先全球,5G基站数量占全球70%,可以得出全球将建设5G宏基站678.57万个。

根据主流的方案,AAU(有源天线)将由天线和RRU集成而成。除了AAU之外,BBU及其他部分也会用到PCB。单基站AAUBBU和其他元器件全部PCB表面积(遇到多层板的情况单层面积乘以层数)为2.5m2,由于高频覆铜板制成基站用PCB会有损耗,假设损耗率为20%,可以得出单基站用高频覆铜板的面积为3.125m2

根据国内PCB龙头企业深南电路的招股说明书中的采购数据,可以知道PTFE板材在2017年的市场价格为600/m2。假设其价格不变,五年之后也即20235G基站能全部建设完毕,可以推知单基站PTFE的价值为1875元,届时我国基站用PTFE需求空间为89.06亿元,全球基站用PTFE需求空间为127.23亿元。

全球及中国基站用PTFE需求空间


资料来源:公开资料整理测算

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