“電子工業(yè)之母”迎來(lái)發(fā)展新機(jī)遇

顏媛媛

“電子工業(yè)之母”的新機(jī)遇

素有“電子工業(yè)之母”之稱的PCB 是服務(wù)器的重要組成部件，承擔(dān)服務(wù)器芯片基座、數(shù)據(jù)傳輸和連接各部件功能。隨著當(dāng)下人工智能（AI）行業(yè)高速發(fā)展，令應(yīng)用在AI 服務(wù)器上的高價(jià)值量PCB 產(chǎn)品市場(chǎng)需求大幅提升。

AI 服務(wù)器對(duì)芯片性能及傳輸速率要求更高，通常需要使用高端的GPU 顯卡以及更高的PCIe 標(biāo)準(zhǔn)，帶動(dòng)AI 服務(wù)器PCB 價(jià)值量明顯提升。由于AI 服務(wù)器芯片升級(jí)，PCB 也需相應(yīng)地進(jìn)行升級(jí)，不僅層數(shù)提升，而且要求傳輸損耗降低、設(shè)計(jì)靈活度增強(qiáng)、抗阻功能更佳，這也讓AI 服務(wù)器PCB 的價(jià)值量大幅提升，相當(dāng)于普通服務(wù)器PCB 的5 倍至6 倍。相關(guān)廠商在面對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)更高標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，也迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。

PCB 新發(fā)展機(jī)遇主要源自市場(chǎng)對(duì)AI 服務(wù)器持樂觀預(yù)期。TrendForce 集邦咨詢預(yù)估，2023 年AI 服務(wù)器（包含搭載GPU、FPGA、ASIC 等）出貨量近120 萬(wàn)臺(tái)，年增幅38.4%，占整體服務(wù)器出貨量的近9%，至2026 年將占15%，同步上修2022—2026 年AI 服務(wù)器出貨量年復(fù)合增長(zhǎng)率至22%。

隨著AI 大模型和應(yīng)用的落地，市場(chǎng)對(duì)AI 服務(wù)器的需求日益增加，市場(chǎng)擴(kuò)容在即。以DGX A100 為例，15321 元的單機(jī)價(jià)值量中，7670 元來(lái)自載板，7651 元來(lái)自PCB，因此在服務(wù)器PCB 上具有較好布局的廠商有望率先受益。

PCB板在AI服務(wù)器中的占比

電子產(chǎn)品一旦出現(xiàn)標(biāo)桿性的產(chǎn)品，那么全市場(chǎng)的玩家在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上就會(huì)向標(biāo)桿看齊，以英偉達(dá) DGX A100和DGX H100 兩款具有標(biāo)桿性產(chǎn)品力的產(chǎn)品進(jìn)行分析，可以了解PCB 板在AI 服務(wù)器中的地位。英偉達(dá)DGXA100 外形類似于常見的家用主機(jī)，通過(guò)對(duì)部件構(gòu)成進(jìn)行深度分解，其大體上可以分為五個(gè)硬件板塊：

1. 風(fēng)扇模組，從前部（Front）入手，首先看到的是風(fēng)扇模組板塊，DGX A100 的風(fēng)扇模組由 8 個(gè)風(fēng)扇組成，這一搭配與傳統(tǒng)服務(wù)器 8U 規(guī)格的基本一致；

2. 硬盤，前部風(fēng)扇模組板塊的下方擺放了硬盤和前控制臺(tái)板（控制與外接設(shè)備的信號(hào)傳輸），DGX A100配備了 8 個(gè) 3.84TB 的硬盤，合計(jì)內(nèi)部存儲(chǔ) 30TB；

3.GPU 板組（GPU Board Tray）， 后部（Rear）是整個(gè) AI 服務(wù)器的關(guān)鍵組件組裝區(qū)域，最核心的板塊就是 GPU 板組，這也是 AI 服務(wù)器區(qū)別于普通服務(wù)器的關(guān)鍵，從 DGX A100 的架構(gòu)來(lái)看，GPU 板組主要包含GPU 組件、模組板、NVSwitch 三塊，這三塊都會(huì)涉及不同類型的 PCB 產(chǎn)品；

4.CPU 母板組（CPU Motherboard Tray），這一部分是所有服務(wù)器的核心部件（包括普通服務(wù)器和 AI 服務(wù)器），其中包含 CPU 母板、系統(tǒng)內(nèi)存、網(wǎng)卡、PCIESwitch 等部件，CPU 母板、系統(tǒng)內(nèi)存、網(wǎng)卡是主要涉及 PCB 用量的部分；

5. 電源模組，DGX A100 后部的下方還配有6 組電源，電源內(nèi)部會(huì)涉及厚銅 PCB 板的使用。

從功能性的角度，AI 服務(wù)器的 PCB 價(jià)值量計(jì)算可以歸納為三個(gè)部分，其一是AI 服務(wù)器最為核心的GPU板組，其二是所有服務(wù)器都必備的CPU 母板組，其三是風(fēng)扇、硬盤、電源板塊等配件組。

綜合 GPU 板組、CPU 模板組和配件，國(guó)金證券半導(dǎo)體團(tuán)隊(duì)曾估測(cè)DGX A100 整機(jī)PCB 用量面積為1.474 平方米，單機(jī)價(jià)值量為 15321 元，其中GPU 板組單機(jī)價(jià)值量達(dá)到1.2 萬(wàn)元、占比達(dá)到 80%，CPU 母板組單機(jī)價(jià)值量為 2845 元、占比為 19%，其他配件單機(jī)價(jià)值量 226 元、占比為 1%；從板級(jí)的分類來(lái)看，載板級(jí)別單機(jī)價(jià)值量為 7670 元、占比達(dá)到 50.1%，PCB板級(jí)單機(jī)價(jià)值量為 7651 元、占比為 49.9%。

顯然，PCB 板作為AI 服務(wù)器的重要組成部分，完全有機(jī)會(huì)受益于AI服務(wù)器的快速崛起，打開新一輪成長(zhǎng)空間。

PCB板技術(shù)迭代加速

AI 服務(wù)器里需要更高算力、更高速度、更大容量去傳輸?shù)腜CB 板，基于此，材料的要求也會(huì)更高，具體到不同廠家，產(chǎn)品設(shè)計(jì)上可能會(huì)有差異。從內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)看，其實(shí)AI 服務(wù)器與普通服務(wù)器的板子和部件也會(huì)有通用之處，前者可能是在部分的器件或板件上有更高要求，并非要對(duì)全部器件進(jìn)行升級(jí)換代。

相較傳統(tǒng)服務(wù)器，AI 服務(wù)器除了搭載2 或4 顆CPU 之外，最重要的是需增配4 至8 顆GPU，以形成GPU 模組板，加上當(dāng)前主流AI 服務(wù)器均采取雙層架構(gòu)，使得PCB 板面積需求大幅提升，如SLP、高階HDI、高頻高速PCB 等，也在低迷的行業(yè)周期中帶來(lái)暖意。

PCB 板層數(shù)是技術(shù)更迭最為明顯的細(xì)節(jié)，目前PCIe 3.0 一般為8～12 層，4.0 為12～16 層，而5.0 平臺(tái)則在16 層以上，AI 服務(wù)器更有使用20 層以上的，因此其搭配使用的CCL 材料等級(jí)亦需達(dá)到非常低的損耗，對(duì)應(yīng)的介質(zhì)損耗因子Df 值需要降至0.006～0.005 甚或更低。而AI 服務(wù)器PCB 的層數(shù)，從Whitley 平臺(tái)的12層左右，增長(zhǎng)到AI 訓(xùn)練階段服務(wù)器的20 層以上。

英偉達(dá) DGX A100拆解圖

此外，AI 服務(wù)器PCB 對(duì)設(shè)計(jì)靈活性、抗阻性也提出了更高要求。而PCB 板對(duì)更高性能的追求，也推動(dòng)PCB 基材的更迭。以最常見的銅板基材為例，從強(qiáng)調(diào)環(huán)保的無(wú)鉛兼容覆銅板基材到屬基（芯）覆銅板、陶瓷基覆銅板、高介電常數(shù)板等具有特殊功能的覆銅板，整個(gè)PCB 市場(chǎng)產(chǎn)品和技術(shù)更迭速度明顯在變快，附加值高、應(yīng)用領(lǐng)域廣的產(chǎn)品漸漸成為主流。

國(guó)內(nèi)企業(yè)有望獲得更多話語(yǔ)權(quán)

PCB 行業(yè)的下游應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，受單一行業(yè)影響較小，故較為分散，廠商眾多，市場(chǎng)集中度不高，市場(chǎng)充分競(jìng)爭(zhēng)。近年來(lái)，我國(guó)已成為全球最大的PCB 生產(chǎn)地區(qū)，并且由中低端向高端方向迭代升級(jí)態(tài)勢(shì)顯著。

從技術(shù)工藝上看，中國(guó)PCB 企業(yè)在技術(shù)研發(fā)上的投入進(jìn)一步增加，聚焦高密度互連板（HDI）以及高速高頻多層板的技術(shù)攻關(guān)。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來(lái)看，中國(guó)PCB 市場(chǎng)上8～16 層多層板、18 層以上超高層板逐漸代替低階產(chǎn)品，成為市場(chǎng)主流。PCB 高端產(chǎn)品的需求增速要快于基礎(chǔ)產(chǎn)品，且我國(guó)企業(yè)的替代空間更大。電子半導(dǎo)體行業(yè)的專業(yè)咨詢公司Prismark 預(yù)測(cè)的2021—2026 年各PCB 產(chǎn)品產(chǎn)值增速中，IC 封裝基板>HDI> 軟板> 多層板> 單雙面板。而深南電路、興森科技、珠海越亞、東山精密、勝宏科技等國(guó)內(nèi)PCB 廠商加大IC 載板項(xiàng)目投建力度，有望成為該領(lǐng)域直接成像設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化通道。未來(lái)若能憑借自身優(yōu)勢(shì)切入國(guó)內(nèi)IC 載板投建項(xiàng)目供應(yīng)鏈，預(yù)計(jì)國(guó)產(chǎn)化率將獲得可觀提升。

根據(jù)Prismark 方面的數(shù)據(jù)，2022 年至2027 年全球PCB 產(chǎn)值年復(fù)合增長(zhǎng)率約為3.8%，2027 年全球PCB 產(chǎn)值將達(dá)到約983.88 億美元。我國(guó)各大PCB 廠商在各細(xì)分領(lǐng)域形成了自身的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)與議價(jià)能力，2022年中國(guó)PCB 產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到442 億美元，占全球的54.1%。各廠商緊抓AI 服務(wù)器PCB 賽道的發(fā)展機(jī)遇，有望進(jìn)一步鞏固我國(guó)在PCB 產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)地位。

前路并非坦途

伴隨數(shù)字經(jīng)濟(jì)、6G、人工智能等產(chǎn)業(yè)在今年相繼爆發(fā)，PCB 行業(yè)有望迎來(lái)需求高景氣，但這并非絕對(duì)的。

今年第一季度末，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體知名企業(yè)滬電股份曾在年報(bào)中指出，出于對(duì)全球通貨膨脹和經(jīng)濟(jì)衰退等因素的擔(dān)憂，面對(duì)全球經(jīng)濟(jì)前景疲軟，展望2023 年P(guān)CB 行業(yè)或?qū)⒚媾R需求疲軟、高庫(kù)存調(diào)整、供過(guò)于求和激烈競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn)，多重因素的沖擊恐將大幅抑制2023 年上半年P(guān)CB行業(yè)的新增需求，直到2023 年底和2024 年的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)復(fù)蘇。

而在中低端PCB 板市場(chǎng)，不少PCB 板廠商都在降價(jià)搶單以去庫(kù)存。包括曾“一貨難求”的車用微控制器（MCU）等在內(nèi)的車用關(guān)鍵元器件也未“幸免”。廠商近期針對(duì)車用PCB 產(chǎn)品陸續(xù)降價(jià)10% 至15% 搶單，降價(jià)幅度于近年罕見。從這里看，未來(lái)PCB 市場(chǎng)整體難免動(dòng)蕩，爭(zhēng)奪高景氣細(xì)分市場(chǎng)話語(yǔ)權(quán)，將成為各企業(yè)成長(zhǎng)的關(guān)鍵。