2021年3月3日 星期三

《汪汪老師的5G投資探索之旅》第05篇—5G基地台(PCB相關廠商)

上回文章,愛麗絲了解到5G基地台的商機,大都被國際大廠壟斷,那有沒有一些接間受惠的廠商呢?答案是有的,就是印刷電路板PCB(Printed Circuit Board)相關廠商,因為所有的電子產品離不開PCB電路板,它有「電子工業之母」的號稱。

5G基地台不僅數量將是4G的3倍以上,而且因為使用Massive MIMO天線技術,使得AAU 的 PCB 使用面積增加;BBU(CU/DU)的部分,由於數據傳輸量提升,搭配高速晶片要求,PCB板的層數也增加了。所以這些都將帶動PCB無論質跟量的明顯增長。而接下來,我將要簡單說明PCB的種類、產業鏈,以及因此受惠的廠商。


一、種類

PCB的種類繁多,從結構上來看,可分成單層板、雙層板、多層板;從材質可分成硬板 (RPCB)、軟板 (FPC)和軟硬複合板。若在應用上,又有為了順應多功能、小型化、輕量化的HDI板 (高密度PCB)、承載IC作為載體之用的IC載板(BT與ABF載板)和有高頻、高速需求的高頻高速應用板…等。


二、產業鏈

有關PCB完整產業鏈如下圖:


上游是 PCB 產業中,提供材料的源頭,分類如下:

  • 補強材料:絕緣紙、玻纖蓆、玻纖紗、玻纖布。
  • 導電材料:無氧銅球、電解銅箔、壓延銅箔。
  • 黏合材料:酚醛、溴化環氧、聚醯亞胺(PI)、聚四氟乙烯(PTFE)…等樹脂。
  • 其它:木漿、油墨、蝕刻液。


PCB製造方面,在取得上游主要材料後,製造廠開始進行銅箔基板(Copper Clad Laminate,簡稱CCL)的製作流程,它是各種PCB板最重要的關鍵基礎材料(占成本最高),直接影響其導電、絕緣、支撐等功能。依材質特性可分為以下4種:

  1. 紙質CCL。
  2. 複合CCL。
  3. 玻纖環氧CCL。
  4. 軟性CCL。


最後,PCB廠商再將之加工,製成各種PCB板,運用於下游終端的電子產品中。整個產業鏈上游、銅箔基板(CCL)廠商較集中,定價權較高,而PCB製造產業則廠商眾多,競爭較為激烈。


三、受惠的廠商

在 5G 世代,隨著頻譜逐漸向高頻段延伸,基地台AAU部分的天線、收發模組、功率放大器等均需要高頻PCB板降低損耗;BBU(CU/DU) 部分,要求更高的容量和更快的傳輸速度,所以需要較高速的PCB板。這意味著,PCB基材需要採用高頻高速材料,而有效途徑之一是使用高頻高速的銅箔基板(CCL)。

高頻高速銅箔基板(CCL)是使用上游原材料的不同,主要包括銅箔、玻纖布、特殊樹脂等,其相關領導廠商如下:



未來高速訊號會走在銅箔表層,所以銅箔會影響到傳導體損失,因此需要表面粗糙度更小的銅箔以提升性能。目前全球低粗糙度的銅箔生產廠商以日本為主,分別是古河電氣工業、JX日鑛金屬、三井金屬、福田金屬等。台灣相關廠商有金居(8358)和榮科(4989)。

而金居(8358)自行開發出Advance RTF(先進式反轉銅箔),已成功打進AMD第二代EPYC伺服器處理器晶片與英特爾最新伺服器Whitley新品獨家銅箔供應商。



高頻高速銅箔基板(CCL)的核心要求,是低介電常數(Dk)和低介質損耗(Df)。它是利用在玻纖布的基礎上,通過使用不同類型的樹脂實現的。所以玻纖布需要高頻、高速及低阻抗的規格。而目前超高精細玻纖紗來源,領導廠商主要是日本日東紡及美國AGY公司。台灣相關廠商為台玻(1802)、南亞(1303)。



傳統環氧樹脂的介質損耗(Df)會隨頻率的升高而升高,無法滿足高頻高速傳輸的要求。而聚四氟乙烯樹脂(PTFE)是介電常數(Dk)和介質損耗(Df)最低的材料,目前被應用於高頻銅箔基板(CCL)中。領導廠商為美國Rogers,幾乎壟斷了市場。

5G基地台BBU(CU/DU) 的部分,要求訊號傳播速度快,需要的是高速銅箔基板(CCL),特殊樹脂主要是用聚苯醚(PPE),其介質損耗(Df)值中等。領導廠商為沙烏地阿拉伯SABIC和日本旭化成(Asahi)、三菱化學。



高頻銅箔基板(CCL)主要被美國企業壟斷,分別是Rogers、Taconic、Isola。尤其是5G基地台的AAU部分(包括天線和射頻板塊),幾乎完全被 Rogers 所主導。

高速銅箔基板(CCL)則主要由日本松下,台灣聯茂(6213)、台燿(6274)和美國Isola把持。另外台灣有布局高速銅箔基板(CCL)相關的廠商還有,台光電(2383)和騰輝- KY(6672)。

其它PCB運用方面,因為5G基地台數據傳輸量的提升,規畫的IC載板面積加大,層數也增加,所以刺激了IC載板的需求。所謂IC載板是可直接用於搭載晶片,並與PCB母板之間提供電子連接,不僅為晶片提供支撐、保護、散熱作用,同時也是封裝製程中的關鍵零件。

IC載板依材質可區分別BT和ABF載板兩種。BT載板主要運用於智慧型手機,ABF載板則運用於CPU、GPU、FPGA、ASIC…等高速運算處理器IC承載和封裝製程上。相關廠商如下:



由於IC載板具有很高的技術壁壘和資金投入,目前是由日本、台灣、韓國等地的PCB企業所佔據。領導廠商分別是欣興(3037)、日本Ibiden、南韓SEMCO、南電(8046)、景碩(3189)。前10大企業的市場占有率超過80%,行業集中度較高。

最後,愛麗絲了解到,高速傳輸似乎是5G的要求,這時忽然靈光一閃,那會不會也刺激到光纖的使用量呢?留待下文分曉——5G基地台(光通訊相關廠商)《請按我》