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PCB的种类、用途及市场前景

时间: 2024-12-02 12:12:36 |   作者: bob手机综合app官网版

  印刷线路板(Printed Circuit Board,简称 PCB)。PCB是指在通用基材上按预定设计形成点间连接及印刷组件的印刷板,基本功能是使各种电子零组件形成预定电路的连接,起到中继传输的作用。PCB 作为电子零件装载的基板和关键互连件,其制造品质不但直接影响电子科技类产品的可靠性,而且影响系统产品整体竞争力,因此被称为“电子系统产品之母”。

  PCB 产业的发展水平某些特定的程度上反映一个国家或地区电子产业的发展速度与技术水准。目前,PCB 应用领域已经覆盖几乎全部电子类产品,涉及消费电子、新能源汽车、通信设施、工业控制、医疗等多个行业,市场需求十分旺盛。PCB 行业是全球电子元件细分产业中最重要的产业之一,按板材的材质可大致分为柔性线路板(FPC)、刚性线路板和刚柔结合线路板,具体分类情况和未来市场发展的潜力如下:

  随着 PCB 应用的拓展和技术的革新,PCB 生产的基本工艺自问世以来得到了大幅度的提高,衍生出了多个品种,主要包括:

  由柔性基材制成的印刷线路板,基材由金属箔、胶黏剂和基膜三种组成,具有轻、薄、可弯曲等特点。

  单面板:仅在线路板一面布置导线,所有电子元器件集中在一面,是最基本的 PCB 种类,早期电子科技类产品应用较多。

  普通多层板:有三层以上的导电图形层,期间以绝缘材料层相隔,经层压结合形成的线路板,其层间的导电图形按要求互连。

  高层板:高层板一般层数大于 18 层,厚度小于 100mil,最小线。PCB 层数越多,越有利于实现信号的快速传输,提高数据处理性能。

  HDI/ELIC板:High Density Interconnect,即高密度互连板,指具有高精密度的线路板,可实现高密度布线。相较于传统多层板,HDI 板可大幅度提高板件布线密度,实现印刷板产品的高密度化、小型化、功能化发展;对于高阶通讯类产品,HDI 技术可以帮助产品提升信号完整性,有利于严格的阻抗控制,提升产品性能。ELIC 即Every Layer Interconnection,任一层互联技术,是 HDI 板中的高端产品。

  刚性板和挠性板的结合,既能够给大家提供刚性板的支撑作用,又具有挠性板的弯曲特性,能够适用于一些有特别的条件的产品之中,对节省产品内部空间,减少成品体积,提升产品性能有很大的帮助。

  全球 PCB 下游应用市场分布广泛,最重要的包含消费电子、新能源汽车、通信设施、工业控制、医疗等领域。随着研发的深入和技术的一直在升级,PCB 产品逐步向高密度、小孔径、大容量、轻薄化的方向发展。与此同时,新能源汽车、物联网、智能家居、可穿戴设备、5G 通信等领域的发展给 PCB 行业带来了新一轮的发展周期。

  随着智能手机的创新发展,OLED 屏、面部识别、多摄像头、无线充电、折叠屏等功能和配置的增加和技术的迭代,手机中元器件数量增加,电池容量亦逐步扩大,手机内部空间趋于紧张,因而对轻薄、体积小、导线线路密度高的FPC 需求日益提升。以 iPhone 为例,根据开源证券 2023 年 3 月出具的报告多个方面数据显示,2016 年推出的 iPhone7 中 FPC 用量为 14-16 块,而 2020 年推出的 iPhone12中 FPC 用量达到了 30 块。

  此外,安卓系高端机型也在慢慢地提高单机 FPC 用量。未来,手机功能创新和集成度的提升驱动单机 FPC 用量快速增加,且对更精细化 FPC 产品需求提升。在此过程中,行业头部 FPC 厂商积极进行资本投入,市场竞争力快速提升,有望获取更多的市场份额。

  近几年,消费电子市场推陈出新,AR/VR、可穿戴设备、折叠屏手机等新兴市场需求迅速增加,催生 FPC 市场需求进一步增长。在 AR/VR 领域,随着芯片、显示技术、通讯手段的慢慢的提升以及元宇宙的催化,AR/VR 行业进入快速成长期。

  根据 IDC 数据,2026 年全球 AR/VR 出货量有望达到 0.35 亿台。在可穿戴设备领域,由于产品需要承载更多的元器件以实现更多的功能,同时又需具备轻量化和集成化特点,因此对线路密度要求进一步提升,这将使单机 FPC 使用比例会慢慢的高。同时,在折叠屏手机领域,双屏幕、双主板、多摄像头等结构的应用逐步提升了 FPC 用量。中信证券研究所预计 2026 年用于 AR/VR 和折叠屏手机的 FPC 市场规模将达到 21 亿美元。

  FPC 具备配线密度高、重量轻、厚度薄、可折叠弯曲、三维布线、安全性等优良特性,在新能源汽车上,可应用于汽车无人驾驶、娱乐系统、照明系统、显示系统、动力系统、电池管理系统和传感器等装置。在国内外主流车企纷纷加大新能源汽车战略布局背景下,新能源汽车产业进入了市场驱动的高速成长期,带动上游新能源汽车用 FPC 需求加快速度进行发展。2021 年度,全国汽车产销分别完成 2,608 万辆和 2,628 万辆,同比分别增长3.38%和 1.98%,当年新能源汽车销量超过 350 万辆,市场占有率提升至 13.4%。

  2022 年度,全国汽车产销分别完成 2,702 万辆和 2,686 万辆,同比分别增长 3.6%和 2.2%,延续了上一年的增长态势。新能源汽车持续爆发式增长,全年销量超680 万辆,市场占有率提升至 25.6%,迎来新的发展增长阶段。

  2023 年度,全国汽车产销分别为 3,016 万辆和 3,009 万辆,同比分别增长 11.6%和 12%,产销量创历史上最新的记录,实现两位数较高增长。新能源汽车继续保持迅速增加,产销突破900 万辆,市场占有率超过 30%,成为引领全世界汽车产业转型的重要力量。2024年 4 月以来,我们国家新能源汽车销售渗透率超过 50%,带动我国汽车产业成为国民支柱性产业。

  D、新能源汽车电动化、智能化、集成化、轻量化推动车载 FPC 市场需求提升

  FPC 由于具备配线密度高、重量轻、厚度薄、可折叠弯曲、三维布线、安全性等别的类型线路板不能够比拟的优势,更符合下业中电子科技类产品轻量化、智能化、集成化发展的新趋势,更为适合新能源汽车。一方面,随着汽车向着电动化、智能化发展,汽车电子占整车成本的比重逐步提升,根据赛迪智库电子信息研究所数据,该比重预计 2030 年将达到 50%。

  随着电子化水平的提升,汽车无人驾驶、娱乐系统、照明系统、显示系统、动力系统、电池管理系统和传感器等装置对电子元器件的需求量扩大,对连接电子元器件所需的线路载体的数量相应增加,车用 FPC 需求将进一步增长。据 iFixit数据,预计新能源车单车 FPC 用量将超过 100 片以上,其中电池电压监测 FPC用量可高达 70 片。

  另一方面,早期新能源汽车动力电池以传统线束为主,而传统线束较为笨重、连接方式复杂,无法顺应新能源汽车电子元器件数量持续增加的发展的新趋势,而车用 FPC 凭借其轻量化、结构相对比较简单、线路连接方便等优势,在新能源汽车中得到普遍应用,目前 FPC 连接方案已成为新能源汽车动力电池中的主要方案,并向CCS(Cells Contact System)集成化方向发展。

  CCS 由 FPC、塑胶结构件、铜铝排等组成,FPC 通过与铜铝排、塑胶结构件连接构成电气连接与信号检验测试结构部件,定制化属性更强,安装较为简易,可直接放置在电池包上,更适合动力电池自动化生产,其单车价值也更高。

  根据中信证券研究所预计,2025 年全球动力电池 CCS 市场空间将达到 281.2亿元,2021-2025 年复合增长率达到 62.33%。此外,FPC 在电池中对传统线束的替代还有望进一步延伸至储能领域,逐步推动 FPC 市场需求的发展,根据中信证券研究所预计,2021 年储能电池 CCS 市场空间为 1.8 亿元,到 2025 年市场空间将达到 44.3 亿元,2021-2025 年复合增长率为 122.73%。

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