今年 PCB 漲什麼-5G 基地台給解答

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Photo Credit:Reuters/達志影像
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本篇來自合作媒體鉅亨網,INSIDE 經授權轉載。

PCB 被稱為電子工業之母,是電子產品中關鍵零組件之一,若依軟硬程度分可分為硬板 (RPCB)、軟板 (FPC)、軟硬結合板。若依層數區分,則有單面板、雙面板和多層板。

由於對應下游終端產品眾多,各項電子產品對 PCB 的要求也不盡相同。而在 5G 世代,相關基地台採用的 PCB 就需要具備高頻高速的特性。

PCB 產業鏈可以簡單的分為三層:

  • 產業上游:原材料 (銅箔、玻纖、銅箔基板等)。
  • 產業中游:PCB 製造。
  • 產業下游:終端應用 (消費電子、汽車、通訊)。 

銅箔基板對 PCB 影響最大,肩負著 PCB 導電、絕緣、支撐等功能,是 PCB 製造的重要基礎材料,占 PCB 總成本約 20%~40%,是所有 PCB 的原材料成本中比重最高者。

銅箔基板主要以銅箔、樹脂、玻纖布、木漿、油墨等原材料為主,其中銅箔是製造銅箔基板的關鍵原料,約占成本的 30%~50%。

銅箔價格影響銅箔基板價格,而銅箔價格則取決於銅價變化,因此受到國際銅價影響較大。

PCB 產業中國排第一

根據 Prismark 統計,2018 年全球 PCB 產值達 635 億美元,年增 8%,中國 PCB 產值高達 334 億美元,年增 12.5%。

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資料來源: prismark

而 2018 年~2023 年全球 PCB 產值 CAGR 達 3.3%,其中,以中國 CAGR 最高,達 4.4%,其它地區如美洲、歐洲、日本、亞洲,分別達 1%、1.2%、1.4%、3.7%。

自 2016 年中國 PCB 產值占全球比重過半以來,中國在 PCB 產業的地位穩定提升,Prismark 預測,2023 年中國 PCB 產值占全球比重將升至 54.3%,穩居全球 PCB 產業第一寶座。

5G 基地台催生千億產值

Prismark 指出 5G 世代、智慧手機升級、物聯網興起,及汽車電子複雜度的提升等一系列終端應用產品升級,FPC、HDI、多層板將是主要受惠者。

Prismark 預估 2016 年~2021 年 PCB 各產品 CAGR 中,以 HDI 板、軟板、多層板表現最亮眼,分別達 2.8%、3%、2.4%。

2018 年,PCB 下游應用市場主要集中在計算機 (25.6%)、通訊 (31.2%)、消費電子 (13.9%) 領域,汽車 (9.2%)、工控醫療 (6.5%)、軍工航太 (4.2%)、封裝載板 (9.4%) 則不到 10%。

但 Prismark 預測,2018 年~2022 年下游應用領域對 PCB CAGR 的貢獻將主要集中在通訊 (3.5%)、消費電子 (4.2%)、汽車電子 (3.9%)。

而通信用 PCB 主要集中在無線網路、資料通訊及固定寬頻設備等領域。通信設備對 PCB 需求主要以多層板為主 (8-16 層板比重約 35.2%)。隨著 5G 商用開始,通訊設備的高頻高速是必然趨勢,因此高頻高速 PCB 板將會顯著受益。

5G 網路具備高速度、大容量、低延遲等特點,除了更便利一般民眾日常生活外,5G 持續滲透至物聯網及眾多產業中,在通信、自動駕駛、工控醫療、智慧家居等產生多樣化應用下,實現真正的萬物相聯場景。

要達到 5G 理想水準,基地台技術與數量成為關鍵。目前 5G 大型基地台將遠端射頻模組 (RRU) 和天線合併成 AAU,意味著 AAU 射頻基板要在很小的空間內集成更多地電子元件。

為同時滿足隔離要求,天線和 RRU 整合成 AAU 的過程中就需要採用更多層的 PCB,因此增加大型基地台的 PCB 使用量。 

中國國盛證券預測,在 4G 大型基地台內所使用的 PCB 總量約為 1.47 平方公尺,而在 5G 大型基地台內所使用的數量約為 2.28 平方公尺。

光以數值來看 5G 基地台站所使用的 PCB 面積將會是 4G 基地台所使用的 1.55 倍。

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中國國盛證券, 鉅亨網製表

由於 5G 建設使用的是高頻高速等高性能 PCB,相較於 4G 所使用材料來說在價值上有大幅提升。高階 PCB 與低階 PCB 價值差異巨大,僅考慮原材料之一的銅箔基板而言,高階與低端之間有數倍的差異。

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資料來源: 深南電路, 鉅亨網製表

此外,5G 大規模使用 MIMO 技術以實現巨量訊號的高效傳輸,4G 基地台天線陣列通常小於等於 8 個。但進入到 5G,天線陣列大幅躍升至約 64/128 個,天線單元之間也是透過高頻 PCB 進行集合,由此產生疊加增量空間。

從頻寬來看,5G 頻寬增加也使得基地台所用的單片 PCB 面積有所擴大,進一步增加 5G 基地台 PCB 使用面積。

由於 5G 需要提供更快的傳送速率,因此使用的頻率將向高頻率頻道轉移,但無法避免的就是其訊號繞過障礙物的能力將降低。而想要解決的辦法就是增建更多基站以增加訊號覆蓋率。

一般來說,5G 頻道由於頻率為 4G 的兩倍,理論上,5G 頻道所能覆蓋的範圍只有 4G 頻道的 1/4,這意味著 5G 基地台所需將會是 4G 的 4 倍。

但由於技術提升帶動的高功率及多天線設計,根據中國產業資訊網預測,5G 基地台所需要的數量可能會是 4G 的 1.1~1.5 倍。 

而賽迪顧問資料顯示,5G 大型基地台的數量在 2026 年預計將達到 475 萬座,約是 2017 年底 4G 基地台 328 萬個的 1.45 倍左右。若再配合小型基地台數量約為大型基地台的 2 倍計算,約達 950 萬座,總共基地台數量約為 1425 萬個。

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大型基地台年建設數量預測

在產值方面,5G 大型基地台單座的 PCB 價值約為 4G 的 3 倍,在預估建設 480 萬座的大型基地台下,5G 大型基地台的 PCB 全球市場規模將會達到人民幣 600 億元。

而 5G 小型基地台的 PCB 使用量將是大型的三分之一,即約為每座人民幣 0.4135 萬元,因此相關 PCB 市場規模約達人民幣 400 億元。兩者合計產值高達千億人民幣。

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    核稿編輯:Heemie


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