一、应用场景
根据权威机构的相关测算,单个5G基站对PCB的使用量约为3.21㎡,是4G基站用量(1.825㎡)的1.76倍,同时由于5G通信的频率更高,对于PCB的性能需求更大,因此5G基站用PCB的单价要高于4G基站用PCB,综合来看,5G时代对于单个基站PCB价值量是4G时代的3倍左右。
另外,由于5G的频谱更高,带来基站的覆盖范围更小,根据测算国内5G基站将是4G基站的1.2-1.5倍,同时还要配套更多的小基站,因此5G所带来的基站总数量将要比4G多出不少,预计2023年5G建设高峰期国内5G宏基站新增量将是15年4G建设高峰的1.5倍。综合测算,我们认为未来几年基站用通讯PCB行业的市场规模约20-45亿美元,相比于4G时代9-15亿的市场来说,这几年基站用PCB行业无疑是爆发式增长。
通讯PCB的应用主要包括无线网(通信基站)、传输网、数据通信、固网宽带四个部分,市场上对于除了无线网之外部分应用的数据比较缺乏,因此本报告主要是从无线网也就是基站用PCB入手,以点覆面来分析未来几年通讯PCB行业的发展前景。在其他三个应用上,除了固网宽带已经进入成熟期,未来增速一般,传输网行业用PCB也会随着5G的建设而需求提升,数据通信用PCB则主要是依靠5G网络建设完成后,数通作为5G行业比较有前景的应用(5G产生海量数据,数据中心需求大增),未来行业需求也不可小觑。
在通讯领域,PCB被广泛应用于无线网、传输网、数据通信、固网宽带中,相关产品涉及:常规高多层板、高速多层板、背板、高频微波板、软硬结合板、多功能金属基板等。
应用领域 |
主要设备 |
相关PCB产品 |
特性 |
无线网 |
通讯基站 |
背板、常规多层板、高速多层板、高频微波板、多功能金属基板 |
金属基、大尺寸、高多层、高频材料及混压 |
传输网 |
OTN传输设备、微波传输设备 |
背板、常规多层板、高速多层板、高频微波板、软硬结合板 |
高速材料、大尺寸、高多层、高密度、多种背钻、软硬结合、高频材料及混压 |
数据通讯 |
路由器、交换机、服务/存储设备 |
背板、常规多层板、高速多层板、软硬结合板 |
高速材料、大尺寸、高多层、多种背钻、软硬结合 |
固网宽带 |
OLT、ONU等光纤到户设备 |
背板、常规多层板、高速多层板、软硬结合板 |
多层板、软硬结合 |
通讯电子行业在我司的份额占比约为5%-10%,是我们公司占比比较大的业务领域。我们的PCB主要应用于通讯电子中的:通讯基站,交换机,路由器,天线、光纤接口,光模块,储存设备,专网对讲机等。
二、管控难点
通讯电子类的PCB板,生产制造难度远远是比其他领域线路板难度要大。主要是由于通讯类PCB产品的形态差异较大,尺寸大(也有可能小),厚度高,特殊工艺多,信号控制严格,对特殊材料依赖大。具体到线路板生产制造,需要做以下管控:
1、不同种类的材料加工能力
加工通讯类PCB的第一个难关就是要具备对不同类型板料的加工能力。前面有提到过,由于通讯类产品形态差异较大,导致对板料的需求也是五花八门的。从最普通的FR4板料不同TG值的加工;到高速板,例如ISOL的FR408,松下的M4,M6等各品牌材料的加工;再到高频板料的加工,例如:SYE-LNB33,S7136H,Rogers,TACONIC,ARLON等各品牌的PTFE板加工;甚至是:纯铜基,铁基,陶瓷基的板料加工。这其中的加工方法,管控重点均有非常大的差异, 是需要长期的摸索,才能掌握具体的差异。
2、精细线路的生产
生产通讯类PCB,另外一个比较关键的能力就是需要具备精细线路的生产能力。由于通讯类的线路板通常都是有阻抗,DK,DF值,频率的要求。线路的加工能力直接关乎到产品的能力。甚至会出现由于线路蚀刻公差较大,从而导致成品整批报废的情况。这对线路板厂管控来说是一个不小的挑战。
3、电镀能力以及填孔能力
这样是生产此类线路非常关键的一个能力。首先电镀均匀性直接影响到线路的蚀刻的公差,从而影响到此类PCB的性能。第二方面,由于很多通讯类线路板层数较高,所以导致纵横比很大,具备高纵横比电镀能力对类板的生产显得尤为重要。第三点,由于通讯类PCB有很多板具有:机械盲埋孔,HDI的结构,所以具备良好的树脂塞孔能力,和VCP填孔能力对生产此类PCB显得尤为重要。
4、钻孔能力
通讯类线路板对钻孔能力要求极高,这表现在以下两点原因:第一还是由于材料的特殊性导致的,由于TPFE材质较脆,且对钻咀磨损很大,所以要尽量需用比较好的材质的钻咀,且要管控好钻咀的寿命,落刀速度,转速等;第二是由于板厚很厚,所以不得不采用一些特殊的钻孔方式:例如背钻,分步钻孔,对钻等。
5、压合能力
压合的加工能力也是影响通讯类线路板成败的关键性因素。其中最关键因素是对层偏的控制,由于通讯类往往层数较高,出现层偏的现象基本就意味会开短路了报废了。另外一点还是由于通讯类板料的特殊性带来的问题,举例来说,很多高速板TG值超过200℃以上,而很多高频板TG值都超过了280℃,对于压机的性能有非常高的要求。
仁创艺是如何进行管控的?
材料方面: 我们和众多高频,高频板料商均有建立一定联系,可以满足客户对不同品牌板料的需求。我们拥有多年的PCB生产经验,对不同类板料的生产特性拥有深刻的理解。
制造方面:设备一流,做通讯领域线路板设备是最基本保障,我们公司拥有的先进的LDI曝光机,可靠的线路蚀刻机,电镀具备正片和负片生产能力,拥有控深钻机和锣机。蚀刻能力:最小线宽/线宽可以做到2mil,最小公差可以做到±20%或1.5mil ;电镀能力:我们常规纵横比可以做到12:1,极限纵横比可以做到20:1(外发电镀,有稳定供应商);钻孔:我们对不同基材钻孔,均有详细的管控方法;对各种特殊钻孔法,均有成熟的管控体系,压合: 我们的压合设备非常强大,拥有先进的CCD热熔机(偏差<2mil),全自动铜箔裁切排板机,全自动回流线,全自动层压机(最高温度300℃,温差<2℃)。另外我们还多名经验丰富的工艺工程师,熟悉通讯电子类PCB细节管控。
三、我们有哪些通讯及服务器类客户?
我们公司从2010年开始进入通讯电子领域,至今拥有11年历史。凭借优秀的产品力,我们获得的客户们的一致好评。我们的在通讯电子领域的客户有:
四、未来提升方向
通讯电子不仅是现代社会的基础设施,还在经济、社会、国家安全等多个领域发挥着关键作用,其重要性在未来将继续增强。随着AI等新技术的不断突破,对线路板生产制造提出了新的要求,所以在通讯电子及服务器领域我们技术规划是:
领域 |
项目 |
制程能力(现在) |
制程能力(未来) |
通讯及服务器 |
层数 |
样品36层,批量26层 |
样品48层,量产36层 |
线宽/线距 |
≥3mil/3mil |
≥2mil/2mil |
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纵横比 |
样品20:1层,批量12:1层 |
样品40:1层,批量20:1层 |
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HDI阶数 |
2阶HDI |
3阶HDI、任意阶HDI |
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钻孔 |
正常钻孔,背钻,分步钻孔,对钻 |
提升特殊钻孔方法良率 |
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混压能力 |
FR4+PTFE |
PTFE+陶瓷,PTFE+FR4+陶瓷,PTFE+玻纤等多种结构混压 |
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不同材料的加工能力 |
目前可以加工类型有:FR4,高速板,高频PTFE板 |
提升良率,提升该类型产品的性能 |