1、样板和小批量板行业发展情况
PCB 型号众多,通常可以按照订单面积、产品层数、特色工艺或材料等标准分类。根据 PCB 企业侧重订单面积市场的不同,其面对的交付期限、产品用途、产品型号、客户结构、生产工艺和定价策略存在差异,PCB 行业进一步细分为样板和小批量板行业、大批量板行业。
PCB 作为电子信息产品的基础元器件,在大部分行业均向智能化、电子化、互联化发展趋势下,在生产制造全产业链中存在海量、多样化的新兴电子元器件需求。从 PCB 订单规模和客户需求的不同阶段来看,PCB 可分为样板和批量板。
PCB 样板需求主要来自客户电子产品的研究、开发和试验等研发阶段,是PCB 批量生产的前置环节,具备一定的专业特性,PCB 在电子产品研制成功并定型后进入批量板生产阶段,因此研发阶段的样板订单呈现多品种、小批量、快交付的特征。
PCB 批量板根据订单面积大小可进一步分为小批量板和大批量板,其中:小批量板主要用于通信设备、工业控制、医疗健康和汽车电子等专业用户终端需求,大批量板主要用于消费电子和部分汽车电子等普通用户终端需求。
样板、小批量板和大批量板下游客户终端需求特点
专业用户 PCB 下游应用领域主要涵盖通信设备、工业控制、医疗健康和汽车电子等企业级行业领域,通常要求 PCB 产品具备高可靠性、使用寿命长和可追溯性强等特点,对 PCB 制造商的工艺和材料等要求更高。普通的消费者终端需求的下游应用领域主要涵盖消费电子和部分汽车电子,通常要求 PCB 产品具备轻薄化、小型化和可弯曲等特点,由于普通个人消费者终端需求量大,且PCB 相对更标准化,对 PCB 制造商的生产规模要求更高。样板和小批量板产品品种丰富,相对不易受到宏观经济的扰动影响。
由于样板、小批量板和大批量板在研发、生产、管理和销售模式上均有较大差异,不同类型的 PCB 企业在客户、产品和生产方面各有特点,具体情况如下:
样板通常处于 PCB 产品批量生产前的前置环节,订单面积不超过 5 平方米,主要应用于客户的研发打样、试验和开发阶段,产品型号多。批量板则处于样板研发成型后的批量生产阶段,其中:小批量板按照客户需求定制化生产,产品型号较多但单个订单面积较小,订单面积在 5 平方米至 50 平方米之间,主要应用于研发成型后的专业用户应用领域,包括通信设备、工业控制、医疗健康和汽车电子等行业领域;
大批量板产品均为标准化产品,产品型号少、单个订单面积大,订单面积大于 50 平方米,主要应用于研发成型后的普通用户终端应用领域,包括消费电子和汽车电子等行业领域。
2、我国样板和小批量板市场发展趋势
①终端电子产品多样化促进样板和小批量板占比逐步提升
PCB 是电子产品和信息基础设施不可缺少的基础电子元器件,广泛应用于通信设备、工业控制、汽车电子、消费电子和半导体测试专业终端领域,涉及绝大部分终端电子产品。PCB 与下游终端电子产品的发展息息相关,PCB 下游终端电子产品市场规模不断扩大为 PCB 产值持续和快速增长奠定基础。
根据中国电子电路行业协会 2023年内资百强 PCB企业榜单数据测算,样板和小批量板业务为主的企业占全部内资 PCB 企业营业收入的比例为 10.52%,较2022 年的 9.50%增长了 1.02 个百分点,样板和小批量板业务占比有所增长。
全球 PCB市场产值中,样板和小批量板合计占比约为 15-20%。随着电子产品市场需求多样化、高端化发展趋势愈发明显,同时高多层板、HDI 板等中高端 PCB产品的产能逐步向中国大陆地区转移,国内样板和小批量板占总体 PCB 市场产值的比例将向全球 PCB样板和小批量板占比靠拢。预计到 2028年,全球样板和小批量板市场产值约为 955.81-1,274.40 亿元。
同时,国内现有样板和小批量板规模居前企业收入占比相对较低,样板和小批量板向国内转移的市场空间较大。由于在工业自动化、服务器、汽车电子、消费电子等新兴应用领域拥有的先发技术和规模优势,HDI 板等中高端 PCB 产品目前的主要生产企业位于中国台湾、日本、韩国等地区。
近年来,具备一定规模的海外 HDI 板供应商,逐渐将资本投入载板、类载板等其他业务,总体来看,海外中高端 PCB 产能在高阶 HDI 板产线的资本投入很少。国内 PCB 厂商中高端 PCB 业务起步相对较晚,目前国内中高端 PCB 企业数量较少、整体规模偏小,且主要侧重于大批量、低端产品的生产,极少数公司拥有高阶或任意互连的 HDI 板制造能力。
②研发投入推动样板市场规模持续扩大
PCB 是电子信息产品的基础元器件,涉及下游行业众多。样板主要用于下游电子信息产品制造企业的研发、中试和新产品开发等需求,在产品的研发阶段需要专业的 PCB 制造商协助生产样板,全行业的研发投入增长推动着样板市场规模持续扩大。
根据国家统计局数据显示,我国研究与试验发展(R&D)经费支出由 2000年的 0.09 万亿元增长至 2023 年的 3.33 万亿元,年均复合增长率达 17.02%;研发经费支出投入强度(研究与试验发展经费支出/国内生产总值)由 2000 年的0.89%增长至 2023 年的 2.64%,增长 1.75 个百分点。
2021 年以来,我国研究与试验发展经费支出增长依然强劲。2023 年我国研究与试验发展经费支出为 3.33 万亿元,较 2022 年同比增长 8.11%;研发经费支出投入强度(研究与试验发展经费支出/国内生产总值)为 2.64%,较 2022 年同比增长 0.08 个百分点。根据“十四五”规划,我国全社会研发经费投入年均增长 7%以上。我国研究与试验发展经费支出的快速和持续增长,有利于 PCB 样板市场规模持续扩大。
③样板和小批量板下游应用领域
快速发展PCB 样板贯穿于电子信息产品研究与试验的各个阶段,广泛应用于通信设备、工业控制、汽车电子、半导体和国防军工等研发投入强度较高的高新技术产业;与之类似,小批量板下游主要应用于通信设备、工业控制和汽车电子等企业级专业用户应用产业。以下重点分析样板和小批量板主要涉及的工业控制、通信设备、汽车电子、消费电子、医疗健康和半导体测试等领域,具体如下:
A、工业控制领域
工业控制对制造业生产加工具有重要意义,是工业制造业的基石,我国工业控制行业以机床工具为主,主要包括金属切削机床、金属成型机床、数控系统、工业机器人和机床电器等产业。
PCB 是实现工业控制的重要电子元器件,随着工业控制领域自动化程度愈发增强,对上游 PCB 等原材料的定制化需求和工艺技术要求更高。2000-2011 年,我国经济增速较高、制造业发展迅速,工程机械、汽车和通信等产业蓬勃发展,对工业控制和机床工具的需求持续扩大,迎来十年黄金发展期。
近年来供给侧改革、制造业景气度回落,以及 2018 年中美贸易摩擦等因素影响,根据中国机床工具工业协会数据显示,2018 年我国机床工具行业营业收入为 8,234.57 亿元,较 2017 年下降 27.99%。2020 年下半年以来,随着宏观经济恢复和制造业回暖,我国机床工具行业营业收入迅速增长,2021 年我国机床工具行业营业收入回升至 11,220.78 亿元,较 2020 年上升 30.13%。
受到宏观经济影响,2022 年我国机床工具行业营业收入与 2021 年营业收入基本持平;2023年我国机床工具行业营业收入小幅度下降至 10,974.00亿元。2024年机床工具行业将继续在承受压力的过程中不断恢复,如外部环境无重大不利变化,2024 年有望实现小幅增长。
根据国家统计局数据显示,2019-2023 年我国工业行业累计实现营业收入21.76 万亿元、22.85 万亿元、26.00 万亿元、28.90 万亿元和 29.80 万亿元,我国工业行业持续增长。全球工业自动化、无人化的升级需求尤为迫切,工业自动化转型升级速度进一步加快。
根据中国机械工业联合会预测,2024 年机械工业经济运行将延续稳中向好的总体态势,宏观经济政策和一系列稳增长的行业政策效应将持续释放,重大项目、重点工程、新基建等将进一步加快实质性建设以及新一轮科技革命和产业变革将带来新的发展机遇等支撑机械工业高质量发展的有利因素不断集聚增多。根据 Prismark 预计,2024 年全球工业控制电子市场将达到 3,100 亿美元,2028 年将达到 3.910 亿美元。受益于工业自动化、工业机器人、光伏储能发展进程,工业控制领域 PCB 市场空间广阔。
B、通信设备领域
通信设备主要用于网络传输的通信基础设施,包括通信基站控制器、收发信机、基站天线和射频器件等。5G通信设备对高频、高速 PCB工艺和材料要求更高,天线、收发模组和功率放大器需高频板降低损耗,同时数据传输量的提升需高速芯片搭配高多层板产品,通常需 18 层及以上的高多层板。近年来,5G的快速发展带来新一轮的通信设备更新,将极大促进 PCB 样板和小批量板的业务增长。
我国 5G 基站进入快速建设阶段,根据国家工信部数据显示,2021-2023 年我国建设完成的 5G 基站数量分别为 70.70 万座、88.70 万座和 106.50 万座,累计建设 5G 基座数量 337.70 万座,总量占全球超过 70%,已建成全球最大的 5G网。根据国家工信部发布的《“十四五”信息通信行业发展规划》,要求到2025年实现每万人拥有 5G基站 26座,即 2025年我国 5G基站将达到 364万座。2024-2025 年共计仍将建设 5G 基站超过 26.30 万座。
根据国家工信部《“十四五”信息通信行业发展规划》,预计到 2025 年,我国信息通信行业收入达到 4.30 万亿元,五年年均增长 10%;信息通信基础设施累计投资达到 3.70 万亿元,五年累计增加 1.20 万亿元。
未来五年,我国 5G基站等通信设备的建设,将为 PCB 产业,尤其是中高端样板和小批量板产业带来巨大的市场空间。根据 Dell'Oro Group 统计和预测,2021 年全球通信设备市场规模较 2020 年增长 7.00%,达到 1,000 亿美元,2022 年受 5G 发展速度和部分产品需求变化影响,通信设备行业市场规模增速为 4.00%。
未来,随着通信设备市场中无线接入网(RAN)和移动核心网络的强劲增长,2027 年全球通信设备市场规模将达到 1,217 亿美元。通信设备领域市场仍将持续增长,未来 5G 市场、数据中心市场等通信设备领域需求仍存在较大市场空间。
C、汽车电子领域
PCB 在汽车电子领域中应用广泛,涉及高级驾驶辅助系统(ADAS)、信息娱乐系统、动力系统和其他车身电子系统。根据 Fortune BusinessInsights 数据显示,随着新能源汽车渗透率逐年增长,2017-2019 年全球汽车 PCB 市场逐年增长。
2020 年,受宏观经济波动对整车供应链的影响,全球汽车 PCB 市场规模为 59.00 亿美元,较 2019 年下滑 9.00%;2021 年,汽车市场复苏,带动全球汽车 PCB 市场规模回升至 60.70 亿美元。Fortune BusinessInsights 预测,2021-2028年全球汽车 PCB市场规模将快速增长至 99.60亿美元,年均复合增长率为 7.33%。
全球汽车 PCB 市场中,以多层板和单/双面板为主,由于需要多线程传输功能,多层板占有汽车 PCB市场的最大应用份额,最高层数需达到 50层。未来,汽车智能化交互系统、智能化、互联化以及电动化发展,PCB 将向高频板、高速板和高密度互连板等特色中高端 PCB 方向发展。2015 年以来,我国新能源汽车产业快速发展。在国家政策支持和能源价格增长的背景下,国内新能源汽车销量从 2014 年的 7.48 万辆增长至 2023 年的949.52 万辆,年均复合增长率为 71.30%。
2023 年,国内新能源汽车销量占汽车总销量的比例达 31.55%,较 2021 年提升了 5.92 个百分点,新能源汽车市场占有率持续较快上升。新能源汽车市场占有率提升带动汽车行业进入快速升级转型阶段,研发打样的需求将呈持续增长的趋势。此外,新能源汽车的电子零部件向多样化、定制化发展,汽车电子应用领域的中高端样板和小批量板市场规模将快速增长。
在新能源汽车渗透率高速增长的推动下,智能驾驶时代的到来带领车用传感器步入快速发展时期。车载毫米波雷达作为当前自动驾驶(L2 级以上)标配,受益于汽车智能化浪潮,市场空间有望进一步增长。根据国际咨询机构 ICV 发布的全球车载毫米波雷达的市场研究报告,2022 年汽车毫米波雷达全球市场规模达到了 34.90 亿美元,预计 2027 年将达到 86.70 亿美元,六年的 CAGR 约为16.40%。
从区域来看,中国市场以 45%的份额位列第一,2022 年中国的车载毫米波雷达市场规模达到了 15.72 亿美元,到 2025 年后有望突破 30 亿美元,2027年增长至 39.16 亿美元。伴随着汽车智能化转型的推进,中国 ADAS 市场进入了高速增长期,而作为 ADAS 系统中不可或缺的智能传感器,毫米波雷达市场迎来快速发展。毫米波雷达是使用天线发射毫米波(波长 1-10mm),通过处理回波测得汽车与探测目标的相对距离、速度、角度和运动方向等信息的传感器。
按辐射电磁波的频率不同,车载毫米波雷达主要分类为 24GHz、77GHz、79GHz 三类,其中,24GHz主要用于短距离(60米以内),77GHz 主要用于长距离(150-250米),79GHz 主要用于中短距离(可达 200 米)。
77GHz 毫米波雷达探测距离150-250 米,主要应用于自适应巡航(ACC)、自动紧急制动(AEB)和前方碰撞预警(FCW)等。由于 77GHz毫米波雷达相对 24GHz毫米波雷达体积更小、识别率更高,另外 79GHz 目前国内尚未开展民用,因此 77GHz 正逐步替代24GHz 方案成为主流产品。
高频 PCB 是毫米波雷达重要硬件组成部分,其成本占毫米波雷达产品的硬件成本 30%左右。目前毫米波雷达主要元器件仍以境外厂商主导,但随着新能源汽车国产品牌崛起,国内毫米波雷达整机市场份额的不断提升,有望提升毫米波雷达上游产业链,尤其是 PCB 等电子元器件市场空间。
2023 年,汽车电子领域将得益于新能源汽车销量增长,以及智能化驱动的单车电子产品量的提升,相应汽车 PCB 将延续快速增长趋势。根据 Prismark 预计,2024 年全球汽车电子市场将达到 2,930 亿美元,其中高级辅助驾驶系统(ADAS)电子市场将达到 240 亿美元。随着国内毫米波雷达整机市场份额不断提升,有望带动行业汽车电子领域的 PCB 收入持续增长。
D、消费电子领域
从个人电脑、笔记本电脑、手机、可穿戴设备等消费电子发展历程来看,智能终端的小型化、便携化、互联化是消费电子行业驱动发展的核心因素。
目前,全球手机销量已经达到一个相对稳定的量级,未来数量突破点在于非洲等新兴市场,但欧美和亚洲等成熟市场则更多聚焦于局部创新带来的客单价提升,包括如屏下摄像头等光学创新、小间距 LED(Mini-LED)等显示创新、快充和无线充电部件创新、5G/Wifi/蓝牙等通信部件创新、折叠手机形态相关部件创新等。
消费电子领域的持续创新,研发支出和投入稳定增长,将推动 PCB 等电子元器件的研发和试验,PCB 更趋向于多样化、便携化、小型化。根据国家科技部的数据显示,2011-2022 年我国计算机、通信和其他电子设备制造业规模以上工业企业研发(R&D)经费内部支出快速增长,年均复合增长率为 14.32%,其中 2022 年相应研发经费内部支出已达到 4,099.90 亿元,较2021 年增长了 14.59%。
2020-2023年,根据中国信通院数据显示,国内手机出货量分别为 3.08亿部、3.51 亿部和 2.72 亿部和 2.89 亿部,2022 年消费电子领域需求较为疲软。根根据IDC(国际数据公司)预计,随着设备更新周期和新兴市场需求的增长,2024年全球智能手机出货量将达到 12亿部,同比增长 2.8%,而得益于经济复苏背景下居民消费逐步改善,我国智能手机出货量将回升至接近 3.00 亿部。此外,智能物联、VR/AR 设备为代表的消费电子设备出货量持续增长。
2023 年,随着消费电子产品出货量回升、新兴产品更新迭代,将带动消费电子领域 PCB 产品需求回升。根据Prismark预测,2024年消费电子市场将达到9,740亿美元,到2028年将达到 11,320 亿美元。消费电子领域整体市场空间较大,且随着消费电子领域回暖、新兴产品的更新迭代,将带动消费电子领域 PCB 收入的增长。
E、医疗健康领域
医疗健康领域中,PCB 等电子元器件系主要应用于医疗器械中的医疗设备。根据中商产业研究院发布的《2022-2027 年中国医疗器械市场需求预测及发展趋势前瞻报告》显示,中国医疗器械市场规模由 2019 年的 6,235 亿元增长至 2023年的 10,358 亿元。年均复合增长率为 13.53%,远高于同期全球增速的平均水平。
在居民生活水平的提高、国家对医疗健康领域政策扶持等因素的驱动下,中国医疗器械产业进入快速发展阶段。未来随着市场需求的进一步扩大、国家分级诊疗等政策的推进以及行业技术发展带来的产业升级,中国医疗器械行业将有望继续保持高速增长的态势,深化高端产品的国产化发展过程。根据弗若斯特沙利文分析,预计 2025 年中国医疗器械市场规模将达到 12,447 亿元,到 2030年预计将增长至 16,606 亿元。
我国医疗器械市场仍处于市场快速渗透阶段,未来医保覆盖面扩大、商业医疗补充保险的不断完善、各层级医疗机构的增长、进口替代加速、医疗创新技术、家用医疗器械普及都将成为我国医疗器械行业快速发展的重要驱动力。
2021 年 12 月,国家工信部等十部门发布《“十四五”医疗装备产业发展规划》,提出到 2025 年实现全产业链优化升级的目标,基本补齐医疗装备基础零部件及元器件、基础软件、基础材料、基础工艺和产业技术等瓶颈短板,攻关医疗影像设备、有源介入器械、内窥镜、医疗机器人、呼吸机等医疗器械上游核心元器件、关键零部件和先进基础材料等,提升供应链现代化水平。
随着国家产业政策的大力支持,随着我国医疗器械上游核心零部件在技术创新和设备国产化的背景下,PCB 作为医疗设备中重要的电子元器件,未来发展前景广阔。
F、半导体测试领域
半导体检测设备贯穿整个半导体制造过程。同时,电子系统故障检测“十倍法则”显示,芯片故障如若未在芯片检测时发现,则在印制电路板(PCB)级别发现故障的成本为芯片级别的十倍,因而检测在半导体产业中地位日益凸显。
根据 SEMI(国际半导体产业协会)发布的《全球半导体设备市场报告》数据显示,2023 年全球半导体设备销售金额达 1,000 亿美元,较 2022 年 1,074 亿美元的行业记录收缩 6.1%,其中,中国大陆地区半导体设备销售额达到了 300亿美元,系全球最大的半导体设备市场。预计半导体制造设备将在 2024 年恢复增长,在前端和后端市场的推动下,2025 年的销售额预计将达到 1,240 亿美元的新高。
我国半导体及半导体设备的快速发展,对晶圆的需求将不断上升,我国半导体测试市场将保持快速发展,带动半导体测试发展。PCB 作为半导体测试设备的重要电子元器件,不仅用于半导体测试设备本身的工业控制等环节,亦可作为半导体测试设备中的治具耗材,未来用于半导体测试设备领域的 PCB 产品需求将持续增长。
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