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智能手机主板行业专题报告:5G时代,HDI主板有望量价齐升

2022-10-26 00:45:13 3357

摘要:(获取报告请登陆未来智库www.vzkoo.com)一、HDI 主板线宽间距精细化,已在智能手机得到广泛应用HDI 是高功率密度互联主板(High Density Inverter)的缩写,是生产印制板的一种,使用微盲/埋孔技术的一种线路 ...

(获取报告请登陆未来智库www.vzkoo.com)

一、HDI 主板线宽间距精细化,已在智能手机得到广泛应用

HDI 是高功率密度互联主板(High Density Inverter)的缩写,是生产印制板的一种,使用微盲/埋孔技术的一种线路 分布密度比较高的电路板。在 PCB 行业内对 HDI 板的定义通常为最小的线宽/间距在 75/75µm 及以下、最小的导 通孔孔径在 150µm 及以下、含有盲孔或盲埋孔、最小焊盘在 400µm 及以下、焊盘密度大于 20/cm2的 PCB 板,属于 高端 PCB 类型。

HDI 主板主要分为一阶、二阶、三阶、Anylayer HDI,特征尺寸逐渐缩小,制造难度也逐渐增加。目前在电子终端 产品上应用比较多的是三阶、四阶或 Anylayer HDI 主板。Anylayer HDI 被称为任意阶或任意层 HDI 主板,也有称作 ELIC(Every Layer Interconnect)HDI。目前在电子终端产品上应用比较多的 Anylayer 是 10 层或 12 层。苹果手机主 板从 iPhone 4S 首次导入使用 Anylayer HDI,而华为目前的旗舰全系列主要使用为 Anylayer HDI,例如华为 P30 系列 主板分为 Main PCB 和 RF PCB,都采用 Anylayer HDI,Mate20 和 Mate30 系列也是采用 Anylayer HDI 主板。

消费电子已成为 HDI 最大应用市场。根据 Prismark 数据,2018 年全球 HDI 产值高达 92.22 亿美元,其中消费电子 移动手机终端占比最高,约为 66%,电脑 PC 行业占比次之,约为 14%,两者加总占比约为 80%,消费电子行业已 成为 HDI 最大应用市场。电子设备的日益小型化、消费者对智能设备的快速倾向、消费电子产品的显著增长以及汽 车安全措施的采用等越来越多的因素都推动着该市场逐步增长。

类载板有望成为下一代 HDI 主板。SLP(substrate-like PCB),中文简称类载板(SLP),是 HDI 主板下一代 PCB 硬板。智能手机等 3C 电子设备持续朝轻薄化、小型化方向发展,为实现更少空间、更快速度、更高性能的目标, 其对印制电路板的“轻、薄、短、小”要求不断提高。特别是随着手机等智能电子终端功能的不断增多,I/O 数也 随之越来越多,必须进一步缩小线宽间距;但传统 HDI 受限于制程难以满足要求,堆叠层数更多、线宽间距更小、 可以承载更多功能模组的 SLP 技术成为解决这一问题的必然选择。

从工艺角度来看,可以认为 SLP 是采用了 MSAP 工艺的 Any Layer 技术(最小线宽/间距:50/50→30/30µm)。SLP 技术完美地借鉴了载板常用的 MSAP 工艺,同时又最大程度利用了 HDI 的现有设备、技术(也需要一定资金的设备 投入或者升级);超越了现有的 Anylayer HDI 技术,但相对纯载板制造,生产成本低,效率高。全球领头的两家手 机公司目前都在主板设计时采用SLP 技术,但具体设计上略有不同。随着5G时代的到来,手机主板对于Anylayer HDI 的升级需求空前上升,逐步导入 SLP 已成趋势。

2017 年苹果率先在 iPhone X 使用 SLP 主板,放弃一体化设计,采用两块完全独立的主板堆叠方案进一步缩小主板 空间。iPhone X 的双主板分为 A 板和 B 板,A 板上搭载有 A11 处理器、存储芯片、音频编码芯片、NFC 芯片、电 源管理芯片、Lightning 驱动芯片、开机排线连接座、电池排线连接座、尾插排线连接座、无线充电连接座、液晶模 组连接座、3D Touch/指纹连接座以及充电/无线充电控制芯片;虽然 B 板的尺寸虽然看起来更大一些,但元器件并 没有 A 板那么多,具体包括射频功放/滤波器、扬声器驱动、Wi-Fi 蓝牙芯片、基带、基带电源管理芯片、以及射频 功放、射频滤波以及天线开关等相关芯片。

二、5G 背景下手机市场复苏,HDI 主板量价齐升

(一)智能手机升级,高阶 HDI 和 SLP 主板需求量增加

1. 苹果手机:引领产业“创新”,SLP 主板已逐步渗透

苹果引领消费电子市场发展,2017 年率先将 SLP 主板应用于手机,三星步步跟进。2010 年以前,苹果产品使用普 通多层主板,自2010 年起,苹果智能手机以及平板电脑主板采8-12层1-3阶HDI主板, 2013年苹果创造性将Anylayer HDI 主板应用于 iPhone 5S, 2017 年苹果更是引领市场率先在 iPhone X 使用 SLP 主板。三星紧随苹果之后,在三星 S9 等旗舰机型使用 SLP 主板。由于类载板工艺有别于 HDI 工艺,产品良率和品质有待提升,现阶段还未在安卓系 机型广泛应用,随着技术成熟度提升,SLP 会加速渗透。

2. 5G 手机:Anylayer HDI 已成标配

5G 背景下,对智能手机的传输速率、频率、信号强度等都有更高要求,这必将导致智能手机从核心芯片到射频器件、 从机身材质到内部结构都会有创新。由于 5G 信号特点,智能手机天线、射频前端组件、散热器件、屏蔽器件呈倍 速增长。以天线及视频前端为例,5G 手机天线数量达 4G 手机的 2 倍,5G 射频前端元器件是 4G 的 5~10 倍。

5G 手机内部元器件进一步增多,在保持现阶段手机大小尺寸的情况下,对主板线宽、间距、内部元器件的集成程度 提出了更高的要求,Anylayer HDI 主板已成为安卓系的主流方案。2019 年华为发布的 5G 手机 mate 20 和 P30 均使 用 12 层 Anylayer HDI 主板,OPPO 和 VIVO 的 5G 机型紧跟华为步伐,使用 12 层 Anylayer HDI 主板

3. 4G 手机:华为领头,OPPO/VIVO/小米积极跟进,4G 手机主板高阶化

智能终端升级带动手机主板向高阶跃迁。手机由当初的通讯工具发展为当今的智能终端,一方面,功能复杂化,性 能提升,零部件用量增加;另一方面耗电量提升,为保证续航电池体积(容量)也随之变大,手机内部空间进一步 被压缩;此外,智能终端逐步向轻薄化、便携化方向发展,对智能手机零部件集成化提出更高要求。综上,智能手 机高度集成化的升级方向,也对手机主板的线宽、间距、厚度等提出更高要求,手机主板也将向高阶化升级。

国内安卓手机按价位分为低、中、高三个档次,当前市场上多数低端 4G 手机以 6-8 层 1 阶和 2 阶 HDI 主板为主, 中端手机以 8 层 2 阶 HDI 主板为主,高端手机则以 10 层以上 3 阶 HDI 主板为主。2019 年 H2 起,华为中低端机型 已经使用 8 层 3 阶以上 HDI 主板,mate 和 P 系列更是开始使用 12 层以上 Anylayer HDI 主板。在华为的带头下,国 内 OPPO/VIVO/小米等公司积极跟进,2020 年 4G 手机预计将主要使用 10 层 3 阶以上 HDI 主板。

(二)供给端产能扩张谨慎,供不应求有望催生涨价预期

根据 prismark 统计,全球 HDI 主板产值前 10 的企业占全球 HDI 主板大约 56%的产值,中国台湾有 6 家上榜,约占 全球产值 30%;欧美两家企业上榜,约占全球产值 16%;日韩 3 家企业上榜,约占全球产值 9.4%。其中鹏鼎控股以 做软板为主,高阶 HDI 硬板占比相对较低。三星电机 2019 年 12 月宣布关闭中国昆山 HDI 制造工厂,退出 HDI 市 场。

1. 新企业进入难度大,资金、技术、环保铸就行业高壁垒

资金、技术、环保指标加宽 HDI 企业护城河,新企业进入难度较大。HDI 主板制造业属于重资产行业,生产一块 HDI 主板需要超过 100 到工序,激光钻孔设备、电镀设备、涂布设备等资本开支较大,低阶 HDI 主板投资/收入比例 可达到约 1:2,而高端 HDI、SLP 产线投资/收入比例仅低于 1:1。另一方面,该行业还具备较高技术壁垒,HDI 主 板厚度轻薄化和线宽间距精细化,对生产工艺要求越来越高,企业产品良率的提升需要长期技术积累和设备性能改 良,能将高阶 HDI 主板良率做到 90%以上的企业已经相当优秀。此外,由于国内外一系列环保法律法规的颁布,环 保壁垒成为 HDI 行业一个颇具特色的壁垒,我国各地方政府对环保指标审核严格,小企业很难进入该行业。

2. 行业盈利水平一般,外资及台资企业扩产相对谨慎

全球主要 HDI 硬板制造企业平均毛利率 15%左右,平均净利率波动上升。通过分析全球主要的 HDI 硬板厂商利润 情况,2018 年平均毛利率约 15.29%,毛利率最高为 18.74%(健鼎科技),毛利率最低为 11.07%(欣兴电子);平 均净利率约 5.64%,净利率最高为 9.48%(健鼎科技),最低为 2.42%(欣兴电子)。

海外企业及台资企业扩产相对谨慎。通过分析全球主要 HDI 硬板厂商的资本开支情况,除了个别企业外,整体资本 开始呈收紧趋势。2017 年平均资本开支大幅提升是因为欣兴科技加大在 IC 载板和 SLP 主板的投入。HDI 制造行业 属于重资产行业,从投入到量产平均建设周期约两年,通过分析主流厂商资本投入情况,未来两年 HDI 产值不会大 规模提升。

HDI 行业竞争激烈,海外企业更甚退出市场。根据日本电子回路工业会数据显示,2016 年/2017 年/2018 年日本 PCB 总产量分别为 1,421/1,463/1,448 万平米,同比-4%/+3%/-1%。随着中国大陆地区企业的崛起,日本 PCB 市场规模将 继续萎缩。日本 Panasonic 先后关闭越南、台湾地区工厂,2015 年卖掉山梨工厂正式退出 HDI(PCB)制造业市场。 2019 年 12 月,韩国三星电机宣布关闭昆山 HDI 工厂,退出 HDI 行业。

3. 中国内资企业初见规模,但份额相对较小

中国是 HDI 主板生产大国,但本土企业市场份额较低,国产替代进程有望加速。从生产地角度,亚太地区仍是 HDI 主板核心产地,主要集中在中国和日韩。全球约 77%的 HDI 主板在中国制造,其中中国大陆生产的 HDI 主板约占 59%、中国台湾占约 18%;日韩合计约占 16%、其他地区占 7%。

但从制造商归属国来看,全球约 53%的 HDI 主板由中国企业生产,其中中国大陆企业仅约占 17%,中国台湾企业约 占 36%;欧美企业约占 17%;韩国企业约占 15%;日本企业约占 13%。中国虽为 HDI 主板制造大国,但中国本土企业虽然市场份额相对较低,国产替代浪潮下市场空间巨大。

中国内资企业发展虽快,但技术水平有待提高。中国大陆本土的 HDI 起步较晚,2008 年至 2018 年,中国大陆 PCB 行业产值从 150.37 亿美元增至 326.00 亿美元,年复合增长率高达 8.05%,远超全球整体增长速度 2.77%。之前能量 产 HDI 的均为外资企业,经过十余年的发展,一批初具规模并具备一定技术领先实力的中国内资公司(能量产的 HDI)如雨后春笋涌现,包括东山精密(Multek)、胜宏科技、超声电子、生益电子、五株、博敏、崇达、景旺等近 20 家。内资企业虽然近几年持续有投资,但主要集中在中低端 HDI 主板,高阶 HDI 主板和 SLP 主板量产技术门槛 短期内难以逾越。目前仅有东山精密等少数 PCB 制造厂商具备量产高阶 HDI 主板的技术和能力。

综上所述,HDI 主板制造行业新进入者难度较大,外资企业呈萎缩状态,台资企业投资相对谨慎,中国内资企业受 限于技术壁垒,2020 年高阶 HDI 主板单价有望提升。

(三)5G 时代手机市场进入换机上行周期,高性能 HDI 主板有望持续放量

1. 透过 4G 换机周期历史,5G 手机渗透率有望于 2020H1 加速提升

复盘 4G 换机周期,我们判断 2020 年苹果与安卓手机阵营有望同步开启 5G 创新换机元年,并于 21 年继续量价维 度渗透,3 年可见上行周期内产业趋势明确。

 信通院数据表明 2014~2016 年间全球 4G 机型出货量占比从 70%提升至 90%+水平,后续基本平稳向上,受益于 4G 技术迭代及运营商策略,2014 年开始智能机市场明显复苏,进入 4G 智能机换机主旋律。同时,我们观察到 国内智能机月出货量同比明显回升,仅 2015~2016 年间个别月份同比短期回落,2015 年 8 月同比增速甚至高达 50%+。两年间月平均增速维持 10%+水平,同时 4G 新机型发布总数达 2345 只,月均新发机型近 100 款,基本 覆盖高中低端全价位,新发 4G 新机占比从 50%+稳步上升至 90%,基本实现对 3G 机型全替代。——2017 年后, 4G 换机潮开始衰退,2017H2 以来国内智能机出货量持续呈现下滑趋势,2018Q2 后月出货量跌幅逐步收窄,手 机总体市场需求处于波动态势。复盘 4G 周期我们可以得知,随 5G 网络渗透,移动终端市场将于 2020H1 后进 入新一轮换机周期,带动消费电子上游元器件产业步入上行通道,并有望于 2020H2~2021H1 加速凸显。

 根据 IDC 和 Canalys 数据预测,2019 年全球智能手机出货量下降触底达 13.7 亿台,同比下降 2.2%,2020 年回 升至 13.9 亿部。2019~2024 年全球 5G 智能手机出货量将从 700 万台增加到 13 亿台,5G 手机渗透率有望从 0.5% 增长到 80 %。根据第三方研究和产业调研数据,我们预计 2020 年 5G 手机出货量约 3 亿部。手机作为 HDI 主 板主要应用市场,智能手机市场回暖,将会成为带动 HDI 市场发展的重要因素。

2. 手机市场回暖,2020 年手机 HDI 主板市场规模有望超 500 亿元

Prismark 数据显示,2013 年全球 HDI 产值为 81.21 亿美元,至 2018 年全球 HDI 产值为 92.22 亿美元,年复增长率 2.58%。近两年智能手机手机出货量下滑,导致 HDI 全球产值同比增速开始放缓,预计 2019 年总体产值会小幅下滑, 约 91.78 亿美元。 2019 年四季度起 5G 智能手机开始导入市场, 2020 年 H1 将正式进入 5G 换机周期,手机市场回暖, HDI 市场有望触底回弹。

手机主板跳阶升级,HDI 主板的单机价值量也随之提升。根据产业链调研数据,二阶主板单价约 2000 元/平方米, HDI 主板每提高一阶价格上涨约 1000 元/平方米,Anylayer HDI 主板单价为约 4000 元/平方米, SLP 主板单价约 5500 元/平方米。现阶段智能手机主板大小约 0.01 平方米,根据 IDC 数据推测,三星 5G 旗舰手机+iPhone X 及以上机型 2020 年出货量约 2 亿部,预计使用 SLP 主板约 20 万平方米;安卓系 5G 手机(除去三星旗舰机))出货量约 2 亿部, 安卓系高端 4G 手机出货量 2.5 亿部,预计使用高阶 Anylayer HDI 主板约 45 万平方米;中低端 4G 手机合计约 7.5 亿部,预计使用三阶 HDI 主板约 75 万平方米。根据 Prismark 数据,2019 年智能手机 HDI 主板市场规模约 425 亿元, 我们预计 2020 年手机 HDI 主板市场规模 515 亿元,具有 21.18%增长空间。

三、行业相关公司分析

东山精密:从苏州通讯代工厂商到全球 5G&线路板产业新巨头,共享苹果/华为/Telsa 产业链创新升级红利。

Multek:5G 通讯基站&手机主板升级趋势明确,历经产能调整度过经营拐点。我们认为:①安卓阵营 5G 主芯片升 级带动 HDI 主板向高阶多层 Anylayer 方案演绎,旗舰机、高端机、中低端机型主板有望伴随 5G 覆盖下沉梯次升级, ASP 提升趋势明确;此前由台厂如华通、欣兴主导的高多层 HDI 产能,有望在客户供应链国产化诉求下逐步导向国 内,Multek 作为具备外资技术积淀、本土管理团队整合的优质工厂料将充分受益;②历经 19 年 5G 基站方案改款及 供应链国产化率提升,20H1 基站铺设量继续加速,20 年国内有望新增 60 万站以上,同比 19 年数倍提升;Multek 于 19Q4 顺利切入华为基站 PCB 份额,历经管理团队更替、高多层板设到位、瓶颈产能优化后,有望成为继深南、 沪电、生益之后,边际受益最为显著的通讯 PCB 厂商。

Mflex:苹果 2020 备货大年,从 20H1 SE2 和 Airpods 放量(稼动率),到 20H2 光学/射频升级带动 FPC 价值量升 级(ASP),以至 21 年创新 ASP 渗透,以及 21~22 年苹果潜在非 Phone 新品拓展 FPC 赛道,3 年维度成长逻辑及 产业趋势清晰。从 16 年 7 月成功并购美资下行趋势厂商 Mflex,到 18-19-20 年收入呈 5→12.5→16.5 亿美金(预估 数据)显著提升,我们认为 Mflex 对于东山精密并非仅为切入苹果产业链的门票资产,更多体现出管理团队面对具 备技术优势、但经营不善/产能冗余的资产时所具备的管理优化及客户资源协同能力,我们认为这种能力有望于20~21 年顺利体现在 Multek 之上。

5G&其他:除 Multek 和 Mflex 两块核心资产,我们认为公司在艾福电子(介质滤波器)、LED 封装(产值国内第 一)等业务领域均呈向好趋势:艾福电子有望伴随 5G 基站铺设量提升加速放量,LED 封装等业务灵 18H2~19 年下 行周期后,有望逐步见底向好。此外,Mflex 及传统业务亦有在配合 Telsa 供应 BMS FPC 等核心料号,为汽车电子 赛道积累切入点。

胜宏科技:历经显卡板及传统需求下行周期后的反转回升,HDI 新产能释放后贡献可观增量。

HDI 工厂 1 期于 19 年 8 月建设完成,产品结构由低端向高端 HDI 主板升级。目前公司良率从 55%提升至 90%顺利 爬坡,当前以三阶以下 HDI 主板产品为主,预计 20Q2 开放 HDI 工厂五层布局高阶 HDI 产品;新产能重点转向高 端服务器、车载、通讯等领域。我们认为公司产品升级路线明确,大客户持续优化总体产品结构,盈利能力持续提 升。

历经景气下行周期后,传统 PCB 需求有望在通讯/消费电子升级趋势下逐步回暖。18Q2 以来受宏观环境及矿机显卡 需求下滑,公司季度经营趋势放缓;但优质产能及客户开拓能力使得公司在下行周期内充分积累客户资源及新产品 订单,有望于行业转暖之际体现盈利弹性。目前智慧工场 3~5 层已接近满产(单层 10 亿产值),随大客户战略加 速落地,看好公司整体盈利能力继续提升。

鹏鼎控股:全球线路板产业龙头继续稳健成长,A 客户 2020 年 SLP 价值量及份额继续提升。

作为苹果 SLP 最核心供应商之一,20H2 新款机型面积及 ASP 同比提升,份额有望于 20~21 年提升为一供。出于对 内部空间集成度要求及应对未来 5G 主板升级趋势,2017 年苹果在 iPhoneX 中首次引入 SLP 主板,此后三星部分器 件产品积极跟进,但总体来讲出于成本原因,SLP 产品升级仍是苹果主导,安卓更多采用 Anylayer 方案。此外鹏鼎 HDI 产能持续扩张,我们认为 5G 时代消费电子主板升级为确定性趋势,手机、Pad、Watch 等 HDI/SLP 主板方案均 有价值量升级。

全球 FPC 产业龙头稳健成长,苹果备货大年有望体现利润弹性。2020 年 A 客户手机 SE2/Airpods/iPad 等产品备货 总量及公司参与料号持续扩张,同时受益于日本 FPC 巨头逐步淡出,竞争格局继续向好。我们认为作为最优质的FPC 线路板资产,公司技术竞争力与产品扩张力依然处于向上通道,2 年维度下的创新及渗透逻辑清晰。

大族激光:HDI 行业向好带动上游设备需求增加,公司新款 CO2激光设备 20 年有望放量。

大客户份额继续提升,苹果创新周期带动公司 20 年业绩触底反弹。苹果业务占公司总营业收入 23%以上,复盘公 司发展历史,公司业绩增长与 iPhone 创新周期保持一致。苹果将于 2020 年秋季开启 5G 换机潮,5G 版 iPhone 内部 结构将更为精细化、零部件更为微型化,结合 iPhone 功能创新,更多的激光设备将应用在新版 iPhone 生产流程中。

公司 PCB 事业部具备全线 PCB 自动化设备生产能力,新款 CO2激光设备受到国内企业欢迎。公司 PCB 事业部可 为下游 PCB 生产厂商提供全方位的钻孔、图形转移、质量检测等方案。公司于 2019 年推出新款自主研发 CO2激光 设备,主要用于 HDI 主板盲孔加工,其性能比肩国外进口设备,相交进口设备颇具价格优势,颇受国内企业欢迎, 20 年有望放量。

超声电子:本土老牌高阶 HDI 主板供应厂商,精准卡位 SLP 业务绑定 A 客户。

本土老牌 HDI 厂商,有望分食 HDI 市场红利。超声电子是国内历史最为悠久的 PCB 厂商之一。公司做为数不多的 能提供高阶高层板和任意层互联 HDI 的本土厂商,月均产能达 4 万平米。随着可转债募集项目落地,公司扩增高阶 HDI 产能,综合竞争力进一步提升。

精准卡位 SLP 的 Interposer 业务。公司于 2017 年进入苹果 SLP 的 Interposer 供应链, Interposer 产品具有技术门槛, 新进企业难以进入,公司稳定占据苹果约 40%份额。5G 时代,苹果手机出货量增加,加上 SLP 主板在安卓系手机、 Pad、可穿戴设备等智能终端渗透率增加,Interposer 业务有望支撑公司业绩长期增长。


(报告来源:华创证券)

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