Nghiên cứu ngành PCB bảng mạch in: PCB, Nền tảng quan trọng của ngành công nghiệp điện tử

1. Giới thiệu về Bảng mạch in (PCB)

1.1 PCB là gì

PCB (Printed Circuit Board) là một bảng mạch in, viết tắt là bảng mạch in, là bộ phận hỗ trợ cho các linh kiện điện tử và là chất mang để kết nối điện của các linh kiện điện tử. Vì PCB được tạo ra bằng kỹ thuật in điện tử nên chúng được gọi là bảng mạch "in".

Chức năng chính của sản phẩm này là làm cho các linh kiện điện tử khác nhau tạo thành kết nối của mạch định trước và đóng vai trò truyền rơle. Các bảng mạch in là các kết nối chính để lắp ráp các bộ phận điện tử. Chúng không chỉ cung cấp các kết nối điện cho các linh kiện điện tử mà còn thực hiện các chức năng kinh doanh như truyền tín hiệu kỹ thuật số và tương tự, cung cấp điện, truyền và nhận tín hiệu vi sóng RF cho thiết bị điện tử. Hầu hết các thiết bị và sản phẩm điện tử cần được trang bị, vì vậy nó được gọi là "mẹ của các sản phẩm điện tử".

1.2 Nhịp điệu thay thế PCB trong nước

Theo thống kê của Hiệp hội bảng mạch Hồng Kông, năm 2000, thị phần PCB toàn cầu của các công ty Trung Quốc đại lục chỉ chiếm 8,1% và các công ty Nhật Bản và Mỹ đã vững chắc ở vị trí dẫn đầu về giá trị sản lượng PCB. Từ năm 2000 đến 2017, ngành công nghiệp PCB ở Trung Quốc đại lục đã phát triển nhanh chóng, năng lực sản xuất tiếp tục tăng và công nghệ được nâng cấp đều đặn. Năm 2017, chỉ có thị phần PCB toàn cầu của các công ty Trung Quốc đại lục tăng lên 50,52%. Theo dữ liệu của PR Newswire, vào năm 2020, thị phần PCB ở Trung Quốc đại lục sẽ duy trì ở mức trên 50% và sẽ tăng đều đặn lên 53,80% vào năm 2020.

1.3 Nguyên liệu đầu nguồn PCB

Chuỗi ngành công nghiệp PCB là rõ ràng. Các vật liệu thượng nguồn bao gồm lá đồng, nhựa, vải sợi thủy tinh, bột gỗ, mực, bóng đồng, v.v. Trong số đó, lá đồng, nhựa và vải sợi thủy tinh là ba vật liệu chính.

1.4 Phân tích chi phí nguyên liệu PCB

Chi phí của PCB chủ yếu được chia thành chi phí vật liệu và chi phí lao động, trong đó chi phí vật liệu chủ yếu bao gồm lớp phủ đồng, lá đồng, bóng đồng phốt-pho, mực, v.v. Trong số các chi phí của PCB, chi phí lao động chiếm cao nhất, khoảng 40% tổng chi phí; trong số các vật liệu đơn lẻ, chi phí của tấm ép đồng là cao nhất, chiếm 30% tổng chi phí; chi phí của lá đồng, bóng đồng phốt-pho và mực in thấp hơn, lần lượt chiếm 9%, 6%, 3% tổng chi phí.

CCL chiếm một vị trí quan trọng trong nguyên liệu thô PCB và chi phí của nó chiếm 30% tổng chi phí của PCB. Trong số các nguyên liệu thô của CCL, chi phí của lá đồng là cao nhất, khoảng 39% chi phí của CCL; chi phí của vải sợi thủy tinh và nhựa thấp hơn, chiếm 18% chi phí tương ứng. Vì lớp phủ đồng bị ảnh hưởng rất nhiều bởi giá đồng, giá ảnh hưởng gián tiếp đến PCB thể hiện một chu kỳ nhất định.

1.5 Sự khác biệt giữa các PCB khác nhau

Độ dày của PCB cứng khác với PCB dẻo và PCB dẻo có thể uốn cong. Độ dày phổ biến của PCB cứng nằm trong khoảng từ {{0}}.2mm, 0.4mm, 0.6mm đến 2.0mm. Độ dày phổ biến của PCB linh hoạt là 0,2mm. HDI là một bảng mạch kết nối mật độ cao. Vias của HDI có lỗ mù hoặc lỗ chôn. Các công nghệ xử lý được sử dụng là lỗ mù siêu nhỏ và lỗ chôn và khoan laser, có độ chính xác xử lý cao và chi phí thấp. Việc khoan bảng mạch thông thường chủ yếu là khoan cơ học và chỉ thông qua các lỗ mới tạo ra kết nối bên trong của từng lớp mạch.

Thứ hai, cái nhìn tổng thể về chuỗi công nghiệp bảng PCB và các doanh nghiệp thượng nguồn và hạ nguồn

2.1 Toàn cảnh chuỗi công nghiệp PCB

Là kết nối điện tử chính của các sản phẩm điện tử, PCB kết nối nhiều ngành công nghiệp thượng nguồn và hạ nguồn. Các ngành công nghiệp thượng nguồn: lá đồng, chất nền lá đồng, vải sợi thủy tinh, nhựa và các ngành công nghiệp nguyên liệu thô khác; các ngành công nghiệp hạ nguồn: sản phẩm tiêu dùng điện tử, ô tô, thông tin liên lạc, hàng không vũ trụ, quân sự và các ngành công nghiệp khác. Chất nền giữa dòng: chủ yếu là laminate mạ đồng (CCL), được xử lý từ các nguyên liệu thô như lá đồng, nhựa epoxy và sợi thủy tinh. Chuỗi ngành công nghiệp PCB dài. Giấy bột gỗ đặc biệt, vải sợi thủy tinh cấp điện tử, lá đồng điện phân, CCL (lớp phủ mỏng đồng) và PCB (bảng mạch in ngắn mạch) là những sản phẩm thượng nguồn và hạ nguồn được kết nối chặt chẽ và phụ thuộc lẫn nhau trong một chuỗi ngành.

2.2 Nguyên liệu và nhà cung cấp chính ở đầu nguồn của chuỗi ngành PCB

Trong số các nguyên liệu đầu nguồn trong chuỗi công nghiệp PCB, lá đồng là nguyên liệu chính để sản xuất CCL, chiếm khoảng 30% tổng chi phí. Ngành sản xuất lá đồng có mức độ tập trung cao và người dẫn đầu ngành có khả năng thương lượng mạnh mẽ. Doanh nghiệp hàng đầu Nord Co., Ltd. chủ yếu tham gia nghiên cứu và phát triển lá đồng điện phân, đồng thời thiết lập quan hệ hợp tác ổn định với các công ty pin năng lượng lớn như Ningde Times, BYD và Yiwei Lithium Energy.

2.3 Tổng quan về các công ty, doanh nghiệp lớn trong ngành trung nguồn của chuỗi ngành PCB

Đại diện các công ty CCL trung lưu năm 2021: Nanya New Materials, Jinan Guoji, Shengyi Technology, Huazheng New Materials; Các công ty PCB tiêu biểu năm 2021: Shennan Circuit, Jingwang Electronics, Victory Macro Technology, Xingsen Technology, Hudian Co., Ltd. , Pengding Holdings, v.v.

2.4 Mức độ hoạt động của các công ty PCB hàng đầu

Các công ty đại diện PCB: Shennan Circuits, Jingwang Electronics, Victory Macro Technology, Xingsen Technology, Hudian Co., Ltd., Oshicom, v.v. Các doanh nghiệp từ trung cấp đến cao cấp chủ yếu do các doanh nghiệp nước ngoài, Đài Loan và Hồng Kông tài trợ, và một số ít do các doanh nghiệp nhà nước có vốn đầu tư trong nước chi phối. Quy mô thị trường bảng mạch in của Trung Quốc đang dần mở rộng. Theo dữ liệu của Prismark, quy mô thị trường bảng mạch in của Trung Quốc vào năm 2020 sẽ là 35,1 tỷ đô la Mỹ. Vào năm 2020, Pengding Holdings đã trở thành công ty có thu nhập hoạt động từ bảng mạch in cao nhất tại Trung Quốc, với doanh thu là 29,851 tỷ nhân dân tệ, giữ vị trí dẫn đầu trong ngành.

2.5 Kịch bản ứng dụng hạ lưu PCB và khách hàng lớn

Mức độ tập trung ngành của chuỗi ngành PCB giảm dần từ trên xuống dưới. Các yêu cầu ứng dụng trong các lĩnh vực hạ nguồn có thể được chia thành thiết bị truyền thông, y tế điều khiển công nghiệp, hàng không vũ trụ, điện tử ô tô, máy tính và các lĩnh vực phụ khác. Năm 2017, các nhà cung cấp chính các sản phẩm PCB của thiết bị truyền thông: Huawei, Nokia, ZTE và các nhà sản xuất hàng đầu khác trong ngành truyền thông toàn cầu; vào năm 2017, chất nền đóng gói cho thiết bị đầu cuối di động chủ yếu được sử dụng trong điện thoại di động thương hiệu cao cấp như Apple và Samsung. (Nguồn báo cáo: Think Tank tương lai)

3. Các lĩnh vực ứng dụng hạ nguồn của ngành PCB

3.1 Các ứng dụng và thay đổi của thiết bị đầu cuối bảng mạch PCB toàn cầu

Cho đến nay, lĩnh vực ứng dụng của ngành công nghiệp PCB đã liên quan đến hầu hết tất cả các sản phẩm điện tử, chủ yếu bao gồm truyền thông, hàng không vũ trụ, y tế điều khiển công nghiệp, điện tử tiêu dùng, điện tử ô tô và các ngành công nghiệp khác.

3.2 Ứng dụng đầu cuối và thay đổi của bảng PCB ở Trung Quốc đại lục

Trong lĩnh vực ứng dụng của ngành công nghiệp PCB ở Trung Quốc đại lục, ngành công nghiệp truyền thông, máy tính và điện tử tiêu dùng luôn là lĩnh vực chính.

3.3 Thang giá trị đầu ra của PCB

Được hưởng lợi từ việc chuyển giao năng lực sản xuất PCB toàn cầu sang đại lục và ảnh hưởng của việc sản xuất các sản phẩm đầu cuối điện tử đang bùng nổ, thị trường PCB ở Trung Quốc đại lục đã cho thấy một xu hướng phát triển nhanh chóng nói chung. Từ năm 2014 đến 2019, quy mô giá trị sản lượng PCB ở Trung Quốc đại lục nhìn chung có xu hướng tăng ổn định. Kể từ năm 2019, xung đột kinh tế và thương mại Trung-Mỹ ngày càng gia tăng, sự bất ổn kinh tế gia tăng và ngành PCB biến động trong ngắn hạn, nhưng xu hướng tăng trưởng trung và dài hạn vẫn tương đối chắc chắn. Theo Prismark, quy mô tổng thể của thị trường công nghiệp PCB của Trung Quốc sẽ tăng lên 42 tỷ USD vào năm 2025.

3.4 CAGR ứng dụng hạ nguồn của ngành PCB

Bị ảnh hưởng bởi việc xây dựng 5G, lĩnh vực truyền thông PCB đã mở ra một thời kỳ tăng trưởng nhanh chóng. Việc xây dựng 5G được đẩy nhanh và sản xuất quy mô lớn sẽ được triển khai vào năm 2020. Hệ thống PA, bộ lọc và ăng-ten phía trạm gốc sẽ mở ra những thay đổi và ngành công nghiệp PCB sẽ mở ra cơ hội lớn cho sự phát triển 5G. Theo ước tính của Prismark, tốc độ tăng trưởng kép hàng năm của giá trị sản lượng PCB trong lĩnh vực máy tính toàn cầu từ năm 2017 đến năm 2021 được ước tính là -3,2%. Lý do chính là sự tăng trưởng chậm lại dần dần của ngành công nghiệp máy tính.

Trong lĩnh vực điện tử tiêu dùng, do sự bão hòa của thị trường điện tử tiêu dùng truyền thống, tỷ lệ ứng dụng PCB về cơ bản vẫn ổn định. PCB chủ yếu được sử dụng trong các thiết bị gia dụng, máy bay không người lái, thiết bị VR và các sản phẩm khác trong lĩnh vực điện tử tiêu dùng.

Trong lĩnh vực điện tử ô tô, được thúc đẩy bởi công nghệ lái xe thông minh và năng lượng mới, nó được kỳ vọng sẽ trở thành động lực mới cho sự phát triển của PCB. PCB chủ yếu được sử dụng trong định vị GPS, âm thanh xe hơi, bảng điều khiển xe hơi, cảm biến xe hơi và các thiết bị khác.

Trong lĩnh vực chăm sóc y tế kiểm soát công nghiệp, với sự già hóa nhanh chóng của dân số toàn cầu, nhu cầu về thiết bị y tế di động và thiết bị y tế gia đình tăng nhanh, khiến thiết bị y tế có triển vọng phát triển rộng lớn. Trong lĩnh vực kiểm soát công nghiệp và điều trị y tế, PCB chủ yếu được sử dụng trong máy tính công nghiệp, bộ biến tần, dụng cụ đo lường, màn hình y tế và các thiết bị khác.

Bắc Mỹ là thị trường lớn nhất cho PCB trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, chủ yếu là do ngành sản xuất hàng không vũ trụ tương đối phát triển trong khu vực. Khu vực Châu Á-Thái Bình Dương là khu vực có nhu cầu PCB hàng không vũ trụ tăng trưởng nhanh nhất. Bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như sự tăng trưởng nhu cầu đối với máy bay thương mại do lưu lượng hành khách tăng liên tục, thị trường đã phục hồi nhanh chóng. Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, PCB chủ yếu được sử dụng trong máy bay, hệ thống viễn thám hàng không, radar hàng không và các thiết bị khác.

3.5 Phân đoạn các ứng dụng xuôi dòng

Yêu cầu về lĩnh vực truyền thông: Các yêu cầu về PCB trong lĩnh vực truyền thông có thể được chia thành thiết bị truyền thông và thiết bị đầu cuối di động và các lĩnh vực phụ khác. Trong số đó, thiết bị liên lạc chủ yếu đề cập đến cơ sở hạ tầng liên lạc được sử dụng để truyền mạng có dây hoặc không dây, bao gồm các trạm cơ sở liên lạc, bộ định tuyến, bộ chuyển mạch và mạng đường trục. Thiết bị truyền dẫn, thiết bị truyền vi sóng, thiết bị cáp quang đến tận nhà, v.v.

Nhu cầu trong lĩnh vực điều khiển công nghiệp và điều trị y tế: Thiết bị điều khiển công nghiệp có thể coi là một loại máy tính cứng cáp và nâng cao, được sử dụng để điều khiển công nghiệp nhằm đảm bảo hoạt động tin cậy trong môi trường công nghiệp. Thiết bị điều khiển công nghiệp thường có khả năng chống từ tính cao, chống bụi, chống sốc và các hiệu suất khác, với tấm đáy đặc biệt, nguồn điện chống nhiễu mạnh, khả năng làm việc lâu dài liên tục và các đặc điểm khác, chẳng hạn như đường cao tốc, đường sắt, tàu điện ngầm và các hệ thống kiểm soát giao thông khác.

Nhu cầu trong lĩnh vực hàng không vũ trụ: Các sản phẩm PCB hàng không vũ trụ chủ yếu được sử dụng cho thiết bị hàng không vũ trụ và thiết bị hàng không có thể được chia thành hệ thống điện tử hàng không và hệ thống cơ điện, trong đó hệ thống điện tử hàng không chủ yếu bao gồm điều khiển chuyến bay, quản lý chuyến bay, màn hình buồng lái, điều hướng, Hệ thống chức năng như như dữ liệu và liên lạc bằng giọng nói, giám sát và báo động; hệ thống cơ điện chủ yếu bao gồm hệ thống điện, hệ thống quản lý không khí, hệ thống nhiên liệu, hệ thống thủy lực và các hệ thống chức năng khác.

Nhu cầu trong lĩnh vực điện tử ô tô: Điện tử ô tô là một thuật ngữ chung cho thiết bị điện tử ô tô thân xe và thiết bị điều khiển điện tử ô tô ô tô. Nó là một hệ thống điều khiển điện tử bao gồm các cảm biến, bộ vi xử lý, bộ truyền động và các linh kiện điện tử. Với nhu cầu ngày càng tăng về an toàn tổng thể, tiện nghi và giải trí của ô tô, điện tử, thông tin hóa, mạng và trí thông minh đã trở thành hướng phát triển của công nghệ ô tô; đồng thời, phương tiện năng lượng mới, hỗ trợ lái xe an toàn và công nghệ không người lái. Sự phát triển nhanh chóng đã cho phép nhiều công nghệ liên lạc điện tử cao cấp hơn được áp dụng trên ô tô và tỷ lệ hệ thống điện tử ô tô trong tổng chi phí của toàn bộ phương tiện đã tiếp tục tăng tăng.

Nhu cầu trong lĩnh vực máy tính: Lượng dữ liệu trong kỷ nguyên 5G đã tăng vọt và nhu cầu về trung tâm dữ liệu rất lớn. Năm 2019, quy mô IDC toàn cầu là khoảng 750 tỷ nhân dân tệ, với tốc độ tăng trưởng hàng năm là 21%. Quy mô thị trường IDC của Trung Quốc là 158,4 tỷ nhân dân tệ, tốc độ tăng trưởng hàng năm là 29%. Tốc độ tăng trưởng của Trung Quốc cao hơn nhiều so với thế giới. Vào giữa-2020, số lượng trung tâm dữ liệu siêu quy mô trên thế giới đã tăng lên 541, tăng gấp đôi so với năm 2015. Nhu cầu bùng nổ về trung tâm dữ liệu đã làm tăng nhu cầu về máy tính/máy chủ và PCB lưu trữ dữ liệu. Cùng với sự phát triển nhanh chóng của điện toán đám mây toàn cầu, nhu cầu về cơ sở hạ tầng đám mây như máy chủ và trung tâm dữ liệu tiếp tục mở rộng và mức sử dụng PCB tương ứng cũng tăng theo. Prismark dự đoán rằng giá trị đầu ra của PCB được sử dụng trong máy chủ và lưu trữ dữ liệu sẽ đạt 8,9 tỷ USD vào năm 2025, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 8,5% từ năm 2020 đến năm 2025.