2025年电子行业专题:PCB是十问十答,AI算力与终端创新共振,PCB重塑高密度连接格局
- 来源:国信证券
- 发布时间:2025/12/01
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电子行业专题:PCB是十问十答,AI算力与终端创新共振,PCB重塑高密度连接格局。行业进入AI驱动的新周期,需求结构发生根本性转变。AI服务器集群建设带来算力板卡、交换机与光模块的同步升级,推动PCB需求量和单价双升。随着算力架构从GPU服务器向正交化、无线缆化演进,信号链条更短、对材料损耗更敏感,PCB成为AI硬件中最核心的互连与供电载体之一。本轮AI周期不同于5G周期的“高峰—回落”型特征,而呈现“技术迭代带动持续渗透”的长周期属性。我们认为,AI将成为未来3–5年PCB行业的主导增量。我们测算,2027年预计有线通信...
问题一:PCB周期的核心推动因素有哪些?
宏观经济和下游创新是PCB周期的核心影响因素。①全球宏观经济:PCB行业需求与宏观经济环境呈正相关。PCB是电子行业的基础元件,而电子产品已经成为居民日常生活的普遍消费品。我们通过比对全球PCB产值的同比增速和全球GDP同比增速,可见二者呈现正相关关系。 ②下游创新增量:PCB的重要应用领域包括PC、手机、通信等,其创新迭代会直接推动PCB需求。90年代台式机、00年代的笔记本、2010年前后的智能手机、2020年以来的5G基站大规模建设,推动了PCB行业不同阶段的成长。
与5G时代相比,AI算力市场规模更大,建设持续时间更长,因 此对于PCB的拉动更为显著。5G基站主要包含AAU天线底板、振子板、AAU功放、AAU射频板、 BBU板等几块重要PCB,一个基站对应PCB价值量约1~1.5万元。 2023年高峰期,全球新增5G基站153万座,对应年度PCB市场规 模153亿元~230亿元。 AI服务器以GB300 NVL72为例,根据产业链跟踪,单颗芯片对 应PCB价值量为3000元。ASIC芯片单片对应PCB价值量更高,达 到约4000元。对应26年年度市场规模将达到600亿以上,若考 虑交换机、光模块中的PCB,市场规模将达到千亿级别。
问题三:本轮周期的持续性?
需求方面:AI算力基础建设将会带动AI服务器、高速交换机、光模块等类别PCB需求大增,并间接带动通用服务器领域温和增长。根据产业链跟踪,我们预计英伟达GB300机柜中,单GPU对应PCB价值量为420美金,同代ASIC芯片对应GPU价值量为700美金,2026年,随着Rubin系列出货占比提升/ASIC芯片配套升级,对应单芯片PCB价值量分别提升,对应AI服务器PCB市场2025-2026年达到379/689亿元,考虑交换机PCB市场73/95亿元,光模块PCB市场23/53亿元,通用服务器市场958/977亿元,合计有线通信类PCB市场达到1433/1815亿元。
供给方面:基于IDC、Prismark等第三方机构预测,及各公司已公开披露的产能规划,以投入产出比1:1.2~1.5范围计算,我们预计2025~2026年,Top13全球算力类(服务器+有线通信)PCB产值将达到780/1320亿元。我们的测算基于数个重要假设:我们统计了各公司2026年年底的投产预期,并将其假设为2027年的平均产能,2025至2027年线性爬产,期间稼动率始终保持满产。但目前由于海外工厂缺少成熟工人和工程师,多个公司海外工厂投产速度不及预期,国内工厂也可能面临相关设备缺货的情况。
综上,根据我们的测算,2026年全球算力类PCB市场需求将达到1815亿元,而全球Top13的PCB厂商相关产值约为1320亿元,考虑其他厂商,预计将有近200亿的供需缺口。展望2027年,就目前的CSP厂资本开支预期和PCB厂商的扩产预期假设,供需缺口将大幅收窄。
问题四:什么是CoWoP?
为改善互连效率与散热性能,封装 技术正逐步向CoWoP(Chip-on- Wafer-on-PCB)演进。由于芯片性 能持续跃升,传统CoWoS封装在多 层堆叠结构下,信号与电源需经由 ABF载板及BGA球阵传递至主板 PCB,路径较长,导致信号延迟、 功耗与成本进一步上升。CoWoP工 艺在结构上取消了ABF封装载板, 将晶圆级中介层(含芯片)直接贴 装于高精度PCB主板之上,使得信 号可自中介层直接进入PCB布线层。 该架构不仅显著缩短了信号与电源 传输路径、降低传输损耗,同时提 升了热扩散效率与系统整体可靠性。 通过以先进PCB取代昂贵的封装基 板,CoWoP在提升性能的同时亦有 助于优化封装成本结构。
CoWoP工艺对PCB提出更高要求, 需要使用类载板工艺及low-CTE特 性的PCB。要求其具备类载板级精 度,在布线密度、铜厚均匀性以及 层间对准精度等方面达到接近ABF 载板的制造水平。且由于芯片直接 贴装在PCB上,两者的热膨胀系数 (CTE)必须高度匹配,因此采用 Low-CTE特性的材料成为必然选择。
问题五:什么是mSAP?
CoWoP对PCB制造精度要求较高,线宽/线距需要从目前的20/35微米,向10/10微米甚至更精细的级别迈进。传统PCB的减成法工艺难以满足SLP对线宽/线距的要求,因此业界主要采用改良半加成法mSAP工艺。目前在印制线路板制造工艺中,主要有减成法、全加成法与半加成法三种工艺技术: 减成法:减成法是最早出现的PCB传统工艺,也是应用较为成熟的制造工艺,一般采用光敏性抗蚀材料来完成图形转移,并利用该材料来保护不需蚀刻去除的区域,随后采用酸性或碱性蚀刻药水将未保护区域的铜层去除。 全加成法(SAP):全加成法工艺采用含光敏催化剂的绝缘基板,在按线路图形曝光后,通过选择性化学沉铜得到导体图形。 半加成法(mSAP):半加成法立足于如何克服减成法与加成法在精细线路制作上各自存在的问题。半加成法在基板上进行化学铜并在其上形成抗蚀图形,经过电镀工艺将基板上图形加厚,去除抗蚀图形,然后再经过闪蚀将多余的化学铜层去除,被干膜保护没有进行电镀加厚的区域在差分蚀刻过程中被很快的除去,保留下来的部分形成线路。目前,苹果iPhone主板(2017 之后所有机型)均采用mSAP技术,AI服务器及高频高速互连载板也有望广泛导入。
问题六:正交背板如何替代铜缆?
GTC 2025上,一个关键的更新是Kyber机架架构。Nvidia通过将计算托盘旋转90度安装,来提高机柜密度,推出NVL576(144个GPU封装)配置。Kyber机架架构与之前Oberon架构(GB300 NVL72)相比,主要区别包括: 1. 计算托盘旋转90度:为了实现更高的机架密度,计算托盘被旋转90度,采用墨盒形式。 2. 每个机架包含4个罐体:每个罐体有18个计算托盘,每个托盘中包含两个Rubin Ultra GPU和两个Vera CPU,因此每个罐体中有36个GPU封装(144个die),这使得机架内四个罐体总计达到576颗die。 3. PCB背板替代铜缆背板:作为GPU与机架内NVSwitch之间的扩展链路,PCB背板取代了铜缆背板。这一转变主要是由于在更小的空间内布置电缆的难度过高,,无法继续使用铜线对每个刀片进行连接。 4. 机架背面的NVSwitch托盘通过PCB背板的背面连接到计算托盘。
问题七:Rubin CPX有什么变化?
在2025年9月的AI Infra Summit上,英伟达发布了Rubin CPX解决方案,是一款专为处理超长上下文、AI智能体和大规模推理场景设计的GPU新品。采用了创新的解耦式推理架构,单芯片Rubin CPX更侧重计算性能而非内存带宽,预计将于2026年年底上市。由于推理过程中的预填充阶段往往大量消耗计算能力而仅轻度占用内存带宽,若采用内存带宽精简但计算能力充沛的芯片可实现更高效的资源配置,RubinCPXGPU通过针对推理过程中截然不同的预填充和解码阶段进行硬件专项优化,使分布式服务更充分发挥其潜力。
VR200将包含三种配置的机架级服务器: 1) VR200 NVL144:包含18个compute tray,每个compute tray搭载4颗Rubin GPU和2颗CPU,不含CPX; 2) VR200 NVL144 CPX:在VR200 NVL144基础上,每个compute tray额外搭载8颗Rubin CPX GPU; 3) Vera Rubin CPX only:包含18个compute tray,每个tray搭载8个Rubin CPX GPU+2个Vera CPU,可与VR NVL144配合使用。
问题八:Rubin系列PCB价值量?
GB300 NVL72 PCB量价拆解:1)Bianca板:使用M8级别覆铜板,规格为5阶22层HDI,单价约4000~4500元/块,单个GB200NVL72机柜中需要18个Compute Tray,共36块Bianca板,合计单rack价值量约14~16万元;2)Switch板:根据Semianalysis,Switchtray通过集成多颗NVSwitch芯片,构建低延迟、高带宽的GPU通信网络,使用M8级别覆铜板,规格为24层高多层PCB,单价约8000~8500元/块,单个GB200 NVL72机柜中需要9个Switch Tray,合计单rack价值量约7~7.5万元;3)配板:包括ConnectX-7网卡板及DPU板等,对PCB要求较低,预计价值量单rack不超过3万元。根据上述测算,我们预计GB200 NVL72单机柜PCB价值量约23~25万元,单GPU对应PCB价值量为3000+元。
Vera Rubin CPX系列PCB量价拆解:以NVL144 CPX为例(价值量最高的架构),1)ComputerTray仍包含两块类似GB300的Bianca板,预计规格为5阶26层HDI,单机柜23~24万元;2)Switch Tray预计使用M8级覆铜板的32层HLC,预计单机柜价值量为10~11万元;每个托盘内含有8个CPX GPU,放在4个子卡上,预计为5阶22层HDI,单柜价值量约18~20万元;3)Midplane用于替代GB300Tray中的跳线,连接Bianca主板、CX-9网卡和Bluefield DPU,由于其对于信号传输速率要求较高,我们认为其或将采用M9材料层高多层板,价值量约6~6.5万元。
问题九:铜价如何影响覆铜板和PCB价格?
由于铜是生产PCB和覆铜板的主要原材料,因此铜价 格的波动及走势很大程度上会影响PCB厂商及覆铜板 厂商的业绩表现。根据中商产业研究院整理,PCB的 成本结构中直接成本占比将近60%,其中覆铜板的占比 最高,达到27.31%。覆铜板是PCB生产成本中占比最 高的材料,其成本结构中,铜箔占比最多,占50%,其 次是树脂和玻纤布,分别为26.1%和19.1%。
根据我们分析,2015年至2024年,铜箔和覆铜板厂商 (生益科技、南亚新材、华正新材)的毛利率成正相 关。主要原因为覆铜板竞争格局较PCB显著集中,具有 较强的议价能力,当铜价上涨,覆铜板厂商将向下游 PCB厂商涨价,转嫁原材料上涨压力,并带动利润率修 复。
铜价长期受制于供给端扰动与宏观金属属性共振,中 枢水平呈持续上行趋势。2025年9月,全球第二大铜矿 印尼Grasberg矿部分停产,预计影响约20万吨铜供应, 复产时间尚不确定。需求端来看,美国降息周期启动 叠加全球能源电力化与AI算力基础设施建设加速,铜 需求结构性增长趋势明确,推动价格中枢进一步上移。 生益科技、建滔积层板等主要覆铜板厂商在1H25已陆 续上调中低端产品售价。但针对AI服务器、高速通信 等应用的高端覆铜板,由于下游算力客户议价能力强 且产品毛利率相对充足,短期内价格上行空间有限。
问题十:上游核心材料有哪些?——铜箔
PCB铜箔种类多样,HTE铜箔称为高温高延伸铜箔,能在180℃保持优异延伸率,是PCB常用薄膜;RTF铜箔是双面都经过粗化处理,用于多层板内层铜箔;HVLP铜箔中晶体平均粗化度很低。
传统电解铜箔表面粗糙度过高,会造成信号反射与插损增加,AI服务器主板全面采用超平滑反光面铜(HVLP铜)。HVLP铜箔拥有超低的表面粗糙度,表面粗糙度Rz严格控制在2μm以下,还具备优良的物理性能、良好的热稳定性、低信号损耗、化学稳定性和蚀刻性、良好的高温伸长率,广泛应用于AI服务器主板、高频高速电路、高速线路板等对信号完整性和可靠性要求极高的应用场景。目前AI服务器中主要使用HVLP4铜箔。
HVLP铜箔长期被海外厂商垄断。国外HVLP铜箔供应商包括日本三井金属、日本福田金属、日本日进、日本古河电气、韩国斗山集团、韩国索路思高新材料等,其中日本三井金属是全球HVLP铜箔龙头企业。
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