印刷电路板行业之中外现状及发展对比分析

国海证券杨占军

保持企业的可持续发展。印刷电路板作为重要的电子部件,是电子元器件的支撑体。由于其在电子元器件领域的重要作用,因此被许多人成为“电子航母”。随着科学技术的发展,印刷电路板被广泛应用于军工、通讯、医疗、电力、汽车、工业控制、智能手机、可穿戴等高新技术领域。因此,PCB板的生产技术水平逐渐成为衡量一个国家科学技术水平的重要指标。然而,与国外发达国家印刷电路板行业的发展现状及趋势相比,我国印刷电路板行业处于何种阶段,存在哪些问题,应该如何解决,这是本文尝试回答的问题。

一、印刷电路板的概念及特点

印刷电路板,即PCB(Printedcircuitboard)或写PWB(Printedwireboard),以绝缘板为基材,切成一定尺寸,其上至少附有一个导电图形,并布有孔(如元件孔、紧固孔、金属化孔等),用来代替以往装置电子元器件的底盘,并实现电子元器件之间的相互连接。由于是采用电子印刷术制作而成,故被称为印刷电路板。PCB板的功能是提供完成第一层级构装的组件与其他必须的电子电路零件结合的基地,以构成一个具有特定功能的模块或成品,所以PCB板在整个电子产品中,扮演了整合连接各种功能组建的角色。

目前的电路板,主要由线路与图面、介电层、孔、防焊油墨、丝印和表面处理几大部分组成。线路是做为原件之间导通的工具,在设计上会另外设计大铜面作为接地及电源层,线路与图面往往同时做出。介电层用来保持线路及各层之间的绝缘性,俗称为基材。而导通孔可使两层次以上的线路彼此导通,较大的导通孔则做为零件插件用,另外有非导通孔通常用来作为表面贴装定位,组装时固定螺丝用。防焊油墨主要用于永久性保护印刷线路板上之线路,防止线路氧化、因不小心擦花导致开路或短路问题。根据不同的工艺,防焊油墨可分为绿油、红油、蓝油。丝印为非必要之构成,主要的功能是在电路板上标注各零件的名称、位置框,方便组装后维修及辨识用。最后,由于铜面在一般环境中很容易氧化,导致无法上锡(焊锡性不良),因此会在要吃锡的铜面上进行保护。保护的方式有喷锡、化金、化银、化锡、有机保焊剂等,各有优缺点,统称为表面处理。

印刷电路板得以快速发展并广泛应用于各大领域,主要在于其集合的众多优点。首先,由于PCB板图形具有重复性(再现性)和一致性,极大地减少了布线和装配的差错,节省了设备的维修、调试和检查时间。设计上标准化、布线密度高、体积小、重量轻等特点使其具备了可替换行、便捷性、精密性及小型化等特点,特别是FPC软性板的耐弯折性,精密性,使得PCB板不可替代地应用到高精密仪器上。其机械化、自动化生产提高了劳动生产率并降低了电子设备的造价。正是由于PCB板的以上特性和优势,使得PCB板的应用领域呈现扩大化及高端化特点。PCB板的生产技术水平逐渐成为衡量一个国家科技发展的重要指标。

二、印刷电路板行业的发展现状

1. 中国印刷电路板行业的发展现状

目前,全球印制电路板产业的发展已经走上一个相对平稳的发展时期,已形成包括中国香港、日本、中国台湾、韩国、美国、德国和东南亚地区在内的七大主要生产中心,其中亚洲占到全球生产总值的79.7%。中国由于在产业分布、制造成本等多方面具备优势,已经成为全球最重要的印制电路板生产基地,2013年中国电路板产值已占据全球总产值的44.2%以上,但中国单个企业的市场占有份额较小,对市场的主导能力不强。

近二十年来,通过引进国外先进技术和设备,我国PCB产业的发展非常迅速。2002年,我国PCB产值超过台湾,成为全球第三大PCB产出国;2003年,我国PCB产值和进出口额均超过60亿美元,成为全球第二大PCB产出国;2006年,我国首次超过日本、一跃而成全球第一大PCB制造基地,并在其后连续五年成为全球最大的PCB生产地。2010年中国PCB产值迅速增长至185亿美元,全球占比上升至35.3%。2011年全球PCB总产值达554.09亿美元,中国PCB产值增长保持稳定,全球占比上升至39.8%。2012年全球PCB产业受到全球经济疲软的影响,增幅有所下滑,中国PCB产值仍占据全球较高的市场份额。随着经济的复苏,2013年至2016年仍保持增长趋势。

2. 全球印刷电路板行业的发展现状

自20世纪50年代中期起,PCB技术开始被广泛采用。目前,PCB已经成为电子产品之母,其应用几乎渗透于电子产业的各个终端领域中,包括计算机、通信、消费电子、工业控制、医疗仪器、国防军工、航天航空等诸多领域。未来随着新一代信息技术产业的展,智能手机、汽车电子、LED、IPTV、数字电视等新兴电子产品不断涌现,PCB产品的用途和市场将不断扩展。

近年来,全球PCB行业总体呈稳步增长态势。2009年受全球金融危机影响,PCB产值有所回落,2010年随着全球宏观经济的逐步向好,PCB行业开始复苏,全年产值达524.68亿美元,较2009年大幅上升27.33%。

中国产业信息网发布的《2016-2022年中国PCB市场深度调查及投资前景分析报告》中指出:2008年全球金融危机给PCB产业造成了巨大冲击,中国PCB产业也受到了一定的影响,全国PCB行业总产值由2008年的150.37亿美元下降至2009年的142.52亿美元,同比下降5.2%,2010年中国的PCB产业出现了全面复苏,全国PCB行业总产值高达199.71亿美元,同比上涨40.1%。2011~2012年,随着全球电子产业和PCB行业进入调整期,中国PCB的增长也有所放缓,全国PCB行业总产值分别为220.29亿美元、220.34亿美元,增长率分别为10.30%、0.02%。2013-2014年全国PCB行业总产值有所恢复,增长率分别为11.62%、6.01%。据Prismark(美国电子行业的专业咨询公司,以下简称为Prismark)预测,2014-2019年中国PCB行业产值的年复合增长率为5.1%。根据Prismark预测,2016年全球PCB行业的整体规模将达到720.07亿美元,2011年-2016年全球PCB产值年复合增长率5.38%。

3. 美国印刷电路板行业的发展现状

美国PCB产业结构亦偏向硬板生产,硬板比重占七成以上比重,在高层板生产比重相对日本及台湾较高,12到20层板占整体PCB产品21%,22层板以上占整体营收的13%,上述12层板以上产品共达三成以上的比重,4到10层板则占17%。软板及软硬板领域,美国主要生产业者为Multi-FinelineElectronix,并以软板组装为主,产品应用广泛,其中手机为最主要之应用,采用客户包括Apple、RIM、Motorola等。

产品应用方面,美国PCB业者以手机用PCB为最主要应用产品,占26%,以Multi-Fineline为手机用软板的代表业者,Multek生产手机用的HDI板。美国PCB业者次要产品为电信设备相关应用及计算机相关产品应用,分占19%及18%,TTMTechnologies,Inc.即为美国供应通信基础设备应用的主要业者,其PCB产品在航空及国防应用上亦有很高的采用比重;此外,美国亦为服务器用PCB的主要供货商之一,全球提供服务器用PCB厂商中,前一、二名均为美国业者,且美国厂商全球市占达四成以上;另外美国PCB业者在车用、医疗及军事用PCB板上,亦有相当程度的投入。产业信息网发布的《2016-2022年中国PCB电路板行业市场分析与投资前景研究报告》显示,近年来美国PCB企业在数量占百强比例一直在缩小,但总产值保持稳定(约占全球总量的4.6%)、平均产值略有提高,主要在于企业间的合并;预计未来几年将保持不变或略有下降。

4. 日本印刷电路板行业的发展现状

根据Prismark统计数据:日本印刷电路板产业产值占全球市场的比重近年来呈下降趋势,2014年该区域市场产值为66.2亿美元,占同期全球市场总量的11.5%。

日本PCB厂商专注生产高阶及高单价PCB产品,主要以软板及软硬板为主,二者共占其整体生产PCB约47%的比重,主要应用在手机及HDD,IC载板占30%,前述两者就共占77%的比重,硬板产品仅占21%,且为技术门坎较高且热门的HDI板。

在产品应用上,日本PCB产业应用最多为IC封装领域,占30%,这也是日商生产IC载板比例高的原因。此领域全球主要以日商Ibiden营收占比最高,产品为FCBGA及FCCSP应用,日商ShinkoElectric也是此应用领域佼佼者,以FlipChip、P-BGA及P-CSP基板为主。日本PCB板次要应用在手机领域,占整体生产的25%;排名第一的Nippon,其产品组合的三成以上比重,皆为手机相关应用,其中又以手机用LCD软板为主;

Ibiden在手机上的应用主要为HDI及AnylayerHDI。而日本PCB厂商在手机客户群方面,主要为Apple及Nokia等,因此智慧手机市场的持续成长,对日本PCB产业亦有所帮助。汽车相关应用占日本PCB产值的13%,虽比重不及其它应用,但日本PCB业者于车用PCB的产品供应已领先全球,如CMK、Meiko等

三、印刷电路板行业的发展趋势

1. 全球印刷电路板行业的发展趋势

经过几十年的发展,PCB行业已成为全球性大行业。近年来,全球PCB产业产值占电子元件产业总产值的1/4以上,是电子元件细分产业中比重最大的产业,占有独特地位。为了积极应对下游产品的发展需要,PCB逐渐向高密度、高集成、细线路、小孔径、大容量、轻薄化的方向发展,技术含量和复杂程度不断提高。

首先,全球PCB产业将保持稳定增长

据中国产业洞察网统计及预测,2010年全球PCB总产值524.68亿美元,相对于2009年增长27.3%;2011年全球PCB产值达到554.09亿美元,较2010年增长5.6%;2012年全球PCB产值达到543.10亿美元,较2011年下降2.0%;2012年至2017年期间,全球PCB将保持3.9%的年复合增长率稳定增长,在2017年整体规模将有望达到656.54亿美元。

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其次,亚洲成为全球PCB主导,中国位居亚洲市场中心地位

在2000年以前,全球PCB产值70%分布在欧洲、美洲(主要是北美)、日本等三个地区。进入21世纪以来,PCB产业重心不断向亚洲地区转移,形成了新的产业格局。亚洲地区PCB产值接近全球的90%,是全球PCB的主导,尤其是中国和东南亚地区增长最快。据中国产业洞察网统计,从2006年开始,中国超过日本成为全球产值最大、增长最快的PCB制造基地,并已成为推动全球PCB行业发展的主要增长动力。2012年中国大陆PCB产值达到216.36亿美元,占全球PCB总产值的39.84%。2008年至2012年,中国PCB产值的年均复合增长率达到9.52%,高于全球增长水平。据Prismark预测,2017年中国PCB产值将达到289.72亿美元,占全球总产值的44.13%。

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再次,全球PCB主要产品结构日趋优化,未来发展趋势明朗

随着下游电子产品追求轻、薄、短、小的发展趋势,PCB持续向高精密、高集成、轻薄化方向发展。2011年,全球单/双面板总产值较2010年增长0.4%;多层板产值则增长了1.1%,其总量在PCB板中仍占主体地位;HDI板增长了17.4%,是PCB板中产值增长率最大的类型;封装基板和挠性板的产值增长率则分别为6.6%和12.4%。2012年,全球单/双面板产值较2011年下降8.7%;多层板产值下降9.1%,仍居于主体地位;HDI板产值增长5.8%,继续保持良好的增长趋势;封装基板产值下降4.7%;挠性板产值增加17.2%。据Prismark预测,全球PCB产业未来将继续稳步发展,其中HDI板、多层板将保持良好的发展势头;2012年至2017年,HDI板复合增长率将达6.5%,成为PCB产业主要增长点;多层板复合增长率将达1.2%。

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最后,未来主要应用领域需求旺盛,PCB产业拉力强劲

电子信息行业良好的发展势头是PCB产业成长的基础,PCB下游领域的持续高景气度将拉动PCB行业快速发展。随着现代科技的发展,PCB下游领域目前正经历技术升级、产品换代的有利时机,其中占据前三的计算机、通讯和消费电子产品的更新换代周期不断地在缩短。新的消费热点使PCB行业面临更为广阔的市场空间和需求规模。据中国产业洞察网统计及预测,2010年全球电子系统产品产值为17,560亿美元,2012年达到19,090亿美元,2017年将达到23,690亿美元,年均复合增长率为4.41%。

2. 中国印刷电路板行业发展趋势

首先,中国PCB行业保持高速增长态势

展望未来,全球PCB行业将在新一轮成长周期中不断发展,终端应用市场需求的增长将继续拉动上游行业的不断发展,越来越多的创新型应用终端电子产品的异军突起,也将为全球PCB行业提供更多的市场增长点。仅就国内而言,随着中国经济的稳步复苏和持续转型,未来几年中国PCB行业的发展将迎来更多的机遇:首先,产业的持续转移和世界知名PCB企业在中国生产基地的建立,中国PCB行业的集群优势将进一步凸显,也将催生更多的本土企业更快地成长和发展,通过激烈的市场竞争和学习效应推动技术实力和经营水平迈上一个新台阶;其次,“十二五”期间七大战略新兴产业的发展,将为中国PCB企业的发展提供更多的发展机遇以及政策支持;最后,消费有望在拉动经济增长三驾马车中占据更为重要的位置,国内消费市场的快速发展,将进一步促进应用市场规模的扩大,间接带动上游PCB行业的发展。据Prismark预测,未来几年中国PCB行业仍保持快速增长趋势,在全球的市场地位也将继续提升;2012年至2017年中国PCB产值年复合增长率可达6.0%,到2017年总产值可达到289.72亿美元,占全球PCB总产值比例上升至44.13%。

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其次,国内PCB产业区域分布格局已形成

CPCA统计,2013年国内PCB行业企业数量约1,500家,主要分布在珠三角、长三角和环渤海区域。长三角和珠三角两个地区的PCB产值占中国大陆总产值的90%左右;中西部地区PCB产能近年来也扩张较快。

长三角、珠三角地区是国内电子科技产品较发达的地区,也是IT和PCB的发源地,在地域、人才、经济环境方面享有得天独厚的优势,目前处于产业升级阶段。PCB中低端产品逐步向内地其他地区转移,而高端产品和高附加值产品继续集中在长三角、珠三角地区。未来国内PCB产业很可能形成以珠三角、长三角作为高端PCB制造和设备、材料的研发基地;以长江沿岸包括重庆、四川、湖北、安徽等有世界五百强电子企业为龙头的二小时经济产业带;以北方大连为龙头的环渤海湾经济圈;以及港珠澳大桥通车后的粤西北加工区的产业格局。

最后,国内PCB主要产品结构趋向多元和高端化

CPCA统计,2000年以来国内各类PCB都得到明显的发展,其中多层板、HDI板和挠性板发展速度高于行业平均发展速度,单面板和双面板发展速度相对稳定。

从国内PCB产品发展趋势来看,产量增幅比销售额增幅略低,主要是产品结构逐步向多层、高精密发展。我国多层板和HDI板正处于行业的成长期,规模不断扩大,工艺日益成熟。多层板仍是市场发展主流;而HDI板受下游电子信息产品升级换代的需求拉动,正处于快速发展时期。

四、中国电路板行业发展的问题及对策

由以上分析可知,中国PCB行业从上个世纪80年代中后期到现在经过20多年的快速发展,经历了以国有经济、中外合资企业和以外国独资企业为主流的三个发展阶段,取得了举世瞩目的成就。中国PCB行业在世界上名副其实地占有主流地位。

随着世界各国在中国投资的IT产业、电子整机制造的迅猛发展,世界各国PCB企业也相继在中国进行大规模的投资,中国PCB制造业已形成世界级的规模,产量、产值已位居世界前茅。特别是在中低档PCB上价格具有很强的竞争能力,随着整机向高性能化、小型化方向发展,其高难度PCB生产也在增多。不久的将来,中国PCB将在世界上占有重要的位置。

然而,我们不得不承认中国PCB行业相较于国外发达国家之间存在的企业规模及研发、生产技术水平上的差距。具体而言,中国PCB行业面临的挑战主要有以下几点:

首先,研发及生产技术相对落后。随着电子技术的快速发展和市场对“短、小、轻、薄”电子产品需求的不断扩大,要求PCB的产品技术必须快速提升,高多层、细线细孔、快速传输PCB的需求不断增加。这对每个厂家来说,意味着必须有较大的资金投入,要大步提升技术人员的能力和企业整体技术实力,才能予以满足。面对这些挑战,厂家除了积极进行人才储备,加强人才培养与培训工作外,希望政府能从培植建设自己的世界级企业的角度出发,对企业给予一定政策上的支持和扶持;同时,政府应投入资金自主建立研究机构或与代表性企业合作,开展PCB前沿技术的研究,为本国企业提供新技术的服务和支持。

其次,行业混乱,恶性竞争严重。目前,行业在一般产品的生产和经营上,存在发展不均衡、投资不理性、快速扩张而出现的严重的恶性竞争的情况,利润水平下降,获利能力较差,这将严重影响行业的健康发展。基于此,建议各厂家从自己的实际情况出发,通过积极提升自我技术能力或充分利用和发挥自有优势,以特色经营来营造自己的核心竞争力,避开低层次的恶性竞争。

再次,国际社会对环保要求的严格化是我国PCB行业面临的重大挑战。中国的PCB企业,大多为中小型企业,他们在无铅化技术的掌握和提升方面,未能很好地跟上用户的需求。面对无铅化技术种类繁多、用户之间需求差别较大的情况,每个厂家都需要多方面投资,造成投资成本的增加和技术适应、技术管理难度的增加。此问题只有通过更加细化的专业分工和合作,才能使业内企业更好地、更有效地消除此影响。

最后,原材料价格的上涨及下游电子产品价格的下跌严重压缩了处于中间的PCB产业的利润。面对严峻的生存空间,企业应加大技术、研发的投入,掌握PCB生产的核心技术,改变简单的盈利模式