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持续迭代!PCB 行业受益 AI 高速增长

The following article is from RimeData 来觅数据 Author 来觅研究院

导读:近期消息称,英伟达正在考虑将 CoWoP 导入下一代 Rubin GPU 中使用。CoWoP 是一种新的先进封装技术,它通过取消 ABF 封装基板,将硅中介层直接键合至高密度 PCB 上,显著增加了 PCB 行业价值量。AI 算力爆发正重构 PCB 行业格局,相关市场规模有望突破百亿美元。AI 行业 PCB 价值量有多大?上下游情况如何?未来还有哪些技术进步?相应投融情况如何?本文尝试分析和探讨。

01 AI 驱动 PCB 高速成长

PCB(Printed Circuit Board,印制电路板)是电子设备中用于支撑和连接电子元器件的核心基础件,通过印刷工艺在绝缘基板上形成导电铜箔线路,实现电气信号传输与元器件机械固定,并通过钻孔(通孔、盲孔等)实现多层电路互连,承载电子系统的信号收发、电源供给及数据处理功 能,广泛应用于计算机、通信设备、汽车电子、AI 服务器等领域。

PCB 被称为电子之母,是电子电路的基础载体。PCB 分类方式多种,按层数可分为单面板、双面板及多层板(含中低层与高多层板);按结构与材质可分为刚性板、柔性板(FPC)及刚柔结合板;按技术特性与场景则涵盖高密度互连板(HDI)、IC 载板、高频高速板等高端品类。不同产品通常需要相对应的特性,比如可穿戴设备通常需要满足柔性、高密度的特性,而 AI 产品通常则需要满足高频高速、多层的特性。

全球 PCB 产业正处于结构性升级的关键窗口期,AI 算力需求的指数级增长正成为重塑行业格局的核心变量。Prismark 数据显示,2025 年全球 PCB 市场规模有望突破 786 亿美元,AI 服务器、智能电动汽车及高速通信设备构成三大增长支柱。特别值得关注的是,AI 服务器用 PCB 的复合年增长率(CAGR)预计达 32.5%,显著高于行业平均水平。这一趋势源于英伟达等芯片巨头持续推出 Blackwell 系列等先进 GPU 架构,倒逼 PCB 在层数设计、材料选型及工艺精度等方面全面升级。以 AI 服务器为例,GPU 板组扩容推动连接带宽需求激增,促使 PCB 层数从常规 8-12 层向 16+ 层演进,并需采用 M9 系列等低损耗覆铜板确保信号完整性。此外,CPO(共封装光学)技术的渗透进一步催生对 HDI 板及刚挠结合板的需求,持续拓展高端应用场景。

AI 大模型的横空出世使得算力需求激增,而在 GPU 供不应求的同时,也对背后的 PCB 提出了更高的要求。以英伟达为例,其主导的开放式加速器模块(OAM)和通用基板(UBB)架构对 PCB 提出了极高技术要求,通常需要采用高阶高密度互连(HDI)技术或超高层数多层板。GB200 的 Blackwell 架构 GPU 采用 4nm 制程与 3D 封装,Tensor 核心集成度提升 3 倍,单卡算力达 5PFLOPs。为匹配超高算力,20 层以上的多层 HDI 板渐成标配,显著提升了 PCB 行业的制造难度和价值量。

在 AI 技术迅猛发展的背景下,谷歌、Meta、亚马逊、特斯拉等科技巨头加速布局自研 ASIC 芯片领域,以应对持续攀升的 AI 算力需求。ASIC 芯片凭借其高度定制化特性及优异的能效表现,正成为 AI 训练与推理场景中的核心硬件。与此同时,ASIC 芯片的普及也显著拉动了高密度互连(HDI)PCB 的市场需求。HDI 板凭借其高布线密度、出色的电气性能及紧凑型结构设计,已成为支撑复杂芯片功能的优选方案。

ASIC 芯片的先进封装技术对高频高速 PCB 提出了更严苛的性能指标。随着 AI 芯片性能持续突破,其封装形式正朝着异构集成方向快速演进,FC-BGA(倒装芯片球栅阵列)和 CPO 等先进封装方案的应用,对 PCB 的高频信号传输性能、低损耗材料特性及多层结构稳定性提出了全新挑战。

图表 1:GPU 和 ASIC 对 PCB 的要求对比

数据来源:公开资料整理,来觅数据

PCB 行业下游涵盖了电子工业所有场景,与全球宏观经济高度相关。2024 年全球 PCB 整体市场规模约 735.65 亿美元,预计 2025 年增长至 774 亿美元,复合增速仅为 5.2%。但分结构看,受益于 AI 拉动,高端 PCB(18 层以上高多层板、HDI 板、封装基板)为主要增长引擎,目前 AI 相关的 PCB 市场约为 56 亿美元,占比 7.2%。2024 年 18 层以上高多层板市场规模 50.2 亿美元,2024-2029 年 CAGR 达 15.7%;HDI 板市场规模 128 亿美元,CAGR 6.4%,均显著高于行业平均增速。

除了量之外,高端 PCB 的盈利水平也显著高于传统 PCB。据胜宏科技透露,由于高阶 HDI 板占比提升,AI 服务器 PCB 价值量从 500 美元增至 2500 美元以上。虽然 AI 相关的 PCB 受制于产能建设周期长、客户认证壁垒高、技术难度大等因素制约,但市场规模的高速发展仍给相关企业带来了巨大的增长空间。我们认为,中国作为全球最大的 PCB 集群地,相关上下游必将受益于行业大扩容。

02 AI PCB 的未来

人工智能技术的快速发展为 PCB 行业带来重大技术升级契机。除了我们上文提过的多层板升级外,在材料和工艺方面也有着诸多升级。PCB 产业链相对简单,上游包括覆铜板、玻纤布、铜箔等,AI 服务器及高性能计算设备对信号传输速率、带宽和稳定性提出了更高要求,从而推动上游材料向高频、高速、低损耗方向发展。

图表 2:PCB 上下游产业链

数据来源:公开资料整理,来觅数据

AI 服务器、高端 AI 芯片需传输海量高频数据,信号在传输中易因介质损耗衰减,因此 CCL 需满足低介电常数(Dk)、低介电损耗(Df) 的核心要求,且需在宽频率范围内保持性能稳定。传统消费电子 CCL 的 Dk 约 4.0-4.5、Df 约 0.02-0.03,而 AI 用高频高速 CCL 需实现 Dk ≤ 3.5(10GHz 下)、Df ≤ 0.005(10GHz 下),部分高端场景(如 CoWoS 先进封装基板)要求 Dk ≤ 3.0、Df ≤ 0.002;CCL 还需具备高导热系数,引入高导热填料和金属基材,利用高导热性实现快速散热;由于 AI 数据中心需长时间连续运行,稳定性也十分重要,因此 CCL 需具备高耐热性、耐湿热性、低热膨胀系数(CTE),避免因环境变化导致 PCB 开裂、铜箔剥离。

在 CCL 之外,AI 的发展也对铜箔、电子玻纤布等材料提出了更高的要求。AI 服务器等高端电子设备对信号传输效率和稳定性要求极高,促使铜箔向高频高速方向升级,需兼具高剥离强度和低表面粗糙度等性能。HVLP 铜箔具有硬度高、表面平滑、厚度均匀、电流传输稳定高效、信号损耗低等优势,能更好地满足 AI 高速信号传输的要求;此外,AI 服务器和数据中心要求信号传输向高频、高速的方向发展,催生了对低介电常数玻璃纤维布的需求。目前,第一代低介电(Low-Dk)电子布主要用于主板基材,随着技术发展,第二代 Low-Dk 电子布因其更低的介电常数,正在以超预期的速度快速增长,预计在未来 1-2 年将替代第一代产品。

AI 服务器单机柜芯片数量激增,传统铜缆连接已难以满足需求,正交背板技术应运而生,将为 PCB 行业带来显著的市场增量。以 NVL576 机柜为例,单机柜需 4 块正交背板,总价值量达 80-100 万元,较传统铜缆方案(约 20 万元)提升 3-4 倍。然而,技术壁垒决定行业格局,超高层数(70 层 +)、特种材料(M9 覆铜板)、精密工艺(铜浆烧结)构成高准入门槛,具备技术储备的头部 PCB 厂商将主导市场。

近期,英伟达与台积电等合作伙伴共同推进的 CoWoP(Chip-on-Wafer-on-PCB)技术,被视为 CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)封装技术的下一代演进方向。CoWoP 技术通过取消传统封装基板,将芯片与中介层直接键合至高精度服务器主板,显著提升了信号完整性、电源效率和散热性能。这一技术革新不仅简化了制造流程,还降低了功耗与信号损耗,为封装行业的技术发展路径带来全新挑战。预计下一代 Rubin 平台将于明年开始启用 CoWoP 技术,这将对未来的 PCB 行业产生巨大的影响。

CoWoP 通过减少封装层级并采用多层 HDI 或 MSAP PCB,将再布线(RDL) 直接集成于 PCB 中,带来更短的互连路径、更优越的信号完整性与更有效的功耗 控制,适应未来 Chiplet 异构集成与高密带宽需求。此外,该技术在消费电子、 边缘 AI 加速器等中端应用场景中,也表现出明显优势,因其性能与成本比例优异, 有望在未来商业化落地。不过这一方向尚处早期阶段,面临门槛较高的技术挑战, 如该方案要求 PCB 实现 10 m 的线宽 / 线距能力,这远高于当前 SLP 主板比较普遍的 20 – 35 m 水平 。

在先进封装技术持续演进的同时,玻璃基板作为新兴材料正逐步展现出替代传统有机基板的潜力。相较于 ABF(Ajinomoto Build-up Film)等有机材料,玻璃基板具有更优异的表面平整度、热稳定性和更低的介电损耗,可显著提升芯片间互连密度。英特尔于 2023 年 9 月宣布推出业界首批用于下一代先进封装的玻璃基板,并计划在 2026-2030 年间实现量产。但随着战略调整,英特尔正重新评估其玻璃基板技术发展路径。

当前 AI PCB 市场呈现 " 高端高度集中、中低端充分竞争 " 的格局。头部企业凭借技术壁垒、产能规模和客户绑定优势,主导高多层板、HDI 板、封装基板等高端市场,而中低端通用 PCB 领域因进入门槛低,竞争激烈且利润空间有限。AI 服务器需求爆发推动高端 PCB 价值量提升 5-7 倍,加速行业向 " 技术密集型 " 转型,具备 MSAP 工艺、高速材料研发能力及海外产能布局的企业将持续领跑。

目前,在 AI PCB 领域,国内企业占据领先地位,相关企业产能持续供不应求,目前已排产至明年一季度。在 AI PCB 持续供不应求的背景下,部分有技术积累的企业有望接收外溢订单,切入海外龙头供应链。此外,在国内 PCB 企业占据主要地位的同时,日韩企业仍占据上游材料的主要地位,国内企业正通过并购、加速研发等方式突破材料认证,获取高额附加值。我们认为,在国内已占据 AI PCB 主导地位的背景下,技术升级、产能扩张、上下游认证加速已成定局,产业链相关企业也将会迎来显著的成长机会。

03 资本动态

如我们前文所言,PCB 行业是电子行业的基石。电子与通信行业的技术创新正从需求端和技术端双重驱动 PCB 行业升级,5G 通信、AI 算力、汽车电子等下游领域的爆发式增长,不仅提升了对 PCB 的功能要求(如高频高速、高密度、柔性化),更推动行业从规模扩张转向高端化发展。

除了我们上文提到的 AI PCB 外,汽车电子、封装基板、5G 通信等也同步改造 PCB 行业。新能源汽车智能化推动单车 PCB 价值量从传统燃油车的约 500 元提升至 3000 元以上,车载雷达、自动驾驶系统等新增需求带动柔性板和高可靠性 PCB 需求激增。此外,IC 封装基板国产化率仍低,不足 10%,在在政策支持、技术突破与下游需求爆发的推动下,国产替代正进入加速期,同样有望加速国内 PCB 行业发展。

不过,我们也应注意到,目前国内 PCB 行业较为成熟,企业在资本市场的活动多以定增、再融资、并购等途径为主,创投市场活跃度相对不那么活跃。但除了在 PCB 制造、CCL 制造的环节外,上游材料、设备仍存在大量的发展机遇,而相关的投融活动多分布与此。

下表是我们整理的 2025 年以来 PCB 赛道发生的部分投融事件。感兴趣的读者,可以登录 Rime PEVC 平台获取 PCB 赛道全量融资案例、被投项目及深度数据分析。

图表 3:2025 年以来 PCB 部分融资情况

数据来源:来觅数据

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