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TMT行業向高頻高速升級大潮將大幅推升高頻線路板需求

高頻民用化升級帶來高頻電路板需求

高頻民用化升級帶來高頻電路板需求。幾年前，1GHz以上的高頻信號，只是限於在航空航天與衛星通信等領域使用。通信技術的快速進步，使原有的民用通信頻段顯得非常的擁擠，再加上某些軍用頻段的逐漸讓位給民用，使得民用高頻通信獲得了超常規的速度發展。當前，電子信息產品邁入了千兆赫茲（GHz）的高頻時代，以微波為代表的高頻等通信帶來高頻電路板需求。

我們回顧微波的定義：波長為1m~0.1mm、相應的頻率範圍為300MHZ~3000GHZ（1GHZ=1000MHZ）的電磁波稱為微波。常將微波劃分為分米波、厘米波、毫米波和亞毫米波四個波段。事實上，我們需要特別留意微波波段，因為未來的5G、自動駕駛、室內超高速通信、短距離超高速無線通信都落在微波波段。

從物理特性來看，微波具有如下特點：

1）頻率高。微波的震蕩頻率極高，每秒在三億次以上，震蕩周期很短，在10-9~10-12s之內，和低頻器件電子的渡越時間10-8~10-9s屬同一數量級或者還小得多。微波的頻率高，在不太大的相對帶寬下，其可用頻帶很寬。頻帶寬意味著信息容量大，使得它在需要很大信息容量的場合得到了廣泛的應用。

2）似光性（幾何光學特性）。微波的波長比一般的宏觀物體（如建築物、船艦、飛機和導彈等）的尺寸都小得多，當微波波束照射到這些物體上時，將會產生顯著的反射。波長越短，其傳播特性就越接近於幾何光學，波束的定向性和分辨能力就越高，天線的尺寸也可以做得越小。

3）能夠穿透電離層。微波能毫無阻礙地、低衰減地穿過電離層，因此稱微波是“宇宙窗口”，為衛星通信、宇宙通信、導航、定位以及射電天文學的研究和發展提供了廣闊的發展前景。

4）測量技術上特點。在測量技術上微波波段也有明顯特點。低頻電路測量的幾個基本參量是電壓、電流和頻率，在微波波段電壓和電流已失去了唯一確切的含義，因而測量的基本參量是功率、阻抗和波長。

我國通信電子行業相對較好的產業基礎決定了高頻線路板潛力巨大

政策驅動助推光通信等新興行業景氣度提升，帶來通信基建、設備及電路板等眾多需求。為深入實施“寬帶中國”戰略，2017年1月，發改委、工信部聯合發布《信息基礎設施重大工程建設三年行動方案》：2016年-2018年，預計信息基礎設施建設共需投資1.2萬億元，其中重點推進骨幹網、城域網、固定寬帶接入網、移動寬帶接入網等92項重點建設項目設計總投資9022億元。

A股通信板塊上市公司顯示行業景氣度較好。2016年板塊總營收同比增加35.38%，歸母凈利潤增56.69%。17年Q1歸母凈利潤上升2.60%。（剔除中興通訊、中國聯通，考慮到並表和新股）。我國通信電子行業較好的產業基礎決定了我國高頻線路板發展潛力巨大。

高頻線路板將是電子行業發展最快的領域之一

全球線路板市場規模

全球PCB行業將在新一輪成長周期中不斷發展。越來越多的創新型應用終端電子產品的異軍突起，將為全球PCB行業提供更多的市場增長點。

根據預測，，2017年線路板規模將達到646億美元；其中中國占到到291億美金的份額。

類半導體行特征：國內線路板體量大，但高端份額和產業規模不匹配

據中國產業信息網數據，2017為年預測我國印制電路板產業總產值為291億美元；2020年達359億元中（其中15%為高頻板，對應53.9億美元）。

未來幾年中國PCB行業的發展將迎來更多的機遇：首先，產業的持續轉移和世界知名PCB企業在中國生產基地的建立，使得中國PCB行業的集群優勢將進一步凸顯，也將催生更多的本土企業更快地成長和發展，通過激烈的市場競爭和學習效應推動技術實力和經營水平邁上一個新臺階；其次，“十二五”期間七大戰略新興產業的發展，將為中國PCB企業的發展提供更多的發展機遇以及政策支持；最後，消費有望在拉動經濟增長三駕馬車中占據更為重要的位臵，國內消費市場的快速發展，將進一步促進應用市場規模的擴大，間接帶動上遊PCB行業的發展。

據機構預測，2020年中國印刷電路板產業總產值將達到359億美元,而2020年全球高頻微波板占PCB總體比例將達到15%，對應到我國的53.9億美元。

材料先行：材料國產化是高頻線路板行業崛起的必由之路

高頻電路板定義及分類

我們來看下高頻微波印制板的定義：在具有高頻微波基材的覆銅板上，加工制造成的印制板，叫作高頻微波印制板（高頻PCB板）。

高頻微波印制板分類（按基材料）種類）：高頻基材同普通FR-4基材合壓形成的印制板，叫做混合型多層印制板；高頻微波基材與金屬基混合壓成的基材制成的印制板，叫做高頻金屬基印制板。

高頻電路板：傳統基材無法滿足高頻需求

高頻微波印制板對於基板材料的要求：印制板的整體特性、加工性能、長期可靠性，在很大程度上取決於基板材料的特性。對高頻微波印制板而言，所使用的基材與FR-4是完全不同的；傳統的PI和FR-4材料已經不能滿足需求。

基板材料的更新現是實現PCB的高速高頻化的關鍵環節。要賦於PCB高速、高頻化的特性，主要是通過兩方面的技術途徑：一方面，是使這種PCB發展成為高密度布線（微細導線及間距、微小孔徑）、薄形以及導通、絕緣的高可靠性。這樣，可以能進一步縮短信號傳輸的距離，以減少它在傳輸中的損失。另一方面，要采用具有高速、高頻特性的PCB用基板材料。而後者的實現，是要求PCB業開展對這類基板材料的深入了解、研究工作；找出、掌握準確控制的工藝方法。以此來達到所選用的基板材料與PCB的制造工藝、性能及成本要求能夠實現合理匹配的目的。

高頻電路板對基板材料的要求

為實現高頻，高速傳送信號，首先考慮的是基材的介電常數（Dk）和介質損耗因素（Df）這兩個性能參數。

1）基材數介電常數Dk要求：越小越穩定越好。越小則儲存電能力越少，從而會讓信號傳播速度越快。

2）基材耗介質損耗Df要求：越小越好。介質損耗越小會使得信號損耗也越小。

3）其他性能，比如基材的結構、基材的熱膨脹系數等。

讓我們來回顧下幾個重要概念：

1.介電常數

介電常數Dk（εr），即dielectric-constant，表示某電介質電容器的電容，與同樣構造的電容器在真空狀態下的電容之比。

2.覆銅板的介電常數

覆銅板，由樹脂、增強材料（布、纖維、紙）和充填劑所組成，構成為電的絕緣體，也稱為電介質。

高頻電路板的基材對比分析

基板材料所用的樹脂的介電常數（Dk或或εr）、介質損失角正切（Df或或Tg）的高低，主要受到技術的結構本身的極化程度大小而定。極化程度愈大，介電常數值就愈高。因此，我們可以消除或降低樹脂中的易極化的化學結構，來達到有效的降低基板材料Dk、Df值。以下分別介紹各種具有高介電特性的樹脂構成的高速、高頻PCB用基板材料的特性情況。

聚四氟乙烯樹脂（PTFE/Teflon）

聚四氟乙烯，英文名PTFE，俗稱Teflon，Dk=2.4，其分子結構是對稱的，因而具有優良的物理、化學和電氣性能。PTFE能耐許多強腐蝕性介質，至今尚無一種能在300°C以下溶解它的溶劑，因而有“塑料之王”之稱。其相對密度2.14~2.20，熔點417°C，吸水性（24小時）＜0.01%。PTFE具有塑料中最好的絕緣性能。

在低Dk、低Df基板材料所用的樹脂中，早期應用較多的PTFE。這種低Dk樹脂的基板材料，在1975年間被收入到美國軍標中，從此在以航天、航空、軍工業為中心的領域中，得到長年的使用。

另外，鑒於聚四氟乙烯是介電常數最低的物料，通過調節玻璃纖維、陶瓷粉等填料和聚四氟乙烯的比例，可以形成微波板材的系列化。

但PTFE樹脂同樣存在一定缺點：在機械強度、熱傳導性等方面又不如熱固性樹脂的材料。在印制電路板的制作上必須要經特殊的電鍍前處理，並且它在成型加工、機械加工（切削加工）上較為困難。這使得PTFE樹脂基材無法制造高密度化PCB和高多層化PCB產品。基於聚四氟乙烯剛性差、鉆/銑毛刺多、孔金屬化困難、成本高，各板材供應商開發出了介電常數3.2~3.8之間的不含聚四氟乙烯的板材。其結構是玻纖、陶瓷、樹脂，樹脂多為聚酯、聚酰亞胺、聚苯醚等。

熱固性氰酸酯樹脂（CE）

熱固性氰酸酯樹脂（cyanateester，簡稱CE）是一種具有很好的介電特性的樹脂，但考慮到它的成本性、加工性，目前很少單獨地用於基板材料的制造中。往往是通過用環氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂（BMI）、高耐熱性的熱塑性樹脂等對其的改性，才成為優異綜合特性的基板材料用樹脂。

特別突出的改性CE的成功例，是由雙馬來酰亞胺與氰酸酯樹脂合成出的雙馬來酰亞胺三嗪樹脂（bismaleimide-triazine，簡稱BT樹脂）。它是一種優秀的低εr性的基板材料用樹脂材料。近幾年來，它的市場需求在不斷擴大。日本三菱瓦斯化學公司於20世紀90年代中獲得將其應用基板材料上的重大成果，成為了這類基板材料世界上目前最大的生產廠家。另外，ISOLA（歐洲）、日立化成（日）等公司也有該類基材產品。由於它是一種重要的低ε基材，因此被列入到了世界的一些權威標準之中。BT樹脂中的極性官能團含量很少，甚至不含活性氫的官能團。這使得這種基板材料的εr值很低。它是一類適用於高頻、高速化PCB要求的、有發展前景的基材產品。特別是較為廣泛地應用在要求高速化的IC封裝基板上。但當前這種BT樹脂基材在價格上與低Dk、高Tg性的FR-4基板材料相比，還存在著一定的劣勢。

聚苯醚樹脂（PPE/PPO）

PPE使用熱塑性樹脂作為基材的主樹脂，是開發制作出低Dk、低Df基板材料的一個很好的途徑。近20年左右，在這方面的開發技術獲得了較大的進展。它在基板材料中應用最廣泛的是聚苯醚樹脂（簡稱PPE或PPO）。PPE樹脂為一種熱塑性樹脂，屬於非結晶材料。這種樹脂具有較高的機械強度、高尺寸穩定性、低吸濕率、低介電常數、低介質損失角正切。它的εr、tanδ特性，在溫度、濕度、頻率的變化下，具有很好的穩定性。為了解決熱塑性樹脂共有的耐熱性和耐溶劑性低下的問題，多是利用高分子的互穿網絡技術（IPN技術），在PPE樹脂中引入熱固性樹脂或可參預反應的某種官能基團等，使它成為聚合物合金化。常見引入的樹脂為環氧樹脂、氰酸酯樹脂、含丙烯基的樹脂或化合物等。自上世紀80年代以來，日本、美國、西歐等國家、地區已相繼開發出了多種類型的熱固性PPE覆銅板。

改性環氧樹脂（低ε型型EP）

環氧樹脂（EP）原本的介電特性對於高頻電路用基板材料來講，是並不很理想的。但對它進行改性,可以達到低εr性基板材料（低Dk型FR-4）的特性要求。通過這條途徑而實現的低ε性基材，具有制造成本低、加工性好的優勢。在改性的技術上,盡管在國外文獻報道中有各種各樣的手段，但國外有的覆銅板技術專家認為，目前較有成效的主要有兩條渠道：

其一，在環氧樹脂體系中引入帶有烷基結構的，或低極性、較大分子基團的樹脂固化劑。

其二，在環氧樹脂體系中引入可以通過與原環氧樹脂發生固化反應，起到對極性基團進行封閉作用的固化類樹脂或化合物。

MS、PEEK等其它樹脂

為了使基板材料進一步的降低其介電常數，國外覆銅板業還在最近幾年不斷地開發出新型樹脂，並用它制作出低εr性的基板材料。在這方面所采用的新型樹脂如：馬來酰亞胺—苯乙烯樹脂（簡稱MS樹脂）、苯並環丁烯樹脂（簡稱BCB樹脂）。另外，還有一些低εr性、高熔點的熱塑性樹脂，例如聚醚酮醚樹脂（PEEK）等。

高頻電路板公司分析

高頻電路板基板材料-供應商分析

美國、日韓、中國公司

高頻微波覆銅板基板材料，歐美供應商提供的品種繁多，基材的介電常數從1.15開始，直至10.2，共有一百余種。主要集中在幾家供應商：Rogers、Arlon、Taconic、Metclad、GIL、Polyfon、Isola。這幾家供應商，在深圳、上海、中國香港或中國臺灣地區，已設立了辦事機構或代理，有的已在國內建廠生產。

除了歐美以外，日本高頻微波覆銅板品種也很多。主要生產廠商有三菱瓦斯、松下電工、住友電工、日立化成、Chukok等公司。聚酰亞胺（PI）、聚苯醚（PPE）、雙馬來酰亞胺改性三嗪（BT）樹脂基材，都已經系列化、商品化。

韓國公司SMARTR&C，從2.17~3.50介電常數，已有多個品種可批量供貨，板材厚度從0.25mm~1.57mm。

國內企業：主要有上海藍沛科技、陜西西安704廠研究所、江蘇泰州旺靈絕緣材料廠等。

Rogers&Arlon

羅傑斯公司是一家特種材料公司、高頻線路板全球龍頭。該公司產品廣泛應用在通信設備、通信基礎設施、電腦和辦公設備、清潔能源、航空航天和防禦等領域。具體將在下一部分詳細介紹。

雅龍Arlon是全球矽膠材料和電路板材料的前三甲。電路材料的生產基地位於美國特拉華州的Bear地區，加州的RanchoCucamonga，以及中國蘇州。

2014年12月，Rogers宣布以1.57億美金的價格收購雅龍有限責任公司（Arlon，LLC），該公司此前由Handy&Harman股份有限公司所有（HNH）。

作為高頻板市場份額的前三甲，雅龍Arlon的電路材料產品系列使得羅傑斯在快速增長的通訊基礎設施、汽車、航空及國防領域如虎添翼。羅傑斯一直以來希望對現有的印刷電路材料和高性能泡沫業務進行補充，以提高羅傑斯在更廣闊的市場範圍和應用領域的能力；此次對雅龍的收購，與該戰略相契合。另外在矽膠產品方面，雅龍將給羅傑斯帶來精密壓延矽膠，織布上直接塗布矽膠和特殊擠出矽膠條。該些產品主要用於電子絕緣，廣泛用於航空、鐵路、發電、半導體、食品服務、醫療以及通用工業等範圍廣闊的高可靠性應用中。

基於Handy&Harman的10-K和10-Q的財報：截止2014年9月30日的十二個月內，Handy&Harman有限公司下屬的的雅龍業務銷售額及營業收入分別為1億零40萬和1670萬美金。

Taconic

Taconic公司是全球產量最大的PTFE覆銅板的生產廠家，擁有在玻璃編織布上均勻塗覆PTFE的專利，是PTFE微波覆銅板行業中的技術領先者之一。它的微波覆銅為板的介電常數為2.17-10.0，場占領全球天線板材市場80%以上的份額。

從1961年美國Taconic公司成立以來，Taconic一直是鐵氟龍（Teflon）產品行業的全球主導公司，出口到大約四十個國家。主要產品分為工業用材料（IPD）和高性能絕緣材料（ADD）、建材纖維織布(AFD)。

TACONIC高性能絕緣材料為微波，射頻(RF)和高速數字信號處理市場提供PTFE/編織型玻璃纖維織布的板材。此材料可運用於LNAs，LNBs，PCS/PCN天線系統中,全球定位系統(GPS)和UMTS的天線系統中，以及功率放大器、無源器件、避撞雷達系統,航空助導遙控技術和相控陣雷達系統中。

供應商市場份額

壟斷者羅傑斯：全球高頻板材料的絕對龍頭

公司介紹和發展歷史

羅傑斯公司是一家特種材料公司。該公司產品廣泛應用在通信設備、通信基礎設施、電腦和辦公設備、清潔能源、航空航天和防禦等領域。公司總部位於美國康涅狄格州，在美國、中國、德國比利時和韓國都有制造工廠。

公司三大業務

公司擁有180多年的工藝經驗，有三大核心事業部門：包括應用於高效電機驅動、汽車電氣化和可再生能源的電力電子解決方案；在移動設備、機車內飾、工業設備和功能性服裝中具有密封、振動管理和沖擊保護作用的高彈體材料解決方案，以及用於無線基礎設施、汽車安全及雷達系統的先進互聯解決方案）（高頻線路板）。

重點業務介紹：先進互聯網解決方案（高頻層壓板）

羅傑斯公司財務分析

公司自2012年以來營業收入不斷增長，2016年達到6.56億美元，同比增長2.32%，凈利潤為0.48億美元，同比增長4.24%。

從分業務收入來看，11-14年公司印刷電路材料業務成長最快，營收由1.66億美元增長至2.41億美元，CAGR為45.18%。同時，公司電力電子解決方案業務自12年-14年也呈現穩步增長的趨勢。

藍沛科技：技術先發優勢明顯，打造高頻高速線路板產業平臺

上海藍沛是中國航空技術國際控股有限公司投資成立的一家專註於推進軍工電子材料民用化的一家企業。藍沛主要經營新材料業務，包括微波介質陶瓷粉末和特種電子漿料、磁性材料和用於新型線路加工的油墨等新材料產品，可以向客戶提供：基於北鬥、GPS的陶瓷介質天線；無線支付的無線方案、無線充電的模組方案；wifi、lte、高頻ltcc濾波器等。隨著和上市公司合力泰的深度合作，未來有望在高頻線路板的在藍海市場具備先發優勢。

東軟載波參股的公司安締諾與藍沛科技技術同源，目前已經擁有較為成熟的氟基高頻材料方案，我們認為以藍沛科技和安締諾等技術型公司作為底層支撐，與合力泰和東軟載波等上市公司深度合作將快速打造國內領先的高頻高速線路板產業化平臺，而且有望在打通產業鏈的基礎上成為從材料到器件再到精密封裝和超細高精度線路板制造的一體化平臺，我們強烈看好藍沛科技和安締諾等公司的技術儲備優勢，更看好合力泰和東軟載波等上市公司未來在高頻高速線路板領域的產業化領導地位，我們認為在高頻高速線路板空間巨大，路徑清晰，技術儲備優勢明顯的時點，應當以戰略性的眼光看待電子高頻材料國產化，超細線路板加成法快速普及的產業前景，強烈推薦合力泰、東軟載波、藍沛科技、安締諾、信維通信等公司！

（完）