2023年全球與中國電子樹脂行業(yè)下游應(yīng)用市場銷售規(guī)模結(jié)構(gòu)分析及投資戰(zhàn)略預(yù)測咨詢
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1、電子樹脂簡介:
(1)應(yīng)用于覆銅板生產(chǎn)的電子樹脂分類:對于應(yīng)用于覆銅板生產(chǎn)的電子樹脂,從基團(tuán)類型和化學(xué)結(jié)構(gòu)來說,主要包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和苯并噁嗪樹脂等;從膠液配方組成來說,可以分為樹脂和固化劑,二者交聯(lián)形成的網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)體現(xiàn)出耐熱、耐濕等性能。
PCB行業(yè)的“無鉛無鹵化”、線路高密度、薄型化、高速高頻等發(fā)展趨勢,對制作覆銅板基體樹脂的耐熱、尺寸穩(wěn)定等性能有了更加嚴(yán)格的要求。一直以來,國內(nèi)外企業(yè)著力于電子樹脂的升級研究,特種電子樹脂應(yīng)運(yùn)而生。
特種電子樹脂指的是基于差異化性能需求專門設(shè)計(jì)的具有特殊的骨架結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)的一系列新型熱固性樹脂,包括特種骨架結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂、含阻燃特性的酚醛樹脂、苯并噁嗪樹脂、馬來酰亞胺類樹脂、聚苯醚樹脂等。由特種電子樹脂組合制成的覆銅板,其剛性、耐熱性、吸水性、線性膨脹系數(shù)、尺寸穩(wěn)定性以及介電性能等指標(biāo)得以相應(yīng)改善。
例如:MDI(二苯基甲烷二異氰酸酯)改性環(huán)氧樹脂為例,通過用MDI對基礎(chǔ)液態(tài)環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性,在結(jié)構(gòu)中引入特殊的噁唑烷酮雜環(huán)結(jié)構(gòu),有效提升材料與銅箔之間的黏結(jié)力,同時(shí)固化后玻璃化轉(zhuǎn)變溫度明顯提高,改善材料耐熱性,從而滿足高性能覆銅板對基體樹脂的使用要求,在計(jì)算機(jī)、消費(fèi)電子、汽車等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
(2)電子樹脂參與覆銅板生產(chǎn)的具體情況:
①覆銅板主要生產(chǎn)工藝:
生產(chǎn)工藝流程包括:調(diào)膠、上膠含浸、半固化片切片、排版、上料銅箔熱壓、裁切和檢驗(yàn)等步驟。電子樹脂應(yīng)用于調(diào)膠流程,該流程系覆銅板生產(chǎn)的核心工藝環(huán)節(jié);由于覆銅板的理化性能、介電性能及環(huán)境性能主要由膠液配方?jīng)Q定,因此覆銅板生產(chǎn)廠商通過研制不同的膠液配方,以適配PCB生產(chǎn)企業(yè)及終端客戶的多樣化、差異化需求。
②覆銅板膠液配方體系:覆銅板膠液配方的主要組成包括主體樹脂、固化劑、添加劑、填料、有機(jī)溶劑等;其中,主體樹脂和固化劑是耗用量最大的兩個(gè)組成部分,膠液配方主要由主體樹脂和固化劑搭配發(fā)揮作用。具體情況如下:
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③膠液配方由多種電子樹脂組成:膠液配方并非僅包含單一種類電子樹脂,而是由多種不同品類、不同特性的電子樹脂按一定比例組合而成;由于配方中涉及的化合物繁多,因特性各異,混合后各組分間存在各種交叉反應(yīng),各種性能之間既可能相互促進(jìn),又可能相互抑制,因此組分的種類及比例的微小調(diào)整,均可能影響配方的性能表達(dá)。覆銅板生產(chǎn)廠商需要尋找最佳反應(yīng)配比,以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的最佳綜合表現(xiàn),同時(shí)還需考慮成本和性價(jià)比等因素以滿足量產(chǎn)需求。
(3)電子樹脂特性及應(yīng)用場景:電子樹脂對覆銅板及PCB關(guān)鍵特性的影響如下:
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電子樹脂的極性基團(tuán)結(jié)構(gòu)、固化方式影響覆銅板的銅箔剝離強(qiáng)度以及層間粘結(jié)力;電子樹脂的高苯環(huán)密度以及高交聯(lián)密度,有助于提升覆銅板的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、增強(qiáng)覆銅板尺寸穩(wěn)定性、降低其熱膨脹系數(shù)。覆銅板上述性能的提升使得PCB具備更強(qiáng)的加工可靠性。
電子樹脂中溴類、磷類阻燃元素的含量越高,覆銅板的阻燃等級便越高;電子樹脂的分子結(jié)構(gòu)高度規(guī)整對稱以及較低的極性基團(tuán)含量,能有效降低覆銅板的電信號損耗,以適配高速高頻通訊領(lǐng)域的應(yīng)用場景;而高純度、低雜質(zhì)的電子樹脂能提升覆銅板的絕緣性能以及長期耐環(huán)境可靠性(如高溫高濕)。覆銅板上述性能的提升能夠適應(yīng)PCB不同應(yīng)用場景的特性需求。
不同領(lǐng)域?qū)渲奶匦孕枨蟛簧跸嗤@意味著樹脂生產(chǎn)企業(yè)既要充分認(rèn)識應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ψ陨懋a(chǎn)品的需求,又要具備實(shí)現(xiàn)需求的技術(shù)和工藝。
(4)電子樹脂配方體系的發(fā)展:
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隨著終端應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展和基于環(huán)保方面的要求,覆銅板類型從普通FR-4向高頻高速覆銅板演進(jìn),電子樹脂配方體系亦隨之發(fā)展:早期普通FR-4覆銅板使用的主要是低溴環(huán)氧樹脂和傳統(tǒng)固化劑雙氰胺的搭配,滿足基材絕緣、阻燃、支撐的基礎(chǔ)功能,具有配方簡單、成本低廉的優(yōu)勢。
隨著環(huán)保意識的加強(qiáng),PCB行業(yè)的“無鉛制程”要求覆銅板基材實(shí)現(xiàn)較高的耐熱性。為提升耐熱性,業(yè)內(nèi)普遍以線性酚醛樹脂替換雙氰胺作為固化劑,但該體系存在脆性較差、銅箔粘結(jié)力不足等問題;于是,業(yè)內(nèi)開始使用具有各項(xiàng)特性的多種電子樹脂配合的體系解決方案(如上圖所示),由于在提升某一性能同時(shí)可能抑制其他性能(如過高的阻燃性將降低耐熱性),覆銅板企業(yè)需要在各項(xiàng)性能和成本之間實(shí)現(xiàn)有效平衡。
后來,電子產(chǎn)品的環(huán)保性對PCB行業(yè)使用無鹵素環(huán)保材料提出了硬性要求,意味著電子樹脂配方需啟用新的阻燃劑以替代含鹵阻燃劑。在上圖所示的配方體系中,不再出現(xiàn)低溴或高溴環(huán)氧樹脂,而是以DOPO這類含磷單體改性而成的環(huán)氧樹脂或固化劑,搭配其他電子樹脂作為無鹵覆銅板的解決方案,同時(shí)亦能滿足PCB無鉛制程的要求。
隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展,PCB行業(yè)對覆銅板的介電性能有著持續(xù)提升的要求。由于環(huán)氧樹脂自身的分子構(gòu)型和固化后含較多極性基團(tuán),對覆銅板的介電性能和信號損耗產(chǎn)生不利影響,因此,基于環(huán)氧樹脂的覆銅板材料逐漸難以滿足高頻高速應(yīng)用需求。經(jīng)特殊設(shè)計(jì),具有規(guī)整分子構(gòu)型和固化后較少極性基團(tuán)產(chǎn)生的苯并噁嗪樹脂、馬來酰亞胺樹脂、官能化聚苯醚樹脂等新型電子樹脂應(yīng)運(yùn)而生,形成具備優(yōu)異介電性能和PCB加工可靠性的材料體系。
中金企信國際咨詢公布的《2023-2029年全球及中國電子樹脂市場監(jiān)測調(diào)查及投資戰(zhàn)略評估預(yù)測報(bào)告》
2、行業(yè)市場容量:
(1)本行業(yè)市場規(guī)模:根據(jù)機(jī)械剛性,覆銅板可以分為剛性覆銅板和撓性覆銅板兩大類,在剛性覆銅板中,以玻纖布和電子樹脂制成的玻纖布基板是目前PCB制造中用量最大、應(yīng)用最廣的產(chǎn)品。發(fā)行人電子樹脂主要應(yīng)用于玻纖布基板的生產(chǎn)。
根據(jù)中金企信統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),全球剛性覆銅板產(chǎn)值從2014年的99億美元增長到2021年的188億美元。受益于全球PCB產(chǎn)業(yè)向我國轉(zhuǎn)移,電子樹脂及覆銅板行業(yè)亦逐步國產(chǎn)化,我國的覆銅板行業(yè)近年來發(fā)展迅速,現(xiàn)已成為全球最大的覆銅板生產(chǎn)國。中國大陸剛性覆銅板產(chǎn)值從2014年的61億美元增加到2021年的139億美元,中國大陸占全球比例進(jìn)一步提升至73.9%。按照成本占比20%估算,2021年用于覆銅板生產(chǎn)的電子樹脂的市場規(guī)模約為37.6億美元,其中,中國大陸地區(qū)的市場規(guī)模為27.8億美元。
(2)PCB行業(yè)市場規(guī)模現(xiàn)狀分析:
根據(jù)中金企信統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),全球PCB行業(yè)產(chǎn)值從2014年的574億美元,提升至2021年的809億美元;2021年,我國PCB產(chǎn)值規(guī)模已達(dá)到全球規(guī)模50%以上。隨著PCB產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的深化,我國PCB產(chǎn)值規(guī)模比重將進(jìn)一步提升。
目前,電子樹脂間接應(yīng)用于消費(fèi)電子、通訊設(shè)備、汽車電子和計(jì)算機(jī)等,終端市場,因此終端市場對PCB的需求間接影響下游市場情況,具體情況如下:
(億美元)
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數(shù)據(jù)整理:中金企信國際咨詢
①消費(fèi)電子:手機(jī)、可穿戴設(shè)備等消費(fèi)電子產(chǎn)品逐漸滲透至各類日常生活中,其在功能性及產(chǎn)品設(shè)計(jì)上不斷創(chuàng)新,為消費(fèi)電子行業(yè)提供了龐大的市場需求。根據(jù)中金企信統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2021年全球消費(fèi)電子領(lǐng)域的PCB產(chǎn)值279.7億美元,占全球PCB產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的34.57%。
②計(jì)算機(jī):計(jì)算機(jī)市場主要包括平板電腦、筆記本電腦以及大型計(jì)算機(jī)等,隨著計(jì)算機(jī)升級迭代,其市場需求進(jìn)一步擴(kuò)大。根據(jù)中金企信統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2021年全球消費(fèi)電子領(lǐng)域的PCB產(chǎn)值191億美元,占全球PCB產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的23.60%。
③通訊設(shè)備:通訊設(shè)備市場主要包括基站、路由器和交換機(jī)等類別產(chǎn)品,未來期間5G通信商用實(shí)施將一進(jìn)步催生通訊電子市場的升級需求。根據(jù)中金企信統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2021年全球通訊電子領(lǐng)域(包含有線/無線基礎(chǔ)設(shè)施類別)的PCB產(chǎn)值94.5億美元,占全球PCB產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的11.68%。
④汽車電子:汽車行業(yè)的智能化與電動化的發(fā)展,推動了汽車電子的PCB需求上升。一方面,在汽車智能化趨勢的發(fā)展中,由于各類傳感器數(shù)量提升以及智能座艙的應(yīng)用,均驅(qū)動了車用PCB的需求。另一方面,隨著新能源汽車保有量逐漸提升,相較傳統(tǒng)燃油汽車,其三電系統(tǒng)(電池、電機(jī)、電控)代替了傳統(tǒng)燃油車的發(fā)動機(jī)及相關(guān)機(jī)械控制系統(tǒng),為汽車電子的應(yīng)用提供廣大需求基礎(chǔ)。2021年全球汽車電子領(lǐng)域的PCB產(chǎn)值87.3億美元,占全球PCB產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的10.79%。
⑤服務(wù)器/儲存器:計(jì)算機(jī)制造行業(yè)終端產(chǎn)品種類大致可分為服務(wù)器、儲存器等。在云計(jì)算高速發(fā)展,通信技術(shù)代際更迭、數(shù)據(jù)流量急劇增長的背景下,服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心等基礎(chǔ)設(shè)施需求不斷擴(kuò)大,相應(yīng)PCB用量隨之增加。2021年全球服務(wù)器/儲存器的PCB產(chǎn)值78.0億美元,占全球PCB產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的9.64%。
(3)本行業(yè)市場結(jié)構(gòu):用于覆銅板生產(chǎn)的電子樹脂行業(yè)萌芽于上世紀(jì)的西方世界,德國、美國等化學(xué)家奠定了覆銅板主要材料的研究和發(fā)展基礎(chǔ),上世紀(jì)四十年代,電子樹脂在覆銅板生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化。基于長達(dá)半世紀(jì)的技術(shù)積累和市場優(yōu)勢,覆銅板電子樹脂行業(yè),尤其應(yīng)用于高性能覆銅板的電子樹脂,至今仍由美國、韓國、日本及中國臺灣地區(qū)的企業(yè)主導(dǎo)。
隨著全球電子信息制造業(yè)向亞洲特別是中國大陸地區(qū)轉(zhuǎn)移,外資及臺資覆銅板廠商紛紛在大陸投資建廠,大陸內(nèi)資廠商亦開始嶄露頭角,產(chǎn)業(yè)鏈的轉(zhuǎn)移及全球電子行業(yè)的高景氣推動了電子樹脂行業(yè)國產(chǎn)化的進(jìn)程。
我國電子樹脂生產(chǎn)企業(yè)起步較晚,產(chǎn)品性能參數(shù)、質(zhì)量和穩(wěn)定性與經(jīng)營多年的國際企業(yè)存在一定差距。目前在供給結(jié)構(gòu)上,我國電子樹脂產(chǎn)能以基礎(chǔ)液態(tài)環(huán)氧樹脂居多,高品質(zhì)的特種電子樹脂較少;尤其,能夠滿足下游PCB行業(yè)在綠色環(huán)保(無鉛無鹵)、輕薄化、高速高頻等方面要求的特種電子樹脂供應(yīng)緊張、高度依賴進(jìn)口。在我國戰(zhàn)略性布局電子信息產(chǎn)業(yè)及新材料產(chǎn)業(yè)的大背景下,電子樹脂行業(yè)的市場結(jié)構(gòu)亟待進(jìn)一步優(yōu)化,應(yīng)用于中高端覆銅板生產(chǎn)的高性能電子樹脂存在較大的國產(chǎn)化空間,我國本土的電子樹脂生產(chǎn)企業(yè)蘊(yùn)含巨大的市場空間和發(fā)展?jié)摿Α?/span>
3、行業(yè)技術(shù)水平、特點(diǎn)及發(fā)展趨勢:
(1)行業(yè)技術(shù)水平及特點(diǎn):電子樹脂的特性對覆銅板、PCB的性能實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要,換言之,下游覆銅板行業(yè)、PCB行業(yè)乃至終端應(yīng)用領(lǐng)域的需求變化推動了電子樹脂行業(yè)的技術(shù)發(fā)展。
近年來,我國電子樹脂行業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展期,在產(chǎn)品開發(fā)、工藝改進(jìn)、質(zhì)量控制和售后服務(wù)等方面均取得較大進(jìn)步。在不斷研發(fā)、追趕國際先進(jìn)技術(shù)的同時(shí),我國電子樹脂行業(yè)擁抱綠色環(huán)保的生產(chǎn)理念,逐步推行適用于覆銅板“無鉛制程”和“無鹵素”要求的電子樹脂產(chǎn)品,不斷提高綠色化、科技化和多樣化的技術(shù)水平。
從整體看,以發(fā)行人為代表的部分內(nèi)資企業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)可以達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平,取得國內(nèi)主流客戶認(rèn)證,在部分產(chǎn)品領(lǐng)域打破國際先進(jìn)企業(yè)的壟斷,與國際先進(jìn)企業(yè)開展競爭。然而,多數(shù)內(nèi)資企業(yè)在解決方案、樹脂配方、關(guān)鍵工藝、質(zhì)量穩(wěn)定等方面與國際先進(jìn)企業(yè)仍存在一定差距;尤其在高頻高速覆銅板以及IC載板等高端領(lǐng)域,內(nèi)資企業(yè)仍處于技術(shù)追趕階段。
(2)技術(shù)發(fā)展趨勢:
①基于環(huán)保要求的無鉛化、無鹵化趨勢:從2006年7月1日起,歐盟兩個(gè)指令WEEE和ROHS正式實(shí)施,要求對電子產(chǎn)品的重金屬和阻燃劑加強(qiáng)管理,以及投放于市場的新電子和電器設(shè)備不能超標(biāo)含有鉛、汞、鎘、六價(jià)鉻、多溴聯(lián)苯和多溴聯(lián)苯醚等物質(zhì)或元素,標(biāo)志著電子行業(yè)進(jìn)入“無鉛無鹵”時(shí)代。世界各國陸續(xù)響應(yīng),我國《電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法》等法律法規(guī)也相繼出臺,限制了鉛、多溴聯(lián)苯(溴為鹵族元素)等物質(zhì)使用。
無鉛制程意味著在制造覆銅板的焊錫工藝中不能使用熔點(diǎn)較低的錫鉛材料,而作為替代材料的無鉛錫膏熔點(diǎn)更高,覆銅板基板需要承受更高的溫度、更大的熱沖擊和熱應(yīng)力,對電子樹脂的芳雜環(huán)密度和交聯(lián)密度提出更高要求。無鹵化也意味著電子樹脂需啟用鹵素以外的新型阻燃劑(如磷系阻燃劑),電子樹脂生產(chǎn)企業(yè)需要平衡電子樹脂的阻燃性能、成本、對耐熱性能等其他性能的影響。因此,具備無鉛制程專用、無鹵素等特性的環(huán)保型電子樹脂成為主要研發(fā)和制造方向之一。
②電路集成度促進(jìn)輕薄化趨勢:隨著智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備等電子產(chǎn)品日趨體積小、質(zhì)量輕、功能復(fù)雜和智能化方向發(fā)展,以導(dǎo)通孔微小化、導(dǎo)線精細(xì)化和介質(zhì)層薄型化為技術(shù)特征的高密度互連印刷線路板(HDI)產(chǎn)品迅速興起。HDI就是高密度、細(xì)線條、小孔徑和超薄型印制電路板,能提供更高密度的電路互聯(lián)、能容納更多的電子元器件組件,有利于先進(jìn)封裝技術(shù)的使用,可使信號輸出品質(zhì)有較大提升,使電子電器產(chǎn)品在進(jìn)一步走向小型化的同時(shí),在功能和性能上亦有大幅度的改善。
根據(jù)中金企信統(tǒng)計(jì)及預(yù)測,2021年HDI產(chǎn)值增長至118.1億美元,占印刷電路板銷售額比例提升至14.60%,展現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭,預(yù)計(jì)到2026年全球HDI產(chǎn)值將提升到150.1億美元。
在HDI技術(shù)升級過程中,階數(shù)與層數(shù)增加使得壓合次數(shù)增加,促進(jìn)了電子樹脂的技術(shù)升級。由于電子樹脂的熱穩(wěn)定性直接影響覆銅板壓合工藝精度,因此,要求電子樹脂的特性能夠?qū)崿F(xiàn)覆銅板在熱尺寸穩(wěn)定性、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等方面的更好表現(xiàn)。
③通訊技術(shù)發(fā)展推動高頻高速趨勢:隨著5G通信技術(shù)、汽車智能化的迅速發(fā)展以及數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算的需求快速增長,數(shù)據(jù)傳輸帶寬及容量呈幾何級數(shù)增加,其對各類電子產(chǎn)品的信號傳輸速率和傳輸損耗的要求都顯著提高。因此驅(qū)動覆銅板行業(yè)向高頻高速演進(jìn),其中高頻覆銅板主要應(yīng)用于基站、衛(wèi)星通訊的天線射頻部分,以及汽車輔助駕駛的毫米波雷達(dá),高速覆銅板則應(yīng)用于服務(wù)器、交換機(jī)和路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的電路中。
在高頻高速環(huán)境下,信號本身的衰減很嚴(yán)重,此外,信號在介質(zhì)中的傳輸會受到覆銅板本身特性的影響和限制,從而造成信號失真甚至喪失。通訊技術(shù)對信號傳輸?shù)囊笾饕谟诘蛡鬏敁p耗、低傳輸延遲。其中,信號傳輸損耗主要包括導(dǎo)體損耗與介質(zhì)損耗,其中介質(zhì)損耗與介質(zhì)材料的介電常數(shù)(Dk)、介電損耗(Df)呈正比,信號傳輸延遲與介質(zhì)材料的介電常數(shù)(Dk)呈正比,為了降低信號傳輸損耗和延遲,高頻高速覆銅板對其基材提出了降低介質(zhì)材料的Dk與Df值的要求。
一般而言,降低覆銅板介質(zhì)材料的Dk和Df主要通過樹脂種類選擇、玻璃纖維布種類選擇及基板樹脂含量調(diào)整來實(shí)現(xiàn)。覆銅板行業(yè)內(nèi)主要根據(jù)Df將覆銅板分為四個(gè)等級,傳輸速率越高對應(yīng)需要的Df值越低。以5G通信為例,其理論傳輸速度10-56Gbps,對應(yīng)覆銅板的介質(zhì)損耗性能至少需達(dá)到低損耗等級,基于環(huán)氧樹脂的覆銅板材料逐漸難以滿足高頻高速應(yīng)用需求,具有規(guī)整分子構(gòu)型和固化后較少極性基團(tuán)產(chǎn)生的苯并噁嗪樹脂、馬來酰亞胺樹脂、官能化聚苯醚樹脂等新型電子樹脂的設(shè)計(jì)與開發(fā)成為最新技術(shù)趨勢。
目前,高頻高速覆銅板是覆銅板產(chǎn)業(yè)增長最快的領(lǐng)域。以高速覆銅板為例,據(jù)中金企信統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2021年全球高速覆銅板銷售額達(dá)到28.7億美元,較之2020年增長了21.5%,近年來均保持了較高增速。
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