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電子紗是影響覆銅板性能的關鍵原材料
電子紗位於「電子紗(布)覆銅板印製電路板」產業鏈最上遊
電子紗是直徑 9 微米以下的玻璃纖維,具備優異的電氣及力學性能。電子級玻璃纖維紗(簡稱電子紗),即單絲直徑 9 微米以下的玻璃纖維。電子 紗由葉蠟石(或高嶺土)、方解石、硼鈣石、矽砂等八種原料混合,輸送 至溫度高達 1600℃窯爐之中加熱成玻璃液,再經鉑金漏板高速拉成玻璃 纖維單絲,最後合捻成玻璃紗。由於電子紗具備優異的耐熱性、耐化學性、 耐燃性以及電氣及力學性能,因而被廣泛用於電絕緣產品中。
電子紗的直接下遊產品是電子布,位於覆銅板(CCL)印製電路板(PCB)產業鏈的最上遊。電子紗經過整經、上漿、編織和退漿等工藝處理後可制 成電子布。以電子布等作增強材料,浸以樹脂,單面或雙面覆以銅箔,經 熱壓可製成覆銅板,最終應用於印製電路板等電子元器件,形成完整的「電子紗(布)覆銅板(CCL)印製電路板(PCB)」產業鏈。
電子紗品質影響 CCL 和 PCB 性能,高頻高速覆銅板對其介電性能要求高
PCB 和 CCL 對電子紗(布)性能、品質要求高。電子紗成分、織物結構 設計、織造工藝和後處理工藝技術應保證織物在技術性能、外觀和內在質 量上完全滿足應用要求。原紗是由多根 4-9 微米的單纖維組成,織造時因 摩擦容易造成起毛、破絲、甚至斷裂,織成布之後在布表面會形成破絲、 毛羽等外觀品質上的缺陷。下遊覆銅板客戶若使用表面存在破絲、毛羽等 缺陷的電子布,其產品表面將會出現分布不均勻的凸粒,製成的基板易造 成覆銅板破洞,印製電路板短路、斷路等嚴重的質量問題。因而,覆銅板 廠商對電子布材質均勻性、外觀平整性、經緯分布均一性和製造精密度等 要求高,有翹曲性、毛羽、斷線、色點等外觀問題,會直接影響產品性能。由精良的設備、控制織造環境、選用高質量玻纖的公司織造的玻璃布,從 外觀上立即可以分辨出來。
高頻高速 PCB 對電子紗等材料的物化、電學性能要求高。PCB 材質直 接影響晶片信號傳輸的完整性和可靠性。5G 設備用 PCB 需要滿足高頻 高速信號傳輸,因此 PCB 從設計、材料選擇到製造都要符合高頻高速要 求。覆銅板各項指標發展趨勢對材料性能要求更高,特別是 5G 等領域覆 銅板要求介電常數 Dk(1MHz)一般低於 5.0,介質損耗 Df(1MHz)低 於 0.0065。若增強材料的介電常數不降低,覆銅板介電常數的降低則是 有限的。低介電性質的電子紗能滿足 5G PCB 材質需求。
電子紗線密度越低,電子布越薄,覆銅板信號傳輸速度越快
電子紗線密度越低,電子布厚度一般越薄。電子紗的線密度表示紗的粗細 程度,以每千米紗的質量(g)為單位,國際通用名稱 tex。經緯密度以單 位長度內紗的根數表示(根/cm)。布的經緯紗 tex 選定後,調整經緯密度 可以調節布的單位面積質量(g/m2)和略微調節布的厚度。目前覆銅板用 玻璃布幾乎全部採用單股的經緯紗,因而一般而言,較細的單絲可以製成 較細的紗,織成較薄的布。而同樣厚度的布,如用單絲直徑較細的經緯紗, 則布的柔軟性、力學性能和耐用性更好。電子紗按單絲直徑大小可分為 4.0(BC)、4.5(C)、5.0(D)、6.0(DE)、7.0(E)、9.0(G)微米等檔次。
電子布越薄、覆銅板信號傳輸速度越快。電子布按檔次可分為高端、中端 及低端電子布,按厚度可分為厚布、薄布、超薄布以及極薄布。布基重在 165g/平方米以下的稱之為薄布或超薄布,不同厚度的電子布均匹配對應 類型的電子紗。一般而言,電子布越薄,覆銅板 Dk 值越小,信號傳輸速 度越快,附加值也越高。薄布型號如 1080、2116,超薄布型號如 101、104、106,主要用於六層及以上多層板,主要用途為筆記本電腦、手機、 航天工業、軍工產品等高科技產品上。薄布及超薄布的生產技術高,產品 售價高,毛利率也高。厚布型號包括 7628、7637、7652 等,主要用於 雙層、四層印製電路板,用途為一般通訊產品及網絡設備,例如電腦主板、 LCD、基站、伺服器等。
PCB 景氣向上,電子紗需求量複合增速有望達到 7.7%
電子紗(布)處在覆銅板(CCL)-印製電路板(PCB)-通信、電子產業 鏈最上遊。電子紗終端需求是 PCB,直接需求是 CCL。PCB 產業鏈景氣 向上帶動電子紗需求增加,高頻高速 PCB 的需求也將帶動高端電子紗滲 透率提升。
終端需求:PCB 產業鏈景氣向上,汽車、5G 等新興領域提供增長新動能
PCB 產業鏈景氣度和產業比較優勢是決定電子紗終端需求的核心因素。在 PCB 產業鏈需求受益於 5G 等新興信息產業爆發的背景下,電子紗作 為性能優異的覆銅板增強絕緣材料,伴隨自身技術演化具有量增、質提和 價漲的高成長屬性,市場天花板較高。
PCB 行業處於景氣周期,我國 PCB 產業具備產業比較優勢,未來增速有 望高於全球增速。PCB 行業受宏觀經濟周期性波動影響較大,呈現周期 性波動態勢,周期通常在 5-8 年,目前處於景氣周期起步階段。全球 PCB 產業最早由歐美主導,但由於勞動力成本相對低廉,全球 PCB 產業重心 正逐漸向亞洲轉移,步入中國主導的新格局。據 Prismark 統計,2018 年全球和中國PCB產值為625和323億美元,同比分別增長5.9%和7.8%。 國內 PCB 產值佔比達到 51.7%。Prismark 預計 2023 年全球和中國 PCB 產值將達到 747 和 423 億美元,2018-23 年 CAGR 為 3.7%和 5.6%。
汽車、5G 等新興領域提供 PCB 行業增長新動能。全球 PCB 的下遊應用 領域主要集中在通信、計算機、消費電子和汽車電子等四大領域,佔比接 近 70%。雖然手機、計算機市場整體增速有所放緩,但智能汽車、新能 源汽車、5G 發展帶動通訊基站相關設備需求等均將拉動 PCB 行業的需 求增長。根據 Prismark 數據,2018-23 年,汽車、伺服器、無限基礎設 施對 PCB 的需求增速將為 5.6%、5.8%和 6%。據《前沿材料》的資料, 在通訊基站中,由於 5G 與 4G 的主要技術差異集中在天線和射頻部分, 相應通信基站和接入移動終端等網絡設備必須具備大容量、高帶寬接入的 特性,高速高頻 PCB 成為行業必然選擇,對基材的要求也越來越高。從 用量來看,5G 基站數量更多且單個基站的天線用量增加,會帶來 PCB 需 求快速增長。
電子紗的主要直接需求為剛性覆銅板,佔其成本約 22%~26%
直接需求:剛性覆銅板是電子紗的主要需求來源。電子紗加工成電子布後 主要應用於剛性覆銅板,撓性覆銅板、商品半固化片等其他領域也是電子 布的需求來源,但目前佔比低於 10%。
剛性覆銅板:剛性覆銅板大類中,有一類使用電子玻纖布作增強材料, 浸以許多由不同樹脂組成的膠粘劑而製成的覆銅板,通稱玻璃布基覆 銅板,除了家電、兒童電子玩具外,絕大部分電子整機、部件都使用 這類覆銅板。還有一類稱為複合基覆銅板,其絕緣基材是由兩種增強 材料組成,比如芯部用玻璃氈(電子玻纖紙),表面用電子玻纖布。
撓性覆銅板:撓性覆銅板的絕緣基體原來都用有機薄膜。隨著超薄或 極薄玻纖布的成功開發,在其上覆一層銅箔,也被稱為撓性覆銅板。
商品半固化片:覆銅板製造廠將玻璃布浸漬膠粘劑後形成的半固化片 直接出售給印製電路板廠,作為多層印製電路板層間粘接和絕緣之用, 又叫作多層電路板用粘結片、商品半固化片等,還有些俗稱 PP、膠 片等。
根據 CCLA 統計,2018 年我國剛性覆銅板產量為 5.93 億平方米,同比 增速為 5.4%,產能利用率自 15 年呈現穩步提升的態勢,達到 78.8%。 從主要覆銅板企業的出廠價來看,價格也從 16 之後開始穩步提升,18 年 生益科技、建滔積層板、金安國紀和華正新材覆銅板出廠價分別為 111/127/84/102 元/平方米,較 16 年分別提高 37/32/11/22 元/平方米。
覆銅板佔 PCB 成本的 37%左右,電子紗佔覆銅板成本 22%~26%。據深 南電路招股說明書的數據,覆銅板佔 PCB 成本的 37%左右。覆銅板是由 木漿紙或玻纖布等作增強材料,浸以樹脂 (融合劑),單面或雙面覆以銅 箔,經熱壓而成。若按照電子紗價格 10000 元/噸估算,電子紗佔覆銅板 成本的 26%(厚覆銅板)或 22%(薄覆銅板),銅箔佔覆銅板材料的成本 的 24%(厚覆銅板)或 52%(薄覆銅板)。
高頻高速覆銅板滲透率提升,電子紗(布)結構升級潛力大
剛性多層覆銅板需求增速快。實現 PCB 產品的高頻高速要求,核心在於 使用具備低介電常數與低介質損耗的材料,包括覆銅板中的電子布、樹脂 材料以及銅箔產品。在此趨勢下,多層印製電路板的產量已經超過單面板 和雙面板。在製作玻璃纖維布基多層板的過程中,可以採用高鑽孔技術, 所製作的通孔孔壁光滑,金屬化效果好,這是其他有機 CCL 不能做到的; 另外,玻璃纖維布基 CCL 還具良好的電氣性能和低吸水性,由於其優良 的綜合性能,廣泛應用於中、高檔電子產品。據 Prismark 預測,2018-23 年,我國 18+層以上覆銅板產值 CAGR 有望達到 10.4%,將有助於帶動 薄型電子布和超細電子紗的需求增加。
高功能性電子布將得到廣泛應用。以低介電常數、低介質損耗電子布為例, 未來電子產品朝著大容量、高速化趨勢發展,傳送速度越來越快,這對電 子布性能提出新要求,需要電子布廠商開發及生產低介電常數、低介質損 耗玻纖布,以滿足市場需求,引領市場發展潮流。
電子布將繼續薄型化發展,高端電子布的市場份額將持續擴大。2010 至 2011 年,蘋果手機使用的是 1080、1078 號電子布(薄型電子布);2012 年至 2015 年,該品牌新款手機己應用更薄的 106 號、1067 號電子布(超 薄型電子布) ;2016年和2017年,該品牌新款手機已分別應用更薄的1037 號和 1027 號電子布(極薄型電子布)。未來,電子布將繼續朝著薄型化的 方向發展,高端極薄布、超薄布的品種將增加,應用領域的深度和廣度將 不斷拓展。電子布市場將呈現明顯的差異化發展:高端電子布售價和毛利 率更高,市場增速將快於中低端電子布,市場份額和佔比將持續擴大。
需求測算:2023 年我國電子紗需求量有望達 93 萬噸,CAGR 7.7%
我們測算出 2023 年國內電子紗需求量有望達 93 萬噸, 市場規模約93億元。以2018年我國電子紗需求量64.3萬噸為測算基準, 我們預測, 2019-23 年我國電子紗需求量分別為 68.9/73.9/79.2/86.7/93.2 萬噸,同比增速分別為 7.1%/7.2%/7.2%/9.4%/7.5%,複合增速為 7.7%。 若以 10000 元/噸價格計算,市場規模約達 93 億元。
電子紗全球 CR5 49%,技術、資金、客戶認證壁壘高
電子紗行業集中度高,技術、資金、客戶認證壁壘高
電子紗(布)-覆銅板-印製電路板產業鏈屬於資金和技術密集型行業,壁 壘較高。一方面,覆銅板的介電性能、耐熱性、鑽孔加工性以及表面平滑 性直接取決於電子紗的化學成份和物理結構,因而客戶對產品品質要求高; 另一方面,電子紗原料配方和加工工藝影響產品品質和生產成本高低,同 時固定資產投資強度比無鹼粗紗更大,資金門檻更高,對廠家的成本管控 要求較高。電子紗生產線高壁壘使得電子紗行業競爭者較少,一般情況下, 產品利潤率均高於其他玻纖紗。
電子紗行業市場集中度高,全球 CR10 為 80%,CR3 為 33%。目前全球 電子紗在產產能 121.5 萬噸/年,CR10 80%,CR5 49%,CR3 為 33%。崑山必成(臺資)、建滔化工(港資)和中國巨石(混合所有制企業)位居前三,產能分別為 15.2/14.5/10.5 萬噸/年,CR3 為 33%。
巨石產能位居全球前三,大陸第一。國內電子紗總產能為 81.0 萬噸,在 產產能 79.2 萬噸/年,CR7 約 87%,CR3 51%。大陸龍頭企業中國巨石、 林州光遠、重慶國際、泰山玻纖產能合計 33.8 萬噸,國內佔比約為 43%。 崑山必成、建滔化工、臺嘉三家港臺資企業產能合計 35.4 萬噸,國內佔 比約為 45%。
電子紗行業集中度高的原因包括:
原因一:下遊覆銅板行業集中度高,龍頭企業深度綁定大客戶。全球 覆銅板行業 CR10 75%,CR5 52%,集中度較高,擁有較強議價能 力,其中生益科技的市佔率為 12%左右。覆銅板企業的高集中度及 龍頭企業的強勢話語權決定主流電子紗企業銷量,龍頭電子紗企業通 過綁定大客戶獲得較高市場份額,因而電子紗行業集中度較高。雖然 覆銅板下遊的 PCB CR10 僅為 26%,屬於完全競爭行業,但產業正 向國內轉移,集中度也有提升的趨勢。
原因二:產品認證周期長,客戶換供應商的成本高,粘性強。電子紗驗證 樣品一般要一年半,客戶換供應商的成本高。核心龍頭企業依靠客戶和市 場壁壘,能夠持續挖掘市場需求動向,實施適度超前產品儲備戰略,不斷 研發出更薄、更高端的電子紗和電子布等高附加值產品,在下遊企業產品 不斷的更新換代中,持續滿足其越來越高的要求。因而,電子紗產品的客 戶黏性較強。
原因三:技術和資金壁壘高。
技術壁壘主要包含原料配方、浸潤劑技術、加工工藝等三方面。
從原料配方角度,原料配方影響產品品質和成本高低。電子紗下遊直 接應用是電子布。電子布的性能與電子紗成分相關。電子紗原料選用 與浸潤劑配方設計直接影響拉絲成品率、滿筒率,而拉絲成品率、滿 筒率又影響加工成本高低。從玻璃原料選礦、加工均化、品質控制、 配合使用,到熔制氧化-還原狀態量化控制,各個環節控制指標配合 應用,才能生產出成本低、品質優的產品。電子級玻璃纖維原料質量 控制要點是主成分的波動,鐵質微量元素及 COD 的穩定性,以及粒 度分布。主成分波動:原料主成分波動越小,產品一致性越高;微量 元素:Fe2O3 需控制在 0.3%以下,難熔礦物、硫的化合物、碳當量 物質、還原性硫等 COD 波動需要控制在±100~±150 mg/kg 範圍內; 粒度分布:關係到配合料的均勻性、熔制效率,粒度的合理匹配能提 高配合料的均勻性,一方面保證熔制的效率,另一方面氣泡的排放、助熔效果得到好的發揮。
浸潤劑、後處理劑和偶聯劑配方為核心技術,定製化生產提供產品差 別化。電子紗作為一種界面光滑的無機物質,對浸漬液的黏附性,依 靠玻纖布的後處理劑處理。浸潤劑的重要作用是拉絲時對原絲施加的 浸潤劑不但在拉絲時有潤滑和集束作用,而且可以在一定程度上改善 原絲的柔軟性、耐磨性和耐彎折性,同時也能滿足玻纖與樹脂複合成 型及固化過程的工藝要求。後處理劑與各種新的樹脂浸漬液同步配合, 需要多種類型的偶聯劑。國外先進公司根據用戶需要採用「對口」配方, 專門供應某一特定用戶。例如 7628 的玻纖布主要應用於一般信息產 品,而用於薄板的規格為 2116 與 1080、106 的玻纖布,多應用於筆 記本電腦、手機、軍事等高技術產品。目前,市場上不同厚度電子布 價格帶分布較寬,G75 價格在每米 3.0 元左右,超薄的電子布每米約 6.0 元。
從加工工藝角度,電子紗 tex 的控制精度決定電子布的厚度均勻性, 電子紗 tex 越小,對設備、技術和管理要求越高。玻纖布的厚度和密 度與覆銅板的厚度和玻璃纖維含量密切相關。布的厚度受測試條件和 測試方法的影響誤差較大,難以準確判定,故都以單位面積質量來控 制,這取決於電子紗的 tex 和經緯密度。經緯密度一旦設計選定,在 織機上需要得到嚴格控制,因此玻纖布單位面積質量的波動幾乎完全 來源於電子紗 tex 的波動,因而電子紗 tex 的控制精度是玻纖布單位 面積質量控制精度的關鍵影響因素。一般而言,電子紗 tex 越小,發 生斷頭的概率越大,對細紗機牽引能力等精度控制和設備狀態要求越 高。紡紗張力、羅拉加壓的經驗控制、以及清潔化的操作環境,需要 較強的設備、技術和管理經驗。同樣,電子布產品的技術難度與薄厚 匹配。電子布的生產經整經、上漿、織布、一次退漿、二次退漿、處 理及檢驗多道工序,技術運用橫跨織造、開纖、後處理和微雜質控制 等領域,而電子布越薄,生產加工的技術難度越高。
資金投入大,進入壁壘較高。供需獨立,價格波動大,退出成本也相對較 高。巨石一條 6 萬噸電子紗(2 萬噸電子布)生產線的投資額高達 22 億 元,初始投資約為 3.5 萬元/噸,遠高於普通玻纖紗的 1 萬元/噸左右, 資金壁壘較高。玻纖生產過程中,窯爐一旦點火開車後就會保持滿負荷連 續生產,由於工藝的特殊性,生產廠商難以通過降負荷方式調節產量,因 此玻纖行業供給較為剛性。這也意味著需求一旦下滑,在庫存上就會有非 常明顯的反應。而庫存會佔用現金流,不可能無限增長,累積到一定程度 必然會導致降價促銷,以更低的價格搶佔競爭對手的市場份額。除庫存外,對供給端影響較大的因素還包括冷修,但冷修自有其周期,更多還是取決 於投產時間和運行情況,企業也很難主觀上大幅調節。因此玻纖雖然從市 佔率上看集中度很高,供需緊平衡時可以聯合提價,但受限於供給剛性, 在供需失衡時就只能以被動累庫存的方式調節。電子紗由於產品和生產工 藝的特殊性導致供給是完全獨立的,不能進行轉產,因而電子紗產能一般 不具備調節空間。不管是由於供給還是需求的原因,當供需出現明顯錯配 時,價格會發生較大波動,這也是歷史上電子紗價格變化劇烈的原因。因 而,未來電子紗行業仍需比拼資金實力,企業回款壓力大時仍然會出現價 格戰。隨著新一輪產品技術升級疊加老產品價格跌至低位後,行業若無核 心產品推出,則投資欲望大幅下降。
原料-電子紗-電子布一體化,掌控產品議價能力,抗風險能力增強
產業鏈縱向整合,發展原料-電子紗-電子布一體化生產模式。從大陸廠商 看,龍頭企業通過設立或收購全資子公司的方式拓展上遊材料和設備,例 如中國巨石設立磊石微粉公司自主加工葉臘石礦制粉,設立金石公司自主 加工鉑銠合金製成漏板,實現了產業鏈利潤的延伸。目前,電子紗企業下 遊電子布自用率普遍高於 50%。從臺資企業看,臺灣地區電子玻纖紗年 產量已達到 30 萬噸,原本只生產電子紗或電子布的企業多已經開始同步 生產電子紗和電子布。
龍頭企業延伸產業鏈,具備穿越周期的抗風險能力。電子紗是玻纖的高端 產品,由於高溫連續生產供給較為剛性,且全球產能集中度較高,在行業 需求跟隨全球經濟變化時,盈利表現出與全球經濟相關的周期性。但構建 產品差異程度高、上下遊一體化的產品組合,能夠擺脫單一下遊需求周期, 部分龍頭企業具備規模優勢、產品結構和產業鏈一體化優勢,盈利周期波 動會減弱。
電子紗:中低端拼成本,高端比拼工藝技術
電子紗成本中設備折舊和浸潤劑佔比更高。以 3 萬噸電子紗生產線單噸成 本構成為例,電子紗成本約 6664 元/噸,包括原料/燃料/設備折舊/人工成 本等,佔比分別為 36%/31%/29%/5%。相比普通玻纖,電子紗的折舊和 浸潤劑成本佔比更高。
浸潤劑含量和配方影響電子紗良率,以及產品品質和附加值高低。原絲浸 潤劑含量偏低會造成原絲集束不良,單根散絲極易磨斷磨毛,出現大量的 毛絲。浸潤劑配方對毛羽的產生有影響,例如偶聯劑與玻纖表面以 -Si-O-Si-健結合,修補玻纖表面微裂紋,阻止玻纖在微裂紋應力集中處斷 裂,可減少毛絲。掌控自主配方設計、加工工藝的龍頭企業有望實現浸潤 劑及輔料的自產自用,在成本可控的情況下,通過調配施用各種浸潤劑的 品種和用量,以增加產品性能和附加值。從近年我國浸潤劑專利申請數量 來看,行業合計申請量在 60 篇/年左右,中國巨石申請量在 10 篇/年左右。
新增玩家產能衝擊有限,成本限制價格下行空間,技術比拼更為關鍵。2018 年下半年以來,國內電子紗的價格發生較大下滑主要是供給端的影 響,2018 年 8/11/12/12 月林州光遠、安徽丹鳳、中國巨石和臺玻等 4 家 企業分別新增電子紗產能 5/3/6/3 萬噸,合計為 17 萬噸,而在此之前全行 業的供給僅為 63 萬噸,邊際增加 27%;而從需求端來說,PCB 的需求短 期並沒發生較大的變化。2019 年春節期間,下遊及終端市場開工率低, 主流廠商的庫存積壓導致價格大幅下滑至目前的 7800-7900 元/噸(含稅) 。 到目前為止,供給的壓力已經大幅消化,而隨著需求端的逐步回暖,我們 認為電子紗的價格受成本和利潤空間限制,下行幅度有限,大概率會保持 平穩或有望緩慢上行。
從超額收益角度,低端電子紗產品技術壁壘並不高,更多的需要比拼成本、 資金和管理水平。高端產品擁有比低端電子紗更大的超額利潤,比拼的不 僅限於壓縮成本,更多的是來自於核心技術水平帶來的產品溢價。通常情 況下,高端產線超額回報也較高,但單位產能的投資成本也較高。
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(報告來源:中泰證券)
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