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5G手机主板专题报告
智能机进入 5G 时代，主板方案望迎阶数跃迁
5G 手机主板需求升级或将带来行业高端产能供给偏紧，A 股高端 HDI 供应商望受益。当前时点手机各个维度的创新升级都对主板技术路线产生影响，芯片 I/O 数增加导致 PCB 焊盘节距、直径缩小、走线密度增加（数量增加），压缩 PCB 的线宽线距；内部 功能模组的升级更加占用空间；信号传输要求提高，如频段数提升带来所需的射频元器 件数量提升、单位面积打件数量提升，以上变化都需要更高阶的主板去实现。
历史来看，苹果引领手机主板升级技术路线。目前大多数 HDI PCB 使用减成法 ELIC（任 意层）技术电镀工艺无法实现线宽线距下降到 30 mm，因此可实现更小线宽线距的 SLP 预计将是下一代 HDI 的主流方案。
4G 时代（安卓）手机主板为 2-3 阶 HDI、8-10 层，5G 将升级到至少 8-12 层的 4 阶 HDI、有些需要任意层（anylayer）HDI，每提升一阶均价可增大 800-1000 元。预计 19-21年5G手机HDI主板市场需求约0.1/5.7/6.3亿美金，SLP市场约9/19/19亿美金。 且平均毛利率有望高于 30%。而考虑高阶主板受制于技术难度、投资门槛、电镀线环 保审批等壁垒产能无法短期释放，因此 20 年行业高阶产能供应或将偏紧、带来量价提 升机会。
1、5G 手机芯片、信号、集成度要求提到，主板将迎阶数跃迁
芯片维度，安卓阵营的旗舰处理器高通骁龙系列芯片的半导体制作工艺从 2015 年的骁 龙 810 时代采用 20 纳米，到 2016 年底的骁龙 835 进入 10 纳米时代，目前最新的骁 龙 865 采用 7 纳米制程，且后续有望进一步升级。
芯片复杂度提升通常意味着它们具有比过去更多的 I/O (Input/Output，输入/输出)，由于 手机内部 PCB 面积和层数通常不能轻易增加、否则会占用空间、提高成本，为了推动 I/O 数的增加，一个总的发展趋势是减小封装焊料球直径和焊料球之间的节距。与此同 时，I/O 数的增加也意味着需要更多的布线来扇出那些 I/O，通常需要通过更细的走线 来实现。
芯片 I/O 数增加导致焊盘节距、直径缩小，走线密度增加（数量增加），这三个变量会 影响 PCB 的线宽线距。具体来看，焊盘尺寸与 PCB 线宽有直接关系，也取决于焊盘 之间通过的走线数量。
对于“简单”或低 I/O 数的封装，我们只需要在 BGA 焊盘之间 布一条走线，很明显最大走线宽度是焊盘之间可用空间的 1/3。如焊盘节距 300mm， 焊盘直径为 150mm，因此建议的线宽和线距要求为 50mm。但是如果更多的 I/O 数要 求在同样的焊盘节距内布两条走线，那么线宽/线距就会下降至 30µm，并且很明显，随 着焊盘节距的减小，将进一步限制线宽和线距。
目前高端激光设备的加工能力不断提升，允许更小的微通孔更密地排列在一起。这将有 助于采用更小的 BGA 焊盘，与更多的 I/O 数器件相结合，减小线宽/线距的需求，推动 HDI 路线图的发展，后续可能从现有的每层生产布线转变为半加成法工艺（MSAP）。
目前的发展阶段来看，5G 手机芯片制程工艺的长线升级需求（未来可能下降至 5 纳米） 迫使 PCB 线宽线距将进一步下降；内部功能模组的升级更加占用空间，如 5G 手机功 耗提升、电池模组体积厚度变大；信号传输要求提高，如频段数提升带来所需的射频元 器件数量提升、单位面积打件数量提升（虽然 5G 手机主板面积变大，但单位面积承载 的元器件数量增加）。以上变化都需要集成度更高的主板去实现。
2、苹果引领手机主板升级路线，SLP 望成下一代 HDI 方案
（1）苹果引领手机主板升级路线
苹果手机主板经历了四个发展阶段，从最初的普通多层板到 1-3 阶 HDI（8-12 层），到 iPhone4S 首次导入 anylayer（任意层）HDI（10 层 5 阶，5 次激光打孔），到 iPhone X 首次导入 SLP，且 2020 年起所有出货机型均将搭载 SLP 主板。
减小手机用 PCB 的特征尺寸是为了让智能手机变得更薄功能更强。随着电路板上特征 尺寸的减小，需在固定的面积里实现更多的集成。从 iPhone 5s 开始，苹果 iPhone 手 机 PCB 面积占比逐渐减少，到 iPhone X 系列面积占比已经减少了 3%，功能却增加了， 电池的容量也增加了。与此同时，iPhone X 不仅采用了 SLP，而且还将两个 SLP 堆叠 了起来，以进一步增加在固定面积内的集成。
iPhone 的手机设计对最小线宽/线距的要求从前几代的 50μm 降至了 30μm。采用全减 成法 PCB 工艺无法达到这一要求，因为蚀刻期间会出现横向侵蚀的问题，因此需要采 用加成法工艺。苹果缩小线宽/线距的直接驱动力与 2016 年 iPhone 7 的发布有关。苹 果在 iPhone 7 中选择放弃基于应用处理器（AP）封装的载板，选择台积电新的 InFO （集成扇出）封装。
对于 InFO，典型的 IC 载板被直接沉积在芯片和封装模具表面上的精细特征再分布层 （RDL）取代。这种扇出晶圆级封装（FO-WLP）不仅可以减小厚度，还可以在 RDL 中应用低于 5μm 的线宽/线距，从而显著增加 I/O 数量，并且随着焊盘节距的减小，可 以在不增加面积的前提下实现，而且能最大化电气和热性能，等于对集成度、高速传输、 散热都有帮助。
（2）SLP 望成下一代主流 HDI 方案
苹果手机中采用的 MASP（改进的半加成法工艺）所生产的类载板（SLP）预计将是 下一代 HDI 的主流方案。
目前大多数 HDI PCB 使用减成法 ELIC（每层互连）或任意层技术进行生产，高端 HDI PCB 需要线宽/线距从 40 mm 下降到 30 mm，而目前的任意层电镀工艺无法实现这一 目标，因此需要转换到半加成法工艺。由于这些工艺在 IC 载板生产中很常见，因此用 该方法制作的 HDI 板被称为类载板（SLP：substrate-like PCB）。
考虑到 SLP 在线宽线距等硬指标上有任意层 HDI 工艺体系下逾越不了的障碍，而 PCB 的线宽线距势必将继续缩小，因此我们认为随着需要更精细化主板（30μm 以下线宽 线距）的设备越来越多，SLP 会是下一代 HDI 的主流方案。
SLP 的核心竞争壁垒是对载板工艺和 HDI 工艺的结合，体现在设备、产线的优化能力 上。半加成法（mSAP）工艺与传统 PCB 生产有相同的骤，因此原则上更新和扩展现 有设施使从减成法生产到半加成法（mSAP）生产的转变显得简单。
然而由于涉及许多 变化，这种观点通常是错误的，从苹果类载板供应链公司从扩张到缩编至稳态可以看出， 必须为半加成法（mSAP）工艺量身定制新设备和流程，具备精细化管理能力的企业成 功将其修改为改良型半加成法（amSAP），该方法可以实现>20 mm 的线宽/线距，并 且只需要有限的进一步投资。目前苹果 SLP 供应链稳定在奥特斯、TTM、鹏鼎三家主要厂商各自占据 25%以上份额，且鹏鼎是其中良效率表现最好的之一，如景硕等已经 淡出，其他厂商所占份额也已不多。其中原因之一就是景硕等侧重于 IC 载板的生产经 验，而鹏鼎等是同时精通 HDI 和掌握 IC 载板工艺的企业。
3、智能手机进入 5G 时代，安卓阵营迎主板升级临界点
5G 通信频段大幅增加，导致手机内部对基带芯片/射频芯片/中频芯片和射频前端器件需 要预留的空间增大，根据我们产业调研，相比于传统 4G 手机，预计需要对射频系统增 加 500mm2 的预留空间，而要实现该等技术要求，此前升级不多的各阶安卓手机主板 HDI 都将迎来不同程度的阶数跃迁。
具体来看，4G 时代（安卓）手机主板为 2-3 阶 HDI、8-10 层，5G 将升级到至少 8-12 层的 4 阶 HDI、有些需要任意层（anylayer）HDI。华为 M30 系列已经率先升级到任意 层 HDI，预计 OVM 旗舰机型也会跟进。明年普通 5G 手机价格下沉至 2000 元，且主 板必须采用至少 4 阶 8-10 层 HDI、或更高级的任意层方案。4G 中端智能机多采用 2 阶方案，均价 2000 元/平米，而 5G 时代阶数每提升一阶，均价可增大 800-1000 元。
具体市场需求预测来看，19 年 5G 手机市场主板主要为华为 M30 系列任意层 HDI，20 年各家品牌 5G 手机将集中推出，三星旗舰和苹果有望使用 SLP。4 阶 HDI 均价约 4000 元/平米，任意层 HDI 均价约 5000 元/平米，假设非苹果和三星旗舰之 5G 手机中，4 阶和任意层 HDI 比例为 2:1 分布。
以 mate30pro 为例，其主板面积约为 0.00385 平方 米，假设 20 年主板面积平均同比增加 10%。预计 19-21 年 5G 手机 HDI 主板市场需求 约 0.1/5.7/6.3 亿美金，SLP 市场约 9/19/19 亿美金。且平均毛利率有望高于 30%。
此外，物联网模块的需求也值得重视。IOT 设备是 5G 时代的增量市场，在 4G 时代技 术并不普及、用户习惯并不成熟。由于数据传输要求变高，搭载元器件数量提升，以及 模组挤占内部空间更加不足，IOT 设备主板也至少需要升级到 8-12 层 4 阶HDI及以上。 产业调研了解，目前高通等的芯片方案均是要求 4 阶及以上 HDI 作为物联网模块主板 的。
需求方面，根据 prismark 的预测，未来 5 年 IOT 市场会迎来 12%的复合增长趋势， 目前中国大陆的移为通信等厂商，物联网模块的年出货量明年有望超过 1 亿个，保守假 设其主板单机 ASP5-10 元，则单一厂商的需求量就超过 5-10 亿（但目前仅移为通信出 货量较大，其他厂商体量尚在增长中）。
HDI 市场海外巨头林立，高端产能较难短期扩出
HDI 是 PCB 领域中格局相对集中的赛道、龙头企业市占率可以超过 10%，产线投资重、 技术要求相对高、且电镀产线等有环保审批门槛是形成该格局的核心壁垒，此外大客户 的长期稳定技术扶持对于产业链公司保持领先性是至关重要的，一定程度上也加强了护 城河。
从全球主流 HDI 公司近年的资本开支来看，高阶产能前期并没有大规模扩充， 20 年行业供需有望偏紧带来量价齐升机会。中国大陆本土 HDI 虽起步较晚，但在 5G 手机主板升级需求快速增长的趋势下，超声、Multek、方正等有望短期涉足中高端市场， A 股的鹏鼎亦早已完成顶部卡位。中长期来看，内资企业中兼具精细化管理能力和扩产 迭代实力的企业在华为等客户扶持叠加投资能力更强等优势下，有望逐步切入高端赛道。
1、HDI 行业技术和投资壁垒深，高端产能较难短期扩出
市场竞争格局方面，全球 HDI 市场巨头林立，基本被台湾、日本、韩国、美国公司占 据，该等企业依靠苹果等大客户的长期带动效应保持技术和规模的较大领先优势。
公司市场份额看，台资欣兴 10%、华通 8%等，日资名幸 4%，美资 TTM8%，奥地利 奥特斯 8%，韩国两家各占约 3%；其中前十企业占比合计达到 56%。从格局来看，HDI 是 PCB 领域中格局相对集中的赛道、龙头企业市占率可以超过 10%，行业巨头的技术 和规模优势形成更高的壁垒。
从制造地域来看，全球 HDI 主要在中国大陆（约 59%）、中国台湾地区（约 18%）、韩 国（约 11%）、日本（约 5%）这四个地区制造（越南等国也有少量制造，约 7%）。
目前，香港的 HDI 制造商有建滔（包括依利安达国际、依利安达电子（昆山）、科惠线 路、东阳（博罗）电子）、依顿、红板（东莞、吉安）等。香港的 HDI 制造商整体规模 偏小，主要侧重于中低端 HDI 的生产（建滔的 HDI 制造规模较大，也具有 AnyLayer 的制造能力）。
中国大陆本土的 HDI 起步较晚，2000 年以前实现量产 HDI 都是外资企业主板大小分类，如当时的惠 州华通（台资）、昆山耀宁（台资，后被顶伦、三星电机先后收购）、上海美维（港资， 后被美资 TTM 收购）、广州依利安达（港资，后被港资建滔收购）等。
目前，中国大陆 本土量产的 HDI 公司有超声、方正、悦虎（原为台资雅新）、Multek（原为美资伟创力 旗下公司，现被东山精密收购）、生益电子、五株、博敏、崇达、景旺等近 20 家。大陆本土的 HDI 制造商整体规模偏小，主要侧重于低端 HDI 的生产，极少数公司具有 SLP、 AnyLayer、刚-挠性结合板（刚性板区域采用 HDI 技术）的制造能力主板大小分类，但规模及技术能 力等方面发展速度较快。
从制造商归属国来看，全球 HDI 主要为中国台湾（约 36%）、中国香港及大陆（约 17%， Multek 计入大陆）、韩国（约 15%）、日本（约 13%）、美国（约 10%）、奥地利（约 7%）其他制造商（约 2%）。而更高端的 SLP 市场，苹果的采购中 TTM、奥特斯份额 接近 30%，鹏鼎约为 25%，其他如华通等分享剩余。
根据《全球高密度互连印制电路板市场格局研究》的文献介绍，基于 HDI 实际制造的 难易程度和市场规模、发展趋势，可以把 HDI 分为以下三类：
（1）入门类：一阶、二阶、三阶；
（2）一般类：四阶及以上、Any Layer
（3）高端类： SLP、刚-挠性结合板（刚性板区域使用 HDI 技术）
根据以上分类，全球 16 家主要 HDI 制造商的产品布局呈现均衡、全覆盖的态势，企业 技术上之间并没有很明显的梯队差异，仅 SLP 产品的技术普及率在 60%、该等企业基 本是苹果和三星扶持的供应商，其他品类的技术普及率均超过 80%，可见 HDI 的技术 格局主要是内资与外资的档次差距，而行业内并没有 1-2 家规模和技术有垄断优势的霸 主。
从该等全球主要 HDI 供应商近年的资本开支可以看出：
1）近三年资本投入较大、年投 入超过 15 亿的企业大部分都是兼顾其他重资产业务（如封装基板、面板等）的公司， 该等大型资本开支基本都投向其主业，如 LGINNOTEK 之于面板、京瓷之于磁材和元 器件、欣兴&揖斐电之于封装基板，HDI 只是其辅助业务、并没有大规模扩产；
2）因智能手机需求的总体疲软，19 年以来已经有两大行业巨头退出高端 HDI 市场，如 LGINNOTEK 宣布整体退出，三星电机的昆山工厂也宣布退出，供给端有出清现象，行 业未来集中度有望继续提升；
3）华通、TTM、奥特斯等近三年均有 5-10 亿元的年资本 投入，考虑该等企业均是苹果供应商，其 SLP 产线需要大规模维护、扩产且与高阶 HDI 产线并不完全通用，其他苹果业务也均需要资本投入保持竞争力，即使 HDI 有所扩充、 旺季来临时也并没有很多富余产能可以用来大规模承接安卓阵营的主板升级需求；4） 内资企业虽然近几年持续有投资，但短期技术门槛难以逾越。
基于以上分析我们认为，20 年高阶 HDI 产能可望出现供需偏紧的状态，技术达到高阶 要求、且正在进行产线技改升级的内资企业如超声、东山等望受益。实际上我们产业调 研了解，目前基于 20 年的高阶 HDI 项目部分客户已经接受供应商的涨价要求。
2、核心壁垒是技术和投资门槛，大客户配套效应亦强化了护城河
形成 HDI 市场竞争格局现状的原因是 HDI 产线投资重、技术壁垒相对高，且电镀产线 等有环保审批门槛。
投资层面，普通多层板投资/收入比例可达到约 1:2，而高端 HDI、SLP 产线投资/收入 比例仅 1:1 或更低。很多外资厂商（高端 HDI 主要玩家）发展到当前时点缺乏投资意愿 和能力、且内部决策机制过长。
技术上，高端 HDI 是 PCB 中技术壁垒相对较高的领域，激光钻孔+电镀填孔工艺需要 长期的良效率生产经验积累，普通多层板企业良率可达 95%以上，但 3 阶以上 HDI 良 率接近 90%已经非常优秀。良率提升一个点，毛利率通常可以提升更大幅度。
此外， 目前各地对电镀等工序的环保审批非常严格，普通对 GDP 贡献小的小厂难以拿到环评 指标。龙头鹏鼎投资 SLP 也在次年才扭亏，许多载板企业良效率更是始终无法达到要 求。3 阶以上 HDI 目前在内资企业中技术还不普及，仅超声、方正、东山可规模量产。
大客户的长期稳定技术扶持对于产业链公司保持领先性是至关重要的，一定程度上加强 了护城河。从电路板行业定制化属性来看，PCB 的工艺升级因客户的产品设计而定， PCB 企业更多是方案实现者，苹果等客户往往是方案创新推行者，客户技术能力对供 应商的带动作用是 PCB 企业保持技术领先的核心动力，企业往往是在前期打样送样的 过程中、通过跟踪客户的技术要求，完成了自身的技术迭代和更新。
苹果产业链的任意 层 HDI、SLP、MPI 等均是这样的例子，鹏鼎、东山等企业均是依靠这种模式保持了产 业链的技术领先性。这一现象在通信设备产业链也得到印证，思科之于沪电是高多层技 术方向的引路人，华为之于深南是高频、埋铜等技术方向的引路人。
由于外资 HDI企业大多卡位苹果、三星等客户，可长期保持技术领先性，形成较高壁垒， 因此内资升级追赶过程中大多只能从低端客户升级做起、或寻找少数企业经营不善带来 的弯道超车机会（如东山的并购）。其中超声电子是内资企业中技术积累较为成熟，处 在大客户核心供应链的 HDI 公司。
超声 2017 年进入苹果新一代 SLP 堆叠式主板供应链，为其提供上下两块主板之间的内 插连接板（Interposer），目前占据约 40%份额。该产品虽为双面板，但线宽线距低至 40-60 微米，需要打高精密盲孔、并用树脂填充，且表面需要电镀来增加导电面积，技 术精密度要求高于普通多层板，且毛利率较高（30-40%）。
此外，公司还是苹果设备外 接口 PCB、音频模块 PCB、充电设备 PCB、耳机 PCB 等非主板条线的供应商，该等 产品也需要用到多阶或任意层 HDI，技术要求超过行业平均，且有较高毛利率。我们认 为公司后续有望受益于明年苹果产业链多维度景气趋势、以及行业性的 5G 手机主板升 级机会。
展望未来，我们认为中长期内资企业中兼具精细化管理能力和扩产迭代实力的企业有望 逐步切入高端赛道：1）苹果、三星手机进入存量市场，大客户不在需要巅峰期那么多 供应商配套，尤其是苹果流露缩编供应链意图，未来只有头部供应商可持续跟随苹果迭 代、保持技术优势，部分投资意愿低的企业将淡出，给内资企业带来追赶机会。
2）景 旺、胜宏、崇达等目前已经有明确的大规模 HDI 投产计划或者正在实施的项目，考虑 该等企业精细化管理能力、投资意愿和能力均总体强于台资，长时间积累后有望逐步突 破客户壁垒，进入核心供应圈；3）中国终端品牌如华为等的技术进步有望提升国产配 套需求，形成内资企业自身的技术迭代核心圈，对外资企业实现弯道超车。
投资建议
当前时点手机各个维度的创新推动 5G 手机主板向至少 4 阶 8-10 层 HDI、或更高级的 任意层方案升级，阶数每提升一阶，均价可增大 800-1000 元。结合目前各品牌大力布 局 5G 手机，预计普通 5G 手机价格下沉至 2000 元进一步刺激销量。
19-21 年 5G 手机 HDI 主板市场需求约 0.1/5.7/6.3 亿美金，SLP 市场约 9/19/19 亿美金。且平均毛利率有 望高于 30%。再考虑 IOT 设备在 5G 时代现有芯片方案下也至少需要升级到 8-12 层 4 阶 HDI 及以上、且出货量快速提升进一步拉动高端 HDI 需求。再考虑高端 HDI 产能较 难快速扩出，供需偏紧或带来行业高阶产品量价提升机会。
我们推荐苹果 SLP 核心供应商鹏鼎控股，关注已经完成初步技术和客户卡位的高阶 HDI 供应商超声电子、东山精密、方正科技等；以及预期切入高端市场的胜宏科技、崇达技 术、景旺电子、博敏电子等；包括受益手机主板激光钻孔需求将大幅提升的设备商大族激光。
今年 Q3 以来，海外核心 HDI 供应商华通、耀华、欣兴等股价均迎来较大涨幅，皆因 此前由于手机市场需求不振，公司业务多年增长乏力，市场预期较低，但该等公司业绩 在 19 年二三季度逐步企稳回升，重回增长轨道，随着基本面的改善也迎来业绩和估值 的修复。
此为报告精编节选。
报告原文《[附下载]电子设备-5G手机主板专题报告：高阶产能紧俏，5G手机主板升级蛋糕怎么分？-招商证券[鄢凡,张益敏]-20191217【25页】》
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