“電子工業之母”迎來發展新機遇

顏媛媛

“電子工業之母”的新機遇

素有“電子工業之母”之稱的PCB 是服務器的重要組成部件，承擔服務器芯片基座、數據傳輸和連接各部件功能。隨著當下人工智能（AI）行業高速發展，令應用在AI 服務器上的高價值量PCB 產品市場需求大幅提升。

AI 服務器對芯片性能及傳輸速率要求更高，通常需要使用高端的GPU 顯卡以及更高的PCIe 標準，帶動AI 服務器PCB 價值量明顯提升。由于AI 服務器芯片升級，PCB 也需相應地進行升級，不僅層數提升，而且要求傳輸損耗降低、設計靈活度增強、抗阻功能更佳，這也讓AI 服務器PCB 的價值量大幅提升，相當于普通服務器PCB 的5 倍至6 倍。相關廠商在面對產品品質更高標準的同時，也迎來新的發展機遇。

PCB 新發展機遇主要源自市場對AI 服務器持樂觀預期。TrendForce 集邦咨詢預估，2023 年AI 服務器（包含搭載GPU、FPGA、ASIC 等）出貨量近120 萬臺，年增幅38.4%，占整體服務器出貨量的近9%，至2026 年將占15%，同步上修2022—2026 年AI 服務器出貨量年復合增長率至22%。

隨著AI 大模型和應用的落地，市場對AI 服務器的需求日益增加，市場擴容在即。以DGX A100 為例，15321 元的單機價值量中，7670 元來自載板，7651 元來自PCB，因此在服務器PCB 上具有較好布局的廠商有望率先受益。

PCB板在AI服務器中的占比

電子產品一旦出現標桿性的產品，那么全市場的玩家在產品設計上就會向標桿看齊，以英偉達 DGX A100和DGX H100 兩款具有標桿性產品力的產品進行分析，可以了解PCB 板在AI 服務器中的地位。英偉達DGXA100 外形類似于常見的家用主機，通過對部件構成進行深度分解，其大體上可以分為五個硬件板塊：

1. 風扇模組，從前部（Front）入手，首先看到的是風扇模組板塊，DGX A100 的風扇模組由 8 個風扇組成，這一搭配與傳統服務器 8U 規格的基本一致；

2. 硬盤，前部風扇模組板塊的下方擺放了硬盤和前控制臺板（控制與外接設備的信號傳輸），DGX A100配備了 8 個 3.84TB 的硬盤，合計內部存儲 30TB；

3.GPU 板組（GPU Board Tray）， 后部（Rear）是整個 AI 服務器的關鍵組件組裝區域，最核心的板塊就是 GPU 板組，這也是 AI 服務器區別于普通服務器的關鍵，從 DGX A100 的架構來看，GPU 板組主要包含GPU 組件、模組板、NVSwitch 三塊，這三塊都會涉及不同類型的 PCB 產品；

4.CPU 母板組（CPU Motherboard Tray），這一部分是所有服務器的核心部件（包括普通服務器和 AI 服務器），其中包含 CPU 母板、系統內存、網卡、PCIESwitch 等部件，CPU 母板、系統內存、網卡是主要涉及 PCB 用量的部分；

5. 電源模組，DGX A100 后部的下方還配有6 組電源，電源內部會涉及厚銅 PCB 板的使用。

從功能性的角度，AI 服務器的 PCB 價值量計算可以歸納為三個部分，其一是AI 服務器最為核心的GPU板組，其二是所有服務器都必備的CPU 母板組，其三是風扇、硬盤、電源板塊等配件組。

綜合 GPU 板組、CPU 模板組和配件，國金證券半導體團隊曾估測DGX A100 整機PCB 用量面積為1.474 平方米，單機價值量為 15321 元，其中GPU 板組單機價值量達到1.2 萬元、占比達到 80%，CPU 母板組單機價值量為 2845 元、占比為 19%，其他配件單機價值量 226 元、占比為 1%；從板級的分類來看，載板級別單機價值量為 7670 元、占比達到 50.1%，PCB板級單機價值量為 7651 元、占比為 49.9%。

顯然，PCB 板作為AI 服務器的重要組成部分，完全有機會受益于AI服務器的快速崛起，打開新一輪成長空間。

PCB板技術迭代加速

AI 服務器里需要更高算力、更高速度、更大容量去傳輸的PCB 板，基于此，材料的要求也會更高，具體到不同廠家，產品設計上可能會有差異。從內部結構來看，其實AI 服務器與普通服務器的板子和部件也會有通用之處，前者可能是在部分的器件或板件上有更高要求，并非要對全部器件進行升級換代。

相較傳統服務器，AI 服務器除了搭載2 或4 顆CPU 之外，最重要的是需增配4 至8 顆GPU，以形成GPU 模組板，加上當前主流AI 服務器均采取雙層架構，使得PCB 板面積需求大幅提升，如SLP、高階HDI、高頻高速PCB 等，也在低迷的行業周期中帶來暖意。

PCB 板層數是技術更迭最為明顯的細節，目前PCIe 3.0 一般為8～12 層，4.0 為12～16 層，而5.0 平臺則在16 層以上，AI 服務器更有使用20 層以上的，因此其搭配使用的CCL 材料等級亦需達到非常低的損耗，對應的介質損耗因子Df 值需要降至0.006～0.005 甚或更低。而AI 服務器PCB 的層數，從Whitley 平臺的12層左右，增長到AI 訓練階段服務器的20 層以上。

英偉達 DGX A100拆解圖

此外，AI 服務器PCB 對設計靈活性、抗阻性也提出了更高要求。而PCB 板對更高性能的追求，也推動PCB 基材的更迭。以最常見的銅板基材為例，從強調環保的無鉛兼容覆銅板基材到屬基（芯）覆銅板、陶瓷基覆銅板、高介電常數板等具有特殊功能的覆銅板，整個PCB 市場產品和技術更迭速度明顯在變快，附加值高、應用領域廣的產品漸漸成為主流。

國內企業有望獲得更多話語權

PCB 行業的下游應用領域非常廣泛，受單一行業影響較小，故較為分散，廠商眾多，市場集中度不高，市場充分競爭。近年來，我國已成為全球最大的PCB 生產地區，并且由中低端向高端方向迭代升級態勢顯著。

從技術工藝上看，中國PCB 企業在技術研發上的投入進一步增加，聚焦高密度互連板（HDI）以及高速高頻多層板的技術攻關。從產品結構來看，中國PCB 市場上8～16 層多層板、18 層以上超高層板逐漸代替低階產品，成為市場主流。PCB 高端產品的需求增速要快于基礎產品，且我國企業的替代空間更大。電子半導體行業的專業咨詢公司Prismark 預測的2021—2026 年各PCB 產品產值增速中，IC 封裝基板>HDI> 軟板> 多層板> 單雙面板。而深南電路、興森科技、珠海越亞、東山精密、勝宏科技等國內PCB 廠商加大IC 載板項目投建力度，有望成為該領域直接成像設備的國產化通道。未來若能憑借自身優勢切入國內IC 載板投建項目供應鏈，預計國產化率將獲得可觀提升。

根據Prismark 方面的數據，2022 年至2027 年全球PCB 產值年復合增長率約為3.8%，2027 年全球PCB 產值將達到約983.88 億美元。我國各大PCB 廠商在各細分領域形成了自身的競爭優勢與議價能力，2022年中國PCB 產業總產值達到442 億美元，占全球的54.1%。各廠商緊抓AI 服務器PCB 賽道的發展機遇，有望進一步鞏固我國在PCB 產業的主導地位。

前路并非坦途

伴隨數字經濟、6G、人工智能等產業在今年相繼爆發，PCB 行業有望迎來需求高景氣，但這并非絕對的。

今年第一季度末，國內半導體知名企業滬電股份曾在年報中指出，出于對全球通貨膨脹和經濟衰退等因素的擔憂，面對全球經濟前景疲軟，展望2023 年PCB 行業或將面臨需求疲軟、高庫存調整、供過于求和激烈競爭的挑戰，多重因素的沖擊恐將大幅抑制2023 年上半年PCB行業的新增需求，直到2023 年底和2024 年的經濟形勢復蘇。

而在中低端PCB 板市場，不少PCB 板廠商都在降價搶單以去庫存。包括曾“一貨難求”的車用微控制器（MCU）等在內的車用關鍵元器件也未“幸免”。廠商近期針對車用PCB 產品陸續降價10% 至15% 搶單，降價幅度于近年罕見。從這里看，未來PCB 市場整體難免動蕩，爭奪高景氣細分市場話語權，將成為各企業成長的關鍵。