王興艷
覆銅板(CCL)作為生產(chǎn)印刷電路板(PCB)的基材,承擔(dān)著PCB的導(dǎo)電、絕緣、支撐3大功能,被廣泛應(yīng)用于通訊設(shè)備、汽車電子、消費(fèi)電子、工控、醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域。隨著信息產(chǎn)業(yè)高速化發(fā)展,高頻覆銅板應(yīng)運(yùn)而生,并將迎來快速發(fā)展時期。
1 基本概況
1.1 產(chǎn)業(yè)地位
覆銅板是一種由木漿紙或玻纖布等充當(dāng)增強(qiáng)材料,浸上樹脂,再由單面或雙面覆上銅箔后進(jìn)行熱壓制成的板狀材料。從所處行業(yè)位置看,覆銅板處于產(chǎn)業(yè)鏈中游,其上游由銅錠(銅箔)、木漿(紙)、玻纖紗(布)、合成樹脂等基礎(chǔ)原材料,經(jīng)一系列生產(chǎn)工藝制成覆銅板,然后利用油墨、蝕刻液等進(jìn)行生產(chǎn)PCB,并最終用于通訊設(shè)備、消費(fèi)電子等眾多領(lǐng)域(見圖1)。
高頻覆銅板是具有低介電常數(shù)Dk和低介電損耗Df(Df<0.005),工作頻率在5GHz以上,能夠應(yīng)用于微波/毫米波領(lǐng)域的覆銅板,它處于覆銅板產(chǎn)業(yè)金字塔的頂端。高頻覆銅板不僅是移動通信領(lǐng)域5G基站建設(shè)的核心原材料,是無人駕駛毫米波雷達(dá)、高精度衛(wèi)星導(dǎo)航等所需的重要新材料,更是通信裝備、航天軍工等產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料,與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家安全保障密切相關(guān)。
1.2 發(fā)展現(xiàn)狀
我國覆銅板生產(chǎn)在全球占有絕對優(yōu)勢。據(jù)Prismark預(yù)測數(shù)據(jù),2020年全球PCB市場產(chǎn)值達(dá)640億美元,其中中國PCB產(chǎn)值約占全球53.6%,中國PCB產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值位居全球第1。2020年中國覆銅板總產(chǎn)量為7.3億m2,同比增長6.9%;同期,中國印制電路板用覆銅板出口數(shù)量8 660萬kg,同比下降0.9%;進(jìn)口數(shù)量6 246萬kg,同比下降10.0%;凈出口2 414萬kg,同比增長34.1%。詳見圖2和表1。
雖然我國是覆銅板凈出口國家,但出口產(chǎn)品多為低附加值產(chǎn)品,由于全球高頻覆銅板市場90%以上掌控在美國和日本企業(yè)手中,每年我國仍要進(jìn)口大量高頻覆銅板來滿足國內(nèi)市場需求,2020年我國覆銅板貿(mào)易逆差高達(dá)77 386萬美元,同比增長10.6%。另外,從我國覆銅板進(jìn)出口價格對比也可以看出:2020年我國覆銅板平均出口價格5.9美元/kg,平均進(jìn)口價格20.6美元/kg,進(jìn)出口價差14.7美元/kg(詳見表2),價差繼續(xù)擴(kuò)大,其主要原因就是我國出口產(chǎn)品多是附加值低的普通覆銅板,而進(jìn)口的則是高端的高頻覆銅板、封裝基板等產(chǎn)品。
目前國內(nèi)僅有常州中英科技有限公司(以下簡稱“中英科技”)、廣東生益科技股份有限公司(以下簡稱“生益科技”)、浙江華正新材料股份有限公司(以下簡稱“華正新材”)等少數(shù)幾個企業(yè)具備高頻覆銅板的生產(chǎn)和研發(fā)能力。下文將對這幾個重點(diǎn)企業(yè)進(jìn)行詳細(xì)介紹。
2 重點(diǎn)企業(yè)發(fā)展情況
2.1 中英科技
中英科技是我國最早研發(fā)和生產(chǎn)高頻覆銅板的企業(yè),且在該領(lǐng)域打破國外壟斷,銷售量在國內(nèi)企業(yè)中處于領(lǐng)先地位。目前,中英科技高頻覆銅板市場占有率僅次于美國Rogers和Taconic,約為6.4%。
公司高頻覆銅板產(chǎn)品包括D型、CA型、8000型3類,其中D型主要應(yīng)用于TD—LTE制式的移動通信基站設(shè)備;CA型主要應(yīng)用于FDD—LTE制式的移動通信基站設(shè)備及NB—IoT網(wǎng)絡(luò)基站天線,也可應(yīng)用于5G通信的基站天線中;8000型主要用于4G、5G通信基站的射頻、功放系統(tǒng)中。
中英科技十分注重科技研發(fā),2018年、2019年和2020年的3年中投入的研發(fā)費(fèi)用額度分別為898.65萬元、950.63萬元和910.43萬元,占營業(yè)收入比重分別為5.14%、5.39%和4.33%。公司目前主要研發(fā)的項目包括新型高頻覆銅板及高頻透波材料。
中英科技與深南電路、滬電股份、安泰諾、協(xié)和電子等下游PCB企業(yè)建立了良好的合作關(guān)系,產(chǎn)品已被華為、京信通信、羅森伯格、ACE、通宇通訊、虹信通信等通信設(shè)備制造商成功應(yīng)用于國內(nèi)、歐洲、印度、南美等國家和地區(qū)的4G、5G基站建設(shè)。
2.2 生益科技
生益科技是集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)為一體的全球電子電路基材核心供應(yīng)商,在廣東、陜西、江蘇、江西等地均建有子公司。經(jīng)過30多年的發(fā)展,公司覆銅板板材產(chǎn)量已從1985年建廠之初的年產(chǎn)60萬m2增長到2020年度的年產(chǎn)10 383萬m2,目前公司硬質(zhì)覆銅板銷售總額位居全球第2位(詳見表3)。
生益科技建有專門的高頻覆銅板生產(chǎn)線,形成了完整的產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)和體系品控能力,為高頻產(chǎn)品的規(guī)模化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。目前公司可為客戶提供天線射頻電路用玻璃布增強(qiáng)PTFE覆銅板、高頻電路用電子級玻璃纖維布增強(qiáng)碳?xì)涮沾苫层~板、高頻電路用電子級玻璃纖維布增強(qiáng)熱固性覆銅板等系列高頻覆銅板產(chǎn)品,其自主研發(fā)的多類產(chǎn)品已取得了先進(jìn)終端客戶的認(rèn)證,并被廣泛地應(yīng)用于5G天線、通訊基站、移動終端、汽車電子、智能家居、安防、工控、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。
生益科技建有“國家電子電路基材工程技術(shù)研究中心”,具有較強(qiáng)的研發(fā)能力。2020年公司研發(fā)費(fèi)用投入7.11億元,占營業(yè)收入比例為4.84%。目前,生益科技正進(jìn)行下一代高速通信用高耐熱性超低損耗覆銅板基材、智能移動終端用無鹵高性能HDI覆銅板基材、高密度封裝載板用覆銅板基材、數(shù)據(jù)中心運(yùn)算節(jié)點(diǎn)印制電路板、智能汽車?yán)走_(dá)控制系統(tǒng)印制電路板、適合SAP工藝的封裝基板材料等高附加值產(chǎn)品研發(fā)。此外,生益科技積極開發(fā)0.2mm鉆孔/0.4mm背鉆技術(shù)的城市路由器電路板,以滿足公司在汽車電子、高頻、高速、服務(wù)器等領(lǐng)域的產(chǎn)品布局。
2.3 華正新材
華正新材是我國最早從事專業(yè)生產(chǎn)FR4覆銅板的企業(yè)之一,2020年公司生產(chǎn)覆銅板1 551.3萬張,外協(xié)加工119.56萬張,合計1 670.86萬張,同比增長17.43%;銷售覆銅板1 675.26萬張,同比增長18.18%;營業(yè)收入22.84億元,同比增長12.75%。華正新材擁有3個覆銅板生產(chǎn)基地,基板月產(chǎn)能達(dá)150萬m2,目前年產(chǎn)650萬m2高頻高速覆銅板青山湖二期項目正在建設(shè),該項目計劃2021年完成,屆時將形成的生產(chǎn)能力。
2020年公司研發(fā)費(fèi)用投入1.12億元,占營業(yè)收入比重高達(dá)5.39%。為了更好滿足5G通訊、云計算大數(shù)據(jù)中心、汽車自動駕駛、超高頻雷達(dá)等領(lǐng)域的需要,公司積極推進(jìn)射頻微波高頻覆銅板基材的研發(fā)工作,成功開發(fā)了HC系列和HN系列產(chǎn)品,豐富了PTFE系列和碳?xì)湎盗械漠a(chǎn)品種類。
華正新材在高頻覆銅板領(lǐng)域已經(jīng)形成了一定的技術(shù)優(yōu)勢,其部分產(chǎn)品已經(jīng)通過多家全球500強(qiáng)中終端客戶的認(rèn)可。目前華正新材正積極推廣面向5G高速通信應(yīng)用的高頻覆銅板,多個高頻產(chǎn)品的客戶認(rèn)證工作已經(jīng)取得相應(yīng)進(jìn)展,并且通過認(rèn)證的產(chǎn)品目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一定批量供貨,未來我們將在航空航天工業(yè)、汽車電子、消費(fèi)電子、大數(shù)據(jù)與云計算等眾多領(lǐng)域看到華正新材的身影。
3 發(fā)展瓶頸
首先,存在較高的技術(shù)壁壘。以中英科技高頻覆銅板生產(chǎn)工藝為例,生產(chǎn)過程包括配料、攪拌、靜置、浸膠、烘干、收卷、分切、疊置、壓合、拆解、切板、檢驗(yàn)、包裝等多個環(huán)節(jié),加工過程涉及多個環(huán)節(jié),工藝十分復(fù)雜(詳見圖3)。特別是高頻覆銅板生產(chǎn)需要經(jīng)過數(shù)百攝氏度的恒溫?zé)釅簷C(jī)進(jìn)行壓合,該過程中要保持Dk的穩(wěn)定,這具有較大的難度,對加工技術(shù)水平要求極高。
其次,資金投入高。一是高頻覆銅板生產(chǎn)線涉及多個設(shè)備,需要投入大量資金。如生益科技在南通的高頻覆銅板項目(設(shè)計產(chǎn)能150萬m2)投資額高達(dá)5億元,中英科技的PTFE高頻覆銅板項目(設(shè)計產(chǎn)能30萬m2)投資額高達(dá)1.9億元。二是下游需求多樣化及產(chǎn)品更新?lián)Q代快,后期設(shè)備升級也會需要大量資金。三是為了滿足下游需求多樣化,需要大量的研發(fā)投入。2020年生益科技凈利潤16.8億元,研發(fā)費(fèi)用為7.11億元,比值高達(dá)42.3%。
再次,產(chǎn)品認(rèn)證周期長。高頻覆銅板實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品銷售首先要經(jīng)過終端設(shè)備制造商的檢測和認(rèn)證,只有經(jīng)過認(rèn)證才能被納入終端設(shè)備商的采購目錄。但是這一認(rèn)證環(huán)節(jié)不僅要對產(chǎn)品本身性能進(jìn)行嚴(yán)格測試,還要對公司的生產(chǎn)能力、供貨響應(yīng)能力、企業(yè)管理水平等多個方面進(jìn)行審查和評價,認(rèn)證過程從文件審核到現(xiàn)場評審,再到樣品測試以及最后確立合作關(guān)系后的定期審核,需要經(jīng)過多個階段,至少要耗費(fèi)2年左右的時間。
最后,針對定制化需求的多樣化配方。由于高頻覆銅板應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,不同領(lǐng)域?qū)Ω层~板的要求也不盡相同,所以高頻覆銅板生產(chǎn)企業(yè)都是針對客戶的定制化需求,采用不同配方,為客戶提供特定產(chǎn)品。因此,為了滿足客戶需求,企業(yè)需要投入大量的研究力量,對配方進(jìn)行研究,以滿足多樣化消費(fèi)需求。
4 相關(guān)建議
針對高頻覆銅板發(fā)展中存在的制約瓶頸,特提出如下建議:
一是加大政策支持力度。發(fā)揮現(xiàn)有電子信息、集成電路等領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)基金作用,或設(shè)立專項基金對高頻覆銅板生產(chǎn)材料研發(fā)、工藝技術(shù)改進(jìn)及關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)等工作進(jìn)行支持;發(fā)揮地方財政作用,借助地方產(chǎn)業(yè)基金,對高頻覆銅板產(chǎn)線投資進(jìn)行股權(quán)投資;對于進(jìn)口的高頻覆銅板生產(chǎn)所需材料,建議免除關(guān)稅;針對具有進(jìn)口替代效應(yīng)的高頻覆銅板產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)給予一定的稅收優(yōu)惠、財政補(bǔ)貼或是低息信貸等。
二是促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同發(fā)展。促進(jìn)生產(chǎn)企業(yè)與終端用戶的研發(fā)合作,一方面加強(qiáng)認(rèn)證環(huán)節(jié)的強(qiáng)協(xié)同,縮短認(rèn)證周期;另一方面,實(shí)現(xiàn)需求和供給的有效銜接。鼓勵學(xué)校和企業(yè)共建,學(xué)校為企業(yè)培養(yǎng)專業(yè)化對口人才,企業(yè)又可以幫助學(xué)校科研經(jīng)費(fèi)不足的局面,豐富教學(xué)模式,提升學(xué)校教學(xué)水平。鼓勵企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)的合作開發(fā),幫助企業(yè)提升技術(shù)研發(fā)水平,緊跟理論前沿。
三是強(qiáng)化人才培養(yǎng)。高頻覆銅板生產(chǎn)涉及銅箔、樹脂、木漿紙等多種材料,生產(chǎn)商要跟據(jù)客戶不同需求選擇合適的材料配比,還要確保材料進(jìn)行多道加工環(huán)節(jié)后性能變化控制在目標(biāo)范圍內(nèi)。因此高頻覆銅板對材料研究人員、生產(chǎn)技術(shù)人員、工藝設(shè)計人員等提出更高的要求,特別是急需一批既懂材料又懂工藝的高素質(zhì)復(fù)合型人才。為此,圍繞高頻覆銅板產(chǎn)業(yè)鏈,加大對關(guān)鍵材料、關(guān)鍵技術(shù)、工藝設(shè)計等領(lǐng)域的技術(shù)人才和研發(fā)人才的培養(yǎng),是高頻覆銅板快速健康發(fā)展的重要保障。
10.19599/j.issn.1008-892x.2022.01.010