電子樹脂行業競爭格局及市場結構技術水平特點趨勢機遇挑戰
電子樹脂產業上游行業為主要原材料,包括雙酚 A、四溴雙酚 A、環氧氯丙烷、基礎液態環氧樹脂等,功能性助劑包括MDI、DOPO 等,溶劑包括丙酮及丁酮等,主要原材料多為大宗商品,價格隨市場變動而變化。
本行業下游是覆銅板行業,間接應用于印制電路板行業,終端應用領域廣泛,包括不限于計算機、消費電子、汽車電子、通訊設備等電子行業。從發展趨勢來說,終端應用行業的發展方向(如小型化、智能化)衍生出對覆銅板、PCB 性能的需求(如輕薄化、線路高密度化),傳導至本行業,帶動本行業在技術、工藝和市場方面的快速發展。
資料來源:普華有策
1、電子樹脂行業競爭格局
我國作為電子樹脂的生產大國和消費大國,在生產領域仍以基礎液態環氧樹脂為主;制造普通 FR-4 覆銅板的低溴環氧樹脂目前由中國臺灣企業主導。
在近些年 PCB 行業綠色環保生產的要求下,各方開始聚焦能夠滿足無鉛制程要求和無鹵素管控的覆銅板用高性能電子樹脂,美、日、韓資和中國臺灣企業憑借多年的技術積累、客戶廠商供應體系認證、產品性能參數及質量穩定性等方面優勢占據了較多的市場份額,隨著電子信息行業產業鏈向我國大陸轉移以及內資企業的技術追趕,以發行人為代表的內資企業憑借良好的產品品質、本土化優勢以及精細化服務,已經在各個細分系列成為重要參與者。
在當前增長最為迅速的高速高頻以及 IC 載板領域,高性能電子樹脂基本由美國、日本企業主導,隨著部分內資企業在技術水平方面取得突破,亦開始逐步進入這一領域。
2、本行業市場結構
用于覆銅板生產的電子樹脂行業萌芽于上世紀的西方世界,德國、美國等化學家奠定了覆銅板主要材料的研究和發展基礎,上世紀四十年代,電子樹脂在覆銅板生產領域實現工業化。基于長達半世紀的技術積累和市場優勢,覆銅板電子樹脂行業,尤其應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的企業主導。
隨著全球電子信息制造業向亞洲特別是中國大陸地區轉移,外資及臺資覆銅板廠商紛紛在大陸投資建廠,大陸內資廠商亦開始嶄露頭角,產業鏈的轉移及全球電子行業的高景氣推動了電子樹脂行業國產化的進程。
我國電子樹脂生產企業起步較晚,產品性能參數、質量和穩定性與經營多年的國際企業存在一定差距。目前在供給結構上,我國電子樹脂產能以基礎液態環氧樹脂居多,高品質的特種電子樹脂較少;尤其,能夠滿足下游 PCB 行業在綠色環保(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緊張、高度依賴進口。在我國戰略性布局電子信息產業及新材料產業的大背景下,電子樹脂行業的市場結構亟待進一步優化,應用于中高端覆銅板生產的高性能電子樹脂存在較大的國產化空間,我國本土的電子樹脂生產企業蘊含巨大的市場空間和發展潛力。
3、行業技術水平、特點及發展趨勢
(1)行業技術水平及特點
電子樹脂的特性對覆銅板、PCB 的性能實現至關重要,換言之,下游覆銅板行業、PCB 行業乃至終端應用領域的需求變化推動了電子樹脂行業的技術發展。
近年來,我國電子樹脂行業進入高速發展期,在產品開發、工藝改進、質量控制和售后服務等方面均取得較大進步。在不斷研發、追趕國際先進技術的同時,我國電子樹脂行業擁抱綠色環保的生產理念,逐步推行適用于覆銅板“無鉛制程”和“無鹵素”要求的電子樹脂產品,不斷提高綠色化、科技化和多樣化的技術水平。
從整體看,部分國內企業產品的技術指標可以達到國內先進水平,取得國內主流客戶認證,在部分產品領域打破國際先進企業的壟斷,與國際先進企業開展競爭。然而,多數內資企業在解決方案、樹脂配方、關鍵工藝、質量穩定等方面與國際先進企業仍存在一定差距;尤其在高頻高速覆銅板以及IC載板等高端領域,內資企業仍處于技術追趕階段。
(2)技術發展趨勢
1)基于環保要求的無鉛化、無鹵化趨勢
自 2006 年 7 月 1 日起,歐盟兩個指令 WEEE 和 ROHS 正式實施,要求對電子產品的重金屬和阻燃劑加強管理,以及投放于市場的新電子和電器設備不能超標含有鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯苯和多溴聯苯醚等物質或元素,標志著電子行業進入“無鉛無鹵”時代。世界各國陸續響應,我國《電子信息產品污染控制管理辦法》等法律法規也相繼出臺,限制了鉛、多溴聯苯(溴為鹵族元素)等物質使用。
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較低的錫鉛材料,而作為替代材料的無鉛錫膏熔點更高,覆銅板基板需要承受更高的溫度、更大的熱沖擊和熱應力,對電子樹脂的芳雜環密度和交聯密度提出更高要求。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),電子樹脂生產企業需平衡其阻燃性能、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、無鹵素等特性的環保型電子樹脂成為主要研發和制造方向之一。
2)電路集成度促進輕薄化趨勢
隨著智能手機、可穿戴設備等電子產品日趨體積小、質量輕、功能復雜和智能化方向發展,以導通孔微小化、導線精細化和介質層薄型化為技術特征的高密度互連印刷線路板(HDI)產品迅速興起。HDI 就是高密度、細線條、小孔徑和超薄型印制電路板,能提供更高密度的電路互聯、能容納更多的電子元器件組件,有利于先進封裝技術的使用,可使信號輸出品質有較大提升,使電子電器產品在進一步走向小型化的同時,在功能和性能上亦有大幅度的改善。
在 HDI 技術升級過程中,階數與層數增加使得壓合次數增加,促進了電子樹脂的技術升級。由于電子樹脂的熱穩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實現覆銅板在熱尺寸穩定性、玻璃化轉變溫度等方面的更好表現。
3)通訊技術發展推動高頻高速趨勢
隨著 5G 通信技術、汽車智能化的迅速發展以及數據中心、云計算的需求快速增長,數據傳輸帶寬及容量呈幾何級數增加,其對各類電子產品的信號傳輸速率和傳輸損耗的要求都顯著提高。因此驅動覆銅板行業向高頻高速演進,其中高頻覆銅板主要應用于基站、衛星通訊的天線射頻部分,以及汽車輔助駕駛的毫米波雷達,高速覆銅板則應用于服務器、交換機和路由器等網絡設備的電路中。在高頻高速環境下,信號本身的衰減很嚴重,此外,信號在介質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。通訊技術對信號傳輸的要求主要在于低傳輸損耗、低傳輸延遲。其中,信號傳輸損耗主要包括導體損耗與介質損耗,其中介質損耗與介質材料的介電常數(Dk)、介電損耗(Df)呈正比,信號傳輸延遲與介質材料的介電常數(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材料的 Dk 與 Df 值的要求。
一般而言,降低覆銅板介質材料的 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整來實現。覆銅板行業內主要根據 Df 將覆銅板分為四個等級,傳輸速率越高對應需要的 Df 值越低。以 5G 通信為例,其理論傳輸速度 10-56Gbps,對應覆銅板的介質損耗性能至少需達到低損耗等級,基于環氧樹脂的覆銅板材料逐漸難以滿足高頻高速應用需求,具有規整分子構型和固化后較少極性基團產生的苯并噁嗪樹脂、馬來酰亞胺樹脂、官能化聚苯醚樹脂等新型電子樹脂的設計與開發成為最新技術趨勢。
4、行業面臨的機遇
(1)政策鼓勵與支持為本行業帶來良好的政策環境
電子樹脂主要應用于覆銅板以及印制電路板的生產,是電子信息產業技術革新中不可或缺的基材之一,其技術水平的高低決定了一個國家電子信息產業的配套水平。近年來,我國政府出臺了一系列鼓勵電子信息產業發展的政策,作為國家戰略性新興產業發展重點之一的電子信息產業,正迎來重大發展機遇,而電子樹脂是我國電子信息產業升級發展的重要材料之一,也將得到國家政策的政策扶持。
(2)下游產業的持續快速增長
隨著 5G 通信、消費電子以及汽車電子等電子信息產業終端市場技術和應用的持續升級與需求推動,全球 PCB 產業產值呈穩步上升趨勢。電子樹脂作為 PCB原材料覆銅板的核心基材之一,將有良好的需求基礎,快速發展的電子信息產業終端市場為電子樹脂行業提供了廣闊的市場空間。
(3)PCB 產業轉移有助于我國電子樹脂行業良性發展
受益于全球 PCB 產業向我國轉移,我國的覆銅板行業近年來發展迅速,目前我國已成為全球最大的覆銅板生產國。電子樹脂作為覆銅板重要基材之一,其需求直接受 PCB 產業發展的影響。目前,高端 PCB 市場主要由外資及中國臺灣地區企業主導,但隨著中國大陸地區企業在 PCB 產業技術上的不斷突破,在 PCB上游配套產業也將隨之發展,從而進一步促進電子樹脂行業的良性發展。
5、行業面臨的挑戰
(1)原材料價格波動
電子樹脂行業生產所用的原材料主要為基礎液態環氧樹脂、功能性助劑及溶劑等化學品,其價格變化受到經濟發展狀況、國際地緣政治環境、氣候狀況、美元匯率多方面因素影響。近年來隨著新冠疫情以及電子產品終端升級導致的供需大幅變化,公司生產電子樹脂的主要原材料價格也隨之變化,對于公司生產環節的成本控制、管理能力提出了較高的要求。
(2)國際化市場競爭壓力
盡管我國已成為全球最大 PCB 生產國,但我國用于無鉛無鹵及高頻高速覆銅板的電子樹脂仍高度依賴進口,主要市場長期以來由外資和中國臺灣地區企業占有,在產品技術及先發優勢上較為顯著。由于我國大陸生產企業起步較晚,產能主要以基礎液態環氧樹脂為主。面對激烈的國際化市場競爭,發行人只有通過不斷提升自身的綜合實力,才能在激烈的市場競爭中取得一席之地。
6、行業進入壁壘
(1)技術與工藝壁壘
電子樹脂行業屬于技術密集型行業,涉及材料、物理、化學、機械、電子、自動控制等多個學科的交叉綜合應用,同時隨著電子行業新技術、新工藝不斷涌現,產品和工藝更新迭代加快,這就要求行業企業必須不斷提升技術創新能力、工藝水平及精益生產水平,因此本行業具有較為明顯的技術與工藝壁壘。具體情況如下:
1)產品設計壁壘:由于電子樹脂對覆銅板性能影響至關重要,因此在進行新產品設計時需要深刻理解終端應用場景與電子樹脂特性間的關聯,明晰行業發展方向及技術路線。此外,新產品特性一定要匹配覆銅板的工藝特性和操作窗口,比如考慮在覆銅板生產的浸膠環節和壓合環節樹脂的反應性和流變特性。
2)研發實現壁壘:在硬件方面,要求配置全套合成實驗及分析測試設備,對新產品在純度、分子量等方面的化學特性進行表征分析;還需要擁有覆銅板應用實驗及測試設備,以評估新產品在樹脂配方體系以及其制成的覆銅板樣板中的各項性能。在軟件方面,要求必須吸納多年電子行業從業經驗、高分子材料學背景的綜合性高端人才。
3)量產實現壁壘:在中試階段,樹脂類別的迭代伴隨工藝流程和生產設備的全新設計,試產后反復修改產線設備、優化工藝流程,直到達到品質穩定、目標收率后方能進行批量生產的產線設計。整個量產實現的過程需要較長時間持續優化。
(2)客戶認證壁壘
1)客戶認證嚴苛、認證周期較長:作為覆銅板行業的重要基材,電子樹脂的配方微調都可能會對覆銅板性能產生重大影響,因此下游客戶對電子樹脂供應商的認證非常嚴格,覆銅板客戶的認證周期通常需要 3-6 個月,涉及到終端設備商認證的材料通常需要 1-2 年。在通過認證后,客戶通常還要通過小批量試產對供應商產品的穩定性與服務能力進行審慎評價,部分客戶通過至少 1-2 年小批量驗證后才會大批量使用。
2)客戶不輕易更換供應商:出于對產品質量穩定性、轉換成本等方面的綜合考慮,下游客戶一般不會輕易更換供應商。因此客戶認證,特別是大客戶認證對新進入的企業設置了較高的準入門檻。
(3)資質壁壘
生產方面,覆銅板用環氧樹脂、酚醛樹脂及苯并噁嗪樹脂等樹脂產品因自身通常含有溶劑屬于危險化學品,根據法律法規要求,相關生產企業必須取得危險化學品登記證、安全生產許可證等諸多資質許可,而取得上述資質的難度較大、時間較長。研發方面,企業需要具備高規格的研發中心、匹配全套覆銅板應用評估測試能力等硬件條件以及配備高素質合成和應用開發人才等軟件條件。因此,電子樹脂行業存在較為明顯的資質壁壘。
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