PCB产业蓬勃发展,利好PCB专用化学品行业
PCB专用电子化学品系PCB生产制作中的必备原材料,PCB的生产制造过程中的前处理、蚀刻、棕化、化学沉铜、图形电镀、化学镍金、化学沉银、化学沉锡等众多关键工序均需要使用大量相关PCB专用电子化学品。
据统计,2022年全球PCB产值达到817亿美元。PCB行业主要受到云计算、物联网、5G通信、工业4.0等行业的拉动,当前全球PCB市场保持温和增长。
资料来源:观研天下数据中心整理
PCB 广泛应用于通信设备、计算机等领域,2022年上述两领域消费占比分别为33.2%、28.7%。随着5G 通信、云计算、大数据、人工智能、电动汽车等新技术、新应用出现,PCB 的需求也在增加。
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我国PCB化学品行业生产技术与国外仍有一定差距
印制电路板作为电子产品的关键电子互连件,使得各种电子元器组件通过电路进行连接,起到导通和传输的作用。电子产品的可靠性很大程度上依赖于印制电路板的制造品质,因此印制电路板被称作“电子产品之母”。PCB 制造涉及流程、工序较多,在多个工艺环节需要使用电子化学品。为了提高 PCB 的性能,需要对生产工艺和搭配的化学品进行改进,因此高质量的 PCB 专用电子化学品是制造高端 PCB的保障。
国内 PCB 专用电子化学品行业起步较晚,国内企业起初主要通过技术难度较低的洗槽剂、消泡剂、蚀刻、剥膜、褪锡等产品进入市场,后续逐步开发棕化、沉铜、电镀、化学镍金等重要工艺所用的专用电子化学品。在普通的双面板和多层板专用电子化学品方面,国内厂商占有一定的市场份额。对于高频高速板、HDI、软硬结合板、类载板、半导体测试板、载板等高端 PCB 使用的专用电子化学品,国内整体的技术水平相比国际先进水平还有一定差距。
由于PCB 专用电子化学品的性能高低能够在一定程度上决定 PCB 产品在集成性、导通性、信号传输等特性和功能上的优劣,因此高端 PCB 厂商对于 PCB 专用电子化学品供应的选择较为谨慎,因此高端 PCB 专用电子化学品长时间被欧美、日本等地区品牌所占领。
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近几年来我国PCB专用电子化学品企业加大对研发的投入,建立研发中心,同时招聘高水平技术人才,生产技术水平得到了有效地提升,涌现了一批具有独立研发、创造能力的企业,包括广东光华科技股份有限公司、广东天承科技股份有限公司、深圳市正天伟科技有限公司、深圳市贝加电子材料有限公司、江西博泉化学有限公司等企业,在核心制程沉铜、电镀等上也开发出了相关产品,并得到众多PCB厂商的应用,与此同时我国PCB专用化学品产值逐步提升。2022年我国PCB专用化学品产值规模达到129亿元。
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根据观研报告网发布的《中国PCB电子专用化学品行业发展现状分析与投资前景研究报告(2023-2030年)》显示,PCB 制造过程复杂,工序繁多,涉及专用电子化学品使用的主要制程涵盖孔金属化、电镀、表面处理等,其中表面处理还可划分为线路图形、铜面处理、最终表面处理等制程,上述制程涉及的主要专用电子化学品、技术水平及特点、主要供应商情况如下:
行业技术水平及特点
PCB工艺 |
主要的专用电子化学品 |
技术水平及特点 |
供应商情况 |
线路图形 |
显影液、蚀刻液、光阻去除剂、消泡剂等 |
除类载板和载板用药水外,技术难度较低,内资厂商已经全面实现技术突破。类载板和载板由于线路很精细,对药水的处理能力比如蚀刻系数有很高的要求,技术难度较高 |
非类载板和载板用药水,主要以国内供应商为主;类载板和载板用药水以外资厂商为主 |
闪蚀刻专用化学品 |
仅应用于类载板和载板,技术难度较高,要求添加剂在蚀刻时满足流体中异相吸附的要求,稳定双氧水浓度,能对蚀刻有加速效应,对不同晶格的铜没有选择效应等 |
外资厂商主导,以 JCU、韩国纳勒电子、麦德美乐思、安美特等为主 |
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铜面处理 |
酸性微蚀液 |
技术难度较低,主要为基础原物料 |
以国内原物料供应商为主 |
超粗化专用化学品、中粗化专用化学品、碱性微蚀液、有机键合剂等 |
技术难度中等,药水通过改变铜表面形貌或化学成分以增强与有机料的结合力,实现特定范围的铜面粗糙度,以满足铜面和干膜的结合力要求,同时需要满足不同工艺或不同 PCB 特定的技术要求,比如 HDI、类载板细线路的加工要求、通讯板对信号完整度的要求等 |
内外资厂商均有,其中类载板和载板应用以外资厂商为主,外资厂商包括MEC、安美特、麦德美乐思等,内资厂商包括板明科技、天承科技、光华科技等 |
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孔金属化 |
垂直沉铜专用化学品 |
非载板用的垂直沉铜专用电子化学品技术难度中等,采用胶体钯工艺和 EDTA 化学铜体系,因槽液负载较大,反应活性好,对溶液浓度控制要求相对宽松 |
内外资厂商均有,外资厂商包括陶氏杜邦、麦德美乐思等,内资厂商包括贝加电子、深圳市正天伟科技有限公司等 |
载板沉铜专用化学品 |
载板采用 SAP 的制造工艺,使用的垂直沉铜专用化学品技术难度很高。为了制备细线路和降低信号传输趋肤效应,载板需要选择低粗糙度的基材,比如需要在 ABF 上形成化学铜层,要求专用电子化学品结合力和可靠性非常高。同时因为流程设计需要沉积更厚的化学铜层,需要采用离子钯活化和低应力化学铜技术 |
外资厂商主导,以日本上村工业株式会社、安美特为主 |
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水平沉铜专用化学品 |
目前主流的沉铜工艺,技术难度较高,主要采用离子钯和中速低应力化学铜技术,不同的 PCB类型对化学沉铜可靠性要求不一样,需要根据材料类型,板子应用类型和设计结构选择合适的配方和应用参数以满足要求 |
外资厂商主导,特别是在高端应用市场上以安美特为主,国内供应商中天承科技正在打破外资垄断地位 |
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黑孔黑影专用化学品、高分子导电膜专用化学品 |
技术难度中等,但是对前工序控制要求较高(钻孔粗糙度等)。目前主要应用于普通的单双面板、多层板以及软板 |
以麦德美乐思、安美特为主 |
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电镀工艺 |
直流通孔电镀专用化学品、脉冲通孔电镀专用化学品等 |
技术难度中等,需要根据生产板的板厚度、孔径大小、使用电流密度等因素搭配不同的电镀添加剂 |
应用于普通 PCB 的产品国产化程度较高,应用于高端 PCB 的产品以麦德美乐思、安美特、陶氏杜邦为主 |
不溶性阳极直流电镀填孔专用化学品、不溶性阳极水平脉冲电镀填孔专用化学品等 |
采用不溶性阳极电镀技术,技术难度较高,主要应用于高端 HDI、类载板、载板生产,需要满足盲孔的填孔需求以及细小线路面镀铜要求 |
外资厂商主导,不溶性阳极直流电镀填孔产品以JCU、陶氏杜邦、安美特、麦德美乐思为主;不溶性阳极水平脉冲电镀填孔产品以安美特为主 |
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电镀锡专用化学品 |
技术难度中等,要求电镀锡的镀层均匀,致密,没有缝隙,且深镀能力好,防止蚀刻流程中铜线路被碱性蚀刻溶液腐蚀攻击 |
内外资厂商均有,主要包括陶氏杜邦、安美特、贝加电子、天承科技等 |
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最 终 表 面 处理 |
OSP(有机预焊保护剂)、化学锡专用化学品、化学镍金专用化学品、化学镍钯 金专用化学品、化学银专用化学品等 |
技术难度中等,需要控制各表面处理方式的厚度,以及最终表面的清洁度,以保护铜面不被氧化,保证客户端组装时良好的焊锡性 |
内外资厂商均有,主要包括日本上村工业株式会社、陶氏杜邦、安美特、麦德美乐思、光华科技、贝加电子、天承科技等多家供应商 |
资料来源:公开资料,观研天下数据中心整理
我国PCB化学品行业未来发展机遇分析
(1)中国大陆 PCB产能扩大促进 PCB专用电子化学品市场扩大
伴随 5G 通信、人工智能、云计算、智能穿戴、智能家居等技术的持续升级与应用的不断拓展,PCB 作为电子产品的关键电子互连件,下游应用行业的蓬勃发展带动 PCB 需求的持续增长。目前,中国大陆产出的 PCB 产品中仍有较多技术含量较低的产品,与欧美、日本、中国台湾地区相比仍存在一定的技术差距,因此内资 PCB 公司正在不断扩大高频高速板、HDI、软硬结合板、类载板、载板高端 PCB 的产能。随着中国大陆 PCB 企业在经营规模、技术能力、资金实力等方面的快速发展,未来高端 PCB 产能将进一步扩大,促进国内高端 PCB专用电子化学品市场扩大。
(2)中美贸易摩擦促使高端 PCB专用电子化学品国产化进程加快
2018 年以来中美之间贸易摩擦增多,美国将中国部分高科技企业纳入实体名单,并对部分产品加征关税。我国虽是电子工业制造大国,但是生产制造过程中的部分核心材料却长期依赖于进口。中美贸易摩擦促使国内企业提高对核心技术、产业链的自主可控的重视程度,加大研发力度,加快关键技术自主可控进程。国家提高对高新技术和战略性新兴产业发展的政策扶持力度,提高自主可控水平,避免关键领域受到“卡脖子”制约。由于 PCB 专用电子化学品领域具有较高的技术门槛,因此高端 PCB 制造使用的专用电子化学品长期被安美特、陶氏杜邦和 JCU 等国际巨头所垄断。受中美贸易摩擦等因素影响,国内高科技企业积极推动上游供应链核心原材料“国产化”,以实现“自主可控”,保障自身产业链安全。国内企业转向国产核心原材料促使上游供应链企业加强技术研发,不断改革创新,加快国产化进程步伐,这也为国内 PCB 专用电子化学品企业提供了良好的发展机遇。随着国内 PCB专用电子化学品企业的产品和技术的日趋成熟,未来国产化进程的步伐将进一步加快,产品具备技术先进性的国内优势企业迎来了快速发展机遇。
(3)通信技术推动电子产业持续发展
自 2019 年 6 月 6 日 5G 牌照发放以来,我国 5G 建设取得积极进展,网络建设速度和规模超出预期。据工信部统计,截至 2022 年 6 月底,我国已建成超170 万个 5G 基站。由于 5G 频率更高,基站的信号覆盖范围比 4G 基站覆盖范围更小,因此建设密度更大,并将建设大量配套的小基站。同时,5G 基站多采用高频/高速 PCB,天线/RRU/BBU 对 PCB 需求总量约为 4G 基站的 3-4 倍。同时 5G 通信将促进通信设备、手机和可穿戴设备等消费电子、汽车智能化、家电智能化领域的快速发展,推动电子产业持续发展,进而带动专用电子化学品需求的快速增长。5G 通信需要用到的 PCB通常为高频、高速的多层板、HDI、多层柔性电路板等,高端专用电子化学品的需求预计将进一步扩大。
(4)清洁生产将成为行业技术发展的重要方向
近年来,国家对环境保护的要求不断提升,对 PCB 行业的环保要求也不断增加。为了实现产业结构调整和转型升级,国家对工艺技术落后、不符合行业准入条件的处理工艺和产品予以限制,对不符合有关法律法规规定、不具备安全生产条件、严重浪费资源、污染环境的工艺和产品予以淘汰。2020 年国家生态环境部发布《电子工业水污染物排放标准》,明确水污染物排放限值并规定“印刷电路板生产含总铅、总镉、总铬、六价铬、总砷、总镍、总银中任一污染物的污水,实行分类归集、专管专送和分质集中预处理”。PCB 生产过程中的废水污染物主要来源于专用电子化学品,因此不含上述元素,可以减少废水的药水配方技术成为 PCB 专用电子化学品企业的研发重点,清洁生产成为行业技术发展的重要方向。(qmm)
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