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国金大化工陈屹|松下“马九”覆铜板性能再上台阶,引领电子树脂材料升级换代

2025-09-15 07:33

(来源:国金证券研究所)

摘要

  松下“马九”覆铜板介电性能再上台阶,将推动高频高速树脂材料再次升级。覆铜板龙头企业松下工业在其官网上透露了第9代覆铜板MEGTRON9的部分性能数据,M9覆铜板的电路损耗较M8覆铜板有着明显的下降,同时这一性能差距在高频电信号的环境下被进一步放大更加明显。M9覆铜板在高频性能上较M8覆铜板有着非常高的提升,即将引领新的高速带宽革命,单通道接口速度可以上升到224Gbps。M9系列覆铜板的Df值较M8系列更低,意味着原本使用较多的PPO/PPE高频高速树脂更难以满足M9覆铜板的性能需求,介电性能的突破带动了上游树脂材料的进一步升级。M9覆铜板或将更多地使用碳氢树脂及特种碳氢树脂才能满足电性能的需求。

  电子级碳氢树脂国产化替代布局逐步进行。我国碳氢树脂行业起步较晚,本土企业与国际领先企业相比,在研发实力、规模化量产实力、产品性能等方面还有较大差距,国内布局碳氢树脂研发与生产领域的上市公司主要有东材科技世名科技等,其中东材科技已有3500吨/年电子级碳氢树脂产能在建,世名科技500吨级电子级碳氢树脂产能已经建成。

  新型特种碳氢树脂——苊烯树脂介电性能突出,并已实现国产化。苊烯树脂材料的Df值极低,能够达到0.0005-0.0006的等级,仅为M8及M8S系列覆铜板Df值的一半以下;Dk值也仅有2.54,低于M8覆铜板的Dk参数,电性能极为优异,是满足M9覆铜板电性能的理想树脂材料之一。截至目前,美联新材的子公司辉虹科技是全国首家且唯一能生产苊烯单体并将其应用到电子材料领域的企业,公司已有Ex电子材料年产能200吨,产品供给下游企业制作成覆铜板应用于“马八”级半导体产品;未来公司计划将单体聚合成苊烯树脂,以开发更多的下游客户。

  BCB碳氢树脂长期受美日技术封锁,国产化替代正在建设。BCB树脂作为一种新型的活性碳氢树脂,既可形成热塑性树脂,也可形成热固性树脂,具有优异的热稳定性、成型加工型、低介电常数、低吸水率和低膨胀系数等性能。国际上第一家将BCB类材料规模化生产的企业是美国陶氏公司,但价格昂贵,主要在特种芯片及军工制造领域使用;受技术封锁影响,我国BCB单体及树脂规模化生产及应用几乎处于空白的状态。目前,我国湖北迪赛鸿鼎高新材料有限公司一条千吨级超低介电损耗碳氢树脂(DSBCB)生产线的建设进入冲刺阶段,将于今年11月投产,将打破美国、日本企业对我国高端电子芯片封装材料的长期垄断。

  ASIC芯片在未来AI发展中是更具性价比的选择,同样需求高性能的高频高速树脂材料。ASIC芯片是在实际应用情景下是更优的选择,相比于顶级算力的GPU芯片,ASIC芯片成本更低且算力相当,在个别领域更加突出;而相比于成本相当的普通GPU芯片,ASIC芯片又有着更加出色的运算性能,是在特定领域最具有性价比的选择。而从芯片上游的材料角度来看,ASIC芯片与顶级GPU芯片相同,均需要最先进的树脂材料来满足性能上的需求;而ASIC与普通GPU相比,在相同成本的条件下可以选择性能更加突出的材料。

  东材科技在我国电子树脂领域的研发及产能布局均处于行业领先地位,拥有较多的自主知识产权,自主研发出碳氢树脂、活性酯树脂、特种环氧树脂等电子级树脂。建议关注东材科技等已有电子级碳氢树脂及介电性能突出的特种碳氢树脂布局的龙头上市公司。

风险提示

  原材料价格大幅波动,下游需求不及预期,中高端高频高速树脂研发不及预期,国产替代进程不及预期,下游技术迭代带来的产品迭代,下游客户突破不及预期等风险。

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目录

一、“马九”覆铜板性能再上台阶,引领高频高速树脂材料升级

1.1 松下M9覆铜板将引领新高频高速革命

1.2 新一代覆铜板带动树脂材料的升级

二、国产碳氢树脂着手布局,苊烯树脂性能优异

2.1电子级碳氢树脂国产化替代正在进行

2.2 新型特种碳氢树脂——苊烯树脂

2.3 其他碳氢树脂——苯并环丁烯(BCB)树脂

三、ASIC芯片在未来AI发展中是更具性价比的选择

五、风险提示

正文

一、“马九”覆铜板性能再上台阶,引领高频高速树脂材料升级

1.1 松下M9覆铜板将引领新高频高速革命

  近些年伴随着AI芯片的快速发展,上游设备及材料的更新换代的速度也随之明显加快。今年1月,PCB上游覆铜板龙头企业松下工业(Panasonic Industry)在其官网上透露了其第九代覆铜板MEGTRON9的部分性能数据。相比于M8覆铜板,M9覆铜板的电性能进一步提升:在相同频率的电信号下,M9覆铜板的S21参数相比于M8覆铜板的要更高。S21参数是散射参数中的一种,常用于描述微波和射频电路中信号的传输特性;定义为输出端口2的复电压波与输入端口1的复电压波的比值,即描述电信号从端口1传输到端口2的效率和特性。因此S21参数可以用来描述电路的传输损耗,S21参数的值越小,表示电信号在传输过程中的损耗越大。

  从松下发布的性能数据图来看,M9覆铜板的电路损耗要明显低于M8覆铜板,同时这一现象在高频电信号的条件下更为明显:电路信号频率越高,M8的损耗相比于M9就更加明显,二者性能差异被进一步放大。由此可见M9覆铜板在高频性能上较M8覆铜板有着非常高的提升,M9覆铜板即将引领新的高速带宽革命,单通道接口速度可以上升到224Gbps。

1.2 新一代覆铜板带动树脂材料的升级

  在我们之前发布的一篇深度报告《AI系列深度(三):超级芯片推动AI赋能预想,刺激高频高速树脂材料需求》中提到,M8及M8S系列覆铜板的介电损耗因子Df仅有0.0012-0.0016之间,从M9的部分性能数据可以推断,M9系列覆铜板的Df值较M8系列更低,这就意味着原本使用较多的PPO/PPE高频高速树脂更难以满足M9覆铜板的性能需求,介电性能的突破带动了上游树脂材料的进一步升级。参考M8介电损耗因子性能参数,主体PPO树脂参杂PCH/ODV树脂可以满足电性能的需求,但是M9覆铜板或将更多地使用碳氢树脂及特种碳氢树脂才能满足电性能的需求。展望未来覆铜板树脂材料的升级换代,M10级别的覆铜板或将使用介电性能更高、技术难度更大的电子级PTFE树脂,或是碳氢树脂、PTFE等高性能树脂的综合使用方案。

二、国产碳氢树脂着手布局,苊烯树脂性能优异

2.1电子级碳氢树脂国产化替代正在进行

  在深度报告《AI系列深度(三):超级芯片推动AI赋能预想,刺激高频高速树脂材料需求》中也有提到:当前全球电子级碳氢树脂主要由研发实力较强的美、日企业占据主导地位,例如美国的Sartmomar、CrayValley,日本的旭化成、三菱瓦斯化学等。我国碳氢树脂行业起步较晚,本土企业与国际领先企业相比,在研发实力、规模化量产实力、产品性能等方面还有较大差距,国内布局碳氢树脂研发与生产领域的上市公司主要有东材科技、世名科技等,其中东材科技已有3500吨/年电子级碳氢树脂产能在建,世名科技500吨级电子级碳氢树脂产能已经建成。

2.2 新型特种碳氢树脂——苊烯树脂

  苊烯树脂(Ex树脂)是一种基于苊烯单体构成的高分子聚合物,属于碳氢树脂材料。苊烯分子结构中既包含了萘环的刚性稠环结构,也包括了烯烃的活性双键,可通过改性优化实现超低介电损耗Df和高耐热性,既可满足介电性能需求,同时较高的玻璃化转变温度可以满足高阶封装需求。

  根据美联新材公示的投资者关系活动记录,Ex树脂材料的Df值极低,能够达到0.0005-0.0006的等级,仅为M8及M8S系列覆铜板Df值的一半以下;Dk值也仅有2.54,低于M8覆铜板的Dk参数,电性能极为优异,是满足M9覆铜板电性能的理想树脂材料之一。此外,Ex树脂材料加工性能好,可堆叠到40层,具有阻燃性、耐高温、无卤素环保等有优点。

2.3 其他碳氢树脂——苯并环丁烯(BCB)树脂

  BCB树脂作为一种新型的活性碳氢树脂,既可形成热塑性树脂,也可形成热固性树脂,具有优异的热稳定性、成型加工型、低介电常数、低吸水率和低膨胀系数等性能。根据文献数据,BCB树脂的热性能优异,具有良好的耐热稳定性,400℃以下无明显的热失重,Tg和T5d分别达到232℃和433℃;同时BCB树脂的也具有良好的电绝缘性能和优异的介电性能,介电常数Dk和介电损耗因子分别达到了2.58和0.0027。从性能数据上来看,BCB树脂的性能十分优越,非常适合用于高性能低介电覆铜板中的封装树脂材料。

  国际上第一家将BCB类材料规模化生产的企业是美国陶氏公司,但陶氏公司的BCB类树脂材料价格昂贵,主要在特种芯片及军工制造领域使用。除陶氏公司外,生产高端电子封装材料的还有日本化药、三菱化学、旭化成、日铁化学等公司,我国在高端材料领域一直在加速研发赶超。受技术封锁影响,我国BCB单体及树脂规模化生产及应用几乎处于空白的状态。

  目前,我国湖北迪赛鸿鼎高新材料有限公司一条千吨级超低介电损耗碳氢树脂(DSBCB)生产线的建设进入冲刺阶段,将于今年11月投产,将打破美国、日本企业对我国高端电子芯片封装材料的长期垄断。迪赛鸿鼎即将量产的DSBCB树脂是一种全新结构的纯碳氢树脂,不仅具有明显的成本优势和性能优势,超低介电损耗性能要远优于陶氏公司的同类产品,还拥有完全自主知识产权。迪赛鸿鼎生产的DSBCB树脂未来将用于高阶覆铜板制造、电子芯片封装、光刻胶、液晶显示等领域,具有广阔的应用前景。

三、ASIC芯片在未来AI发展中是更具性价比的选择

  ASIC(Application-Specific Integrated Circuit,专用集成电路)是一种专为特定某个功能设计的定制芯片,可以因使用者的需求特别做对应功能的开发,常用于AI模型训练/推论等。与通用处理器GPU不同,ASIC在硬件层面就被设计用于执行预定义的指令集,这种专一性带来了无与伦比的效能优势。从技术架构来看,ASIC包含数百万至数十亿个晶体管,组成针对特定任务的电路;其核心组件包括逻辑闸(执行AND、OR、NOT等基本计算)、内存模组(静态或动态内存)以及高速互连系统,这种专用设计使得ASIC在目标任务上的表现远超通用处理器。

ASIC芯片相比于GPU的技术优势主要体现在以下四个方面:

  ①极致的运算效能:以比特币挖矿为例,最新的Bitman Antminer S21 XP Hydro能够达到473TH/S的算力,功耗仅为5676W,效率高达12J/TH。这种效能是任何通用处理器都无法企及的。

  ②卓越的功耗效率:相较于执行相同任务的通用处理器,ASIC的功耗可降低70%以上。在AI推理场景中,Google TPU v5的单位计算成本比通用GPU降低了70%,Amazon Trainium 3的耗电量更是仅为通用GPU的三分之一。

  ③成本优势:虽然ASIC的初期开发成本高昂(7nm制程的设计成本约5000万美元),但在大规模生产后边际成本大幅下降。Google TPU v4的出货量从10万增至100万时,单价从3800美元降至1200美元,降幅达70%。

  ④小型化优势:由于专用设计,ASIC能在更小的芯片面积内实现更高的运算密度,这对于空间受限的应用场景尤为重要。

  从上述的总结我们可以看到,GPU和ASIC的优缺点都很明显:GPU胜在通用,能运行许多算法,且英伟达GPU在性能和处理速度都处于全球领先地位,但是缺点在于通用的GPU在算力和功耗上会有一定浪费,而且顶级性能的GPU的成本偏高。ASIC相对专用,针对特定算法的设计使算力和功耗表现可能更优,相同性能的条件下ASIC成本更低。

  因此我们认为ASIC芯片是在实际应用情景下是更优的选择,相比于顶级算力的GPU芯片,ASIC芯片成本更低且算力相当,在个别领域更加突出;而相比于成本相当的普通GPU芯片,ASIC芯片又有着更加出色的运算性能,是在特定领域最具有性价比的选择。而从芯片上游的材料角度来看,ASIC芯片与顶级GPU芯片相同,对于高频高速覆铜板和高频高速树脂的需求都是介电性能优异的配件与材料,均需要最先进的材料来满足性能上的需求;而ASIC与普通GPU相比,在相同成本的条件下可以选择性能更加突出的上游材料。ASIC芯片是综合考量下最具有性价比的选择,因此相比于顶级的GPU芯片,ASIC可能具有更多的应用场景;因此IDC预测,2024-2026年间,AI推理场景中ASIC的占比将从15%增长至40%,最终可能占据80%的AI推理市场。

4.1 美联新材

  美联新材是一家覆盖高分子材料、精细化工与新能源业务的公司。高分子材料业务主要从事色母粒等高分子复合着色材料的研发、生产、销售和技术服务;精细化工业务包括氰化钠、三聚氯氰和染料、颜料及中间体等精细化工产品及氢气等衍生产品;新能源业务包括用于锂电池、钠电池和半固态电池等的湿法隔膜以及普鲁士蓝/白钠离子电池正极材料。

  公司孙公司辉虹科技生产的Ex电子材料是新一代的高传输率电子材料,数据传输速度更快,信号损耗更低,是生产高端覆铜板的重要新材料,主要应用于高频覆铜板的电绝缘层。该项目于2019年开始启动,因半导体材料验证周期长,导致2024年7月份才实现第一单订单。目前公司已有Ex电子材料年产能200吨,产品供给下游企业制作成覆铜板应用于“马八”级半导体产品。截至目前,辉虹科技是全国首家且唯一能生产苊烯单体并将其应用到电子材料领域的企业,未来公司计划将单体聚合成苊烯树脂,以开发更多的下游客户;同时公司计划将Ex电子材料产能扩大到500吨/年。

4.2 东材科技

  四川东材科技集团股份有限公司成立于1994年,2011年在上海主板上市。公司主要从事化工新材料的研发、制造和销售,以新型绝缘材料为基础,重点发展光学膜材料、电子材料、环保阻燃材料等系列产品,可广泛应用于发电设备、特高压输变电、智能电网、新能源汽车、轨道交通、消费电子、光电显示、电工电器、通信网络等领域。

  公司目前的主营业务包括新能源材料、光学膜材料、电子材料、环保阻燃材料等,其中新能源材料主要生产晶硅太阳能电池背板基膜、特种环氧树脂等,光学膜材料为光学级聚酯基膜,电子材料为电子级树脂,环保阻燃材料为环保阻燃共聚型聚酯树脂。各个业务的毛利率水平均维持在较高水平。

  在电子树脂领域的研发及产能布局,公司处于国内行业领先地位。公司自主研发出碳氢树脂、马来酰亚胺树脂、活性酯树脂、苯并噁嗪树脂、特种环氧树脂等电子级树脂,与多家全球知名的覆铜板制造商建立了稳定的供货关系。在新型高频高速树脂方面,公司密切关注AI技术的发展趋势和变化,积极配合终端客户新一代服务器的迭代升级,于2024年8月21日公告投资7亿元建设“年产20000吨高速通信基板用电子材料项目”,其中包括5000吨电子级低介质损耗热固性聚苯醚(PPO)树脂、2000吨电子级非结晶型马来酰亚胺树脂、1500吨电子级结晶型马来酰亚胺树脂、4000吨电子级低介质损耗活性酯固化剂树脂、3500吨电子级碳氢树脂、4000吨电子级低介质损耗含磷阻燃树脂。

五、风险提示

  1、原材料价格大幅波动:原材料的价格上涨,相关化工材料公司的生产成本将相应增加,同时因产品价格调整幅度通常不及成本的变动幅度,相关公司毛利率将将下降,原材料价格大幅下降,相关公司的将有一定存货减值;

  2、需求不及预期:高频高速树脂下游产业与宏观经济形势存在较高关联度,宏观经济的波动将影响树脂行业需求,从而对公司的经营状况产生影响;

  3、中高端高频高速树脂研发不及预期:中高端高频高速树脂国产替代过程中面临研发和验证等环节,研发进程和验证进程可能不及预期;

  4、国产替代进程不及预期:算力芯片、化工原材料国产替代过程中面临诸多困难,国产替代进程可能不及预期。

  5、下游客户突破不及预期:高频高速树脂作为AI服务器产业链的上游,产品需要通过CCL、PCB、服务器厂商的多重产业链验证,下游客户突破难度较高存在一定风险。

  6、下游技术迭代带来的产品迭代:下游AI发展迅速,技术更迭进度加快,未来下游技术迭代可能会带来上游高频高速树脂产品迭代的风险。 

风险及免责提示:以上内容仅代表作者的个人立场和观点,不代表华盛的任何立场,华盛亦无法证实上述内容的真实性、准确性和原创性。投资者在做出任何投资决定前,应结合自身情况,考虑投资产品的风险。必要时,请咨询专业投资顾问的意见。华盛不提供任何投资建议,对此亦不做任何承诺和保证。