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2025-09-15 07:33
(來源:國金證券研究所)
摘要
松下「馬九」覆銅板介電性能再上臺階,將推動高頻高速樹脂材料再次升級。覆銅板龍頭企業松下工業在其官網上透露了第9代覆銅板MEGTRON9的部分性能數據,M9覆銅板的電路損耗較M8覆銅板有着明顯的下降,同時這一性能差距在高頻電信號的環境下被進一步放大更加明顯。M9覆銅板在高頻性能上較M8覆銅板有着非常高的提升,即將引領新的高速帶寬革命,單通道接口速度可以上升到224Gbps。M9系列覆銅板的Df值較M8系列更低,意味着原本使用較多的PPO/PPE高頻高速樹脂更難以滿足M9覆銅板的性能需求,介電性能的突破帶動了上游樹脂材料的進一步升級。M9覆銅板或將更多地使用碳氫樹脂及特種碳氫樹脂才能滿足電性能的需求。
電子級碳氫樹脂國產化替代佈局逐步進行。我國碳氫樹脂行業起步較晚,本土企業與國際領先企業相比,在研發實力、規模化量產實力、產品性能等方面還有較大差距,國內佈局碳氫樹脂研發與生產領域的上市公司主要有東材科技、世名科技等,其中東材科技已有3500噸/年電子級碳氫樹脂產能在建,世名科技500噸級電子級碳氫樹脂產能已經建成。
新型特種碳氫樹脂——苊烯樹脂介電性能突出,並已實現國產化。苊烯樹脂材料的Df值極低,能夠達到0.0005-0.0006的等級,僅為M8及M8S系列覆銅板Df值的一半以下;Dk值也僅有2.54,低於M8覆銅板的Dk參數,電性能極為優異,是滿足M9覆銅板電性能的理想樹脂材料之一。截至目前,美聯新材的子公司輝虹科技是全國首家且唯一能生產苊烯單體並將其應用到電子材料領域的企業,公司已有Ex電子材料年產能200噸,產品供給下游企業製作成覆銅板應用於「馬八」級半導體產品;未來公司計劃將單體聚合成苊烯樹脂,以開發更多的下游客户。
BCB碳氫樹脂長期受美日技術封鎖,國產化替代正在建設。BCB樹脂作為一種新型的活性碳氫樹脂,既可形成熱塑性樹脂,也可形成熱固性樹脂,具有優異的熱穩定性、成型加工型、低介電常數、低吸水率和低膨脹係數等性能。國際上第一家將BCB類材料規模化生產的企業是美國陶氏公司,但價格昂貴,主要在特種芯片及軍工製造領域使用;受技術封鎖影響,我國BCB單體及樹脂規模化生產及應用幾乎處於空白的狀態。目前,我國湖北迪賽鴻鼎高新材料有限公司一條千噸級超低介電損耗碳氫樹脂(DSBCB)生產線的建設進入衝刺階段,將於今年11月投產,將打破美國、日本企業對我國高端電子芯片封裝材料的長期壟斷。
ASIC芯片在未來AI發展中是更具性價比的選擇,同樣需求高性能的高頻高速樹脂材料。ASIC芯片是在實際應用情景下是更優的選擇,相比於頂級算力的GPU芯片,ASIC芯片成本更低且算力相當,在個別領域更加突出;而相比於成本相當的普通GPU芯片,ASIC芯片又有着更加出色的運算性能,是在特定領域最具有性價比的選擇。而從芯片上游的材料角度來看,ASIC芯片與頂級GPU芯片相同,均需要最先進的樹脂材料來滿足性能上的需求;而ASIC與普通GPU相比,在相同成本的條件下可以選擇性能更加突出的材料。
東材科技在我國電子樹脂領域的研發及產能佈局均處於行業領先地位,擁有較多的自主知識產權,自主研發出碳氫樹脂、活性酯樹脂、特種環氧樹脂等電子級樹脂。建議關注東材科技等已有電子級碳氫樹脂及介電性能突出的特種碳氫樹脂佈局的龍頭上市公司。
風險提示
原材料價格大幅波動,下游需求不及預期,中高端高頻高速樹脂研發不及預期,國產替代進程不及預期,下游技術迭代帶來的產品迭代,下游客户突破不及預期等風險。
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目錄
一、「馬九」覆銅板性能再上臺階,引領高頻高速樹脂材料升級
1.1 松下M9覆銅板將引領新高頻高速革命
1.2 新一代覆銅板帶動樹脂材料的升級
二、國產碳氫樹脂着手佈局,苊烯樹脂性能優異
2.1電子級碳氫樹脂國產化替代正在進行
2.2 新型特種碳氫樹脂——苊烯樹脂
2.3 其他碳氫樹脂——苯並環丁烯(BCB)樹脂
三、ASIC芯片在未來AI發展中是更具性價比的選擇
五、風險提示
正文
一、「馬九」覆銅板性能再上臺階,引領高頻高速樹脂材料升級
1.1 松下M9覆銅板將引領新高頻高速革命
近些年伴隨着AI芯片的快速發展,上游設備及材料的更新換代的速度也隨之明顯加快。今年1月,PCB上游覆銅板龍頭企業松下工業(Panasonic Industry)在其官網上透露了其第九代覆銅板MEGTRON9的部分性能數據。相比於M8覆銅板,M9覆銅板的電性能進一步提升:在相同頻率的電信號下,M9覆銅板的S21參數相比於M8覆銅板的要更高。S21參數是散射參數中的一種,常用於描述微波和射頻電路中信號的傳輸特性;定義為輸出端口2的覆電壓波與輸入端口1的覆電壓波的比值,即描述電信號從端口1傳輸到端口2的效率和特性。因此S21參數可以用來描述電路的傳輸損耗,S21參數的值越小,表示電信號在傳輸過程中的損耗越大。
從松下發佈的性能數據圖來看,M9覆銅板的電路損耗要明顯低於M8覆銅板,同時這一現象在高頻電信號的條件下更為明顯:電路信號頻率越高,M8的損耗相比於M9就更加明顯,二者性能差異被進一步放大。由此可見M9覆銅板在高頻性能上較M8覆銅板有着非常高的提升,M9覆銅板即將引領新的高速帶寬革命,單通道接口速度可以上升到224Gbps。
1.2 新一代覆銅板帶動樹脂材料的升級
在我們之前發佈的一篇深度報告《AI系列深度(三):超級芯片推動AI賦能預想,刺激高頻高速樹脂材料需求》中提到,M8及M8S系列覆銅板的介電損耗因子Df僅有0.0012-0.0016之間,從M9的部分性能數據可以推斷,M9系列覆銅板的Df值較M8系列更低,這就意味着原本使用較多的PPO/PPE高頻高速樹脂更難以滿足M9覆銅板的性能需求,介電性能的突破帶動了上游樹脂材料的進一步升級。參考M8介電損耗因子性能參數,主體PPO樹脂參雜PCH/ODV樹脂可以滿足電性能的需求,但是M9覆銅板或將更多地使用碳氫樹脂及特種碳氫樹脂才能滿足電性能的需求。展望未來覆銅板樹脂材料的升級換代,M10級別的覆銅板或將使用介電性能更高、技術難度更大的電子級PTFE樹脂,或是碳氫樹脂、PTFE等高性能樹脂的綜合使用方案。
二、國產碳氫樹脂着手佈局,苊烯樹脂性能優異
2.1電子級碳氫樹脂國產化替代正在進行
在深度報告《AI系列深度(三):超級芯片推動AI賦能預想,刺激高頻高速樹脂材料需求》中也有提到:當前全球電子級碳氫樹脂主要由研發實力較強的美、日企業佔據主導地位,例如美國的Sartmomar、CrayValley,日本的旭化成、三菱瓦斯化學等。我國碳氫樹脂行業起步較晚,本土企業與國際領先企業相比,在研發實力、規模化量產實力、產品性能等方面還有較大差距,國內佈局碳氫樹脂研發與生產領域的上市公司主要有東材科技、世名科技等,其中東材科技已有3500噸/年電子級碳氫樹脂產能在建,世名科技500噸級電子級碳氫樹脂產能已經建成。
2.2 新型特種碳氫樹脂——苊烯樹脂
苊烯樹脂(Ex樹脂)是一種基於苊烯單體構成的高分子聚合物,屬於碳氫樹脂材料。苊烯分子結構中既包含了萘環的剛性稠環結構,也包括了烯烴的活性雙鍵,可通過改性優化實現超低介電損耗Df和高耐熱性,既可滿足介電性能需求,同時較高的玻璃化轉變温度可以滿足高階封裝需求。
根據美聯新材公示的投資者關係活動記錄,Ex樹脂材料的Df值極低,能夠達到0.0005-0.0006的等級,僅為M8及M8S系列覆銅板Df值的一半以下;Dk值也僅有2.54,低於M8覆銅板的Dk參數,電性能極為優異,是滿足M9覆銅板電性能的理想樹脂材料之一。此外,Ex樹脂材料加工性能好,可堆疊到40層,具有阻燃性、耐高温、無鹵素環保等有優點。
2.3 其他碳氫樹脂——苯並環丁烯(BCB)樹脂
BCB樹脂作為一種新型的活性碳氫樹脂,既可形成熱塑性樹脂,也可形成熱固性樹脂,具有優異的熱穩定性、成型加工型、低介電常數、低吸水率和低膨脹係數等性能。根據文獻數據,BCB樹脂的熱性能優異,具有良好的耐熱穩定性,400℃以下無明顯的熱失重,Tg和T5d分別達到232℃和433℃;同時BCB樹脂的也具有良好的電絕緣性能和優異的介電性能,介電常數Dk和介電損耗因子分別達到了2.58和0.0027。從性能數據上來看,BCB樹脂的性能十分優越,非常適合用於高性能低介電覆銅板中的封裝樹脂材料。
國際上第一家將BCB類材料規模化生產的企業是美國陶氏公司,但陶氏公司的BCB類樹脂材料價格昂貴,主要在特種芯片及軍工製造領域使用。除陶氏公司外,生產高端電子封裝材料的還有日本化藥、三菱化學、旭化成、日鐵化學等公司,我國在高端材料領域一直在加速研發趕超。受技術封鎖影響,我國BCB單體及樹脂規模化生產及應用幾乎處於空白的狀態。
目前,我國湖北迪賽鴻鼎高新材料有限公司一條千噸級超低介電損耗碳氫樹脂(DSBCB)生產線的建設進入衝刺階段,將於今年11月投產,將打破美國、日本企業對我國高端電子芯片封裝材料的長期壟斷。迪賽鴻鼎即將量產的DSBCB樹脂是一種全新結構的純碳氫樹脂,不僅具有明顯的成本優勢和性能優勢,超低介電損耗性能要遠優於陶氏公司的同類產品,還擁有完全自主知識產權。迪賽鴻鼎生產的DSBCB樹脂未來將用於高階覆銅板製造、電子芯片封裝、光刻膠、液晶顯示等領域,具有廣闊的應用前景。
三、ASIC芯片在未來AI發展中是更具性價比的選擇
ASIC(Application-Specific Integrated Circuit,專用集成電路)是一種專為特定某個功能設計的定製芯片,可以因使用者的需求特別做對應功能的開發,常用於AI模型訓練/推論等。與通用處理器GPU不同,ASIC在硬件層面就被設計用於執行預定義的指令集,這種專一性帶來了無與倫比的效能優勢。從技術架構來看,ASIC包含數百萬至數十億個晶體管,組成針對特定任務的電路;其核心組件包括邏輯閘(執行AND、OR、NOT等基本計算)、內存模組(靜態或動態內存)以及高速互連繫統,這種專用設計使得ASIC在目標任務上的表現遠超通用處理器。
ASIC芯片相比於GPU的技術優勢主要體現在以下四個方面:
①極致的運算效能:以比特幣挖礦為例,最新的Bitman Antminer S21 XP Hydro能夠達到473TH/S的算力,功耗僅為5676W,效率高達12J/TH。這種效能是任何通用處理器都無法企及的。
②卓越的功耗效率:相較於執行相同任務的通用處理器,ASIC的功耗可降低70%以上。在AI推理場景中,Google TPU v5的單位計算成本比通用GPU降低了70%,Amazon Trainium 3的耗電量更是僅為通用GPU的三分之一。
③成本優勢:雖然ASIC的初期開發成本高昂(7nm製程的設計成本約5000萬美元),但在大規模生產后邊際成本大幅下降。Google TPU v4的出貨量從10萬增至100萬時,單價從3800美元降至1200美元,降幅達70%。
④小型化優勢:由於專用設計,ASIC能在更小的芯片面積內實現更高的運算密度,這對於空間受限的應用場景尤為重要。
從上述的總結我們可以看到,GPU和ASIC的優缺點都很明顯:GPU勝在通用,能運行許多算法,且英偉達GPU在性能和處理速度都處於全球領先地位,但是缺點在於通用的GPU在算力和功耗上會有一定浪費,而且頂級性能的GPU的成本偏高。ASIC相對專用,針對特定算法的設計使算力和功耗表現可能更優,相同性能的條件下ASIC成本更低。
因此我們認為ASIC芯片是在實際應用情景下是更優的選擇,相比於頂級算力的GPU芯片,ASIC芯片成本更低且算力相當,在個別領域更加突出;而相比於成本相當的普通GPU芯片,ASIC芯片又有着更加出色的運算性能,是在特定領域最具有性價比的選擇。而從芯片上游的材料角度來看,ASIC芯片與頂級GPU芯片相同,對於高頻高速覆銅板和高頻高速樹脂的需求都是介電性能優異的配件與材料,均需要最先進的材料來滿足性能上的需求;而ASIC與普通GPU相比,在相同成本的條件下可以選擇性能更加突出的上游材料。ASIC芯片是綜合考量下最具有性價比的選擇,因此相比於頂級的GPU芯片,ASIC可能具有更多的應用場景;因此IDC預測,2024-2026年間,AI推理場景中ASIC的佔比將從15%增長至40%,最終可能佔據80%的AI推理市場。
4.1 美聯新材
美聯新材是一家覆蓋高分子材料、精細化工與新能源業務的公司。高分子材料業務主要從事色母粒等高分子複合着色材料的研發、生產、銷售和技術服務;精細化工業務包括氰化鈉、三聚氯氰和染料、顏料及中間體等精細化工產品及氫氣等衍生產品;新能源業務包括用於鋰電池、鈉電池和半固態電池等的濕法隔膜以及普魯士藍/白鈉離子電池正極材料。
公司孫公司輝虹科技生產的Ex電子材料是新一代的高傳輸率電子材料,數據傳輸速度更快,信號損耗更低,是生產高端覆銅板的重要新材料,主要應用於高頻覆銅板的電絕緣層。該項目於2019年開始啟動,因半導體材料驗證周期長,導致2024年7月份才實現第一單訂單。目前公司已有Ex電子材料年產能200噸,產品供給下游企業製作成覆銅板應用於「馬八」級半導體產品。截至目前,輝虹科技是全國首家且唯一能生產苊烯單體並將其應用到電子材料領域的企業,未來公司計劃將單體聚合成苊烯樹脂,以開發更多的下游客户;同時公司計劃將Ex電子材料產能擴大到500噸/年。
4.2 東材科技
四川東材科技集團股份有限公司成立於1994年,2011年在上海主板上市。公司主要從事化工新材料的研發、製造和銷售,以新型絕緣材料為基礎,重點發展光學膜材料、電子材料、環保阻燃材料等系列產品,可廣泛應用於發電設備、特高壓輸變電、智能電網、新能源汽車、軌道交通、消費電子、光電顯示、電工電器、通信網絡等領域。
公司目前的主營業務包括新能源材料、光學膜材料、電子材料、環保阻燃材料等,其中新能源材料主要生產晶硅太陽能電池背板基膜、特種環氧樹脂等,光學膜材料為光學級聚酯基膜,電子材料為電子級樹脂,環保阻燃材料為環保阻燃共聚型聚酯樹脂。各個業務的毛利率水平均維持在較高水平。
在電子樹脂領域的研發及產能佈局,公司處於國內行業領先地位。公司自主研發出碳氫樹脂、馬來酰亞胺樹脂、活性酯樹脂、苯並噁嗪樹脂、特種環氧樹脂等電子級樹脂,與多家全球知名的覆銅板製造商建立了穩定的供貨關係。在新型高頻高速樹脂方面,公司密切關注AI技術的發展趨勢和變化,積極配合終端客户新一代服務器的迭代升級,於2024年8月21日公告投資7億元建設「年產20000噸高速通信基板用電子材料項目」,其中包括5000噸電子級低介質損耗熱固性聚苯醚(PPO)樹脂、2000噸電子級非結晶型馬來酰亞胺樹脂、1500噸電子級結晶型馬來酰亞胺樹脂、4000噸電子級低介質損耗活性酯固化劑樹脂、3500噸電子級碳氫樹脂、4000噸電子級低介質損耗含磷阻燃樹脂。
五、風險提示
1、原材料價格大幅波動:原材料的價格上漲,相關化工材料公司的生產成本將相應增加,同時因產品價格調整幅度通常不及成本的變動幅度,相關公司毛利率將將下降,原材料價格大幅下降,相關公司的將有一定存貨減值;
2、需求不及預期:高頻高速樹脂下游產業與宏觀經濟形勢存在較高關聯度,宏觀經濟的波動將影響樹脂行業需求,從而對公司的經營狀況產生影響;
3、中高端高頻高速樹脂研發不及預期:中高端高頻高速樹脂國產替代過程中面臨研發和驗證等環節,研發進程和驗證進程可能不及預期;
4、國產替代進程不及預期:算力芯片、化工原材料國產替代過程中面臨諸多困難,國產替代進程可能不及預期。
5、下游客户突破不及預期:高頻高速樹脂作為AI服務器產業鏈的上游,產品需要通過CCL、PCB、服務器廠商的多重產業鏈驗證,下游客户突破難度較高存在一定風險。
6、下游技術迭代帶來的產品迭代:下游AI發展迅速,技術更迭進度加快,未來下游技術迭代可能會帶來上游高頻高速樹脂產品迭代的風險。