2021年日本印制电路板产业热点市场的新发展（下）

祝大同

（中电材协覆铜板材料分会，陕西 咸阳 712099）

（接上期）

3 日本高端刚性车载PCB的市场与技术发展

3.1 综述

一份来自FBI（美）在2021年下半年公布的车载PCB市场的调查显示[1]：在2020年，全球车载用PCB市场的规模达到59亿美元。2021年，尽管车载用PCB市场受到半导体器件供应不足及新冠疫情的影响，但它的市场规模仍处于正增长，达到了70.6亿美元。预测未来几年，全球车载用PCB市场仍将显示增长的趋势，2021年～2028年期间的年平均增长率将为7.3%。预测到2028年的市场规模将达到99.6亿美元。

据富士fftetffl総研（日）近期公布的车载PCB市场规模调查结果[2]：2019年全球需求车载PCB为47 200 km2，预测2030年将达到82 890 km2。从各个车载PCB品种市占率方面统计，预估2019年～2030年期间的年平均成长率分别为：车载用双面板增加4.7%：多层板增加4.3%，HDI板（高密度互连板）增加20.5%。

2021年，随着全球车辆电子化、新能源汽车市场扩大等，带动车载PCB需求量的增长，这也使得日本的汽车刚性PCB生产大型企业，如CMK、Meiko等在2021年经营业绩成长表现得十分亮眼。同时有些日本PCB企业将汽车PCB销售额首次提升到企业各PCB品种销售额的首位（例如：Kyoden株式会社），或是一跃成为汽车PCB制造阵列中的新军（例如：FICT株式会社）。

笔者不但看到日本不少从事汽车PCB经营的企业在销量、收益上颇丰；还看到在此时期中，在汽车PCB技术上又有新跨越。而这些技术新发展，是以新投资，增添新设备、提高设备水平作为支撑的。

3.2 CMK的车载PCB经营现况与技术新发展

3.2.1 车载PCB带动下2021年获得很好的经营业绩

日媒2022年3月报道[3]了CMK株式会社（中文称：希门凯电子）2021年度（2021年3月～2022年3月）PCB的经营业绩的实际报表情况。

2021年，由于CMK车载PCB的销售额比预计高出很多，使得公司整个PCB销售额达到795亿日元，总营业利润达到28亿日元，扭转了2020年销售额达到700亿日元，亏损17亿日元的局面。其中，2021年车载PCB的销售额为655亿日元，占该公司总销售额的85%。

CMK在2021年获得销售额高增长及经营利润扭亏增盈的缘由，该公司总结了以下主要原因[3]：适应了汽车市场增加的形势，注重了提高了该公司车载基板的产销量；受到PCB原材料上涨的影响，促进了价格转嫁、合理化及经营效率的改善，使得收益增效。

从CMK的PCB产品销售市场的国家/地区角度分析，2021年销售额增加情况：CMK制造PCB最大的销售市场仍是日本本国，日本市场获得的销售收入为367亿日元，同比增加了15%；第二大市场为中国大陆，销售收入为218亿日元，同比增加32%；东南亚市场同比增加34%，销售额为182亿日元。可看出，中国大陆与东南亚成为CMK在这两个市场上，2021年PCB销售额有30%以上的增加[3]。

3.2.2 2021年间取得了两项车载PCB的新成果

车载PCB采用微细布线的新工艺技术方面，CMK在 2021年间取得了两项新成果。这两项新技术成果，即已实现商品化的车载PCB新品，在2022年1月中旬在东京举办的亚洲最大规模电子产品展中首次亮相。

新成果之一：CMK采用HDI工艺法（该公司称为PPBU工艺法）研制出车载ECU（电子控制单元）用新型高多层主板（如图3所示）。它为2—4—2叠层结构，实现L/S=100 μm/150 μm[4][5]。此PCB是用于搭载运用先进的mSPA（改良型半加成法）工艺制成的BGA（球栅阵列封装）封装基板，因此PPBU之2—4—2板需要满足抗震动及高耐热性方面的更严酷的性能要求，确保此车载ECU主板的高可靠性。为了实现此基板的高导热性，CMK在此芯板结构上，采用了厚铜（厚度为：75 μm、105 μm等）导热材料。

新成果之二：CMK推出了车载激光雷达和微波雷达用天线板。这种采用高频覆铜板及采用mSPA工艺制出的天线板，其线路微细，实现L/S=30 μm/30 μm。mSPA工艺的采用起到了确保通孔内的电镀层的厚度精密控制的作用，并且在线幅加工精密度上得到提高（线幅加工精确度可控制在±10 μm）。从而使天线传输特性得到提高，确保高的连接可靠性[4]。

3.3 Meiko的车载PCB经营现况与技术新发展

3.3.1 汽车板市场扩大成为销售额大增的第一大源动力

Meiko株式会社（中文称：名幸电子）2021年全球PCB企业销售额排名第14位，日本PCB厂家中排名第4[5]。2021年Meiko在PCB经营上获得很好的业绩。销售额与经营利润比2020年有大幅增长，其原动力主要依赖于PCB产品在车载市场、手机及平板电脑市场的扩大。据Prismark统计[6]：名幸电子在2021年的PCB销售额达到15.31亿美元，年增长率41.1%。特别是在2021年四季度（4Q）的销售额“突飞猛进”，增长幅度明显，同比增长了39.7%。

日媒报道[8]，名幸电子在2021年上半期（4月～9月）的PCB销售额中汽车板占总销售额的50.1%（2019年上半期占总销售额的40%左右），可见名幸电子在汽车板市场扩大。在日媒此报道中[8]，还客观地分析了名幸电子2021年年销售额高的其他两个因素的影响：2021年销售额的增加“其中，与覆铜板大幅涨价，造成转移到PCB售价提高有关。但是同时，在中国工厂（武汉、广东工厂，为名幸电子海外主办工厂——笔者注）由于曾发生过地区的局部限电，也造成海外厂对整个公司更多增产的影响。”

3.3.2 汽车板专业新厂启动建设

在2021年间，名幸电子确定了在日本山形县童市投资建设新的车载PCB专用生产厂。新厂建设的总投资200亿日元，属该公司近十五年来首次重大投资之举。计划新建的工厂占地0.5万m2。在新厂内将设立新的技术中心及基板加工工序上，设置智能化搬运线等。它将在2022年3月开工建设，计划在2023年7月完成竣工，实现投产[8]。

3.3.3 汽车板市场扩大成为销售额大增的第一大原动力

近期，名幸电子发布了车载基板技术发展路线图（见表2所示）[7]。名幸电子在举办的“2022日本电子产品展”展会上，作了车载PCB产品及技术报告[3]。这个报告内容要点，也诠释了表1所示的名幸电子在车载PCB技术上的新进展。

表2 名幸电子的车载PCB技术发展蓝图表

名幸电子在“2022日本电子产品展”上的报告中介绍[3]：在汽车驾驶安全系统中的动力控制，在车身装置的智能/自动化控制，以及在车载信息系统的控制装置中，对车载PCB性能要求是有差异的。在汽车驾驶安全系统中所用的基板，为了实现其高频特性，因基板上搭载了0.5 mm/0.65 mm间距的CSP（芯片级封装器件）基板，需要基板具有的高阻抗精度控制特性。并且，这类高频基板为了实现低成本化的需求，名幸电子还着力在ADAS用基板上，开发出具有高频特性的混压PCB产品（如图4所示），即聚四氟乙烯树脂或LCP（液晶聚合物）基材与常规FR-4基材实现混压工艺。而且名幸电子在这类具有高耐热性与承载大电流特性基板的制造中，还采用了厚铜基板与高Tg（玻璃化转变温度）基材混合结构。

图4 名幸电子的混压PCB产品结构及插损（S21）特性测试数据对比[7]图

在满足车载小型化电子装置需求PCB的散热性提高方面，名幸电子新开发出由厚铜基板制成的刚挠结合PCB。此PCB有180度弯曲的构型，线路细线化（L/S=100 μm/100 μm）。这种PCB缩减了空间，提高了散热性能，是下一代汽车板需求量会有扩大的新型基板[8]。

在车载功率模块基板方面，名幸电子开发了高导热、高耐电压性的PCB。它所用的基材是由一种导热率为16 W/m·k特殊树脂作绝缘层的铝基覆铜板。绝缘基材厚度为150 μm、Tg为200 ℃，击穿电压达到5 kV以上。它是作为替代车载用传统陶瓷基板的下一代新型车载基板，有着很广阔的市场发展前景[8]。

中国台湾工研院在研究了CMK与MEIKO两家日企的车载PCB制造技术的新发展后，总结归纳了它们的技术创新特点[2]：“综合CMK与MEIKO车用板技术蓝图内容，可看出日厂因应电动车的需求，会朝向高密度化、高频材料以及高功率的产品开发……因应5G、ADAS、汽车电子化等需求，车用HDI产品将增加，同时也会朝高频材料与混合结构设计发展。而因应功率半导体元件的使用量增加，未来也会刺激高散热基板与刚挠结合板的发展。值得注意的一点，日厂有观察到刚挠结合板的应用潜质，可提供台厂在该产品开发上新的策略方向。”

3.4 Kyoden的车载PCB经营现况与技术新发展

3.4.1 车载基板成为企业总销售额中比例最高的一类品种

Kyoden（fft（E）ウ（Ⅷ）as株式会社，中文惯称“京田”）是日本刚性PCB大厂之一，2020年在日本PCB销售额排名中列为第十。它PCB主导品种是高多层和HDI板。近年，该会社在车载PCB产量上得到很快增加。到2021年车载PCB的销售额，已占到该会社整个PCB总销售额的26%，车载PCB成为占总销售额比例最高的品种，排名第二三的市场分别是产业机械（机器人、工业控制设备等）和事务机械-精密机械，分别占总销售额的25%、9%[9]。

该会社所产销的车载PCB，主要已用于毫米波传感器和驾驶记录仪；车载多信息显示装置；车载ADAS相关设备（自动驾驶支持系统）；汽车导航和 ETC车载设备等。

在2021年，Kyoden取得了很好的经营业绩。Kyoden的电子事业部（以PCB经营事业为主）在2021年上期（2021年4月～9月），销售额实现了216亿日元，经营利润同比2020年增加了3.6倍[9]。

3.4.2 海外厂的车载PCB产销量增大与其技术水平提升

Kyoden的车载PCB生产主要在日本国内的静冈事业所与海外的泰国工厂。泰国工厂近两、三年将扩大车载基板生产经营作为重点。目前，该板订单中日本客户占比例最大。随着搭载安全驾驶支持系统（ADAS）的汽车及新能源汽车市场扩大，在泰国工厂常规生产的4～6层、贯通孔型汽车PCB产品的产量也不断增加。PCB性能随着客户的需求，也在不断改进提高。近一两年Kyoden正在计划（或可能在2022年实施）投资20亿日元，新增、改造泰国工厂生产汽车PCB的设备，以提高生产技术水平与高端基板产能。

3.4.3 开发成功高速厚铜电镀工艺法新型散热PCB

Kyoden利用高速厚铜电镀方法开发高散热高频PCB，它应用于车载模块基板、5G/6G基站装置等高散热、高频需求的终端产品中。新产品采用高速厚镀铜填充的散热部件，通过高导热性铜直接连接到基板底部进行散热。传统上，铜嵌件和铜硬币如图5（a）所示嵌入在电路板中，起到基板散热的作用。但这类工艺在大规模生产、基板可靠性和薄板支持方面都存在问题。Kyoden近年新开发了运用高速厚铜电镀新技术，开发出了高散热性高频PCB如图5（b）所示。新散热PCB使用厚铜电镀，形状和大小可以自由设置如图5（c）和（d）所示。另外，这种散热结构PCB可以对应于厚度在0.4 mm或更薄的薄板组件使用。它有助于高散热部件的散热措施，在5G支持6G基站的功率放大器和功率半导体元件中的确保高频性和高散热对策[9][10]。

图5 kyoden采用高速厚铜电镀工艺法的散热PCB产品示意图

3.5 FICT的车载PCB经营现况与技术发展

富士通集团（Fujitsu）旗下的PCB制造分会社——FICT株式会社（原为富士通イas（IX）ーコtzクトgjクノロジーズ株式会社,中文惯称：富士通互连科技公司，2022年1月更名为“FICT株式会社”），成立于2002年。主要PCB工厂设在日本的长野工厂（现有生产厂房3栋）以及设在越南的FCV工厂[11]。

FICT株式会社经营的主导PCB品种，为高多层板（包括服务器、大型计算机用PCB）、封装载板等。此两类PCB在日本业界具有一定的竞争实力，例如在2020年全球超级计算机第一名的“富岳（Fugaku）”超级计算机中，FICT担当了CPU“系统主板”设计、制造工作。到2021年9月止FICT已累计销售8万块“富岳”计算机用高多层主板[12]。

自2020年～2021年来，FICT株式会社开始进军高频性车载PCB市场，并且获得不小的应用业绩。在2021年10月在日本东京召开“2021年电子设备整体解决方案展”上，FICT首次亮相了车载ADAS用毫米波PCB新品。该PCB为6层（2—2—2）结构，尺寸：190 mm×154 mm；L/S：100 μm/150 μm，已在FICT的越南厂实现量产。另外，在展会上所展示的5G基站用12层（3—6—3）新型高多层基板，板厚1.32 mm，也在长野工厂量产。在实现汽车母线内装化方面，长野工厂新开发出高导热型4层PCB，它的构造为在4层板嵌入1.0 mm厚铜，起到高效的基板散热功效。PCB线路设计L/S=250 μm/150 μm[13]。

3.6 日本PCB业在发展车载PCB市场方面的新特点

从近一两年日本在发展刚性车载PCB技术及市场方面，可以归结为以下四个方面新特点：

其一，日本PCB企业在车载PCB新市场的开拓方面，总是以技术创新、品种结构升级换代、高端品种产能果断扩张为引领。

其二，在车载PCB市场，高导热板现已成为市场竞争的焦点之一。在新能源汽车的高功率需求的驱动下，涌现出在刚性高导热基板采用厚铜的新结构、新工艺技术的创新成果。

其三，在ADAS、汽车高度自动化、5G车载网络化、基板模块化需求的驱动下，日本PCB企业明显加快了实现汽车PCB布线更加微细化、多层化的市场争夺和技术开发。

其四，在汽车PCB高频化的驱动下，高频基材混合使用增多。日本PCB企业积极推进了其制造工艺技术的进步，提升高频基材混合的PCB水平。

以上所述的日本企业在车载PCB市场竞争中所表现出的新特点，值得我们注重研究与借鉴。