“电子工业之母”迎来发展新机遇

颜媛媛

“电子工业之母”的新机遇

素有“电子工业之母”之称的PCB 是服务器的重要组成部件，承担服务器芯片基座、数据传输和连接各部件功能。随着当下人工智能（AI）行业高速发展，令应用在AI 服务器上的高价值量PCB 产品市场需求大幅提升。

AI 服务器对芯片性能及传输速率要求更高，通常需要使用高端的GPU 显卡以及更高的PCIe 标准，带动AI 服务器PCB 价值量明显提升。由于AI 服务器芯片升级，PCB 也需相应地进行升级，不仅层数提升，而且要求传输损耗降低、设计灵活度增强、抗阻功能更佳，这也让AI 服务器PCB 的价值量大幅提升，相当于普通服务器PCB 的5 倍至6 倍。相关厂商在面对产品品质更高标准的同时，也迎来新的发展机遇。

PCB 新发展机遇主要源自市场对AI 服务器持乐观预期。TrendForce 集邦咨询预估，2023 年AI 服务器（包含搭载GPU、FPGA、ASIC 等）出货量近120 万台，年增幅38.4%，占整体服務器出货量的近9%，至2026 年将占15%，同步上修2022—2026 年AI 服务器出货量年复合增长率至22%。

随着AI 大模型和应用的落地，市场对AI 服务器的需求日益增加，市场扩容在即。以DGX A100 为例，15321 元的单机价值量中，7670 元来自载板，7651 元来自PCB，因此在服务器PCB 上具有较好布局的厂商有望率先受益。

PCB板在AI服务器中的占比

电子产品一旦出现标杆性的产品，那么全市场的玩家在产品设计上就会向标杆看齐，以英伟达 DGX A100和DGX H100 两款具有标杆性产品力的产品进行分析，可以了解PCB 板在AI 服务器中的地位。英伟达DGXA100 外形类似于常见的家用主机，通过对部件构成进行深度分解，其大体上可以分为五个硬件板块：

1. 风扇模组，从前部（Front）入手，首先看到的是风扇模组板块，DGX A100 的风扇模组由 8 个风扇组成，这一搭配与传统服务器 8U 规格的基本一致；

2. 硬盘，前部风扇模组板块的下方摆放了硬盘和前控制台板（控制与外接设备的信号传输），DGX A100配备了 8 个 3.84TB 的硬盘，合计内部存储 30TB；

3.GPU 板组（GPU Board Tray）， 后部（Rear）是整个 AI 服务器的关键组件组装区域，最核心的板块就是 GPU 板组，这也是 AI 服务器区别于普通服务器的关键，从 DGX A100 的架构来看，GPU 板组主要包含GPU 组件、模组板、NVSwitch 三块，这三块都会涉及不同类型的 PCB 产品；

4.CPU 母板组（CPU Motherboard Tray），这一部分是所有服务器的核心部件（包括普通服务器和 AI 服务器），其中包含 CPU 母板、系统内存、网卡、PCIESwitch 等部件，CPU 母板、系统内存、网卡是主要涉及 PCB 用量的部分；

5. 电源模组，DGX A100 后部的下方还配有6 组电源，电源内部会涉及厚铜 PCB 板的使用。

从功能性的角度，AI 服务器的 PCB 价值量计算可以归纳为三个部分，其一是AI 服务器最为核心的GPU板组，其二是所有服务器都必备的CPU 母板组，其三是风扇、硬盘、电源板块等配件组。

综合 GPU 板组、CPU 模板组和配件，国金证券半导体团队曾估测DGX A100 整机PCB 用量面积为1.474 平方米，单机价值量为 15321 元，其中GPU 板组单机价值量达到1.2 万元、占比达到 80%，CPU 母板组单机价值量为 2845 元、占比为 19%，其他配件单机价值量 226 元、占比为 1%；从板级的分类来看，载板级别单机价值量为 7670 元、占比达到 50.1%，PCB板级单机价值量为 7651 元、占比为 49.9%。

显然，PCB 板作为AI 服务器的重要组成部分，完全有机会受益于AI服务器的快速崛起，打开新一轮成长空间。

PCB板技术迭代加速

AI 服务器里需要更高算力、更高速度、更大容量去传输的PCB 板，基于此，材料的要求也会更高，具体到不同厂家，产品设计上可能会有差异。从内部结构来看，其实AI 服务器与普通服务器的板子和部件也会有通用之处，前者可能是在部分的器件或板件上有更高要求，并非要对全部器件进行升级换代。

相较传统服务器，AI 服务器除了搭载2 或4 颗CPU 之外，最重要的是需增配4 至8 颗GPU，以形成GPU 模组板，加上当前主流AI 服务器均采取双层架构，使得PCB 板面积需求大幅提升，如SLP、高阶HDI、高频高速PCB 等，也在低迷的行业周期中带来暖意。

PCB 板层数是技术更迭最为明显的细节，目前PCIe 3.0 一般为8～12 层，4.0 为12～16 层，而5.0 平台则在16 层以上，AI 服务器更有使用20 层以上的，因此其搭配使用的CCL 材料等级亦需达到非常低的损耗，对应的介质损耗因子Df 值需要降至0.006～0.005 甚或更低。而AI 服务器PCB 的层数，从Whitley 平台的12层左右，增长到AI 训练阶段服务器的20 层以上。

英伟达 DGX A100拆解图

此外，AI 服务器PCB 对设计灵活性、抗阻性也提出了更高要求。而PCB 板对更高性能的追求，也推动PCB 基材的更迭。以最常见的铜板基材为例，从强调环保的无铅兼容覆铜板基材到属基（芯）覆铜板、陶瓷基覆铜板、高介电常数板等具有特殊功能的覆铜板，整个PCB 市场产品和技术更迭速度明显在变快，附加值高、应用领域广的产品渐渐成为主流。

国内企业有望获得更多话语权

PCB 行业的下游应用领域非常广泛，受单一行业影响较小，故较为分散，厂商众多，市场集中度不高，市场充分竞争。近年来，我国已成为全球最大的PCB 生产地区，并且由中低端向高端方向迭代升级态势显著。

从技术工艺上看，中国PCB 企业在技术研发上的投入进一步增加，聚焦高密度互连板（HDI）以及高速高频多层板的技术攻关。从产品结构来看，中国PCB 市场上8～16 层多层板、18 层以上超高层板逐渐代替低阶产品，成为市场主流。PCB 高端产品的需求增速要快于基础产品，且我国企业的替代空间更大。电子半导体行业的专业咨询公司Prismark 预测的2021—2026 年各PCB 产品产值增速中，IC 封装基板>HDI> 软板> 多层板> 单双面板。而深南电路、兴森科技、珠海越亚、东山精密、胜宏科技等国内PCB 厂商加大IC 载板项目投建力度，有望成为该领域直接成像设备的国产化通道。未来若能凭借自身优势切入国内IC 载板投建项目供应链，预计国产化率将获得可观提升。

根据Prismark 方面的数据，2022 年至2027 年全球PCB 产值年复合增长率约为3.8%，2027 年全球PCB 产值将达到约983.88 亿美元。我国各大PCB 厂商在各细分领域形成了自身的竞争优势与议价能力，2022年中国PCB 产业总产值达到442 亿美元，占全球的54.1%。各厂商紧抓AI 服务器PCB 赛道的发展机遇，有望进一步巩固我国在PCB 产业的主导地位。

前路并非坦途

伴随数字经济、6G、人工智能等产业在今年相继爆发，PCB 行业有望迎来需求高景气，但这并非绝对的。

今年第一季度末，国内半导体知名企业沪电股份曾在年报中指出，出于对全球通货膨胀和经济衰退等因素的担忧，面对全球经济前景疲软，展望2023 年PCB 行业或将面临需求疲软、高库存调整、供过于求和激烈竞争的挑战，多重因素的冲击恐将大幅抑制2023 年上半年PCB行業的新增需求，直到2023 年底和2024 年的经济形势复苏。

而在中低端PCB 板市场，不少PCB 板厂商都在降价抢单以去库存。包括曾“一货难求”的车用微控制器（MCU）等在内的车用关键元器件也未“幸免”。厂商近期针对车用PCB 产品陆续降价10% 至15% 抢单，降价幅度于近年罕见。从这里看，未来PCB 市场整体难免动荡，争夺高景气细分市场话语权，将成为各企业成长的关键。