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高端聚四氟乙烯在5G时代崭露头角

王明 2019-12-11 2734 0

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剖析产业发展现状

为区域/园区工作者洞悉行业发展

实际上,高频覆铜板在过去的几十年间主要用于军工、卫星导航等特殊领域。而在传统的通信行业,主要使用FR-4覆铜板。后来,随着3G通信业务不断发展,FR-4覆铜板的介质损耗大的缺陷凸显,因此需要达到电磁信号高精度传输的基站部件开始转向采用高频覆铜板。

  摘要:2019年6月6日,工信部正式向中国移动、中国联通、中国电信和中国广电四大电信运营商发放5G牌照,标志着中国正式进入5G商用时代。在未来七、八年的5G网络建设期,基站、天线等硬件设备市场将迎来爆发式增长,其中,高频高速覆铜板对高端聚四氟乙烯(PTFE)的需求量也因此迅速扩大,本文对高端聚四氟乙烯在5G时代的应用市场做了重点解析。

  高端聚四氟乙烯组成的高频覆铜板将有望逐步取代传统FR-4 覆铜板

  目前,低频的印刷电路板(PCB)基材多采用酚醛树脂和环氧树脂,应用最广泛的产品是玻璃纤维环氧树脂FR-4,但在高频电路中,这些传统PCB基材会让信号“失真”。目前覆铜板厂商通过树脂改性、玻璃纤维改性、调整PCB介质布层来对基板进行改性,使其能满足高频电路的需求。目前商业化的有机高频基板主要包括:聚四氟乙烯(PTFE)/陶瓷填料基材、烃类热固性材料/陶瓷材料基材、热性工程塑料/陶瓷填料基材、LCP基材等。覆铜板在 5G 产业链处于上游位置,为 PCB 提供基板材料,以此构成5G基站。如下图所示。

图1 高端聚四氟乙烯在5G基站的应用

(来源:中英科技招股书)

  实际上,高频覆铜板在过去的几十年间主要用于军工、卫星导航等特殊领域。而在传统的通信行业,主要使用FR-4覆铜板。后来,随着3G通信业务不断发展,FR-4覆铜板的介质损耗大的缺陷凸显,因此需要达到电磁信号高精度传输的基站部件开始转向采用高频覆铜板。在4G通信中,高频覆铜板市场需求的最主要部分为:基站天线的PCB振子、滤波器、天线馈电系统、功率放大器。而随着5G时代的来临,基站PCB的高频覆铜板将有望实现对FR-4覆铜板的替代。

  从高频覆铜板的构成上看,目前为止发现的介电常数最低的高分子材料是聚四氟乙烯树脂,其在高频覆铜板中的成本占比为40%,并且在高频高速的工作状况下其介电损失能够满足5G基站的要求。

  我国出口普通覆铜板,大量进口高端的高频覆铜板

  我国目前高端的高频覆铜板需要大量依赖进口,而企业生产的覆铜板主要是低附加值的普通覆铜板。作为全球最重要的覆铜板出口国之一,2016年,我国覆铜板净出口2.37万吨,出口均价约为6.28美元/千克,附加值较低。虽然我国覆铜板进口的量较少,但是进口均价为13.06美元,进口价格几乎为出口价格的两倍。这就使得我国在覆铜板行业一直处于贸易逆差状态。如图2所示。

图2 我国历年覆铜板的出口量及贸易逆差对比

(来源:万得数据)

  高频覆铜板量价齐升,高端聚四氟乙烯市场前景广阔

  根据工信部的统计,我国4G基站数截止2018年达到327万座,5G基站数会在未来几年超过500万座。4G时代使用FR-4覆铜板,不需要高频覆铜板,5G 基站AAU中天线振子和馈电网络的高频PCB面积约为0.5平米。假设高频覆铜板制成PCB的过程中损耗率为20%,我们得出单个5G基站AAU中3个扇面高频覆铜板的用量为1.875平米。预计到2021年,新增的基站覆铜板总面积将达到221万平米。

  由于单个5G基站所用高频PCB面板和5G基站总数量增加,高频覆铜板的单价由于需求量增大和进口替代等原因,单价变为600元/平米,其他器件所用的高频覆铜板忽略不计,3个扇区AAU所用的总价值量为1125元。

  接下来,当前聚四氟乙烯市场的进口价格每吨80万,国产价格为每吨40万。我们以国产聚四氟乙烯的价格和10 mil规格测算,到2025年5G基站AAU中的高端聚四氟乙烯的增量市场空间超过23亿元,高峰期每年超过5亿元,如表1。并且,我们只测算了AAU中高端聚四氟乙烯的用量,加上其他的电缆等需求。高端聚四氟乙烯的市场空间更加庞大,发展前景广阔。

表1 国内5G基站高端聚四氟乙烯市场空间预测

(来源:广发证券)

  结语

  随着5G时代的来临,在未来七、八年的5G网络建设期,基站、天线等硬件设备市场将迎来爆发式增长。由高端聚四氟乙烯组成的高频覆铜板将有望逐步取代传统 FR-4 覆铜板,在高频覆铜板中聚四氟乙烯的成本占比约为40%。由于我国出口的覆铜板产品主要为低附加值的普通覆铜板产品,而高端的高频覆铜板、封装基板等大量依赖进口,我国也一直处于贸易逆差状态。4G时代不需要高频覆铜板,5G时代高频覆铜板会迎来量价齐升的局面,高端聚四氟乙烯市场前景广阔。

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