2025年电子行业专题报告:AI填料,看好材料升级机遇

  • 来源:上海证券
  • 发布时间:2025/08/12
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电子行业专题报告:AI填料,看好材料升级机遇.pdf

电子行业专题报告:AI填料,看好材料升级机遇。AI填料:下游AI快速发展,驱动功能填料电子级高端应用球形硅微粉、球形氧化铝依托优异性能,是半导体电子粉体核心材料。硅微粉,广泛运用于覆铜板、芯片封装等领域;球形硅微粉由于其高填充性,能够显著降低覆铜板和环氧塑封料的线性膨胀系数,提升电子产品可靠性。高导热球形氧化铝,EMC等热界面关键填料,凭借较高导热性等,成为电子封装、导热散热领域主流导热粉体。AI大模型迅猛发展,对新一代高频高速、芯片封装用的上游填料性能提出更高要求。新一代高频高速覆铜板方面,为保证更低介质损耗,超纯球形二氧化硅正成为行业主流选择;芯片封装方面,Low-α球硅及lo...

一、AI填料:下游AI驱动电子级高端应用

AI填料:半导体粉体核心材料,电子级高端应用是重点方向

硅微粉、氧化铝是半导体电子粉体的核心材料,电子级高端应用是重点方向。半导体电子粉体材料是支撑集成电路等领域发展的“隐形冠 军”,其性能决定了芯片的速度,核心成本包括二氧化硅、氧化铝等。 球形硅微粉依托更优异性能,应用于高端电子产品材料。硅微粉作为先进的无机非金属材料,广泛运用于覆铜板、芯片封装用环氧塑封料 等领域。  高导热球形氧化铝是EMC等热界面关键填料。近年伴随AI升级驱动,以及新能源车三电系统和智能化升级带来的产业变革,球形氧化铝凭 借较高的导热性等,成为电子封装、导热散热领域的主流导热粉体类别。

AI填料:高性能球硅产业化的三种技术路线

球形硅微粉有三种技术路径能达到量产条件。三种技术路径分别是:火焰熔融 球形硅微粉、直燃/VMC法球形硅微粉、化学合成球形硅微粉,性能和单价依 次上升。 日系企业长期占据技术主导地位。日系厂商近年来收缩火焰熔融法球形硅微粉 的产能和研发投入,将重心聚焦在VMC、化学合成法等球形硅微粉上。 以高速覆铜板为例,火焰熔融法无法满足M6级以上性能要求。M8级别高速覆 铜板,性能指标基本超出直燃/VMC法球形硅微粉稳定保证的范围内。

AI填料:AI服务器快速发展,对上游填料性能提出更高要求

大模型迅猛发展,驱动AI服务器市场快速扩张。根据TrendForce数据,预计2024年服务器行业总价值将达到约3064亿美元,2025年预计达到 4133亿美元。其中,AI服务器较标准服务器增长更为强劲,单机价值量也较高,预计2025年AI服务器将占服务器市场总价值的70%以上,规 模升至2980亿美元。  硬件性能不断提升,上游关键填料性能提出更高要求。新一代高频高速覆铜板方面,为保证更低介质损耗,超纯球形二氧化硅正成为行业主 流选择;芯片封装方面,Low-α球硅及Low-α球铝是HBM封装用环氧塑封料的主要填料。

二、高速覆铜板:高阶CCL加速渗透,高性能球硅量价齐升

高速覆铜板:1)性能提升 —— AI服务器更高性能,驱动PCB/CCL以及填料升级

技术升级角度,更高的服务器技术标准对PCB有更高的性能要求。PCB需要提升性能适应服务器升级,高频高速需要PCB板采用Very Low Loss 或 Ultra Low Loss等级的覆铜板材料制作,通常要求更低的低介常数(Dk)和低介质损耗因子(Df)。 松下电工MEGTRON系列是高速覆铜板分级标杆。松下电工历年发布的不同等级高速覆铜板,依次为Megtron2、Megtron4、Megtron6等(简 称M2、M4 、M6 ),数字越大越先进。M4是low loss级别材料,M7是super ultra low loss级别材料,覆铜板业内其他厂商也会发布基本技术等 级处于同一水平的对标产品。 覆铜板升级,M7及以上新一代高速覆铜板,对功能填料指标要求更为严格。根据SemiAnalysis,英伟达GB200采用M7等级覆铜板,新一代高 性能高速基板对功能性填料粒径、介电损耗等指标要求更为严格。

高速覆铜板:2)用量增加 —— PCB板层数增加,CCL功能填料比例逐年扩大

服务器迭代升级,PCB板层数增加。PCB及其关键原材料覆铜板承载服务器各种走线的关键材料,随着PCIe协议升级,所需PCB板层数明显 增加。从PCIe 3.0对应8~12层,逐步增加到PCIe 5.0对应的16-22层,高性能服务器对高速覆铜板的需求不断扩大。 下游终端设备性能升级,CCL中高性能球形硅微粉填充比例逐年扩大至40%以上。PCB成本结构中,覆铜板占比最高达到27.31%;在覆铜板 成本占比中,硅微粉的填充比例约15%。高频高速、HDI基板等较高技术等级覆铜板,一般采用改性后的高性能球形硅微粉。随着下游终端 性能升级,高性能球形硅微粉的填充比例扩大至40%以上,无机功能填料需求快速上升。

高速覆铜板:3)价值量增长 —— 高阶CCL加速渗透,高性能球硅占比逐年扩大

高阶CCL对应更高单价高端球形硅微粉。球形硅微粉具有更好流动性,填充率更高,价格通常是角形硅微粉的3-5倍。日本同行业企业销售的 高端球形硅微粉售价普遍每吨在几万至十几万元以上。高阶CCL市场加速渗透,高性能球形硅微粉占比逐年扩大。全球Super Ultra Low Loss等级的高速覆铜板正在加速渗透。根据前瞻产业研究院 数据显示,2021年在覆铜板用硅微粉市场中,高性能球形硅微粉市场规模占比超过44%,并预计逐年扩大。 随着ASIC服务器+GPU拉动,未来会进一步促进PCB价值量的增长,有望推升CCL以及高端填料的产值。

三、HBM:Low-α球铝,HBM封装关键材料

HBM:AI时代,Low-α球铝HBM封装中的关键填料

AI时代,HBM是支撑大模型训练和推理的关键组件。根据壹零社,HBM即高带宽内存,随着AI时代大模型处理数据的指数级增长,HBM通 过先进封装方法堆叠多个DRAM,与GPU封装在一起,实现存储高容量、高带宽、低延时、低功耗。 Low-α射线球形氧化铝作为填料,能够预防由α射线引发的操作故障,通常用做HBM的封装填料。半导体器件制造和封装材料中存在的铀 (U) 、钍 (Th) 等杂质具有天然放射性,其释放的α粒子会导致软失效错误的出现,尤其是HBM这种高度集成芯片,更容易受到α粒子的干扰,因 此需要将放射性元素的含量降至ppb(十亿分之一)级别。Low-α球铝作为HBM封装材料中必要的关键填料,能够保障芯片的高性能运行。

HBM:HBM市场快速增长, Low-α球铝需求提升

Low-α球铝和球硅占GMC重量的80%以上,随散热要求越高,Low-α球铝占比越高。 根据新思界,Low-α球铝和球硅是颗粒环氧塑封料( GMC)用主要填料,占GMC重量的80%以上。一般情况下,Low-α球硅和球铝会复配混用,但氧化铝可以为HBM存储芯片提供更好的散热性 能。因此,在散热要求越高的场景, Low-α球铝的占比会越高。  HBM市场规模快速增长, 带动Low-α球铝需求增长。根据Yole预测,HBM的总市场规模将从2022年的27亿美元增长至2029年的377亿美元, 年复合增速将达到38%,2030年有望突破1000亿美元,将带动Low-α球铝需求上升。

四、重点公司分析:联瑞新材

国内规模领先的电子级硅微粉企业,布局硅基+铝基氧化物多品类产品。公司硅微粉起家,围绕集成电路产业,持续推出了包括Low-α球形二氧 化硅、Low Df 超细球形二氧化硅、Low-α球形氧化铝、氮化物、球形二氧化钛等在内的产品。 AI技术驱动,营收及利润增长。 2024年公司实现营业收入9.60亿元,同比增长34.94%;实现归母净利润2.51亿元,同比增长44.47%。 聚焦先进技术,高阶球粉占比进一步提升。公司聚焦高端芯片(AI、5G、HPC等)封装 、异构集成先进封装(Chiplet、HBM等)、新一代高 频高速覆铜板(M7、M8 等)等先进技术。随着更多高阶产品登陆,球形无机粉体营收占比进一步提高,产品结构进一步优化。公司产能持续扩张。2025年公司拟发行可转债进行扩产,用于高性能高速基板用超纯球形粉体材料项目,以及高导热高纯球形粉体材料项目。 客户覆盖全球知名覆铜板、半导体厂商,生益科技是公司股东。

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编辑:火腿肠
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