2026年计算机行业深度:AI驱动PCB升级,看好上游通胀材料环节
- 来源:东北证券
- 发布时间:2026/03/23
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计算机行业深度:AI驱动PCB升级,看好上游通胀材料环节。AI算力引爆需求,PCB产业迈入量价齐升新周期。1)AI推动PCB进入新一轮增长周期,Prismark预测2025-2029年复合年增长率预计为4.8%。2)从需求侧来看,北美CSP厂商持续加大资本开支。截至2025Q3,谷歌、亚马逊、Meta、微软、苹果及甲骨文这六家巨头的合计资本开支已高达1092.2亿美元,同比涨幅达70.45%。3)英伟达在Rubin系列AI服务器机柜中引入了全新的Midplane设计方案,逐步取代了原有的部分铜缆连接,正交背板的引入将显著提升了单个机柜内PCB整体价值。4)北美云端大厂自研ASIC的规模化上量,...
AI 算力引爆需求,PCB 产业迈入量价齐升新周期
1.1. PCB 作为电子产品之母,技术迭代围绕材料、工艺与系统架构
PCB 为电子元器件的核心载体,被誉为“电子产品之母”。印制电路板(Printed Circuit Board,简称“PCB”),是指在通用基材上按预定设计形成点间连接及印制元件的印刷 板,其主要功能包括 1)机械支撑:为电路中各种元器件提供机械支撑;2)电气连接: 使各种电子零组件形成预定电路的电气连接,起中继传输作用;3)标记符号:用标记 符号将所安装的各元器件标注出来,便于插装、检查及调试。PCB 可以实现电子元器 件之间的相互连接,起中继传输的作用,是电子元器件的支撑体,因而被称为“电子 产品之母”。

从产品结构看,刚性板凭借其稳定的物理特性和成熟的工艺,构成了市场的基本盘。 PCB 下游需求应用广泛,主要应用于消费电子、工业控制、汽车电子、医疗设备、通 信设备、物联网及航空航天等高科技领域。PCB 一般可以分为刚性板、柔性板、金属 基板、HDI 及封装基板。
PCB 下游应用丰富,其中刚性板应用领域最为广泛。PCB 作为电子产品的核心载体, 其需求已渗透至通信、计算机、消费电子、汽车及工业控制等关键下游领域。从产品 结构看,刚性板凭借其稳定的物理特性和成熟的工艺,构成了市场的基本盘。Prismark 统计,2024 年刚性板以 48.85%的份额占据全球 PCB 市场半壁江山,其中多层板作为 主流技术方案,贡献了 38.05%规模。同时,柔性板(FPC)则受益于电子产品小型化、 可穿戴化的产业趋势,以其轻薄、可弯曲的独特优势,主要在消费电子领域形成差异 化渗透,占比达 17%。金属基板因其内嵌金属层所带来的优异散热性能,主要聚焦于 电源管理、显示驱动等发热量较高的电路场景。而 HDI 板与 IC 封装基板则代表了高 端化与高密度化的技术发展方向。HDI 板通过精密设置的盲埋孔工艺,在提升布线密 度、节约空间方面表现突出;封装基板则在芯片级互连中实现了更高的布线密度与信 号完整性要求,二者分别占据了 17.02%与 17.13%份额,共同构成了 PCB 产业技术升 级与价值提升的核心驱动力。
PCB 产业呈现出清晰的纵向一体化结构,涵盖材料、制造、应用三大环节。产业上游 涵盖铜箔、玻璃纤维布、树脂等关键原材料,以及由此加工而成的覆铜板、半固化片、 铜球、干膜等核心中间品;中游制造环节则形成了以深南电路、鹏鼎控股、东山精密、 兴森科技等为代表的 PCB 企业矩阵。从产业生态来看,中国 PCB 行业已构建从原材 料到成品的全链条自主供应能力。
PCB 技术迭代正围绕材料体系、制造工艺与系统架构三大维度持续更新,驱动产品价 值量与性能边界不断提升。 1)材料升级:高频高速与高可靠性需求引领基础材料革新。 覆铜板作为 PCB 的核心基材,其性能直接决定最终产品的信号传输速率与能量损耗。 当前,为满足 AI 数据中心、高速通信等领域对 224G 及以上传输速率的要求,上游材 料正向高性能方向迭代: a. 树脂:以松下 MEGTRON 系列为行业分级标杆,主要衡量指标为 Dk/Df,其介电 常数(Dk)与介质损耗因子(Df)越低,信号完整性越优。 b. 铜箔:HVLP 铜箔凭借极低的表面粗糙度成为实现高速传输的关键。行业正从 HVLP2/3 向 HVLP4/5 及无轮廓铜箔演进,以满足更高功率密度和信号完整性的 要求。 c. 玻纤布:为降低信号损耗与热膨胀系数(CTE),低介电常数玻纤布已发展至二 代,石英布因具备最佳的介电和低 CTE 特性,成为下一代高速、大容量数据中心 的理想选择,但其成本较高。
2)工艺突破:高密度互连(HDI)与先进加工工艺支撑精细化制造。为适应电子产品 小型化、高集成度趋势,PCB 制造工艺正向微米级精度迈进: a. 线路形成:传统“减成法”精度有限,mSAP(改良型半加成法)可实现 15-20 微 米线宽/线距,广泛应用于高端 HDI 板;而 SAP(半加成法)更是能将线宽/线距 推进至 10 微米以下,主要用于 IC 载板等顶级应用。孔洞加工:激光钻孔技术是实现盲孔、埋孔(HDI 板关键结构)的核心工艺,孔径可 精细至 0.075mm,而背钻工艺能有效消除高速信号传输中的信号反射问题。层压技术:高层数 PCB 与高阶 HDI 要求极高的层间对位精度和压合可靠性。
3)架构创新:CoWoP 与正交背板重构系统级封装与连接方案。 新兴系统架构对 PCB 的性能与集成度提出了更高要求,也带来了价值量的显著提升: a. CoWoP(Chip-on-Wafer-on-PCB):该技术方案去除了传统的 ABF 封装基板,将 芯片与硅中介层直接集成在 PCB 上,可降低封装成本,并缩短信号路径以减少延 迟。它对 PCB 的平整度、尺寸稳定性和制造良率提出了接近半导体级别的极高要 求,目前尚处于研发阶段。正交背板(Orthogonal Backplane):由英伟达在 Rubin 平台中提出,用以替代复杂的 铜缆连接。该方案要求在极低信号损耗下实现高效互连,预计将推动 M9 或 PTFE 等 材料需求,单机柜 PCB 价值量可能因此成倍增长,目前正交背板方案仍在验证过程 中。
1.2. CoWoP 与正交背板推动 PCB 工艺材料革新,驱动整体价值量跃升
在 AI 算力需求持续爆发的背景下,先进封装技术已成为提升芯片性能的关键路径。 CoWoS、CoPoS 与 CoWoP 代表了三种重要的技术演进方向,它们通过不同的集成方 式,在性能、密度和成本之间寻求最佳平衡。1)CoWoS:当前高性能计算的基石。 CoWoS 通过将 CPU/GPU 和高带宽内存并排集成于硅中介层上,再搭载到 ABF 封装 基板,实现了高密度互连。其技术持续演进,CoWoS-L 等先进版本已将互连布线精度 提升至微米级,以满足更高频、高速的数据传输需求,是当前高端 AI 加速器不可或缺 的封装方案。2)CoPoS:面向未来的面板级革新。CoPoS 被视为 CoWoS 的重要演进 方向,其核心创新在于用矩形的“面板”替代圆形的“晶圆”作为基底。这种“化圆 为方”的设计能大幅提升面积利用率和生产效率,从而有效降低成本。它引入了面板 级 ABF 基板和重布线层结构,为在更大面积上集成更多芯片提供了可能,但目前仍处 于研发阶段。 CoWoP 区别于其他芯片封装形式,直接去除中间基板对 PCB 精度提出极高要求。 CoWoP(Chip-on-Wafer-on-PCB)作为一种革命性的系统级封装方案,其核心创新在于 省去了传统 CoWoS 架构中的 ABF 封装基板,将芯片与硅中介层直接集成到高精度 PCB 上。该架构在理论上可达成最短的物理互连路径,从而显著优化信号完整性并降 低传输损耗;同时因省去关键物料层,具备显著的潜在成本优势,并为散热设计提供 了更为灵活的空间。为实现这一架构,其对承载 PCB 的图形化工艺提出了极限要求, 线宽/线距的加工精度需达到 15-20 微米,并需向 10 微米以下迈进。目前,该技术整 体上仍处于工程验证与原型开发阶段,Cowop 封装方案有望应用于英伟达下一代 Rubin Ultra 等先进计算平台之中。

CoWoP 方案对高端 PCB 在材料、加工精度及制造环境等方面均提出了严苛标准,从 而系统性推升了 PCB 整体价值量。 1)极致平整度与尺寸稳定性:为匹配芯片与中介层的低热膨胀系数,避免因热应力导 致界面失效,PCB 必须采用具有低 CTE 的高性能增强材料。石英纤维布因其极佳的介 电性能与较低的 CTE 值,成为满足此要求的首选材料。 2)载板级图形化工艺:PCB 需替代原 ABF 封装基板的功能,实现超高密度互连。这 要求其线宽/线距必须达到 15-20 微米乃至 10 微米以下的精度,从而推动其核心制造 工艺从传统减成法全面转向改良型半加成法或半加成法等尖端制程。 3)热机械可靠性:由于芯片、中介层与 PCB 三者直接键合,其在热循环过程中的 CTE 失配问题被放大,导致了更为复杂的翘曲与疲劳风险,对 PCB 的长期可靠性构成了极 限考验。4)半导体级的生产与品控:为控制微尘污染并确保超高装配良率,传统 PCB 产线必 须升级建设千级及以上等级的洁净室,并在各环节实施接近先进封装的精密封装与检 测标准。 CoWoP 方案迫使 PCB 在基材(石英布/特种树脂)、工艺(mSAP/SAP)、设备(高端 激光钻孔/LDI)及生产环境(高等级洁净室)等全方位进行升级。这种向“类载板” 功能的演进,使其从标准化通用组件转变为定制化的高精尖功能部件,从而驱动其单 板价值量实现显著提升。
正交背板技术的核心优势在于其通过独特的垂直交叉布线架构,为实现 224Gbps 及以 上极端高速信号传输提供了基础,但这对其核心载体——PCB 板材的低介电损耗、高 尺寸稳定性及热管理性能提出了严苛的要求。根据 GTC 大会披露的技术蓝图,英伟达 计划于 2027 年下半年正式推出下一代 AI 计算平台 Rubin Ultra NVL576。该平台将采 用全新的 Kyber 机柜架构体系,每个机架包含 4 个 Canister,每个 Canister 包含 18 个 计算板、6 个交换板以及 2 个机柜管理板。其核心设计在于以正交背板替代现行铜缆 背板,为机柜内各计算板与交换板构建高速、低损耗的扩展互连链路。英伟达 Rubin Ultra 芯片使用 224G SerDes,信号完整性与传输损耗成为关键瓶颈,这对承载高速信 号的核心载体——PCB 基板材料提出了更为严苛的性能要求。目前,行业解决方案主 要聚焦于两类高阶材料:M9 系列覆铜板与 PTFE(聚四氟乙烯)。其中 PTFE 在介电 性能上具备显著优势,能够更好地支持极高速率信号传输,但其热膨胀系数较高、加 工工艺复杂,量产难度较大。目前这两类材料均处于系统级验证与适配阶段,其产业 化进展将直接影响下一代高性能计算平台的交付节奏与整体性能表现。
1.3. 云服务商资本投入持续高增,算力市场迎来强劲增长
AI 推动 PCB 进入新一轮增长周期,其中服务器是核心引擎。根据 Prismark 数据,2024 年全球 PCB 实现产值 736 亿美元,同比增长 6%。尽管传统应用领域需求复苏相对温 和,但以 AI 服务器和交换机为代表的高端需求表现出的强劲韧性,构成了行业向上发 展的核心支撑。AI 服务器、GPU/ASIC 等高性能计算硬件的快速发展,将为 PCB 行业 的中长期增长注入持续动力。根据 Prismark 数据,AI 服务器在 PCB 需求占比将由 2020 年 9%大幅提升至 2029 年 20%。
Prismark 预测,到 2029 年,全球 PCB 市场规模有望达到 947 亿美元,2025 年至 2029 年期间的复合年增长率(CAGR)预计为 4.8%。这表明产业增长逻辑正从泛化需求转 向由先进技术驱动的高价值细分赛道。

从需求侧来看,北美 CSP 厂商持续加大资本开支。以北美为核心的海外云服务提供商 与科技巨头,持续将战略重心与财务资源向 AI 算力领域倾斜,推动 Capex 规模逐季 攀升,形成了一条强劲的产业增长主线。2025 年 7 月 22 日,OpenAI 与甲骨文宣布深 化合作,计划为“星门”AI 数据中心集群额外增加 4.5 吉瓦(GW)的庞大容量,以运 行超过 200 万颗专用 AI 芯片。同期,Meta 公司正式推出“GenAI2.0”战略,宣布将 建设两座全新的超大规模数据中心,全面支撑其从大语言模型到元宇宙应用的生成式 AI 蓝图。此外,亚马逊则披露了“Rainier”项目的细节,旨在构建一个集成数十万颗 其自研的 Trainium2AI 训练芯片的超级集群,进一步巩固其 AWS 在 AI 云服务市场的 竞争壁垒。这种高强度投入态势在 2025 年第三、四季度得以延续,全年来看,各大厂 商的资本开支不仅用于增建数据中心,更密集投向高端 AI 服务器、先进网络设备及定 制化芯片。截至 2025Q3,谷歌、亚马逊、Meta、微软、苹果及甲骨文这六家巨头的合 计资本开支已高达 1092.2 亿美元,同比涨幅达 70.45%。北美 CSP 厂商持续增长的资 本开支反映了行业从“模型训练”向“大规模应用与服务”转型过程中,对算力基础 设施的持续和刚性需求。
1.4. AI 驱动技术迭代,PCB 向高层、高速材料演进
受益于 工智能、数据中心、高性能计算等极少数驱动, AI 服务器市场强劲需求将带 动高多层板、高阶 HDI 等高端 PCB 产品市场增长。根据 Prismark 数据,2024 年全球 服务器/数据存储领域 PCB 市场规模为 109.16 亿美元,同比增长 33.1%,远超 PCB 其 他应用领域增速;预计 2029 年全球服务器/数据存储领域 PCB 市场规模将达到 189.21 亿美元,2024 年-2029 年将以 11.6%的复合增长领跑 PCB 其他应用领域。 AI 服务器等是 PCB 需求增长的主要动能,2023-2028CAGR 达 32.5%。根据 Prismark 数据,2023 年全球 AI/HPC 服务器系统的 PCB 市场规模(不含封装基板)接近 8 亿美 元,预计到 2024 年将达到 19 亿美元,同比增长接近 150%;到 2028 年,AI/HPC 服 务器系统的 PCB 市场规模(不含封装基板)将追上一般服务器,达到 31.7 亿美元,2023- 2028 年年均复合增速达到 32.5%,远超其他领域 PCB 市场规模增速。AI 服务器和 HPC 系统已成为推动低损耗高多层板和 HDI 板发展的重要驱动力。
AI 服务器对 PCB 的需求可划分为三大类,并指向明确的演进方向: 1)产品结构:三类 PCB 满足不同层级功能。GPU 基板:作为承载核心算力芯片(GPU)与高带宽内存(HBM)的关键部件,其 需具备极佳的电性能、供电能力及高密度互连特性,目前主要依赖 20 层以上的高多层 板技术实现。小型 AI 加速器模组:此类模组旨在有限空间内集成多种芯片,实现特定 AI 任务。 其对布线密度要求极高,故普遍采用 4-5 阶的高阶 HDI 工艺,以满足微型化与高密度 互连需求。 传统 CPU 母板:作为系统的控制与通信底板,其技术要求相对成熟稳定。 2)演进趋势:GPU 主板技术路径向 HDI 迁移 。随着 AI 服务器性能的持续升级,GPU 主板所需传输的数据速率与信号密度将大幅提 升。为应对这一挑战,其技术路径预计将从当前主流的高多层板,向集成 HDI 工艺的 方案演进。HDI,特别是 4 阶以上的高阶 HDI,因其能提供更短的信号传输路径、更 优的信号完整性及更高的布线密度,将成为支撑下一代 GPU 性能释放的关键。 AI 服务器的升级不仅直接拉动了高多层板的需求,更通过技术路径的迁移,为高阶 HDI 产品开辟了明确的增长曲线。据 Prismark 预测,2023 至 2028 年间,AI 服务器带 动的 HDI 市场年复合增长率将达到 16.3%,增速显著高于其他 PCB 品类。
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