对高速PCB有影响的三要素

高速PCB主要用于高速数字电路中，需要保证信号传输的完整性。高频PCB主要用于高频（频率在1GHz以上）和超高频（频率在10GHz以上）电子设备，如射频芯片、微波接收器、射频开关、空位调谐器、频率选择网络等。和高频PCB不同，设计高速PCB时，更多需要考虑到信号完整性、阻抗匹配、信号耦合和信号噪声等因素。为了满足这些要求，高速PCB需要采用特殊的材料并采用特殊的工艺，在高速PCB设计中，选择合适的高速CCL材料至关重要。 

数据中心交换机和AI服务器是高速板的重要应用领域。AI服务器通常具有大内存和高速存储器、多核心处理器等特点，需要PCB的规格和性能与之匹配。国内主流的数据中心交换机端口速率正在由10G/40G向400G/800G升级演进。根据Dell’Oro发布的报告，预计到2027年，400Gbps及更高速度将占据数据中心交换机销售额的近70%，这些都离不开高速PCB的应用。

汽车智能化对高速板的需求提升。在电气化、智能化和网联化的驱动下，ADAS（高级驾驶辅助系统）、智能座舱、动力系统电气化、汽车电子功能架构等领域对中高端PCB的需求持续高增。具有整合性、多功能、高效能等特性的电子控制单元（ECU）将推动相关高端汽车板的需求增加。

高速CCL是高速板的核心材料，高端领域主要由台企和日企主导，CCL是PCB主要材料之一。

覆铜板（CCL）作为PCB制造中的核心基板材料，对PCB主要起互连导通、绝缘和支撑的作用，对电路中信号的传输速度、能量损失和特性阻抗等有很大的影响。CCL的技术发展趋势与PCB的技术发展趋势相一致，主要体现在微型化、高层化、柔性化和智能化等方面。例如，HDI板和类载板对CCL的微细化能力要求更高；高多层通孔板和背板对CCL的层数和结构要求更高；柔性板和刚挠结合板对CCL的柔韧性和可靠性要求更高；封装基板和嵌入式元件板对CCL的集成度和智能度要求更高。

高速CCL是指具有高信号传输速度、高特性阻抗精度、低传送信号分散性、低损耗（Df）的覆铜板。高速板分了很多等级，一般用标杆公司松下（Panasonic）的M系列对比，如M4、M6、M7等，数字越大越先进，适应的传输速率越高。M4级别是low loss级别的材料，大致对应传输速率为16Gbps，M6级别是very low loss级别的材料，M7级别是super ultra low loss，大致对应传输率为32Gbps。

高速板的核心要求是低介电损耗因子（Df)，Df越小越稳定，高速性能越好。介电损耗因子（Df）是树脂的一种特性，一般来说，降低Df主要通过树脂、基板及基板树脂含量来实现。普通CCL使用的环氧树脂主要是FR-4，其Df值在0.01以上，而高速CCL需要在此基础上改性或加入PPO/PPE等树脂材料，各种树脂材料中PTFE和碳氢化合物树脂（两种典型的高频材料）Df值最低，在0.002以下，最终高速材料所用树脂的Df介于高频材料和FR-4之间。

高频CCL是指工作频率在5GHz以上，适用于超高频领域，具有超低介电常数（Dk）的覆铜板，同时也要求介质损耗因子（Df）尽可能小。以CCL作为核心原材料制成的PCB可视为一种电容装置，导线中有信号传输时，会有部分能量被PCB蓄积，造成传输上的延迟，频率越高延迟越明显。与高速CCL类似，降低Dk的方法主要是对使用的绝缘树脂、玻纤、整体结构进行改性。目前市场上主流的高频CCL主要是通过使用聚四氟乙烯（PTFE）及碳氢化合物树脂材料工艺实现，其中使用PTFE的CCL应用最广泛，具有介电损耗小、介电常数小且随温度和频率的变化小、与金属铜箔的热膨胀系数接近等优点。

根据台光电子披露的相关信息，2021年高速CCL的主要供应商有台燿科技、联茂电子、日商松下电工、建滔集团、生益科技、南亚新材等。其中台燿科技的产品最顶尖，占有率最大，且技术壁垒高，台燿科技、联茂电子、台光电子三家台系企业的合计市场份额达到58%，前八大供应商总计市场份额达到89%，行业集中度较高，且高速CCL主要集中于中国台湾及日本，中国大陆企业的市场份额较少。

目前CCL行业往高频和高速方向发展，具有较高的技术门槛。一是配方门槛，覆铜板树脂填充物包含多个品类可以为不同的应用场景改善性能，每个厂商的配方都是在多年的生产实践中形成的，难以在短时间内完成。例如PTFE成型温度过高、加工困难以及粘接能力差，需采用共混改性、填料改性等方法淡化PTFE材料的缺点，如罗杰斯RO3000系列覆铜板中添加了陶瓷填料。二是工艺门槛。不同树脂体系的加工难度不同，例如PTFE比环氧树脂更软、钻孔难度更大，需要培养专门的核心NY员工。

在全球范围内，覆铜板行业的竞争格局较为稳定，主要由日本、中国台湾和中国大陆的企业占据主导地位。日本企业在高端覆铜板领域具有较强的技术优势和品牌影响力，主要代表有松下电工、三菱气化、日立化成等；中国台湾企业在中高端覆铜板领域具有较强的成本优势和市场份额，主要代表有台燿科技、联茂电子、台光电子等；中国大陆企业在中低端覆铜板领域具有较强的规模优势和增长潜力，主要代表有南亚新材、华正新材、生益科技等。在中国大陆市场内，覆铜板行业的竞争格局呈现出国产替代正在加速实现的趋势。

随着国内PCB上游厂商积极布局高频高速覆铜板及PTFE领域，有望在5G建设中凭借性价比优势，改变现有格局，抢占更多市场份额。目前，国内已有多家企业在高频高速覆铜板领域取得了突破性的进展，例如南亚新材、华正新材、生益科技等已经开发出不同介电损耗等级的全系列高速产品，并已通过华为等知名终端客户的认证；圣泉集团、东材科技等已经实现了PTFE材料的自主研发和生产，并与多家全球知名的覆铜板厂商建立了稳定的供货关系。

编辑：黄飞