从卡脖子到抢份额:高端电子布供需失衡下,哪些企业正在突围?
发布时间:2025-09-03 08:53 浏览量:11
英伟达CEO黄仁勋在今年4月财报会上说过,“GPU短缺的根本原因在于供应链的每一个环节,尤其是那些不为人知的材料层。”而AI电子布就是其中之一。
AI电子布
AI电子布是一种特殊处理的玻璃纤维布,就像一层薄薄的“纱布”(厚度不到头发丝的1/10),专业名称叫“电子级玻璃纤维布,想象一下,你有一条“高速公路”,专门用来让电子信号(比如手机里的数据、电脑里的指令)飞快地跑,而低介电电子布就是这条“高速公路”的“路面材料”(传统材料是水泥路,电子布是沥青路)。
在这之前,传统电路板材料用的最多的是环氧树脂玻璃布(FR-4),环氧树脂和普通玻纤布在传输高频信号时,会吸收电磁能量并发热(专业术语叫介电损耗DF,FR-4的Df≈0.02,就像过路费一样,这个数值越大越容易发烫,还会丢失更多信号)。
在AI场景,如英伟达H100 GPU的640GB/s数据传输速率下,传统材料会导致30%信号丢失,相当于芯片性能打了7折。芯片发热的时候,还有个致命风险,就是会导致玻纤布膨胀(专业术语叫热膨胀系数,数值越大表示遇热越容易变形),引发电路板变形,服务器故障中21%由电路板热变形引发。
电子布作为电子信息产业的核心基础材料,其市场需求呈现高速增长态势,尤其在AI算力、5G通信、新能源汽车等新兴领域驱动下,高端产品供需矛盾凸显。
目前英伟达的卡脖子环节,是AI产业链的隐形瓶颈,高端电子布的国产替代迎来了难得的窗口期。
近一个月以来,电子布核心股的平均涨幅在50%以上,其中翻倍个股也有不少,电子布的逻辑得到了市场的认可。
为什么AI电子布这么牛呢?传统的玻纤布掺了铁、钙等杂质,电信号一过就被杂质“偷吃”能量(DF高),而AI电子布玻璃用石英砂提纯(杂质少于十亿分之一),相当于蒸馏1000次的纯净水(DF暴降),传统的玻璃纤维结构是杂乱的(像棉袄里棉花结团),一受热就鼓包,而AI电子布用的是纳米级编织(经纬纱精密交错),这个技术工艺要求也非常高。
探秘电子布
电子布是以超细电子级玻璃纤维纱为原料,通过特殊织造工艺和表面处理制成的精密基材,是PCB的“骨架”材料,占覆铜板(CCL)成本的20%-30%。也就是电子布跟铜箔一样,都是覆铜板的核心材料。
电子布共有三代,按照Dk(介电常数)区分,一代布Dk≈4.0,二代布Dk≈3.5,三代布(Q布,石英布),Dk≤2.3。低介电常数(Low-Dk)电子布要求Dk≤3.0。
普通一代布没办法满足高速传输需求(800G光模块以上)。二代电子布适配英伟达GB300,三代布Q布用于下一代Rubin架构GPU。
AI服务器(如英伟达GB300)的PCB层数从传统12-16层增至24-40层,单机电子布用量提升5倍(单颗需求1200元,传统仅240元)。1.6T光模块需匹配三代Q布,单机用量18-24米。
一代布,材料是E玻纤,介电常数高、损耗因子高,耐温性能低,目前主要应用于基础绝缘PCB,市场规模小几十亿,并且增长已经基本停滞。
二代布,材料是低介电玻纤,介电常数较低、损耗因子较低,目前主要用于5G基站、服务器,AI的驱动,使得目前二代布出现供不应求。二代布市场规模大几十亿到上百亿,增速较高。
三代布,材料是高纯石英纤维(SiO₂≥99.95%),介电常数低、损耗因子低,目前主要用于半导体、光通信领域。
简单的说,电子布技术走向是要低介电常数,Low-DK布覆盖二代和三代,核心材料是改性玻璃纤维。Q布属于三代电子布,Dk≤2.3,核心材料是高纯石英纤维。
高性能特种玻纤布主要包括低介电电子布(Low DK 一代、Low DK 二代)和低膨胀(Low CTE)电子布,下游终端分别应用于通信基础设施和半导体封装领域。
目前全球供应商主要以日企、中国台企和部分中国大陆企业为主。
低介电电子布:信号传输的加速引擎
低介电电子布,全称为低介电常数电子级玻璃纤维布,是电子布家族中专注于优化电子信号传输的重要成员。
它的核心优势在于能够显著减少信号传输过程中的能量损失,极大地提高信号完整性和传输速度。
在当今数字化时代,随着5G通信、数据中心、AI服务器等领域对高速、高频信号传输需求的爆发式增长,低介电电子布的重要性愈发凸显。
LowDK一代布的介电常数相对较高,通常在4.5左右,介电损耗也相对较大,这使得它主要适用于一些对信号传输速度和质量要求相对较低的消费电子及低端汽车电子领域。
比如,在普通智能手机、平板电脑等消费电子产品中,LowDK 一代布能够满足基本的信号传输需求,为这些设备的正常运行提供保障。
在低端汽车电子系统,如一些基础的车载娱乐系统、简单的车辆控制模块中,它也能发挥重要作用,确保系统内部的电子信号稳定传输。
低介电电子布对电子信号传输的优化作用主要体现在以下几个方面:
1. 它能够有效降低信号在传输过程中的损耗,减少信号衰减和失真,确保信号的完整性。低介电电子布的低介电常数和低介电损耗特性能够减小这种损耗,使信号在传输过程中保持较强的强度和稳定的波形,提高数据传输的准确性。
2. 低介电电子布可以提高信号的传输速度。低介电电子布的优异性能能够减少信号传输的延迟,让信号更快地到达目的地,从而提升整个电子系统的运行速度。
低膨胀电子布:芯片的稳定护盾
低膨胀电子布,即低热膨胀系数电子级玻璃纤维布,是一种通过特殊配方和工艺制成的高性能电子材料。
其热膨胀系数可低至2.77×10 -6/℃,接近硅基芯片的3ppm/℃,同时具备高弹性模量(≥93GPa)、低介电损耗(Low Df)等特性。
这些特性使得低膨胀电子布在芯片封装领域发挥着至关重要的作用,成为保障芯片稳定性和可靠性的关键材料。
在芯片封装过程中,低膨胀电子布主要起到以下几个关键作用:
1.它能够有效缓冲芯片与封装基板之间因热膨胀系数差异而产生的应力。
芯片在工作过程中会产生热量,导致温度升高,不同材料的热膨胀系数不同,在温度变化时会产生不同程度的膨胀和收缩,这可能会在芯片与封装基板之间产生应力,严重时甚至会导致芯片损坏。
低膨胀电子布的低膨胀系数特性使其能够在温度变化时与芯片和封装基板保持相近的膨胀和收缩程度,从而缓冲这种应力,保护芯片免受损坏。
2.低膨胀电子布能够提高芯片封装的尺寸稳定性。
低膨胀电子布的高弹性模量使其具有良好的机械性能,能够为芯片封装提供额外的结构支撑,增强封装的整体强度,使其能够更好地抵御外部的机械冲击和振动,提高芯片在复杂环境下的可靠性。
电子布产业链
上游:关键材料的供应基石
电子布产业链的上游主要包括玻纤、树脂、铜箔等关键原材料,它们是电子布生产的基础,各自发挥着不可或缺的作用。
玻纤作为电子布的增强材料,赋予电子布良好的机械性能和尺寸稳定性;
树脂则充当粘结剂,将玻纤紧密结合在一起,形成具有一定强度和柔韧性的复合材料;
铜箔则是实现电子信号传导的关键材料,其质量和性能直接影响着电子布的电气性能。
在Low Dk电子布中,石英玻纤凭借其独特的性能优势脱颖而出。
石英纤维产品工艺流程
与传统玻纤相比,石英玻纤具有更低的介电常数和介电损耗,在高频信号传输中能够有效减少信号衰减和失真,保证信号的高质量传输。
然而,石英玻纤的制备工艺复杂,对原料纯度、拉丝工艺和浸润剂的要求极高,目前全球具备石英玻纤批产能力的厂商较少,这也使得石英玻纤成为 LowDk 电子布产业链中的核心卡位材料。
上游材料的供应稳定性和质量对电子布产业的发展至关重要。
任何一种原材料的供应短缺或质量波动,都可能导致电子布生产受阻,影响下游产品的性能和市场供应。
因此,电子布生产企业通常会与上游供应商建立长期稳定的合作关系,确保原材料的稳定供应和质量可控。
中游:制造工艺的技术角逐
中游环节是将玻纤纱加工成电子布的关键阶段,这一过程涉及到整经、上浆、织造和后处理等多个复杂工序。
玻璃纤维纱生产流程图
电子布的织造技术及特点
每一道工序都对设备精度、工艺参数和操作人员的技术水平有着严格要求,任何一个环节出现问题,都可能影响电子布的质量和性能。
对于LowDk电子布来说,其制造工艺更为复杂,需要采用特殊的制法和处理剂。
在生产过程中,需在高温下熔融高纯度石英砂,并采用精密过滤和均化处理,有效去除杂质和未熔颗粒,以确保石英玻璃液的高纯度和成分的均匀性。
电子布需根据玻纤及树脂配备特定处理剂
在技术水平方面,国外企业在 LowDk 电子布制造领域起步较早,积累了丰富的技术经验和专利,处于领先地位。
例如,日东纺、AGY等厂商早在多年前就开始布局LowDk电子布技术研发,推出了一系列具有自主知识产权的产品。
然而,近年来国内企业通过加大研发投入,积极引进和吸收国外先进技术,技术水平得到了快速提升,逐步缩小了与国外企业的差距。
一些国内企业如中材科技、宏和科技等已具备LowDk布小批量生产能力,并在产能建设方面取得了显著进展。
产能建设是中游企业发展的重要战略之一。
中材科技子公司泰山玻纤加速LowDk电子布产线建设,当前已具备近5000吨电子布产能,并计划进一步扩大产能;
宏和科技通过定增募资投入高性能玻纤纱产线及相关研发项目建设,以提升高性能电子布的生产能力。
这些产能建设举措不仅有助于企业满足市场需求,提高市场份额,还将推动整个电子布产业的规模化发展。
设备硬核支撑,电磁加热辊成关键
在电子布产业链中游“玻纤纱→电子布”的转化环节,高精度设备是决定产品性能的核心变量。从整经、织造到后处理,每道工序都需专业设备精准把控,而电磁加热辊凭借其独特优势,在关键环节中扮演着“温控核心”角色,尤其为Low-Dk二代/三代等高精尖电子布生产保驾护航。
中游制造:四大工序与核心设备
中游制造围绕“成型-提纯-赋能”逻辑展开,各工序设备功能聚焦“精度+稳定”:
整经:依赖高速分批整经机,需将原丝按织造要求精准排列,控制张力波动≤5%,配备断丝自动检测,避免“缺经”缺陷,适配超细纱时速度达300-400m/min;
织造:以高精度喷水织机为主力,用高压水流引纬(无油污污染),纬纱速度1200-1500m/min,通过伺服控制实现经纬张力同步,保障布面平整度公差≤±5μm;
退浆:采用连续式热风退浆炉,分段控温(预热200-300℃、灼烧400-500℃、冷却≤100℃),残留灰分需≤0.1%,同时通入惰性气体防玻纤氧化;
表面处理:核心是“浸渍+烘干”,浸渍机控制浸润剂涂覆精度±0.05g/m²,而电磁加热辊则主导烘干固化,是决定电子布与树脂结合力的关键。
电磁加热辊:高端电子布的“温控利器”
为什么是它?三大硬核优势
电磁加热辊基于电磁感应原理,高频线圈生成交变磁场使辊体自发热,配合PID温控,相较传统设备优势显著:
控温精度拉满:辊面温差≤±1℃(远优于油加热辊的±5℃),热响应快,杜绝局部温度波动导致的工艺缺陷;
能耗维护双优:加热效率>90%,较电阻加热节能30%-40%,无导热油泄漏、电阻丝老化问题,辊体寿命5-8年,维护周期延长至6-12个月;
适配高端需求:辊体可镀硬铬(HV≥800)或陶瓷涂层,耐磨损且能承受20-50kN/m线压力。
关键应用:三大核心场景
退浆后烘干:将退浆布含水率从≤5%降至≤0.5%,辊温80-120℃、布速15-20m/min,同步实现烘干与布面平整,消除“经向皱痕”;
表面处理固化:涂覆电子型浸润剂后,需120-160℃固化(碳氢树脂体系140-150℃、PPO体系150-160℃),辊体线压力30-40kN/m,确保浸润剂均匀分布、固化度>90%,保障覆铜板剥离强度≥1.5kN/m;
三代Q布特种处理:针对高纯度石英布,采用钛合金辊体(无金属离子污染),在180-200℃高温、惰性气体保护下固化,精准控温±1℃,避免石英纤维晶体结构变化,守住Dk≤2.3、Df≤0.001的核心性能。
国产化突破:从依赖进口到自主可控
此前高端电磁加热辊被日本特电垄断,如今上海联净等企业突破高频控制算法与辊体精密加工技术,产品温度均匀性达±1℃,加速中游设备国产化进程。
下游:应用领域的广泛拓展
电子布的下游主要是覆铜板和PCB的生产。
覆铜板是由电子布、树脂和铜箔经过热压等工艺制成,是PCB的核心原材料。
PCB则是通过对覆铜板进行光刻、蚀刻、金属化等一系列加工工艺,形成具有特定电路图案和电气连接功能的电路板,广泛应用于电子设备中。
不同行业对电子布性能的需求差异较大。
在消费电子领域,如智能手机、平板电脑等,由于产品体积小、集成度高,对电子布的轻薄化和柔韧性要求较高,同时也需要具备一定的电气性能和机械性能;
在通信设备领域,如5G基站、交换机等,由于信号传输频率高、速度快,对电子布的低介电常数和低介电损耗性能要求极为严格,以确保信号的高效传输和低延迟;
在汽车电子领域,由于汽车工作环境复杂,对电子布的耐高温、耐潮湿、抗振动等性能要求较高,以保证汽车电子系统的可靠性和稳定性。
高速传输浪潮下,Low Dk电子布乘风破浪
AI时代,服务器配套为核心增长点
AI技术的迅猛发展,AI服务器和高速网络的普及程度不断提高,数据量呈爆炸式增长。
Low Dk电子布,高速传输的救星
Low Dk电子布凭借其出色的低介电损耗特性,成为解决高速传输难题的关键。
它的介电常数和介电损耗显著低于传统电子布,能够有效减少信号在传输过程中的能量损失和延迟,就像为信号传输打造了一条宽敞、光滑的高速公路。
在AI服务器中,LowDk电子布的应用极大地提升了数据处理和传输效率。
以英伟达的H100 AI服务器为例,采用了LowDk三代布后,其数据传输速率相比使用传统电子布提高了数倍,能够更快地处理复杂的AI算法和大规模的数据运算,为AI模型的训练和推理提供了强大的支持。
从市场增长趋势来看,LowDk电子布呈现出强劲的发展势头。
预计在未来几年,其市场规模将以每年两位数的速度增长,成为电子布市场中最具潜力的细分领域之一。
在2025-2027年期间,1.6T光模块将成为数据中心主流建设方案,这将进一步推动对适配M9级覆铜板的LowDk三代布的需求,市场前景十分广阔。
电子布领域相关公司
在电子布这个充满活力与机遇的行业中,有几家企业凭借其卓越的技术、强大的实力和敏锐的市场洞察力,脱颖而出,成为了行业的引领者。它们在各自的领域内深耕细作,不仅推动了电子布技术的不断进步,也为整个行业的发展注入了强大的动力。
1.菲利华:上游材料的领军者
菲利华作为国内石英玻纤领域的佼佼者,拥有着深厚的技术底蕴和强大的研发实力。
公司成立多年来,始终专注于石英玻璃材料和石英纤维的研发、生产与销售,产品广泛应用于光通信、光学、半导体、航空航天等多个高端领域。
在石英玻纤的生产工艺上,菲利华掌握了多项核心技术,如独特的棒拉法工艺,能够生产出高质量的石英玻纤,其产品在介电损耗、热膨胀系数等关键性能指标上表现优异,远超同类产品。
凭借着这些技术优势,菲利华在市场上树立了良好的口碑,成为了众多下游企业的首选供应商。
在市场地位方面,菲利华是全球少数几家具有石英玻璃纤维批量生产能力的制造商之一,也是国内航空航天领域用石英玻璃纤维的主导供应商。
公司拥有完整的石英玻璃纤维材料产业链,从原材料的采购到产品的研发、生产和销售,形成了一体化的运营模式,这不仅保证了产品的质量和供应稳定性,还为公司带来了显著的成本优势。
2.中材科技:中游制造的佼佼者
中材科技在电子布制造领域拥有丰富的技术积累和强大的产能优势。作为中国建材集团旗下的新材料平台公司,中材科技依托集团的资源和技术优势,在玻璃纤维、风电叶片及锂电池隔膜等业务领域取得了显著成就。
在电子布制造方面,中材科技的子公司泰山玻纤经过多年的技术沉淀,掌握了先进的生产工艺和技术,能够生产出多种规格和性能的电子布产品。
在低介电电子布领域,中材科技布局深远,成果显著。公司早在多年前就开始了低介电电子布的研发和生产,目前已经形成了较为完善的产品体系。
在产能方面,中材科技不断加大投入,扩大生产规模。截至目前,公司拥有多条低介电玻纤产线,合计产能可观,且产能仍在持续扩张中。
2025年4月,公司公告特种玻纤布投资项目产能由2600万米提升至3500万米,项目建设总投资14.3亿元,建设期12个月,预计2026-2027年公司低介电电子布产能将进一步抬升。
3.宏和科技:高端产品的突破者
宏和科技是一家专注于中高端电子级玻璃纤维布研发、生产和销售的高新技术企业,在中高端电子布市场具有独特的产品特点和技术优势。公司始终坚持技术创新,不断加大研发投入,致力于提升产品的性能和质量。
宏和科技的电子布产品具有高平整度、低粗糙度、低介电常数等特点,能够满足高端电子设备对材料性能的严格要求。
在技术方面,公司拥有多项自主知识产权,掌握了先进的生产工艺和技术,如超细纱生产技术、特殊表面处理技术等,这些技术为公司产品的高性能提供了有力保障。
在市场份额和客户群体方面,宏和科技也取得了显著成绩。公司的产品得到了众多知名企业的认可,下游客户包括生益科技、联茂电子、台光集团、台燿科技、南亚新材等。
这些客户在电子行业中具有较高的知名度和市场影响力,与他们的合作不仅为宏和科技带来了稳定的收入,也进一步提升了公司的品牌形象和市场竞争力。
4.生益科技:下游应用的创新者
生益科技在覆铜板和PCB领域具有强大的技术创新能力和较高的市场地位。作为全球覆铜板行业的领军企业,生益科技拥有先进的生产设备和技术,能够生产出高品质的覆铜板和PCB产品。
公司的产品广泛应用于通信设备、网络设备、服务器/存储、汽车电子等多个领域,在行业内享有良好的声誉。
在技术创新方面,生益科技始终走在行业前列。公司不断加大研发投入,与国内外多所高校和科研机构建立了合作关系,共同开展技术研发和创新。
通过持续的技术创新,生益科技推出了一系列具有高性能、高可靠性的覆铜板和PCB产品,满足了市场对高端电子材料的需求。
生益科技的发展对电子布产业产生了积极的协同发展效应。其对高品质电子布的需求,推动了电子布企业不断提升产品质量和性能,促进了电子布产业的技术进步和升级。
5.胜宏科技:行业发展的推动者
胜宏科技在PCB制造领域展现出了强大的技术实力和较高的市场份额。
公司专业从事高密度印制线路板的研发、生产和销售,产品覆盖刚性电路板(多层板和HDI为核心)、柔性电路板(单双面板、多层板、刚挠结合板)全系列。
胜宏科技拥有先进的生产设备和技术,具备70层高精密线路板、28层八阶HDI线路板等的量产能力,78层TLPS研发制造能力,拥有线路板领域有效专利399项。
凭借着这些技术实力,胜宏科技在市场上赢得了众多客户的信赖,产品远销海外,市场份额不断扩大。
作为PCB制造领域的重要企业,胜宏科技对电子布的性能有着严格的要求。
在实际应用中,胜宏科技的PCB产品大量应用于英伟达、AMD、英特尔、特斯拉等众多国际知名品牌的电子设备中,这些应用案例充分展示了胜宏科技对电子布性能的严格把控和对高品质电子布的需求。
6.上海联净:高端材料生产、工艺、装备和开发一体化解决服务商
上海联净是一家提供高端材料以及智能制造装备整体解决方案的研发型企业,是领先的新能源、信息材料装备制造提供商,业务涵盖锂离子电池/储能电池智能装备、5G高频覆铜板制造装备、氢能智能装备、纤维预浸料装备以及其他精密热压复合设备。
2019年获批成立“院士专家工作站”,公司研发和制造的多种精密热压/复合设备及电磁感应加热辊等产品已成为许多材料生产企业的首选。除了各种高分子材料深加工领域及碳纤维、LCP覆铜板材料、氢燃料电池膜电极、覆膜铁等新材料之外,公司产品在锂电池、汽车玻璃、光伏材料、光学膜、纺织、特种纸、食品与医药包装、无纺布、印刷等行业也有着广泛的应用。
总结
电子布作为电子产业的关键基础材料,以其多样的种类和独特的性能,在覆铜板及众多电子设备中扮演着不可替代的角色。
从低介电电子布在高速信号传输中的关键作用,到低膨胀电子布对芯片封装可靠性的保障,再到其产业链从上游原材料供应到中游制造,最后到下游覆铜板及电子设备应用的紧密衔接,构成了一个庞大而高效的产业生态系统。
在当前AI服务器渗透率提升、数据中心建设加速以及5G通信技术广泛应用的大背景下,高速传输场景对低介电电子布的需求呈现出爆发式增长,为电子布产业带来了前所未有的发展机遇。
相关公司如菲利华、中材科技、宏和科技、生益科技、上海联净和胜宏科技等,凭借各自在产业链不同环节的技术优势、产能布局和市场拓展能力,在这场产业变革中积极布局,抢占先机。
文章参考资料:第一时间研报、白话逻辑社、晴天洞见、上海联净、矿纤网、蓝昕话语、高性能纤维复材与新材料资讯
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