一、背景
日前，“中國(guó)5G經(jīng)濟(jì)研討會(huì)”在北京召開(kāi)，會(huì)上發(fā)布的《中國(guó)5G經(jīng)濟(jì)報(bào)告2020》預(yù)計(jì)，到2020年，5G總投資額將達(dá)到0.9萬(wàn)億元，2025年將達(dá)到1.5萬(wàn)億元，年內(nèi)將在50個(gè)城市建13萬(wàn)個(gè)5G基站。
我們知道，在建設(shè)5G基站時(shí)，不可避免的要用到印制電路板PCB，其中又有個(gè)很關(guān)鍵的組件是覆銅板，隨著2020年5G進(jìn)入規(guī)模建設(shè)周期，預(yù)計(jì)會(huì)對(duì)銅產(chǎn)業(yè)鏈的需求端帶來(lái)一定的拉動(dòng)，本文著眼于此，與大家探討一下這一部分需求量大致有多少。
二、邏輯
本文將依次從5G、印制電路板PCB以及覆銅板CCL三個(gè)部分，粗略預(yù)估5G基站建設(shè)對(duì)銅需求拉動(dòng)，計(jì)算和驗(yàn)證方法如下：
由于根據(jù)不同的基站種類，耗銅量會(huì)有比較大的區(qū)別，且由于缺乏數(shù)據(jù)，無(wú)法根據(jù)各種不同種類基站分配權(quán)重，所以本文暫時(shí)按照在總投資額中占比的角度，去推算總耗銅量。然后我們通過(guò)未來(lái)CCL總產(chǎn)能產(chǎn)量從供應(yīng)端進(jìn)行數(shù)量級(jí)上的驗(yàn)證。
三、5G
1.5G簡(jiǎn)介
5G的全稱為5th generation mobile networks即第五代移動(dòng)通信技術(shù)，是***新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，也是4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系統(tǒng)之后的延伸。它的性能目標(biāo)是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、節(jié)省能源、降低成本、提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接。與早期的網(wǎng)絡(luò)一樣，5G網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)，供應(yīng)商覆蓋的服務(wù)區(qū)域被劃分為許多被稱為蜂窩的小地理區(qū)域。表示聲音和圖像的模擬信號(hào)在手機(jī)中被數(shù)字化，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換并作為比特流傳輸。
5G網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)勢(shì)在于，數(shù)據(jù)傳輸速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于以往的蜂窩網(wǎng)絡(luò)，***高可達(dá)10Gbit/s，比4G LET蜂窩網(wǎng)絡(luò)快100倍；其次是網(wǎng)絡(luò)延遲較低，空中接口時(shí)延水平在1ms左右，而4G為30-70ms；此外，在連續(xù)廣域覆蓋和高移動(dòng)下，用戶的體驗(yàn)速率可高達(dá)100Mbit/s，并且流量密度和連接數(shù)密度都有大幅度的提高。
5G的傳播需要使用5G基站傳播信號(hào)，由于頻譜更寬，因此5G基站的數(shù)量要比4G基站更多。
2.5G基站
5G基站是5G網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備，它提供無(wú)線覆蓋，實(shí)現(xiàn)有線通信網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線終端之間的無(wú)線信號(hào)傳輸，主要用于提供5G空口協(xié)議功能，支持與UE、核心網(wǎng)之間的通信。
一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的宏基站主要由基帶處理單元BBU（Base Band Unit）、射頻處理單元RRU（Remote Radio Unit）和天線系統(tǒng)三個(gè)部分組成。
基帶處理單元BBU：完成信道編解碼、基帶信號(hào)的調(diào)制解調(diào)、協(xié)議處理等功能，同時(shí)需要提供與上層網(wǎng)元的接口功能。5G基站的BBU被拆分為CU（Centre unit控制單元）、DU（Distributed unit分布單元）。
射頻處理單元RRU：是天線系統(tǒng)和基帶處理單元溝通的中間橋梁：接收信號(hào)時(shí)，RRU將天線傳來(lái)的射頻信號(hào)經(jīng)濾波、低噪聲放大、轉(zhuǎn)化成光信號(hào)，傳輸給BBU；發(fā)送信號(hào)時(shí)，RRU將從BBU傳來(lái)的光信號(hào)轉(zhuǎn)成射頻信號(hào)通過(guò)天線放大發(fā)送出去。
天線系統(tǒng)：主要進(jìn)行信號(hào)的接受和發(fā)送，是基站設(shè)備與終端用戶之間的信息能量轉(zhuǎn)換器。
從天線的結(jié)構(gòu)看，5G射頻實(shí)現(xiàn)了從“RRU+天線”向有源天線AAU的轉(zhuǎn)變。在目前廣泛應(yīng)用的分布式基站中，RRU與BBU分離并通過(guò)饋線與天線相連。MIMO技術(shù)將天線變成一體化有源天線AAU。AAU集成了RRU與傳統(tǒng)天線的功能，數(shù)字接口獨(dú)立控制每個(gè)天線振子，構(gòu)成主動(dòng)式天線陣列。由于射頻單元不再需要饋線和RRU相連，而是直接用光纖連接BBU，此前令人困擾的饋電損耗趨于零。
5G時(shí)代，由于MIMO和波束成形技術(shù)的應(yīng)用，需要單面天線里集成64個(gè)、128個(gè)甚***更多的天線振子，而5G所用的高頻率信號(hào)又需要更高性能的射頻器件，因此，承載天線振子的高頻PCB及高頻覆銅板材料成為5G天線價(jià)值鏈上***受益的環(huán)節(jié)。相比于3G、4G傳統(tǒng)天線中并不需要高頻PCB及高頻覆銅板材料，市面上預(yù)計(jì)，5G PCB在高頻材料和加工過(guò)程的附加值都會(huì)增大，射頻前端PCB價(jià)格***少將超過(guò)3000元/平方米，即是4G的1.5倍。預(yù)測(cè)5G僅僅在射頻側(cè)，PCB及覆銅板的市場(chǎng)規(guī)模都將是4G 的數(shù)倍。
二、印制電路板PCB
1.PCB簡(jiǎn)介
印制電路板（Printed Circuit Board，PCB），是每個(gè)電子產(chǎn)品承載的系統(tǒng)合集。PCB主要由絕緣基材與導(dǎo)體兩類材料構(gòu)成，是電子元器件連接的提供者，在電子設(shè)備中起到支撐、互聯(lián)的作用，是結(jié)合電子、機(jī)械、化工材料等絕大多數(shù)電子設(shè)備產(chǎn)品必須的原件，被稱為“電子產(chǎn)品zhimu”。
PCB的分類一般有三種：以結(jié)構(gòu)分類，以基材分類和以用途分類。若按照結(jié)構(gòu)分類，PCB可以劃分為剛性板、撓性板（FPC）和剛撓結(jié)合板三種類型；按照所用芯板（覆銅板）的層數(shù)，又可以劃分為單面板、雙面板和多層板等。若按照基材分類，可以分為玻纖布基板、紙基板、金屬基板、陶瓷基板等。若按照用途分（即根據(jù)下游應(yīng)用），可以分為通信板、消費(fèi)電路板、jungong板等等。
2.PCB產(chǎn)業(yè)鏈
PCB行業(yè)上游原材料包括銅箔、樹(shù)脂、玻璃纖維布、木漿、油墨、銅球等，其中銅箔、樹(shù)脂和玻璃纖維布是三大主要原材料。一般來(lái)說(shuō)，PCB行業(yè)原材料成本占總營(yíng)業(yè)成本50%以上，是對(duì)PCB企業(yè)毛利空間影響***大的一部分。
PCB行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中游主要是各種印刷電路板的制造，產(chǎn)品加工等。隨著印刷電路板應(yīng)用場(chǎng)景的不斷拓展，產(chǎn)品不斷創(chuàng)新，印刷電路板一般可分為剛性電路板、軟性電路板、金屬基電路板、HD板和封裝基板。
PCB的一個(gè)顯著特點(diǎn)是下游應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋面廣泛，涵蓋通信、計(jì)算機(jī)、航空hangtian、工控醫(yī)療、消費(fèi)電子、汽車電子等。其中通信、計(jì)算機(jī)和消費(fèi)電子已成為PCB三大主流應(yīng)用領(lǐng)域。通信、汽車電子以及消費(fèi)電子三大行業(yè)PCB應(yīng)用***廣，其中通信占比35%；汽車電子和消費(fèi)電子分別占比16%和15%，前三行業(yè)應(yīng)用占比總計(jì)超過(guò)60%。
二、履銅板CCL
1. 履銅板簡(jiǎn)介
覆銅板（Copper Clad Laminate，全稱覆銅板層壓板，英文簡(jiǎn)稱CCL），是一種電子工業(yè)的基礎(chǔ)原料，是制造印刷電路板（PCB）的核心基材。覆銅板是將增強(qiáng)材料浸以有機(jī)樹(shù)脂，一面或兩面覆以銅箔，經(jīng)熱壓而成的一種板狀材料，擔(dān)負(fù)著（PCB）導(dǎo)電、絕緣、支撐三大功能，是一類專用于PCB制造的特殊層壓板，覆銅板占整個(gè)PCB生產(chǎn)成本的30%-40%，在所有PCB的物料成本中占比***高，玻纖布基板是***常見(jiàn)的覆銅板類型，由玻纖布作為增強(qiáng)材料，環(huán)氧樹(shù)脂為粘合劑制成。
基板：高分子合成樹(shù)脂和增強(qiáng)材料組成的絕緣層壓板可以作為覆銅板的基板。合成樹(shù)脂的種類較多，常用的有酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚四氟乙烯等。增強(qiáng)材料一般有紙質(zhì)和布質(zhì)兩種，它們決定基板的機(jī)械性能，如耐浸焊性、抗彎強(qiáng)度等。
銅箔：它是制造覆銅板的關(guān)鍵材料，要求有較高的導(dǎo)電率及良好的焊接性。并且銅箔表面不得有劃痕、砂眼和皺褶，金屬純度不低于99.8%，厚度誤差不大于±5μm。按照部頒標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，銅箔厚度的標(biāo)稱系列為18、25、35、70和105μm。我國(guó)目前正在逐步推廣使用35μm厚度的銅箔。銅箔越薄，越容易蝕刻和鉆孔，特別適合于制造線路復(fù)雜的高密度的印制板。
覆銅板粘合劑：粘合劑是銅箔能否牢固地覆在基板上的重要因素。覆銅板的抗剝強(qiáng)度主要取決于粘合劑的性能。
目前在PCB領(lǐng)域使用量***大的是剛性有機(jī)樹(shù)脂覆銅板，它包括：紙基板、玻纖布基板、復(fù)合基板。除上述類型外，剛性覆銅板還包括積層多層板基板、金屬基板、陶瓷基板、耐熱熱塑性基板、埋容基板材料等。
覆銅板盡管種類繁多，但還是以環(huán)氧樹(shù)脂基體覆銅板為主，約占覆銅板總量的70%以上。主要包括以下類型：
關(guān)于各類覆銅板對(duì)銅箔的單位消耗量，對(duì)于玻璃布基覆銅板、復(fù)合基覆銅板可以全部近似以雙面覆銅箔計(jì)算，即每平方米覆銅板對(duì)應(yīng)消耗2平方米銅箔；而對(duì)于紙基、撓性、金屬基覆銅板，可以全部近似以單面覆銅箔計(jì)算，即每平方米覆銅板對(duì)應(yīng)消耗1平方米銅箔，于是可以計(jì)算出一定的覆銅板產(chǎn)量所消耗的銅箔總面積。然后用每平方米銅箔的重量乘以銅箔總面積，換算成銅箔消耗的總重量。當(dāng)然這個(gè)總重量是覆銅板成品對(duì)銅箔的有效或凈消耗量，實(shí)際上還有損耗率存在。
由于覆銅板所覆銅箔，根據(jù)用戶要求，分成許多不同厚度的規(guī)格，有3、2、1、1/2、1/41/8oz等(1oz意思是1平方英尺的面積上平均銅箔的重量為28.35g，即用單位面積的重量來(lái)表示銅箔的平均厚度)于是關(guān)于重量的計(jì)算，就變得相對(duì)復(fù)雜，對(duì)各種厚度銅箔的消耗比例，只能近似估計(jì)。這個(gè)比例的估計(jì)值在覆銅板發(fā)展的各個(gè)時(shí)期，數(shù)值是變化的。主要是因?yàn)殡S著電子整機(jī)產(chǎn)品的輕薄化、電子元件的高度集成化，對(duì)PCB上的電路要求越來(lái)越細(xì)、間距越來(lái)越小，于是要求覆銅板所覆的銅箔越來(lái)越薄。從這個(gè)意義上看，覆銅板的發(fā)展對(duì)銅箔的需求按重量計(jì)算并不是穩(wěn)定增長(zhǎng)的。
目前gongxinbu確定2020年5G商用的目標(biāo)（提出使用3300MHZ-3600MHZ和4800MHZ-5000MHZ頻段），而對(duì)應(yīng)3.3GHZ-3.6GHZ/4.8GHZ-5GHZ的是在厘米波階段。后期在毫米波頻段中，28GHz頻段和60GHz 頻段是***有希望使用在5G 的兩個(gè)頻段。由于毫米波的工作頻率較高，5G 新建通訊基站對(duì)高頻電路板有著大量的需求。
二、 我國(guó)覆銅板行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀
2019年5月，中電材協(xié)覆銅板材料分會(huì)(CCLA)秘書(shū)處完成了對(duì)我國(guó)覆銅板企業(yè)2018年的經(jīng)營(yíng)情況調(diào)查。這項(xiàng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果反映了我國(guó)覆銅板全行業(yè)在2018年的經(jīng)營(yíng)情況。
在產(chǎn)能方面，中國(guó)大陸的剛性覆銅板總產(chǎn)能為7.52億平方米，較2017年增長(zhǎng)5%。整體看，2018年覆銅板總產(chǎn)量為6.54億平方米，較2017年增長(zhǎng)10.8%。產(chǎn)量增長(zhǎng)率超過(guò)產(chǎn)能增長(zhǎng)率，說(shuō)明產(chǎn)能利用率得到了進(jìn)一步的提升。(2018年剛性覆銅板行業(yè)產(chǎn)能利用率為73.97%，較上期增長(zhǎng)3.47%。國(guó)內(nèi)各CCL企業(yè)產(chǎn)能利用率情況差異趨于增大，一些大公司產(chǎn)能利用率高于全國(guó)總體水平)。
另從2018年我國(guó)主要大類覆銅板產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可知，2018年玻纖布基CCL產(chǎn)量為41946萬(wàn)平方米，占比為64.1%；排位di er是撓性CCL，產(chǎn)量為6190萬(wàn)平方米且占比為9.5%；排位第三是紙基CCL，產(chǎn)量為6029萬(wàn)平方米且占比為9.2%。
2010-2018年，我國(guó)各類剛性覆銅板銷量呈現(xiàn)出波動(dòng)上升的趨勢(shì)，2018年實(shí)現(xiàn)銷量64864萬(wàn)平方米，同時(shí)實(shí)現(xiàn)銷售收入559.69億元，分別較上期增長(zhǎng)11.32%以及9.60%。
六、5G基站及覆銅板需求量預(yù)測(cè)
據(jù)gongxinbu數(shù)據(jù)顯示，2018年我國(guó)新建4G基站43.9萬(wàn)個(gè)，總數(shù)達(dá)到372萬(wàn)個(gè)。截***2018年12月底，4G用戶總數(shù)達(dá)到11.7億戶，全年凈增1.69億戶，普及率接近84%，低于國(guó)際領(lǐng)先的日本（近110%）和韓國(guó)（99%）等國(guó)家和地區(qū)，仍有發(fā)展空間。移動(dòng)寬帶用戶（即3G和4G用戶）總數(shù)達(dá)13.1億戶，全年凈增1.74億戶，占移動(dòng)電話用戶的83.4%。
5G宏基站內(nèi)PCB價(jià)值量約為15104元/站，室分站PCB價(jià)值量約是宏站的30%-40%，約5286元/站。可以看出，5G宏基站PCB價(jià)值量是4G（4692元）的3.2倍，一個(gè)5G基站中PCB的單站價(jià)值量高達(dá)1.5萬(wàn)-2萬(wàn)元，CCL占PCB成本35%左右，單站價(jià)值約為0.5-0.7萬(wàn)元。通過(guò)預(yù)計(jì)2018-2022年宏基站和室分站建設(shè)的速度，可以大致算出得出單一年份5G基站建設(shè)對(duì)PCB帶來(lái)的增量市場(chǎng)空間（假設(shè)隨著生產(chǎn)力的提高，單站PCB&CCL價(jià)值量每年下降6%）。
2022-2023是5G基站建設(shè)的高峰年度，其帶來(lái)的PCB年度需求約為210-240億元（其中中國(guó)大陸約占50%-60%），相比于4G時(shí)代的80億元，是接近3倍的提升。
對(duì)應(yīng)CCL（大部分均為高頻高速CCL）市場(chǎng)空間約為80億元（其中中國(guó)大陸約占50%-60%），對(duì)應(yīng)4G時(shí)代的25億元是接近3倍的提升。
1.銅需求量計(jì)算
在覆銅板的生產(chǎn)成本中，直接原材料占比80%-90%，而在覆銅板三大原材料銅箔、玻纖布、樹(shù)脂中，銅箔占其材料成本分別為30%（厚覆銅板）和50%（薄覆銅板），綜合計(jì)算銅箔在覆銅板營(yíng)業(yè)成本中的比重約40%。
2.驗(yàn)證
全球范圍內(nèi)，覆銅板產(chǎn)能在逐漸向中國(guó)轉(zhuǎn)移，同時(shí)下游PCB產(chǎn)能也在向中國(guó)轉(zhuǎn)移，這些因素同時(shí)擴(kuò)大了國(guó)內(nèi)覆銅板的市場(chǎng)規(guī)模。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國(guó)各類覆銅板產(chǎn)量由 2000年的 6450萬(wàn)平方米增加***2018年的 59257萬(wàn)平方米。
覆銅板銅箔的消耗量=覆銅板的產(chǎn)量×單位消耗量×（1＋損耗率）。本文暫定損耗率為10%。并且根據(jù)往年不同種類覆銅板的產(chǎn)量需求得知，剛性、撓性和金屬基覆銅板的產(chǎn)量占比約為75%：20%：5%。
根據(jù)以上數(shù)據(jù)我們做出如下預(yù)測(cè)：
本文將剛性覆銅板用箔，平均按1oz箔占50%、1/2oz箔占35%、1/4oz以下箔占15%計(jì)算；對(duì)撓性覆銅板全部平均按1/2oz箔計(jì)算；金屬基覆銅板用箔全部平均以1oz計(jì)算。
并且5G基站覆銅板用箔占比銅箔消費(fèi)約為7%-8%，本文暫取7.5%。
由于驗(yàn)證方法是從我國(guó)覆銅板總體產(chǎn)量計(jì)算，所以得出5G基站覆銅板對(duì)銅的需求可能會(huì)有些誤差，但并不會(huì)改變整體的數(shù)量級(jí)。
七、總結(jié)
根據(jù)我們的估算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，2020年5G基站所需覆銅板的耗銅量大概在2萬(wàn)噸左右，對(duì)比中國(guó)每年一千多萬(wàn)銅的總需求量來(lái)看幾乎可以忽略不計(jì)。
PS：由于目前市面對(duì)于基站領(lǐng)域耗銅的參考資料較少，我們的計(jì)算難免會(huì)有疏漏之處。