AI算力驱动下PCB产业迭代升级分析

算力服务器的更新换代，正持续拉动高多层板与高阶HDI板的需求增长。随着大模型训练与推理需求的快速爆发，算力基础设施中的电路板已不再是简单的信号连接件，而是支撑高性能计算的核心组成部分，这对PCB的层数、材料、制造工艺提出了更为严苛的要求。算力服务器中的PCB应用场景广泛，主要包括AI服务器加速板、UBB板、交换板、CPU主板，以及存储、内存、网卡等配套板材，不同位置的PCB承担着差异化功能，但均朝着更高技术标准迭代。本文围绕AI算力对PCB产业的拉动作用展开梳理，整合覆铜板、封装基板等核心环节的最新数据，并梳理重点企业的技术布局方向，为行业观察提供参考。

一、服务器平台升级，推动PCB层数持续提升

服务器平台的迭代升级，是PCB层数增加的直接驱动力。随着PCIe接口标准的升级，不同平台对PCB层数的需求逐步提升：PCIe 3.0时代的Purely服务器平台，所需PCB层数普遍为8-12层；进入PCIe 4.0的Whitley平台，层数需求提升至12-16层；而到了PCIe 5.0的Eagle Stream平台，16-18层及以上的PCB已成为主流配置。

PCB层数的增加，核心是为了承载CPU、GPU、内存、网卡等核心器件，保障芯片之间、内存与存储设备之间的低延迟、高带宽通信，同时减少信号干扰与损耗，因此算力服务器PCB的设计精度不断提升。以英伟达GB200 NVL72架构为例，整个系统需多块不同规格的PCB协同工作，其中加速模块与交换模块对PCB的技术要求尤为严苛。据思瀚产业研究院统计，不同服务器平台对PCB层数的要求每2-3年便会提升一个台阶，直接推动高多层板市场持续扩容。

二、高阶HDI技术崛起，适配AI服务器高密度互连需求

AI服务器对高密度互连的需求日益提升，传统通孔板在空间利用、散热性能上逐渐难以满足需求，高阶HDI（高密度互连板）凭借微小导孔、高线路密度的优势，成为AI加速模块的首选方案。HDI板通过在单个或多个双面芯板上层层积层，借助通孔、盲孔、埋孔实现板层间的电气连接，与普通PCB相比，其核心优势体现在三方面：一是可在更小尺寸内实现更高布线密度与更复杂电路设计；二是电性能与信号正确性更优；三是能有效改善射频干扰、电磁干扰、静电释放及热传导问题。

从市场格局来看，据QY Research数据，2024年多层板仍占据PCB市场58.4%的份额，但HDI的市场占比正稳步提升。随着AI服务器升级，GPU主板正逐步从高多层板向HDI转型，小型AI加速器模块通常采用4-5阶HDI实现高密度互连。HDI阶数越高，布线密度越高、尺寸利用率越高，但制造难度也随之提升，层间对位要求极为苛刻——一阶HDI仅需一次层压，二阶需采用叠孔或错孔结构，三阶及以上则需多次层压。

行业增长预期明确，Prismark预测，2023-2028年间，AI服务器相关HDI的年均复合增速将达16.3%，成为PCB市场中增长最快的细分品类，核心驱动力在于其高集成度、优信号稳定性，能够完美适配高速传输需求。

三、覆铜板材料升级，适配高速、高温场景需求

覆铜板作为PCB制造的核心材料，其技术等级直接决定成品的信号损耗水平，主要由增强材料（如玻纤布）、浸渍树脂与铜箔热压制成，承担着互通互导、绝缘、支撑的核心作用，直接影响PCB的传输速度、能量损失与特性阻抗。行业内通常以M系列编号划分覆铜板等级，等级越高，材料性能越优、损耗越小。

AI需求爆发带动M2-M8全系列高速覆铜板的广泛应用，目前M7及以上级别材料已大量用于AI服务器与5G基站。其中，M9材料是英伟达专为下一代Rubin架构AI服务器研发的高速覆铜板，主要由特种树脂、石英布、高端铜箔构成，随着2026年Rubin平台预期发售，M9覆铜板需求将迎来放量。此外，随着芯片间互联速率从1.6T向3.2T迈进，信号损耗与发热问题愈发突出，M10材料研发已正式启动——该材料采用碳氢树脂与电子级石英布复合，通过优化树脂分子结构减少极化损耗，目前英伟达已启动M10测试，目标应用于2027年量产的Rubin Ultra及Feynman平台。参考M9从测试到量产耗时约2年，M10因技术难度更高，预计开发周期将更长。

除了高速需求，覆铜板材料升级也需应对芯片功耗密度提升带来的散热压力。当半导体制程向2纳米以下突破时，芯片局部温度常超过150摄氏度，传统铜、铝散热效率已接近极限。金刚石材料凭借每米每开尔文2000瓦的热导率（是铜的4-5倍、硅的13倍），成为高温高压场景下的终极散热方案，预计2025年全球金刚石热沉市场规模将达8.5亿美元，年复合增长率超40%。同时，陶瓷基板凭借优良的导热性与热稳定性，在高端电子器件中应用广泛，其主要工艺路线包括DBC（直接覆铜，适配工业变频器、光伏逆变器）、AMB（活性金属钎焊，适配新能源汽车电控、超充桩）、DPC（直接镀铜，适配激光雷达、5G毫米波天线封装），分别对应不同应用场景。

四、封装基板需求爆发，国产替代加速推进

芯片出货量的持续增长，直接拉动封装基板需求提升。据DIGITIMES Asia数据，全球数据中心AI芯片出货量预计从2024年的3050万片增长至2030年的5340万片，涵盖高端GPU、TPU及各类网络处理器；同时，全球数据中心AI芯片先进封装市场规模将从2024年的56亿美元跃升至2030年的531亿美元，年复合增长率超40%。

封装基板作为芯片封装的关键环节，具备高密度、高精度、小型化的特点，在芯片与PCB之间起到承上启下的作用，甚至可在基板内埋入无源或有源器件实现部分系统功能。从材料来看，BT树脂基板凭借高耐热性、低介电常数，在内存芯片、LED芯片领域占据较高份额；ABF基板则因能实现更细布线、更高传输速率，广泛应用于CPU、GPU等高端芯片的倒装封装——ABF基板不含玻纤成分，可实现更细线宽线距、更多引脚，传输速率更优；BT基板含玻纤纱层，硬度较高、机械支撑可靠，但布线复杂度高、镭射钻孔难度大。

市场规模方面，据QYResearch统计，2024年全球封装基板市场销售额达128亿美元，预计2031年将增至209亿美元。目前全球封装基板行业集中度较高，主要由中国台湾、日本、韩国厂商主导，2024年全球前十大厂商市占率约78%，其中FCBGA载板前七大厂商市占率达92%。国内方面，深南电路、兴森科技、越亚半导体、和美精艺等企业已实现封装基板规模化生产，销售额呈增长趋势，但全球占比仍较低，国产替代空间广阔。

五、AI端侧设备渗透，推动PCB向轻薄化、低损耗升级

AI的应用不仅集中在数据中心，也推动手机、AI眼镜等端侧设备性能升级，这类设备对PCB的技术要求同步提升。由于AI端侧设备对体积控制极为严格，内部空间高度压缩，直接推动主板技术路线迭代：手机所用HDI板的阶数与材料加速升级，类载板（SLP）使用量有望增加，挠性电路板（FPC）则向线距更细、层数更多的方向发展；同时，端侧设备对覆铜板的需求偏向超薄型、低膨胀系数、良好的信号稳定性——智能手机HDI板需满足轻薄化、高刚性、低膨胀系数、信号稳定、高耐热性，可穿戴设备则重点要求HDI设计、高刚性与低膨胀系数。

景旺电子在投资者关系活动中表示，AI端侧落地将推动PCB向高速高频、轻薄化、低损耗方向演进，具体体现为HDI板阶数与材料升级、SLP使用量提升、FPC线宽线距缩小及层数增加。

六、国内高端HDI产能稀缺，制约行业发展

目前国内高端HDI产能较为稀缺，核心原因在于制造工艺难度极高。与普通多层板相比，HDI新增了压合、减铜、镭射等工序，这些工序的重复次数对应PCB的阶数，每增加一阶，产能消耗便成倍增加，其中三阶或任意阶HDI的产能消耗是一阶的3倍以上。此外，产品规格差异较大，消费类HDI产线无法与AI专用HDI产线共线生产——例如英伟达GB200架构所用HDI板面积更大、层数更高，生产过程中不仅消耗更多产能，良率也面临较大挑战，进一步加剧高端产能紧张。

据观研天下统计，国内企业凭借成本优势主导低阶HDI市场，而高端HDI市场仍由中国台湾、日韩及欧美企业把控，这类企业的高阶产品主要应用于AI服务器、汽车电子等高附加值领域，国内高端HDI产能缺口显著。

七、供电技术迭代，适配GPU高功耗需求

随着GPU功耗突破1000瓦，电源传输系统的响应速度与效率成为关键，行业正积极探索新型供电技术，其中垂直供电技术已进入商业化阶段。垂直供电通过穿透PCB层垂直向上输送电力，直接为上方处理器供电，有效缩短电压调节模块到处理器芯片的传输距离，天然降低电阻、提升供电效率。

垂直供电的发展分为三个阶段：第一阶段为传统横向供电，功率级、电感、电容直接布置在GPU旁，成本最低但损耗较大；第二阶段为背面垂直供电，供电模块采用垂直穿透布局，从基板或主板背面垂直对接处理器，大幅降低供电网络总电阻，目前已进入大规模商业化阶段；第三阶段为电压调节器直接集成在基板上，是损耗控制的最优解，目前仍处于研发推进阶段。

同时，行业正探索CoWoP技术（芯片晶圆平台PCB），通过硅中介层直接将芯片键合到高密度PCB上，无需传统ABF或BT有机基板，其核心优势包括：缩短互连路径、降低信号衰减；板载电压调节模块可贴近GPU放置，改善瞬态电流响应；消除封装盖，可直接安装冷板或液冷解决方案。尽管目前CoWoP在主板制造精度、平面公差及返工难度上仍有局限，但其技术优势预示了行业长期演进方向。

八、PCB市场整体稳步增长，细分领域表现突出

从行业整体来看，PCB产业正处于稳步扩张期。据Prismark数据，2024年全球PCB市场产值达736亿美元，同比增长5.8%；预计2025年将增至786亿美元，2029年有望突破950亿美元，年均复合增长率维持在5.2%左右。

细分领域中，高多层板、HDI、封装基板表现亮眼：18层以上高多层板受AI服务器需求拉动，2025年增长率预计达41.7%，增速显著；HDI市场受益于400G、800G高速光模块及AI边缘设备扩张，2025年预计实现10.4%的增长；封装基板则得益于2024年低基数效应与库存改善，2025年增长率预计达8.7%，成为行业内增速较快的细分板块之一。

九、重点企业梳理（仅供参考）

结合各环节技术布局与市场地位，梳理PCB产业重点企业如下：

- PCB及HDI领域：胜宏科技（高阶HDI布局较早）、沪电股份（AI服务器PCB核心供应商，覆盖UBB板、加速板）、奥士康、世运电路、崇达技术、广合科技（服务器PCB市场份额突出）、景旺电子、四会富仕，均在算力服务器加速板、高多层PCB、高阶HDI领域拥有深厚技术积累。

- 封装基板领域：深南电路（国内封装基板龙头，覆盖BT、ABF两大类，进入头部芯片厂商供应链）、兴森科技，在IC封装基板国产替代中发挥核心作用，受益于先进封装市场机遇。

- 新材料及新技术领域：科翔股份（专注陶瓷基板研发，应用于功率模块、LED封装）、中富电路（布局垂直供电技术，涉及背面垂直供电模块PCB制造）、华正新材（覆铜板、ABF膜关键供应商，高速覆铜板批量应用于AI服务器）。