5G chips force the motherboard PCB process upgrade

1. The 5G chip is highly integrated and small in size, and the 5G motherboard will fully use Anylayer and SLP

From the current point of view, the biggest change related to mobile phones is the transition from non-5G mobile phones to 5G mobile phones, and the underlying change logic is the change of chips. The changes in the chip mainly come from two aspects:

1) 5G increases the number of RF front-end chips: The number of RF front-end chips in mobile phones will increase with the increase of communication frequency bands (generally one chip handles one frequency band). 5G mobile phones increase the number of 5G communication frequency bands, so the number of chips in 5G mobile phones will increase. Increase;

2) The number of 5G chip I/Os will increase: as the functions of mobile phones become more and more complex and the response speed becomes faster and faster, 5G mobile phones will have stronger capabilities in terms of computing power and storage capacity, which will eventually be reflected in more I/O counts. If the chip technology process remains the same, more I/O counts mean larger chip size.

The above two major changes mean that if the mobile phone chip process does not change substantially, the number and size of the chips will be larger, which will require more motherboard space. For example, using the same 12-layer Anylayer technology solution, the motherboard area of ​​Mate 20 X 5G is 17~20cm2 larger than that of Mate 20 Pro.

Therefore, in the case of the limited size of the mobile phone itself, it is imperative to improve the integration level of the chip (reduce the number) and adopt a lower nanometer process (control the size). According to the 5G chips released by major chip manufacturers, we can see that the main 5G chips that have been released will basically use the process technology within 7nm (only the Samsung Exynos980 uses the 8nm process, but this is not the main model and has little impact). ), and Qualcomm's Snapdragon 765G and HiSilicon's Kirin 990 "integrated version" both integrate SoC and 5G baseband together, which shows that the trend of high integration and low-nanometer process of 5G chips is confirmed.

The high-integration, low-nanometer process solution of the chip is simply to make more circuits (high integration) in a smaller area (low-nanometer process), which will inevitably reduce the BGA diameter and pad pitch. , and correspondingly, the line width, line spacing, aperture size, etc. of the mobile phone mainboard as the carrier chip must also be reduced.

根据前述内容，HDI 的高密度性是通过增层的方式增加盲孔/埋盲孔的方式来实 现的，增层越多、阶数越高、密度越大、线宽线距/孔径大小也就越小，也就是 说采用高阶方案是缩小主板线宽线距/孔径大小的必经之路。根据学术文献记载， HDI、Anylayer、SLP 的理论线宽线距最小值能够达到 50um、35um 和 25um， 再借鉴苹果各机型的主板方案以及对应的特征参数，可以推断在 5G 手机芯片 高集成小尺寸的情况下，手机主板从 HDI 向 Anylayer 再向 SLP 升级的趋势正 在加速兑现。

根据产业链调研，明年 5G 手机将至少采用四阶以上 HDI 工艺技术，即往 Anylayer 和 SLP方案上转变。具体来看安卓系和苹果系的变化是不同的：

1) 安卓系两变：原采用 Anylayer 主板的机型主板继续升级+原未采用 Anylayer 主板的机型采用 Anylayer;

2) 苹果系两变：原采用 Anylayer 主板的机型升级为 SLP+原采用 SLP 主板的 机型继续升级。

如图，在 5G 手机的带动下，安卓系和苹果系的主板都将发生较大的变化，最 终 2020 年开始将会形成安卓中高端新机型全面采用 Anylayer 方案、苹果新老 机型主板全面采用 SLP 方案的市态。具体情况以及升级带来的供需变化我们将 在下文分安卓系和苹果系两个层面展开讨论。

2、Anylayer 渗透空间充足，2020 年供给缺 20%

安卓系中 Anylayer 方案占比仅 16.6%。以往安卓的主板方案主要包括两类， Anylayer 和一阶/二阶/三阶 HDI。5G 芯片方案将倒逼明年推出的 5G 新机型主 板方案必须采用 Anylayer 工艺，但此趋势是否能够为 Anylayer 带来增量空间 是尚未解答的重要问题，如果安卓系中 Anylayer 的渗透率已经很高，那么即使 明年安卓新机全部采用 Anylayer 主板方案，该赛道也不会有太大的成长空间。

我们认为可通过现有方案中安卓系 Anylayer 方案的占比来首先判断增量空间是否充足，具体数值来看：

综合上述数据可得，安卓系 Anylayer 方案占比为 16.6%。为了对比研究，我们 利用国金证券研究创新数据中心披露的 2018 年华为、OPPO、VIVO 在国内的 各类机型出货量2，按低端(价格小于 1000 元人民币) 、中端(价格大于 1000 元小于 3000 元)和高端(价格大于 3000 元)分类统计出货量，我们发现华为、 OPPO、VIVO 在 2018 年的高端手机出货量占比为 20.4%，大于前述的安卓系 Anylayer 方案占比的 16.6%，这意味着安卓系以前年度有部分的高端机没有采 用 Anylayer 方案，这部分差值揭示的是 Anylayer 可成长渗透的最小空间，而 事实上根据产业链调研的情况，明年不仅高端机几乎必定采用 Anylayer 方案， 并且中端机型中价值量靠近高端的部分(2800~3000 元人民币)很有可能也采 用 Anylayer 的主板方案，可见 Anylayer 的渗透空间充足、成长性强。

需求预测：预计明年手机用 Anylayer 增幅达到 24.5%

由此我们已经初步判断出明年 Anylayer 有较大的成长性，那具体的市场空间以 及增速到底是多少呢?对此我们进行了测算。我们认为测算明年手机用 Anylayer 的逻辑思路应该是“手机用 Anylayer 市场规模=安卓系手机出货量×安 卓系 Anylayer 主板渗透率×主板单机价值量”，因为根据前述的内容，我们认为 Anylayer 需求旺盛的强逻辑是原先未采用 Anylayer 的部分机型将确定会导入 Anylayer，这一逻辑可以很好地体现在“Anylayer 渗透率”这一变量中，该测 算逻辑具有合理性。

我们推算出 2020~2022 年手机用 Anylayer 的市场规模为 16.4、 19.0 和 19.8 亿美元，同比增长约 24.5%、15.5%、4.3%，可见明年手机用 Anylayer 有望迎来高增长，并且带动整个 Anylayer 乃至 HDI 的增长加速。

供给端：Anylayer 升级减损产能，供应商未及时扩产导致产能紧缺

在需求高速增长的情况下，Anylayer 即将面临产 能不足的情况，主要原因来自三个方面：

1) Anylayer 升级会减损产能。根据 HDI 的工艺特性，HDI 是通过增层的方式 来构造盲孔/埋盲孔结构，每增层一次，就会多一次压合、电镀等工序， Anylayer 向更高层升级将会多重复几次工序，会减损生产能力，并且对于 Anylayer 这类高密度产品来说，每增加一层就会损失至少 2%的良率，可以 说 Anylayer 升级本身将会造成产能缩减;

2)供应端产能储备不足。以往安卓系仅部分高端机型才会采用 Anylayer 的工 艺，同时苹果在 2017 年开始新机型均采用 SLP 的工艺，因此造成了供应 商的产能闲置，抑制了供应商的扩产意愿，全球主要的 Anylayer 供应商普 遍在 2018 年或 2019 年缩减了资本开支，等到 2020 年才有资本开始回暖 的趋势，考虑到 Anylayer 产能扩充至少需要 1-2 年时间，再结合他们最近 的扩产计划可看到 2020年难以开出新产能;

3) 环保审批拖累扩产进度。根据前文可知，Anylayer 每层的制作都要经过一 轮完整的压合、钻孔、电镀等工序，因此 Anylayer 的生产所产生的污染物 是普通产能的数倍(电镀过程的废水量大)， 因此 Anylayer 产能扩充受到 的环保审核更为严格，时长也更长，由此会拖累扩产进度。

因此综合来看，在 Anylayer 的需求增加并且升级的情况下，Anylayer 的产能将 有所减损，同时并没有可观的新产能开出，加上扩产受到环保审核的拖累，我 们判断 Anylayer 全球产能供给端在明年不会出现增长变化。

供应能力或短缺 20%，国内厂商迎入场机会

结合供需的情况来看，一方面明年需求有较高增速的成长，另一方面既有生产 力受到各方面的限制而无法开出新的产能，供需将失衡，定量来看：

1) 根据图表 17，我们可以看到需求方面，2020 年安卓系采用 Anylayer 主板 方案的手机出货量为 3.6 亿部(包括老机型中的高端机和 2020 年新机型 5G手机) ;

2) 根据图表 13，我们可以看到 2018 年采用 Anyalyer 主板方案的手机出货量 为 3 亿部(此数量中包含了安卓和苹果用 Anylayer 的数量，即考虑到全部 的产能供给)，再考虑到 2018 年到 2019 年 Anyalyer 的产能没有大的变化， 因此我们按照 3亿部作为 Anylayer 的供应能力。

结合供需两方面的情况，我们可以大致推断出 2020 年 Anylayer 的供需缺口对 应到手机出货量来看为 0.6 亿部，占原本供应能力的 20%，可见明年 Anylayer 的供需将出现明显的不匹配。

从产业链调研的情况来看，部分厂商已经提出了涨价的诉求，涨价大概率将会 发生。在这样的背景下，手机终端厂商一方面会督促供应商配合其储备新产能， 以应对需求的波动，另一方面目前高阶 HDI 的产能主要掌握在台厂、日厂以及 欧美厂商手中，为保证供应链安全，国产替代的意愿较充足，目前国内手机终 端品牌厂商也在积极扶持国内供应商，明年部分高阶 Anylayer 板有望看到国内 厂商的身影，如鹏鼎控股、东山精密、方正科技、超声电子和中京电子。

3、苹果系 SLP 再升级，既有玩家迎来量价齐升

新老机型均升级，2020 年 SLP 市场规模达 18.4 亿美元

苹果的手机制造技术和工艺是全球手机终端厂商的领头羊，其手机主板工艺体 现了当前手机主板最为领先的技术工艺。明年苹果系主板的变化主要体现在两个方面：

1) 新款机型 SLP 单机价值量提升 30%。明年下半年发布的新机型将全部支持 5G，主板规格需要进一步提升，在继续沿用 SLP 工艺的情况下，面积和用 材都将发生变化，根据产业链调研，明年 5G 新机型 SLP 主板单机价值量 相较今年新机型将提升至少 30%;

2) 老款机型 Anylayer 全部被替换为 SLP。截至 2019 年第三季度，苹果开始 停止销售配备 Anylayer 主板的手机机型(包括 iPhone7 及以前的机型) ， 这意味着明年出货的老款机型以及明年上半年即将发售的非 5G 新机型 iPhone SE2也将是全面采用 SLP 主板。

在考虑安卓系向 SLP 产品渗透的情况下，2020~2022 年由苹 果驱动的 SLP 主板市场规模将达到 18.4 亿、19.5 亿和 21.6 亿美元，如果再考 虑到安卓系的渗透，SLP 的市场规模将更大、增速更快，因此可看到 SLP 市场 将是未来重要的主板增长市场。

供应端格局稳定，既有玩家充分受益行业增长

相对于 HDI 和 Anylayer 市场来说，SLP 象征着最高端的产品系列，该类产品 技术也主要掌握在海外厂商手中，主要厂商包括奥特斯、TTM、揖斐电等厂商。 由于无论是在技术还是客户认证门槛上，SLP 都具有较高的壁垒，这就意味着 供应格局较为稳定、变动不大。

SLP 市场现有竞争格局如此稳定的情况下，我们认为供应能力也非常稳定，原 因在于：

1) 客户结构单一， 排产安排易把握。目前大规模采用的 SLP 主板方案的终端 厂商仅苹果一家，客户结构单一使得 SLP 供应商能够准确的把握市场的需求，最终反映在排产的合理性上，因此 SLP的产能供给较为充足;

2) HDI 转产技术有难度，IC 载板转产不经济。从产能转换的角度来看，其他 产线转换到 SLP 并不容易，一方面更低端的高阶 HDI 产线在设备精度、工 艺水平上与 SLP 存在较大差距，因此把高阶 HDI 产线转化成 SLP 产线后 往往良率较低，对产能的增加贡献不大;另外一方面来看，更高端的 IC 载 板产线的设备精度和工艺水平较 SLP 更高，转换更为容易，但这也并非意 味着产能转化是一蹴而就的事情，因为一方面在 IC 载板预期未来市场火爆 的情况下，产能转换并不经济、动力不足，另一方面虽然 IC 载板的产线精 度高，但是 IC 载板产线已经适应了非高多层的板材制造(平均为 4 层) ， 要用来制造高多层的手机主板产品需要进行技术改进。