ABF載板之痛，藏在半導(dǎo)體短缺背后

最近，蘋(píng)果AR/MR有了新動(dòng)向。供應(yīng)鏈消息稱(chēng)，蘋(píng)果已經(jīng)開(kāi)始規(guī)劃第二代AR/MR頭戴裝置，將于2024年下半年出貨。這一設(shè)備將配備雙CPU，并且雙CPU都將使用ABF載板。值得一提的是，蘋(píng)果的目標(biāo)是10年后AR可取代iPhone，在這種情況下，單是蘋(píng)果AR裝備對(duì)ABF載板的需求就將超過(guò)20億片。

ABF載板需求極為旺盛，但ABF載板擴(kuò)產(chǎn)速度驚人緩慢，導(dǎo)致ABF載板貨源持續(xù)吃緊，富邦投顧估計(jì)，2022年ABF載板的缺口率仍達(dá)20％以上。

英特爾、英偉達(dá)和AMD的高管近幾個(gè)月都曾對(duì)ABF載板的短缺發(fā)出過(guò)警告。博通最近告訴客戶(hù)，由于缺乏載板，其主要路由器芯片的交貨時(shí)間將從63周延長(zhǎng)至70周。

實(shí)際上，目前GPU的短缺和ABF供應(yīng)緊俏也有很大關(guān)系。小小的ABF載板，究竟有什么樣的魔力？

GPU漲價(jià)根源

ABF載板主要應(yīng)用于CPU、GPU等高速運(yùn)算芯片。

由于ABF載板材料多適用于電腦使用的CPU，在21世紀(jì)的頭十年，智能手機(jī)銷(xiāo)量逐漸取代PC，ABF載板受到了冷落。

但自2017年開(kāi)始，受惠于筆記本電腦復(fù)蘇、云端與AI應(yīng)用興起，ABF載板需求連續(xù)三年不斷增長(zhǎng)。

近年來(lái)，隨著5G、自動(dòng)駕駛、云端計(jì)算和AI等新興應(yīng)用的帶動(dòng)，對(duì)于處理器的要求隨之攀升。由于新處理器的尺寸較大，并且新的封裝技術(shù)需要的ABF載層更多，對(duì)于其產(chǎn)能需求逐漸增加。

根據(jù)拓璞研究院數(shù)據(jù)顯示，估計(jì)2019~2023年全球ABF載板平均月需求量將從1.85億顆成長(zhǎng)至3.45億顆，年復(fù)合成長(zhǎng)率達(dá)16.9%。

世界最大的載板供應(yīng)商欣興電子表示，其ABF載板產(chǎn)能已經(jīng)被預(yù)定至2025年。

雖然ABF載板在半導(dǎo)體市場(chǎng)上一片火熱，但ABF載板卻陷入短缺中。

在全球半導(dǎo)體產(chǎn)能不足的情況下，ABF載板的供應(yīng)緊張已經(jīng)導(dǎo)致了多家半導(dǎo)體廠(chǎng)商陷入了產(chǎn)能危機(jī)。

根據(jù)里昂證券的調(diào)研情況，一線(xiàn)載板廠(chǎng)的訂單已經(jīng)出現(xiàn)外溢至二線(xiàn)廠(chǎng)的狀況。有產(chǎn)業(yè)鏈人士表示，ABF載板的交付周期已經(jīng)長(zhǎng)達(dá)30周。

上游的ABF載板的短缺直接影響了半導(dǎo)體廠(chǎng)商的制造，GPU和CPU漲價(jià)的背后，很大一部分也是因?yàn)楣┬枋Ш狻?/p>

ABF載板火熱背后

被壟斷的上游

ABF載板，又被稱(chēng)為味之素基板，是由一家日本封裝材料供應(yīng)商——味之素研發(fā)并且壟斷材料來(lái)源。而這家公司是實(shí)際上就是味精的發(fā)明者。

在1970年代，該集團(tuán)在探索谷氨酸鈉副產(chǎn)品時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)了某種味精制作的副產(chǎn)品。其可以做出擁有極高絕緣性的樹(shù)脂類(lèi)合成素材，于是創(chuàng)造出一種具有高耐用性、低膨脹性、易于加工等重要特征的薄膜，將該膜命名為ABF。

隨著1990年代計(jì)算機(jī)市場(chǎng)的快速發(fā)展，對(duì)多層電路設(shè)計(jì)的CPU基板需求隨之增加，印刷需要防止電路之間發(fā)生干擾，這對(duì)于絕緣材料的要求更為苛刻。

英特爾是第一個(gè)采用ABF載板的企業(yè)，從那時(shí)起，ABF載板技術(shù)在大多數(shù)GPU設(shè)計(jì)以及 CPU、芯片、集成網(wǎng)絡(luò)電路、汽車(chē)處理器和更多產(chǎn)品的封裝都找到了用途。

也因此，ABF載板的關(guān)鍵材料ABF薄膜由味之素壟斷，其ABF薄膜產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的99%。

盡管味之素公司已經(jīng)宣布增產(chǎn)，但增產(chǎn)規(guī)模保守。2021年6月，其宣布未來(lái)四年的CAGR為14%，這遠(yuǎn)低于市場(chǎng)FC封裝的增速。

核心材料產(chǎn)量的不足必然將嚴(yán)重制約ABF載板產(chǎn)能的擴(kuò)張。

少數(shù)人的游戲

IC載板是封裝環(huán)節(jié)價(jià)值最大的耗材，是在芯片封裝中用于連接芯片和PCB母板的重要材料。在高端封裝中，IC載板甚至占據(jù)材料成本的70%-80%。

在IC載板中，ABF載板應(yīng)用最為廣泛。載板市場(chǎng)的進(jìn)入門(mén)檻極高。IC載板在核心參數(shù)上要求苛刻，密度、技術(shù)要求普遍高于PCB板。并且，載板行業(yè)有極高的客戶(hù)壁壘。一般來(lái)說(shuō)，新進(jìn)者2～3年都無(wú)法獲得客戶(hù)認(rèn)證。

從良品率來(lái)看，ABF載板面積增大，層數(shù)增多，復(fù)雜程度增加都大大降低了產(chǎn)品良率。根據(jù)測(cè)算，6*6平方厘米的的良率僅為30-50%。就目前來(lái)看，市場(chǎng)7*7平方厘米的設(shè)計(jì)逐漸增多，10*10平方厘米的設(shè)計(jì)也屢見(jiàn)不鮮。

良率下降造成的損失將對(duì) ABF 載板產(chǎn)能擴(kuò)張形成抑阻，實(shí)際產(chǎn)能的增加將顯著低于產(chǎn)能的擴(kuò)張速度。

資金投入大、技術(shù)壁壘導(dǎo)致的建設(shè)周期長(zhǎng)，時(shí)間成本高，使廠(chǎng)商擴(kuò)產(chǎn)意愿較低。

例如，興森科技自 2012 年開(kāi)始 IC 載板產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)，2015 年四季度實(shí)現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)；無(wú)錫深南電路高端高密 IC 載板產(chǎn)品制造項(xiàng)目 2017 年 1 月開(kāi)工建設(shè)，2019 年 6 月連線(xiàn)試產(chǎn)，歷時(shí)超過(guò) 30 個(gè)月。

國(guó)內(nèi)載板企業(yè)

中國(guó)大陸作為5G建設(shè)的領(lǐng)先者，同時(shí)在全球服務(wù)器、PC、手機(jī)終端等方面擁有龐大市場(chǎng)，對(duì)于ABF載板的需求可見(jiàn)一斑。目前IC載板企業(yè)在尋求土地或增加資本支出，以支持新產(chǎn)能擴(kuò)張計(jì)劃。

國(guó)內(nèi)最大PCB龍頭深南電路，成立于1984年，針對(duì)IC載板一直有發(fā)展計(jì)劃。此前曾有報(bào)道，公司將投入重金打入ABF載板市場(chǎng)。

深南電路已公告的擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目包括廣州生產(chǎn)基地建設(shè)項(xiàng)目與無(wú)錫深南高階倒裝芯片用 IC 載板產(chǎn)品制造項(xiàng)目，合計(jì)投資總額超過(guò) 80 億元，擴(kuò)張產(chǎn)能包括 FC-BGA、panel RF/FC-CSP 用載板。

興森科技是國(guó)內(nèi)兩大IC載板廠(chǎng)商之一，公司在存儲(chǔ)芯片用 IC 載板方面長(zhǎng)期投入，持續(xù)突破，于 2018 年 9 月成功獲得三星存儲(chǔ)客戶(hù)認(rèn)證，成為目前唯一一家進(jìn)入三星 IC 載板正式供應(yīng)體系的大陸廠(chǎng)商。

興森科技于2021年3月與6月分別宣布對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)，并成立合資子公司在廣州科學(xué)城建設(shè)新工廠(chǎng)，預(yù)計(jì)投資總額超過(guò) 50 億元，達(dá)產(chǎn)后將新增 48 萬(wàn)平米 IC 載板年產(chǎn)能。并且，興森科技明確表示，ABF載板是未來(lái)戰(zhàn)略方向，也是未來(lái)計(jì)劃的另一重點(diǎn)投資領(lǐng)域。

珠海越亞于今年 7 月26 日，與珠海市富山工業(yè)園簽署越亞半導(dǎo)體三廠(chǎng)擴(kuò)建協(xié)議，該工廠(chǎng)計(jì)劃于 2022 年 7 月份投產(chǎn)，主要產(chǎn)品為高端 RF IC 用的 SiP 封裝載板，數(shù)字芯片用的中高端 FCBGA 封裝載板。

新玩家方面，中京電子于 2020 年設(shè)立珠海中京半導(dǎo)體，布局先進(jìn)封裝高階 IC 載板生產(chǎn)，并計(jì)劃利用珠海富山工廠(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，追加設(shè)備投資建設(shè) IC 載板產(chǎn)線(xiàn)，預(yù)計(jì) 21 年底投產(chǎn)；東山精密于今年 7 月公告擬投入 15 億元，成立全資子公司，從事 IC 載板的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售。

用“牽一發(fā)而動(dòng)全身”形容半導(dǎo)體生產(chǎn)并不過(guò)分。GPU、CPU短缺的背后，也僅僅因?yàn)橐粋€(gè)小小的載板。

值得注意的是，海外廠(chǎng)商也在密集擴(kuò)產(chǎn)，以應(yīng)對(duì)IC載板產(chǎn)能緊缺局面。

ABF載板之痛，或許在未來(lái)會(huì)得到緩解。