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AI芯片封装升级持续驱动ABF材料需求扩容!产业链核心企业梳理

AI芯片封装升级持续驱动ABF材料需求扩容!产业链核心企业梳理

据企业官网披露,其ABF产品在全球主流计算机层间绝缘材料市场份额接近100%,如此高度集中的供给格局在半导体材料领域极为罕见。

编辑|白鹿

投顾支持 | 于晓明

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AI芯片封装升级,单颗芯片ABF材料用量大幅跃升

高端AI芯片对ABF载板材料的消耗量,已达到传统PC芯片的10倍以上,用量差距核心源于载板面积与堆叠层数的双重升级。传统PC芯片ABF载板层数仅为46层,而当前高端AI芯片载板层数已提升至816层。味之素公开数据显示,高性能AI芯片封装基板面积为传统产品的3.5倍,层数可从6层提升至18层,综合测算单颗高端AI芯片的ABF材料用量可达传统芯片的10.5倍。

ABF材料是芯片封装的核心绝缘基材,主要应用于芯片底部IC载板环节。CPUGPU芯片无法直接焊接在PCB板上,由于芯片端线路精密密集、PCB板线路相对粗放,需要依靠IC载板完成细密线路的转接过渡,实现芯片与PCB板的稳定连接。IC载板由多层铜线路堆叠构成,铜层负责传输电流与信号,ABF则作为层间核心绝缘材料,载板堆叠层数越多、封装面积越大,对应的ABF材料消耗量就越高。

高算力架构迭代,持续驱动ABF材料需求扩容

AI芯片与普通PC芯片的核心差异,在于封装内部集成器件愈发复杂。高端AI芯片封装需同步搭载HBM显存、高速I/O接口及高密度供电网络,随着HBM显存容量与传输带宽持续提升,芯片间数据交互量大幅增长,所需线路与接口数量同步激增。

线路数量的扩容,一方面推动芯片载板整体面积持续增大,另一方面受限于平面空间,只能通过增加堆叠层数满足布线需求。行业厂商Ibiden预测,GPUASIC等高端算力芯片的基板尺寸将从80×80mm迭代至110×110mm,载板堆叠结构也将从9+9层升级至12+12层。

本轮ABF材料需求增长具备强刚性,并非单纯依赖AI芯片出货量拉动。即便芯片出货总量保持稳定,单颗芯片封装面积扩大、堆叠层数提升,也会持续推升ABF单耗,带动行业需求稳步上行。市场数据显示,2023年全球ABF载板市场规模约67亿美元,观研天下预计2028年将增至103亿美元;YOLE预测同期全球ABF载板出货量将从18.2亿片增长至31.1亿片,行业增长确定性充足。

玻璃基板为结构升级,并非ABF材料替代方案

先进封装技术迭代过程中,玻璃核心基板成为行业新兴方向,但该技术并非用于替代ABF材料。AI芯片封装面积持续扩大后,传统树脂核心载板极易出现翘曲变形问题,为此英特尔、台积电、京东方等企业纷纷布局玻璃核心基板技术,优化载板结构稳定性。

当前主流GlassCore技术方案,仅将载板中间起到结构支撑作用的树脂核心层替换为玻璃材质,载板上下两侧的线路层,仍需依靠积层绝缘膜完成布线与绝缘。京东方的玻璃核心基板方案,在玻璃芯两侧依旧配套使用ABF材料;台积电联合Ibiden、群创研发的同类产品,也延续了这一结构设计。整体来看,玻璃基板量产落地后,仅优化载板核心支撑结构,不会替代ABF层间绝缘材料,ABF的核心应用地位不受冲击。

行业供给高度垄断,高端ABF量产壁垒极高

全球ABF材料市场呈现独家垄断格局,长期由味之素实现大规模量产供应。ABF材料由味之素研发,1999年正式量产,逐步成为CPUGPU等高性能芯片封装的核心层间绝缘材料,据企业官网披露,其ABF产品在全球主流计算机层间绝缘材料市场份额接近100%,如此高度集中的供给格局在半导体材料领域极为罕见。

ABF量产难度极高,并非简单的树脂涂膜工艺。载板每叠加一层线路,都需要经过压膜、激光打孔、镀铜、曝光、蚀刻等多道精密工序。若ABF材料存在颗粒杂质、厚度不均、热膨胀系数控制偏差等问题,在十几层堆叠的高端载板生产中,极易导致整块产品报废。

当前国内ABF国产化替代进度缓慢,核心受制于五大壁垒,分别是材料配方与核心专利、精密涂布工艺、批量生产良率、长期客户认证、16层以上高端载板适配能力。IC载板厂商更换绝缘材料,需通过冷热循环、湿热老化、长期电性稳定性等一系列严苛测试,完整认证周期长达13年。据华福证券行业数据,味之素高端ABF产线量产良率长期稳定在95%—99%,而国内同类产品目前仅应用于中低端场景,整体处于客户验证阶段,尚未实现高端规模化量产。ABF国产化不仅需要研发出合格样品,更需要实现多批次、大批量稳定生产,保障高层数载板的使用稳定性。

行业供需缺口凸显,国产替代迎来黄金窗口期

2026ABF行业已出现涨价、限供态势,供需格局持续偏紧。今年5月,多家供应链媒体消息显示,味之素发布调价通知,ABF材料调价幅度约30%,新价格将于2026年第三季度正式落地。8月中旬,市场再度传出味之素拟削减中国大陆客户约30%供货量的消息,虽企业官方未正式披露减供细则,但行业供给收紧趋势已逐步显现。

味之素虽已启动扩产规划,但新增产能落地周期漫长。公司于今年5月在日本岐阜县拿下新工厂用地,规划建设全球第三个ABF生产基地,项目预计2028年开工、2032年才能正式投产。在下游AI芯片单耗持续提升、需求快速爆发的背景下,未来数年行业将持续存在供给缺口,为国内厂商技术验证、产能突破预留充足时间窗口。

国内企业并未直接复刻味之素ABF产品(含专利配方),而是通过自主研发全新配方与生产工艺,打造出CBFNBFGBFSIF等系列积层绝缘膜,统称为类ABF材料,依托自主技术体系推进国产替代。

相关公司

华正新材:公司积极布局先进封装核心材料赛道,自主推进CBF积层绝缘膜研发落地,产品可适配FC-BGACPUGPU等高端芯片封装场景,目前用于FC-BGA载板的绝缘胶膜已进入下游客户测试阶段,同时持续迭代研发LowDf低信号损耗、LowCTE低热膨胀系数的升级产品,持续优化适配高端AI芯片高阶载板的核心性能。

莲花控股:公司通过产业投资切入类ABF材料赛道,20264月旗下莲花科创取得纽菲斯46%股权,依托标的公司布局积层绝缘膜业务,目前纽菲斯已实现中低端类ABF胶膜批量供货,同时规划年产2万吨类ABF胶膜产能项目,现阶段产品暂聚焦中低端市场,高端AI载板适配产品仍待后续高阶客户验证落地。

603***:依托自身电子级环氧树脂核心技术积淀,2023年起与晶化科技合作布局先进封装材料领域,联合开发GBF先进封装增层膜产品,已成功取得GBF相关商标资质,产品主要适配FC-BGAFCCSP高端载板封装场景,公司持续迭代高频增层膜新品,稳步推进下游厂商与终端客户认证工作,加速实现国产化替代落地。

300***:公司布局半导体封装材料赛道,搭建完成半导体封装材料秦膜中试产线,需要明确区分产品定位,公司秦膜主打moldingsheet塑封胶膜,主要适配WLPPLPMIS载板及SAWMEMS器件封装,应用场景与FC-BGA高端芯片所用的ABF积层绝缘膜存在差异,不属于直接对标ABF的替代材料。

600***:作为国内覆铜板与电子电路基材龙头,依托成熟材料研发与量产体系,自主研发推出先进封装专用SIF积层胶膜,切入类ABF国产替代赛道,产品性能获得先进封装领域客户认可,目前已实现批量订单落地,是国内少数实现类ABF材料商业化供货的头部厂商。

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