ABF載板的痛,藏在半導體短缺背后
最近,蘋果AR/MR有了新動向。供應鏈消息稱,蘋果已經(jīng)開始規(guī)劃第二代AR/MR頭戴裝置,將于2024年下半年出貨。這一設備將配備雙CPU,并且雙CPU都將使用ABF載板。值得一提的是,蘋果的目標是10年后AR可取代iPhone,在這種情況下,單是蘋果AR裝備對ABF載板的需求就將超過20億片。
ABF載板需求極為旺盛,但ABF載板擴產(chǎn)速度驚人緩慢,導致ABF載板貨源持續(xù)吃緊,富邦投顧估計,2022年ABF載板的缺口率仍達20%以上。
英特爾、英偉達和AMD的高管近幾個月都曾對ABF載板的短缺發(fā)出過警告。博通最近告訴客戶,由于缺乏載板,其主要路由器芯片的交貨時間將從63周延長至70周。
實際上,目前GPU的短缺和ABF供應緊俏也有很大關系。小小的ABF載板,究竟有什么樣的魔力?
GPU漲價根源
ABF載板主要應用于CPU、GPU等高速運算芯片。
由于ABF載板材料多適用于電腦使用的CPU,在21世紀的頭十年,智能手機銷量逐漸取代PC,ABF載板受到了冷落。
但自2017年開始,受惠于筆記本電腦復蘇、云端與AI應用興起,ABF載板需求連續(xù)三年不斷增長。
近年來,隨著5G、自動駕駛、云端計算和AI等新興應用的帶動,對于處理器的要求隨之攀升。由于新處理器的尺寸較大,并且新的封裝技術需要的ABF載層更多,對于其產(chǎn)能需求逐漸增加。
根據(jù)拓璞研究院數(shù)據(jù)顯示,估計2019~2023年全球ABF載板平均月需求量將從1.85億顆成長至3.45億顆,年復合成長率達16.9%。
世界最大的載板供應商欣興電子表示,其ABF載板產(chǎn)能已經(jīng)被預定至2025年。
雖然ABF載板在半導體市場上一片火熱,但ABF載板卻陷入短缺中。
在全球半導體產(chǎn)能不足的情況下,ABF載板的供應緊張已經(jīng)導致了多家半導體廠商陷入了產(chǎn)能危機。
根據(jù)里昂證券的調(diào)研情況,一線載板廠的訂單已經(jīng)出現(xiàn)外溢至二線廠的狀況。有產(chǎn)業(yè)鏈人士表示,ABF載板的交付周期已經(jīng)長達30周。
上游的ABF載板的短缺直接影響了半導體廠商的制造,GPU和CPU漲價的背后,很大一部分也是因為供需失衡。
ABF載板火熱背后
被壟斷的上游
ABF載板,又被稱為味之素基板,是由一家日本封裝材料供應商——味之素研發(fā)并且壟斷材料來源。而這家公司是實際上就是味精的發(fā)明者。
在1970年代,該集團在探索谷氨酸鈉副產(chǎn)品時,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脂類合成素材,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年代計算機市場的快速發(fā)展,對多層電路設計的CPU基板需求隨之增加,印刷需要防止電路之間發(fā)生干擾,這對于絕緣材料的要求更為苛刻。
英特爾是第一個采用ABF載板的企業(yè),從那時起,ABF載板技術在大多數(shù)GPU設計以及 CPU、芯片、集成網(wǎng)絡電路、汽車處理器和更多產(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,其宣布未來四年的CAGR為14%,這遠低于市場FC封裝的增速。
核心材料產(chǎn)量的不足必然將嚴重制約ABF載板產(chǎn)能的擴張。
少數(shù)人的游戲
IC載板是封裝環(huán)節(jié)價值最大的耗材,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載板應用最為廣泛。載板市場的進入門檻極高。IC載板在核心參數(shù)上要求苛刻,密度、技術要求普遍高于PCB板。并且,載板行業(yè)有極高的客戶壁壘。一般來說,新進者2~3年都無法獲得客戶認證。
從良品率來看,ABF載板面積增大,層數(shù)增多,復雜程度增加都大大降低了產(chǎn)品良率。根據(jù)測算,6*6平方厘米的的良率僅為30-50%。就目前來看,市場7*7平方厘米的設計逐漸增多,10*10平方厘米的設計也屢見不鮮。
良率下降造成的損失將對 ABF 載板產(chǎn)能擴張形成抑阻,實際產(chǎn)能的增加將顯著低于產(chǎn)能的擴張速度。
資金投入大、技術壁壘導致的建設周期長,時間成本高,使廠商擴產(chǎn)意愿較低。
例如,興森科技自 2012 年開始 IC載板產(chǎn)線建設,2015 年四季度實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn);無錫深南電路高端高密 IC 載板產(chǎn)品制造項目 2017 年 1 月開工建設,2019 年 6 月連線試產(chǎn),歷時超過 30 個月。
國內(nèi)載板企業(yè)
中國大陸作為5G建設的領先者,同時在全球服務器、PC、手機終端等方面擁有龐大市場,對于ABF載板的需求可見一斑。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)能擴張計劃。
國內(nèi)最大PCB龍頭深南電路,成立于1984年,針對IC載板一直有發(fā)展計劃。此前曾有報道,公司將投入重金打入ABF載板市場。
深南電路已公告的擴產(chǎn)項目包括廣州生產(chǎn)基地建設項目與無錫深南高階倒裝芯片用 IC 載板產(chǎn)品制造項目,合計投資總額超過 80 億元,擴張產(chǎn)能包括 FC-BGA、panel RF/FC-CSP 用載板。
興森科技是國內(nèi)兩大IC載板廠商之一,公司在存儲芯片用 IC 載板方面長期投入,持續(xù)突破,于 2018 年 9 月成功獲得三星存儲客戶認證,成為目前唯一一家進入三星 IC 載板正式供應體系的大陸廠商。
興森科技于2021年3月與6月分別宣布對現(xiàn)有產(chǎn)線進行擴產(chǎn),并成立合資子公司在廣州科學城建設新工廠,預計投資總額超過 50 億元,達產(chǎn)后將新增 48 萬平米 IC 載板年產(chǎn)能。并且,興森科技明確表示,ABF載板是未來戰(zhàn)略方向,也是未來計劃的另一重點投資領域。
珠海越亞于今年 7 月26日,與珠海市富山工業(yè)園簽署越亞半導體三廠擴建協(xié)議,該工廠計劃于 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 年設立珠海中京半導體,布局先進封裝高階 IC 載板生產(chǎn),并計劃利用珠海富山工廠基礎設施,追加設備投資建設 IC 載板產(chǎn)線,預計 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)、設計、生產(chǎn)和銷售。
用“牽一發(fā)而動全身”形容半導體生產(chǎn)并不過分。GPU、CPU短缺的背后,也僅僅因為一個小小的載板。
值得注意的是,海外廠商也在密集擴產(chǎn),以應對IC載板產(chǎn)能緊缺局面。
ABF載板之痛,或許在未來會得到緩解。
原文標題 : ABF載板之痛,藏在半導體短缺背后