01.
“神話”破滅
最近,全網自媒體都在猛吹一家日本的味精廠——味之素。
內容千篇一律,都是在講這一家企業為什么能卡住全球芯片巨頭的脖子,不管是英偉達、臺積電、英特爾,都等著它供貨。
我去查了一下,這件事呢,其實沒那么復雜。
味之素從1909年開始做味精,但是到了1970年代,味之素在味精生產中發現了副產物:
一種有著高絕緣特性的樹脂成分。
這個玩意,在當時幾乎沒有太多的市場應用,直到1996年英特爾找上門,雙方合力僅用四個月就研發出ABF薄膜,從此奠定芯片封裝的壟斷地位。
為什么這個ABF薄膜能卡住芯片封裝?我們來看一下它的應用場景。
這個ABF薄膜通過增層工藝,與銅電路層交替堆疊,形成多層結構的ABF基板,這個基板就相當于芯片的“底座”,將芯片信號發送出去。
AI時代,它的重要性被徹底放大,普通CPU只需4-6層ABF膜,現在高端的AI芯片基板層數動輒8-18層,單顆耗量是傳統芯片的5-10倍。
正是因為這個特點,目前全球80%以上的高性能AI芯片封裝,都是采用日本味之素研發的ABF有機樹脂基板。
不過,這家日本味精廠真的直接壟斷AI芯片封裝的所有基板材料嗎?
別太片面。
這個ABF基板,說白了只是基板材料更新迭代出的一種材料。
芯片基板這玩意,上世紀70年代用引線框架,90年代換成陶瓷,再往后就是現在主流的有機材料,也就是ABF。
一個問題來了,那以后呢,會永遠是ABF嗎?
90年代那次換代,英特爾是主要推手,帶著行業從陶瓷轉向了有機材料,然后味之素才有登場的機會。
其實ABF基板的缺點也不少,過熱會拉裂、信號質量不高、線路做不細……
隨著AI芯片尺寸持續擴大,ABF基板的物理缺陷被無限放大,開始接近性能上限,更高端的算力需求,它已經出現了難以適配的問題。
那么,ABF基板接下來要被哪種材料迭代替換?
行業已經給出了一個接近確切的答案——玻璃基板。
玻璃基板不是把芯片直接放在一塊玻璃窗上,它是把基板的核心材料從ABF換成了高純度的硼硅酸鹽玻璃、熔融石英之類的材料,雜質含量嚴格控制,專門為半導體封裝設計,然后在這塊玻璃上打孔、填銅、布線,實現上下層之間的電路連接。
已經有大廠在這么干了,以臺積電的ABF替代方案CoPoS舉例,就是用面板級玻璃替代硅中介層,做2.5D封裝,能夠承接有機基板難以勝任的場景。
所以,玻璃基板這件事情,肯定是有搞頭的。
02.
多方競逐“玻璃藍海”
前些日子半導體圈出了一件大事:
京東方和康寧簽了合作備忘錄,說要一起造芯片封裝用的玻璃,這個玩意,就是玻璃基板。
京東方是國內最大、全球出貨量遙遙領先的半導體顯示企業,康寧則是全球顯示玻璃基板市場份額超過50%的絕對霸主,也是半導體先進封裝所需特種玻璃的核心供應商。
強強聯合之下,市場的興奮度有目共睹,就在京東方和康寧合作造玻璃基板這條消息出來的第二天,不只是京東方自己的股價劇烈波動,整個玻璃基板相關板塊都跟著拉了一輪。
是不是過激反應?
我們得來看看京東方造玻璃基板這件事的把握有多大。
京東方做面板做了三十年,到2024年,全球面板出貨量在電視、顯示器、平板、筆電和手機五大終端全部排名第一,這么多年走下來,它攢下的核心能力可以大致分為:
半導體顯示技術、玻璃基加工、大規模集成制造。
做面板的本質,其實就是在大面積玻璃上做半導體級的精密加工——清洗、光刻、鍍膜、蝕刻、布線,這些工藝跟京東方的芯片封裝底層能力,有相通之處。
有能力去做的同時,京東方的執行速度出乎意料。
2018年,公司悄悄成立了傳感部門,開始往半導體方向探索,外界幾乎沒注意到;
2020年,京東方啟動玻璃基載板技術調研,并在兩年后投資3.9億元建設玻璃基/硅基兼容的晶圓級創新實驗平臺;
2024年投資9.93億元建設板級玻璃封裝載板試驗線,并于2025年內完成主設備搬入調試,2026年上半年已實現全自動化設備通線,該試驗線設計產能1,000片/月……
不僅如此,京東方的大尺寸算力芯片先進封裝所需的玻璃基載板,目前已給部分國內客戶送樣,部分已通過概念認證并進入技術測試階段,按當時的路線圖目標,2027年形成量產能力,2029年再上一個臺階。
盡管目前沒有實現量產營收,但前景和未來,著實可觀。
當然,看中玻璃基板的大佬也不只是京東方,過去一年,包括英特爾、臺積電、三星電機在內的多家頭部半導體公司,先后在封裝環節啟動了玻璃基板的研發或試產計劃。
就目前已知的消息來看,英特爾已經正式出貨的Xeon6+處理器,其核心層就是用玻璃載板封裝的,是全球第一款采用這種材料方案的商用產品,但量產環節依舊存在問題;
三星電機已向蘋果和博通送樣玻璃基板產品,量產目標定在2027年,而AMD公開的產品路線圖,玻璃基板計劃于2028年集成進產品……
京東方能否成為國內破局的先行者,甚至是超過國外這些巨頭率先取得突破?
值得期待。
03.
為什么“非打不可”?
當然,多方發力的同時,我們也必須明白一個現實:
ABF基板,也不是那么好取代的。
我們上面有說道,英特爾已經出貨了玻璃封裝載板的處理器,但事實上,英特爾的方案叫GlassCore,把載板中間做骨架的有機材料換成一層玻璃,上下兩面仍然貼ABF膜做增層。
此外,玻璃基板雖然比ABF基板更加適合芯片封裝,但是在工程難度上卻存在巨大鴻溝。
就目前來說,玻璃基板的良率大概在75%到85%之間,而傳統塑料基板已經做到了90%到95%。
聽起來差距不大,但在半導體行業,良率每差一個百分點,成本結構就會發生顯著變化。
而且玻璃基板的制造成本大約是塑料基板的兩到三倍,只有把良率推過90%這個門檻,玻璃基板才有真正的經濟性。
說白了,這就是試產線走向量產線的最大難點。
不過,在許多專家看來,這個研發攻堅之難,遠沒有“被卡脖子”之痛。
為什么這么說?來看最近發生的兩件事:
第一件事,關于產量,相關研報寫到,ABF載板需求中來自服務器CPU和AI加速器的占比預計將上升到66%,供需緊張將延續至2027到2028年,但是主產ABF膜的日本味之素卻表示,味之素目前的產能可以滿足到2030年的需求;
第二件事,關于定價,最近有IC基板廠商收到提價通知,ABF材料漲價30%,味之素方面解釋說,ABF膜是定制化產品,公司沒有因為 AI 熱潮漲價,而是價格隨性能提升而上漲。
解釋是很冠冕堂皇,但意思其實很明顯了。
我有產能,但我就是要控制市場供應;
生產商就我一家獨大,價格我想怎么定就怎么定。
沒有少數供應商的壟斷,玻璃原材料的產能彈性遠大于ABF膜,此外,玻璃原材料配方成熟之后,擴產不存在同樣的瓶頸。
這就是為什么包括中國在內,許多大廠都紛紛布局玻璃基板的另一重原因。
雖然芯片封裝的性能需求是長期驅動,但味之素長期ABF供給緊張、態度傲慢在短期內給整個節奏加了一把火。
無論怎么說,我們已經邁開了“芯片進化”的下一步,站在這個拐點上,京東方前面是味之素,身邊是一群同樣在競賽的國外廠商。
如何行穩致遠?如何奪得先機?這樣的謀劃也許從現在就要開始了。
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