当前,ABF载板普遍交期超过52周,订单已经排到2023年,产能预定甚至到了2025年。韩国、日本和中国台湾地区的IC载板供应商正在扩大资本支出以增加ABF产线,美国的封装企业及英特尔、AMD、英伟达等芯片供应商也在通过长期协议等方式锁定ABF载板产能,以避免下一代芯片产品上市受到ABF供应不足影响。小小的封装材料,何以令全球半导体产业链伤神?

ABF载板景气狂飙

IC载板是 IC 封装中用于连接芯片与 PCB 母板的重要材料,主要功能包括为芯片提供保护、固定支撑及散热等。从封装材料成本端来看,高端倒装芯片类IC载板的成本占比高达70%~80%,已经成为封装工艺价值最高的材料。

今年以来,IC载板量价齐涨,提升了PCB类供应商的营收表现。全球IC载板最大供应商欣兴电子的营收和毛利率已经连续三个季度呈现增长,1-9月份累计毛利较去年增长58%。在2021年前三季度,IC载板对于欣兴电子的营业贡献高达53%,占比相较去年同期上涨了5个百分点。三星电机2021年第三季度营收同比增长21%,其中载板部门营收年增28%,台式机所需的低压CPU拉动FC-BGA(倒装芯片球栅阵列)封装所需载板用量持续增长。

依据基板材料分类,ABF载板(基材为日本味之素堆积膜的载板)和BT载板是IC载板的两大分支。其中ABF载板主要用于CPU、GPU、FPGA、ASIC等高运算性能IC。ABF基材匹配半导体先进制程,以满足其细线路、细线宽的要求。目前,ABF载板已经成为FC-BGA封装的标配。高性能计算应用以及PC、处理器等芯片,都对FC-BGA封装存在需求。据悉,苹果公司自研的M1芯片就采用了FC-BGA封装,其ABF载板由三星电机供应。

受惠于5G、AI云端运算、大数据分析等应用带动高效能运算芯片需求,加上“宅经济”、远距离工作等场景推动CPU、GPU等LSI芯片用量倍增,FCBGA基板需求大增,ABF载板景气上涨。香港线路板协会表示, 2020年下半年起,ABF载板与BT载板价格分别上涨了30%-50%和20%。高盛证券预计2021年ABF载板将涨价15%,2022年再涨10%。

供给端是少数者的游戏

本轮ABF载板愈发严重的缺货行情,已经成为芯片供应链的主要“堵点”。

“ABF载板缺货将拖累高性能处理器芯片封装周期,提高相关上下游企业回款周期,大幅增加相关企业的运营压力。” 芯谋研究高级分析师张彬磊向《中国电子报》指出。

从供应端来看,ABF缺货的主要原因是缺少ABF基材,而ABF基材供应受限,是因为其产能几乎集中在一家公司——日本味之素。据悉,日本味之素公司在1996年就开展了ABF的技术立项,仅用了四个月的时间完成原型和样品开发,但寻求市场化却用了三年左右的时间,在1999年之后才逐步推动ABF载板被芯片制造产业接受。在找不到市场的三年,日本味之素公司依旧看好ABF的市场前景,构建知识产权保护体系,不断提升技术壁垒,使得味之素在ABF产业构建了霸主地位并保持至今。有产业链人士称,目前味之素的ABF产能已经跟不上市场需求,且扩产态度较为谨慎。

“味之素的ABF基材产能供不应求,是ABF载板缺货的根本原因。另外,全球能够量产ABF载板的企业数量较少,也限制了产能的释放。” 开源证券副所长、电子行业首席分析师刘翔向《中国电子报》表示。

国内IC载板供应商兴森科技在3月12日投资者关系活动上表示,IC 载板行业本来就是少数者的游戏,在 2019 年之前因为PC、手机行业景气度较低,市场需求没有真正起来,行业主要参与者经营状况不佳,没有实施扩产,导致行业供给受限。

同时,新冠肺炎疫情和载板厂火灾等非人力原因所导致的偶然性停产,也加剧了ABF载板的短缺情况。

扩产的关键是人才

为了提升ABF载板的供应能力,日、韩、中国台湾地区的IC载板供应商纷纷投资扩建ABF载板产能。中国台湾地区的欣兴电子、景硕等一线厂商都在加大力度扩张ABF载板的产能,新建或者改造部分 BT 载板产线,力求更进一步绑定海外大客户。韩厂方面,三星电机将投资1万亿韩元提升高端半导体基板供应能力,并集中于ABF载板。大德电子将在ABF载板投入4000亿韩元。日本Ibiden、Shinko也在扩建ABF载板产线。同时,英特尔、AMD、英伟达等芯片厂商正寻求与IC载板供应商签订长期供应合同,以避免下一代CPU、GPU、HPC的生产因为载板供应不足而受到影响。

目前来看,ABF的产能补充至少要到2024年左右才能落实。

“IC载板横跨传统的印刷电路板以及半导体的行业,扩产顺利也需要2年以上才能开出产能,而且现在设备的交期都大幅延长,所以虽然多家厂商都在积极扩产,但能否在2024年大量开出产能也很难说。” 张彬磊说。

ABF的技术难点在于ABF基材和细线宽的制造工艺,技术门槛较高,扩产的关键在于能否招募足够的技术人才。

“ABF产能建设的关键不是资金,而是人才,因为ABF载板除了ABF基材之外,对高多层、细间距线路工艺要求极高。比如高端ABF载板层数已经高达20层,线路线宽进入6-7um,考验厂商的技术研发和人才储备能力。”刘翔说。