眾所周知，半導(dǎo)體是一個(gè)非常典型的周期性行業(yè)，這個(gè)特征從上游的設(shè)備、材料，到芯片設(shè)計(jì)，再到晶圓制造，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈都表現(xiàn)得淋漓盡致，哪怕僅僅是芯片封裝中所需要的小小ABF載板也不例外。
十年前，由于臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦市場(chǎng)的消退，致使ABF載板嚴(yán)重供過(guò)于求，整個(gè)產(chǎn)業(yè)都陷入了低潮，但在十年后，ABF產(chǎn)業(yè)卻戰(zhàn)火重燃。高盛證券指出，ABF載板供給缺口將由去年的15%提高至今年的20%，并應(yīng)會(huì)持續(xù)到2023年以后。更有數(shù)據(jù)顯示，即使到了2025年，ABF的供需缺口仍有8.1%。
圖源：兆豐國(guó)際匯整
兜兜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，那么這次，是什么再次吹響了ABF載板“反攻號(hào)角”？
“大功臣”先進(jìn)封裝
先進(jìn)封裝，大家應(yīng)該都不陌生。近些年，隨著芯片工藝制程不斷向前推進(jìn)，為了繼續(xù)延續(xù)摩爾定律，先進(jìn)封裝應(yīng)運(yùn)而生，并成為各大IDM廠和晶圓廠爭(zhēng)相進(jìn)入的戰(zhàn)場(chǎng)。而先進(jìn)封裝之所以能成為推動(dòng)ABF載板發(fā)展的大功臣，就要從ABF載板開(kāi)始說(shuō)起。
什么是ABF載板？所謂ABF載板是IC載板中的一種，而IC載板又是一種介于IC半導(dǎo)體及PCB之間的產(chǎn)品，作為芯片與電路板之間連接的橋梁，可以保護(hù)電路完整，同時(shí)建立有效的散熱途徑。
圖源：stockfeel
根據(jù)基材的不同，IC載板可以分為BT 載板和ABF載板，相較于BT載板，ABF材質(zhì)可做線路較細(xì)、適合高腳數(shù)高訊息傳輸?shù)腎C，具有較高的運(yùn)算性能，主要用于CPU、GPU、FPGA、ASIC等高運(yùn)算性能芯片。
圖源：stockfeel
上文提到，先進(jìn)封裝是為延續(xù)摩爾定律而生，原因在于先進(jìn)封裝能協(xié)助芯片整合在面積不變下，促成更高的效率，透過(guò)chiplet封裝技術(shù)，將來(lái)自不同制程、不同材料的個(gè)別芯片設(shè)計(jì)置于中介層基板之上的異質(zhì)整合技術(shù)，要將這些芯片整合在一起，就是需要更大的ABF載板來(lái)放置。換言之，ABF載板耗用的面積將隨chiplet技術(shù)而變大，而載板的面積越大，ABF的良率就會(huì)越低，ABF載板需求也會(huì)進(jìn)一步提高。
圖源：Cadence
目前，先進(jìn)封裝技術(shù)包括FC BGA、FC QFN、2.5D/3D、WLCSP、Fan-Out等多種形式，其中，F(xiàn)CBGA憑借內(nèi)部采FC、外部采BGA的封裝方式，成為目前主流的封裝技術(shù)。作為ABF載板應(yīng)用較多的封裝技術(shù)，F(xiàn)CBGA I/O數(shù)量達(dá)到32~48，因而擁有非常優(yōu)異的性能與成本優(yōu)勢(shì)。此外，2.5D封裝的I/O數(shù)量也相當(dāng)高，是2D FC封裝的數(shù)倍以上，在顯著提升高階芯片效能的同時(shí)，所需的 ABF載板也變得更為復(fù)雜。
以臺(tái)積電的CoWoS技術(shù)為例，從2012年首度推出至今，根據(jù)Interposer的不同，這項(xiàng)封裝技術(shù)已經(jīng)可分為 CoWoS-S、CoWoS-R和CoWoS-L三種，目前第五代CoWoS-S已進(jìn)入量產(chǎn)，預(yù)計(jì)于 2023年量產(chǎn)第六代CoWoS-S。作為先進(jìn)封裝技術(shù)之一，CoWoS采用了大量高階ABF，不論面積、層數(shù)都高于FCBGA，良率也遠(yuǎn)低于FCBGA，從這方面來(lái)看，未來(lái)勢(shì)必將消耗大量ABF產(chǎn)能。
除臺(tái)積電外，Intel在2014年發(fā)布的嵌入式多芯片互連橋接(Embedded Multi-die Interconnect Bridge, EMIB)技術(shù)，其I/O數(shù)高達(dá)250~1000，提高芯片互連密度，并且將硅中介層內(nèi)嵌于ABF，節(jié)省掉大面積的硅中介層。此舉雖然降低了成本，但卻增加了ABF的面積、層數(shù)與制作難度，將消耗更多ABF產(chǎn)能。據(jù)了解，Eagle Stream新平臺(tái)的Sapphire Rapids將是首款具備EMIB + Chiplet的Intel Xeon數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品，推估ABF消耗面量將是Whitley平臺(tái)1.4倍以上。
由此可見(jiàn)，先進(jìn)封裝技術(shù)的出現(xiàn)毫無(wú)疑問(wèn)成為了推動(dòng)ABF載板需求的大功臣。
Server及AI領(lǐng)域需求升級(jí)
如果說(shuō)先進(jìn)封裝技術(shù)是大功臣，那么數(shù)據(jù)中心和人工智能兩大應(yīng)用興起就是頭號(hào)“助力員”。當(dāng)前，為滿足HPC、AI、網(wǎng)通及各項(xiàng)基礎(chǔ)建設(shè)的需求，無(wú)論是CPU、GPU、網(wǎng)通芯片，還是特殊應(yīng)用芯片（ASIC）等關(guān)鍵芯片，都將加速內(nèi)容升級(jí)的速度，進(jìn)而往大尺寸、高層數(shù)、線路高密度這三個(gè)方向發(fā)展，而這樣的發(fā)展趨勢(shì)勢(shì)必會(huì)拉高市場(chǎng)對(duì)于ABF載板的需求。
一方面，上文提到的先進(jìn)封裝作為提升芯片算力、降低芯片平均價(jià)格的一大利器，再加上數(shù)據(jù)中心和人工智能等領(lǐng)域的興起對(duì)算力提出的全新要求，越來(lái)越多的CPU、GPU等大算力芯片開(kāi)始向先進(jìn)封裝邁進(jìn)。今年至今為止，最為震撼的應(yīng)該就是3月份蘋(píng)果推出的M1 Ultra芯片。
據(jù)了解，M1 Ultra采用了Apple自定義的封裝架構(gòu)Ultra Fusion，基于臺(tái)積電InFO-L封裝技術(shù)的架構(gòu)，透過(guò)硅中介板連接2顆M1 Max裸晶，建構(gòu)出SoC，可以最大程度縮小面積并提升性能。要知道，與此前處理器所用到的封裝技術(shù)相比，M1 Ultra所采用的InFO-L封裝技術(shù)需要采用大面積的ABF，所需面積為M1 Max 的兩倍，且精密度要求更高。
圖源：臺(tái)積電
除蘋(píng)果M1 Ultra芯片外，英偉達(dá)服務(wù)器GPU Hopper 與超威半導(dǎo)體的RDNA 3 PC GPU 都將在今年改采 2.5D 封裝，今年4月，也有媒體報(bào)道，日月光先進(jìn)封裝切入美國(guó)一流服務(wù)器芯片廠商供應(yīng)鏈。
兆豐國(guó)際匯整數(shù)據(jù)顯示，PC CPU中，預(yù)測(cè)2022~ 2025年P(guān)C CPU/GPU ABF消耗面積分別約為11.0%和8.9% CAGR，CPU/GPU 2.5D/3D封裝ABF消耗面積則分別高達(dá)36.3%和99.7% CAGR。而服務(wù)器CPU中，預(yù)測(cè)2022~ 2025年CPU/GPU ABF消耗面積約10.8%和16.6% CAGR，CPU/GPU 2.5D/3D封裝ABF消耗面積約48.5%和58.6% CAGR。
種種跡象意味著，大算力芯片向先進(jìn)封裝邁進(jìn)將成為ABF 載板需求成長(zhǎng)的主因。
另一方面，就是AI、5G、自動(dòng)駕駛、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)、新應(yīng)用的興起。以此前最為熱門(mén)的元宇宙來(lái)說(shuō)，AR/VR等頭顯設(shè)備作為未來(lái)元宇宙重要的入口，背后隱藏著巨大的芯片機(jī)會(huì)，而這些芯片機(jī)會(huì)也將成為推動(dòng)ABF載板市場(chǎng)增長(zhǎng)的新增長(zhǎng)力。
今年年初，天風(fēng)國(guó)際分析師郭明錤曾發(fā)布報(bào)告透露了蘋(píng)果AR/MR設(shè)備新動(dòng)向。報(bào)告顯示，蘋(píng)果此次的AR/MR設(shè)備將配備雙CPU，分別為4nm、5nm制程，由臺(tái)積電獨(dú)家開(kāi)發(fā)；雙CPU均使用ABF載板，這也意味著，蘋(píng)果AR/MR設(shè)備將采用雙ABF載板。郭明錤預(yù)測(cè)，2023/2024/2025年，蘋(píng)果AR/MR裝備出貨量分別有望達(dá)300萬(wàn)部、800-1000萬(wàn)部與1500–2000萬(wàn)部，對(duì)應(yīng)ABF載板需求600萬(wàn)片/1600-2000萬(wàn)片/3000-4000萬(wàn)片。
順便提一下，蘋(píng)果對(duì)于AR/MR設(shè)備的目標(biāo)是10年后可取代iPhone。數(shù)據(jù)顯示，目前iPhone活躍用戶超10億人,而且始終在穩(wěn)步上升，即便按照當(dāng)前數(shù)據(jù)來(lái)算，未來(lái)10年，蘋(píng)果至少需要售出10億臺(tái)AR裝置，這就意味著僅僅蘋(píng)果AR/MR設(shè)備所需要的ABF載板數(shù)量就超過(guò)20億片。
隨著谷歌、Meta、亞馬遜、高通、字節(jié)跳動(dòng)等各大巨頭的加入，未來(lái)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)只會(huì)更激烈，帶動(dòng)著ABF載板的需求也將更為旺盛。
圖源：IDC
六大廠商齊擴(kuò)產(chǎn)
面對(duì)如此強(qiáng)勁的市場(chǎng)增長(zhǎng)趨勢(shì)和不斷擴(kuò)大的供需缺口，ABF載板大廠的產(chǎn)能擴(kuò)建也早已提上日程。
目前ABF載板主要有七大供貨商，2021年供貨比重分別是欣興21.6%、景碩7.2%、南電13.5%、Ibiden 19.0%、Shinko 12.1%、AT&S 16.0%、Semco 5.1%，2022年除Semco外，其余廠商于皆有進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)。
欣興電子
欣興電子將2022年的資本支出上調(diào)至358.58億新臺(tái)幣，80%-85%的資本支出將用于IC載板擴(kuò)產(chǎn)，其中70%將用于擴(kuò)大中國(guó)臺(tái)灣新竹的ABF載板產(chǎn)能。
其楊梅廠在去年下半年先生產(chǎn)ABF載板的成熟制程產(chǎn)品，目前楊梅廠第一期已經(jīng)量產(chǎn)，第二期第三期的裝機(jī)，將在未來(lái)幾個(gè)月完成，預(yù)估到2023年可以達(dá)到滿載。整體欣興今年載板增產(chǎn)約20%，主要還是會(huì)以ABF載板為主。
景碩科技
景碩今年前三季產(chǎn)能提升都是以既有的新豐廠為主，第四季起楊梅新廠可望加入，該廠主要是以生產(chǎn)ABF載板為主，將一直可擴(kuò)充到明年第三季，景碩因ABF產(chǎn)能相較較小，今年估ABF產(chǎn)能可增三至四成。
去年10月，景碩稱(chēng)2022年擴(kuò)產(chǎn)主要以ABF載板為主，資本支出暫估為80億元，將擴(kuò)充ABF載板產(chǎn)能達(dá)3-4成的水平。
南亞電路
南亞電路今年也是在兩岸擴(kuò)產(chǎn)，包括錦興廠、昆山廠（主力擴(kuò)BT載板），以及下半年將加入的樹(shù)林廠以及昆山二期，目前樹(shù)林新廠已在機(jī)臺(tái)認(rèn)證，接下來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品認(rèn)證，估下半年就會(huì)投產(chǎn)，若速度快可能Q3底就會(huì)量產(chǎn)，明年Q1放量。
南亞電路板自估，今年在ABF載板部分，樹(shù)林一期產(chǎn)能可以多一成，昆山二期也可以多一成的產(chǎn)能，整體來(lái)看，今年產(chǎn)能可以較去年多出二成，而隨著明年第一季新產(chǎn)能大放量，南亞電路板ABF載板產(chǎn)能可以多出三成。
Ibiden（揖斐電）
2021年4月，揖斐電宣布，為了應(yīng)對(duì)旺盛的客戶需求，計(jì)劃對(duì)旗下河間業(yè)務(wù)場(chǎng)（岐阜縣大垣市河間町）投資1,800億日元、增產(chǎn)高性能IC封裝基板。上述增產(chǎn)工程預(yù)計(jì)于2023年度完工量產(chǎn)。此外，其位于日本岐阜縣大野町的新工廠，則預(yù)計(jì)最快量產(chǎn)時(shí)間在2025年。
Shinko（新光電工）
Shinko去年10月宣布，計(jì)劃在千曲市建設(shè)新工廠，以擴(kuò)大倒裝芯片型封裝的生產(chǎn)能力。2022～2025年的投資額為1400億日元，通過(guò)資本投資的產(chǎn)能預(yù)計(jì)將比以往增加50%。今年5月，Shinko宣布，將在長(zhǎng)野縣千曲市建設(shè)的新工廠將于2024年度下半年啟動(dòng)。
Shinko表示，在全球半導(dǎo)體需求不斷增長(zhǎng)的情況下，將主要擴(kuò)大面向高性能半導(dǎo)體的FCBGA封裝基板的生產(chǎn)。
AT&S（奧特斯）
去年6月，AT&S AG 計(jì)劃在獲得監(jiān)事會(huì)批準(zhǔn)后，在東南亞建立新的 IC 基板生產(chǎn)基地。據(jù)了解，該計(jì)劃投資總額高達(dá) 17 億歐元，用于2021 年至 2026 年期間在東南亞地區(qū)為高性能處理器生產(chǎn) ABF 基板，生產(chǎn)場(chǎng)地總面積約為 200,000 平方米，計(jì)劃于2024年底開(kāi)始量產(chǎn)。
據(jù)悉，AT&S目標(biāo)是在2025年躋身全球三大ABF載板供貨商，去年3月決定全面擴(kuò)大重慶的 ABF 基板生產(chǎn)面積，并為此追加了大約 2 億歐元的投資預(yù)算，今年也將專(zhuān)注重慶三廠產(chǎn)能的釋放。
圖源：AT&S
寫(xiě)在最后
雖然上述ABF大廠皆已展開(kāi)擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，但是由于產(chǎn)能釋放需要時(shí)間，且上游關(guān)鍵材料ABF基膜產(chǎn)能增速較低，限制了ABF載板產(chǎn)能釋放，更重要的是，由于芯片面積增大致使當(dāng)前ABF良率降低，疊加半導(dǎo)體行業(yè)自身的周期性特征，未來(lái)ABF載板會(huì)如何發(fā)展，依舊是個(gè)未知數(shù)。
