半导体封装基板，日本遥遥领先

人们对于半导体封装基板行业的关注度愈来愈高。疫情带来了数字化转型、5G等大量快速通信技术逐步到来，这些都促进了封装基板（高端服务器的高性能CPU、AI芯片等方向）的需求迅速扩大。据预测，未来封装基板将会保持10%左右的两位数增长率，到2026年前后，市场规模将达到现有的两倍，甚至有观点认为届时市场规模将会达到140亿一一150亿美元（约人民币882亿元一一945亿元）。

在封装基板行业，作为高性能CPU的封装基板的顶级供应商一一揖斐电（Ibiden）、新光电气工业为主要“玩家”，拥有高精度微缩化线路工艺的FICT（原富士通Interconnect Technology）、京瓷、凸版印刷等厂家的存在感也十分明显。此外，就基板材料、相关设备的供应链而言，也几乎是日本企业独占优势。此外，日系供应商的数量可谓数不胜数，如味之素为基板提供作为核心要素的积层（Build Up）绝缘膜（ABF），昭和Materials的热膨胀率低的Core材料占有绝对优势，牛尾电机提供曝光设备，维亚美科机械（Via Mechanics）提供形成导孔（Via）的设备。

揖斐电、新光电气继续进行巨额投资

就用于高端PC、服务器CPU的封装基板（FCBGA）而言，日系企业占绝对优势。就制造难度最高的供给英特尔的封装基板而言，揖斐电是其最大的供应商，此外，揖斐电在2021年5月宣布称投资1800亿日元（约人民币117亿元）用于建造新工厂。据说，通过拆解和改造现有的河间工厂（日本岐阜县大垣市），在2023年中期启动新厂房（Cell 6）的运营。已于2021年下半年开始建造厂房。揖斐电的投资额高达1800亿日元，并按计划依次推动量产。

此外，揖斐电还在加快推进半导体封装基板的集中生产。新的工厂位于日本岐阜县大野町内，这是继改造河间工厂之后的新的投资计划，预计最快量产时间在2025年。可以说，揖斐电已经预测到了未来三年以后的业务。

新光电气工业株式会社也在加速投资FCBGA。2021年度依旧保持了较高的投资额，其中设备投资金额为621亿日元（约39.12亿元），继续以高丘工厂为中心导入新设备。通过此次投资，高丘工厂计划会达到满载状态。

因此，新光电气决定把封装基板的新工厂健在日本长野县千曲市。将会在2024年开始按计划启动运营。一系列的增产投资完成后，新光电气FCBGA基板的产能将会提高50%左右。新光电气认为需求还会继续增长，因此决定对千曲新工厂进行再次投资。计划在2022年一一2025年四年之间对FCBGA基板投资1400亿日元（约人民币88.2亿元）。

自2021年以来，新光电气的FCBGA基板在PC、服务器方向需求稳健。2020年10月份高丘工厂（长野县中野市）新产线开始运营，预计会对提高2021财年（2022年4月一一2022年3月）的业绩做出贡献。此外，存储半导体方向的主力PBGA（Plastic Ball Grid Array ，塑料封装基板）基板也继续保持良好趋势。

近年来，高性能半导体封装基板的微缩化发展极快、且存在Chiplet化趋势，随着多层化、大型化的发展，SAP工艺的负荷越来越大，因此，日本以外的基板厂家也不断进行大规模投资。

奥地利的奥特斯（AT&S）正在尖端基板领域竭力追赶以上两家日系厂家。奥特斯正在马来西亚新建高性能半导体封装基板的工厂。且计划在2022年一一2026年四年之间投资17亿欧元（约人民币116亿元），这是奥特斯投资史上最大的一笔！据说，新工厂的主要客户为英特尔和AMD。

欣兴电子（UMTC）的台湾·杨梅工厂的英特尔专用产线也已经开始稼动。欣兴电子在2021年3月公布称，在台湾·湖口工厂（新竹）建造新厂房，导入FCBGA基板量产产线。且此次的产线目标为非英特尔客户。欣兴电子计划扩大AMD、英伟达等非英特尔客户的供给量。

日系供应商“横扫”高端封装基板市场。

（图片出自：电子Device产业新闻）

需要强化果敢的战略性投资和研发能力

就封装基板的设备、材料供应链而言，目前日本企业依旧占有很大优势。比方说，就封装基板的内层Core材料而言，真正掌握核心技术的是昭和Materials。再往细说，日东纺的特殊低热膨胀率的玻璃是玻璃纤维（Glass Cloth）等产品是关键材料。

如今，以下日系各设备供应商都在如火如荼地加急扩大产能，比方说，用于在积层（Build Up）上形成细微线路的分步式投影曝光机（Stepper）、即将成为“黑马”的DI（Direct Imaging，直接成像）设备、用于形成埋孔（Via）的埋孔加工设备、用于真空压层的设备等。在高端基板的曝光设备方面，牛尾电机拥有最高的市占率，如今正在将其主力的御殿厂工厂的产能扩大约30%。最快在2022年上半年完成扩产。此外，在材料方面，各厂家也在对镀铜药液、感光材料、特殊玻璃纤维、耐磨的涂层铣刀（Coating Drill）等产品进行扩产。

就曝光工艺而言，牛尾电机的分步式投影曝光机（Stepper）在高端基板的生产方面占有绝对优势，昭和Materials的用于形成细微线路的光阻剂（Resist）也是关键材料，且和旭化成电子株式会社平分市场。新一代基板的线宽线距（Line Space，L/S）被认为是5um/5um，这将会进一步提高有机基板的生产难度。此外，新一代的L/S将会是2um/2um。

在曝光工艺中，正在普及一种不需要光罩（Mask）的DI设备。高性能封装基板（用于GPU、AI芯片方向）对这种DI设备的需求正在不断扩大。尤其是台湾等地区的基板厂家的购买意愿十分强烈。日本ORC制作所的在DI设备处于领先地位，日本ADTEC Engineering也在穷追猛赶。

用于服务器等方向的封装基板需要具有20层的结构。在压层（Build Up）上制作埋孔（Via）时，需要使用高性能的激光设备。由于必须要稳定地形成孔径为40um的埋孔，因此可以使用CO2激光钻孔。但是，尖端基板需要的是更细微的埋孔加工技术，这对提高定位准确性、提高生产效率极其重要，此时，UV激光设备成为刚需，Via Mechanics, Ltd.几乎独占市场。

压层（Build Up）的绝缘膜（ABF）采用的是日本味之素的原料，与藤森工业合作加工薄膜。此外，为了控制封装基板产生翘曲，也需要Core材料。同时，还需要的是加工电源线路和埋孔，日本国内有多家主要供应商。Core层的孔径为150um，由机械钻孔设备制成。如上文所述，Core层具有防止基板翘曲、提高电气性能的作用，因此内部埋有各种填充物，其中具有较低热膨胀率的玻璃纤维至关重要。具有较低热膨胀率的特殊玻璃纤的主要玩家是日东纺。

有观点认为，未来会需要制成孔径为100um的极小埋孔，届时将会需要不易磨损的DLC（Diamond-like Carbon，类金刚石）材质的特殊形状钻头。在这个行业里，日本佑能(UNION TOOL)株式会社几乎独吞市场。镀铜和表面处理溶液也极其重要，上村工业和日本MEC COMPANY LTD.引领行业。此外，日本电产的检测设备在对基板的最终性能检测方面，独占优势。

但是，对于新一代的封装基板的要求无疑是更细的线宽线距和更多的层数。封装基板厂家面面临着更复杂的加工工艺。他们不仅在讨论使用新设备、新材料，也在考虑采用新工艺（目的是为了降低成本、改善生产效率）。据预测，可代替UV光源的准分子激光（Excimer Laser）、新的曝光技术等趋势也已经开始出现。

在基板厂家进行前所未有的大型投资之前，需要相关设备厂家、材料厂家根据实际情况确保供给能力。海内外FCBGA基板厂家投资成效会在2024年一一2025年显现，为此，需要为他们稳定供给设备、材料。

短时间内，以日系企业为中心的新一代尖端基板的供应链是不会发生变化的，但新兴企业一旦步上了日系企业研发的“后尘”，日系企业将不再“高枕无忧”。此外，如果不果敢、及时地对当下旺盛需求进行材料、设备投资，很有可能被新工艺、新材料取代。日系企业不能满足于现状，而要时常具有超乎竞争对手的眼光和视野。

★ 点击文末【阅读原文】，可查看本文原文链接！

*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。

今天是《半导体行业观察》为您分享的第2976内容，欢迎关注。

推荐阅读

半导体行业观察

『半导体第一垂直媒体』

实时 专业 原创 深度

识别二维码，回复下方关键词，阅读更多

晶圆｜集成电路｜设备｜汽车芯片｜存储｜台积电｜AI｜封装

回复 投稿，看《如何成为“半导体行业观察”的一员 》

回复 搜索，还能轻松找到其他你感兴趣的文章！

点击阅读原文，可查看本文原文链接！