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ABF載板供應告急 味之素壟斷封裝原材料的「秘方」

市面上99%的ABF增層薄膜,都是由味之素供應。圖/味之素日本官網
市面上99%的ABF增層薄膜,都是由味之素供應。圖/味之素日本官網

集微網消息,近年來,「跨界」逐漸成爲半導體行業的熱頻詞之一,前有跨界造車,後有跨界造芯。但倘若真正論起業內跨界一哥,就不得不提到日本的一家封裝材料供應商——味之素。

靠餃子俘獲奧運冠軍的心,除了味之素再沒有第二家公司。今年東京奧運會期間,味之素的速凍餃子在奧運村受到世界各地運動員的歡迎,也因此被冠以「世界上最好吃的餃子」的稱謂。鮮味調味料是這其中重要原因之一,也是味之素跨界生產半導體材料的技術基礎。

味素營生起家 化學品公司操起「副業」

味之素最初是以味素起家。在日本江戶時代中後期,酸、甜、苦、鹹仍是食物主要的四種味道。秉持「還存在一個味道」的假設,味之素的事業真正開始了。

1908年,東京帝國大學(東京大學前身)的池田菊苗博士從海帶中意外發現了另一種味道來源「穀氨酸鈉(MSG)」,他將其命名爲「鮮味」。次年,味精正式實現商業化買賣。

1970年代,味之素開始研究制備穀氨酸鈉產生的一些副產物,竝對氨基酸衍生環氧樹脂及其複郃材料展開了基礎研究。到1980年代,味之素的專利出現在一批應用於電子工業樹脂的研究中。

根據味之素官網信息,該公司在1988開始生產的「PLENSET」是基於潛伏性固化劑技術開發的單組份環氧樹脂基黏稠劑,該產品目前廣泛應用於精密電子元件(如相機模塊)、半導體封裝和汽車電子等各個領域。其他如潛伏性固化劑/固化促進劑、偶聯劑、顔料分散劑、表面改性填料,以及樹脂穩定劑等功能性化學品也在電子、汽車等行業被大量應用。

而隨著1990年代計算機市場快速發展,MS-DOS逐漸向Windows操作系統過渡,對多層電路設計的CPU基板需求隨之增加。彼時,對防止電路之間發生干擾的絕緣材料需求也真正出現。

1996年,味之素憑借穀氨酸鈉相關技術優勢,立項研發絕緣材料,正式進入電子材料行業。在味之素看來,半導體封裝工序必需的絕緣材料最終會從油墨升級到薄膜。

而這個絕緣薄膜,必須耐用且柔軟、輕便且絕緣性極佳。經歷多次失敗直至1998年秋天,味之素成功開發出ABF膜(Ajinomoto Build-up Film)。緊接著,迎來第一個客戶英特爾。

高性能計算成趨勢 ABF材料需求大漲

在英特爾主導研發下,ABF材料在電腦CPU市場大放異彩。截至目前,ABF絕緣薄膜幾乎佔據全球所有主要PC市場100%的份額。不僅如此,ABF也成爲IC載板重要的基板材料之一。

數據顯示,電路基板是IC載板最大的成本耑,佔比超過30%。以ABF基板爲例,其線路較精密、導電性好、不需要熱壓過程,適合高腳數高傳輸IC,多應用於CPU、GPU及芯片組等大型高端芯片。另外,隨著半導體生產工藝逼近物理極限,芯片向SoC方向發展加速異構集成技術趨向成熟, ABF已經發展成爲高端IC載板主要的增層材料。

IC載板中的增層材料

儘管如此,在2020年芯片荒全面爆發之前,味之素像其他材料商一樣都還是半導體行業的「小透明」。直到IC載板供不應求,市場將問題根源瞄向了這家ABF材料供應商。正如味之素所料,高性能計算(HPC)時代已經來臨,ABF材料不可或缺。

Reportlinker在今年7月20日發佈的報告中指出,2021至2026年期間,高性能計算市場預計將以9.44%的複合年增長率增長。該機搆同時指出,2020年先進IC載板市場規模爲7.73億美元,預計到2026年將達到11.07億美元,預測期內CAGR爲6.2%。

隨著5G、工業物聯網(IIoT)、人工智能(AI)領域需求增加,以及汽車等市場急速反彈,ABF封裝材料交期不斷延長。在材料和產業結構性缺貨等多重因素作用下,ABF載板開始出現供不應求的局面。

近期就傳出,英特爾、AMD、輝達等大廠正積極與全球ABF載板製造商簽訂長期合同,以期至少將產能維持到2025年。據美系外資預測,ABF載板明後兩年產能短缺程度將分別達到23%、17%。

一家獨大背後 長期鑽研封裝材料開發

在ABF封裝材料領域,味之素幾乎沒有競爭對手,而全球ABF載板市場,也是由台灣、日韓廠商主導的寡頭壟斷市場。信達証券8月份研報指出,儘管味之素已宣佈將對ABF材料進行增產,但增產規模較激增的下遊需求偏向保守,到2025年產量CAGR僅爲14%,導致ABF載板每年產能釋放只能達到10%-15%。

在高性能計算芯片需求暴漲的背後,味之素無疑站上了風口浪尖。儘管出於壟斷的風險,業界有關增層絕緣材料的研發一直在進行中,比如台灣晶化科技研發的Taiwan Build-Up Film (TBF),目前已在島內外多家廠商驗證通過並穩定出貨。但是,長期以來的技術積累和創新意識爲味之素打下了先發優勢。

味之素表示,「隨著CPU性能快速提升,ABF質量也在不斷提高。這就要求不斷研發具有不同性能的絕緣樹脂,改進產品特性,滿足新興客戶要求的加工技術以及反覆進行測試和驗證。」另外因應智能手機功能複雜化和5G高頻通信傳輸要求,ABF絕緣材料的熱穩定、散熱和低介電等特性將更為重要,這將是味之素乃至打算試水ABF研發的廠商要面臨的挑戰之一。

除了ABF封裝材料,味之素已於2020年開始生產用於半導體封裝的銲膏AFTINNOVA™ MP-H701,向封裝材料市場再下一城。可以這樣形容,味之素在半導體封裝材料領域的成功絕非偶然,對「還有一個味道」的假設不斷驗證是其百年經營而不衰的真諦。

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