摘要：回望2021年底，全球半导体市场陷入了缺货狂潮，其中ABF载板更是紧俏的抢手货，当时普遍交期超过52周，订单排到了2023年，产能预定甚至到了2025年。
回望2021年底，全球半导体市场陷入了缺货狂潮，其中ABF载板更是紧俏的抢手货，当时普遍交期超过52周，订单排到了2023年，产能预定甚至到了2025年。
作为用于连接芯片与PCB母板的重要材料，ABF载板主要功能包括为芯片提供保护、固定支撑及散热等，如今炙手可热的高性能计算，实现先进封装的过程中就少不了ABF载板的助力，迅速发展的市场催生出新的需求，最终导致了载板的供不应求。
ABF载板当时的缺货，与基板核心材料ABF离不开关系，而它自诞生之日开始，就一直被味之素这家日本厂商所垄断。
味精厂商垄断芯片材料
味之素和ABF的故事始于1970年代，以味精出名的这家公司开始探索鲜味调味品生产副产品的应用，当时半导体行业正在进入下一个发展阶段，墨水是当时首选的载板基材，但将其涂布和干燥会减慢生产速度，吸引杂质并产生对环境有害的副产物，因而印刷电路板制造商亟需寻找更好的绝缘材料。
而味之素研发团队发现制作味精时的副产物可以做出拥有极高绝缘性的树脂类合成材料，于是创造出了一种具有高耐用性，低热膨胀性，易于加工和其他重要特征的热固性薄膜，该膜被命名为ABF。
1996年，英特尔与味之素联系，寻求使用氨基酸技术开发薄膜型绝缘子，这两家企业合作研发出了FC-BGA（Flip Chip Ball Grid Array），最终让ABF成为了CPU FC-BGA产品的主要方案。
二十多年时间里，ABF基材离开了最初的日式作坊，发展成为芯片不可或缺的庞大市场，但唯一没有改变的，是味之素作为主导者的统治地位。
根据调研机构的数据，2023年全球ABF市场价值为4.825 亿美元，预计到2030年将达到8.454亿美元，在2024-2030年预测期内复合年增长率为 7.8%，其中味之素占据了近99%的市场份额。
这也导致了2021年时ABF基材缺货时，业界束手无策的尴尬局面，只要味之素不愿意大量扩产，那么载板厂商只能在工厂门口老老实实排队等着交货。
当然，味之素并非没有竞争对手，目前后段IC载板用增层材料供应商不仅有味之素，还有积水化学，另一方面，住友电木与Taiyo Group（太阳油墨）也开始加入竞局，先不说这三家公司难以对味之素形成实质威胁，他们的总部还都位于日本，随着地缘政治局势的变化，难免也会遇到“卡脖子”的问题。
如何摆脱海外对ABF材料的钳制，掌握自己的命运，成为了国内企业近几年苦苦思索的难题，而在近日，在第八届中国系统级封装大会上，广东伊帕思新材料科技有限公司宣布，其在ABF基材上取得了突破，引发了国内半导体行业的关注。
伊帕思是如何从味之素垄断的市场中突围的呢？
打破垄断，实现ABF突破
在接受半导体行业观察采访时，伊帕思总经理贺育方先生表示，AI大模型快速拉动了AI算力需求与高性能计算领域需求的快速增长，算力离不开计算芯片及其先进封装技术的发展，会促进封装技术的快速进步。
“你们看，现在英伟达H100也开始使用Chiplet技术进行封装，这就对封装材料性能提出了比较高的要求，”他说到，“这时候就要去在ABF载板用的Build-up Film材料上下更多功夫，通过降低Dk/Df(介电常数/介电损耗)，来降低信号延迟，提升算力。”
据了解，在目前的AI系统当中，GPU与HBM、CPU、NPU、交换机及光模块等连接进行信号传输时，GPU的FCBGA用ABF载板中的信号传输质量非常关键，其中Df对信号传输质量起关键性作用，Df越低，信号传输质量越好，AI系统性能越强。
而伊帕思从2015年成立开始聚焦于封装材料，并坚持大力投入研发，经过9年的艰苦奋斗，公司已经拥有业界资深的专业化人才团队与世界一流的自动化生产设备，在不断的研发中，伊帕思在极低Dk/Df(Extreme low Dk/Df)材料上积攒了非常丰富的经验。
本次大会上，伊帕思在已有EBF(EPS Buil-up Film)系列膜材基础上，正式推出了EBF-800，该膜材的Df在0.0015（10GHz）左右，在这一关键参数上超越了味之素的ABF，打破了此前日本厂商的垄断，实现了全球领先。
但这一成绩得之不易，为了开发极低Df的膜材，不仅要解决树脂分子结构的极性要求低的问题，同时还要满足高耐热，超低CTE，高模量等性能，以此来满足ABF载板的低板翘及高可靠性，“在EBF-800的研发过程中，我们在不同阶段采取不同的DOE实验方法，探索极低Dk/DF的关键因子，解决涂布工艺性能、真空压膜工艺性能与化学除胶化镀性能等生产的关键问题，最终成功实现产业化。”贺育方说到。
他表示，伊帕思的EBF-800发布即成熟，国内GPU设计终端可在最新的GPU设计中采用，特别是在如今最热门的高性能计算的大尺寸芯片中，为国产芯片的快速迭代保驾护航。
对于如今纷纷投身于AI市场的国内芯片厂商来说，伊帕思所推出的EBF系列产品，真正解决了“卡脖子”的大难题，在与国外巨头竞争时，拥有了更多的底气。
国产材料，不逊于国际巨头
作为直接参与研发EBF的负责人，贺育方显然有很多心得，他认为，此前味之素的ABF膜材确实处于垄断地位，其材料在FCBGA封装基板的应用非常成熟，而国产BF材料主要是因为没有太多验证机会，在SAP加工工艺性能上经验不够丰富，还需要很多机会去验证与不断提升，“但国产BF材料的可靠性是可以的，甚至可以超越ABF膜。”他说到。
贺育方表示，EBF-800膜材作为一个新产品，刚向市场推出，已经获得很多芯片设计端的关注，但还需要不断深入交流与验证，他希望，伊帕思能配合高算力芯片的需要，与芯片设计公司紧密配合，共同推动其技术应用，共同实现高算力芯片的国产化，为实现“AI赋能新质生产力”的国家战略而奋斗。
就目前而言，EBF-800的推出已经铺平了国产BF膜材发展的道路，在可预见的未来，伴随着该产品的量产上市，伊帕思这样的国产材料厂商能够在半导体市场中争取到更多话语权。
但EBF-800并非伊帕思研发的终点，在采访中我们了解到，未来伊帕思在BF膜材上的研发会朝着两个方向发展：一个方向是更低的Dk/Df，例如Dk
除此之外，伊帕思还为高性能计算配套开发了极低Df（Df=0.0013[10GHz]）的FCBGA封装基用的Core材，其介电性能同样超越了目前日本的BT core材，能够与EBF-800配套实现Extreme low loss的ABF载板，为更多高算力AI芯片的应用提供材料方面的保证。
通过与伊帕思的交流，我们不难发现，AI时代的到来，催生出更多芯片需求，同时也带动了国产半导体材料的发展，从基础研发到产业化落地，从单一产品突破到全体系协同，国产材料厂商正在努力缩短与国际巨头的差距，并以更灵活的供应链和更贴近市场需求的解决方案来争取到市场竞争中的优势。
写在最后
对于国产BF膜材的未来，贺育方充满信心。他相信，随着技术的不断演进和市场的广泛认可，国产材料厂商将不仅仅是国际巨头的追赶者，更会成为行业的规则制定者和引领者。他表示：“我们正在见证一个属于国产材料的黄金时代，而这一切的核心，是坚持创新与合作，脚踏实地迈出每一步。国产材料，不仅能追赶国际巨头，更将超越他们。”
这番话，既是贺育方对国产材料未来的期许，也为国内半导体行业的崛起注入了更多的信心与动力。
来源：半导体行业观察
