（原標題：這條芯片賽道，競爭升級?。?/p>

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過去幾年，很多芯片的競爭都是圍繞著人工智能展開的。無論是炙手可熱的GPU，還是突然爆紅的ASIC，或者是HBM，甚至是最近登上熱搜的GDDR，都是行業(yè)關注的重點。除此以外，臺積電、三星和Rapidus的2nm、博通和Marvell的硅光，這也都是大家繞不開的技術熱點。

與此同時，還有一個芯片賽道的競爭，進入白熱化，那就是基板。所謂基板是，一種嵌入線路的樹脂板，中央處理器和其他類型的芯片可安裝在其上。眾所周知，芯片的核心是die，芯片上有數(shù)百萬個晶體管，用于計算和處理數(shù)據(jù)?；鍖ie連接到主板。不同的接觸點在die與計算機其他部分之間傳輸電力和數(shù)據(jù)。

隨著人工智能、云計算、汽車智能化等電子技術的快速發(fā)展，以及智能手機和可穿戴設備等電子設備的小型化和薄型化，對IC的高速化、高集成化和低功耗的需求不斷增加，對半導體封裝提出了更高的高密度、多層化和薄型化要求。領先的基板供應商Toppan也指出，半導體封裝需要滿足三點：1. 小型高密度封裝；2. 高引腳數(shù)，實現(xiàn)高集成度和多功能性；3. 高散熱性和高電氣性能，實現(xiàn)高性能。

這正是推進了先進基板競爭的主要因素。如上圖所示，F(xiàn)C-BGA正在成為大家追逐的重點之一。

FC-BGA的競爭，愈演愈烈

FCBGA 是 Flip Chip Ball Grid Array 的縮寫，是一種高性能且價格適中的BGA 封裝。在這種封裝技術中，芯片上的小球作為連接點，使用可控塌陷芯片連接 (C4) 技術建立可靠的電氣連接。

回顧該技術的發(fā)展，最早可以追溯到上世紀 60 年代，最初由 IBM 推出，作為大型計算機的板級封裝方案。隨著時間的推移，該技術不斷演變，引入熔融凸塊的表面張力來支撐芯片并控制凸塊的高度。FCBGA 封裝憑借其優(yōu)異的性能和相對低廉的成本，在倒裝技術領域逐漸取代了傳統(tǒng)的陶瓷基板，成為主流。

由于其獨特的結(jié)構(gòu)設計和高效的互連方式，F(xiàn)CBGA 成為許多高性能應用的首選，特別是在圖形加速芯片領域，它已成為主要的封裝形式之一。在Toppan看來，高密度半導體封裝基板上的FC-BGA（倒裝芯片球柵陣列）可使高速LSI芯片具有更多的功能。

早在2021年，知名分析機構(gòu)Yole就預測，由于汽車、高性能計算、筆記本電腦和客戶端計算領域的需求增加，以及消費者和服務器應用中對圖形的需求暴漲。FCBGA 封裝收入預計將從 2020 年的 100 億美元增至 2025 年的 120 億美元。考慮到過去幾年的AI發(fā)展超乎預期，F(xiàn)CBGA的市場應該比這個預期還要高。這就吸引了更多的廠商進入這個賽道競爭。

從 Techno Systems Research 報告可以看到，日本公司在 FC-BGA領域?qū)嵙τ葹閺姶?，，其在該領域的全球生產(chǎn)能力占有 40% 的份額。從各廠商的FC-BGA基板占有率來看，揖斐電業(yè)（Ibiden）以17%的占有率領先，其次是新光電機（Shinko Electric）12%、京瓷4%、凸版印刷3%。臺灣廠商也占有40%的占有率，其中欣興電子19%，南亞電路板12%占據(jù)首位。

所以，他們率先擴產(chǎn)FC BGA。早在2023，Ibiden就宣布了擴產(chǎn)計劃，他們也計劃 2025 年將 AI 服務器 IC 基板產(chǎn)量提高 40%；同樣在2023年，時任凸版印刷總裁 的Hideharu Maro 表示，將在 2023-2025 年的三年內(nèi)投資約 600 億日元，以提高其電子產(chǎn)品（如 FC-BGA 基板）的生產(chǎn)能力。目標之一是到 2025 年將 FC-BGA 基板的生產(chǎn)能力從 2022 年提高四倍。

與此同時，韓國巨頭來勢洶洶。

LG Innotek 首席執(zhí)行官 Moon Hyuk-soo 日前在拉斯維加斯舉辦的 CES 2025上表示：“我們已經(jīng)開始為美國大型科技客戶批量生產(chǎn) FC-BGA”，并補充說該公司“正在推動與多家全球大型科技公司的開發(fā)合作。”

在兩年前的CES上，這家原本只專注于攝像頭模組的韓國廠商首次展示了最新的FC-BGA。LG Innotek的FC-BGA高度集成、多層和大規(guī)模。此外，它具有精細的圖案和大量微通孔。通孔意味著連接電路和芯片的孔。LG Innotek 的 FC-BGA 以最小化“翹曲”而聞名，這種“翹曲”是由于制造過程中的熱量和壓力而產(chǎn)生的一種彎曲現(xiàn)象。它是利用數(shù)字化轉(zhuǎn)型 (DX) 技術生產(chǎn)的，引起了許多公司和觀眾的極大興趣。

同樣來自韓國的三星電機在去年7月也宣布與全球半導體企業(yè)AMD簽署了高性能計算（HPC）服務器FCBGA供貨協(xié)議，并開始量產(chǎn)。

據(jù)介紹，服務器FCBGA是半導體基板中技術難度最高的，全球僅有少數(shù)幾家公司能夠量產(chǎn)高端服務器基板。服務器CPU和GPU需要在單個基板上安裝多個半導體芯片，以實現(xiàn)更高的處理能力和信號速度等高性能。因此，服務器FCBGA基板的尺寸是PC標準FCBGA的4倍多，層數(shù)是其2倍多，超過20層。因此，由于基板尺寸大、層數(shù)多，服務器FCBGA需要先進的制造技術和專用設備來提高產(chǎn)品可靠性和生產(chǎn)良率，這對新進入者來說是一個具有挑戰(zhàn)性的領域。

但三星電機通過1.9萬億韓元的大規(guī)模投資，維持半導體基板領域的超間隙技術，將釜山和越南的新工廠作為高端產(chǎn)品量產(chǎn)基地運營。三星電機表示，自1991年開展基板事業(yè)以來，憑借差異化技術為全球頂級企業(yè)提供產(chǎn)品，引領行業(yè)發(fā)展。在高規(guī)格移動AP半導體基板市場，無論是份額還是技術，三星電機都占據(jù)著第一的位置。展望未來，三星計劃到2026年將服務器、AI、汽車、網(wǎng)絡等高價值FCBGA產(chǎn)品比重提升至50%以上。

在大力發(fā)展FCBAG的同時，行業(yè)也把玻璃基板當做了新目標。

玻璃基板，新目標

雖然FCBGA能夠滿足需求，但芯片廠商的需求越來越高。于是，擁有低介電常數(shù)、低互聯(lián)電容等優(yōu)勢的玻璃基板成為了廠商發(fā)力的新方向。

得益于其低介電常數(shù)，可最大限度地減少信號傳播延遲和相鄰互連之間的串擾，這對于高速電子設備至關重要；玻璃基板的出現(xiàn)，還可以降低互連之間的電容，從而實現(xiàn)更快的信號傳輸并提高整體性能。在數(shù)據(jù)中心、電信和高性能計算等速度至關重要的應用中，使用玻璃基板可以顯著提高系統(tǒng)效率和數(shù)據(jù)吞吐量。

Yole則認為，玻璃芯基板技術正在興起，并為兩個關鍵半導體行業(yè)（先進封裝和 IC 基板）的下一代技術和產(chǎn)品提供支持。隨著 AI 和 HPC 產(chǎn)品的日益普及，這兩個行業(yè)都將騰飛。2023 年，先進封裝市場總額將達到 378 億美元，而先進 IC 基板市場將達到 151.4 億美元。

通過宣布采用玻璃芯基板，英特爾強調(diào)這是能夠改變半導體封裝行業(yè)競爭格局的技術之一。

在2023年8月，英特爾宣布推出業(yè)界首批用于下一代先進封裝的玻璃基板之一，計劃于本世紀后期推出。這一突破性成就將使封裝中晶體管的規(guī)模不斷縮小，并推進摩爾定律，以提供以數(shù)據(jù)為中心的應用。

英特爾指出，隨著對更強大計算能力的需求不斷增長，以及半導體行業(yè)進入使用多個“芯片”封裝的異構(gòu)時代，信號傳輸速度、功率傳輸、設計規(guī)則和封裝基板穩(wěn)定性的改進將至關重要。與當今使用的有機基板相比，玻璃基板具有出色的機械、物理和光學特性，允許在一個封裝中連接更多晶體管，提供更好的擴展性并能夠組裝更大的芯片復合體（稱為“系統(tǒng)級封裝”）。芯片架構(gòu)師將能夠在一個封裝的較小占用空間中封裝更多塊（也稱為芯片），同時實現(xiàn)性能和密度提升，具有更大的靈活性，并降低了總體成本和功耗。

三星電機已宣布進軍玻璃基板市場。在日前，三星電機方面還宣布，計劃于 2027 年開始量產(chǎn)半導體用玻璃基板。三星電機方面表示，雖然不能提及玻璃基板的具體客戶，但公司正在與不同的客戶進行討論，并將向兩到三個客戶提供樣品。該公司也計劃在其世宗工廠建立一條玻璃基板試驗線，并加速研發(fā) (R&D) 工作。

SK集團投資的SKC也在日前的CES表示，公司在美國佐治亞州建成全球首個量產(chǎn)工廠，正在加速商業(yè)化進程。去年，SKC獲得了美國政府7500萬美元生產(chǎn)補貼和1億美元研發(fā)補貼，以表彰其技術創(chuàng)新。SKC 的一位高管表示。作為全球首個實現(xiàn)半導體玻璃基板商業(yè)化的公司，SKC將在日益激烈的半導體競爭中通過玻璃基板鞏固我們的技術優(yōu)勢。

大日本印刷公司也聲稱，使用玻璃芯基板 (GCS) 可以實現(xiàn)更精細的間距，因此可以實現(xiàn)極其密集的布線，因為它更堅固，不易因高溫而膨脹。DNP 展示的示意圖甚至從封裝中完全省略了細間距基板，這意味著可能不再需要這一部分。

據(jù)DNP介紹，其玻璃芯基板可以提供高玻璃通孔 (TGV) 密度（與 FPS 兼容），并且具有高縱橫比。在這種情況下，縱橫比是玻璃厚度與通孔直徑之間的比率。隨著通孔數(shù)量的增加和比率的增加，基板的加工變得更加困難，保持剛性也變得更具挑戰(zhàn)性。

DNP指出，其開發(fā)的玻璃基板的縱橫比為 9，可確保粘合性，從而實現(xiàn)細間距兼容布線。該公司表示，由于 GCS 厚度限制很少，因此在保持厚度、翹曲、剛度和平滑度之間的平衡方面有很大的自由度。

當然，DNP 并不是唯一一家著眼于未來為先進芯片或多芯片解決方案制造 HDI 基板的剛性玻璃應用專家。因為康寧已經(jīng)在這個領域探索了很長一段時間，盡管看起來它的技術并沒有在商業(yè)上用于大批量芯片或多芯片模塊。

需要說明的是，上文談到的廠商并不是產(chǎn)業(yè)的全部玩家，而是一些有代表性的企業(yè)。但從他們的布局，我們可以看到現(xiàn)狀。

Yole則指出，從 2024 年開始，先進IC基板行業(yè)將走上增長軌道，預計復合年增長率為 9%，到 2029 年達到 255.3 億美元。這一增長主要由 FCBGA 和 2.5D/3D 高級封裝對 FC BGA 基板的需求不斷增長推動，推動力來自 HPC 和數(shù)據(jù)中心、5G、AI PC CPU、XPU 和汽車終端市場的 AI 加速器。

Yole強調(diào)，隨著許多參與者加入競爭，商業(yè)化玻璃芯基板的競爭變得越來越激烈，旨在成為第一個將基于 GCS 的產(chǎn)品商業(yè)化的公司。Absolics、英特爾和三星是主要參與者，得到了其子供應鏈中許多設備、材料和玻璃供應商的支持。在Yole看來，玻璃芯基板即將迎來令人興奮的發(fā)展。

針對技術的發(fā)展方向，Yole預計，隨著不同終端市場的需求，先進基板將朝著更精細的 L/S、更高的層數(shù)和更大的尺寸等更復雜的方向發(fā)展。這種增長正在擴大 FCBGA 基板和 SAP 和 mSAP 等半加成工藝的市場份額。

Yole表示，一些行業(yè)參與者正競相將 L/S 低于 8/8 的更精細的高端基板商業(yè)化，而其他參與者則在積層 IC 基板上采用薄膜 RDL 基板。Toppan 最近發(fā)布了第一款無芯有機中介層。目標是通過采用附著在積層基板上的薄膜 RDL 來消除或取代硅中介層，從而提供高性能、經(jīng)濟高效的解決方案。

與此同時，替代基板技術正在取得進展，MIS 在低端基板應用中找到了自己的利基市場，而 HD 扇出技術在高端應用（尤其是 APU）中確立了自己的地位。盡管這些技術已經(jīng)得到證實，但它們的市場滲透率仍然相對較低。

值得注意的是，先進封裝中先進基板技術具有相當大的發(fā)展空間，包括超高清扇出和 2.5D/3D 封裝。薄膜 RDL 的集成可以滿足精細 L/S、更高 I/O 密度和緊湊外形等要求。

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