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台积电 CoWoS 需求激增,BT 基板材料面临全球供应危机

时间:2025-05-29 11:25:44 浏览:77

当前,半导体行业正面临一场严峻的供应链挑战,CoWoS(Chip on Wafer on Substrate,晶圆上芯片基板封装)技术的广泛应用使得相关供应链不堪重负,BT(Bismaleimide Triazine,双马来酰亚胺三嗪)基板材料在全球范围内陷入告急状态。

作为全球半导体制造的领军企业,台积电对 CoWoS 芯片制造材料的需求呈现出爆炸式增长。这一现象直接导致了存储器市场中相关材料的严重短缺。全球最大的 BT 基板原材料供应商 —— 三菱瓦斯化学公司(MGC)已向客户发布通知,由于供应不足,用于生产 BT 基板的原材料发货将出现严重延迟。MGC 的这一延期举措,极有可能引发基板供应链潜在的长期短缺问题。这不仅会加剧存储器生产领域,尤其是 NAND 闪存控制器的现有困境,还会进一步推高生产成本。在此情况下,预计像群联等拥有 NAND 控制器库存的供应商将在未来几个月获得巨大的商业收益。

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台积电的 CoWoS 先进封装技术被认为是此次材料短缺的根源所在。这种先进的封装技术已成为台积电在 Nvidia 和 AMD 等高端客户中的热门选择,广泛应用于 Blackwell 等尖端企业级 GPU。自推出 CoWoS 封装以来,台积电一直在稳步扩大其 CoWoS 产能。CoWoS 技术依赖于 ABF(Ajinomoto Build-up Film,味之素堆积膜)基板,而 ABF 基板通常与 BT 基板共享生产材料。由于台积电在业内的龙头地位,其庞大的需求挤压了市场供应,使得 BT 基板供应商处于明显的劣势。随着台积电考虑生产基于 120x150 毫米 CoWoS 基板的 1000W 处理器,预计供应紧张的情况还将持续。

MGC 将延迟发货归咎于低热膨胀系数(CTE)玻璃布、覆铜板(CCL)和预浸料(PPG)材料的短缺。玻璃布不仅用于企业服务器和消费智能手机的封装和主板印刷,而且 BT 基板供应商在优先采购清单中几乎排在最后。为了避免市场和终端供应受到严重冲击,BT 基板供应链各环节的企业已开始积极协调订单和材料供应。目前,消费电子产品需求低迷,以及美国政府一系列不确定的关税公告和取消措施导致的市场犹豫,在一定程度上维持了消费对材料的低需求,从而避免了真正出现短缺的局面。

群联电子和慧荣科技等公司作为 NAND 闪存控制器和采用蓝牙基板制造的 eMMC 卡的主要供应商,将在这段不确定的时期获益最多。群联电子已经开始从台积电收购额外产能,以确保 NAND 闪存控制器的销售成为其 “主要增长引擎”,而控制器订单也在不断增加,以弥补市场缺口。随着材料紧缩的持续,NAND 闪存控制器的价格上涨也就不足为奇了。

在今年的台北国际电脑展上,我们可以看到人工智能淘金热继续成为推动全球硬件发展的最大力量,而台积电作为 “铁锹推销员” 的地位也持续飙升。尽管人工智能热潮未能触及消费电子产品当前的低迷状态,但当前的供应紧缩证明,这或许是一件好事;因为消费电子产品的抢购潮可能会加剧这种紧缩状态,导致供应短缺更加严重。

ABF 和 BT 基板都需要使用覆铜板(Copper Clad Laminate, CCL),而松下电工(Panasonic)、Isola Group、南亚塑胶(Nanya Plastics)等公司是这一领域的关键供应商。其中,松下电工近期宣布将在日本和马来西亚同步扩建 CCL 生产线,预计在 2025 年底前释放部分新产能。美国的 Isola 正寻求通过引入自动化生产线来提高效率,同时也在评估在中国以外地区建立第二生产基地的可能性。台湾地区的南亚塑胶则已开始调整产品结构,减少低毛利产品的出货,以集中资源应对高阶封装材料需求。此外,低热膨胀系数(Low CTE)玻璃布作为 ABF/BT 基板的关键增强材料之一,目前由日东电工、欧文斯科宁和中国巨石集团等企业主导。尽管有扩产计划,但由于玻璃布的生产周期较长(通常需要 6–12 个月才能完成产线建设),短期内仍难缓解供需矛盾。

面对 ABF/BT 基板材料短缺问题,业界也开始探索多种替代方案或技术路径,以缓解供应链压力并提升长期竞争力。虽然 ABF 基板因其优异的电气性能和精细线路能力成为 CoWoS 技术的核心,但其成本高昂且供应受限。部分厂商正在研究采用高性能有机基板作为替代方案,例如 HDI(High-Density Interconnect)基板广泛用于消费类电子产品,若通过改良可应用于中高端芯片封装,可能缓解 ABF 依赖。另一种趋势是推动 Chiplet(芯粒)架构,即将多个功能模块化的小芯片组合封装在一个系统中。这种方式不仅能提升设计灵活性,还可降低对单一高性能基板的依赖。AMD 和英特尔等厂商已在部分产品中采用 Chiplet 设计,若未来该架构成为主流,对 ABF 基板的需求增长或将放缓。

与此同时,台积电自身也在推进硅通孔(Through Silicon Via, TSV)技术,该技术可通过垂直穿孔实现芯片间的高速互联,减少对 ABF 基板的依赖。TSV 技术已被用于部分 HBM(High Bandwidth Memory)封装中,不过其制造成本较高,且需要额外的热管理设计,短期内难以完全替代 ABF 基板。除了结构上的替代路径,一些材料供应商还在开发新型低 CTE 树脂或复合材料,以替代传统玻璃布。例如住友化学和昭和电工正在研发基于芳纶纤维(Aramid Fiber)的复合材料,具备更低的热膨胀系数,有望用于下一代封装。这些新材料一旦成熟,不仅可以缓解玻璃布短缺,还可能带来更轻薄、更耐热的封装方案。

半导体行业正处于一个充满挑战与机遇的关键时期。BT 基板材料的全球告急问题不仅考验着供应链的韧性,也促使企业加快技术创新和产业升级的步伐。未来,随着各种替代方案和新技术的不断发展,半导体供应链有望逐步恢复平衡,为行业的持续发展奠定坚实基础。