2026年 ABF 基板困局：AI 加速器底层的供应瓶颈与材料之墙

ABF 基板是一种专用的绝缘布线底座，负责将上方微小的芯片连接到下方尺寸大得多的印刷电路板（PCB）。几乎所有高端 CPU、GPU 和 AI 加速器的底部都压着它。这类基板以味之素积层膜（ABF）为关键材料，自上世纪 90 年代末起便是半导体产业的核心组件，数十年来由个人电脑、工作站、服务器和网络芯片持续拉动稳定需求。

AI 热潮已将这一需求推至指数级增长。前沿模型的训练与推理如今遍布各大数据中心，每个中心部署数十万颗加速器，算力规模达数百兆瓦。仅 Nvidia 一家，截至 2025 年底已出货约 320 万颗 Blackwell GPU 封装产品，每一颗都搭载在 ABF 基板上。与此同时，行业已步入吉瓦时代，超大规模数据中心拔地而起，每个预计将容纳数百万颗 AI 加速器。

这座大厦的根基却是一条异常狭窄的供应链。如今 Intel、AMD 和 Nvidia 生产的几乎所有先进逻辑芯片和 AI 芯片，都从根本上依赖 ABF 基板。它是高性能封装的默认选择，而能生产它的专业厂商寥寥无几，包括 Unimicron、Ibiden、Kinsus、Shinko Electric Industries、Samsung Electromechanics 和 Nan Ya PCB。再往上游追溯，供应链还要更紧。

无论哪家厂商，ABF 载板都有一个共同点：使用味之素（Ajinomoto）的积层膜。各家载板厂商层压积层时用的介质膜都来自日本味之素，据报道该公司控制着全球 95% 以上的市场。一家以调味品闻名而非微电子的公司，就这样坐镇计算行业最集中的供应链之一底层，几乎独家为数亿颗半导体器件供应材料。不出所料，需求如今已经超出了供应链的舒适供给能力。 雪上加霜的是，现代 AI 加速器把多颗计算、内存和配套芯片集成到同一块板上。为了容纳不断扩大的封装，载板的 X-Y 平面尺寸越做越大；厂商还在增加积层层数，以布通日益增多的信号和供电线路。每加一层就意味着再多一层 ABF 膜，在数百万颗加速器的规模下，需求被成倍放大，制造周期也随之拉长。 麻烦还不止于此。载板不断变大不仅加剧了供应链压力，还带来翘曲、良率下降、器件内部电损耗等技术难题。ABF 载板生态因此面临两个相互关联的挑战：一方面要为快速扩张的 AI 加速器生产足够的先进载板，另一方面还要重新设计载板，使其能继续扩大规模，而不是走向无法制造或不切实际。 因此，ABF 载板的路线图既是硬件问题，也是供应链产能问题。味之素和揖斐电（Ibiden）等供应商已分别提出扩产材料和制造产能的计划。与此同时，更广泛的行业——包括 Intel、Samsung 和 SK 的 Absolics——正在探索玻璃基板等新材料技术，以突破有机 ABF 的极限。

ABF 载板

硅芯片（包括 CPU 和 GPU）无法直接与下方的印制电路板通信。芯片上的焊盘间距仅数微米，而主板走线间距则达数百微米乃至毫米级。因此，每颗高性能芯片都必须封装在一块中介基板上——这是一块高密度多层板，负责将芯片上极细的扇出连接扩展为主板可处理的尺寸，同时兼顾信号布线、电源与地线分配以及封装的机械支撑。

AI 加速器使用的 ABF 基板通常以一块刚性玻璃增强树脂核心为基底，上下交替叠压铜走线层和绝缘膜层。核心承担大部分机械刚性，而逐层堆积的结构则满足靠近芯片时日益精细的布线需求。

制造流程大致如下：将 ABF 介电膜压贴到基体上，用 CO2 激光开出微孔，再通过光刻与铜沉积形成新一层走线。高端基板通常采用半加成工艺（SAP），在薄导电种子层上电镀出精细铜线。随后再压贴一层 ABF 膜，如此循环往复。绝缘膜在相邻铜层之间提供电气隔离，电镀微孔则实现层间垂直互连。

味之素在 1990 年代开发了这种薄膜，凭借低介电损耗、细线加工能力和优异的压贴性能，逐步成为行业默认选择。据称味之素占据基板薄膜市场约 95% 的份额，最接近的竞争对手积水化学份额不足 5%。

薄膜之上的制造环节参与者更多，但集中度依然很高。按多数估算，Unimicron、Ibiden 和 Shinko 三家合计占基板市场约四分之三，AT&S 和 Nan Ya PCB 则补齐了头部阵营。这些厂商将 ABF 等材料加工为成品多层基板。半导体封装厂商，例如 TSMC 和 Amkor，会将基板集成到封装中，封装内还包含处理器、内存及其他元件。

AI 加速器正推动基板向外扩展、向上叠加

为满足前沿模型对算力和内存带宽的需求，业界正不断在每颗 AI 加速器上堆叠更多硅片。设计者如今会在单个封装中同时放置多颗大尺寸逻辑 die 和数量递增的 HBM 堆叠。Nvidia 的 Blackwell 一代在单个封装上集成了两颗光罩尺寸的 GPU die 和八颗 HBM3E 堆叠，即将推出的 Rubin 和 Rubin Ultra 将进一步突破这一极限。TSMC 的 CoWoS 封装正在持续扩展：上一代约为 3.3 个光罩（每个光罩对应约 830 平方毫米的硅片面积），2026 年量产版将达 5.5 个光罩，路线图计划 2027 年推进至 9.5 个，2029 年突破 14 个——届时单个封装预计可容纳约十颗计算 die 和二十颗以上内存堆叠。

加速器封装的不断膨胀，正从两个物理维度推动基板同步扩张。第一个维度是基板在 X-Y 平面上的面积。为了容纳更大的封装，基板必须做得更宽更长。按 Ibiden 目前的路线图，其尖端基板尺寸在 2026 年将达到 90 × 90mm（3.54 x 3.54 英寸），2028 年达到 110 × 110mm（4.33 x 4.33 英寸），2030 年起则达到 130 × 130mm（5.12 x 5.12 英寸）甚至更大。Ajinomoto 也独立预计，其膜材所应用的代表性先进 AI 封装将从 2026 年的约 100 mm² 增长到 2031 年起 3D AI 封装的约 120 mm²。 第二个维度是沿 Z 轴增加层数。计算芯片和内存数量增多意味着需要布线的信号更多，相应增加的功耗也需要大规模的电源和接地分配网络，这些都要靠越来越多的层来承载。Ibiden 的路线图目标是 2026 年达到 10-X-10 堆叠结构，2028 年达到 12-X-12，2030 年起达到 14-X-14。这里的数字指的是基板中心核心两侧的堆叠层数："10-X-10" 表示核心每侧有 10 层堆叠层——核心即中间的 "X"——每层由一个介电层（ABF）加一层图形化铜层配对组成。 Nan Ya PCB 的路线图方向也一致。以 11+N+11 为基础，其目标是 2026 年推出 24 层基板，2027 年上半年超过 24 层，同时将线宽/线距从 9/12 µm 的基础水平收紧到 8/8 µm，再到 2027 年初的 6/7 µm。各家厂商的层数统计口径不同，所以单侧层数和总层数不一定能直接对应。

基板在两个维度上的扩张带来了多重挑战。X-Y 面积增大后，封装更难保持平整——硅、铜、基板芯以及聚合物构建材料在受热时的膨胀量各不相同。封装在组装中约 250°C 完成键合再冷却，这些热膨胀失配使各层互相拉扯，产生翘曲，且封装尺寸越大越难控制。

过度翘曲会破坏焊点形成、层间对位和可靠性；更大的基板还占用更多制造面板面积，暴露出更大的潜在缺陷窗口。据报道，封装边长超过约 120mm 后，有机基板便丧失可用的平整度——这一门槛最大的 AI 加速器如今已触及，而 Ibiden 自身向 130mm 乃至更大尺寸攀升的路线图也将很快跨过这条线。

沿 Z 轴层数的增加同样在良率、产能和制造周期上带来挑战。每多一层基板，都需走完一整套多步制造工序，且每步公差都在十微米以内。层数越多，出现缺陷或对位偏差导致整块基板报废的概率就越高。

此外，层数按等比例消耗产能和制造时间。这正是 Ibiden 用半加成法加工负荷而非简单的基板数量来衡量未来需求的原因——一颗高端基板对产线产能的实际占用，远超按成品件数估算的幅度。

总体而言，基板面积与层数的同步扩张使 ABF 消耗增速远非处理器出货量所能反映。Ajinomoto 在 2025 年综合报告中以一款大型 AI 基板为例：其面积约为传统设计的 3.5 倍，ABF 层数从六层增至十八层，ABF 总用量大约翻了十倍。在供应端高度集中的背景下，这种材料消耗的激增已将 ABF 基板问题从单纯的技术挑战推向了供应链瓶颈。

供应链瓶颈

与半导体产业链中许多元器件在 AI 爆发前的状况类似，ABF 基板的需求也经历了多轮周期性波动。2020 至 2022 年，疫情推高 PC 和服务器需求，ABF 基板供应严重吃紧；随后基板厂商纷纷扩产，2023 年又转为供过于求。但这些新增产能是为低层数、小尺寸的消费级基板设计的，远不能适配 AI 加速器所需的大面积、高层数封装。

这类高端产品要求更大的制造尺寸、更精细的 SAP 走线、更严格的层间对位精度、可接受的翘曲率，以及在更大结构上仍保持良率。Ibiden 的做法是用 SAP（半加成法）加工负荷来衡量需求，而非简单按成品基板数量计算——即每颗芯片实际占用产线的工序量。以 2024 年为基准（设为 1.0），该公司预计单颗 AI 服务器基板的 SAP 负荷到 2026 年将升至 1.8 倍，2028 年达 2.5 倍。Ibiden 指出，基板面积的持续增大将把整体 SAP 需求推超行业供给能力，瓶颈已深入到制造工艺本身。

ABF 材料层面的瓶颈更为严峻。味之素（Ajinomoto）的 ABF 薄膜产能早在 2026 年二季度已满载运行，月产能据报约两百万平方米，尽管公司已提出扩产计划。近乎垄断的供应商在产能打满的同时下游需求井喷，瓶颈之严重不言自明。

价格随之上涨，不足为奇。2026 年 5 月，味之素通知基板厂商，ABF 薄膜价格将在三季度上调约 30%。与此同时，Resonac 和三菱化学的覆铜板（CCL）也在同步涨价，整条供应链承压加剧。雪上加霜的是，味之素近期将关键的 ABF 薄膜对华出口量削减了 30%。

ABF 基板日益紧张的问题，不能简单归咎于味之素材料不够用。事实上，该公司目前已在满负荷运转，并表示对整体供应链并无担忧。真正的瓶颈遍布整条链路：ABF、玻璃布等材料、SAP 设备、大尺寸基板工厂产能、良率，以及客户认证后的可用产能。

行业需求持续攀升，供应紧张也在不断加剧。多方供应链分析一致认为，ABF 供需缺口在 2026 年下半年约为 10%，2027 年将扩大到 21% 左右，到 2028 年甚至可能超过 40%。随着加速器集成越来越多的元件，2025 至 2028 年基板面积需求预计将以近 39% 的年复合增长率增长。

破局之路：扩产能、换材料

面对 ABF 基板的多重制约，行业正在多线出击：一边扩大制造产能以缓解短期供应压力，一边验证新材料和新基板架构以突破技术天花板。产能扩张已经在供应链各环节展开。

Ibiden 计划在 2026 至 2028 财年投入 5000 亿日元（约 31 亿美元）资本开支——这是有史以来规模最大的单笔基板扩产——目标是在 2028 年前将 ASIC 和 AI 服务器基板产能提升至 2024 年的 2.8 倍。欣兴电子将 2026 年资本支出提高到创纪录的 340 亿新台币（约 10.7 亿美元），重点投向 ABF 基板。与此同时，三星旗下的基板业务三星电机也已承诺投入 12 亿美元扩产 ABF 基板，预计 2027 年第三季度实现量产。

和硕（Pegatron）旗下的基板事业部景硕（Kinsus）已批准三年期内投入 235 亿新台币（约 7.22 亿美元）用于 ABF 设备采购，目前其最先进产线几乎全部转向 AI 客户，目标是到 2027 年将桃园工厂的月产能提升约 25%。这些扩产项目确实直指供给缺口，但建设周期意味着短期内产能瓶颈仍会延续——AI 需求爆发式增长无法被即时兑现的供应跟上。

味之素（Ajinomoto）也在向上游延伸。其群马新工厂已于 2025 年全面投产。自 2023 年以来，味之素在 ABF 生产上累计投入约 250 亿日元（1.57 亿美元），并表态到 2030 年还将再投入至少同等规模资金，产能目标增幅超过 50%。此外，公司正在日本布局第三座涂布树脂（varnish）生产基地，规划产能与群马厂相当，预计 2028 年动工、2032 年投产。

不过，扩产能只有在现有基板架构仍能持续扩展的前提下才有意义。因此，针对 ABF 基板物理极限的材料路线图正与工厂扩产路线图并行推进。味之素表示，现有及下一代 ABF 配方正在针对更大面积、更多层数的基板，以及更高带宽的 I/O、更低的传输损耗和更强的抗翘曲、抗湿性能进行优化。公司预计，到 2030 年，更新、更高附加值的 ABF 等级产品将占据其营收组合中越来越大的比重。

基板厂商则从工艺端入手。南亚（Nan Ya）计划到 2027 年上半年将基板本体尺寸突破 150 mm、层数突破 24 层，同时将铜线宽/线距缩小至 6/7 微米。其材料路线图涵盖超低 CTE（热膨胀系数低于 3 ppm/°C）的核心板材，以及低 Dk、低 Df、低 CTE 的介电材料。更精细的走线让基板在不单纯依赖增大面积或增加层数的情况下就能承载更多连接；而低膨胀系数材料则有助于在结构不断变大的同时保持平整。

最终，基板的核心基材本身也可能换用玻璃。随着封装尺寸逼近乃至突破 100 mm，有机核心基材的尺寸稳定性越来越难以维持。玻璃的热膨胀特性可以更加精确地匹配硅——从而提供尺寸稳定性——同时为高速信号链路提供显著更低的介电损耗。因此，玻璃已成为行业应对翘曲问题的主要方案之一。

正如我们在玻璃基板路线图中详细分析的，转向玻璃芯正在吸引广泛参与——它处于基板制造、玻璃加工与先进封装的交汇点，芯片及封装厂商、显示与玻璃专业企业以及现有基板制造商纷纷入局。Intel 在 2026 年 1 月的日本 NEPCON 上展示了一款将 EMIB 与玻璃基板结合的封装方案，不过该公司仍将玻璃基板的商业化部署定在本十年后半段。

SK 集团旗下 Absolics 在佐治亚州科文顿运营一座小批量玻璃基板制造工厂，获得美国 CHIPS 法案 1 亿美元资助，目前正为 AMD（面向其 MI400 系列加速器）等客户生产原型和认证样品；三星机电（Samsung Electro-Mechanics）则已在世宗的试产线上制造原型，并计划 2027 年后通过其玻璃芯合资企业实现量产。

另一边，TSMC 正通过其 chip-on-panel-on-substrate（CoPoS）平台推进面板级封装，采用 310 x 310mm 面板规格，在子公司 VisEra 设有试产线，计划 2027 年试产、2028 年下半年量产。玻璃芯基板是 TSMC 路线图中更靠后的独立步骤，预计 2030 年后才能达到商业规模。Ibiden 也在其基板技术路线图中标注了约 2030 年的"玻璃芯"节点，作为翘曲控制的解决方案。

玻璃芯（很可能要到 2020 年代末到 2030 年代才会成熟）被视为解决翘曲瓶颈的方案。它替代的是有机芯层而非 ABF 本身，ABF 仍将继续作为增层材料。玻璃芯的平整度允许更精细的布线、可能减少增层数量，从而或许会降低单颗封装的 ABF 用量，但并不能消除这种材料或对它的依赖。未来也可能出现某种介电材料最终取代 ABF，不过目前这并不是行业的主要关注点。 无论如何，近期的路线图重点仍是更先进的 SAP 产能、快速扩厂、材料改进和供应提升。到 2020 年代末，更精细的布线、低损耗 ABF、低 CTE 材料以及更好的翘曲控制，将推动有机基板向 110 mm 及以上尺寸延伸。到 2030 年前后，玻璃芯则为 130 mm 以上的大型封装提供了一条路径——Ibiden 等厂商的路线图上已经有这样的规划。