載板（IC Substrate / 封裝基板）
3 秒看懂
載板 = 晶片與 PCB 之間的”高密度橋樑”。 它是一塊超精細布線的多層基板，一面貼晶片 die，另一面連到主機板 PCB，承擔訊號從 μm 級到 mm 級的尺度轉換。AI 大晶片（GPU/TPU/Trainium）對載板的尺寸、層數、佈線密度要求極高，是先進封裝供應鏈中的關鍵瓶頸之一。
3 分鐘產業解釋
為什麼 AI 產業鏈離不開載板？
每一顆先進製程的 AI 晶片——無論是 NVIDIA H100、AMD MI300X，還是 Google TPU v5——都需要一顆高密度 IC 載板來”馱”住它。載板不是普通 PCB：
| 維度 | 普通 PCB | 高階 IC 載板 |
|---|---|---|
| 最小線寬/線距 | 50–100 μm | 主流 15–20 μm，先進路線向 < 10 μm 推進 |
| 層數 | 4–8 層 | 8–16+ 層（build-up） |
| 關鍵介質材料 | FR-4 環氧樹脂 | ABF（味之素堆積膜）/ BT 樹脂 |
| 尺寸 | 數十釐米 | AI 晶片載板體尺寸可達 70–100 mm+ 單邊長 |
ABF（Ajinomoto Build-up Film，味之素堆積膜） 是高階邏輯 IC 載板的核心介質材料，味之素公司長期處於近乎獨家供應地位。2021–2022 年 ABF 供應緊張，直接制約了 CPU/GPU/AI 加速器的出貨節奏。
產業角色一句話
沒有合格的載板，台積電再先進的 CoWoS/InFO 封裝也”裸奔”不了——die 最終必須焊到載板上，再裝到系統板。
15 分鐘專家深入
1. 載板在先進封裝中的位置
以 CoWoS（Chip-on-Wafer-on-Substrate）為例，整體堆疊自下而上：
┌──────────────────────────────────┐
│ 主機板 PCB (System Board) │
│ ┌────────────────────────────┐ │
│ │ IC 載板 (Substrate) │ │
│ │ ┌──────────────────────┐ │ │
│ │ │ 矽中介層 (Si Interposer) │ │
│ │ │ ┌─────┐ ┌─────┐ │ │ │
│ │ │ │ GPU │ │ HBM │ │ │ │
│ │ │ └─────┘ └─────┘ │ │ │
│ │ └──────────────────────┘ │ │
│ └────────────────────────────┘ │
└──────────────────────────────────┘- 矽中介層（Si Interposer） 通過 μbump 連線多個 chiplet；
- IC 載板 通過 BGA 焊球將中介層/封裝體連線到 PCB；
- 載板在此承擔 訊號再分佈（RDL 功能的一部分）、電源/地分配、機械支撐 三重角色。
2. 載板結構詳解
典型高階 ABF 載板採用 Core + Build-up 結構：
┌─── Build-up 層（L1-Ln）────┐
│ ABF 介質 + 電鍍銅佈線 │
│ 線寬/線距: 10-20 μm │
├───────────────────────────┤
│ Core 層 │ ← 玻纖布 + 樹脂
│ (通孔, 較厚, ~0.2-0.4mm) │ 傳統機械鑽孔
├───────────────────────────┤
│ ABF 介質 + 電鍍銅佈線 │
└─── Build-up 層（底部）────┘- Core 層：提供機械強度，通常使用玻纖布增強的 BT 樹脂或環氧樹脂，厚度約 0.2–0.4 mm [行業共識]。
- Build-up 層：在 core 兩側逐層疊加，每層使用 ABF 介質 + 半加成法（SAP/mSAP）電鍍銅形成精細線路。層數越多、線越細，工藝越難。
- Coreless 載板：去除 core，全部由 build-up 層構成，可進一步減薄、提高佈線自由度，但翹曲控制和量產良率是挑戰。部分高階 AI 封裝已開始匯入 [供應鏈資訊]。
3. 關鍵工藝環節
| 工序 | 說明 | 技術難點 |
|---|---|---|
| 鑽孔/雷射微孔 | 通孔/盲孔/埋孔，連線各層 | 孔徑 < 50 μm 的微孔對準精度 |
| 電鍍銅填孔 | 導通層間連線 | 高深徑比填孔均勻性 |
| ABF 壓合 | 逐層堆積 build-up 層 | 厚度均勻性、氣泡控制 |
| 半加成法（SAP/mSAP） | 形成精細銅線路 | L/S < 10 μm 對光刻、蝕刻要求極高 |
| 阻焊 & 表面處理 | OSP / ENIG / ENEPIG | 焊盤平整度影響 die attach 良率 |
| 電測 & 外觀檢測 | 100% 測試 | 高密度載板測試針密度要求高 |
4. 對 AI 晶片的特殊要求
- 大體尺寸：H100 載板體尺寸約 75 mm × 75 mm 級別 [供應鏈估算]；更大封裝（如 MI300X 多 chiplet 方案）的載板體尺寸可能進一步增大。大尺寸載板對翹曲控制、均勻性挑戰極大。
- 高層數：AI 晶片 I/O 數量多、供電需求大，載板層數常需 12–16 層以上 [行業估算]。
- 精細線路：BGA 焊球間距持續縮窄（如 0.4 mm pitch），對載板 L/S 要求同步提高。
- 熱管理配合：載板材料的 CTE（熱膨脹係數）需與矽、焊球匹配，減少熱應力導致的可靠性問題。
技術原理
載板的電氣功能：訊號再分佈與阻抗控制
晶片 die 上的 I/O pad 間距可能是幾十 μm（受焊盤尺寸限制），而 PCB 上的 BGA 焊球間距通常是 0.4–1.0 mm。載板核心功能之一就是完成這個 從 μm 到 mm 的”再分佈”：
Die side (μbump pitch ~50-100μm)
│ │ │ │ │ │ │ │
▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼
┌────────────────────────────┐
│ Build-up 層精細布線 │
│ 線寬 10μm, 間距 10μm │
│ │
│ ↕ 層間微盲孔 (< 50μm) │
│ │
│ Core 層 / 更多 Build-up │
│ 訊號扇出 + 電源/地平面 │
│ │
│ BGA 焊球面 │
└────────────────────────────┘
▼ ▼ ▼ ▼ ▼
焊球 (pitch 0.4-1.0mm) → PCB
關鍵電學引數：
- 特性阻抗：高速訊號線需控制在 50Ω（單端）或 100Ω（差分），對線寬/線距/介質厚度精度要求嚴苛。
- 插入損耗：AI 晶片的高速 SerDes（如 PCIe 5.0/6.0、NVLink）訊號在載板走線中需要最小化損耗，這與銅表面粗糙度（skin effect）和介質損耗因子（Df）直接相關。
- 電源完整性：大功耗 AI 晶片（H100 TDP ~700W）需要載板提供低阻抗的電源/地分配網路（PDN），電容去耦、電源層設計至關重要。
材料體系
| 材料 | 用途 | 代表供應商 |
|---|---|---|
| ABF（味之素堆積膜） | 高階邏輯載板 build-up 層介質 | 味之素（Ajinomoto）— 近乎獨家 |
| BT 樹脂 | Core 層 / 儲存器載板 | 三菱瓦斯化學（MGC） |
| 玻纖布 | Core 層增強材料 | 日本電氣硝子、臺灣富喬等 |
| 銅箔 | 導電層 | 三井金屬、日礦金屬等 |
| 感光性阻焊油墨 | 表面保護層 | 太陽油墨（Taiyo Ink）等 |
ABF 壟斷的實質：味之素在超薄（5–30 μm）、低粗糙度、低 CTE 的環氧樹脂薄膜領域擁有長期工藝壁壘，競爭對手（如積水化學、昭和電工材料等）在高階產品上的市佔率仍然很低 [行業共識]。
技術演進史
| 時期 | 載板特徵 | 驅動力 |
|---|---|---|
| 1990s 末 | BT 樹脂基板為主，用於 BGA/CSP 封裝，線寬 > 30 μm | 封裝小型化需求（手機、消費電子） |
| 2000s | ABF build-up 技術興起，支援倒裝晶片（Flip Chip） | CPU（Intel/AMD）從引線鍵合轉向 FC-BGA |
| 2010s 前半 | 多層 build-up（8+層），L/S 向 15–20 μm 推進 | 智慧手機 SoC、伺服器 CPU 封裝需求 |
| 2018–2020 | CoWoS/InFO 推動對大尺寸載板、精細線路的需求 | AI 訓練晶片興起（V100、A100 時代） |
| 2021–2022 | ABF 載板供不應求，全球擴產潮；大尺寸載板良率成為瓶頸 | HPC/AI 需求爆發、遠端辦公推動伺服器增長 |
| 2023–2025 | 向 L/S < 10 μm、Coreless、mSAP 工藝推進；面板級（PLP）封裝探索中 | H100/H200/B100 一代代晶片封裝升級 |
核心趨勢：載板技術持續向 更細線寬、更多層數、更大體尺寸、更高平整度 演進，每一步都伴隨裝置投資和良率挑戰的指數級上升。
技術路線對比
| 維度 | BT 樹脂載板 | ABF build-up 載板 | Coreless 載板 | 面板級（PLP）載板 |
|---|---|---|---|---|
| 代表應用 | 儲存器（DDR/HBM）、中低端邏輯 | CPU、GPU、AI 加速器、FPGA | 超薄封裝、高階移動 SoC | 未來方向，探索中 |
| 典型 L/S | 20–40 μm | 10–20 μm，先進向 < 10 μm | 10–15 μm | 10–20 μm（目標） |
| 層數 | 4–8 層 | 8–16+ 層 | 6–12 層 | 待定 |
| 體尺寸 | 中小（< 45 mm 常見） | 大（50–100 mm+） | 中小 | 大（600 mm × 600 mm 面板） |
| 關鍵優勢 | 成熟、成本低、CTE 匹配好 | 高密度、適合大 die/多 chiplet | 薄型化、高佈線自由度 | 潛在降本（大面板並行生產） |
| 關鍵挑戰 | 密度不足，不適合 HPC | ABF 供應、大尺寸翹曲、良率 | 翹曲控制、量產難度 | 裝置開發、工藝成熟度 |
| 量產成熟度 | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ |
上下游
上游：材料 + 裝置
味之素(ABF) ──┐
三菱瓦斯(BT樹脂)─┤
玻纖布/銅箔供應商──┤──→ 載板製造商 ──→ 封裝廠(日月光/安靠) ──→ 終端系統
│
光刻機/雷射鑽孔機/│
電鍍裝置/檢測裝置 │
(大日本印刷/SCREEN/│
Orbotech/Atotech)─┘關鍵上游瓶頸：
- ABF 膜：味之素產能擴張節奏決定了高階載板供應天花板。據行業報道，味之素在 2021–2023 年間進行了數輪擴產 [行業報道]。
- 曝光裝置：精細線路（L/S < 10 μm）需要更高精度的直寫曝光（DI）或投影曝光裝置，裝置交期和價格是擴產瓶頸。
- 電鍍銅工藝：半加成法（SAP/mSAP）對銅種子層、電鍍液配方要求高。
下游：封裝 → 系統
載板 → 先進封裝(FC-BGA / CoWoS / InFO) → AI 晶片模組
→ 伺服器/資料中心繫統板 → 雲端廠商(AWS/Google/Azure)載板最終進入 FC-BGA 封裝（高算力晶片的主流封裝形式），再與 PCB 主機板組裝成系統。
關鍵指標
| 指標 | 說明 | AI 晶片載板參考值 |
|---|---|---|
| L/S（線寬/線距） | 佈線精細程度 | 主流 15/15 μm，先進向 8/8 μm 推進 [行業估算] |
| 層數 | 訊號/電源層總數 | 12–16 層 [行業估算] |
| 體尺寸（Body Size） | 載板邊長 | 55–100 mm+ [供應鏈估算] |
| BGA 焊球間距（Pitch） | 與 PCB 側連線密度 | 0.4–0.8 mm |
| 微盲孔直徑 | build-up 層間連線 | < 50 μm |
| 翹曲量（Warpage） | 熱應力/內應力導致的變形 | 在迴流溫度下需控制在數十 μm 以內 |
| 特性阻抗公差 | 高速訊號完整性 | 通常 ± 10% |
| 層間對準精度 | 多層疊加的精度 | < ± 15 μm [行業估算] |
| 介質損耗因子（Df） | 訊號損耗指標 | 低損耗 ABF 為 < 0.005 @ 1 GHz 級別 [定性] |
供需與市場資料
市場規模
- 全球 IC 載板市場規模據行業報告估算約 150–200 億美元（2023 年），其中 ABF 載板佔比最大且增速最快 [行業報告估算]。
- ABF 載板預計在 2023–2027 年間保持 雙位數年複合增長率（CAGR），受 AI/HPC 晶片需求驅動 [行業報告估算]。
供需格局
| 階段 | 供需狀態 |
|---|---|
| 2020–2022 | ABF 載板嚴重供不應求，交期拉長至 40–50 周以上，價格大幅上漲 [行業報道] |
| 2023 | 供需逐步緩和，部分廠商產能開出，但高階大尺寸載板仍緊 [行業觀察] |
| 2024–2025 | AI 晶片需求爆發（NVIDIA B 系列、AMD MI 系列、雲端廠商自研晶片），高階載板需求再上臺階；全球主要廠商持續擴產中 |
擴產情況
全球主要載板廠商在 2021–2024 年間宣佈了大量擴產計劃（包括新建工廠、產線升級），涉及日本、臺灣地區、韓國、中國大陸及東南亞（如馬來西亞、越南）。但新廠從建設到量產通常需要 18–24 個月 [行業共識]，且裝置和人才是主要瓶頸。
代表公司與資本對映
全球領先廠商（非窮舉）
| 公司 | 所在地 | 主要優勢 | 關聯方向 |
|---|---|---|---|
| Ibiden（揖斐電） | 日本 | 全球 ABF 載板龍頭之一，Intel 核心供應商 | CPU/AI 載板 |
| Shinko Electric（新光電氣） | 日本 | 先進封裝載板技術領先 | CPU/GPU 載板 |
| Unimicron（欣興電子） | 中國臺灣 | 全球最大載板廠商之一，ABF + BT 全品類 | AI/HPC 載板 |
| Nan Ya PCB（南亞電路板） | 中國臺灣 | 載板 + 高階 PCB | 伺服器/AI 載板 |
| AT&S（奧特斯） | 奧地利/全球 | 歐洲最大高階 PCB/載板廠商，積極擴產中國/東南亞產能 | 汽車/HPC 載板 |
| Samsung Electro-Mechanics | 韓國 | 依託三星集團生態，FC-BGA 載板 | AI 載板（向非三星客戶拓展中） |
| LG Innotek | 韓國 | 後進入者，FC-BGA 載板版面配置 | AI/HPC 載板 |
| 深南電路 | 中國大陸 | 國內 ABF 載板進展領先者之一 | 國產替代 |
| 興森科技 | 中國大陸 | IC 載板 + 測試板 | 國產替代 |
| 珠海越亞 | 中國大陸 | 專注無芯載板技術 | 移動/HPC |
資本對映（A 股 / 臺股 / 日股 / 韓股等）
- A 股：深南電路（002916）、興森科技（002436）、珠海越亞（未上市）
- 臺股：欣興電子（3037.TW）、南亞電路板（8046.TW）、景碩科技（3189.TW）
- 日股：Ibiden（4062.T）、Shinko Electric（6967.T）
- 歐股：AT&S（ATS.VI）
- 韓股：Samsung Electro-Mechanics（009150.KS）、LG Innotek（011070.KS）
投資邏輯
核心邏輯：AI 晶片升級 → 載板”量價齊升”
AI 晶片出貨量↑ × 單顆載板面積↑/層數↑/L/S 越精細 → 載板價值量↑
= 載板行業在 AI 週期中的結構性受益量：AI 訓練/推論晶片出貨量從萬級→百萬級增長； 價：先進 AI 晶片的載板面積更大、層數更多、工藝更復雜，單顆載板價值量可能是傳統 PC 晶片載板的 5–10 倍 [行業估算]。
關鍵投資主題
- ABF 載板國產替代：中國大陸在高階 ABF 載板領域自給率極低，AI 算力自主可控大背景下，深南電路、興森科技等有望受益於政策 + 下游國產 AI 晶片需求。
- 全球產能擴張：日本/臺灣地區廠商的擴產節奏直接決定了 AI 晶片封裝的供應天花板。
- 技術升級帶來的 ASP 提升：L/S 從 15 μm → 10 μm → 8 μm 的每一步升級，都可能推高載板單價。
- ABF 材料供應：味之素作為 ABF 獨家供應商，其擴產決策影響全行業。
風險點
- 載板是重資產行業，產能建設週期長，需求波動時折舊壓力大（2023 年部分廠商盈利承壓）。
- 技術迭代風險：若玻璃基板（Glass Core Substrate）等新技術路線快速成熟，可能顛覆現有 ABF 載板格局。
- 地緣政治：中美科技博弈下，部分中國大陸廠商面臨裝置/材料獲取限制。
常見誤讀糾偏
❌ 誤讀 1：「載板就是 PCB，技術門檻不高」
糾偏：IC 載板與普通 PCB 是完全不同級別的產品。載板的線寬/線距（10–20 μm）比高階 PCB（50 μm 以上）精細數倍，層數對準精度、翹曲控制、材料選擇都遠高於 PCB 標準。全球能做高階 ABF 載板的廠商不超過 10 家 [行業共識]，其毛利率和進入壁壘顯著高於傳統 PCB。將載板等同於 PCB 是對產業的嚴重低估。
❌ 誤讀 2：「ABF 供應問題已經完全解決，載板不再緊缺」
糾偏：2023 年 ABF 載板供需確實從極度緊張轉向相對平衡，但這主要因為消費電子（PC、手機）需求放緩。高階大尺寸 AI 載板 的供應仍然受到產能、良率、材料的多重約束。隨著 2024–2025 年新一代 AI 晶片（NVIDIA B 系列、AMD MI350X、雲端廠商自研晶片等）大規模量產，對大體尺寸、高層數載板的需求將再上臺階，結構性緊缺可能重新出現 [行業預判]。
❌ 誤讀 3：「中國載板廠商很快就能追上國際水平」
糾偏：中國大陸載板廠商在中低端產品（如 BT 載板、儲存器載板）已有一定基礎，但在 高階 ABF 載板（大體尺寸、L/S < 15 μm、12+ 層）領域，與 Ibiden、Shinko、欣興等的差距仍然明顯。差距體現在：工藝 know-how 積累、ABF 材料適配經驗、大客戶認證週期（通常 1–2 年）、先進裝置獲取等方面。國產替代是大方向，但進展需實事求是評估。
學習路徑
入門
- 瞭解 PCB → IC 載板 → 先進封裝的層級關係
- 閱讀味之素官網關於 ABF 的介紹（技術白皮書）
- 觀看日月光（ASE）、安靠（Amkor）的封裝工藝科普影片
進階
- 精讀欣興電子（Unimicron）、Ibiden 等的年報/投資者報告，瞭解載板技術路線圖和資本支出計劃
- 學習 FC-BGA 封裝結構，理解載板在其中的功能
- 關注 IPC-6012（剛性 PCB 標準）中的 IC 載板相關規範
專家
- 研讀 IEEE ECTC（Electronic Components and Technology Conference）論文，關於 fine-pitch substrate、glass core substrate 的前沿進展
- 追蹤玻璃基板（Intel Glass Core Substrate 計劃）對傳統 ABF 載板的潛在顛覆
- 實地調研載板工廠或參加 SEMICON/JPCA 等行業展會
一句話總結
IC 載板是先進封裝的”地基”——AI 晶片越強大、封裝越複雜，對這塊高密度基板的尺寸、精度和供應保障要求就越高，它也因此成為 AI 算力供應鏈中一個常被低估但不可或缺的關鍵環節。
延伸閱讀與來源
| 來源型別 | 推薦內容 |
|---|---|
| 行業報告 | Prismark Partners（全球 PCB/載板市場報告）、TrendForce/集邦諮詢（ABF 載板供需分析） |
| 公司揭露 | Ibiden 年報、欣興電子（3037.TW）法說會紀要、深南電路（002916）投資者關係 |
| 學術會議 | IEEE ECTC、IMAPS（International Microelectronics Assembly and Packaging Society） |
| 媒體 | SemiEngineering、EETimes、電子工程專輯（EDN China）、集微網 |
| 材料技術 | 味之素 ABF 官方技術文件（Ajinomoto Build-up Films Technical Guide） |
| 前沿方向 | Intel Glass Core Substrate 技術白皮書（2023 年公開演講） |
資料口徑說明：本文市場資料引用標註 [行業報告估算] 或 [供應鏈估算] 的，來自 Prismark、TrendForce 等第三方行業報告的公開摘要或行業共識，非精確審計資料。具體上市公司財務資料請以各公司官方公告為準。