【内容目录】

1.基板在高端应用中的关键作用

2.基板的分类

3.高端市场IC基板的发展动态

4.全球IC基板主要厂商

5.内地IC基板增长势能强劲

6.CoWoP带动下的PCB类载板发展动态

【湾芯展推荐】本文涉及企业

味之素、三星、Absolics、英伟达、欣兴电子、SEMCO、揖斐电、AT&S、南亚电路板、日月光集团、TTM科技、京瓷株式会社、英特尔、兴森科技、深南电路、臻鼎科技、鹏鼎控股

在飞速发展的AI时代，人们常常关注芯片制程的纳米竞赛，关注上层小芯片、异构集成，却容易忽略一个至关重要的下层载体：IC基板（Substrate）。尤其在人工智能、高性能计算、5G通信等高端应用中，基板已从简单的连接和承载角色，跃升为决定系统性能、功耗和可靠性的核心元件。没有先进的基板，再强大的芯片也无法发挥全部潜力。

基板在高端应用中的关键作用

在中高端先进封装中，封装基板与中介层（Interposer）已成为不可替代的核心载体。随着异质集成技术成为主流，如何将不同工艺、不同功能的Chiplet高效整合于单一封装体内，成为提升整体互连性能的关键。然而，芯片侧微米级（µm级）的微凸点（Bump）间距，与PCB侧百微米级的布线能力之间存在巨大的精度鸿沟，两者难以直接实现可靠连接。

此时，基板与中介层便承担起桥梁的作用。封装基板提供比PCB更精细的线路，完成从芯片到封装体的第一级互连转换，中介层则进一步提供媲美芯片级别的布线密度，实现Chiplet间极短距离、极高带宽的信号互连，从而支撑HBM、UCIe等新一代接口标准对传输速率与能效的严苛要求。

图：封装基板典型结构

典型封装基板结构中通常包含以下元素：

·底部填充材料（underfill）:在芯片和基板之间注入的一种环氧树脂材料，包裹C4焊料凸点，提供机械保护、防止凸点因疲劳而断裂、应力分散、同时降低芯片和基板之间因热膨胀系数不匹配而产生的机械应力；

·C4焊料凸点：连接芯片上的焊盘和基板上的焊盘，是芯片与外部电路进行一级互连的关键部件；

·阻焊层(Solder Resist)：覆盖在基板表面的绝缘层，通常为绿色。开有窗口，只露出需要焊接的焊盘；

·绝缘介质层：实现密集布线间的绝缘，材料包括ABF、半固化片；

·芯材：封装基板的中心支撑层，通常由FR-4或FR-5(玻璃纤维增强环氧树脂)、BT树脂(双马来酰亚胺三嗪树脂)、聚酰亚胺、PTFE(聚四氟乙烯/铁氟龙)，提供机械强度和稳定性，其内部有通孔用于上下层电路的电气连接；

·填孔树脂（Plugging Resin)：用于填充PTH通孔，以防止在后续工艺中树脂或杂质进入孔内，同时为孔口上的焊盘提供一个平坦的表面；

·焊球(Solder Ball )：附着在基板底部的焊盘上，用于将整个封装好的芯片焊接到主板(PCB)上，提供二级互连。

为了应对芯片I/O密度不断提升的需求，以满足移动设备、5G、数据中心、云计算和高性能计算（HPC）等大趋势下的系统需求，未来半导体封装尺寸将持续增大，伴随着高性能需求，基板的重要性愈加凸显。其重要性主要体现在以下几个方面，其中包括最重要的低损耗传输功能：

1.高速电力传输：高端芯片（如GPU、CPU）的功耗动辄数百瓦甚至上千瓦。基板需要将来自主板和电源的电力稳定、高效、低损耗地传输给芯片。任何电压波动或功率损失都会直接导致芯片性能下降或不稳定。先进基板通过精密的电源层设计和低阻抗材料，可确保电力输送畅通无阻。

2.信号传输的关键互连通道：在太比特级的数据速率下，维持信号完整性面临严峻挑战。基板作为芯片与系统之间的关键互连通道，其布线密度与电气性能直接影响整体效能。高端基板所具备的极低插入损耗、优异阻抗控制能力，以及对信号串扰与传输延迟的有效抑制，可确保高速数据流的准确性与完整性。

3.散热管理的关键路径：随着芯片功耗的持续上升，高效散热成为确保设备稳定运行的关键。基板作为芯片热传导的主要路径，其热膨胀系数必须与芯片相匹配，以规避因温度循环引起的机械应力，防止焊点或互连结构失效。先进基板通常采用高导热材料（如金属核心基板、填充导热颗粒的树脂）以及嵌入式热管理结构（如微通道冷却或热管），以实现热量向散热器的高效传递，从而维持芯片结温在安全范围内。

4.机械支撑与多芯片互连平台：基板在封装中承担机械支撑与电气连接的双重功能，通过高密度微焊点或凸块实现芯片与系统级电路之间的电气互联。在采用Chiplet等异构集成架构的高端封装中，基板还需承担多芯片之间的互连任务，其结构强度、尺寸稳定性与对准精度直接影响封装整体的可靠性及长期使用寿命。

5.高密度集成与系统小型化的推动因素：为适应芯片尺寸增大与I/O数量急剧增加的趋势，基板必须在有限面积内实现更细线宽间距、更多层数及更小孔径的布线能力。基板技术的持续进步，如类载板（SLP）、嵌入式元件及高密度互连（HDI）技术等，是推动电子系统实现更高集成度与更小外形尺寸的核心技术路径。

图：基板驱动因素

基板的分类

封装基板主要包含如下分类：

*有机芯基板(Organic*** Substrate)

作为芯片与电路板之间的互连载体。有机芯基板采用改良型半加成法（mSAP）或半加成法（SAP）等先进工艺制造，能够实现小于8/8μm的线宽线距，为高密度I/O布局提供技术基础。整个产业生态由载板制造商主导，并与外包半导体封装测试（OSAT）企业紧密合作，共同推动技术演进和产能建设。

有机芯基板以当前主流的ABF基板为代表，其结构包含核心层和积层，采用环氧树脂、BT树脂等有机材料与玻璃纤维布增强材料复合制成。日本味之素公司（Ajinomoto）开发的ABF薄膜作为积层介质，与FR-4等有机核心层结合构成完整基板。该技术目前线宽间距大于10/10μm，正在向5/5 μm突破，并规划未来达到2/2μm。得益于成熟的大规模量产能力，有机芯基板成本显著低于新兴的玻璃芯基板。材料特性方面，有机基板加工温度较低，介电常数介于4-6之间，热导率为0.2-0.5 W/mK，热膨胀系数约为17 ppm/°C。

图：有机芯基板

*玻璃芯基板(GCS,Glass Core Substrate)***

玻璃芯基板作为新一代互连解决方案，与有机芯基板类似，但采用玻璃材料作为核心层，通过SAP工艺可实现5/5μm的精细线宽间距，被视为实现2/2μm及以下技术节点的关键路径。该技术目前主要由三星、Absolics牵头，联合载板制造商和玻璃材料供应商共同推进。

玻璃芯基板具有卓越的耐温性能和超高平整度，图案失真减少达50%，光刻景深表现优异，翘曲控制能力突出，支持制造超大尺寸封装。其独特优势还包括支持高速低功耗传输、适用于AI与数据中心场景的1mm厚基板，以及可实现1:10至1:50深宽比的玻璃通孔工艺。玻璃芯基板在物理、电气和热性能参数上全面超越ABF基板，使其成为应对未来Chiplet集成、AI加速器和高端GPU封装挑战的理想选择，尽管目前仍处于研发阶段且成本较高。

图：玻璃芯基板

嵌入式基板（ED）

嵌入式基板（Embedded Die, ED）是一种将裸芯片直接嵌入印刷电路板、封装载板或模塑化合物中的先进集成技术。该技术通过减成法、mSAP或SAP等工艺实现精细化布线，线宽间距可达20/20μm，可显著提升封装密度与信号传输效率。其核心优势在于通过消除传统键合线及外围封装体积，实现更薄、更轻、更高可靠性的系统集成，尤其适用于对空间与性能要求严苛的移动设备、汽车电子及物联网终端。

*类载板（SLP***）

英伟达及其合作伙伴近日提出CoWoS的下一代演进方案：CoWoP（Chip-on-Wafer-on-PCB）技术。业界专家认为，概念上，CoWoP将CoWoS的封装基板和BGA焊球砍去，实际上是模糊了PCB与基板的定义，将基板的功能转移到了PCB上。可以这样理解，无论是中介层、基板还是PCB，其功能都是实现芯片间的传输、散热、保护与功能集成。CoWoP物理上省区了基板，其功能、技术、材料等因素仍然存在，只是转嫁到了PCB上。

然而，当前PCB的布线密度和I/O密度仍然无法与中介层匹配；若要实现CoWoP，核心在于找到能够实现高密度I/O的材料，使PCB匹配中介层的线宽间距与I/O密度。因此，后续PCB可能被定位为类载板（SLP），让传统PCB能够采用基板材料来制造，从而实现将芯片直接封装在PCB上。

图：CoWoP基本结构

高端市场IC基板的发展动态

全球先进IC基板市场正呈现强劲增长态势。根据Global Information预测，该市场规模将于2024年达181.1亿美元，并在2029年增至315.4亿美元，年复合增长率达11.73%。

Yole Intelligence及Yik Yee Tan博士的研究同样印证这一趋势，预计市场将从2021年的126-158亿美元扩张至2027年的243-296亿美元，年增长率维持在11%-12%。增长主要受三大因素驱动：移动消费电子、汽车与电信基础设施的终端需求；倒装芯片晶圆级封装与2.5D/3D先进封装的技术普及；以及5G设备、高性能计算、AI服务器与图形处理器等应用对FC-BGA、FC-CSP等基板的持续依赖。

目前，台湾地区、日本和韩国在全球IC基板供应链中占据主导地位，其中台湾地区为最大供应基地。尽管2023年受经济环境影响市场短暂回落至133.4亿美元，2024年在AI与5G需求拉动下已显著复苏，预计规模将回升至153.2亿美元，增长14.8%。

为应对日益复杂的芯片集成需求，IC基板技术正向更细线宽线距、更高层数、更大尺寸和更高I/O密度方向发展。类载板在高端智能手机领域稳步增长，嵌入式芯片等新兴技术则以39%的年复合增长率快速崛起，展现出多元终端市场对载板性能的持续推动。

玻璃基板技术被视为颠覆传统有机载板的关键路径，作为一项新兴技术，玻璃基板正通过 Absolics 等企业在美国、韩国和中国的战略投资加速商业化进程，预计 2030 年形成数亿美元市场，主要服务于 AI/HPC和通信领域。

受AI芯片玻璃基板及高端基板技术驱动，全球先进IC基板市场预计到2030年将达到310亿美元规模。

(图片来源：金元证券)

全球IC基板主要厂商

截至2024年，台湾地区仍是全球最大的IC基板供应地，约占全球产值的32.8%，日本占27.6%，韩国占27.0%，三者合计占近九成的市场份额。

前五大基板厂商合计占全球市场过半的份额，包括：

1.台湾欣兴电子（Unimicron Technology）：市占率16.0%

2.韩国（SEMCO）：9.9%

3.日本揖斐电（Ibiden）：9.3%

4.奥地利AT&S：9.1%

5.台湾南亚电路板（Nan Ya PCB）：8.7%

其他重要厂商包括日月光集团、TTM科技和京瓷株式会社，这些公司正通过布局5G通信与高性能计算等新技术保持竞争优势。

在玻璃基板领域，各大厂商正加速推进商业化进程。主要竞争者包括韩国SK集团子公司Absolics、英特尔及三星电子。其中英特尔近日已宣布退居二线，从玻璃基板供应商角色转变为客户。

内地IC基板增长势能强劲

在中美科技竞争与全球供应链重组背景下，各国正加速半导体本土化布局。自2021年供应链短缺危机后，中美两国政府与企业显著加大了对高端IC基板（如FCBGA）领域的投入，意在构建更具韧性的半导体生态，不过目前全球先进IC基板生产仍高度集中于亚洲地区。

根据PitchBook、Yole Intelligence及Maximize Market Research数据，中国内地IC产业未来几年将显著增长。内地IC基板产业正迎来规模与技术的双轨跃升。IC Insights预测至2026年中国本土芯片产量将占据国内市场的21.2%。在1.43万亿元国家支持计划推动下，中国半导体产业正从产能扩张向技术自主纵深演进。

2021-2022年全球企业在IC基板投资总额155亿美元，其中中国内地企业占比高达46%，达72.05亿美元；其次为中国台湾、奥地利、日本。中国内地企业中，兴森科技、深南电路投资额位居前列，分别为15.71亿美元、12.62亿美元。

中国内地IC基板产业的崛起深度契合5G、AI及高性能计算等战略领域的需求爆发。在实现量产突破的同时，本土企业加速向先进封装、碳化硅等高端领域延伸，逐步构建覆盖材料、设备、设计的全产业链能力。

（图片来源：金元证券研究所）

CoWoP带动下的PCB类载板发展动态

以英伟达Rubin GPU平台为代表的高性能AI芯片，正推动CoWoP新型封装架构发展。该技术尝试以高性能PCB板替代传统ABF载板，重塑AI服务器等高端设备的封装方式，引发产业链广泛关注。

在技术演进与产业协作层面，PCB龙头企业积极布局。作为PCB龙头臻鼎科技重要子公司的鹏鼎控股（Avary），成为CoWoP架构可行性讨论的焦点。臻鼎科技董事长沈庆芳指出，AI应用正加速半导体与PCB供应链的融合，预计CoWoP将在两到三年内实现重大技术突破，有望成为下一代先进封装解决方案。

臻鼎总经理李定转认为，AI服务器对高频高速PCB（如承载多个OAM模块的OAM板和UBB板）需求持续增长，推动PCB材料与层状结构不断升级，这些都与AI GPU性能密切相关。早期芯片制造与传统PCB产业的分工模式正在演变，需要AI服务器客户、晶圆厂、先进封装企业、IC基板制造商和PCB厂商紧密协作。CoWoP技术距离量产还面临巨大挑战。李定转强调，从ABF载板转向PCB板不仅需要掌握mSAP和类载板（SLP）等基础工艺，更需晶圆制造、芯片封装和PCB制造三大领域的协同推进。

为把握发展机遇，臻鼎科技计划在2025至2026年间投入超300亿新台币（约10亿美元）资本支出。其中约半数资金将用于扩展内地淮安工厂、泰国巴真府新厂及高雄AI园区的高端HDI与高多层电路板产能，以应对AI服务器、光通信及相关技术领域的高端产品需求增长。这一投资布局体现了PCB供应链企业对CoWoP技术前景的信心，展现出行业为克服材料与设备挑战所做的积极准备。