#T-glass
一片“玻璃布”,加劇全球芯荒
想像一下,一片由微型玻璃纖維製成的薄片,比人的頭髮還要薄,全球範圍內主要由一家日本企業主導生產。想像一下,一片由微型玻璃纖維製成的薄片,比人的頭髮還要薄,全球範圍內主要由一家日本企業主導生產。類似這樣的“玻璃布”在AI晶片生產中至關重要,而它的短缺正令蘋果和輝達等全球科技大廠都受到著影響……這就是眼下全球晶片和PCB行業正在經歷的情況——這種被稱為T-glass的布狀材料,幾乎全部來自一家擁有百年歷史的日本紡織公司——日東紡(Nittobo),而該公司預計要到今年晚些時候才能大幅增加新產能。大和證券分析師Noritsugu Hirakawa指出,“T-glass製造工藝複雜,競爭對手短期內難以追趕日東紡。”T-glass的短缺凸顯了人工智慧熱潮引發的供應鏈壓力。AI企業正大量囤積記憶體晶片等電子元件,相關製造商則正爭相搶購原材料。業內人士透露,輝達等AI企業資金雄厚,常能優先獲得零部件供應。而消費電子產品因優先順序較低,可能成為短缺重災區。日東紡已警告稱,“新增生產線仍難以彌補供需缺口。”目前,日東紡已表示計畫年內漲價,花旗分析師預計漲幅可能達到25%以上。此類漲價很可能最終傳導至消費者購買智慧型手機和筆記型電腦時的價格。T-glass不可或缺在封裝對微觀變形容忍度極低的先進晶片時,選用合適的材料至關重要。而T-glass用於晶片下方或周圍的增強層,當處理器升溫至接近水的沸點時,這些增強層有助於防止封裝變形。由於製造‌覆銅箔層壓板(CCL)時,主要是用銅箔和非導電複合材料(如T-glass、環氧樹脂)熱壓而成,因此T-glass可說是CCL的關鍵原料。同時,CCL又是PCB的核心基材,負責建構PCB的骨架使其形成導電層,讓電路板上的各個電子元件能夠相互連接和通電。日東紡成立於1923年,最初是一家棉紡和絲紡企業。它是開發玻璃纖維的先驅,玻璃纖維技術可將超細玻璃絲如織物般編織在一起。業內人士表示,雖然玻璃纖維的原理已廣為人知,但像日東紡這樣的公司擁有自己的配方,結合了專門的玻璃材料和編織纖維的方法。在這樣一個傳統上的低利潤行業中,此前僅有少數企業持續投入最先進的技術研發。目前,儘管日東紡已宣佈計畫在2028年前將產能提升至2025年水平的三倍,並於今年下半年啟動穩步增產。但對急需材料的客戶而言,這一進度仍顯遲緩。連蘋果都急了通常情況下,消費電子製造商會對原材料供應商採取放任態度,畢竟這些供應商距離最終進入手機或電腦的晶片還有好幾道工序。但熟悉T-glass供應鏈的人士透露,市場緊縮已促使蘋果等公司向日本派遣更多管理人員,直接與日東紡等企業談判以確保材料供應。日東紡在書面答覆中流露出了對其新晉熱門地位的欣慰。“電子與半導體製造商終於認可玻璃纖維布作為關鍵材料,這是積極的發展。”該公司表示。業績資料顯示,在上一個財年,該公司的營業利潤創下了約1.04億美元的新高。事實上,T-glass並不是當前先進計算依賴於那些被忽視原材料的唯一例子——以將味精商業化而聞名的日本食品公司味之素,利用其化學知識製造了一種專門的薄膜,與T-glass一起用於晶片的底層。輝達價值百萬美元的伺服器機架,則嚴重依賴於一家台灣家具配件製造商提供的抽屜滑軌。與此同時,儘管日本公司控制著許多上游半導體材料,但它們歷來的謹慎作法可能會放緩應對激增需求的速度。日東紡提到,過去曾有客戶提出樂觀預測,但在市場走低後又突然撤回。該公司表示:“人工智慧需求正在流星般飛速增長,但我們預計這種增長率不會持續下去。” (科創日報)
一家賣布的日本公司,卡了AI晶片脖子
成立於1923年的日東紡(Nittobo)最早可以追溯到1898成立的紡織公司。作為日本歷史最悠久的絲綢紡織公司之一,他們利用明治政府推動的朝香灌溉渠的剩餘電力,他們開始經營發電業務和紡織業務。直到1963年,他們都是生產的與紡織相關的產品,但進入1969年,為了滿足電腦和積體電路(IC)技術進步帶來的日益增長的需求,我們開始生產印刷電路板用的玻璃布。1984年,該公司推出了具有高強度和低熱膨脹係數特點的T-Glass。據介紹,該材料最初用於複合材料,但後來,這個產品被逐漸現在用於高速處理和高可靠性伺服器及智慧型手機的半導體封裝基板。歷經後來四十年的發展,這家公司已經當前熱門的AI核心材料供應商。01T-Glass是什麼?要瞭解T-Glass在晶片中的作用,就首先要清楚什麼是玻纖布。據介紹,玻纖布是一種由玻璃纖維紗編織而成的製品,具備絕緣性、耐熱性、高強度等特性。由於製造銅箔基板(CCL)時,主要是用銅箔和非導電複合材料(如玻纖布、環氧樹脂)熱壓而成,因此玻纖布可說是銅箔基板的關鍵原料。銅箔基板又是PCB的核心基材,負責建構 PCB的骨架,使其形成導電層,讓電路板上的各個電子元件能夠相互連接和通電。因此,玻纖布也可視為PCB基板中常見的補強材料,提供基板所需的結構強度和電氣絕緣性。這也是為何談到玻纖布等題材時,都會連帶提到銅箔基板和PCB。目前玻纖布廣泛應用在電子產品中,如高階PCB 、IC載板、手機、伺服器、通訊板等。而在高頻、高傳輸的應用中,玻纖布的品質(如低介電常數、低介電損耗)相當關鍵。隨著AI伺服器需求夯,帶動了PCB材料升級,目前材料升級主要是集中在“低介電”(Low-Dk)與“低熱膨脹係數”(Low-CTE)的玻纖布。這進而帶來了T-Glass。據Nittobo介紹,同樣作為一種玻璃纖維,T-Glass因為其二氧化矽(SiO2)和氧化鋁(Al2O3)含量高於用於複合材料的通用E-glass 。因此,其纖維具有優異的機械和熱性能。與碳纖維、芳綸纖維和其他纖維一樣,,T-Glass可作為先進複合材料的增強材料,並可單獨使用或與碳纖維混合使用於航空航天和體育用品領域。此外,由於其低熱膨脹係數和高拉伸彈性,T玻璃纖維也被用於高性能電子材料。這就推動了他們在包括AI晶片在內的高性能處理器中的應用。其實除了T-Glass以外,根據玻璃纖維類型,還擁有 E-glass、A-glass、C-glass、D-glass、S-glass等多種纖維型態。其中,E-glass(電氣級)屬於高階無鹼玻璃纖維,具有良好的電絕緣性,可確保電氣絕緣穩定;S-glass是高強度玻璃,具更高機械強度;C-glass特色是耐化學腐蝕玻璃,耐酸性佳。至於D-glass具低介電特性,主要用於高頻、高速板;NE-glass(NEG系)特色是尺寸穩定、低耗損,用於伺服器主機板、通訊板。其中T-glass,也稱為低熱膨脹係數(Low-CTE)玻纖布,是電子級玻璃纖維布(E-glass)的技術分支。它具有高剛性、尺寸穩定性、CTE極低等特性,能有效抑制先進封裝時材料形變、翹曲的狀況,提高多層載板堆疊時的結構穩定性與可靠度。U-glass主要用做 IC載板(如ABF載板與BT載板)及先進封裝(如CoWoS、SoIC)基板等需承載大量高速訊號與電力的封裝模組,是實現高速資料傳輸與穩定運算的基礎。AI伺服器的運算功耗與頻寬需求遠高於傳統伺服器,加上2026年載板面積將增大,為提升載板硬度,核心層T-glass用量倍增,載板層數也隨之增加,進一步推升T-glass的需求量。據高盛先前外資報告,由於AI客戶採購力強,T-glass主要用於AI GPU與ASIC等高階應用的ABF載板,導致同樣需要T-glass的BT基板供應吃緊。高盛預期,未來數月至數季內,BT基板所需的T-glass可能面臨雙位數百分比的短缺。而文章開頭提高的日東紡,就是這個領域的絕對龍頭。02Nittobo一家獨大在介紹Nittobo之前,我們還是要先瞭解一下當代高性能晶片的生產流程。在先進封裝工藝中,CCL 作為核心層,通過 ABF和精細間距工藝進行堆疊,最終形成先進的封裝基板。這些基板是晶片模組與系統之間的關鍵橋樑,能夠實現訊號扇出、電源分配和機械支撐。它們對於現代高性能處理器、GPU 和 AI 加速器而言至關重要。然而,隨著晶片尺寸增大、HBM堆疊層數增加以及訊號速率向112G/224G SerDes發展,封裝基板在大面積多層設計中面臨著嚴重的翹曲和熱機械失配問題。這在CoWoS(晶片-晶圓-基板)等超大封裝方案中尤為關鍵,因為基板的熱膨脹和結構穩定性成為影響良率和可製造性的關鍵限制因素。從材料到封裝結構——玻璃纖維、樹脂、銅箔、CCL、ABF,直至最終的基板——每一層都構成了高性能計算和人工智慧系統的基礎。在這個高速、高頻、高功耗的時代,如何持續控制翹曲和訊號/功率損耗,是推動未來先進封裝和材料工程創新發展的核心挑戰。而,日東紡,就是當中玻璃纖維的主要供應商。全球有很多公司能夠提供E Glass。然而,只有日本和台灣的少數幾家公司能夠提供NE玻璃纖維。雖然這些公司可以生產NE玻璃纖維,但它們必須從另外兩家公司採購用於編織織物的原材料——NE玻璃纖維紗(Glass fiberglass yarn)。全球僅有個位數廠商能夠生產符合M6至M7等級的NE玻璃纖維紗線,其中日東紡(Nittobo)公司控制著全球高端玻璃纖維布市場約 90% 的份額,這種近乎壟斷的地位幫助公司提高了利潤,並使其股價在今年上漲了 55% 以上。當中,除了高速傳輸NE-Glass外,日東紡還擁有T-Glass的全球壟斷地位,T-Glass專為ABF基板設計,因此日東紡在ABF領域沒有競爭對手。隨著伺服器和PC需求的復甦,日東紡30%的T玻璃銷售額預計也高速增長。在11月6日的財報電話會議上,日東紡不僅上調了全年盈利預期,還暗示將提前實施產能擴張計畫。受此消息提振,其股價在接下來的兩周內翻了一番,並在11月20日創下16150日元的歷史新高。隨後,伴隨輝達的下跌,這家公司的股價也稍有回落。但這也不影響他們再過去兩年的狂飆。如上所述,對高階AI/大尺寸高層數的封裝載板來說,低CTE、抗翹曲是關鍵,T-Glass則被視為解決相關問題的關鍵材料。高盛指出,目前多數T-Glass生產被ABF消耗,近年需求暴增,並出現供給吃緊與漲價訊號,未來幾個月至數季,用於高階BT基板(主要應用於手機SoC)的T-Glass可能出現雙位數百分比的供應缺口。由於相關客戶擁有更強的採購能力,且AI GPU與ASIC等高階應用在ABF中使用的T-Glass比例極高,因而使得T-Glass分配正進一步向ABF客戶傾斜。至於,對一般或是中低階載板或主機板來說,需求則就相對沒有這麼必要,可用一般E-glass或其他等級玻纖布,不過,雖然T-Glass並非所有載板都必須,但在高密度、高可靠應用上具有明顯優勢。針對T-Glass的短缺,根據日東紡三季度預計,公司福島新廠最快將於2026年底落成、2027年初投產,若將當地即將開出的新產能,全面投入低膨脹係數(Low CTE)玻纖布配方T-Glass生產,其出貨量將達到目前的3倍左右水平,屆時可望緩解自2024年底延燒至今的材料缺貨潮。 (錦緞)