味精副产品如何卡住AI芯片的脖子?
1、行业定义
ABF(Ajinomoto Build-up Film,味之素积层膜)是日本食品企业味之素所开发的一种薄膜状绝缘材料,用于中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)等高性能芯片的封装衬底。ABF贴覆在衬底内逐层堆叠的铜电路之间,将各层电路彼此隔开,避免短路与信号互相干扰。
在ABF问世前,封装衬底的绝缘层多以液态材料涂布而成,需经“涂布”与“干燥”两道工序、且需逐面施作,既耗时又容易产生气泡与涂布不均。味之素改以薄膜形式制作绝缘材料,贴覆后即可一次加工,把繁复的多道工序简化为“粘贴”一步,使绝缘层更平滑、厚度更均匀。这一材料创新让芯片得以容纳更细密的电路,也使ABF成为英特尔、超微、英伟达等企业制造最高性能芯片时不可或缺的材料。
ABF膜是FC-BGA(倒装芯片球栅阵列)封装基板制造中的核心绝缘介电材料。在ABF载板中,该膜用于在芯层两侧一层一层构建精细线路和微孔互连,广泛应用于CPU、GPU、FPGA、ASIC等高端芯片的载板中。采用多层积层膜的主要目的是实现扇出(fan-out),提升芯片的集成度和信号传输效率。由于大多数芯片布线密度较高,但PCB的布线密度不高,芯片不能和PCB直接互连,因此需要载板这一“桥梁”产品,而ABF膜正是这一桥梁上的核心绝缘层。该材料在全球高阶PC与服务器芯片所用的封装衬底绝缘膜市场上,长年市占率超过95%,近乎垄断。
2、发展历程
(1)技术萌芽与产业化探索
ABF膜的诞生源于日本企业对其氨基酸化学技术的跨界应用探索。该企业在食品添加剂生产过程中积累了丰富的有机合成与高分子材料改性经验,并在此基础上发现了具有优异绝缘性能和加工适应性的树脂材料体系。经过持续的研发投入,该企业成功开发出以环氧树脂为主体、具备低介电损耗和高机械强度的薄膜材料。
(2)行业地位的确立
1990年代,随着CPU集成度快速提升,传统液态涂布式绝缘材料在厚度均匀性、生产效率以及微孔填充能力等方面逐渐无法满足高性能芯片的封装要求。该日本企业与全球领先的芯片设计企业开展技术合作,共同开发了基于薄膜型绝缘材料的FC-BGA封装方案。此后,ABF膜凭借其更优的加工效率和更稳定的绝缘性能,逐步成为高性能CPU、GPU等逻辑芯片封装基板的主流绝缘材料。
(3)市场垄断格局的形成
在ABF膜实现产业化后的近二十年间,该日本企业围绕配方、工艺和应用参数构建了严密的知识产权体系,并通过持续的技术迭代和产能扩张,逐步占据了全球超过95%的市场份额。另一家日本化学企业虽占有约5%的市场份额,但整体竞争格局长期保持高度集中。ABF载板制造环节则主要由日本和中国台湾地区的少数企业主导,形成了从上游材料到下游载板的垂直配套体系。
(4)AI时代的需求爆发
自2020年以来,AI大模型训练与推理需求的爆发式增长,带动了GPU、AI专用ASIC和高性能服务器CPU等芯片需求的急剧攀升。ABF膜作为上述芯片封装不可或缺的核心材料,需求增速远超行业产能扩张节奏。与此同时,AI芯片由于集成度和复杂度不断提升,单颗芯片对ABF膜的消耗量较传统芯片大幅增加,进一步加剧了供需矛盾。2026年以来,供需紧张态势和供应链安全考量共同推动国内市场加速导入国产替代方案。
(3)政策环境
当前ABF膜材料行业面临的政策环境可概括为 “顶层定调—专项攻坚—地方落地” 三层叠加的有利格局。从“十四五”将FCBGA封装基板列为关键短板材料,到“十五五”以超常规措施推动关键材料自主可控,再到工信部揭榜挂帅、新材料中试平台等具体政策密集落地,政策从宏观指引到微观执行形成了完整闭环。ABF膜作为FC-BGA封装基板的核心绝缘材料,正处于政策红利的密集释放期,国产替代的战略窗口已然开启。
行业主要政策分析
资料来源:普华有策
3、ABF膜材料产业链结构及影响分析
ABF膜材料产业链结构及影响分析
资料来源:普华有策
4、ABF膜材料行业竞争格局
(1)全球竞争格局
全球ABF膜材料市场呈现典型的高度垄断格局。日本味之素公司凭借近三十年的技术积累、专利布局和客户合作关系,占据了超过95%的全球市场份额。另一家日本化学企业积水化学以约5%的市占率位居第二,但产能规模和产品线完整度与龙头企业存在较大差距。
从竞争壁垒来看,全球龙头的核心优势体现在三个方面:一是围绕配方和工艺构建的严密知识产权保护体系;二是从树脂合成到精密涂布全流程的工艺Knowhow积累;三是与全球顶级芯片设计企业和载板制造企业长期合作形成的客户认证和绑定关系。这些壁垒相互强化、层层叠加,使得新进入者面临极高的市场准入障碍。
全球ABF载板市场主要由日本揖斐电与中国台湾欣兴电子、南亚电路板、景硕科技等少数企业主导。其中欣兴电子是全球最大的ABF载板供应商,为国际头部芯片设计企业提供配套服务。
(2)中国市场格局
中国大陆ABF膜材料市场长期高度依赖进口,国产化率处于较低水平。近年来,随着下游需求增长和供给端不确定性增加,国内多家企业加快了ABF膜及类ABF膜产品的研发和产业化进程。
从进展来看,部分国内企业已进入客户验证或小批量供货阶段。华正新材的CBF积层绝缘膜已通过国内主要IC载板厂商验证,并实现小批量订单交付;宏昌电子与晶化科技合作研发的GBF膜持续推进客户认证;生益科技的SIF系列产品已获得客户认可;莲花控股通过收购纽菲斯切入类ABF膜赛道,中低端产品已实现批量供货;激智科技依托精密涂布平台已启动产品送样;南亚新材参股的兴南创芯有序推进ABF类材料认证。整体来看,国内企业正处于从验证阶段向产业化过渡的关键时期,但与全球龙头企业在大规模量产能力和产品线完整性方面仍存在客观差距。
5、ABF膜材料行业新场景与新质生产力分析
(1)AI服务器与数据中心场景
AI大模型的训练与推理需求持续高速增长,AI服务器和数据中心对高性能GPU、CPU和ASIC芯片的需求量大幅攀升。ABF膜作为上述芯片FC-BGA封装不可或缺的核心绝缘材料,直接受益于AI基础设施建设的加速推进。这一场景对ABF膜的性能要求更为严苛——服务器芯片通常需要更高的层数和更优异的信号完整性,推动ABF膜向高层数、低损耗方向持续升级。
(2)自动驾驶与ADAS场景
随着汽车电动化和智能化进程加速,自动驾驶和高级驾驶辅助系统对高性能计算芯片的需求快速提升。车载AI芯片需要在高温、振动等复杂工况下保持稳定运行,对封装材料的可靠性和耐久性提出了更高要求。ABF膜在适应车载场景的高可靠性需求方面仍有技术优化空间,这一场景的发展将为ABF膜材料开辟新的增量市场。
(3)6G通信与高频高速场景
未来6G通信对高频高速信号传输的需求,对封装材料的介电性能提出了更严格的要求。ABF膜向更低介电损耗方向的持续迭代,有望在6G通信设备的芯片封装中找到新的应用空间。这一场景目前仍处于早期布局阶段,但中长期来看有望成为ABF膜材料的新增长极。
(4)新质生产力与未来产业布局
“十五五”规划明确提出加快高水平科技自立自强、引领发展新质生产力,集成电路被定位为新质生产力的关键领域之一。量子科技、生物制造、具身智能、6G等未来产业的培育发展,将为高端芯片和先进封装材料创造新的市场需求。ABF膜作为高端芯片封装的基础材料,在服务新质生产力发展和未来产业培育方面发挥着底层支撑作用。
(5)新旧产业融合与产业链升级
集成电路与AI产业的深度融合正在重塑芯片的设计理念和封装要求。“人工智能+”战略推动AI技术向各行业渗透,带动了从云端训练芯片到边缘推理芯片的多样化需求,为ABF膜材料的产品升级和市场扩展提供了持续动力。先进封装技术作为连接芯片制造和系统应用的桥梁,在支撑高端AI芯片规模化落地和产业链整体升级方面发挥着关键作用。
6、ABF膜材料行业发展趋势
(1)材料性能持续升级迭代
AI芯片对算力和功耗的要求不断提升,对封装材料的性能指标提出了更高要求。ABF膜向更低介电损耗、更低热膨胀系数、更高平坦度和更高可靠性方向发展。超薄化膜材技术、高频高速应用适配技术以及HBM堆叠场景下的特殊性能要求,正在成为行业研发投入的重点方向。
(2)产品层数结构持续优化
随着芯片集成度和封装复杂度的提升,ABF膜产品向高阶层数方向演进的趋势较为明确。低层数产品的市场占比预计将逐步下降,中层数产品在较长时间内保持主流地位,高层数产品有望成为增长最快的细分品类。这一结构变化将带动产品平均价值量的提升,对行业整体市场规模产生正向影响。
(3)国产替代从验证走向规模化
国内ABF膜材料产业正处于从实验室研发和客户验证阶段向产业化、规模化量产过渡的关键阶段。已有部分国内企业完成了初期的客户验证并实现小批量供货,标志着国产替代正在从0到1的突破向从1到N的规模化放量演进。随着产能建设逐步落地和良率持续提升,国产ABF膜材料的市场渗透率有望稳步提升。
(4)供应链多元体系的重构
全球ABF膜供应链高度集中于单一供应商的现状,已成为下游芯片设计企业和载板制造企业供应链风险管理的重要考量。2026年以来的供给端变化,进一步强化了供应链多元化的趋势。国际和国内的芯片设计企业及载板制造企业均在加快导入ABF膜材料的多元供应体系,为具备技术能力和量产条件的国内企业创造了市场机遇。
(5)玻璃基板与ABF的协同发展
玻璃基板被部分企业视为下一代封装基板的技术方向之一。从技术路线来看,玻璃基板是将核心的CORE层从树脂材料替换为玻璃材料,与ABF膜的应用场景和功能定位并非替代关系,而是搭配共存的组合。现阶段玻璃基板技术仍处于早期研发和验证阶段,在可预见的未来,ABF膜仍将是高性能芯片封装领域的核心绝缘材料。
北京普华有策信息咨询有限公司《2026-2032年ABF膜材料行业专项调研及发展前景趋势预测报告》