AI 伺服器需求激增推動 CCL 材料升級

AI 伺服器將成為 PCB 下游需求增長最快的領域. 隨著 AI, 大數據等新一代信息技術的發展, 伺服器和數據中心的需求都將呈現高增長態勢, 因而有望帶動相關領域的 PCB 市場持續擴容. Prismark 預計 2024 年伺服器, 數據存儲等領域 PCB 市場規模占比提升至 10%, 且 2028 年市場規模占比有望提升至 19%.

AI 伺服器對布線密度和信號傳輸能力的要求日益提高, 推動了高層數 PCB 和高密度互連(HDI) 技術成為主流應用, 同步帶動上游 CCL 材料升級. 據聯茂電子業績演示說明材料, AI 伺服器由傳統的 CPU 升級到 GPU 後, 對 CCL 的要求將從 Very Low Loss 材料升級到 Ultra Low Loss 材料, 板層數也由 14-24 層升級到 20-30 層.

市場空間測算: 當前輝達 GB200 算力 GPU 和 800G 交換器採用 M8 等級 CCL, 已切換至 Low-Dk 電子布. 預計 2025 年輝達算力 GPU (GB200+GB300) 合計約 400 萬顆, 對應 PCB 市場約 116 億元, 800G 交換器對應 PCB 市場約 150 億元, 根據 Low-Dk 電子布成本占比, 則 AI 硬件設施整體對應 Low-Dk 電子布市場空間可達 20 億元以上.

低介電電子布市場規模有望快速增長. 高頻高速 CCL 材料主要參考指標為介電損耗因子 (Df) 和低介電常數 (Dk), Dk 值越低, 信號在介質中的傳輸速度越快, 傳輸能力更強; Df 值越低, 信號在介質中的傳輸完整性越好, 可有效降低信號損失, 而電子布是決定 CCL 介電性能的關鍵材料, 因此電子布生產企業需要根據 CCL 的介電需求開發對應等級的 Low-Dk 電子布.

未來行業需求複合增長超 50%, 且價值更高的二代布有望放量, 則 Low-Dk 電子布市場增速更高, Low-Dk 電子布市場空間更加廣闊. Low-Dk 電子布技術難度大, 供給壁壘高, AI 算力需求爆發之下, Low-Dk 電子布成為當前最緊缺的環節之一. 此前供應商主要為海外企業如日本日東紡, 美國 AGY 等, 當前供應緊缺為國內企業進入提供了良好的契機.

日東紡為 Low-Dk 電子紗領航者,  旭化成為日本化工龍頭, 積極布局電子材料板塊. 截至 2024 年底, 台玻具備 11.2萬噸玻纖紗和 12.4萬噸玻纖布產能, 其中 10.4萬噸玻纖布產能位於中國大陸. 台玻的產能投放趨於穩定, 新增產能包括鄒城電子紗5線5改8, 2024年完成改造. 公司玻布占台灣市場份額的 35%, 電子紗占台灣市場的 55%.

松下電工 Megtron 系列為高速 CCL 領域分級標桿, 歷年發布的不同等級 CCL 依次為 Megtron2 至 Megtron8. 不同損耗級別的 CCL 板對應不同用途, M7 可用於 5G 等通信基礎設備和超算等, 更高等級 CCL 介電常數更低. 目前輝達最新 GB200 採用 M8 級別 CCL, 對介電性能提出了更高要求. 

目前最高等級的 CCL為 M8, 而下一代 M9 等級的 CCL 將於 2H26 年量產正式進入市場, 預計首先會被用於 1.6T交換器, 高階伺服器的主板. 日東紡採用傳統的玻纖布路線, 下一代布被命名為 NEZ Glass; 而旭化成則摒棄了玻纖布路線, 採用了二氧化矽含量達到 99.9%的石英布, 其下一代產品也被稱為 Q Glass (Q即代表了Quartz).

Q Glass 雖然性能遙遙領先, 但它也有有著難加工, 價格貴等缺點. 未來 M9 等級的 CCL大概率還是會選擇 Q Glass 作為主流的材料, M9 等級 CCL 要求其 Df 值降低到萬分之七的水平, 而 NEZ Glass 無法達到這一水平. 因此, 在下一代電子級玻纖布的技術路線之爭中, 旭化成的 Q Glass 大概率將會勝出成為主流路線.

高層線路板層數更多, 線路和過孔更密集, 單元尺寸更大, 介質層更薄, 在層間對準, 壓合和鉆孔等工藝上都有更高的要求. 層數越高厚度越高, 容易導致斜鉆問題, 也更易產生毛刺. 因此, 高多層 PCB 板的制造需要長時間的 know-how 積累, 尤其是 800G 交換器及以上規格的產品, 進入門檻極高, 也帶來價值量更明顯的提升.

目前 800G 及更高速率的光模組需要使用 mSAP 工藝, 其能夠實現最小線寬/線距為 20/20 微米, 可以有效提高布局布線密度, 達到小型化的目的. 但 mSAP 工藝類似於載板制造, 部分工序例如超薄銅控制, 雷射鉆孔, 化學鍍銅等具有很高的加工難度, 因此 PCB 的附加值也會很高.