在去年芯片缺货的时刻，从三星、台积电到Intel和AMD都对一个质料关注有加，那就是ABF（Ajinomoto Build-up Film ）。而这一切的故事，都要从一家原本做味精的企业味之素提及。

根据味之素团体网站所说，在 1970 年月，团体最先探索鲜味调味品副产物的应用。我们知道其中一些物质具有优异的质料特征，有可能用于电子行业的树脂和涂层剂。处置器变得越来越小，速率越来越快，印刷电路板制造商需要更好的绝缘质料来保持性能。到了1996 年，一家 CPU 制造商与该团体联系，希望行使氨基酸手艺开发一种薄膜型绝缘体。这最终推动了ABF载板的降生。

正如人人所看到的，电路集成的提高使得由纳米级电子电路组成的 CPU 成为可能。这些电路必须毗邻到电子装备和系统中的毫米级电子元件。固然，这可以通过使用由多层微电路组成的 CPU的积层载板来实现。而ABF促进了这些微米级电路的形成，由于它的外面可以接受激光加工和直接镀铜。今天，ABF 是形成电路的基本质料，该电路可指导电子从纳米级 CPU 终端流向印刷载板上的毫米级终端。

可以说，ABF的存在让芯片小型化成为可能。然而，随着芯片的连续生长，ABF也迎来了新的挑战。

ABF，如临大敌

从原理上看，ABF 充当了装备封装内的床，毗邻 PCB 和纳米级 CPU 的多层微电路组成。

而基于其打造的ABF 基板的一个要害元件是电容器，它主要用于去耦并占有基板的两侧。

anandtech在报道中也示意，现代芯片通常被安装在细间距载板 (FPS：fine pitch substrates ) 上，然后将其放置在多层高密度互连 (HDI：high-density interconnect) 载板上。而现在*进的 CPU/GPU HDI 载板都使用Ajinomoto Build-up Film (ABF)，它连系了有机环氧树脂、硬化剂和无机微粒填料。ABF易于使用，可实现高密度间距（从而实现高密度金属布线），具有足以知足现代芯片的绝缘性能、高刚性、高耐用性和低热膨胀等因素。

台湾工研院材化所的庄贵贻也曾撰文指出，ABF载板质料是90年月由Intel所主导的质料，用于导入覆晶构装制程等高级载板的生产，可制成较细线路、适合高脚数、高传输的IC封装。其载板焦点结构仍是保留以玻纤布预浸树脂(FR-5或BT树脂)做为焦点层(Core Substrate)，再使用增层质料(Build up Materials )叠加的方式增添层数，以双面焦点为基础，做上下对称式的加层，但上下的增层结构，舍去原用的预浸玻纤布压合铜箔的铜箔载板，而在ABF膜层上改用电镀铜取代之，如图所示。云云一来，可以削减载板总体的厚度，突破原有含玻纤树脂载板在激光钻孔所遇到的难题度。

然则，随着产业转向小芯片设计，封装的主要水通常渐提升，进而给封装质料提出了新需求。

“由于这些多小芯片设计将更耗电（因此更热），而且由于内存和 I/O 接口的扩大，需要更高密度的金属写入。功率需求的增添给电路的外围子结构带来了分外的压力。多年来，寻找新质料用于半导体行业芯片的焦点组成一直是一个热门话题。”

anandtech在报道中说。在这种情形下，玻璃成为了许多厂商探索的新目的，由于玻璃被以为比基于有机树脂的载板更坚硬并具有多项优势，但玻璃与铜（或其他金属线）之间的粘合仍然是键合方面的主要挑战。

但，有不少厂商已经跨出了主要一步。

玻璃，有望接任？

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日前，日本Dai Nippon Printing (DNP) 展示了半导体封装的一项新开发功效——玻璃芯载板 (GCS：Glass Core Substrate)——听说它可以解决ABF带来的许多问题。

DNP声称，其具有玻璃芯的 HDI 载板与基于有机树脂的载板相比具有更优越的性能。凭证 Dai Nippon 的说法，使用玻璃芯载板 (GCS) 可以实现更细腻的间距，因此可以实现极其麋集的布线，由于它更硬而且不易因高温而膨胀。DNP展示的示意图甚至完全从封装中省略了细间距载板，示意这部门可能不再需要。

DNP 在报道中还示意，其玻璃芯载板可以提供高纵横比的高玻璃通孔 (TGV) 密度（与 FPS 兼容）。在这种情形下，纵横比是玻璃厚度与通孔直径之间的比率。随着过孔数目的增添和比例的增添，载板的加工变得越来越难题，而且保持刚性变得更具挑战性。

从DNP的先容可以看到，其开发的玻璃载板具有 9 的纵横比，并确保粘合性以实现细间距兼容布线。该公司示意，由于 GCS 厚度限制很少，因此在保持厚度、翘曲、刚度和平滑度之间的平衡方面有很大的自由度。“我们另有新的专有制造方式增强了玻璃和金属之间的粘附性，这是传统手艺难以实现的，这也辅助他们实现了细腻间距和高可靠性。”DNP同时还强调。

除了DNP，韩国SK团体旗下的Absolics也看好了玻璃带来的时机。由于他们以为玻璃拥有很高的耐热性，为此他们将其视为半导体封装的改造者。Absolics示意，随着微处置的性能提升已到达极限，半导体行业正在起劲行使异构封装，但现有的半导体载板必须通过称为硅中介层的中央载板毗邻到半导体芯片，而内置无源元件的玻璃载板可以在相同尺寸下集成更多的芯片，功耗也削减了一半。值得一提的是，Absolics在早前还获得了美国装备大厂应用质料的投资。

另外，玻璃大厂康宁也看好玻璃在载板中的时机。

他们在一篇论文写道，半导体封装的新行动缔造了对新质料解决方案的需求。为扩展用于 3D-IC 堆叠的中介层手艺，人们支出了伟大的起劲。正在开发多种解决方案来知足其中一些需求，包罗使用种种常用质料的传统中介层以及扇出晶圆级封装 (FOWLP)，这已成为试图实现低成本的普遍思量因素。

此外，移动装备和物联网 (IoT) 的激增导致对 RF 通讯的要求越来越高。这些要求包罗引入更多频段、更小/更薄的封装尺寸以及在引入新功效时需要节约电力以延伸电池寿命等要求。事实证实，玻璃是应对这些挑战的*解决方案，由于玻璃具有许多支持上述行动的特征，当中包罗高电阻率和低电消耗、低或可调治的介电常数以及可调治的热膨胀系数 (CTE)。

康宁示意，3D IC 堆叠的主要挑战之一是由于 CTE 不匹配而导致的可靠性，而玻璃提供了一个极好的时机来治理 3D-IC 堆叠的翘曲，同时优化 CTE。下图说明晰在中介层应用中堆叠具有多个 CTE 的载板所面临的挑战。其中左图示意性地显示了安装在 Si 中介层上的 Si 芯片，然后将其安装在有机载板上。当载板履历温度循环时，CTE 不匹配会导致故障。

然则，若是使用 CTE 介于玻璃和有机物之间的玻璃中介层取代 Si 中介层，则可以更好地治理这种翘曲并提高可靠性，正如佐治亚理工学院封装研究中央 (PRC) 的事情所证实的那样，如上图图右所示 。

写在最后

我们必须认可，ABF载板的职位是短期内不能摇动的，从QYR的统计及展望我们也可以看到。凭证他们的统计，2021年全球ABF基板市场销售额到达了43.68亿美元，预计2028年将到达65.29亿美元，年复合增进率（CAGR）为5.56%（2022-2028）。

而英特尔和AMD等厂商的鼎力投入，也可以看做ABF的风向标。

以英特尔为例，在去年，由于ABF的欠缺，给英特尔造成了困扰。为此，英特尔宣布其越南组装和测试 (VNAT) 工厂现在将在内部将电容器毗邻到 ABF 基板的两侧。这一转变将使英特尔在 ABF 制造历程中有用地消除对外部供应商的依赖水平。据英特尔称，其效果是能够以更快的速率完成芯片组装 80%；AMD也通过和多家厂商绑定了长约，以保证ABF供应。

然则，正如这个行业里一直上演的故事一样，没有什么是一成稳固的。