随著AI算力极限战与低轨卫星需求爆发,PCB族群褪去传统零组件色彩,蜕变为技术密集的材料工程。这场横跨上游材料到下游制造的全面升级,正推升整体产业链护城河,引领PCB族群迎向价值重估的新纪元。
【文/吴旻蓁】
随著全球云端服务供应商与半导体巨头在AI基础建设上的军备竞赛进入白热化阶段,硬体规格的迭代速度已超越过去任何一个时期。
在这个算力决定胜负的时代,市场的目光已不只聚焦于核心的图形处理器(GPU),而是开始向下延伸,寻找那些能支撑庞大数据吞吐量的隐形骨干;而承载这些精密晶片、负责庞大数据吞吐的印刷电路板(PCB)及其上游的高频高速材料,就是一项隐形冠军。
PCB产业正在经历一场技术变革。在AI伺服器中,PCB不再仅仅是连结零组件的载体,而是决定讯号传输品质、运算效能甚至系统散热的关键瓶颈。这种从传统零组件向高阶精密材料的属性转变,正是目前资本市场必须对PCB族群进行重新评价的核心逻辑。
CCL低损耗材料全面升级
要理解这波PCB族群的价值重估,必须先深入探讨其背后的技术驱动力。在高速运算的环境中,讯号传输面临著最严峻的物理挑战,即讯号衰减与延迟;当伺服器内部传输速率从过去的PCIe Gen 4、Gen 5,一路向上突破至未来的Gen 6,或是网路交换器架构从四○○G迈向八○○G甚至一.六T时,高频讯号在传导过程中的耗损会呈指数型放大。为了克服这个物理极限,PCB的核心基材铜箔基板(CCL)必须在材料科学上进行本质的升级;这便带出了业界常提的「M」等级分类,此分类源自于日系大厂Panasonic的Megtron系列标准,如今已成为业界衡量板材高频高速性能的通用语言。
从技术规格来看,过去主流的高阶伺服器多采用M6(Very Low Loss)等级材料,而进入AI伺服器时代后,M7(Ultra Low Loss)已成为基本门槛,且正快速向M8(Extreme Low Loss)甚至次世代的M9(Super Ultra Low Loss)级别迈进。这种世代交替并非简单的数字叠加,而是树脂化学结构的改变;衡量基板性能的两个最核心指标为介电常数(Dk)与散逸因数(Df)。Dk决定讯号在介质中传输的速度,数值越低、速度越快;Df则决定讯号在介质中转化为热能而流失的比例,数值越低、讯号完整性越高。而M7等级的Df值约落在○.○○四至○.○○二之间,当进入M8与M9的领域,Df值被严格要求降至○.○○一五甚至○.○○一以下。
要达到如此严苛的低损耗标准,传统的环氧树脂(Epoxy)已无法胜任。材料配方必须大量导入聚苯醚(PPE)或聚四氟乙烯(PTFE,俗称铁氟龙)等高分子特种树脂。然而,这带来了极大的工程挑战。这类极低损耗的树脂通常具备极低的表面张力与极差的黏合性,意味著它们很难与铜箔紧密结合,且在后续的高温压合制程中容易出现分层或爆板的风险,因而大幅拉高了高阶CCL的进入门槛。
在台厂之中,被誉为「CCL三雄」的台光电、台燿与联茂,正是这场材料升级战的关键要角。法人指出,台光电是目前Scale Up(垂直扩展)供应链的绝对龙头,作为全球领先获得M9等级CCL认证的厂商,台光电供应辉达DGX/NVL系列机柜的核心GPU主板、加速卡板材及中板(Midplane),这些都是Scale Up架构中讯号密度与损耗要求最严苛的零组件。受惠AI需求,台光电三月营收达一二○.一亿元,月增十七.八%,年增五六.六%,创历史新高,带动首季营收达三三○.七亿元,年增五二.五%,同步改写新猷。
台燿近年聚焦M7、M8高阶CCL需求,并持续导入CSP客户ASIC应用新品,网通领域也切入白牌客户,带动四○○G、八○○G交换器相关应用放量,高阶CCL营收占比持续提升,M7、M8营收占比已由二一年的十%提升至去年的三六%。公司三月营收续创历史新高,达三七.八二亿元,月增三八%、年增七二.三%;累计首季营收达一○○.五六亿元,年增五七.九%。
联茂三月营收亦创下新高,达三三.七亿元,月增二九.一%、年增十三.八%;累计首季营收为九一.四三亿元,年增二○.六%。公司积极调整产品结构,加速布局高阶车用与AI伺服器材料,试图在这波高速传输商机中扩大版图;据了解,今年将推出新一代AI资料中心所需的M9等级Low CTE(低热膨胀)超低耗损基板材料,并已在去年下半年通过主要美系AI GPU大厂及多家PCB板厂认证,可望逐步贡献营收。
HVLP铜箔成关键瓶颈
整体而言,CCL产业已从过去的产能规模,转向材料性能与客户认证进度,技术门槛明显提高。除了介电材料的树脂配方升级,负责实际传导电流的铜箔本身也面临升级需求,因而使HVLP4铜箔成为市场焦点。在直流电或低频环境下,电流会均匀地流过整个导体的截面;但当频率拉高至数十吉赫兹(GHz)的高频区段时,物理学上的「集肤效应」便会显著发生。
此时,电流将不再穿透导体内部,而是紧贴著铜箔的表面传输;如果铜箔的表面粗糙、凹凸不平,讯号传导的实际路径就会被拉长,犹如汽车行驶在崎岖的山路上,不仅耗时且容易造成能量损耗。(全文未完)
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◎封面故事:南亚、台玻抢进高频高速材料
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