基板IC载板介于芯片与PCB之间

概述

IC封装基板（IC Package Substrate，载板 又称IC载板）是封装PCB行业里技术难度较高的高端产品，在封装过程中，基板IC载板介于芯片与PCB之间，载板实现信号传输连接，封装同时为芯片提供保护和支撑并形成散热通道 ，基板暗区突围透视工具使封装后的载板芯片达到符合要求的尺寸，为封装中的封装关键材料。

相较于普通PCB而言 ，基板IC载板具有板体更薄 ，载板 线宽线距更精细，封装孔径更小等优点，基板需要更精密的载板对位技术 、电镀技术等 。封装此外还起到保护、基板支撑、散热以及形成标准化的安装尺寸的作用 。IC载板作为一种高端PCB板，具有高密度、高精度 、小型化和轻薄化的特点，广泛应用于移动终端、通信设备、服务/储存等下游应用领域。

资料来源：Yole
，中金公司研究部

IC载板为半导体封装中价值量占比最大的耗材 。半导体封装中所用耗材种类较多，包括封装基板、引线框架、键合线
、封装树脂、陶瓷封装和芯片粘接等，其中封装基板占比最高，价价值占比接近一半，连接线/键合线
、引线框架、封装树脂和其他材料占比分别为46%、13%
、10%和15%
。

按封装方式分类：可分为BGA封装基板、CSP封装基板、FC封装基板、MCM封装基板。按照IC封装基板与裸芯片连接侧的封装工艺不同  ，封装基板可分为引线键合（WB）封装基板与倒装（FC）封装基板 。按照基板与PCB连接侧的封装工艺不同
，封装基板可分为球栅阵列封装（BGA）、插针网格阵列封装（PGA） 、栅格阵列封装（LGA）、芯片尺寸封装（CSP）、板在芯片上封装（BOC）等 。本尊科技按照封装材料不同，IC载板可分为硬质基板 、柔性基板和陶瓷基板，硬质基板又可进一步分为BT 、ABF 和MIS载板。

BT载板以BT树脂为基材 ，其以双马来酰亚胺和三嗪为主树脂成份，并加入环氧树脂、聚苯醚树脂或烯丙基化合物等作为改性组分，形成的一种热固性树脂，具有较高的暗区突围挂 锁头 透视玻璃化温度 、优秀的介电性能、低热膨胀率 、良好的力学特征等性能，因此广泛应用于存储器 、射频 、手机AP等领域，但由于其具有较硬的玻纤砂层，虽然能够稳定尺寸，防止热胀冷缩影响良率，但同时钻孔难度较高
，较难满足目前精细化 、高多层化的载板需求 。

ABF载板ABF基板的芯层（Core）结构仍保留玻纤布预浸树脂（FR-5或BT树脂）作为核心层，同时采用了上下的增层结构，加入了ABF积层介质薄膜 ，舍去了BT载板使用的预浸玻纤布压合铜箔的铜箔基板，改用电镀铜取代之。由此制成的ABF载板凭借多层数
、细线路等优势更适配于更先进制程I/O端口数较多的场景，应用于高性能运算芯片，主要用于CPU 、GPU 、FPGA、ASIC等高性能运算芯片。随着英伟达H100、GH200等GPU产品推出 ，其对于载板的面积
、数据传输及功耗等性能要求逐渐提升 。受益于AI快速发展趋势 ，IC载板尤其是ABF载板的重要性及市场规模有望迎来快速增长。随着日益增长的算力需求及台积电CoWoS工艺的发展 ，下游企业对ABF载板的要求也逐渐提升  ，主要体现于：1）更大的面积（目前已向110mm*110mm以上发展）；2）更精细的线宽线距（L/S向5/5μm以下发展）；3）更高的层数（向20层9/2/9结构以上发展）。

存储芯片封装基板包括：移动存储芯片封装基板（一般采用WB-CSP工艺、BT材料）
、固态存储芯片封装基板（一般采用WB-BGA工艺 、BT材料）、嵌入式存储封装基板（一般采用WB-BGA工艺 、BT材料） 、易失性存储芯片封装基板（一般采用WB-BGA工艺、BT材料）。

图：存储芯片封装基板分类，来自和美

非存储芯片封装基板包括
：逻辑芯片封装基板（一般采用FC-BGA/LGA/PBGA工艺、BT材料和国产高性能PP材料） 、通信芯片封装基板（一般采用WB-BGA工艺、BT材料） 、传感器芯片封装基板（一般采用WB-CSP工艺、BT材料）。

图：非存储芯片封装基板分类，来自和美

产业链

芯片经过设计 、制造之后，需要进行封装测试，IC封装基板用于IC的封装环节，然后再进行PCB的插件、贴片等工序。引线键合（WB）封装基板在芯片封装总成本（不含晶片成本）中占比约为40%-50%
，而高端的倒装（FC）封装基板在芯片封装总成本（不含晶片成本）中则更高，占比约为70%-80% 。

图 ：IC封装基板在IC产业链中的位置，来自和美

IC封装基板公司的上游包括原材料和外协加工。采购的暗区突围透视辅助原材料包括金盐 、覆铜板、铜箔、PP、化工材料 、干膜、油墨等  。外协加工环节请第三方完成 ，工艺包括钻孔  、终检 、飞针探测等。

原材料供应：IC封装基板制造所需的主要原材料包括有机和无机材料 ，如陶瓷、玻璃、有机高分子等
。此外，还需要导电性能良好的金属材料，如铜 、镍等 ，用于制造电路和连接点。这些原材料的质量和性能对基板的制造质量具有重要影响。基板制造 ：在基板制造环节 ，首先需要对基板材料进行清洗，去除表面的杂质和污染物。然后 ，将大块基板切割成适当的小片  ，以便后续加工。接着，在基板上钻孔，以便安装芯片和连接线路。随后 ，通过沉积 、覆盖等工艺在基板上形成电路和连接点。这个过程中需要使用特定的粘合剂将芯片与基板粘合在一起。封装测试：制造完成的封装基板与裸片（die） 、引线等经过封装测试后共同组成芯片  。这一环节确保了芯片与封装基板之间的良好连接和稳定性，以及芯片的整体性能
。最终应用：封装完成的芯片被广泛应用于各种电子产品中，如智能手机、电脑、平板电脑等消费电子产品，以及物联网、人工智能  、大数据等新兴技术领域
。随着技术的不断发展，IC封装基板的应用领域还将进一步拓展。

IC封装基板及对应的应用如下
：移动存储芯片封装基板（对应于U盘）、固态存储芯片封装基板（对应固态存储器）、嵌入式存储封装基板（对应嵌入式存储器）、易失性存储芯片封装基板（对应动态存储器） 、逻辑芯片封装基板（对应逻辑芯片）
、通信芯片封装基板（对应SIM卡等）、传感器芯片封装基板（对应指纹传感器等） 。

图：芯片封装基板及对应的应用，来自和美

市场空间

随着传统PC市场的回暖，以及AI催生出的AI PC、AI服务器GPU等需求
，IC载板尤其是ABF载板市场规模有望快速增长 ，根据Yole统计 ，2022年先进IC载板市场规模为151.4亿美元，同时预计至2028年市场规模有望提升至289.6亿美元，暗区突围透视辅助工具免费2022-2028年CAGR达11%，其中2022年ABF载板市场规模为48.1亿美元，Yole预计至2028年市场规模有望增长至106.5亿美元
。

根据Prismark 统计数据及预测，在PCB的细分产品品类中，IC封装基板是增速较快的一类，增速高于行业平均 。2021年全球封装基板产值为144.1亿美元，2022 年由于受宏观经济影响，终端市场疲软，多层板、HDI 等品类产值均有所下降
。根据中国台湾电路板协会和 Prismark统计，2022年全球IC封装基板行业整体规模达178亿美元  ，同比增长24% ，预计到2026年规模将达到214亿美元，呈现快速增长的发展态势。

Prismark预计2026年封装基板产值将有望 达到214.3亿美元  ，2021-2026年平均复合增长率为8.3% ，是所有品类中增速最快的 。 国内方面， 预计2025年国内IC载板市场规模将达到412.4亿元 ，占全球比重接近30% 。

IC载板在高端封装领域已取代传统引线框架，成为封装过程中的必备材料。先进封装增加IC载板的层数，有效拉动行业增长，而Chiplet 封装技术也大大增加了ABF载板的需求面积 ，带动ABF载板需求提升。

竞争格局

由于与PCB有着相似的制造工艺，因此IC载板供应链与PCB类似 ，主要集中于中国台湾及日本。综合来看
，IC载板的加工难度高 ，目前主要由海外厂商主导 。IC载板具有高精度、高密度、高性能  、小型化及轻薄化等特点，在各种技术参数上要求较高
，尤其是最核心的线宽/线距参数要远小于其他种类PCB产品，因此具有较高的技术门槛；资金投入方面  ，相较其他PCB品类 ，IC 载板产线在投产前研发投入巨大且用时良久，在产线建设、后续运营等方面也需要巨大资金持续投入，尤其是需要巨额的设备采购支出；客户壁垒方面 ，IC载板客户认证体系 较普通PCB产品更严格 ，业内通常采用合格供应商认证制度，认证过程复杂且周期较长， 由此可见，相比其他PCB品类，IC载板具有更高的技术门槛 、资金壁垒和客户认证壁垒。

从IC载板发展过程看 ， 行业基本遵循“日本-韩国-中国台湾-中国大陆”的产业转移路径 。目前全球IC载板产能集中在东亚地区，但由于我国在该领域起步较晚
，目前日、韩 、台企业仍占据行业主导地位，暗区突围透视工具在技术储备
、产能规模 、收入与利润等方面全方位领先大陆厂商。

由于IC载板技术难度较高
 ，且存在一定的客户认证壁垒
，因此国产化程度较低 ，行业集中度高。2019年全球封装基板产能集中于日韩台地区，仅有4%为我国大陆内资属性  。据Prismark 统计
 ，全球IC载板前三大企业分别为台湾欣兴电子、日本揖斐电（Ibiden）和韩国三星电机 ，前十大厂商份额占比超过80%。虽然大陆企业起步时间晚，且面临较高的行业壁垒 ，但受益于本土巨大的市场空间、产业配套和成本优势  ，叠加近年来全球半导体封测产业逐渐向中国大陆转移，有望直接拉动封装材料需求 。我国出于半导体供应链稳定、信息安全等角度 ，正在加快IC载板国产替代进程， 各个PCB厂商都在积极投资扩建IC载板项目
。中国大陆厂商IC载板目前国产化率仍较低，且以BT载板为主。目前国内投资载板的主要厂商有兴森科技 、深南电路 、珠海越亚等 ，三家厂商投资金额分别达到72 ，60
，35亿元 。 预计国内IC载板产能将在2025年陆续释放 ，也将带动相关载板用电子化学品需求放量。

深南电路已实现深圳IC载板工厂30万平米/年产能 ，主要针对MEMS、指纹模组、射频模组等IC载板产品，无锡IC载板工厂60万平米/年产能，主要面对存储类产品IC载板产品，同时无锡工厂二期正持续推进能力提升与量产爬坡；广州FC-BGAIC载板项目已于2023年第四季度完成连线投产；根据兴森科技投资者关系记录 ，兴森科技已实现3.5万平/月BT载板产能建设，主要针对存储芯片、指纹识别芯片、射频芯片
、应用处理器芯片、传感器芯片等
，ABF载板产能目前珠海FCBGAIC载板项目部分大客户的技术评级、体系认证、可靠性验证均已通过，公司预计2024年第一季度进入小批量生产阶段，产能约200万颗/月；珠海越亚2023年总投资21.5亿元FCBGA封装载板生产制造项目二期项目开工，产能为48万片/年
，2021年底投资35亿元的珠海工厂，达产后公司预计产能为Via Post铜柱法载板12万片/月，嵌埋封装载板2万片/月，FCBGA封装载板6万片/月。

根据中国台湾电路板协会统计 ，2022年全球BT封装基板产值约为81.8亿美元，占整体封装基板产值约45.9%。韩国BT封装基板厂商产值约占 43.6%，中国台湾BT封装基板厂商产值约占30.3% ，暗区突围透视外挂购买日本BT封装基板厂商产值约占15.0%，中国大陆内资自主品牌BT封装基板厂商产值约占7.0% 。

图： 全球BT封装基板的市场份额
，来自和美

在IC载板中 ，ABF载板应用于CPU、GPU等高运算性能IC，技术难度更高
。目前ABF载板与BT载板生产所需的重要原材料——ABF/BT有机树脂被日本头部企业垄断
，原材料供给较为紧缺。主要原材料的供应短板也制约了行业产能扩张， 预计行业供不应求局面有望持续较长时间。2021年全球ABF载板主要由欣兴电子、揖斐电、奥特斯等厂商垄断
，三家占比分别为22%，19%，16%
。其余厂商有南亚电路板 、新光电气（Shinko）、景硕科技  、三星电机，行业CR7达到95% ，市场集中度很高 。

根据Yole统计  ，2022年全球ABF载板供应商中IBIDEN以21%的份额占据第一，欣兴电子以18.9%的份额位居第二，此外其他供应商包括南亚电路（13.3%） 、Shinko（12.2%）、奥特斯AT&S（10.8%） 、景硕（8.8%） 。目前中国大陆IC载板行业起步较晚，目前处于加速追赶阶段
。上游关键材料ABF基膜产能增速较低，限制了ABF载板产能释放 ，更重要的是，由于芯片面积增大致使当前ABF良率降低。

根据中国台湾电路板协会统计

根据中国台湾电路板协会统计，2022年全球ABF封装基板产值约为96.6亿美元  ，占整体封装基板产值约54.1% 。中国台湾ABF封装基板厂商产值约占45.1% ，日本ABF封装基板厂商产值约占34.6%，韩国ABF封装基板厂商产值约占12.4%。目前，中国内资企业暂不具备大规模量产ABF封装基板的能力。

图
： 全球ABF封装基板的市场份额，来自和美

生产工艺

SAP和mSAP是IC载板的主要生产工艺 。

减成法（subtractive/Tenting）是传统PCB的主要生产工艺 ，是在覆铜板上先整板电镀一层铜，保护线路和导通孔的同时刻蚀不需要的铜皮，留下线路及导通孔中的铜。该工艺侧蚀性高，铜层在向下蚀刻的过程中也会对侧面进行蚀刻，使得减成法的精细程度受到了限制 ，当线宽/线距<50μm时，减成法会因良率过低无法使用。图 ： Tenting 制程工艺流程图（以四层板为例），来自和美SAP（Semi-Additive Process
，半加成法）工艺流程为先在全板无电沉铜，然后对线条和孔位置进行图形电镀 ，电镀后褪掉干膜进行刻板，形成电路。由于蚀刻时只需蚀刻图形电镀前的底铜
，铜层较薄，因此刻板工序不会对侧面蚀刻线路 ，可以生产出线宽线距更精细的线路。由于封装载板为了降低线宽线距并且减少信号传输趋肤效应
，选用基材粗糙度较低 
，因此对于垂直沉铜化学品的结合力和可靠性要求很高。SAP与mSAP的关键区别在于SAP没有基铜
。SAP中种子层为化学沉积铜（厚度为0.5~1 μm），而mSAP中种子层是压合超薄的铜箔（厚度为2~3μm）
。由于闪蚀药水的蚀刻选择性，超薄又疏松的化铜层更易去除 ，更利于实现高密度线路，线宽间距可达10/10μm。但如果种子层与介质间的结合力弱，对于大尺寸基板上的长距精细线路来说，其掉线现象会非常严重。所以SAP工艺的核心技术即控制化铜层与介质材料间的结合力 。mSAP（Modified Semi-Additive Process，改良型半加成法）无需ABF材料，多用于BT载板，最小线宽间距在15/15μm。mSAP工艺采用极薄基铜（2～3μm）作为底铜，在基板（BT类载板）上制作抗蚀图形 ，通过图形电镀加厚线路，去除抗蚀图形后再闪蚀底铜，保留下来的部分即形成精细电子电路 。该方法无需ABF材料
，普通的材料配上超薄铜箔即可实现 ，与之配套的设备兼容性较强，无需专门更新设备，故行业内大多优先选用mSAP工艺。图
： mSAP制程工艺流程图，来自和美

ABF生产核心流程可分为芯板制作与内外层制作 。以10 层FCBGA载板为例 ，内层芯板经开料
、钻孔
 、路线刻蚀与AOI检测完成制作。之后在超粗化过的内层芯板上进行ABF压合与激光钻孔，孔内金属化后进行一系列的贴干膜 、曝光 
、显影与图形电镀 ，最后经过薄膜与闪蚀完成精细线路的制作 ，过程中还会有固化
、清洗 、烘烤与AOI检测等流程以确保载板的良率。

FCBGA载板制作关键步骤

ABF载板生产过程中的主要原材料可分为结构材料与化学材料 。结构材料有树脂 、ABF膜 、铜箔与绝缘材料等；化学材料包括干膜、湿膜、光阻 、刻蚀剂 、显影剂等 。在高端ABF载板中，功能性湿电子化学品成本占比大约为10%-12% ，其中将近 70%-80%是沉铜与电镀用化学品
。其余部分为一些显影
、闪蚀等电子化学品需求。其中材料中较为关键的是ABF膜，ABF膜是一种在环氧树脂中加入玻璃微粉压合制成的片状半固化材料 ，其中不含玻纤 ，用这种材料制造外层线路的绝缘层可以很好地实现SAP，在高端基板制造中广泛应用 。然而ABF是日本味之素精细化学公司的专利产品，根据晶化科技统计，2021年全球ABF膜市场规模达4.6亿美元
，其中味之素占比96.8%。

铜箔厚度影响线路精细程度。mSAP工艺中影响蚀刻咬蚀量的决定因素为基铜的厚度 ，越薄的基铜其对应蚀刻量越少，对于线路的侧蚀越小
，越利于精细线路作业 ，特别是10μm/10μm的精细线路更需要超薄铜箔来减少蚀刻时的过蚀与侧蚀 。极薄化正成为下一代铜箔技术研究方向
，即发展成为小于3 μm的极薄铜箔 。但在超薄铜箔的制备过程中还存在较大的困难 ，因为超薄铜箔厚度太小，镀层容易产生针孔和疏孔，影响铜箔的质量。三井金属已经于2020年开始正式量产1.5~5 μm的极薄电解铜箔MicroThin™，同时具有超薄性和低信号传输损失特性 。

ABF载板核心生产设备包括LDI 、AOI、PTH等。相比传统曝光（先做胶片，再通过平行光光照投影 ，最后做转录），LDI（Laser Direct Imaging ，激光直接成像）设备是直接将激光将图形刻在光敏材料上 ，精度高于传统曝光 。AOI（Automatic Optic Inspection）线路检查设备，可以检测制程过程中线路的线宽线距以及开短路情况。PTH（Plating Through Hole，电镀通孔）的设备和VCP（Vertical conveyor plating，垂直连续电镀）设备用于精细路线的电镀。此外还有测试机  、贴膜机、激光钻孔机等。

性能指标

IC封装基板最具代表性的通用指标为：线宽/线距、手指中心间距，前述两项参数也充分体现了生产企业的核心制程能力，除前述两个核心参数指标外
，线路层数、板厚等参数也通常作为产品的通用指标进行列示
。此外，量产制程能力和样品制程能力同样为考验行业企业技术水平的重要指标 。

相较于普通PCB ，IC封装基板在线宽/线距
 、板厚
、制备工艺等多项技术参数上都要求更高。PCB板线宽/线距通常在 50-100μm 之间，板厚通常在 0.3-7mm之间，无法满足芯片封装的技术要求；HDI板线宽/线距通常在 40-60μm之间，板厚通常在 0.25-2mm之间；IC封装基板线宽/线距在 8-40μm之间，板厚在0.1-1.5mm之间。

根据基板基材、封装工艺的不同 ，IC封装基板的核心性能参数及下游应用领域也存在较大差异，具体情况如下 ：

内资厂商在高端 FC-BGA 封装基板领域与境外主要IC封装基板企业存在较大技术差距。目前 ，内资厂商均在积极布局FC-BGA封装基板产品 ，但尚未形成大规模量产能力知名IC封装基板企业产品技术参数的对比情况：

IC封装基板根据基材材质 、层数 、线宽/线距、手指中心间距等核心参数的区别 ，需要选择不同生产设备和工艺路线，定制化程度非常高，整个生产过程涉及材料学 、光学、化学
、电磁学、自动化控制 、检测等众多跨专业学科 ，以及几十甚至上百道工序。在生产过程中，任何一个技术盲点或工艺缺陷都可能会导致产品缺陷
。此外，为了匹配下游芯片的快速迭代，IC 封装基板生产企业需要不断地在新产品、新工艺等领域研发创新 ，在工艺制程、产品性能 、自动化水平等方面不断突破技术瓶颈 。

因此，IC 封装基板生产企业需要经过长期的技术积累和经验总结，才能完全掌握整个生产工艺 ，形成自身的核心技术 ，并需要持续的研发创新，对于拟进入行业的企业构成较高的壁垒。

发展趋势

在芯片封装测试领域 ，中国内资封测企业占据了全球近30%的市场份额。但在IC封装基板领域，中国内资企业仅占全球IC封装基板市场份额的 3.2% ，其中占BT封装基板全球市场份额的7%，ABF封装基板尚未形成大规模国产化能力 。IC封装基板与芯片封装测试较大的国产化率差异将会加速IC封装基板国产化替代进程
，IC封装基板行业市场前景广阔。

当前，ABF载板主流层数将由10层提升至12-14层。技术层次上，欣兴可做到32层，景硕14层 、南电8-16层，越亚半导体可实现14-20层以上的产品突破。线路细密度上
，BT载板线路在12 微米以上
，ABF线路细密度进入8微米，Yole预计2025年正式进入5微米的竞争 。载板面积上，ABF 载板常见的有35mmX35mm
、100mmx100mm甚至200X200mm 的整合性芯片，多用于AI与高性能运算。中国大陆有深南、越亚、兴森、华进等具备小批量生产线宽/线距12/12-15/15μm FCBGAIC载板的能力 。

为解决有机材质基板用于芯片封装产生翘曲问题，Intel正积极推出业界首款下一代先进封装的玻璃基板，将用于需要较大尺寸封装的应用，如涉及数据中心和人工智能的商业方面
，根据Intel预计，2025年后其有望开始提供完整的玻璃基板解决方案 ，并在2030年前实现1万亿个晶体管封装。玻璃基板具有更优越的性能。与当今的有机基板相比，玻璃具有独特的性能
，例如可以承受更高的温度，通过增强平面度使图案失真减少 50%
，改善光刻的聚焦深度  ，并且具有极其紧密的层间互连覆盖所需的尺寸稳定性。得益于这些特性 ，玻璃基板上的互连密度可以提高10倍，同时增加了设计人员在电源传输和信号线路布置方面的灵活性 。此外，玻璃基板的机械性能得到改善，可以实现超大型封装
，并具有非常高的组装良率。

TGV（Through Glass Via）是穿过玻璃基板的垂直电气互连，与TSV（Through Silicon Via）相对应，具有替代硅中介层的可能性 ，被认为是下一代三维集成的关键技术
。TGV 以高品质硼硅玻璃 、石英玻璃为基材，通过种子层溅射、电镀填充、化学机械平坦化、RDL再布线，bump工艺引出实现3D互联。TGV是直径通常为10μm-100μm的微通孔 。对于先进封装领域的各种应用，每片晶圆上通常需要应用数万个TGV通孔并对其进行金属化，以获得所需要的导电性 。与硅基板相比，TGV技术具有优良的高频电学特性、大尺寸超薄玻璃基板成本低 、工艺流程简单、机械稳定性强等优势 。从工艺上，玻璃基板在处理过程中与ABF载板相同采用SAP工艺。通过真空层压技术将干膜层压到玻璃基板上，并预先对玻璃进行TGV通孔   ，随后通过UV或准分子激光进行图案化；此外还需对玻璃基板进行种子层及导线的电镀、PVD、CMP等工艺
，随后在玻璃芯板两侧层压薄膜聚合物介质，但由于TGV技术无需制作绝缘层，因此降低了工艺复杂度和加工成本 。

参考资料

20230330-东莞证券-Chiplet助力半导体产业弯道超车
，先进封装 、IC载 板 、半导体IP等多环节受益

20240103-财通证券-天承科技-688603-PCB专用化学品龙头，先进封装打造新成长曲线

中金 | 智算未来系列三 ：载板行业提速
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