AI高带宽时代,PCB的“半导体化”走到哪了?

先进封装这几年把计算芯片从平面微缩推向高I/O、多芯片、垂直互连。HBM通过2.5D和3D跟逻辑芯片紧耦合,CoWoS类中介层把大量高速信号引出到基板,再落到主板上。光模块从800G往1.6T走,单通道224G PAM4对损耗、抖动、串扰的要求明显更严。芯片端I/O密度越高,板级逃逸路由、阻抗控制、供电IR drop的压力就越大,这也是PCB工艺从“做板子”往“类载板”靠拢的根本原因。

这事不靠某一家论文驱动,靠的是AI服务器、高速交换机、1.6T光模块共同把规格往上推。

传统减成法先铺厚铜再蚀刻去铜,线宽到50微米左右侧蚀就开始明显,截面呈梯形,阻抗和插入损耗都难精细控制。AI场景的痛点不是线能画多细,是三件事同时成立:细线、低损、高可靠。高多层背板要低Dk/Df材料,HDI增层要激光微孔和任意层互联,CoWoS类封装落板要有0.35到0.4毫米BGA逃逸能力。减成法不是不能用,但在最密的信号层会越来越吃力。

mSAP反过来搞,先用超薄铜箔做种子层,光刻定义线形,电镀把铜长到目标厚度,最后闪蚀掉种子层。线路截面更接近矩形,侧蚀小,线宽线距能稳定进到15到25微米,部分产线可往更细走。但实际不是全板都上mSAP,大尺寸AI板通常按信号层、电源层分别选工艺,高速信号细线用mSAP,电源层仍可能厚铜。所谓PCB半导体化,更准确是混合工艺体系升级,不是把减成法整体替换掉。

设备端,mSAP对曝光解析、微孔质量、电镀均匀性三件事最敏感。

芯碁微装在HDI和IC载板LDI有6微米级解析的量产设备布局,大尺寸AI板还要看幅面均匀性和对位精度。大族数控在激光钻、LDI、成型端都有高阶PCB设备,薄种子层微孔的热损伤控制是关键指标。东威科技的垂直连续电镀在HDI和类载板有应用,相比传统电镀更利于铜厚一致性和良率。设备交期是真实约束,高精度LDI和电镀新线从下单到验收周期差异大,部分高端配置能到12到18个月,设备端感受产能变化通常早于板厂出货。

材料端,线宽收紧后,介质和铜面本身决定信号上限。

生益科技在高速CCL领域有AI服务器项目布局,华正新材和南亚新材在高速高频方向持续投入。方邦股份有可剥铜技术积累并在做客户验证,德福科技和铜冠铜箔在HVLP高端电解铜箔有布局。光华科技和三孚新科在电镀液和表面处理有细线应用基础。

板厂这边,AI服务器、交换机、1.6T光模块对板厂要求不一样。

鹏鼎控股的SLP和高阶HDI从手机延伸,细线底子厚。深南电路高多层加ABF类载板双线并进,HDI和载板相关mSAP有公开布局。沪电股份高速高多层、交换机服务器板布局深,高多层高速板与正交类项目按公开资料推进。胜宏科技高阶HDI和高多层AI板扩产活跃,公开项目涉及mSAP。景旺电子互动披露具备1.6T光模块PCB打样与量产能力,汽车加通信多品类。兴森科技IC载板加类载板加高阶HDI技术积累深,载板仍在投入期。

高规格板不是会mSAP就能接,种子层残留、曝光偏移、电镀厚薄不均、闪蚀过度、微孔填孔空洞、大板层间对位,每一个都能把初期良率拖低。行业经验从搬设备到稳定量产受线宽、层数、基材、面板尺寸影响很大,通常按季度到一年多不等爬坡。

1.6T光模块对PCB的要求跟AI服务器板不太一样,模块板尺寸小、层数多、线宽更细,对材料等级和损耗预算卡得很严。具备高阶HDI和细线加工能力的板厂,在这一块有天然的技术协同。景旺电子在互动披露过具备1.6T光模块PCB打样与量产能力,鹏鼎控股、深南电路、胜宏科技按各自公开资料看,在HDI和模块板方向也都有布局。

垂直供电还在早期,高功耗GPU用传统横向配电,IR drop和噪声余量越来越紧,板级把厚铜电源层、细线控制层、层间对准一起优化是明确方向,放量待验证。

整体看,PCB半导体化不是单点换设备,是细线图形化加LDI加激光钻加VCP加低损CCL加载体铜加HDI任意层加载板能力的系统升级。方向清楚,执行靠良率。

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