《产业分析》高频高速及半导体技术 铜箔产业「钱」景俏(4-1)

铜箔基板(Copper Clad Laminate，CCL)为绝缘纸、玻璃纤维布或其它纤维材料经树脂含浸后成黏合片(Prepreg，胶片)后，再于单面或双面与铜箔迭合，在高温高压下成形之基板；硬质CCL依其基材材质特性可区分为纸质基板、复合基板、玻纤环氧基板及软性基板等四类，其中纸质基板系以绝缘纸为补强材、酚醛树脂为黏合材；复合基板依使用胶片不同又可区分为CEM-1、CEM-3等两种，玻纤环氧基板系以玻纤布为补强材、环氧树脂为黏合材，其中FR-4板为铜箔基板大宗。物联网、电动车及自驾车兴起，且各国因陆续进入5G商转加速推动5G基础建设，除地面基站建设，亦延伸到低轨道太空中，引爆高频高速运算传输需求，加上5G世代电子产品以轻薄短小为诉求，各式各样新兴应用驱动PCB朝高密度、细线路多层板(HDI)、高层数板，以及身为晶片和PCB间介面的IC载板往ABF等新技术及材料发展，亦为PCB材料带来庞大升级商机。

根据工研院预估，随着进入5G基础建设(5G基地台Sub-6GHz & mmwave核心网设备)规模建置期，2020年到2030年高频高速PCB材料市场将成长10倍以上，2030年市场将逼近300亿美元；高频高速多层电路板因必须具有低介电常数(Low Dk)与低介电损耗(Low Df)基本条件，身为PCB基础关键材料的铜箔基板在PCB产品升级趋势下更扮演举足轻重的角色。

铜箔基板三大关键材料为：玻纤布(首选电子级玻纤布)、铜箔及树脂，其中玻纤布的厚/薄及层数，直接影响铜箔基板的厚度，在电子产品轻薄短小诉求下，PCB与铜箔基板亦被要求薄型化，因此玻纤布薄型化(1037/1027/1017)供应与织造技术也一直被推进中；在铜箔及树脂方面，树脂功能在于绝缘效果，通常以低介电常数/高阻燃性为诉求标准，由于智慧型手机与平板电脑等手持装置，以及100G/400G网通设备需要大量传输讯号，降低传输损耗是首要任务，必须使用Low Dk与Low Df树脂，才能确保讯号的稳定性与完整性，而铜箔因集肤效应(Skin Effect)，高频率的讯号需低粗糙度以利传输，也带动铜箔技术升级，从传统THE往RTF，甚至RTF2发展。

若依高频板及高速板来看，一般来说，高频板子层数低，多为2到6层板，主要使用铁氟龙与碳氢树酯，这两种树酯系统在高频环境下材料稳定度与信赖度好，但缺点是难加工；至于高速板一般是10到26层，且多使用改质环氧树脂或高阶使用PPO/PPE树酯系统，高阶PPO/PPE系统电性可媲美碳氢，略不如铁氟龙，但加工性好，可以做到26层、甚至32层板以上。除高频高速传输需求，HDI制程应用日增亦值得关注，过去基站、网通设备的高频高速板均是一次压合之厚板，铜箔基板材料满足其电性需求后即可使用；随着5G时代来临，由于设计的变更须採用更多层的PCB，在满足电性特性及节省空间的考量下，HDI需求应运而生且广泛的运用在5G基站、资料中心等产品上。在IC载板方面，由于IC载板较传统PCB板线路更加微缩、电性传导速率及效率与可靠度更加严格，目前使用材料以ABF和BT两种为主。

随着逻辑IC晶片、高效运算晶片及微控制器(MCU)等需求攀升，半导制程逐步迈向7奈米、5奈米以下高阶制程，在高接脚数(IO)与更细线宽线距下，IC封装基板材料也产生升级的需求，5G毫米波天线Aip需求激增成为BT载板市场亮点，其材料需求除了高尺安与低涨缩外，更多了Low Dk与Low Df的需求，另外薄型化的趋势也带动BT载板市场导入背胶铜箔(Resin Coated Copper)技术发展。另一块则是受惠高效运算晶片需求爆炸性成长的ABF载板，ABF因材质线路较精密、导电性佳、晶片效能好，非常适合用在CPU、GPU及AI晶片，目前除随着功能复杂性带动层数由8往10-12甚至20层发展，尺寸也由过去的23*23往100*100发展，带动材料的热膨胀系数要求由过去的30-40ppm往20ppm以下发展，让载板的尺寸安定性更高，同时材料也要求Low Dk与Low Df性能，以达到高频高速传输，确保IC晶片有最好的效能表现。