試圖理解單個計算機(jī)芯片的所有復(fù)雜組件可能會令人眼花繚亂：通過銅線高速公路相互連接的多層微觀組件，其中一些僅比幾股 DNA 寬。這些電線之間有一種稱為電介質(zhì)的絕緣材料，可確保電線不會接觸和短路。

進(jìn)一步放大，我們可以看到芯片與其下方的結(jié)構(gòu)之間放置了一種特殊的電介質(zhì)；這種材料被稱為介電薄膜，其厚度與白細(xì)胞一樣薄。如今味之素?fù)碛性摦a(chǎn)品 90% 以上的市場份額，該產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于從筆記本電腦到數(shù)據(jù)中心的各個領(lǐng)域。
現(xiàn)在，一家位于加利福尼亞州伯克利的初創(chuàng)公司正在采取艱巨的努力，推翻味之素，并將芯片制造供應(yīng)鏈的這一小部分帶回美國。Thintronics 承諾推出一款專為人工智能時代的計算需求而打造的產(chǎn)品，該公司聲稱這是一套新材料，具有更高的絕緣性能，如果采用，可能意味著數(shù)據(jù)中心擁有更快的計算速度和更低的能源成本。

在價值 2800 億美元的《芯片和科學(xué)法案》的推動下，該公司處于即將到來的美國新公司浪潮的最前沿，該法案正在尋求在半導(dǎo)體行業(yè)中分一杯羹，而該行業(yè)目前已由少數(shù)國際公司主導(dǎo)。但要想取得成功，Thintronics 及其同行必須克服一系列挑戰(zhàn)——解決技術(shù)問題、破壞長期的行業(yè)關(guān)系以及說服全球半導(dǎo)體巨頭接納新的供應(yīng)商。


1、ABF的故事

如果您認(rèn)識 Ajinomoto 這個名字，您可能會驚訝地發(fā)現(xiàn)它在芯片領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用：該公司更為人所知的是全球領(lǐng)先的味精調(diào)味粉供應(yīng)商。20 世紀(jì) 90 年代，味之素發(fā)現(xiàn)味精的副產(chǎn)品可以制成很好的絕緣體，從那時起，味之素就在這一利基材料領(lǐng)域享有近乎壟斷的地位。

據(jù)味之素介紹，ABF的故事始于1970年代，在1990年代后期首次在個人計算機(jī)中得到采用，并且隨著CPU性能的提高而發(fā)展到今天。

隨著從MS-DOS到Windows操作系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，用于個人計算機(jī)的CPU的大規(guī)模集成的興起以及終端的數(shù)量從早期的約1990個增加到上千個，對高級CPU基板的需求在40年代迅速增長?；蚋?。這導(dǎo)致從“引線框”配置轉(zhuǎn)變?yōu)榘惭b在包含復(fù)雜布線圖案的多層電路基板上的CPU，從而迫切需要新的絕緣材料。

味之素集團(tuán)從1970年代開始就將氨基酸化學(xué)應(yīng)用于環(huán)氧樹脂及其復(fù)合材料的基礎(chǔ)研究。最終導(dǎo)致開發(fā)用于CPU基板的高級絕緣子。作為該領(lǐng)域的后來者，味之素集團(tuán)對薄膜的關(guān)注使公司的產(chǎn)品與傳統(tǒng)的墨水型絕緣子脫穎而出，并形成了一種材料，該材料解決了在高性能CPU中使用傳統(tǒng)的絕緣子帶來的重大問題。當(dāng)ABF可供制造商使用時，它滿足了快速增長的全球需求。

味之素表示，實現(xiàn)ABF研發(fā)的R＆D的基本目標(biāo)是找到一種樹脂組合物，該組合物將決定絕緣材料的性能，提供電氣材料的必要功能并促進(jìn)成膜。味之素集團(tuán)在精細(xì)化學(xué)方面的專長被用于開發(fā)將有機(jī)環(huán)氧樹脂，硬化劑和無機(jī)微粒填料結(jié)合在一起的配方。主要挑戰(zhàn)包括開發(fā)一種方法，以使有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)均勻混合，從而固有地抵抗均勻分散，并提供優(yōu)異的絕緣性能和優(yōu)異的加工特性。

為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，研發(fā)團(tuán)隊創(chuàng)造了一種具有高耐用性，低熱膨脹性，易于加工和其他重要特征的熱固性薄膜。該膜名為ABF，該膜于1999年被一家主要的半導(dǎo)體制造商首次采用。此后，它已成為幾乎所有高性能CPU的首選產(chǎn)品，并得到了不斷發(fā)展的R＆D的支持，以滿足快速發(fā)展帶來的需求在電路集成中。也就是從那時候起，ABF 就一直引領(lǐng)市場。

電路集成的進(jìn)步使由納米級電子電路組成的CPU成為可能。這些電路必須連接到電子設(shè)備和系統(tǒng)中的毫米級電子組件。這可以通過使用由多層微電路組成的CPU“床”來完成，稱為“堆積基板”。ABF有助于形成這些微米級電路，因為它的表面可以接受激光加工和直接鍍銅。如今，ABF是形成電路的重要材料，該電路可將電子從納米級CPU端子引導(dǎo)到印刷基板上的毫米級端子。

味之素表示，隨著CPU性能的快速提升，ABF的質(zhì)量也在不斷提高。這就要求不斷研發(fā)具有不同性能的絕緣樹脂，改進(jìn)產(chǎn)品特性，滿足新興客戶要求的加工技術(shù)以及反復(fù)進(jìn)行測試和驗證。

實現(xiàn)發(fā)熱的CPU環(huán)境所需的熱穩(wěn)定性，優(yōu)化電路形成必不可少的電鍍工藝以及促進(jìn)激光加工只是需要專門知識和專業(yè)知識的眾多挑戰(zhàn)中的幾個。隨著CPU的發(fā)展和多樣化，這些技能對于生產(chǎn)滿足客戶要求的基于ABF的最佳電路基板至關(guān)重要。


2、緊抓國產(chǎn)化替代機(jī)會

美日等國家進(jìn)一步加大對我國半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)封鎖，在人工智能勢不可擋的大背景下，此舉將加速我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化替代的進(jìn)程，“秦膜”系列無溶劑型封裝膠膜產(chǎn)品的推出恰逢其時。

日前，日本正式發(fā)布半導(dǎo)體出口管制舉措，23種半導(dǎo)體設(shè)備被日方列入管制清單。此舉對全球半導(dǎo)體產(chǎn)供鏈穩(wěn)定構(gòu)成進(jìn)一步?jīng)_擊，也是日方迎合美國對中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)做出的封鎖打壓之舉。

美日聯(lián)手在芯片領(lǐng)域遏制中國，在很大程度上推動了中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。當(dāng)下以美日為主導(dǎo)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈被打斷，中國芯片企業(yè)擔(dān)憂的風(fēng)險正逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實，加快自主產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)勢在必行，這也成為中國參與并重塑全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局的機(jī)遇和契機(jī)。業(yè)內(nèi)認(rèn)為，美國的制裁、實體清單和芯片法案并沒有阻礙中國，反而增強(qiáng)了中國要超越美國的決心。與此同時，中國網(wǎng)安部門近日宣布禁用存在安全問題的美光存儲芯片產(chǎn)品。這一行動，標(biāo)志中國網(wǎng)安防線日益穩(wěn)固，也意味著中國芯國產(chǎn)替代進(jìn)程加速。

“秦膜”系列高性能介質(zhì)膠膜廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體封裝和電子線路板等領(lǐng)域，起到粘接、固定、絕緣、導(dǎo)熱等作用，是IC載板和PCB板的關(guān)鍵功能材料。在IC載板領(lǐng)域中，以BT樹脂和ABF膜制成的BT載板和ABF載板應(yīng)用最為廣泛。作為ABF載板的核心原材料，ABF膜目前主要由日本味之素壟斷，根據(jù)味之素披露數(shù)據(jù)以及其擴(kuò)產(chǎn)節(jié)奏，預(yù)計2021-2025年ABF樹脂出貨量的復(fù)合增速約為16.08%。

覆銅板是PCB的基材，是承載電流、各類芯片與器件的關(guān)鍵材料。隨著大數(shù)據(jù)、人工智能相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速迭代進(jìn)步，對基材的損耗、導(dǎo)熱、結(jié)合力等方面提出了更高的要求，算力相關(guān)的線路板并成為PCB行業(yè)新的長期驅(qū)動力。根據(jù)億歐智庫預(yù)測，2025年我國與算力相關(guān)的芯片市場規(guī)模將達(dá)到1780億元，2019-2025年年均復(fù)合增長率可達(dá)42.9%。

中國有新型舉國體制的效率和優(yōu)勢，單一市場規(guī)模巨大。在成熟工藝領(lǐng)域做強(qiáng)技術(shù)、做大市占率，同時抓緊攻堅成熟工藝相關(guān)材料與設(shè)備，鞏固國產(chǎn)供應(yīng)鏈，將成為中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)突破的路徑。從這個角度來看，天和防務(wù)已經(jīng)提前完成“卡位”，只等風(fēng)來！


3、天和有“秦膜”

在新一輪行業(yè)大發(fā)展進(jìn)程中，天和防務(wù)不會成為“旁觀者”，它已經(jīng)做好了充分的準(zhǔn)備，并有望在細(xì)分領(lǐng)域大展拳腳，成長為行業(yè)細(xì)分龍頭。

據(jù)天和防務(wù)2022年報資料，在2022年，子公司西安天和嘉膜工業(yè)材料有限責(zé)任公司（以下簡稱“天和嘉膜”）面向新的市場機(jī)遇，完成了類ABF膜的IC載板增層膠膜的中試和小批量試產(chǎn)，并計劃于2023年下半年實現(xiàn)量產(chǎn)；HDI 增層材料以及高導(dǎo)熱金屬基板、玻璃基覆銅板及透明顯示模組等產(chǎn)品已經(jīng)完成開發(fā)，進(jìn)入市場推廣階段。

天和嘉膜的產(chǎn)品采用創(chuàng)新的高性能有機(jī)材料并結(jié)合自主研發(fā)的無溶劑膠膜制備技術(shù)，在HDI、載板、高導(dǎo)熱基板及玻璃基板等市場領(lǐng)域無論從成本、產(chǎn)品性能、環(huán)境友好性等方面均具有領(lǐng)先性。未來，隨著天和嘉膜系列材料的量產(chǎn)和市場拓展，將有望為公司打造新的利潤增長點(diǎn)。

天和防務(wù)在2022年度業(yè)績說明會上表示，天和嘉膜正在加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，聯(lián)合內(nèi)外部資源打通重點(diǎn)終端客戶，加速送樣測試進(jìn)度。相關(guān)產(chǎn)品產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到了150萬平米，同時產(chǎn)能還存在提升的空間。


4、實為順勢而為

“秦膜”的出現(xiàn)，并非“曇花一現(xiàn)”，而是天和防務(wù)向產(chǎn)業(yè)鏈上實現(xiàn)縱深發(fā)展形成的正回饋。

天和防務(wù)通用電子板塊近幾年不斷深化“材料—器件—模組”的布局，持續(xù)投入并增強(qiáng)創(chuàng)新能力，力求通過上下游聯(lián)動，尋找出具有獨(dú)特競爭能力的新增長點(diǎn)，目前天和在有源射頻芯片與模組、無源射頻器件與材料方向都已經(jīng)實現(xiàn)批量出貨，在此基礎(chǔ)上，通過“秦膜”持續(xù)向芯片和模組的上游-封裝材料拓展有望獲得較強(qiáng)的協(xié)同效應(yīng)，進(jìn)一步提升天和通用電子業(yè)務(wù)為客戶提供低成本高性能解決方案的能力。

隨著現(xiàn)代電子工業(yè)向算力化、智能化方向的持續(xù)升級，“缺芯”成為制約中國相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸之一，同時，緊張的國際技術(shù)與貿(mào)易形勢也為國內(nèi)眾多的創(chuàng)新型企業(yè)帶來新的機(jī)遇，通過與國內(nèi)頭部半導(dǎo)體企業(yè)的密切互動，迭代發(fā)展，有望在許多領(lǐng)域“去洋而代之”，為我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈長遠(yuǎn)發(fā)展提供持續(xù)支持。，而天和嘉膜“秦膜”產(chǎn)品的推出，正是呼應(yīng)了這一趨勢，希望天和人能夠抓住這一歷史性機(jī)遇，為我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈“自主可控”做出天和貢獻(xiàn)，取得經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的雙豐收，回饋社會和資本市場。