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AI算力升级催生陶瓷基板新机遇,HDI供应链或迎重构

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一、核心逻辑AI算力持续升级正推动HDI(高密度互连)板向八阶以上演进,传统FR-4材料已无法满足GPU计算卡在功率密度激增下的散热与结构稳定性需求。陶瓷基板凭借超高导热率(300–600倍于FR-4)、优异热膨胀匹配性、低热阻垂直传导能力,有望成为高阶HDI芯板的核心材料方案,并在CoWoP(Chip-on-Wafer-on-PCB)等先进封装架构中解决热机械失配与焊点疲劳等关键失效问题。这一技 ...

一、核心逻辑

AI算力持续升级正推动HDI(高密度互连)板向八阶以上演进,传统FR-4材料已无法满足GPU计算卡在功率密度激增下的散热与结构稳定性需求。陶瓷基板凭借超高导热率(300–600倍于FR-4)、优异热膨胀匹配性、低热阻垂直传导能力,有望成为高阶HDI芯板的核心材料方案,并在CoWoP(Chip-on-Wafer-on-PCB)等先进封装架构中解决热机械失配与焊点疲劳等关键失效问题。这一技术路径具备颠覆性潜力,或将重塑HDI供应链格局,为具备先发技术储备的国产厂商带来重大预期差。

1. 高阶HDI面临“热瓶颈”,陶瓷基板成破局关键

  • 当前GPU计算卡普遍采用五至六阶HDI,线宽/线距约15–20μm;
  • 未来随AI芯片制程推进(如3nm以下),八阶HDI将成为主流,线宽/线距将压缩至10μm以下,盲埋孔密度提升3倍+;
  • 功率密度跃升导致热阻叠加严重,传统FR-4基材导热率仅0.3 W/m·K,无法有效导出热量;
  • 陶瓷基板(如AlN、Al₂O₃)导热率达170–220 W/m·K,嵌入HDI芯板后可实现热量垂直短路径传导,整体热阻降低70%以上。

2. CoWoP封装对材料稳定性提出极致要求

  • CoWoP取消ABF/BT封装基板,将硅中介层直接键合到PCB,虽降低成本,但热膨胀系数(CTE)失配加剧
  • 高功耗下反复冷热循环引发热应力集中,导致焊点疲劳、界面分层、甚至硅片开裂;
  • 陶瓷基板CTE(4–7 ppm/℃)更接近硅(2.6 ppm/℃),显著缓解热机械应力,提升封装可靠性,是CoWoP长期稳定运行的关键支撑。

3. 技术范式转移孕育供应链重构机遇

  • 回顾PCB发展史:从多层板→HDI→SLP,每次材料与工艺革命都催生新龙头(如欣兴、景旺);
  • 陶瓷基板因加工难度高(脆性大、金属化难、成本高),此前主要用于IGBT、激光器等小众领域;
  • 若在AI计算卡HDI中规模化应用,将打开百亿级新增市场,并打破现有FR-4/HDI供应链格局,为技术前瞻布局者提供“弯道超车”窗口

二、机会梳理

▶ 陶瓷基板 & 高阶HDI核心标的

  • 科翔股份
  • 国内少数同时掌握陶瓷基板与高阶HDI量产能力的企业
  • 已完成AlN陶瓷基板金属化工艺开发,热导率>180 W/m·K;
  • HDI产品已送样头部AI服务器厂商,用于GPU载板验证;
  • 作为新进入者,当前估值未反映陶瓷基板潜在价值,预期差显著
  • 景旺电子
  • 全球Top 10 PCB厂商,HDI技术平台成熟,六阶HDI已批量供货英伟达供应链;
  • 正在推进陶瓷基板嵌入式HDI中试线建设,与中科院合作开发低温共烧陶瓷(LTCC)方案;
  • 客户覆盖华为、浪潮、联想等,具备快速导入能力,确定性高、弹性足

▶ 协同延伸环节(材料与设备)

  • 三环集团
  • 陶瓷材料龙头,MLCC陶瓷粉体技术可迁移至AlN基板,具备上游材料优势;
  • 已启动半导体用陶瓷基板研发,潜在供应角色。
  • 博敏电子
  • 布局IC载板与高导热基板,参股陶瓷基板项目,技术协同性强。
  • 光华科技、联瑞新材
  • 分别在陶瓷金属化化学镀液、高纯氧化铝粉体环节具备配套能力。
  • 大族激光、德龙激光
  • 超快激光可用于陶瓷基板精密钻孔与切割,解决脆性材料加工难题。
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