《產業分析》高頻高速及半導體技術 銅箔產業「錢」景俏(4-1)

【時報記者張漢綺台北報導】5G相關新應用激增，且電動車及車用電子滲透率攀升，搭配PCB與半導體技術趨近融合，高頻高速及半導體新技術翻轉銅箔基板產業，差異化需求讓銅箔基板產業「錢」景看俏。

銅箔基板(Copper Clad Laminate，CCL)為絕緣紙、玻璃纖維布或其它纖維材料經樹脂含浸後成黏合片(Prepreg，膠片)後，再於單面或雙面與銅箔疊合，在高溫高壓下成形之基板；硬質CCL依其基材材質特性可區分為紙質基板、複合基板、玻纖環氧基板及軟性基板等四類，其中紙質基板係以絕緣紙為補強材、酚醛樹脂為黏合材；複合基板依使用膠片不同又可區分為CEM-1、CEM-3等兩種，玻纖環氧基板係以玻纖布為補強材、環氧樹脂為黏合材，其中FR-4板為銅箔基板大宗。物聯網、電動車及自駕車興起，且各國因陸續進入5G商轉加速推動5G基礎建設，除地面基站建設，亦延伸到低軌道太空中，引爆高頻高速運算傳輸需求，加上5G世代電子產品以輕薄短小為訴求，各式各樣新興應用驅動PCB朝高密度、細線路多層板(HDI)、高層數板，以及身為晶片和PCB間介面的IC載板往ABF等新技術及材料發展，亦為PCB材料帶來龐大升級商機。

根據工研院預估，隨著進入5G基礎建設(5G基地台Sub-6GHz & mmwave核心網設備)規模建置期，2020年到2030年高頻高速PCB材料市場將成長10倍以上，2030年市場將逼近300億美元；高頻高速多層電路板因必須具有低介電常數(Low Dk)與低介電損耗(Low Df)基本條件，身為PCB基礎關鍵材料的銅箔基板在PCB產品升級趨勢下更扮演舉足輕重的角色。

銅箔基板三大關鍵材料為：玻纖布(首選電子級玻纖布)、銅箔及樹脂，其中玻纖布的厚/薄及層數，直接影響銅箔基板的厚度，在電子產品輕薄短小訴求下，PCB與銅箔基板亦被要求薄型化，因此玻纖布薄型化(1037/1027/1017)供應與織造技術也一直被推進中；在銅箔及樹脂方面，樹脂功能在於絕緣效果，通常以低介電常數/高阻燃性為訴求標準，由於智慧型手機與平板電腦等手持裝置，以及100G/400G網通設備需要大量傳輸訊號，降低傳輸損耗是首要任務，必須使用Low Dk與Low Df樹脂，才能確保訊號的穩定性與完整性，而銅箔因集膚效應(Skin Effect)，高頻率的訊號需低粗糙度以利傳輸，也帶動銅箔技術升級，從傳統THE往RTF，甚至RTF2發展。

若依高頻板及高速板來看，一般來說，高頻板子層數低，多為2到6層板，主要使用鐵氟龍與碳氫樹酯，這兩種樹酯系統在高頻環境下材料穩定度與信賴度好，但缺點是難加工；至於高速板一般是10到26層，且多使用改質環氧樹脂或高階使用PPO/PPE樹酯系統，高階PPO/PPE系統電性可媲美碳氫，略不如鐵氟龍，但加工性好，可以做到26層、甚至32層板以上。除高頻高速傳輸需求，HDI製程應用日增亦值得關注，過去基站、網通設備的高頻高速板均是一次壓合之厚板，銅箔基板材料滿足其電性需求後即可使用；隨著5G時代來臨，由於設計的變更須採用更多層的PCB，在滿足電性特性及節省空間的考量下，HDI需求應運而生且廣泛的運用在5G基站、資料中心等產品上。在IC載板方面，由於IC載板較傳統PCB板線路更加微縮、電性傳導速率及效率與可靠度更加嚴格，目前使用材料以ABF和BT兩種為主。

隨著邏輯IC晶片、高效運算晶片及微控制器(MCU)等需求攀升，半導製程逐步邁向7奈米、5奈米以下高階製程，在高接腳數(IO)與更細線寬線距下，IC封裝基板材料也產生升級的需求，5G毫米波天線Aip需求激增成為BT載板市場亮點，其材料需求除了高尺安與低漲縮外，更多了Low Dk與Low Df的需求，另外薄型化的趨勢也帶動BT載板市場導入背膠銅箔(Resin Coated Copper)技術發展。另一塊則是受惠高效運算晶片需求爆炸性成長的ABF載板，ABF因材質線路較精密、導電性佳、晶片效能好，非常適合用在CPU、GPU及AI晶片，目前除隨著功能複雜性帶動層數由8往10-12甚至20層發展，尺寸也由過去的23*23往100*100發展，帶動材料的熱膨脹係數要求由過去的30-40ppm往20ppm以下發展，讓載板的尺寸安定性更高，同時材料也要求Low Dk與Low Df性能，以達到高頻高速傳輸，確保IC晶片有最好的效能表現。