随着AI服务器需求的飙升,像HBM和高性能加速器这样的关键组件自然供不应求。但对高速计算的追逐带来了新的挑战——尤其是降低材料损耗。在这场竞赛中,一度低调的“玻璃纤维布”,尤其是T型玻璃,正脱颖而出成为大赢家。
如今,“低介电常数(Low-Dk)”、“低热膨胀系数(Low-CTE)”、“T型玻璃”和“玻璃纤维布”等行业热词随处可见——但它们究竟意味着什么?而且随着玻璃纤维布供应紧张、价格飞涨,这对AI市场有何影响?以下是TechNews整理的关键信息。
为什么玻璃纤维布突然变得重要?
玻璃纤维布是一种由细玻璃纤维纱编织而成的材料,因其绝缘性、耐热性和卓越的强度而备受青睐。它是铜箔层压板(CCL)的关键原料,而CCL又是印刷电路板(PCB)的核心基础。
CCL的生产过程是将铜箔与主要由玻璃纤维布和环氧树脂组成的非导电材料在高温高压下压合而成。在PCB层面,CCL作为核心基板,形成连接电子元件的导电路径。
因此,玻璃纤维布在这些基板中充当增强材料,赋予PCB所需的机械强度和电气绝缘性,以确保其稳定运行。这就是为什么行业分析中讨论玻璃纤维布时,往往会延伸到CCL和PCB的原因。
值得注意的是,玻璃纤维布不仅用于AI服务器。如今,它被广泛应用于各类电子产品——从高端PCB和IC载板到智能手机、服务器和网络板卡。在高频、高速应用中,玻璃纤维布的质量——尤其是其低介电常数(Low-Dk)和低介电损耗——变得尤为关键。
随着AI服务器需求的加速,一场PCB材料的升级浪潮正在兴起。焦点何在?具备“低介电常数(Low-Dk)”和“低热膨胀系数(Low-CTE)”特性的玻璃纤维布——这两种属性对下一代计算性能至关重要。
T型玻璃:它的特别之处在哪里?
玻璃纤维并非单一材料 — 事实上,按成分和性能分类,它有多个品种,如E型玻璃、A型玻璃、C型玻璃、D型玻璃和S型玻璃等。它们的区别如下:
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E型玻璃(电工级):一种高品质无碱玻璃纤维,具有出色的电绝缘性 — 可保持电路稳定。 -
S型玻璃(高强度级):专为最大机械强度设计 — 适用于严苛的结构应用。 -
C型玻璃(耐化学级):擅长耐酸,可在恶劣化学环境中保持稳定。 -
D型玻璃(介电级):具备低介电特性,是高频率、高速电路板的关键材料。 -
NE型玻璃(NEG系列):提供尺寸稳定性和低损耗特性,常用于服务器主板和通信板卡。 -
而T型玻璃 — 当前供应短缺中备受关注的玻璃纤维布——是E型玻璃的高科技衍生品种。它以卓越的刚性、超低的热膨胀率和优异的尺寸稳定性著称,可防止先进封装材料翘曲或变形。简而言之,T型玻璃有助于多层基板保持坚固与精确,确保高速高性能电子设备可靠运行。
在应用方面,T型玻璃(低热膨胀系数玻璃纤维布)是ABF(味之素积层膜)和BT(双马来酰亚胺三嗪)等IC载板的关键材料,也是CoWoS(晶圆级芯片封装)和SoIC(系统级集成芯片)等尖端封装技术的支柱。这些平台需要处理海量高速信号和电力,使T型玻璃成为快速可靠的AI计算的基石。
什么是低介电常数(Low-Dk)、低介电损耗(Low-Df)和低热膨胀系数(Low-CTE)玻璃纤维布?
可以把介电常数(Dk)想象成材料的“电荷存储能力”——它决定信号传输速度以及能量损耗多少。较低的Dk意味着信号能更快通过、延迟更少,从而减少高速传输中的能量损失。值得注意的是,低Dk也分等级:目前市场以低Dk1和低Dk2玻璃纤维布为主,但前沿AI服务器正朝低Dk3或石英玻璃(Q型玻璃)领域推进——不过石英玻璃尚未大规模应用。
另一方面,耗散因子(Df)反映了信号在传输过程中有多少能量转化为热能浪费掉。较低的Df意味着更少的功率损耗。
然后是所谓的热膨胀系数(CTE),它衡量材料受热时的膨胀程度。低热膨胀系数材料即使在温度波动下也能保持稳固——几乎不会变形或翘曲。
低热膨胀系数玻璃布主要用于IC载板,而低介电常数玻璃布则部署于AI芯片下方的PCB层。两者都是AI服务器的关键构建模块。
未来走向:通往Q型玻璃之路
玻璃纤维材料正沿着两条路径发展:像T型玻璃这样的低热膨胀系数材料专注于在多层IC载板中保持尺寸稳定;而像NE型玻璃这样的低Dk/低Df材料则致力于提升铜箔层压板中的信号质量,减少高速AI服务器中的传输损耗。
此外还有一张“王牌”:石英玻璃布(Q型玻璃),目前仍处于实验室试验阶段。据称Q型玻璃在CTE、Dk和Df各方面都碾压现有材料,是一种兼具稳定性和速度的下一代混合材料。但两大障碍使其暂未投产:一是价格高于T型玻璃或NE型玻璃;二是其极高硬度会破坏PCB钻孔和压合良率,迫使制造商彻底改造设备并精细调整工艺。
为何T型玻璃严重短缺 — 及其连锁反应
T型玻璃需求激增——但供应难以跟上。原因在于:AI服务器比传统服务器需要更强的计算能力和带宽。随着2026年IC载板尺寸增大,制造商需要加强结构刚性——这意味着他们在核心层加倍使用T型玻璃,并增加整体层数。综合效应导致T型玻璃需求飙升。
日本日东纺(Nittobo)几乎垄断了可用于生产的T型玻璃,客户包括英伟达、微软、谷歌和亚马逊等科技巨头。然而,由于日东纺的扩产要到2026年才能上市,整个行业在此期间可能面临材料争夺战。
高盛最新报告强调了连锁反应:AI客户的雄厚资金将T型玻璃集中投入高端ABF载板(用于AI GPU和ASIC),导致BT载板缺乏同类材料。因此,高盛预计,未来数月到数个季度内,BT载板制造商可能面临两位数的T型玻璃短缺(百分比)。