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【芯歷史】ABF載板供應(yīng)告急,味之素壟斷封裝原材料的“秘方”

  • 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)
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  • 2021-09-13
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近年來(lái),“跨界”逐漸成為半導(dǎo)體行業(yè)的熱頻詞之一,前有跨界造車,后有跨界造芯。但倘若真正論起業(yè)內(nèi)跨界一哥,就不得不提到日本的一家封裝材料供應(yīng)商——味之素。

靠餃子俘獲奧運(yùn)冠軍的心,除了味之素再?zèng)]有第二家公司。今年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)期間,味之素的速凍餃子在奧運(yùn)村受到世界各地運(yùn)動(dòng)員的歡迎,也因此被冠以“世界上最好吃的餃子”的稱謂。鮮味調(diào)味料是這其中重要原因之一,也是味之素跨界生產(chǎn)半導(dǎo)體材料的技術(shù)基礎(chǔ)。

味素營(yíng)生起家 化學(xué)品公司操起“副業(yè)”

味之素最初是以味素起家。在日本江戶時(shí)代中后期,酸、甜、苦、咸仍是食物主要的四種味道。秉持“還存在一個(gè)味道”的假設(shè),味之素的事業(yè)真正開(kāi)始了。

1908年,東京帝國(guó)大學(xué)(東京大學(xué)前身)的池田菊苗博士從海帶中意外發(fā)現(xiàn)了另一種味道來(lái)源“谷氨酸鈉”(MSG),他將其命名為“鮮味”。次年,味精正式實(shí)現(xiàn)商業(yè)化買賣。

池田菊苗博士從海帶中提取的谷氨酸;來(lái)源:味之素

1970年代,味之素開(kāi)始研究制備谷氨酸鈉產(chǎn)生的一些副產(chǎn)物,并對(duì)氨基酸衍生環(huán)氧樹(shù)脂及其復(fù)合材料展開(kāi)了基礎(chǔ)研究。到1980年代,味之素的專利出現(xiàn)在一批應(yīng)用于電子工業(yè)樹(shù)脂的研究中。

根據(jù)味之素官網(wǎng)信息,該公司在1988開(kāi)始生產(chǎn)的“PLENSET”是基于潛伏性固化劑技術(shù)開(kāi)發(fā)的單組份環(huán)氧樹(shù)脂基粘合劑,該產(chǎn)品目前廣泛應(yīng)用于精密電子元件(如相機(jī)模塊)、半導(dǎo)體封裝和汽車電子等各個(gè)領(lǐng)域。其他如:潛伏性固化劑/固化促進(jìn)劑、偶聯(lián)劑、顏料分散劑、表面改性填料,以及樹(shù)脂穩(wěn)定劑等功能性化學(xué)品也在電子、汽車等行業(yè)被大量應(yīng)用。

而隨著1990年代計(jì)算機(jī)市場(chǎng)快速發(fā)展,MS-DOS逐漸向Windows操作系統(tǒng)過(guò)渡,對(duì)多層電路設(shè)計(jì)的CPU基板需求隨之增加。彼時(shí),對(duì)防止電路之間發(fā)生干擾的絕緣材料需求也真正出現(xiàn)。

ABF薄膜和PLENSET的優(yōu)勢(shì)@味之素

1996年,味之素憑借谷氨酸鈉相關(guān)技術(shù)優(yōu)勢(shì),立項(xiàng)研發(fā)絕緣材料,正式進(jìn)入電子材料行業(yè)。在味之素看來(lái),半導(dǎo)體封裝工序必需的絕緣材料最終會(huì)從油墨升級(jí)到薄膜。

而這個(gè)絕緣薄膜,必須耐用且柔軟、輕便且絕緣性極佳。經(jīng)歷多次失敗直至1998年秋天,味之素成功開(kāi)發(fā)出ABF膜(Ajinomoto Build-up Film)。緊接著,迎來(lái)第一個(gè)客戶英特爾。

高性能計(jì)算成趨勢(shì) ABF材料需求大漲

在英特爾主導(dǎo)研發(fā)下,ABF材料在電腦CPU市場(chǎng)大放異彩。截至目前,ABF絕緣薄膜幾乎占據(jù)全球所有主要PC市場(chǎng)100%的份額。不僅如此,ABF也成為IC載板重要的基板材料之一。

數(shù)據(jù)顯示,電路基板是IC載板最大的成本端,占比超過(guò)30%。以ABF基板為例,其線路較精密、導(dǎo)電性好、不需要熱壓過(guò)程,適合高腳數(shù)高傳輸IC,多應(yīng)用于CPU、GPU及芯片組等大型高端芯片。另外,隨著半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝逼近物理極限,芯片向SoC方向發(fā)展加速異構(gòu)集成技術(shù)趨向成熟, ABF已經(jīng)發(fā)展成為高端IC載板主要的增層材料。

IC載板中的增層材料

盡管如此,在2020年芯片荒全面爆發(fā)之前,味之素像其他材料商一樣都還是半導(dǎo)體行業(yè)的“小透明”。直到IC載板供不應(yīng)求,市場(chǎng)將問(wèn)題根源瞄向了這家ABF材料供應(yīng)商。正如味之素所料,高性能計(jì)算(HPC)時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨, ABF材料不可或缺。

Reportlinker在今年7月20日發(fā)布的報(bào)告中指出,2021- 2026年期間,高性能計(jì)算市場(chǎng)預(yù)計(jì)將以9. 44%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。該機(jī)構(gòu)同時(shí)指出,2020年先進(jìn)IC載板市場(chǎng)規(guī)模為7.73億美元,預(yù)計(jì)到2026年將達(dá)到11.07億美元,預(yù)測(cè)期內(nèi)CAGR為6.2% 。

隨著5G、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)、人工智能(AI)領(lǐng)域需求增加,以及汽車等市場(chǎng)急速反彈,ABF封裝材料交期不斷延長(zhǎng)。在材料和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)性缺貨等多重因素作用下,ABF載板開(kāi)始出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。

近期就傳出,英特爾、AMD、英偉達(dá)等大廠正積極與全球ABF載板制造商簽訂長(zhǎng)期合同,以期至少將產(chǎn)能維持到2025年。據(jù)美系外資預(yù)測(cè),ABF載板明后兩年產(chǎn)能短缺程度將分別達(dá)到23%、17%。

一家獨(dú)大背后 長(zhǎng)期鉆研封裝材料開(kāi)發(fā)

在ABF封裝材料領(lǐng)域,味之素幾乎沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,而全球ABF載板市場(chǎng),也是由中國(guó)臺(tái)灣、日韓廠商主導(dǎo)的寡頭壟斷市場(chǎng)。信達(dá)證券8月份研報(bào)指出,盡管味之素已宣布將對(duì)ABF材料進(jìn)行增產(chǎn),但增產(chǎn)規(guī)模較激增的下游需求偏向保守,到2025年產(chǎn)量CAGR僅為14%,導(dǎo)致ABF載板每年產(chǎn)能釋放只能達(dá)到10%-15%。

在高性能計(jì)算芯片需求暴漲的背后,味之素?zé)o疑站上了風(fēng)口浪尖。盡管出于壟斷的風(fēng)險(xiǎn),業(yè)界有關(guān)增層絕緣材料的研發(fā)一直在進(jìn)行中,比如中國(guó)臺(tái)灣晶化科技研發(fā)的Taiwan Build-Up Film (TBF),目前已在島內(nèi)外多家廠商驗(yàn)證通過(guò)并穩(wěn)定出貨。但是,長(zhǎng)期以來(lái)的技術(shù)積累和創(chuàng)新意識(shí)為味之素打下了先發(fā)優(yōu)勢(shì)。

味之素表示,“隨著CPU性能快速提升,ABF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(shù)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(cè)試和驗(yàn)證。” 另外因應(yīng)智能手機(jī)功能復(fù)雜化和5G高頻通信傳輸要求, ABF絕緣材料的熱穩(wěn)定、散熱和低介電等特性將更為重要,這將是味之素乃至打算試水ABF研發(fā)的廠商要面臨的挑戰(zhàn)之一。

除了ABF封裝材料,味之素已于2020年開(kāi)始生產(chǎn)用于半導(dǎo)體封裝的焊膏AFTINNOVA? MP-H701,向封裝材料市場(chǎng)再下一城。可以這樣形容,味之素在半導(dǎo)體封裝材料領(lǐng)域的成功絕非偶然,對(duì)“還有一個(gè)味道”的假設(shè)不斷驗(yàn)證是其百年經(jīng)營(yíng)而不衰的真諦。(思坦)

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