
撰文‧王子承
為突破 AI傳輸極限,輝達強推新材料PTFE進入伺服器PCB板,但其「不沾」特性卻讓產線陷入困境,台廠務實觀望,陸廠則砸重金企圖彎道超車。
今年的台灣電路板產業國際展覽會(TPCA Show)上,最熱門的話題,當屬PTFE(聚四氟乙烯)這項塑化材料。
十月初,開放運算計畫(OCP)峰會上,輝達展出最新一代NVLink交換器板,考慮使用PTFE材料。讓這項俗稱「鐵氟龍」(Teflon)、以應用在不沾鍋塗料上為人所知的材料,瞬間成為市場焦點。
其實,PTFE因為介電耗損極低的特性,早已被廣泛應用製造軍工雷達、衛星,及車用先進駕駛輔助系統(ADAS)雷達的高階銅箔基板(CCL);但也因為它質地薄軟、剛性較差,用於電子產品的加工成本與難度遠高於傳統CCL,因此僅長期被局限於天線傳輸用途。
介電耗損低加工難度相對高
然而,當AI晶片的傳輸速率已推進至單通道兩百G的物理極限,任何訊號衰減都將嚴重影響效能,在共同封裝光學(CPO)技術尚未到位前,想改善傳輸效率,從PCB下手最為直接。而PTFE介電耗損,也就是電流通過時消耗的能量,遠低於目前使用的樹脂材料,因此受到輝達關注。
「只要能用PCB解決,對系統設計來說永遠是最簡單的方案。」一位PCB業者分析,輝達就是為了直接在PCB板上進行高速訊號交換、取代複雜銅纜,並解決衰減問題,而計畫在走線長、傳輸速率快的Rubin Ultra交換器板或下一代正交背板(Midplane)上,導入介電損耗低、電性表現佳的PTFE取代傳統樹脂材料。
雖然PTFE低耗損優勢非常明確,但不易與其他材料「相容」的缺陷,也十分顯著。
如果把CCL想像成一個漢堡,上下兩層銅箔有如麵包,中間的樹脂與玻纖布,則像是肉餅、蔬菜等食材。
在理想狀態下,如果將麵包中間的「內容物」全換成介電耗損極低的PTFE,可以大大提升傳輸效能。但問題在於,這個漢堡很可能還沒被顧客吃進嘴裡,就先鬆散解體。
業者分析,現有CCL常用的環氧樹脂、聚苯醚(PPO)或碳氫樹脂(HC)等材質,遇熱具備良好的黏著性,固化後材質硬挺,加溫加壓就能緊密結合,鑽孔時孔壁平整也易於電鍍。
反觀常被用來當成不沾鍋塗料的PTFE,正因為極低表面張力,讓它與任何材料接觸都不易沾黏,也根本無法單獨製成數十層的AI伺服器用電路板,因此現階段業界多採取PTFE與傳統硬質材料混壓的折衷解決方案。
目前橫掃高階材料市場的CCL龍頭台光電董事長董定宇透露,早在三年前輝達詢問開發PTFE產品意願時,他便反問:「為什麼三十年來沒有人用PTFE做電路板?」並直言,輝達當初僅因高階CCL缺料才急尋替代方案,PTFE難成主流。
然而,廣發證券海外電子通信主管蒲得宇指出,導入PTFE不是「生產」問題,而是「設計」必然。當PCB板高達七十多層時,即使是頂規M9材料,訊號傳輸依舊不理想,加上後續太空運算需求,輝達在物理極限下只能選擇PTFE。
一名業者甚至觀察,部分台廠不斷強調生產端困難,真正原因恐是在這場比賽中已被排除在外,才無從體會終端設計的急迫性。
事實上,從輝達列出的PTFE合作業者中,除了一家美系板廠,其餘幾乎都是中國企業的天下,包含被視為進度最快的CCL業者生益科技,以及投入大筆資金買設備服務輝達的PCB廠勝宏科技等,台灣代表僅有FCCL廠台虹與軟板廠台郡,並非市場上主流的AI PCB概念股。
中國強勢卡位台廠兩頭押寶
分析師指出,台灣PCB業者多已退出利潤低的多層板製造,改做HDI,目前仍有能力與對岸競爭輝達高多層板PCB訂單的台系業者,僅剩欣興及金像電,但對兩家公司誘因不大。再加上能應付PTFE需求的加工設備,早已被中國幾家PCB廠包下,未來台廠要追上難度更高。
面對輝達提需求、中國PCB廠積極響應,台灣CCL兩大龍頭台光電、台燿,也不敢大意。
台光電目前仍將主力放在技術成熟的CCL體系,但也以自家半固化/PP膠片搭配台虹PTFE材料進行測試送樣。台燿除了繼續推進既有CCL產品,也計畫自行開發PTFE產品,兩邊都押寶,將選擇權留給客戶。
工研院產科國際所分析師張淵菘觀察,目前PTFE雖停留在「打樣做得到」階段,尚未通過大量生產考驗,但在輝達強勢主導下,確實有機會在兩年內突破加工瓶頸。
一名CCL業者坦言「時間不等人」,輝達最核心的盤算永遠是產品能否按時上市,受限於加工困境,業界普遍估算目前PTFE綜合良率普遍低於五%,若學習曲線無法趕上輝達新一代AI晶片發布時間,輝達絕不可能為了一項不成熟的技術,拖累新產品上市,因此業界雖清楚PTFE優勢,卻不甚看好。
因此對於中國CCL業者加碼投入PTFE的研發、意圖彎道超車台廠,目前台灣CCL業者多以固守現有市場為主,PTFE部分先做好技術儲備,待輝達下單量能與穩定度確立後,再迅速跟進。
但無論進展如何,這場由輝達掀起的新材料大戰結果如何,至少要到二八至三○年間,才會漸趨明朗。
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