全球缺芯潮导致芯片价格不断上涨,甚至影响到了苹果等巨头的手机出货。让人意想不到的是,全球“缺芯潮”的重要原因之一,竟然是一家公司的产能不足。先暂不讨论一家公司能否果真卡住全球半导体产业的脖子,但确实存在这么一家企业——味之素集团,以味精起家,成长为全球半导体行业不可忽视的材料供应商。
味精的主要成分是谷氨酸钠,这是一种提取自海带、大豆等植物之中的化学物质。1908年,日本帝国大学的化学教授池田菊苗率先发现这种神奇的鲜味物质,并与一位名叫铃木三朗助的日本商人合作,共同成立公司,将产品命名为“味之素”,这便是味之素集团(Ajinomoto)的前身。
味之素集团发现,制作味精的类树脂副产物具备极佳的绝缘性能,似乎具有成为半导体绝缘材料的潜质。1996年,味之素公司对此新材料进行技术立项,开始了一场“味精厂大冒险”。
芯片又名集成电路,顾名思义,就是将数以亿计的晶体管集成于一块小小的芯片之中,通过晶体管的关断和开启分别表示“0”和“1”,从而传递信号、传输数据,以实现复杂的指令。而在连接芯片内部纳米级电路和芯片外部毫米级电路的时候,就必须考虑电路之间的干扰问题,使用绝缘材料进行封装。而传统的绝缘材料是液态的绝缘油墨,需要对电路表面进行喷涂、晾晒、干燥,工艺非常复杂,并且由于喷涂均匀性、覆盖率较难精准控制,绝缘效果并不理想。
在新型绝缘材料的开发上,味之素集团当时的开发负责人竹内孝治(Koji Takeuchi),跳出油墨材料思维定式,认为薄膜材料才是未来的方向。但在当时的技术环境下,一直没找到符合产业化的薄膜材料。
此时,团队中一名叫做中村茂雄(Shigeo Nakamura)的年轻员工,选择了一种需要深度冷冻的树脂。这一树脂竟然完美符合理想材料的各种特性。随后,中村茂雄不断地拜访机器制造商,终于找到了适合的将绝缘树脂薄膜层压到基材上的机器。最终,团队在短短四个月内就完成了原型与样品开发。革命性的味之素ABF材料(Ajinomoto Build-Up Film),又称“味之素堆积膜”,便从此诞生,将其用于芯片封装,大大提升了产品良率。
然而,即使找到了理想的绝缘材料,味之素集团仍面临更为严峻的市场关。在研发成功后的近三年时间内,团队都没有为ABF材料找到市场。究其原因,第一,当时半导体产业已经习惯液态油墨作为绝缘材料,对硬质的ABF材料一时间难以适应;第二,ABF材料面临着强有力的竞争对手——由德国拜耳化学、日本三菱瓦斯化学共同研发的BT树脂材料,两家公司都是具有深厚技术积累的化学材料巨头;第三,味之素,一家味精厂,突然来做半导体材料,似乎怎么说也“名不正言不顺”,没有半导体公司为其背书,短时间内无法获得业界信任,难以进入材料供应体系。在味之素后来拍摄的ABF研发纪录片中有一个情节,在竹内孝治和中村茂雄带着样品拜访客户时,门口的警備員一听说他们是味之素集团的,直接指着旁边楼上的小餐厅对他们说,顺着楼梯走就到了。市场的冷遇无疑给团队带来了巨大的挫败感。
这时,英特尔(Intel),当时全球最大中央处理器制造商出现了。1999年,英特尔已经是一家市值超过5000亿美元的巨无霸公司。同年,英特尔发布 Pentium Ⅲ 500MHz处理器,采用0.25微米工艺,CPU核心由950万个晶体管组成。随着计算机操作系统从DOS向Windows转变,个人计算机终端需求越来越大,CPU制程越来越精密,绝缘油墨已经很难满足精细电路的要求,英特尔为寻找理想的新绝缘材料而感到十分头疼。
直到英特尔发现味之素的ABF材料,才得以一缓燃眉之急,迅速与味之素建立了合作。从此,一家味精厂与全球最大的CPU厂商发生了奇妙的交集,创造了一个半导体产业的传奇故事。至2021年,ABF材料已经取得了巨大的成功,而中村茂雄(下図右2),也从基层员工成为了味之素精密技术公司的总裁,二十余年光阴的一场挑戦,终于见到曙光。
ABF材料的推广也并非畅通无阻,随着21世纪智能手机与移动互联网的浪潮到来,电脑出货量不断下降,而ABF材料适用于电脑使用的CPU,在早期智能手机之中没有用武之地,价格也相对其他材料更为昂贵,不占优势。ABF材料又再次陷入低谷,前景渺茫。直到后来,AI、大数据、云计算等技术使得高性能计算成为趋势,CPU的晶体管密度越来越高,唯有ABF材料能跟上半导体先进制程的工艺进步,达到超细线路、超细线宽/线距的需求。此时ABF材料应用市场才重现曙光,直至今日,在计算机、智能手机、5G通信、自动驾驶汽车、云计算、物联网设备之中,ABF材料都是不可或缺的关键成分。
目前,ABF基板的订单交付时间已经由原来的8周左右延长到超过30周。也有产业链消息称,自2020秋季起,全球最大晶圆代工企业台积电的ABF存货就已不足,ABF材料缺货可能会持续很长时间。
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全球缺芯潮导致芯片价格不断上涨,甚至影响到了苹果等巨头的手机出货。让人意想不到的是,全球“缺芯潮”的重要原因之一,竟然是一家公司的产能不足。先暂不讨论一家公司能否果真卡住全球半导体产业的脖子,但确实存在这么一家企业——味之素集团,以味精起家,成长为全球半导体行业不可忽视的材料供应商。
味精的主要成分是谷氨酸钠,这是一种提取自海带、大豆等植物之中的化学物质。1908年,日本帝国大学的化学教授池田菊苗率先发现这种神奇的鲜味物质,并与一位名叫铃木三朗助的日本商人合作,共同成立公司,将产品命名为“味之素”,这便是味之素集团(Ajinomoto)的前身。
味之素集团发现,制作味精的类树脂副产物具备极佳的绝缘性能,似乎具有成为半导体绝缘材料的潜质。1996年,味之素公司对此新材料进行技术立项,开始了一场“味精厂大冒险”。
芯片又名集成电路,顾名思义,就是将数以亿计的晶体管集成于一块小小的芯片之中,通过晶体管的关断和开启分别表示“0”和“1”,从而传递信号、传输数据,以实现复杂的指令。而在连接芯片内部纳米级电路和芯片外部毫米级电路的时候,就必须考虑电路之间的干扰问题,使用绝缘材料进行封装。而传统的绝缘材料是液态的绝缘油墨,需要对电路表面进行喷涂、晾晒、干燥,工艺非常复杂,并且由于喷涂均匀性、覆盖率较难精准控制,绝缘效果并不理想。
在新型绝缘材料的开发上,味之素集团当时的开发负责人竹内孝治(Koji Takeuchi),跳出油墨材料思维定式,认为薄膜材料才是未来的方向。但在当时的技术环境下,一直没找到符合产业化的薄膜材料。
此时,团队中一名叫做中村茂雄(Shigeo Nakamura)的年轻员工,选择了一种需要深度冷冻的树脂。这一树脂竟然完美符合理想材料的各种特性。随后,中村茂雄不断地拜访机器制造商,终于找到了适合的将绝缘树脂薄膜层压到基材上的机器。最终,团队在短短四个月内就完成了原型与样品开发。革命性的味之素ABF材料(Ajinomoto Build-Up Film),又称“味之素堆积膜”,便从此诞生,将其用于芯片封装,大大提升了产品良率。
然而,即使找到了理想的绝缘材料,味之素集团仍面临更为严峻的市场关。在研发成功后的近三年时间内,团队都没有为ABF材料找到市场。究其原因,第一,当时半导体产业已经习惯液态油墨作为绝缘材料,对硬质的ABF材料一时间难以适应;第二,ABF材料面临着强有力的竞争对手——由德国拜耳化学、日本三菱瓦斯化学共同研发的BT树脂材料,两家公司都是具有深厚技术积累的化学材料巨头;第三,味之素,一家味精厂,突然来做半导体材料,似乎怎么说也“名不正言不顺”,没有半导体公司为其背书,短时间内无法获得业界信任,难以进入材料供应体系。在味之素后来拍摄的ABF研发纪录片中有一个情节,在竹内孝治和中村茂雄带着样品拜访客户时,门口的警備員一听说他们是味之素集团的,直接指着旁边楼上的小餐厅对他们说,顺着楼梯走就到了。市场的冷遇无疑给团队带来了巨大的挫败感。
这时,英特尔(Intel),当时全球最大中央处理器制造商出现了。1999年,英特尔已经是一家市值超过5000亿美元的巨无霸公司。同年,英特尔发布 Pentium Ⅲ 500MHz处理器,采用0.25微米工艺,CPU核心由950万个晶体管组成。随着计算机操作系统从DOS向Windows转变,个人计算机终端需求越来越大,CPU制程越来越精密,绝缘油墨已经很难满足精细电路的要求,英特尔为寻找理想的新绝缘材料而感到十分头疼。
直到英特尔发现味之素的ABF材料,才得以一缓燃眉之急,迅速与味之素建立了合作。从此,一家味精厂与全球最大的CPU厂商发生了奇妙的交集,创造了一个半导体产业的传奇故事。至2021年,ABF材料已经取得了巨大的成功,而中村茂雄(下図右2),也从基层员工成为了味之素精密技术公司的总裁,二十余年光阴的一场挑戦,终于见到曙光。

ABF材料的推广也并非畅通无阻,随着21世纪智能手机与移动互联网的浪潮到来,电脑出货量不断下降,而ABF材料适用于电脑使用的CPU,在早期智能手机之中没有用武之地,价格也相对其他材料更为昂贵,不占优势。ABF材料又再次陷入低谷,前景渺茫。直到后来,AI、大数据、云计算等技术使得高性能计算成为趋势,CPU的晶体管密度越来越高,唯有ABF材料能跟上半导体先进制程的工艺进步,达到超细线路、超细线宽/线距的需求。此时ABF材料应用市场才重现曙光,直至今日,在计算机、智能手机、5G通信、自动驾驶汽车、云计算、物联网设备之中,ABF材料都是不可或缺的关键成分。
目前,ABF基板的订单交付时间已经由原来的8周左右延长到超过30周。也有产业链消息称,自2020秋季起,全球最大晶圆代工企业台积电的ABF存货就已不足,ABF材料缺货可能会持续很长时间。