在AI晶片巨頭輝達(NVIDIA)推出其劃時代的GB200超級晶片平台,引爆全球運算能力競賽的同時,一場隱藏在伺服器機殼深處的材料革命正悄然上演。多數投資人的目光聚焦於晶片設計、先進封裝等明星領域,卻忽略了支撐這一切高速運算的基礎——印刷電路板(PCB)及其核心基板材料。事實上,當資料傳輸速度從112G飆升至224G甚至更高時,傳統的PCB材料已然成為效能瓶頸。這場革命的核心,是一種名為「低介電電子布」(Low Dk Electronic Cloth)的特殊材料,它正是串聯起AI伺服器高速神經網路的核心關鍵。這不僅是一場技術升級,更是一條牽動上游石英、中游織布到下游積層板的全新黃金產業鏈,而台灣與日本的企業,在這條產業鏈中正扮演著不可或缺的角色。
一、速度的代價:為何AI伺服器需要一場材料革命?
要理解這場材料革命的必要性,我們必須先簡化一個物理觀念:介電損耗(Dielectric Loss, Df)。我們可以將電子訊號在PCB銅線中的傳輸,想像成高速列車在軌道上行駛。傳統的PCB基板材料就像是普通鐵軌,當列車(訊號)速度不高時,能量損耗尚可接受。然而,當AI伺服器要求資料傳輸速度達到每秒2240億位元(224Gbps)的驚人水準時,這列「訊號列車」的速度已經逼近極限。在傳統材料這種「普通鐵軌」上,巨大的能量會以熱能的形式散逸,導致訊號嚴重衰減、失真,甚至無法辨識,這就是介電損耗。
介電常數(Dk)則影響訊號的傳輸速度。Dk值越低,訊號傳遞速度越快,就像將普通鐵軌升級為磁浮列車軌道,阻力更小、速度更快。因此,為了讓AI晶片內部的龐大運算能力能順暢地與外部交換資料,就必須採用Dk值與Df值都極低的「超低損耗」材料來鋪設這條「資訊高速公路」。
這正是日本電子材料巨頭松下(Panasonic)所定義的材料等級標準派上用場之處。其Megtron(M系列)積層板是業界公認的效能標竿。過去的M6等級材料,尚能應付100G的傳輸需求。但隨著輝達的H100、B100到GB200平台不斷推升運算能力,資料中心內部交換器的速度也從400G、800G邁向1.6T(1600G)。這意味著單通道速度必須達到224G,這就要求積層板的介電損耗(Df)必須低於0.002,甚至趨近0.001,這直接對應到松下M8及更高等級的M9材料。而要製造出M8、M9等級的積層板,其核心強化材料——電子布,就必須從傳統的E-Glass(無鹼玻璃纖維)升級為革命性的「Low Dk電子布」。這場由速度引發的需求,正式引爆了整個上游材料供應鏈的變革。
二、揭開神秘面紗:從玻璃纖維到石英纖維的終極進化
電子布在積層板中扮演著骨架的角色,它與樹脂結合,為銅箔提供結構支撐,並深刻影響著材料的電氣效能。傳統的電子布主要由E-Glass(無鹼玻璃纖維)製成,其Dk值約為6.6,Df值約為0.006,在低頻應用中表現良好,成本也相對低廉。然而,面對AI時代的高頻高速需求,E-Glass顯然已力不從心。
為了降低Dk與Df值,材料科學家們進行了一系列的探索與進化,這也催生了不同世代的Low Dk電子布:
第一代(Low Dk-1): 主要改良玻璃的配方,降低了其中的鹼金屬離子含量,將Df值降至0.003左右。這類材料主要應用於M7等級積層板,適用於當時的高階伺服器與400G交換器,代表廠商如日本的日東紡(Nittobo),它們是這個領域的早期開拓者。
第二代(Low Dk-2): 進一步最佳化玻璃配方與纖維拉絲製程,將Df值成功壓低到0.0015至0.0025之間。這類產品對應M8等級積層板,是目前主流800G交換器和高階AI伺服器的主力材料。台灣的台玻(Taiwan Glass)在此領域佔有一席之地,成為輝達供應鏈中的重要一環。
第三代(Q-Glass): 當傳輸速度邁向224G的極限領域,即便是最最佳化的玻璃配方也已觸及天花板。此時,一種更純粹、效能更極致的材料——石英纖維(Quartz Fiber)脫穎而出。石英,即高純度的二氧化矽(SiO2),其Dk值僅約3.7,Df值更是低於0.001,部分頂級產品甚至可達0.0003。此外,石英的熱膨脹係數(CTE)極低,意味著在高溫運作的AI伺服器中,尺寸穩定性極佳,能確保多層PCB板的可靠性。由石英纖維製成的電子布被稱為「Q布」,它正是對應M9等級積層板、迎戰1.6T超高速時代的終極解決方案。
這條從E-Glass到Q-Glass的進化路徑,不僅是效能的飛躍,更是技術門檻與成本的急遽拉升。這也解釋了為何Low Dk電子布,特別是上游的石英纖維,會成為一個高度寡佔、兵家必爭的戰略高地。
三、產業鏈的權力遊戲:誰掌握了上游的「石英命脈」?
Low Dk電子布的產業鏈可清晰地劃分為上、中、下游三個環節,每個環節都存在極高的技術門檻,並形成了獨特的競爭格局。
上游:石英纖維——寡佔市場的冠上明珠
石英纖維的製造是整條產業鏈中技術門檻最高、產能最稀缺的一環。其生產難度遠超普通玻璃纖維,主要體現在以下幾點:
1. 超高熔融溫度:石英的熔點高達攝氏1700度以上,遠高於普通玻璃的1400度左右。這對熔爐、坩堝等設備的耐高溫效能提出了極其嚴苛的要求。
2. 複雜的拉絲製程:為了避免纖維在拉絲過程中產生表面微裂紋而影響強度與電氣效能,必須採用特殊的「棒拉法」(Rod Drawing)等先進製程,且對環境潔淨度、溫度控制的精準度要求極高。
3. 獨家浸潤劑配方:拉絲後,纖維表面需塗佈一層浸潤劑,以保護纖維並增強其與後續樹脂的結合能力。浸潤劑的配方是各家廠商的核心機密,直接影響最終電子布的效能。
由於這些高聳的技術門檻,全球具備高品質石英纖維量產能力的廠商屈指可數,形成寡佔格局。傳統強權包括美國的JPS Composite Materials(其Astroquartz品牌是航太領域的標竿)、法國的聖戈班(Saint-Gobain),以及日本的信越化學(Shin-Etsu),它們長期主導著高階市場。
近年來,中國廠商如菲利華(PFG)憑藉在航太軍工領域的長期累積,技術突飛猛進,已成為全球少數能穩定供應高品質石英纖維的企業之一,其子公司中益科技的第二代Q布產品,效能已能直接對應日本信越的產品。這使得中國在上游最關鍵的卡位環節中,取得了重要的突破。
中游:電子布製造——製程與產能的競賽
將脆弱的石英纖維織成厚度均勻、表面平整、無瑕疵的電子布,同樣是一項艱鉅的挑戰。除了精密的織布機,後處理製程,如開纖(使纖維束散開,增加與樹脂的浸潤面積)與表面處理,都至關重要。
在這個環節,日本的日東紡(Nittobo)與旭化成(Asahi Kasei)依然是技術的領跑者。而在台灣,台玻憑藉其深厚的玻璃製造基礎,在Low Dk玻璃纖維布領域扮演著關鍵角色,是輝達供應鏈中重要的上游材料供應商。在中國大陸,除了菲利華旗下的中益科技,中材科技(Sinoma)、宏和科技(Macro-Grace)等企業也正積極擴充產能,投入到這場競賽中。目前,中低階的Low Dk電子布產能正快速向中國大陸集中,但在最頂尖的超薄、超低損耗Q布領域,日本與美國的廠商仍佔據優勢。
下游:積層板(CCL)——台灣廠商的優勢主場
積層板是將電子布、樹脂與銅箔壓合而成的最終板材,是PCB製造的直接原料。在這個領域,競爭格局更為多元,也是台灣廠商展現強大競爭力的主戰場。
台灣的台光電子(TUC)無疑是這場AI浪潮中的最大贏家之一。憑藉其在超低損耗材料領域的長期研發與領先技術,TUC成功切入輝達H100、B100乃至GB200等所有核心AI產品的供應鏈,成為其OAM(加速器模組)與UBB(通用基板)的主要CCL供應商。其EM-892K等型號材料,已成為業界公認的高效能標竿。
除了台光電,南亞塑膠(Nanya Plastics)和聯茂(ITEQ)也是台灣在CCL領域的重要力量,它們在高頻高速材料上亦有深厚布局。在國際上,韓國的斗山電子(Doosan)是另一個強力競爭者,同樣在輝達供應鏈中佔據重要份額。中國大陸的生益科技(SYTECH)則是全球產能第二的CCL巨頭,近年來在高頻高速領域奮起直追,並透過入股菲利華子公司中益科技的方式,向上游整合,意圖打通從石英纖維到終端CCL的完整產業鏈,其追趕的力道不容小覷。
四、投資展望:隱藏在AI光環下的材料黃金賽道
AI革命不僅僅是演算法和晶片的勝利,它更是一場徹頭徹尾的材料科學革命。從伺服器、交換器到光模組,每一個環節的效能提升,都離不開底層材料的突破。Low Dk電子布及其所代表的超低損耗材料產業鏈,正是這場革命中最堅實、也最容易被忽視的地基。
展望未來,這條賽道的投資機會清晰可見:
1. 上游石英纖維的稀缺性價值:隨著224G傳輸成為主流,Q布的需求將迎來爆發式成長。由於石英纖維的產能擴張週期長、技術門檻極高,供給端的緊張格局在未來數年內難以緩解。這使得掌握核心技術與產能的上游廠商,如美國JPS、中國菲利華等,將擁有極強的議價能力與獲利空間。
2. 中游電子布的產能擴張紅利:雖然技術門檻略低於上游,但中游廠商的擴產速度直接決定了市場供給。那些能夠率先實現高品質Low Dk電子布(特別是Q布)穩定、大規模量產的企業,將能分享到最大的市場成長紅利。此處需關注台玻、中材科技等公司的產能釋放進度。
3. 下游積層板的生態位優勢:在下游,技術領先和客戶認證是最高的護城河。成功卡位AI晶片巨頭(如輝達)供應鏈的廠商,將能享受產業成長最直接的果實。台灣的台光電已經證明了這一點。未來,隨著AI應用擴散至更多領域,誰能提供兼具效能與成本優勢的完整解決方案,誰就能持續引領市場。生益科技的垂直整合策略與台光電的技術領先策略,將是值得持續觀察的兩種不同發展路徑。
總而言之,當全球都為AI的智慧驚嘆時,精明的投資者應當看到,支撐這座智慧大廈的每一塊「磚」——從純淨的石英砂到精密的電子布——都蘊藏著巨大的價值。這條由速度與數據驅動的材料升級之路,才剛剛開始,它不僅是工程師的挑戰,更是資本市場中一條充滿機遇的黃金賽道。


