搜狐科技《思想大爆炸——對(duì)話科學(xué)家》欄目第148期，對(duì)話華東理工大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師曾惠丹。

嘉賓簡(jiǎn)介：

曾惠丹，華東理工大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，瑪麗居里學(xué)者。上海電子化學(xué)品創(chuàng)新研究院首席研究員、中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)理事，主要研究方向?yàn)樘胤N玻璃和電子漿料，研究應(yīng)用于光電子器件、半導(dǎo)體和電子元件的特種鈍化材料/封裝基板和電極漿料。

出品｜搜狐科技

作者｜張雅婷

編輯｜楊 錦

或許很少有人能料到，一種來(lái)自日本的布，竟會(huì)掐住全球AI芯片巨頭的“咽喉”。

高端電子玻璃纖維布，是芯片基板和印刷電路板不可或缺的核心骨架，由大概100-200 根單絲直徑為4-7微米的玻璃紗股編織而成布后，再與樹脂、銅箔等材料復(fù)合，經(jīng)過(guò)圖形蝕刻、鉆孔鍍銅等精密工藝制成。

隨著AI熱潮帶來(lái)的AI芯片需求爆發(fā)式增長(zhǎng)，日東紡生產(chǎn)的高端電子玻璃纖維布供應(yīng)日趨緊張，甚至陷入“一布難求”的局面。為確保供應(yīng)穩(wěn)定，英偉達(dá)CEO黃仁勛近日親自登門拜訪日東紡，蘋果公司也正積極向日本政府官員尋求支援。

在這場(chǎng)沒有硝煙的供應(yīng)鏈戰(zhàn)爭(zhēng)中，日東紡成為了最大贏家。這個(gè)成立于1923年的日本企業(yè)從棉紡織起家，至今已經(jīng)有100多年的歷史，目前在高端玻纖布市場(chǎng)壟斷了全球90%以上的份額。

華東理工大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、瑪麗居里學(xué)者曾惠丹告訴搜狐科技，之所以日東紡能處于壟斷地位，一方面源于其長(zhǎng)達(dá)40年的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)與專利保護(hù)，另一方面則在于其對(duì)原材料純度、加工工藝及生產(chǎn)設(shè)備等方面的技術(shù)壁壘。

此外，芯片基板的認(rèn)證周期通常長(zhǎng)達(dá)2至3年，英特爾、三星等頂級(jí)客戶不會(huì)輕易更換供應(yīng)商。而電子玻纖行業(yè)本身具有投入大、周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，從籌備到產(chǎn)能爬坡再到良品率提升，往往需要三年以上時(shí)間，這也讓許多潛在競(jìng)爭(zhēng)者望而卻步。

那么，中國(guó)在電子玻纖布市場(chǎng)處于什么樣的位置？有何發(fā)展機(jī)遇？曾惠丹認(rèn)為，在中低端市場(chǎng)，中國(guó)應(yīng)該是全球第一。但是在最高端的產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)更多是技術(shù)、論文上突破，或者個(gè)別公司測(cè)試的性能達(dá)到了，但也尚未形成穩(wěn)定量產(chǎn)能力。

“盡管最近幾年日東紡的主導(dǎo)地位不會(huì)改變，但在高端電子玻纖布市場(chǎng)上，中國(guó)技術(shù)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從0到1的突破，未來(lái)還是很樂觀的?！?/p>

以下為搜狐科技與曾惠丹教授的對(duì)話實(shí)錄：

搜狐科技：請(qǐng)您用通俗的語(yǔ)言解釋一下什么是玻璃纖維布？主要有哪些種類？

曾惠丹：大家對(duì)纖維應(yīng)該很熟悉，就像拔絲香蕉拔出來(lái)的絲一樣，那將一根根玻璃纖維，像織衣服一樣，織成一塊塊的布，就叫玻璃布。

玻璃纖維布有很多種，比如按厚薄、形態(tài)，現(xiàn)在大家一般會(huì)按功能分類，比如強(qiáng)調(diào)低介電性能的低玻纖，代表有日東紡的NE-glass產(chǎn)品；強(qiáng)調(diào)高強(qiáng)性能的玻璃纖維，比如風(fēng)機(jī)葉片用的S玻纖；強(qiáng)調(diào)低膨脹的纖維，代表有日東紡的T-glass。

搜狐科技：制造生產(chǎn)主要包括哪些環(huán)節(jié)？

曾惠丹：首先是原料，像低膨脹和低介電玻纖，都包含了高純度的氧化鋁和二氧化硅；第二，由于原料含量高，熔制溫度要求極高，加熱要到1650度，重要部位都要用鉑金材料熔制；第三是拉絲，要通過(guò)有小孔的鉑銠合金漏板拉成3到7微米的細(xì)絲，這種合金在高溫下才不容易軟化或堵塞；第四，為了防止粘連，會(huì)噴浸潤(rùn)劑做表面處理，因?yàn)楹竺嬉袡C(jī)材料樹脂復(fù)合，需要良好的界面處理。

搜狐科技：玻纖布的成本占比大概多少？

曾惠丹：玻璃纖維在PCB板中的成本大概是10%，現(xiàn)在根據(jù)芯片不同，可能占比也存在差異。

搜狐科技：最近，日東紡生產(chǎn)的高端電玻纖布陷入短缺，蘋果和高通這些科技巨頭都在搶購(gòu)。這種布，在AI芯片里面發(fā)揮著什么樣的作用？

曾惠丹：日東紡是玻纖行業(yè)的標(biāo)桿，低介電和低膨脹這兩款玻纖都是最好的。

所謂的低介電，意思是在高頻環(huán)境下，介電值越小，信號(hào)傳輸速度就越快，那么在高頻高速應(yīng)用中表現(xiàn)更好，比如AI芯片、微波雷達(dá)等，功耗和發(fā)熱會(huì)很小，可以推動(dòng)電子設(shè)備向更高速、更高頻、高集成化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)低延遲、低損耗、低干擾的傳輸。

低膨脹意思是受熱時(shí)的膨脹形變小，日東紡的低膨脹玻纖膨脹系數(shù)小于3PPM，普通的窗玻璃大概是8PPM。AI芯片和大算力服務(wù)器是24小時(shí)、365天運(yùn)行的，會(huì)有熱量產(chǎn)生，正常東西受熱會(huì)膨脹形變，導(dǎo)致芯片可靠性無(wú)法保證。這種低膨脹的T-glass可以抑制翹曲和形變，對(duì)尺寸穩(wěn)定性極其重要。

搜狐科技：您覺得高端玻纖布短缺的主要原因是什么？

曾惠丹：首先是市場(chǎng)的快速擴(kuò)張，AI、大數(shù)據(jù)發(fā)展太快，對(duì)數(shù)據(jù)處理要求變高，另外就是存在技術(shù)門檻，產(chǎn)量不能快速提升。

搜狐科技：高端玻纖布的技術(shù)壁壘能具體說(shuō)說(shuō)不？

曾惠丹：第一是纖維粗細(xì)的均勻度，如果不均勻會(huì)影響介電和機(jī)械強(qiáng)度；第二是配方技術(shù)；第三是高溫熔制時(shí)容易產(chǎn)生氣泡，一旦有氣泡絲就容易斷，電性能也會(huì)差。此外，對(duì)原料雜質(zhì)控制極嚴(yán)，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境、耐火材料的潔凈度，以及對(duì)窯爐的耐高溫要求都很高。比如，做其他玻璃，普通的窯爐能用十年，但做這個(gè)溫度高，可能只能用三年。

搜狐科技：國(guó)內(nèi)企業(yè)和日東紡的差距主要在哪？

曾惠丹：常規(guī)電子布（E玻璃超細(xì)紗）差異不大，日東紡在二代LDK/LCTE電子布方面優(yōu)勢(shì)比較明顯。國(guó)內(nèi)最近幾年才突破，日東紡已經(jīng)量產(chǎn)了40年。國(guó)內(nèi)泰山玻纖、國(guó)際復(fù)材、南京玻纖院、光遠(yuǎn)新材等企業(yè)都在做，但還是技術(shù)水平有差距，比如國(guó)內(nèi)良品率大概在70%到80%，日東紡在95%以上，在產(chǎn)能方面國(guó)內(nèi)不足日東紡的20%。而且日東紡對(duì)中國(guó)是限制銷售的，有些牌號(hào)不賣給國(guó)內(nèi)企業(yè)，所以國(guó)家這幾年都在大力支持AI應(yīng)用場(chǎng)景電子玻纖布市場(chǎng)的發(fā)展。

搜狐科技：您覺得國(guó)產(chǎn)替代有可能實(shí)現(xiàn)嗎？最快什么時(shí)候？

曾惠丹：2027年以前高端產(chǎn)能還比較難，但長(zhǎng)期來(lái)看國(guó)產(chǎn)替代是樂觀的。首先技術(shù)路線上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了0到1的突破，后續(xù)隨著生產(chǎn)的放量，包括與客戶合作粘性的增加，會(huì)慢慢起來(lái)。此外，石英玻纖也在快速發(fā)展，石英纖維介電性能更好，雖然貴且產(chǎn)能還沒上去，但相信也是有發(fā)展前景的。但之后在細(xì)分市場(chǎng)會(huì)有很好表現(xiàn)。

搜狐科技：您覺得未來(lái)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局會(huì)發(fā)生什么樣的變化？

曾惠丹：因?yàn)槿諙|紡供應(yīng)很緊張，像英偉達(dá)這類芯片企業(yè)也不希望被上游供應(yīng)鏈公司困住，所以都是在支持新公司的成長(zhǎng)。我覺得大概五六年后，甚至更短時(shí)間，有些細(xì)分市場(chǎng)還是會(huì)被中國(guó)企業(yè)占領(lǐng)的。

搜狐科技：AI對(duì)高端玻纖布的需求增長(zhǎng)趨勢(shì)會(huì)持續(xù)嗎？

曾惠丹：會(huì)持續(xù)爆發(fā)，隨著自動(dòng)駕駛、工業(yè)制造等應(yīng)用場(chǎng)景的拓展，服務(wù)器和芯片需求的增加，玻纖布的需求就會(huì)增加。另外，芯片封裝技術(shù)也在升級(jí)，層數(shù)越來(lái)越多，需求同樣是持續(xù)增長(zhǎng)的。

搜狐科技：隨著AI的爆發(fā)，您所在的領(lǐng)域迎來(lái)了更大的發(fā)展機(jī)遇？

曾惠丹：材料人的春天來(lái)了，以前做玻璃被看作傳統(tǒng)建材，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)跟芯片密切相關(guān)，大家很有干勁，學(xué)生就業(yè)也更好了。我們和業(yè)界交流時(shí)也了解到，像宏和科技、國(guó)際復(fù)材、泰山玻纖這些公司都在加班加點(diǎn)生產(chǎn)，電子紗板塊目前供不應(yīng)求。

運(yùn)營(yíng)編輯 |曹倩