电子布概述
1. 电子布
电子级玻璃纤维纱(简称电子纱),指单丝直径在9微米以下的玻纤单丝,其织造而成的布料称为电子布。电子纱占电子布成本的50%-60%,是核心原材料。
电子布又称电子级玻璃纤维布,是覆铜板(CCL)的关键增强材料。通过整经、上浆、织造及后处理等工艺制成原胚布,再经树脂浸渍形成半固化片,最终与铜箔热压制成覆铜板。电子布主要发挥两方面作用:一是提供力学支撑,提升结构强度和高温、强酸碱环境下的稳定性;二是优化介电性能,通过精密编织确保纤维分布均匀,避免因介电常数差异导致信号反射或损耗。
2. 电子布迭代及分类
按玻璃纤维成分,电子布可分为E玻纤、D玻纤、NE玻纤、L玻纤及石英纤维布等。不同成分决定其介电性能表现。日东纺规划的产品路线中,NE为第一代低介电常数电子布(Low-Dk一代布),NER为第二代(Low-Dk二代布),T为低热膨胀系数电子布(Low-CTE布)。
AI服务器和终端设备对芯片材料性能要求提升,推动Low-Dk和Low-CTE电子布需求快速增长。未来5G毫米波、PCIe 6.0、1.6T交换机及100Gbps以上AI服务器等应用,将进一步提高对电子布介电损耗性能的要求。日东纺预计于2026~2028年推出NEZ电子布(Low-Dk三代布),以满足下一代技术需求。石英纤维布凭借超低介电常数和热膨胀系数,有望成为Low-Dk三代布的重要材料。
M7级以上覆铜板需采用Low-Dk材质电子布以降低介电损耗。据研究显示,Low-Dk三代布的介电损耗(Df)需低于0.0009,目前仅Q布(石英纤维布)可满足该标准。Q布对玻璃纤维、树脂及铜箔要求极高,全球具备量产能力的厂商稀少。
3. 石英纤维布
石英纤维是综合性能最优的电子布增强材料之一。E玻纤在1MHz下的介电损耗(Df)为0.0060,而石英纤维布的二氧化硅含量达99.999%,1MHz下Df仅为0.0001,热膨胀系数(CTE)为0.54ppm/℃,关键指标显著优于E、D、NE及L玻纤。
在AI服务器领域,当传输速率进入224Gbps及以上架构时,CCL基板需从M8升级至M8.5~M9规格。M8.5多采用Low-DK二代布+碳氢树脂方案,M9则主推石英纤维布方案。英伟达Rubin架构服务器中,CPX模块与中介板(Midplane)因信号传输距离较长,将采用M9石英纤维布方案;计算板与交换板则沿用M8方案。
RubinUltra的正交背板预计将采用M9石英纤维布方案,而ASIC架构出于成本与供应考虑,可能采用M8.5方案。
在交换机领域,1.6T及以上产品为满足高速传输需求,预计将采用松下M9级CCL并搭配石英纤维布解决方案。
电子布升级趋势
1. 从Low-Dk-1升级至Low-Dk-2
2006年,日本日东纺成功研发NE玻璃纤维,实现介电常数降至4.6。美国AGY公司于2010年推出L-glass,具备更低介电常数与损耗,适用于高信号完整性要求的电路板。目前,AGY与日东纺均已量产第二代低介电电子纱,介电常数降至4.2~4.3,进一步提升覆铜板传输能力。国内企业如中材科技、宏和科技也已研发出介电常数<4.4、介电损耗≤0.0018的二代产品,并通过国内外知名覆铜板企业认证,实现批量供货。
2. 从较高热膨胀升级至低热膨胀(Low-CTE)
随着PCB向高密度、高集成发展,尤其在半导体封装基板中,芯片与基板热膨胀系数不匹配易引发翘曲问题。研究表明,若PCB主板CTE由22ppm/℃降至14ppm/℃,耐温循环次数可提升72%。因此,采用Low-CTE材料成为提升PCB可靠性的关键技术路径。
3. 从玻璃纤维升级至石英纤维
石英纤维主要成分为高纯度二氧化硅(>99.95%),在1MHz下介电常数约3.7,介电损耗仅0.0001,是矿物纤维中性能最优的透波材料之一。其兼具低热膨胀系数与高软化温度,可在高频高温环境下保持稳定。随着AI服务器和交换机向800G以上发展,对CCL材料介电性能要求持续提升,石英纤维布(Q布)已成为M9级覆铜板的核心材料。
电子布生产驱动因素
1. AI推动PCB产业链升级,高端电子布需求增长
AI服务器、高速交换机等高性能计算设备的发展,带动PCB及其上游材料的技术迭代。为满足高速、高带宽、低损耗传输需求,覆铜板不断向M8、M9等级升级,直接拉动Low-Dk二代、三代及Low-CTE、石英纤维布等高端电子布的需求。未来随着1.6T交换机、PCIe 6.0等技术普及,对超低介电损耗材料的需求将持续扩大,石英纤维布作为关键材料将迎来更广阔市场空间。

