Chipmangel: Trägermaterial für CPUs und GPUs knapp bis ins Jahr 2026

Der für CPU- und GPU-Gehäuse benötigte Ajinomoto Build-up-Film (ABF) bleibt in den nächsten Jahren Mangelware. Es fehlen Produktionswerke.

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Auch Desktop-Prozessoren von AMD und Intel verwenden Träger mit ABF.

(Bild: Mark Mantel / heise online)

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  • Mark Mantel

Schon seit 2020 beklagen Chiphersteller einen Mangel an Trägersubstraten mit Ajinomoto Build-up-Film (ABF). Bei letzterem handelt es sich um eine isolierende Folie, die in den grünen Trägerplatinen fast aller Prozessoren, Grafikchips, programmierbaren Logikchips (FPGAs) und Spezialschaltungen (ASICs) verarbeitet wird. Von dem ABF-Mangel sind auch AMD, Intel und Nvidia betroffen.

Die Substrate für sogenannte Die Carrier haben andere Eigenschaften als eine gewöhnliche Leiterplatte (Platine, Printed Circuit Board/PCB). Solche Die Carrier sitzen zwischen dem eigentlichen Siliziumchip (Die) und dem PCB. Die ABF-Substrate haben dünnere Lagen, einen geringeren thermischen Ausdehnungskoeffizient und eignen sich für dichter nebeneinander platzierte Bohrungen und Durchkontaktierungen, beispielsweise acht pro Quadratmillimeter.

Durch die Kombination mehrerer Dies beziehungsweise Chiplets zu einem Bauelement wächst der Bedarf an ABF-Substraten noch stärker.

Die taiwanische Nachrichtenagentur Digitimes zitiert nun Unimicrons Chief Sales Officer Tzyy-Jang Tseng, laut dem kommendes Jahr 2022 mindestens 20 Prozent ABF-Substrate fehlen, um den weltweiten Bedarf zu decken. Unimicron ist einer der weltweit größten Hersteller von ABF-Substraten. Ab 2023 soll sich die Situation durch die Fertigstellung neuer Produktionswerke bessern, ein Mangel bleibt voraussichtlich aber bis mindestens 2026 bestehen.

Bei Chipträgern werden zahlreiche ABF-Lagen auflaminiert.

(Bild: c't)

In der c't-Redaktion wird ABF auch liebevoll als "Sushi-Folie" bezeichnet. Grund ist der Ursprung: Ajinomoto ist ein Schwergewicht in der japanischen Nahrungsmittelindustrie und entwickelte den ABF in den 90er-Jahren quasi beiläufig. Die Firma suchte nach einer Möglichkeit zur Verwertung von Nebenprodukten aus der eigenen Glutamatproduktion.

Da Ajinomoto bis dahin nur als "japanisches Maggi" bekannt war, gelang der Durchbruch erst Jahre nach der Fertigstellung des ABF. Im Jahr 1999 verwendete der erste Chiphersteller ABF in Trägern und ersetzte damit die bis dahin eingesetzten Lacke, die aufwendig trocknen mussten und die Anforderungen schlechter erfüllten. Zu den Anforderungen zählen eine gleichmäßige Isolationsschicht, hohe Hitzebeständigkeit auch bei starken Temperaturschwankungen sowie hohe mechanische Stabilität.

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In einem 2011 produzierten Video zeigt Ajinomoto die Entstehungsgeschichte von ABF, eine PDF-Präsentation gibt weitere Einblicke. In dem Jahr lag der eigene jährliche Umsatz mit den Folien bei umgerechnet rund 135 Millionen Euro. Heute verbucht die Firma die ABF-Umsätze unter dem Geschäftsbereich "Healthcare and others", der allein im dritten Quartal 2021 umgerechnet circa 1,8 Milliarden Euro umsetzte.

Der aus Österreich stammende Trägerhersteller AT&S prognostiziert (PDF-Präsentation), dass im Jahr 2027 etwa 12 Produktionswerke für ABF fehlen werden. Beim Bau neuer Standorte hat derweil auch Intel seine Finger im Spiel: Ein neues Produktionswerk etwa entsteht im Rahmen eines Joint-Ventures zusammen mit Unimicron. Der Bau soll laut Digitimes 2023 fertiggestellt werden und kostet knapp 1 Milliarde Euro.

(mma)