髪の毛の数十分の一の配線は、こうして作られる。ABFと“削らず足す”SAP工程の技術

僕は元コンサルでTMT（テクノロジー・メディア・通信）領域を見てきましたが、AI半導体の“急所”は、GPUそのものより、こうした土台（基板）の技術にあると感じています。

まず前提を一つ。チップは単体では動きません。数千本の端子を外の回路へ広げる「パッケージ基板」があって、初めて使えます。そして、その基板の絶縁層がABF（Ajinomoto Build-up Film）です。味の素がなぜこの市場を独占できたのかは「うま味調味料の会社が、AI半導体の土台を握っていた」にまとめました。今回は、その“中身と作り方”の話です。

ABFの中身は何でできているのか

ABFは、3つの材料を混ぜて薄いフィルムにした「熱で固まる樹脂」です。

• ベースのエポキシ樹脂：接着と絶縁の土台になります。
• シリカ（ガラスの粉）フィラー：熱膨張を抑える“おもり”です。世代とともに、含有率を38%から最大72%まで増やしてきました。
• 硬化剤：加熱で樹脂を網目状に固めます。

なぜシリカをここまで混ぜるのか。理由は、樹脂だけだと熱で膨らみすぎて、基板が反ってしまうからです。つまりシリカは、後で述べる「反り対策」の主役でもあります。

ABFには複数の世代があり、改良の方向は一貫しています。信号のロス（損失）を下げること、そして表面をより平滑にすることです（味の素／Polymer Innovation Blog）。なぜ“損失”を下げ続けるのかは、後半で説明します。

代表的なスペックを並べると、こうなります（Cadence／PMC査読論文）。

なぜ“削らず足す”のか——SAP工程の作り方

ここが、この記事の山場です。

従来のプリント基板は、全面に貼った銅箔から、要らない所を薬品で削る「引き算（サブトラクティブ）」で配線を作ってきました。一方、ABF基板は逆の発想です。必要な所にだけ銅をめっきで“生やす”「足し算」——これが**SAP（セミアディティブ法）**です。

工程は、こう進みます（Altium／Cadence）。

なぜ、これで細い線が出せるのか。配線の幅を「薬品で削る量」ではなく「光で描くパターン」で決めるからです。そのため、サブトラクティブが最小25µm級なのに対し、SAPはそれを大きく下回る微細配線を作れます（Altium）。

ただし、最近は“あえて表面を粗くしすぎない”低粗度ABFへ移っています。なぜなら、高速信号は導体表面の凹凸（表皮効果）でロスするからです。つまり、銅との密着と低損失の両立が、次の技術課題になっています。

なぜABF基板は反るのか、どう抑えるのか

AIチップが大きく・熱くなるほど、基板の「反り（warpage）」が壁になります。実際、1,000W級では、有機基板は100mmあたり50µm超も反るのに対し、ガラス芯の基板は20µm未満にとどまります（TrendForce）。

この反りを抑える主役が、さきほどのシリカフィラーとCTE設計です。査読論文では、次のような定量データが示されています（PMC査読論文）。

• フィラーを40%→70%に増やすと、コアの反りは0.94mm→0.02mmへ激減する。
• ビルドアップ層のCTEを26→19 ppm/℃へ下げると、反りは0.32→0.25mmへ下がる。
• そして決定的なのが、CTEを銅箔の約18 ppm/℃に合わせること。これでFC-BGAの反りが従来比92%減ったとされます。

言い換えれば、ABFは“絶縁する”だけの材料ではありません。“反りを設計する”材料でもあるのです。

224Gの時代に、なぜ低Dfが効くのか

次の主戦場は、信号の速さです。AIサーバーは、224G（毎秒224ギガビット級）のような超高速の配線で、チップどうしをつなぎます。

このとき、絶縁材の誘電損失（Df）が大きいと、信号がエネルギーを失って減衰します。だからこそ、味の素はDfを0.002以下まで下げた超低損失グレードを投入しています（味の素／Cadence）。しかも、Dfを下げることは、速さだけでなく消費電力の削減にも効きます。高速化と省エネが、同じ材料の改良でつながっているわけです。

どこまで細くできるのか——微細配線のいま

微細配線は、線幅／間隔（L/S）で測ります。ハイエンドのABF基板は、いま6〜7µmから5µmへの競争に入りました。

さらに、Unimicronは18層のABF基板でサブ2µm（2µm未満）を、ガラス基板勢は1.5µmを狙うと発表しています（各社発表・業界見通し）。一方、チップの端子を外へ広げ直す再配線層（RDL）でも、微細なシリカフィラーと薄膜化によって、L/Sを20µm→5µmまで詰めた研究があります（IMAPS論文）。つまり、微細化の鍵もまた、フィラーと膜厚というABFの材料設計に戻ってきます。

ガラス基板が来たら、ABFは要らなくなるのか

結論からいうと、当面は要ります。なぜなら、ガラスはあくまで「芯（コア）」の置き換えで、その上に積む絶縁層には、引き続きABF系材料が乗る構成が一般的だからです（TrendForce）。

もちろん、露光でビアを開けられる感光性の絶縁材との使い分けもあります。とはいえ、レーザー加工で微細なRDLを作る用途では、ABFが使われ続けます（IMAPS論文）。したがって、芯がガラスに変わっても、ABFの役割が丸ごと消えるわけではありません。

最後に、投資家の視点を一つ。ABF材料は味の素が約8〜9割、AIサーバー向けFC-BGA基板はIbidenが約7〜8割を握ります（Digitimes）。したがって、AI半導体の供給網を見るとき、GPUの名前だけ追っていては“急所”を見落とします。土台の材料と基板まで含めて地図を持つこと——これが、ニュースに振り回されないコツです。Ibidenの立ち位置は「Ibiden（イビデン）の企業解説」に、ガラス化の流れは「AIチップの土台が、樹脂からガラスへ変わり始めた」にまとめています。