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PTFE 材料轉換的觀察


Sep 23rd 2026

BigEcon

前言

AI 伺服器的算力競賽,表面上比的是晶片,實際上也在比晶片之間的傳輸能力。晶片算得再快,訊號如果在板子上一路衰減,整體效能就會被傳輸瓶頸卡住,也因此筆者認為, PCB 材料從碳氫樹脂轉向 PTFE ,不是可能發生,而是必然發生,真正不確定的只有轉換的節奏,而不是方向


過去的升級工具已經快用完了

過去十年,高速 CCL 的演進其實只靠三個工具輪流升級:樹脂、電子布、銅箔。樹脂從 PPO 走到碳氫 (CH) 系統;電子布從一般 E 布、 LowDK 一代、 LowDK 二代,一路走到石英布 (Q-Glass) ;銅箔則從 HVLP1 推進到 HVLP4 、 HVLP5 。材料等級也因此從 M6 、 M7 升級到 M8 、 M9 ,對應交換機也從 400G 走到 1.6T 。

問題在於,這三個工具都已逼近極限,電子布到了石英布,已經是玻璃纖維類材料中損耗最低的;銅箔的表面粗糙度越做越低,繼續壓低的空間與良率代價越來越不成比例;樹脂端的 CH 系統,則在 NVIDIA Rubin Ultra 要求的 337G 傳輸速率前確認不敷使用。從交換機的材料路線來看, 3.2T 以上世代的 Df 要求約 0.0003 ,這個數字已超出 PPO 與 CH 樹脂的物理能力範圍,所以筆者認為,當其他工具都用到盡頭時,換掉樹脂本身就成了唯一的出路。


PTFE 是目前唯一跨過電性門檻的選項

PTFE 的 Dk 約 2.1 、 Df 約 0.0002 ,損耗大約只有 LowDK 電子布的十分之一,是目前量產級高分子材料中電性最好的選擇之一,更重要的是 PTFE 並不是全新的未知材料。在射頻與微波通訊領域,例如基地台天線與雷達模組, PTFE 基板已經使用多年,材料特性與基本加工方法都有相當累積,這次的轉換,本質上是把一種成熟的高頻材料,帶進層數更高、尺寸更大的伺服器,也因此這比從零開發新材料的風險低得多,也是判斷這波轉換具備必然性的重要基礎。

 

PTFE與電子部的性能比較


終端客戶已經表態

判斷材料轉換是否必然,最直接的證據是終端客戶有沒有實際行動,這一點答案很明確。 NVIDIA 已規劃在 Rubin Ultra 的 Switch Tray 採用 M8/M9 與 PTFE 混壓設計,相關規格在 2026 年第四季定案, 2028 年放量;下一代 Feynman 平台則進一步在正交背板導入純 PTFE 。供應鏈同步動起來: CCL 廠正積極送樣純無布方案,第一與第二供應商的排序已經浮現, PCB 端的量產廠商也大致底定。以需求規模來看,若 Rubin Ultra 機櫃全面採用混壓設計, PTFE CCL 在 2027 年月均需求約 26 萬米、月產值約 9,100 萬美元, 2028 年可望提升到 63 萬米、 2.2 億美元。當市場龍頭訂出規格、供應鏈開始為它排產能時,這就已經是在執行的路線,而不再只是研究題目。


技術問題是真的,但決定的是怎麼做

PTFE 的技術難題確實存在,而且不少。它的熱膨脹係數高達 100 至 200 ppm/°C 以上,尺寸安定性差;電性與結構之間有兩難,加了電子布就會犧牲電性; PCB 加工良率目前僅 10% 到 30% ;高多層板的背鑽精度不足;加上表面能低造成的結合力問題、壓合溫度差異與鑽孔品質控制,幾乎每個製程環節都要重新調整。

這些問題都是怎麼做的問題,沒有一個會讓產業放棄 PTFE 。原因很簡單:面對 337G 以上的傳輸需求,沒有任何替代方案在電性上能與 PTFE 競爭,產業面對的選擇不是用不用 PTFE ,而是如何把 PTFE 做好。事實上,產業已經在圍繞這些問題設計解方,尺寸安定性透過用有布與無布分工處理:要放晶片的板子保留電子布,只負責傳輸的板子採無布方案,並填入球型矽微粉;背鑽精度,用銅漿燒結取代;壓合條件,由 CCL 廠改走軟板製程因應;至於電性與加工性的兩難,則以三種方案分階段推進:先用加工性較好的混壓折衷方案量產,再逐步走向全 PTFE 的最終目標。

回顧過去的材料轉換, M9 與石英布導入初期同樣面臨良率低、供應商少的困境,最後都隨著學習曲線逐步克服。所以筆者認為,低良率是新材料進入量產的常態,不代表這條路走不通。


轉換的形態:漸進、分工、共存

然而必然並不等於全面取代。預期 PTFE 的導入會是漸進且分工的:先從交換板、背板這類純傳輸的應用切入,要承載晶片的主板仍以 M9 、 M10 搭配高階電子布為主。 PTFE 與電子布會長期共存,各自服務不同功能的板子,這也意味著,高階電子布的需求不會因為 PTFE 興起而消失,兩條材料路線將一起支撐 AI 伺服器的傳輸升級。

必然性說的是方向,但節奏仍有變數。無布方案的良率提升速度、 Rubin Ultra 的實際出貨規模、非中系第二供應商的認證進度,以及銅漿燒結製程的成熟時間,都會影響 PTFE 放量的快慢。良率改善較慢,量產時程就可能延後;但良率一旦突破,需求反而會因為成本下降而加速擴散,放量速度可能超出市場預期。

 

PTFE方案組成


筆者觀點

傳輸速度的提升是 AI 基礎建設不可逆的趨勢,而現有的材料工具已經逼近物理極限。 PTFE 具備跨過電性門檻的條件,擁有射頻領域的成熟基礎,又有 NVIDIA 定下的明確規格與時程。它面臨的技術問題,都是量產過程中可以逐步解決的工程挑戰,不是否定這條路線的理由。筆者認為, PTFE 取代碳氫樹脂成為高速傳輸材料的主流,是物理極限與市場需求共同推動的必然結果。接下來真正值得追蹤的,不是 PTFE 會不會來,而是它多快會來。


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