熟悉的不沾材料投入 AI 硬體競賽
Nvidia 尋求提升 AI 系統內部連線速度，讓聚四氟乙烯（PTFE）受到關注。這種材料以 Teflon 品牌廣為人知，吸引力在於電氣特性：相較於傳統絕緣材料，PTFE 有助於訊號在電路板上傳輸時減少能量損耗。
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挑戰在於如何將這項優勢轉化為可靠的多層電路板。PTFE 不易與其他材料黏合、質地相對柔軟，且加工難度高。這些特性使製造商態度分歧，有的審慎觀望，有的投入資金；中國供應商積極尋找機會，台灣業者則權衡不同材料與製造成本。
Nvidia 於 10 月初在開放運算計畫（Open Compute Project）峰會展示一款新型 NVLink 交換器電路板，業界人士認為可能採用 PTFE。潛在應用包括 Rubin Ultra 的交換器，以及未來的正交中板，也就是連接其他垂直排列電路板的連接板。確切量產時程與最終材料規格尚未公布。
這場競賽不只關乎單一樹脂。隨著 AI 伺服器需要更複雜的電路板，銅箔、玻璃纖維布、壓合設備與工廠產能都面臨供應壓力。客戶正尋求涵蓋 2027 至 2030 年的產能承諾，而部分設備交期長達 30 個月。
Nvidia 為何希望訊號傳得更遠
AI 處理器必須交換大量資訊才能協同運作。印刷電路板（PCB）承載元件，並提供電氣訊號與電力的傳輸路徑。當每通道傳輸速度接近每秒 200 吉位元時，要維持訊號完整性就愈來愈困難。
PTFE 的介電損耗極低，意即銅線路周圍的絕緣材料吸收較少訊號能量。它早已應用於要求嚴苛的領域，包括軍用雷達、衛星，以及先進駕駛輔助系統使用的雷達。若將它延伸應用到複雜的 AI 伺服器電路板，就能把這項電氣優勢帶入規模大得多的製造挑戰。
據業界說法，Nvidia 希望能直接透過電路板進行高速訊號交換，可能取代部分複雜的銅纜連接。銅線路愈長，對周圍材料的要求就愈高，因為訊號在傳輸過程中的損耗會逐漸累積。
共同封裝光學技術（Co-packaged optics）則是另一種提升通訊速度的途徑，做法是將光學連接元件靠近運算或交換器晶片。在這項技術可用於目前討論的應用之前，改善電路板材料是更直接的設計選項。實際問題在於，製造商能否以可接受的成本和產量，提供所需的電氣效能。
讓平底鍋不沾的特性，卻使電路板更難製作
銅箔基板（CCL）是電路板的基本材料，通常由銅箔、樹脂與玻璃纖維補強材組成。製造商將這些材料加工並接合，形成承載伺服器電氣連線的多層結構。
包括環氧樹脂、聚苯醚與碳氫樹脂在內的傳統樹脂系統，可在加熱時黏合，並在固化後變硬，因此後續鑽孔、電鍍與組裝相對容易處理。PTFE 不易黏合的特性則增加了難度：各層在製造與運作期間都必須牢固接合。
PTFE 本身也不夠堅硬，無法單獨用於 AI 伺服器所需的厚型複雜電路板。製造商通常會考慮結合 PTFE 與較堅硬材料的混合結構。這類設計希望在訊號最需要的地方使用損耗最低的材料，同時在其他區域維持機械強度。
加工可能需要大幅改造工廠。業界估計，部分多層 PTFE 電路板的壓合溫度約為攝氏 300 度。一般 PCB 生產線可能缺乏合適設備，因此材料變更可能需要添購新機器、調整製程配方，並改變多家供應商的作業流程。
台灣審慎以對，中國加碼投資
欣興董事長董鼎宇表示，Nvidia 三年前曾接洽公司，討論 PTFE 開發。他的說法指出，Nvidia 起初對 PTFE 感興趣，部分原因是先進基板供應短缺；他也質疑 PTFE 是否會成為主流電路板材料。
群益證券電子與通訊研究主管浦德宇則持不同看法。他認為，採用 PTFE 的需求源於產品設計：即使是先進的 M9 材料，用於超過 70 層的電路板時，也可能難以提供足夠的傳輸效能。他也認為，未來太空運算應用將進一步推升 PTFE 需求。
據業界說法，與 Nvidia PTFE 專案相關的製造商以中國業者為主，另有一家美國電路板廠。名單包括基板供應商生益科技，以及 PCB 製造商勝宏科技；後者已大舉投資設備，準備供應 Nvidia。
台灣上市業者包括軟性銅箔基板製造商台虹，以及軟性電路板製造商台郡。兩家公司都不是 AI 伺服器 PCB 的主要供應商。它們的參與顯示，這項商機不只涉及既有的硬板伺服器電路板製造商，但要達到商業化規模仍是一大挑戰。
台虹與元太布局量產之路
台虹董事會於 10 月 28 日通過與元太科技簽署合作備忘錄，共同開發 PTFE 材料。計畫將結合台虹的材料，以及元太位於台灣新竹與觀音廠區的試產和驗證作業。
台虹將提供關鍵材料，並開發用於高速訊號傳輸的 PTFE 基板。元太則將投入材料研究、表面處理與製造管理。對於不易黏合、加工困難的材料而言，表面處理尤其重要。
台虹董事長陳永衡表示，公司多年來持續投資銅箔基板與先進電子材料，包括 PTFE 技術與產品。這項合作計畫將相關研發工作，連結到可測試製程的廠區。
這項合作仍須經元太董事會審議。商業條件與執行細節尚未敲定，後續是否委託代工也取決於進展。兩處廠區目前規劃作為測試地點，並非已確認的 PTFE 商業量產基地。
截至文中所述時間，元太及其材料子公司合計持有台虹約 9% 股份。元太董事長李政昊表示，投資台虹始於約四年前。兩家公司的營運合作逐步發展，歷程如下：
- 4 月 2 日：陳永衡出任台虹董事長。
- 5 月 27 日：元太在董事改選中取得台虹四席董事席次。
- 7 月 29 日：李政昊出任台虹副董事長。
- 10 月 28 日：台虹董事會通過 PTFE 合作提案。
層數增加，代表材料用量上升，不只是訂單增加
AI 伺服器正推升基板需求，部分原因是電路板層數增加。傳統伺服器電路板通常約有 16 至 20 層，AI 伺服器電路板目前則達 30 至 40 層甚至更多。以 20 層與 40 層相比，每塊電路板須製作的層數增加一倍，但實際材料用量也取決於電路板尺寸與設計。
基板交期已從約兩至四週，拉長至三個月或半年。部分先進玻璃纖維布採配額供應，即使個別客戶希望增加訂單，可取得的數量仍受限制。
隨著規格要求提高，玻璃纖維布的生產速度也變慢。供應商正將產能從傳統電子級玻璃纖維布，轉向電氣特性更佳的產品。業界估計，從較厚布料改用較薄版本，可能使產能降低 50% 至 70%。
摩根士丹利指出，近期有四項供應瓶頸：PTFE 加工、薄型電子玻璃供應吃緊、EPM 壓合機交期長，以及該行預期還需兩至三年才能商業化的玻璃基材。這些限制影響生產的不同階段，使成品電路板難以迅速增產。
PTFE 是廣泛材料競逐中的一種選項
據摩根士丹利指出，台灣基板製造商正探索碳氫樹脂、碳氫樹脂與 PTFE 的混合材料，以及苯並環丁烯（BCB）。材料選擇取決於電氣效能、加工難易度、成本，以及能否大量穩定供貨。
石英布（常稱 Q 布）也是高規格應用的候選材料。它的電氣特性良好，但價格可能是一般玻璃纖維布的 50 至 70 倍。其硬度高且易碎，也使鑽孔更為困難。
在傳統玻璃纖維電路板上可鑽約 2,000 至 3,000 個孔的鑽頭，用於石英布電路板時，可能鑽約 200 個孔就須更換。這表示傳統材料的鑽孔數約為石英布的 10 至 15 倍，讓石英材料的製造成本大幅增加。
製造商正導入皮秒雷射與超音波鑽孔等技術，以解決加工問題。客戶也可以採用混合材料設計，在訊號要求嚴苛的層面使用先進 M9 或 M10 基板，其他部分則使用較便宜的材料。
台燿董事長董鼎宇表示，M9 已量產，M10 預計隔年提高產量，M11 則仍在開發中。銅箔也在改良：更光滑的表面有助於降低訊號沿銅線路傳輸時的損耗。因此，樹脂選擇只是電氣設計的一環。
客戶出資確保未來產能
高盛表示，客戶正透過長期協議、擴產補助、預付款或獎勵措施，支持 2027 至 2030 年的產能投資。台燿、臻鼎科技與銅箔製造商金居都收到相關要求。部分供應商則希望保留彈性，不願接受所有提議的安排。
這些資金安排反映材料與設備都要長時間等候。欣興董事長暨策略長簡山傑表示，約 80% 的設備交期已拉長，部分關鍵機台甚至需等候長達 30 個月。他估計，2027 年關鍵材料短缺可能達需求量的 20% 至 40%。
Nvidia 也在尋求增加晶片基板產能。基板是以精密線路連接晶片與系統其他部分的結構。據報導，Nvidia 計畫在三年內將相關產能擴增至目前的 2.5 倍，並已向日本 IBIDEN 預付數十億美元以確保產能。
基板與伺服器 PCB 的用途不同，但都因 AI 硬體擴張而吸引投資。客戶提早投入資金，是因為興建工廠、安裝設備與產品認證所需時間，遠長於下採購單的時間。
新工廠仍須備妥通過認證的材料
金居計畫投資新台幣 80 億至 100 億元，在馬來西亞興建年產能規劃為 3 萬噸的工廠，目標生產先進 HVLP4 銅箔；HVLP5 產品也已送樣。台灣聯合材料在泰國的前兩期廠房，規劃合計每月可生產 120 萬張基板，並預留第三期用地。
儘管有上述擴產計畫，原料短缺仍是重大隱憂。台光電董事長陳進財將材料不足列為公司最大挑戰。總經理蔡欣民表示，玻璃纖維布價格幾乎每月上漲，供應可能要到 2027 年下半年或 2028 年才開始緩解。
終端客戶也更加主導材料選擇。材料通過認證後，客戶可要求 PCB 製造商使用指定產品。因此，供應商除了競逐最低訊號損耗，也必須提供可靠品質與可重複的製程表現。
Nvidia 推動 PTFE，讓這些要求交會在一起。能讓連線更快速的材料，也必須經得起多層結構中的壓合、鑽孔、電鍍與組裝。中國業者的投資、台灣的替代材料，以及台虹與元太的合作，都是為了滿足同一項實際要求：大量交付品質穩定、運作可靠的電路板。
重點摘要
- Nvidia 正為高要求的 AI 連線探索 PTFE，因為它比傳統絕緣材料更能減少訊號能量損耗。
- PTFE 不易黏合、質地柔軟且加工要求高，使多層電路板的生產更為複雜。
- 中國供應商正投入資金，台灣製造商則推進 PTFE 合作與替代材料。
- 台虹與元太的合作提案將在台灣兩處廠區進行測試，相關核准與商業條件仍未定案。
- 隨著玻璃纖維布、銅箔與設備供應吃緊，基板交期已拉長至三個月或半年。
- 客戶正支持 2027 至 2030 年的產能擴充，製造商則須兼顧電氣效能、成本與穩定生產。
