Pertumbuhan Chip AI Memperketat Pasokan Substrat ABF, Pembeli Membayar untuk Memesan Kapasitas hingga 2028

Kekurangan di balik chip AI

Sebagian peralatan yang dibutuhkan untuk membuat substrat chip canggih kini memerlukan waktu hingga 30 bulan untuk tiba, sementara pasokan sejumlah material penting diperkirakan sekitar 20% di bawah permintaan pada 2027, kata Chairman Unimicron S.C. Chien dalam TPCA Show pada 20 Oktober 2026. Peringatannya menjelaskan mengapa perlombaan membangun infrastruktur kecerdasan buatan kini meluas melampaui prosesor dan memori ke basis pengkabelan canggih di bawahnya.

Nvidia mendukung perluasan kapasitas substrat di Unimicron, Taiwan, melalui perjanjian reservasi kapasitas. Produksi tambahan diperkirakan mulai berjalan pada kuartal kedua 2027 dan mencapai kapasitas penuh sesuai rencana sekitar pertengahan 2028. Nvidia juga bekerja sama dengan Ibiden di Jepang dan Samsung Electro-Mechanics di Korea Selatan, dengan target meningkatkan kapasitas substrat untuk produknya menjadi 2,5 kali lipat dari tingkat saat ini dalam tiga tahun.

Substrat ABF menghubungkan kontak listrik kecil pada prosesor ke papan sirkuit yang jauh lebih besar di bawahnya. Chip AI yang lebih besar membutuhkan substrat yang lebih luas dengan lebih banyak lapisan pengkabelan. Karena itu, setiap kemasan menghabiskan lebih banyak waktu produksi dan material, bahkan sebelum produsen meningkatkan jumlah chip yang dikirim.

J.P. Morgan memperkirakan pertumbuhan permintaan ABF tahunan sebesar 34%, 39%, dan 40% dari 2026 hingga 2028, dibandingkan dengan kenaikan kapasitas sekitar 9% hingga 12%. Pembeli merespons dengan kontrak berjangka lebih panjang, pembayaran di muka, dan dukungan untuk pembangunan pabrik baru. Pemasok yang mampu mengamankan material dan memproduksi produk rumit ini secara andal memiliki daya tawar harga yang lebih besar.

Mengapa setiap akselerator membutuhkan lebih banyak substrat

Akselerator AI semakin banyak menggabungkan beberapa chip komputasi dengan tumpukan memori berbandwidth tinggi atau HBM dalam satu kemasan. Substrat harus menghantarkan sinyal listrik dan menyalurkan daya ke seluruh rakitan yang lebih besar itu. Bayangkan jaringan jalan yang membutuhkan lebih banyak lahan dan tingkat tambahan seiring pertumbuhan sebuah kota.

Substrat berukuran 110 kali 110 milimeter memiliki luas bidang empat kali lipat dari substrat berukuran 55 kali 55 milimeter: 12.100 milimeter persegi dibandingkan 3.025 milimeter persegi. Penambahan lapisan pengkabelan kembali meningkatkan beban produksi. Produsen harus berulang kali menerapkan lapisan film isolasi, membentuk koneksi mikroskopis, dan membuat pengkabelan tembaga, sembari menjaga agar setiap lapisan tetap sejajar dengan lapisan lainnya.

Estimasi J.P. Morgan menggambarkan dampak gabungan tersebut. Generasi Hopper Nvidia menggunakan substrat dengan luas bidang 3.190 milimeter persegi dan 12 lapisan. Model bank itu untuk generasi Feynman berikutnya mencapai sekitar 18.000 milimeter persegi dengan 24 lapisan. Jika luas bidang dikalikan jumlah lapisan, hasilnya 38.280 milimeter persegi untuk Hopper dan 432.000 untuk Feynman, atau naik sekitar 11,3 kali lipat menurut ukuran beban pemrosesan ini.

Peta jalan Ibiden juga menunjukkan perluasan bertahap: substrat berukuran 90 kali 90 milimeter pada 2026, 110 kali 110 milimeter pada 2028, dan 130 kali 130 milimeter atau lebih besar mulai 2030. Angka-angka ini merupakan target pengembangan, sedangkan produksi komersial bergantung pada kemajuan manufaktur dan persetujuan pelanggan.

Seberapa besar kesenjangan pasokan bisa terjadi?

J.P. Morgan memperkirakan permintaan ABF global akan naik dari 11.308 miliar milimeter persegi pada 2025 menjadi 29.565 miliar pada 2028, dengan menggunakan model yang disesuaikan dengan kompleksitas manufaktur. Artinya, permintaan akan mencapai sekitar 2,6 kali tingkat pada 2025.

Bank itu memproyeksikan tingkat utilisasi di atas 100% pada 2027 dan mendekati 130% pada 2028. Secara praktis, proyeksi utilisasi 130% berarti pelanggan menginginkan sekitar 130 unit produksi untuk setiap 100 unit yang tersedia. Pabrik akan menghadapi pesanan yang tidak dapat dipenuhi, sehingga pembeli harus menerima keterlambatan, mencari pemasok lain, atau mengubah rencana produksi.

Perkiraan lain menempatkan kekurangan pasokan ABF sekitar 10% pada paruh kedua 2026, 21% pada 2027, dan lebih dari 40% pada 2028. Goldman Sachs memperkirakan defisit sebesar 34% dan 51% pada 2027 dan 2028. Estimasi tersebut menggunakan asumsi permintaan dan metode pengukuran kesenjangan yang berbeda; tetapi semuanya menyampaikan pesan yang sama: rencana perluasan kapasitas kesulitan mengejar kebutuhan yang terus meningkat.

Server AI dan switch berkecepatan tinggi menyumbang sebagian besar perubahan ini. J.P. Morgan memproyeksikan porsi mereka dalam permintaan ABF global akan naik dari 26% pada 2024 menjadi 73% pada 2028. Permintaan dari server konvensional tumbuh lebih lambat, sementara konsumsi elektronik konsumen tetap di bawah tingkat 2024.

Material dapat membatasi pabrik yang sudah dilengkapi

Ajinomoto memasok sekitar 95% atau lebih film isolasi ABF dunia. Produsen substrat menerapkan film ini di antara lapisan pengkabelan tembaga, sehingga menjadi bahan baku yang digunakan bersama oleh para pemasok yang bersaing.

Produksi film Ajinomoto beroperasi pada kapasitas penuh pada kuartal kedua 2026, sekitar 2 juta meter persegi per bulan. Pada Mei, perusahaan memberi tahu pelanggan bahwa kenaikan harga sekitar 30% akan berlaku mulai kuartal ketiga. Pengiriman ke China juga dilaporkan dikurangi 30%, menambah kendala regional pada rantai pasokan yang sudah terkonsentrasi.

Kain serat kaca dengan koefisien muai termal rendah merupakan hambatan lainnya. Koefisien ini mengukur seberapa besar material memuai saat dipanaskan. Material yang lebih sedikit memuai membantu substrat besar tetap rata saat prosesor memanas dan mendingin.

J.P. Morgan memperkirakan Unimicron menerima 35% hingga 40% alokasi T-glass dari produsen Jepang Nittobo, sedangkan Ibiden menerima 30% hingga 35%. Pemasok yang lebih kecil secara kolektif menerima sekitar 25% hingga 33%. Alokasi ini dapat menentukan seberapa banyak produk canggih yang bisa dikirim perusahaan, sekalipun tersedia ruang pabrik dan mesin yang telah terpasang.

Proyeksi Chien tentang kemungkinan kesenjangan 20% pada 2027 berkaitan dengan sejumlah material penting, termasuk kain serat kaca berkoefisien muai rendah, laminat berlapis tembaga, dan bahan baku ABF. Asosiasi Sirkuit Cetak Taiwan juga mengidentifikasi terbatasnya pasokan kain serat kaca berkoefisien muai rendah sebagai kendala, karena pabrik material baru memerlukan waktu untuk memulai produksi dan meningkatkan hasil produksinya.

Keterlambatan peralatan memperpanjang jadwal perluasan

Chairman Unimicron mengatakan waktu pengiriman lebih dari 80% peralatan telah memanjang, dengan sekitar seperlimanya membutuhkan waktu kira-kira dua kali lebih lama dari sebelumnya. Beberapa mesin penting memerlukan waktu tunggu hingga 30 bulan.

Karena itu, pembangunan gedung pabrik hanya merupakan satu tahap perluasan. Produsen juga membutuhkan peralatan, material, karyawan terlatih, dan kualifikasi pelanggan. Kualifikasi berarti membuktikan bahwa lini produksi dapat secara konsisten membuat substrat yang memenuhi persyaratan kelistrikan, mekanis, dan keandalan pelanggan.

Analisis peralatan J.P. Morgan menunjukkan keterlambatan serupa. Pemesanan peralatan litografi substrat, yang membantu membentuk pola pengkabelan kecil, mulai pulih pada 2026 setelah melemah pada 2025. Peralatan yang dipesan selama pemulihan itu diperkirakan mulai menghasilkan produksi komersial yang telah memenuhi kualifikasi pada 2027 atau sesudahnya.

Unimicron berupaya menyelaraskan jadwal tersebut lebih awal. Chien mengatakan timnya mulai berbagi rencana perluasan dengan pemasok pada awal 2025, terkadang bersama pelanggan dan pelanggan mereka. Lebih dari sepuluh kali pertukaran informasi membantu pemasok memahami kebutuhan mendatang, dan beberapa di antaranya mulai meningkatkan pasokan pada 2026.

Pelanggan membayar untuk mengamankan akses

Nvidia, AMD, dan penyedia layanan cloud mengupayakan kontrak yang berlaku hingga 2028, sementara sejumlah pelanggan meminta pemasok merencanakan kapasitas untuk 2029 dan 2030. Kerja sama dapat mencakup pembayaran peralatan di muka, penempatan mesin di fasilitas produsen, dan kontribusi untuk pembangunan pabrik.

Biaya reservasi kapasitas memberi dukungan finansial kepada pemasok sebelum produksi baru siap. Sebagai gantinya, pembeli mengamankan akses yang disepakati ke produksi mendatang. Pengaturan ini membantu produsen berkomitmen pada perluasan yang mahal setelah gelombang investasi industri sebelumnya turut menekan harga pada 2023 hingga 2025.

Estimasi industri menempatkan komitmen terkait substrat yang dikaitkan dengan Intel, Nvidia, dan AMD sekitar US$5 miliar, atau NT$162,9 miliar. Intel menyumbang sekitar US$3 miliar, sementara Nvidia dan AMD masing-masing sekitar US$1 miliar. Perusahaan yang disebut dalam estimasi tersebut menolak membahas pengaturan dengan pelanggan secara terperinci, dan nilai pasti uang muka serta ketentuan kontraknya belum diungkapkan.

Chief executive Intel Lip-Bu Tan mengatakan beberapa pelanggan telah melakukan pembayaran di muka untuk membantu mengamankan substrat dan kapasitas. Kinsus menyatakan telah menandatangani perjanjian pasokan berdurasi tiga hingga lima tahun, meskipun saat ini perjanjian tersebut mencakup porsi bisnisnya yang relatif kecil. Perusahaan lebih memilih pelanggan turut membiayai perluasan daripada sekadar memesan kapasitas pabrik yang sudah ada.

Ke mana investasi baru bernilai miliaran dolar mengalir

Anggaran belanja modal tahunan Unimicron naik dari NT$34 miliar menjadi NT$53,7 miliar setelah tambahan alokasi NT$19,7 miliar. Perusahaan juga menambah pesanan peralatan dengan waktu pengiriman lama senilai NT$17,6 miliar. Pesanan peralatan tersebut merupakan komitmen pembelian terpisah dan perlu dipertimbangkan bersama jadwal pembangunan serta produksi perusahaan.

Ibiden berencana berinvestasi ¥500 miliar selama tahun fiskal 2026 hingga 2028, dengan target kapasitas substrat server AI mencapai 2,8 kali tingkat 2024. Samsung Electro-Mechanics menginvestasikan US$1,2 miliar untuk memperluas kapasitas ABF, dengan target produksi volume pada kuartal ketiga 2027.

Samsung Electro-Mechanics juga memiliki perjanjian multiyear dengan Nvidia untuk lini produksi khusus di Sejong dan Busan, Korea Selatan, dengan pengiriman dijadwalkan dimulai pada 2026. Perjanjian itu mencakup chipset komputasi dan switch jaringan. Kedua perusahaan tidak mengungkapkan nilai investasi maupun pembagian biayanya.

Kinsus telah menyetujui NT$23,5 miliar untuk perluasan kapasitas dan peralatan, termasuk rencana belanja NT$8 miliar pada 2026, dengan NT$6 miliar di antaranya untuk ABF. Perusahaan kemudian menambahkan anggaran proyek terpisah senilai NT$19,6 miliar. Nan Ya PCB merencanakan pabrik senilai NT$46,8 miliar untuk substrat besar dengan banyak lapisan.

Kinsus menargetkan kapasitas ABF kuartalan naik dua kali lipat dari sekitar 40 juta unit menjadi 80 juta unit pada 2029. Lahan untuk rencana tersebut tersedia, tetapi perusahaan mengatakan perluasan lebih lanjut membutuhkan lokasi tambahan. Anak perusahaan Zhen Ding, Leading Interconnect, berencana menambah jumlah gedung pabriknya di Shenzhen menjadi lebih dari tujuh sebelum 2030.

Peningkatan hasil produksi sama pentingnya dengan penambahan mesin

Substrat yang lebih besar lebih sulit dijaga agar tetap rata. Tembaga, resin, penguat kaca, dan silikon memuai dengan laju berbeda saat suhu berubah. Hal ini dapat menyebabkan substrat melengkung, mempersulit penyelarasan lapisan pengkabelan yang sangat kecil, dan mengurangi porsi produk jadi yang lolos inspeksi.

Yield adalah persentase produk yang lolos. Lini produksi dengan yield 60% menghasilkan 60 unit yang memenuhi standar dari setiap 100 unit yang diproses. Peningkatan yield dapat menambah pasokan yang dapat digunakan tanpa membangun pabrik baru, meskipun peralatan tetap menghabiskan waktu untuk memproses unit yang akhirnya gagal.

Estimasi industri menempatkan yield substrat yang digunakan dalam pengemasan EMIB Intel sekitar 45%, dengan pemasok menargetkan 50% pada kuartal keempat 2026 dan 60% pada kuartal pertama 2027. EMIB menggunakan jembatan silikon kecil untuk menghubungkan chip dalam satu kemasan, sehingga konstruksi substrat harus memenuhi persyaratan yang ketat.

Chien juga menyoroti chip AI yang menarik arus lebih dari 1.000 ampere. Menghantarkan arus sebesar itu sambil membatasi derau listrik, menjaga kualitas sinyal, dan mengelola panas mengharuskan pemasok terlibat lebih awal dalam perancangan sistem. Unimicron, Nan Ya PCB, dan Kinsus mengembangkan produk yang lebih besar dan rumit, sementara Zhen Ding memperluas kemampuan substrat canggih dan interkoneksi untuk server AI.

Kaca dan keramik menjadi pilihan jangka panjang

Inti kaca dan interposer keramik sedang dikembangkan untuk mengatasi tantangan stabilitas dimensi dan termal pada kemasan yang sangat besar. Inti menopang substrat, sedangkan interposer menyediakan koneksi padat antarchip. Komponen-komponen ini menempati posisi berbeda dalam kemasan dan memerlukan proses manufaktur yang berbeda.

Unimicron mengembangkan teknologi inti kaca dan keramik bersama substrat pengemasan canggih. Nan Ya PCB menguji substrat kaca dan mengembangkan material inti dengan muai termal di bawah tiga bagian per juta per derajat Celsius. Kinsus berpartisipasi dalam pengembangan proses kaca dan keramik bersama mitra pengemasan.

Substrat organik yang diperkuat kaca sudah mengandung kain serat kaca. Inti kaca menggantikan struktur penopang tengah dengan kaca, sehingga diperlukan metode baru untuk membuat koneksi menembusnya dan mengendalikan cacat manufaktur. Pemasok juga menggunakan perutean otomatis dan aturan desain yang membantu para insinyur menghindari tata letak yang sulit diproduksi.

Jadwal pengembangan berlanjut melampaui kekurangan pasokan saat ini. Pendekatan pengemasan panel TSMC, CoPoS, ditargetkan memasuki produksi percobaan pada 2027 dan produksi massal pada paruh kedua 2028. Produksi komersial berskala besar untuk teknologi inti kacanya diproyeksikan setelah 2030. Karena itu, produksi ABF organik yang sudah ada akan menanggung sebagian besar beban perluasan hingga 2028.

Tanggal dan faktor ekonomi yang perlu dicermati

Asosiasi Sirkuit Cetak Taiwan dan Institut Riset Teknologi Industri memperkirakan nilai produksi substrat global mencapai US$14,75 miliar pada 2025, naik 18,5%, dan memproyeksikan US$19,51 miliar pada 2026, naik 32,3%. Itu berarti kenaikan US$4,76 miliar dalam setahun di pasar substrat yang lebih luas.

Tonggak berikut menunjukkan kapan investasi dapat mulai mengurangi tekanan, dan kapan kompleksitas produk dapat kembali meningkatkannya:

• Kuartal keempat 2026: pemasok menargetkan yield substrat EMIB sekitar 50%.
• Kuartal pertama 2027: target yield EMIB naik menjadi sekitar 60%.
• Kuartal kedua 2027: kapasitas tambahan Unimicron yang didukung reservasi Nvidia diperkirakan mulai beroperasi.
• Kuartal ketiga 2027: Samsung Electro-Mechanics menargetkan produksi volume dari perluasan ABF-nya.
• Pertengahan 2028: perluasan Unimicron yang telah dipesan diperkirakan mencapai kapasitas penuh sesuai rencana.
• 2029: Kinsus menargetkan kapasitas ABF kuartalan sebesar 80 juta unit.

J.P. Morgan memperkirakan substrat akselerator generasi berikutnya dapat memiliki harga jual rata-rata lebih dari 50% lebih tinggi. Kenaikan itu akan terserap sebagian oleh biaya material dan kesulitan produksi yang lebih besar. Pemasok dengan alokasi material yang terjamin, yield tinggi, dan produksi yang telah memenuhi kualifikasi berada pada posisi terbaik untuk mengubah pasokan yang semakin ketat menjadi laba yang lebih kuat.

Bagi produsen chip dan operator pusat data, perubahan praktisnya adalah pembelian lebih awal dan keterlibatan lebih erat dalam rencana manufaktur. Peluncuran prosesor semakin bergantung pada pengamanan substrat beberapa tahun sebelumnya, kemudian memastikan material, peralatan, dan jadwal produksi tiba secara bersamaan.

Poin Utama

• Kemasan AI menggunakan area substrat dan lapisan pengkabelan yang lebih besar untuk setiap chip, sehingga beban pabrik meningkat lebih cepat daripada yang terlihat dari jumlah chip saja.
• J.P. Morgan memperkirakan pertumbuhan permintaan ABF sebesar 34% hingga 40% per tahun selama 2026 hingga 2028, dibandingkan pertumbuhan kapasitas sekitar 9% hingga 12%.
• Sejumlah peralatan memerlukan waktu 30 bulan untuk tiba, sementara beberapa material penting dapat mengalami kesenjangan pasokan 20% pada 2027.
• Nvidia dan pembeli lainnya menggunakan reservasi, kontrak jangka panjang, dan pembayaran di muka untuk mengamankan produksi mendatang.
• Penambahan kapasitas besar dijadwalkan pada 2027 dan 2028, sementara pasokan yang dapat digunakan bergantung pada material, yield, dan kualifikasi pelanggan.
• Teknologi kaca dan keramik terus berkembang, sementara substrat ABF organik tetap menjadi bagian utama perluasan saat ini.