El crecimiento de los chips de IA reduce la oferta de sustratos ABF mientras los compradores pagan para reservar capacidad hasta 2028

Escasez bajo el chip de IA

Algunos equipos necesarios para fabricar sustratos avanzados para chips tardan ahora 30 meses en llegar, mientras que la oferta de ciertos materiales esenciales podría quedar alrededor de un 20% por debajo de la demanda en 2027, advirtió S.C. Chien, presidente de Unimicron, en la feria TPCA Show el 20 de octubre de 2026. Su advertencia explica por qué la carrera por construir infraestructura de inteligencia artificial está yendo más allá de los procesadores y la memoria y abarca también las sofisticadas bases de cableado que llevan debajo.

Nvidia está apoyando la expansión de la producción de sustratos de Unimicron, en Taiwán, mediante un acuerdo de reserva de capacidad. Se espera que la producción adicional comience en el segundo trimestre de 2027 y alcance la capacidad total prevista hacia mediados de 2028. Nvidia también trabaja con la japonesa Ibiden y la surcoreana Samsung Electro-Mechanics, con el objetivo de aumentar a 2,5 veces en tres años la capacidad de sustratos destinada a sus productos.

Los sustratos ABF conectan los diminutos contactos eléctricos de un procesador con la placa de circuitos, mucho más grande, que se encuentra debajo. Los chips de IA de mayor tamaño necesitan sustratos más grandes y con más capas de cableado. Por tanto, cada encapsulado requiere más tiempo de fábrica y más materiales, incluso antes de que los fabricantes aumenten la cantidad de chips que envían.

J.P. Morgan prevé que la demanda anual de ABF crecerá un 34%, un 39% y un 40% entre 2026 y 2028, frente a aumentos de capacidad de alrededor del 9% al 12%. Los compradores están respondiendo con contratos más largos, pagos por adelantado y apoyo a nuevas fábricas. Los proveedores que pueden asegurar materiales y fabricar de forma fiable estos productos complejos están ganando mayor poder para negociar los precios.

Por qué cada acelerador necesita más sustrato

Los aceleradores de IA combinan cada vez más varios chips de procesamiento con pilas de memoria de alto ancho de banda, o HBM, dentro de un mismo encapsulado. El sustrato debe transmitir señales eléctricas y distribuir energía por todo ese conjunto de mayor tamaño. Puede imaginarse como una red vial que necesita más espacio y más niveles a medida que crece una ciudad.

Un sustrato de 110 por 110 milímetros tiene cuatro veces la superficie de uno de 55 por 55 milímetros: 12.100 milímetros cuadrados frente a 3.025. Añadir más capas de cableado vuelve a aumentar la carga de fabricación. Los productores deben aplicar repetidamente una película aislante, crear conexiones microscópicas y formar cableado de cobre, manteniendo cada capa alineada con las demás.

Las estimaciones de J.P. Morgan muestran el efecto combinado. La generación Hopper de Nvidia utiliza una superficie de sustrato de 3.190 milímetros cuadrados y 12 capas. Su modelo para la posterior generación Feynman alcanza unos 18.000 milímetros cuadrados y 24 capas. Al multiplicar la superficie por el número de capas, se obtienen 38.280 milímetros cuadrados para Hopper y 432.000 para Feynman: un aumento de aproximadamente 11,3 veces según esta medida del trabajo de procesamiento.

La hoja de ruta de Ibiden también muestra una expansión constante: sustratos de 90 por 90 milímetros en 2026, de 110 por 110 milímetros en 2028 y de 130 por 130 milímetros o más a partir de 2030. Se trata de objetivos de desarrollo; la producción comercial dependerá de los avances de fabricación y de la aprobación de los clientes.

¿A cuánto podría llegar la brecha de oferta?

J.P. Morgan estima que la demanda mundial de ABF aumentará de 11.308 millones de millones de milímetros cuadrados en 2025 a 29.565 millones de millones en 2028, según un modelo ajustado por la complejidad de fabricación. Esto situaría la demanda en aproximadamente 2,6 veces el nivel de 2025.

El banco prevé que la utilización supere el 100% en 2027 y se acerque al 130% en 2028. En la práctica, una tasa de utilización prevista del 130% significa que los clientes querrían unas 130 unidades de producción por cada 100 disponibles. Las fábricas recibirían pedidos que no podrían satisfacer, lo que obligaría a los compradores a aceptar demoras, buscar otro proveedor o modificar sus planes de producción.

Otras previsiones sitúan el déficit de oferta de ABF en alrededor del 10% en el segundo semestre de 2026, el 21% en 2027 y más del 40% en 2028. Goldman Sachs estima déficits del 34% y el 51% para 2027 y 2028. Las estimaciones usan distintos supuestos de demanda y métodos para medir la brecha; todas apuntan a que la expansión prevista tiene dificultades para seguir el ritmo del aumento de las necesidades.

Los servidores de IA y los conmutadores de alta velocidad explican gran parte del cambio. J.P. Morgan prevé que su participación en la demanda mundial de ABF aumentará del 26% en 2024 al 73% en 2028. La demanda de los servidores convencionales crece más lentamente, mientras que el consumo de productos electrónicos de consumo sigue por debajo del nivel de 2024.

Los materiales pueden frenar una fábrica equipada

Ajinomoto suministra, según las estimaciones, al menos el 95% de la película aislante ABF del mundo. Los fabricantes de sustratos aplican esta película entre las capas de cableado de cobre, por lo que es un insumo común para proveedores que, por lo demás, compiten entre sí.

La producción de película de Ajinomoto funcionaba a plena capacidad en el segundo trimestre de 2026, con unos 2 millones de metros cuadrados al mes. En mayo, la empresa notificó a sus clientes un aumento de precios de aproximadamente el 30%, vigente a partir del tercer trimestre. Según informaciones, también redujo un 30% los envíos a China, lo que añadió una limitación regional a una cadena de suministro ya concentrada.

El tejido de fibra de vidrio con un bajo coeficiente de expansión térmica es otro cuello de botella. Este coeficiente mide cuánto se expande un material al calentarse. Los materiales que se expanden menos ayudan a mantener planos los sustratos grandes cuando los procesadores se calientan y se enfrían.

J.P. Morgan estima que Unimicron recibe entre el 35% y el 40% de la asignación de vidrio T del productor japonés Nittobo, mientras que Ibiden recibe entre el 30% y el 35%. Se calcula que los proveedores más pequeños reciben, en conjunto, entre el 25% y el 33%. Estas asignaciones pueden determinar cuánto producto avanzado puede suministrar una empresa, incluso cuando dispone de espacio en sus fábricas y maquinaria instalada.

La previsión de Chien sobre una posible brecha del 20% en 2027 se refiere a ciertos materiales esenciales, entre ellos el tejido de vidrio de baja expansión, los laminados revestidos de cobre y los insumos ABF. La Asociación de Circuitos Impresos de Taiwán también señala que la oferta limitada de tejido de vidrio de baja expansión supone una restricción, ya que las nuevas plantas de materiales necesitan tiempo para iniciar la producción y aumentarla.

Las demoras en los equipos alargan los plazos de expansión

El presidente de Unimicron dijo que los plazos de entrega se habían alargado para más del 80% de los equipos y que cerca de una quinta parte tardaba aproximadamente el doble que antes. Algunos equipos esenciales requieren una espera de hasta 30 meses.

Por tanto, construir una fábrica es solo una etapa de la expansión. Los fabricantes también necesitan herramientas, materiales, empleados capacitados y la aprobación de los clientes. Esta aprobación consiste en demostrar que una línea de producción puede fabricar de forma repetida sustratos que cumplan los requisitos eléctricos, mecánicos y de fiabilidad de un cliente.

El análisis de equipos de J.P. Morgan apunta a una demora similar. Los pedidos de equipos de fotolitografía para sustratos, que ayudan a definir patrones de cableado diminutos, comienzan a recuperarse en 2026 después de un débil 2025. Se espera que los equipos pedidos durante esa recuperación contribuyan a la producción comercial aprobada en 2027 o más adelante.

Unimicron ha intentado coordinar antes esos plazos. Chien dijo que sus equipos comenzaron a compartir planes de expansión con los proveedores a principios de 2025, a veces junto con los clientes y los propios clientes de estos. Más de diez intercambios ayudaron a los proveedores a comprender las necesidades futuras, y algunos comenzaron a aumentar la oferta en 2026.

Los clientes pagan para asegurar el acceso

Nvidia, AMD y los proveedores de servicios en la nube buscan contratos que se extiendan hasta 2028, mientras que algunos clientes piden a los proveedores que planifiquen capacidad para 2029 y 2030. La cooperación puede incluir pagos por adelantado para los equipos, maquinaria instalada en las fábricas de los fabricantes y contribuciones para construir fábricas.

Las tarifas por reserva de capacidad dan apoyo financiero a los proveedores antes de que esté lista la nueva producción. A cambio, los compradores aseguran el acceso acordado a la producción futura. Este acuerdo ayuda a los fabricantes a comprometerse con costosas expansiones, después de que la ola anterior de inversiones del sector contribuyera a la caída de los precios entre 2023 y 2025.

Las estimaciones del sector sitúan en unos 5.000 millones de dólares, o 162.900 millones de nuevos dólares taiwaneses, los compromisos relacionados con sustratos asociados a Intel, Nvidia y AMD. Se calcula que Intel representa 3.000 millones de dólares, y Nvidia y AMD, unos 1.000 millones cada una. Las empresas mencionadas en estas estimaciones se han negado a comentar acuerdos con clientes específicos, y no se han divulgado los depósitos exactos ni las condiciones contractuales.

El director ejecutivo de Intel, Lip-Bu Tan, dijo que varios clientes habían realizado pagos por adelantado para ayudar a asegurar sustratos y capacidad. Kinsus afirma que ha firmado acuerdos de suministro de entre tres y cinco años, aunque por ahora estos cubren una parte relativamente pequeña de su negocio. La empresa preferiría que los clientes ayudaran a financiar la expansión en lugar de limitarse a reservar espacio en las fábricas existentes.

Adónde se destinan miles de millones en nuevas inversiones

El presupuesto anual de gastos de capital de Unimicron aumentó de 34.000 millones a 53.700 millones de nuevos dólares taiwaneses, tras una asignación adicional de 19.700 millones. También añadió pedidos por 17.600 millones de nuevos dólares taiwaneses para equipos con largos plazos de entrega. Esos pedidos de equipos constituyen un compromiso de compra aparte y deben considerarse junto con el calendario de construcción y producción de la empresa.

Ibiden planea invertir 500.000 millones de yenes entre los ejercicios fiscales de 2026 y 2028, con el objetivo de elevar la capacidad de sustratos para servidores de IA a 2,8 veces el nivel de 2024. Samsung Electro-Mechanics invierte 1.200 millones de dólares en la expansión de ABF y prevé iniciar la producción en volumen en el tercer trimestre de 2027.

Samsung Electro-Mechanics también tiene un acuerdo plurianual con Nvidia para dedicar líneas de producción en Sejong y Busan, en Corea del Sur, con entregas previstas a partir de 2026. El acuerdo abarca tanto conjuntos de chips de procesamiento como conmutadores de red. Ninguna de las dos empresas divulgó el monto de la inversión ni cómo se repartirían los costos.

Kinsus aprobó 23.500 millones de nuevos dólares taiwaneses para ampliar la capacidad y los equipos, incluidos 8.000 millones de gasto previsto en 2026, de los cuales 6.000 millones se destinan a ABF. Posteriormente, añadió un presupuesto separado de 19.600 millones de nuevos dólares taiwaneses para otro proyecto. Nan Ya PCB planea construir una fábrica de 46.800 millones de nuevos dólares taiwaneses para fabricar sustratos grandes con muchas capas.

Kinsus tiene como objetivo duplicar su capacidad trimestral de ABF, de unos 40 millones de unidades a 80 millones para 2029. Dispone de terrenos para ese plan, pero la empresa afirma que una expansión adicional requeriría otros emplazamientos. Leading Interconnect, filial de Zhen Ding, planea ampliar sus edificios de fábrica en Shenzhen a más de siete antes de 2030.

Mejorar el rendimiento importa tanto como tener más máquinas

Es más difícil mantener planos los sustratos grandes. El cobre, la resina, el refuerzo de vidrio y el silicio se expanden a ritmos distintos cuando cambia la temperatura. Esto puede deformarlos, dificultar la alineación de las diminutas capas de cableado y reducir la proporción de productos terminados que supera la inspección.

El rendimiento es esa proporción de productos aprobados. Una línea de producción con un rendimiento del 60% entrega 60 unidades aceptables por cada 100 que procesa. Mejorar el rendimiento puede aumentar la oferta utilizable sin construir una fábrica completamente nueva, aunque los equipos siguen dedicando tiempo a procesar unidades que luego no superan las pruebas.

Las estimaciones del sector sitúan en torno al 45% el rendimiento de los sustratos utilizados con el encapsulado EMIB de Intel; los proveedores tienen como objetivo llegar al 50% en el cuarto trimestre de 2026 y al 60% en el primer trimestre de 2027. EMIB utiliza pequeños puentes de silicio para conectar chips dentro de un encapsulado, lo que impone requisitos exigentes a la construcción del sustrato.

Chien también señaló que los chips de IA consumen más de 1.000 amperios. Suministrar esa corriente y, al mismo tiempo, limitar el ruido eléctrico, mantener la calidad de la señal y gestionar el calor exige que los proveedores participen antes en el diseño del sistema. Unimicron, Nan Ya PCB y Kinsus están desarrollando productos más grandes y complejos, mientras que Zhen Ding amplía sus capacidades de sustratos avanzados e interconexión para servidores de IA.

El vidrio y la cerámica son opciones a más largo plazo

Se están desarrollando núcleos de vidrio e intercaladores cerámicos para abordar los desafíos de estabilidad dimensional y gestión térmica de los encapsulados muy grandes. Un núcleo sostiene el sustrato, mientras que un intercalador proporciona conexiones densas entre chips. Estos componentes ocupan lugares distintos en el encapsulado y requieren procesos de fabricación diferentes.

Unimicron trabaja en tecnologías de núcleos de vidrio y cerámica, además de sustratos para encapsulado avanzado. Nan Ya PCB prueba sustratos de vidrio y desarrolla materiales para núcleos con una expansión térmica inferior a tres partes por millón por grado Celsius. Kinsus participa en el desarrollo de procesos con vidrio y cerámica junto con socios de encapsulado.

Los sustratos orgánicos reforzados con vidrio ya contienen tejido de fibra de vidrio. Un núcleo de vidrio sustituye la estructura central de soporte por vidrio, lo que exige nuevos métodos para crear conexiones a través de este y controlar los defectos de fabricación. Los proveedores también utilizan sistemas automatizados de diseño de trazados y reglas que ayudan a los ingenieros a evitar diseños difíciles de fabricar.

Los plazos de desarrollo van más allá de la escasez inmediata. Se prevé que el método de encapsulado en panel CoPoS de TSMC comience la producción de prueba en 2027 y la producción en masa en el segundo semestre de 2028. Se proyecta que la tecnología de núcleo de vidrio alcance una escala comercial después de 2030. Por tanto, la producción actual de ABF orgánico soportará gran parte de la expansión hasta 2028.

Fechas y factores económicos a tener en cuenta

La Asociación de Circuitos Impresos de Taiwán y el Instituto de Investigación de Tecnología Industrial estiman que el valor mundial de la producción de sustratos alcanzó los 14.750 millones de dólares en 2025, un 18,5% más, y prevén 19.510 millones en 2026, un aumento del 32,3%. Esto supone un incremento anual de 4.760 millones de dólares en el mercado general de sustratos.

Los próximos hitos muestran cuándo las inversiones podrían empezar a reducir la presión y cuándo la complejidad de los productos podría volver a aumentarla:

• Cuarto trimestre de 2026: los proveedores tienen como objetivo alcanzar un rendimiento de aproximadamente el 50% en los sustratos EMIB.
• Primer trimestre de 2027: el objetivo de rendimiento de EMIB sube a aproximadamente el 60%.
• Segundo trimestre de 2027: se espera que comience a entrar en funcionamiento la capacidad adicional de Unimicron respaldada por las reservas de Nvidia.
• Tercer trimestre de 2027: Samsung Electro-Mechanics prevé iniciar la producción en volumen tras su expansión de ABF.
• Mediados de 2028: se espera que la expansión reservada de Unimicron alcance toda la capacidad prevista.
• 2029: Kinsus tiene como objetivo alcanzar una capacidad trimestral de ABF de 80 millones de unidades.

J.P. Morgan estima que los sustratos para aceleradores de próxima generación podrían alcanzar primas de precio medio de venta superiores al 50%. El mayor costo de los materiales y la dificultad de producción absorberán parte de ese aumento. Los proveedores con asignaciones de materiales fiables, altos rendimientos y producción aprobada están mejor posicionados para convertir una oferta más limitada en mayores ganancias.

Para los fabricantes de chips y los operadores de centros de datos, el cambio práctico consiste en comprar antes e implicarse más estrechamente en los planes de fabricación. El lanzamiento de un procesador depende cada vez más de asegurar su sustrato con años de antelación y de garantizar después que los materiales, los equipos y los calendarios de producción coincidan.

Puntos clave

• Los encapsulados de IA consumen más superficie de sustrato y más capas de cableado por chip, lo que aumenta la carga de las fábricas más rápido de lo que sugieren por sí solas las cifras de chips.
• J.P. Morgan prevé un crecimiento anual de la demanda de ABF de entre el 34% y el 40% entre 2026 y 2028, frente a un aumento de la capacidad de alrededor del 9% al 12%.
• Algunos equipos tardan 30 meses en llegar, mientras que ciertos materiales esenciales podrían sufrir un déficit de oferta del 20% en 2027.
• Nvidia y otros compradores recurren a reservas, contratos más largos y pagos por adelantado para asegurar la producción futura.
• Las principales ampliaciones de capacidad están previstas para 2027 y 2028; la oferta utilizable dependerá de los materiales, el rendimiento y la aprobación de los clientes.
• Las tecnologías de vidrio y cerámica avanzan, mientras que los sustratos ABF orgánicos siguen siendo fundamentales para la expansión actual.