中國(guó)粉體網(wǎng)訊  在去年，玻璃基板作為封裝環(huán)節(jié)的關(guān)鍵材料，仿佛一夜之間火了起來(lái)，成為半導(dǎo)體行業(yè)的新熱點(diǎn)和新趨勢(shì)。

有報(bào)道稱英偉達(dá)的最新產(chǎn)品GB200采用的先進(jìn)封裝工藝將使用玻璃基板，同時(shí)，英特爾、三星、AMD、蘋果等大廠都表示將導(dǎo)入或探索玻璃基板芯片封裝技術(shù)。

為何芯片巨頭都青睞玻璃基板？

封裝基板主要利用材料本身具有的高熱導(dǎo)率，將熱量從芯片 (熱源) 導(dǎo)出，實(shí)現(xiàn)與外界環(huán)境的熱交換。

在目前的封裝基板材料中，有機(jī)基板具有質(zhì)量輕、可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電路設(shè)計(jì)、工藝流程簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，但有機(jī)基板的高溫?zé)岱�(wěn)定性差，易受高溫影響而變形；陶瓷基板的介電性能穩(wěn)定，機(jī)械性能好，能滿足集成電路的需求，但制造成本較高，且不適用于對(duì)輕量化有需求的應(yīng)用場(chǎng)景。

出于制程工藝的邁進(jìn)，芯片大廠們認(rèn)為，陶瓷和有機(jī)基板將在未來(lái)幾年達(dá)到其能力的極限。比如英特爾表示，到本世紀(jì)末，半導(dǎo)體行業(yè)使用有機(jī)材料在硅封裝上擴(kuò)展晶體管的能力將達(dá)到極限。

而如果芯片改用玻璃基板后將大幅提高電路板能承受的溫度，使芯片在更高溫度下工作，并在更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持最高性能。此外，玻璃基板具有扁平特性，能進(jìn)行更精確雕刻，使元件間距離更近，增加任何給定尺寸內(nèi)的電路密度。

玻璃基板在機(jī)械和電氣性能方面也很出色，在制造超大型芯片時(shí)也不像有機(jī)基板那么不理想。這些基板可容納的功率和數(shù)據(jù)連接數(shù)量是當(dāng)今有機(jī)基板的10倍。這對(duì)于服務(wù)于數(shù)據(jù)人工智能(AI)和高性能計(jì)算(HPC)應(yīng)用的大型芯片至關(guān)重要。所以玻璃基板的發(fā)展，對(duì)于目前芯片來(lái)說(shuō)有著很重大的意義，至少在工藝發(fā)展難度和成本更高的時(shí)候，玻璃基板的發(fā)展會(huì)更現(xiàn)實(shí)。

圖片來(lái)源：中科島晶

此外，隨著芯片3D封裝技術(shù)的發(fā)展，硅通孔(TSV)技術(shù)和玻璃通孔(TGV)技術(shù)相繼得到應(yīng)用。其中TGV技術(shù)全稱為玻璃基微米級(jí)巨量互通技術(shù)，通過玻璃材料和孔加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)的高品質(zhì)TGV，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心、5G通信網(wǎng)絡(luò)和IoT設(shè)備等各種市場(chǎng)的設(shè)備小型化，并實(shí)現(xiàn)高密度封裝和GHz速度的數(shù)據(jù)處理，同時(shí)由于玻璃基板具有更優(yōu)的散熱性，有助于降低功耗，其在高算力數(shù)據(jù)中心服務(wù)器等領(lǐng)域有一定應(yīng)用空間。TGV有望成為下一代半導(dǎo)體封裝基板材料的技術(shù)解決方案，在TGV技術(shù)中，玻璃基板可提供高密度電氣互連的解決方案。

芯片3D封裝結(jié)構(gòu)示意圖

目前業(yè)內(nèi)的共識(shí)是，使用玻璃基板已經(jīng)成為先進(jìn)封裝的一個(gè)趨勢(shì)，但目前還存在一些技術(shù)和成本上的挑戰(zhàn)。接下來(lái)，芯片企業(yè)與玻璃處理設(shè)備以及材料供應(yīng)商需通過密切合作，建立一個(gè)可行的商業(yè)生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)，加速推進(jìn)該技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用。

為此，中國(guó)粉體網(wǎng)特建“玻璃基板TGV技術(shù)交流群”，以期加強(qiáng)玻璃基板產(chǎn)業(yè)上下游交流，共同探討學(xué)習(xí)產(chǎn)業(yè)技術(shù)，共同促進(jìn)行業(yè)發(fā)展。

（中國(guó)粉體網(wǎng)/山川）

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