中國(guó)粉體網(wǎng)訊  在人工智能浪潮席卷全球的當(dāng)下，芯片性能成為科技競(jìng)爭(zhēng)的核心，而玻璃基板以其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，成為這場(chǎng)競(jìng)賽的關(guān)鍵。​

玻璃基板：打破傳統(tǒng)硅基材料的瓶頸​

長(zhǎng)期以來(lái)，硅基材料憑借出色的導(dǎo)電性和成熟工藝，在芯片制造領(lǐng)域占據(jù)統(tǒng)治地位。但隨著高性能計(jì)算、人工智能和5G技術(shù)的迅猛發(fā)展，硅基材料的物理極限逐漸顯現(xiàn)，散熱瓶頸、信號(hào)延遲和成本壓力嚴(yán)重制約芯片性能提升。在此背景下，玻璃基板憑借卓越的物理化學(xué)特性，成為半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域的破局關(guān)鍵。​

玻璃基板具有極佳的尺寸穩(wěn)定性，能夠承載更大面積、更精細(xì)的圖案，其熱膨脹系數(shù)與硅相同，平整度極高。低介電常數(shù)是玻璃基板的另一大優(yōu)勢(shì)，它能大幅減少信號(hào)傳播延遲和串?dāng)_，降低互連電容，實(shí)現(xiàn)更快信號(hào)傳輸，顯著提升數(shù)據(jù)中心、電信和高性能計(jì)算等領(lǐng)域的系統(tǒng)效率與數(shù)據(jù)吞吐量。

巨頭布局：差異化戰(zhàn)略搶占技術(shù)高地​

三星：三星在玻璃中介層的布局獨(dú)具匠心，沒(méi)有隨大流采用510x515毫米的大尺寸玻璃面板，而是專(zhuān)注開(kāi)發(fā)小于100x100毫米的小尺寸面板，通過(guò)加快原型驗(yàn)證進(jìn)程，力求在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中率先發(fā)力。盡管小尺寸可能降低制造效率，但行業(yè)普遍認(rèn)為，這一策略能助力三星更快將技術(shù)推向市場(chǎng)。

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三星設(shè)備解決方案部門(mén)計(jì)劃2027年實(shí)現(xiàn)“玻璃中介層”量產(chǎn)，用以替代昂貴的傳統(tǒng)有機(jī)塑料封裝基板。該項(xiàng)目已與美國(guó)材料巨頭康寧展開(kāi)合作，并聯(lián)合眾多中小企業(yè)，強(qiáng)化在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的生態(tài)整合能力。其戰(zhàn)略分短期與長(zhǎng)期推進(jìn)，短期聚焦先進(jìn)封裝應(yīng)用，長(zhǎng)期瞄準(zhǔn)半導(dǎo)體制造環(huán)節(jié)。

臺(tái)積電：在推進(jìn)先進(jìn)封裝技術(shù)的進(jìn)程中，臺(tái)積電宣布大力開(kāi)發(fā)扇出型面板級(jí)封裝技術(shù)，明確選定玻璃基板作為核心材料，計(jì)劃在早期階段為英偉達(dá)生產(chǎn)首批基于玻璃基板的芯片。

在技術(shù)路徑層面，臺(tái)積電重點(diǎn)聚焦玻璃芯扇出和TGV工藝的研發(fā)。初期采用Chip-First方法，該方法先將芯片固定在臨時(shí)載板上，再通過(guò)塑封、研磨、布線(xiàn)等工序完成封裝結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。其優(yōu)勢(shì)在于能實(shí)現(xiàn)高密度布線(xiàn)，控制封裝厚度，不過(guò)對(duì)工藝控制要求頗高。之后過(guò)渡到Chip-Last工藝，此工藝先在玻璃載體晶圓上構(gòu)建多層精細(xì)的重布線(xiàn)層(RDL)，再進(jìn)行芯片貼裝與模塑，通過(guò)紫外線(xiàn)激光照射脫模。它的好處是可提前檢測(cè)RDL，避免將芯片放置在有問(wèn)題的RDL位置上，提高封裝良率。后續(xù)還計(jì)劃實(shí)現(xiàn)TGV工藝量產(chǎn)，在量產(chǎn)前，臺(tái)積電將不斷優(yōu)化玻璃基板深寬比設(shè)計(jì)，持續(xù)提升封裝性能。

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板級(jí)封裝工藝路線(xiàn)  來(lái)源：中泰證券研究所

英特爾：英特爾早在約十年前就開(kāi)始布局玻璃基板領(lǐng)域，通過(guò)持續(xù)高額研發(fā)投入，已取得多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)突破。2023年9月，英特爾推出業(yè)界首個(gè)用于下一代先進(jìn)封裝的玻璃基板技術(shù)，以實(shí)心玻璃芯替代傳統(tǒng)編織玻璃芯，大幅提升尺寸穩(wěn)定性、通孔密度和信號(hào)傳輸速度，使芯片上裸片放置數(shù)量增加50%，顯著提升多芯片系統(tǒng)級(jí)封裝的密度和性能。

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英特爾先進(jìn)封裝迭代路線(xiàn)圖  來(lái)源：廣發(fā)證券發(fā)展研究中心

為支撐這一技術(shù)路線(xiàn)，英特爾在過(guò)去十年投入約10億美元，在美國(guó)亞利桑那州建立專(zhuān)門(mén)研發(fā)線(xiàn)和供應(yīng)鏈，計(jì)劃2026-2030年推出完整解決方案。目前，英特爾正將玻璃基板技術(shù)與共同封裝光學(xué)元件結(jié)合，瞄準(zhǔn)AI芯片和高性能計(jì)算領(lǐng)域，以此鞏固在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的話(huà)語(yǔ)權(quán)。

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商業(yè)化挑戰(zhàn)：標(biāo)準(zhǔn)缺失與技術(shù)瓶頸并存​

盡管玻璃基板市場(chǎng)需求旺盛，但其商業(yè)化進(jìn)程面臨諸多阻礙。首要難題是缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，玻璃基板在尺寸、厚度和特性方面尚未形成全球通用規(guī)范，這給設(shè)備制造商生產(chǎn)通用兼容設(shè)備帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。​

作為玻璃基板應(yīng)用于先進(jìn)封裝的玻璃通孔（TGV）技術(shù)仍存在諸多難點(diǎn)。雖然歐美日在該技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用上較為成熟，但在光刻實(shí)現(xiàn)小于2µm線(xiàn)距時(shí)，玻璃基板需承受更嚴(yán)苛加工條件，如何充分發(fā)揮光刻工具效能成為最大挑戰(zhàn)。

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這場(chǎng)因玻璃基板而起的芯片“封裝競(jìng)賽”，已成為檢驗(yàn)三大巨頭技術(shù)實(shí)力的試金石，更將深刻重塑半導(dǎo)體行業(yè)未來(lái)版圖。在標(biāo)準(zhǔn)化缺失、工藝復(fù)雜等重重挑戰(zhàn)下，或許率先攻克技術(shù)難關(guān)，實(shí)現(xiàn)玻璃基板規(guī)�；�、商業(yè)化量產(chǎn)的企業(yè)將搶占行業(yè)發(fā)展的制高點(diǎn)。​

參考來(lái)源:

臺(tái)積電、英特爾、三星、康寧官網(wǎng)

廣發(fā)證券《玻璃基板從零到一，TGV為關(guān)鍵工藝》

中泰證券《先進(jìn)封裝之板級(jí)封裝：產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張，重視設(shè)備機(jī)遇》

東興證券《玻璃基板行業(yè)五問(wèn)五答——新技術(shù)前瞻專(zhuān)題系列（二）》

(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/月明)

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