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玻璃基板:先进封装的下一代底座
半小时前   浏览:22   作者:小萍子

一、为什么是玻璃?


AI芯片的封装正在经历一场材料革命。

过去二十年,有机基板(主要是ABF载板)几乎是高端封装的唯一选择。它成熟、便宜、供应链稳定。但当芯片尺寸越来越大、I/O密度越来越高、功耗越来越集中时,有机材料的天花板开始显现。

最核心的矛盾是热膨胀系数(CTE)不匹配。

一块AI芯片(硅)的CTE约为3–4 ppm/°C,而有机基板的CTE在15–20 ppm/°C之间。在封装过程中,温度从250°C降至室温,这种差异会导致芯片与基板之间的相对位移——对于小尺寸芯片尚可容忍,但当封装尺寸超过50×50 mm时,翘曲(warpage)就变得不可控。

玻璃基板提供的解决方案非常直接:将CTE做到3–5 ppm/°C,几乎与硅芯片完美匹配,高温下翘曲量较有机基板减少70%以上。

这不是唯一的优势。英特尔在2023年公布的玻璃基板路线图中列出了三个核心指标:

  • 平整度:玻璃的表面平整度比有机基板高出约5000倍。表面粗糙度控制在1nm以下,可支持0.5μm级线宽/间距的精细布线。
  • 互连密度:玻璃基板可实现2μm/2μm的线宽/线距,相较有机基板(典型≥5μm/5μm)布线密度提升超过150%,最高可达10倍。
  • 面板级封装(PLP)面积利用率:采用方形玻璃面板(如510×515 mm),相比圆形晶圆的面积利用率可从约45%提升至81%,从而降低封装成本10%–20%。

有机基板不是不好,而是不够用了。


二、谁在入场?


如果玻璃基板只是停留在实验室里,讨论就没有意义。关键是:四家巨头已经同时进入量产前的最后冲刺阶段。

  • 英特尔:策动者,也是先行者

英特尔最早将玻璃基板纳入先进封装路线图(2023年9月)。2026年5月的OFC大会上,英特尔首次公开展示了基于玻璃基板的共封装光学(CPO)集成原型——这意味着玻璃基板不仅能承载芯片,还能直接集成光互连。

制造层面,英特尔的亚利桑那试验线已实现小批量供应。更关键的动作是:计划改造新墨西哥州里奥兰乔工厂,打造全球首座玻璃基板量产基地。该工厂占地218英亩,目前已具备硅光子产品制造能力,将同时配套EMIB封装技术。

最新动态:6月5日,英特尔进一步宣布与3D Glass Solutions共同投资约33亿美元(约合人民币223亿元),在印度奥里萨邦建设半导体基板制造厂,重点生产先进封装用玻璃基板和高密度互连基板。达产后预计年产约5000万个玻璃基板3D封装单元。

此外,英特尔首款搭载玻璃核心基板的Xeon 6+“Clearwater Forest”服务器处理器已完成商业化落地——这是业界首个量产的玻璃基板处理器

  • SKC(Absolix):量产节奏最激进

SK集团旗下的Absolix可能是目前走得最快的。该公司已募资约5896亿韩元(约27亿人民币)推进量产,其全球首座玻璃基板工厂已建成。AMD和AWS正在进行客户验证测试,良率验证已进入后期阶段(已完成电气及信号性能验证,正处于良率稳定阶段)。

若测试顺利,最快2026年底启动量产——这比业内普遍预期早了至少一年。

  • 三星电机:苹果供应链的敲门砖

三星电机已向苹果供应玻璃基板样品,用于代号“Baltra”的苹果自研AI服务器芯片封装测试。其世宗工厂试产线已实现TGV深宽比10:1、铜填充空洞率<0.5%的工艺突破。

三星与日本住友化学的合资公司计划于2026年下半年成立,将量产玻璃芯材料。量产时间预期为2027年后。

  • 台积电:首次给出明确时间表

台积电的角色比较特殊。它的技术路线与英特尔不同——CoPoS(Chip-on-Panel-on-Substrate)采用方形面板设计,以多层RDL替代传统硅中介层,是另一条并行的技术路径

最关键的变化发生在6月4日:台积电董事长魏哲家在股东会上明确表示,CoPoS试产线已建成,预计2-3年产量才能达到相当大的规模。这是台积电首次给出量化的时间窗口,相比此前“几年后”的模糊表述,明显更清晰且略有加速。

玩家

最新进展

量产时间点

英特尔

新墨西哥工厂改造中;印度投资33亿美元建厂;Xeon 6+已商业化

2026年小批量

SKC(Absolix)

全球首座工厂已建成;AMD/AWS样品测试中

最快2026年底

三星电机

苹果样品已交付;TGV工艺突破

2027年后

台积电

CoPoS试产线已建成

预计2-3年后规模量产


四家巨头同时推进,2026年成为玻璃基板商业化元年的判断正在被验证。


三、国产在哪里?


玻璃基板的制造核心在于TGV(玻璃通孔)工艺。与硅通孔(TSV)不同,玻璃的刻蚀不能用传统干法或湿法,需要用到激光诱导深度蚀刻(LIDE)等新技术。

TGV工艺流程主要分为四步:通孔成型(激光诱导+化学蚀刻)→ 通孔金属化填充(铜电镀)→ 表面RDL布线 → 后段检测封装。

国内目前走得最靠前的是沃格光电

  • 沃格在武汉的TGV产线已投产,成都8.6代线正在调试,满产月产能将达2.4万片
  • 基本掌握了TGV全制程能力,其1.6T光模块玻璃基载板已完成小批量送样,芯片用玻璃基板产品稳步推进客户验证
  • 与国内头部企业合作开发Chiplet先进封装载板,与北极雄芯等进入联合开发阶段

但需要澄清一点:沃格光电在4月发布公告,明确表示未参与苹果半导体玻璃基板样品的开发与生产。此前市场有传言将其与苹果供应链关联,事实并非如此。

京东方:2024年投资9.93亿元建设的玻璃基封装载板试验线,已给部分国内客户送样,部分客户已通过概念认证并进入技术测试阶段。公司5月20日与康宁公司签署合作备忘录,围绕玻璃基封装载板、光互连(CPO 配套)等前沿技术联合攻关,康宁输出高端特种玻璃基材与 TGV 底层技术,京东方依托高世代产线做精密加工与面板级封装落地。但公司同时表示试验线良率尚未达到量产水平,何时达到具有重大不确定性——商业化仍处于非常早期的探索阶段。

彩虹股份:公司在玻璃基板领域主要聚焦于显示玻璃材料,其“616”新料方玻璃基板已实现技术突破,产品性能满足高世代显示面板需求。目前该材料在半导体封装领域的应用尚处于早期研究阶段。

设备端:国内一条510×515 mm玻璃基板产线的投资额约为13亿至15亿元。设备构成中,激光打孔及腐蚀线占30%,PVD及黄光设备占50%,湿法设备占20%。相关设备厂商包括帝尔激光(国内唯一量产TGV激光微孔设备,已完成面板级出货)、大族激光、宇环数控(抛光)、汇成真空(磁控溅射)等。

国产化的真实位置是:沃格光电领跑量产进程,京东方处于试验线送样但良率未达标的早期阶段,其他厂商多在研发或中试阶段。无论是进入英伟达/AMD的AI芯片供应链,还是成为英特尔/台积电的二级供应商,目前都缺乏公开证据。这不是悲观,而是克制。


四、行业共识是什么?


产业趋势的验证,除了巨头的时间表,还有来自行业共识和市场研究的信号。

台积电的催化作用:6月4日,台积电董事长魏哲家明确给出CoPoS“2-3年规模量产”的时间表,这是玻璃基板进入主流封装路线图的最强信号。台积电的入局意味着玻璃基板不再是英特尔的“独奏”,而是整个半导体封装产业的共同方向。

市场规模预期:Omdia预测全球玻璃基板市场规模将从2026年的约186亿美元增长至2030年的320亿美元以上,年复合增长率约14.5%。这个数字包含了显示玻璃、半导体封装玻璃等多个品类,不能直接等同于AI封装的市场空间,但至少说明方向上的共识正在形成。

机构判断:东吴证券将玻璃基板称为“AI时代先进封装的新一代底座”。据行业报告预测,2025至2030年,半导体玻璃晶圆出货量将以10.2%的CAGR增长,其中存储(HBM)与逻辑芯片封装细分领域需求增速高达33%。

三条技术路径并行:
英特尔路线:玻璃芯基板替代ABF有机载板芯层
台积电路线:CoPoS用玻璃基板替代硅中介层
CPO路线:玻璃基板同时承载电互连与光互连,成为光电共封装的关键底层材料
这三条路径并不互斥,甚至可能在未来融合。无论哪条路径胜出,玻璃基板都是共同的底层材料。

结语


玻璃基板不再是概念,而是即将落地的产业趋势

玻璃基板的故事不是“替代有机基板”,而是“解决有机基板解决不了的问题”。

当AI芯片的封装尺寸持续扩大、I/O密度持续攀升、热管理要求持续提高时,材料层面的变局迟早要来。

2026年是这一变局从0到1的关键窗口


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