北京
前言
在人工智能浪潮席卷全球的当下，芯片性能成为科技竞争的核心，而玻璃基板以其独特优势，成为这场竞赛的关键。
玻璃基板：打破传统硅基材料的瓶颈
长期以来，硅基材料凭借出色的导电性和成熟工艺，在芯片制造领域占据统治地位。但随着高性能计算、人工智能和5G技术的迅猛发展，硅基材料的物理极限逐渐显现，散热瓶颈、信号延迟和成本压力严重制约芯片性能提升。在此背景下，玻璃基板凭借卓越的物理化学特性，成为半导体封装领域的破局关键。
玻璃基板具有极佳的尺寸稳定性，能够承载更大面积、更精细的图案，其热膨胀系数与硅相同，平整度极高。低介电常数是玻璃基板的另一大优势，它能大幅减少信号传播延迟和串扰，降低互连电容，实现更快信号传输，显著提升数据中心、电信和高性能计算等领域的系统效率与数据吞吐量。
巨头布局：差异化战略抢占技术高地
三星：三星在玻璃中介层的布局独具匠心，没有随大流采用510x515毫米的大尺寸玻璃面板，而是专注开发小于100x100毫米的小尺寸面板，通过加快原型验证进程，力求在市场竞争中率先发力。尽管小尺寸可能降低制造效率，但行业普遍认为，这一策略能助力三星更快将技术推向市场。
三星设备解决方案部门计划2027年实现“玻璃中介层”量产，用以替代昂贵的传统有机塑料封装基板。该项目已与美国材料巨头康宁展开合作，并联合众多中小企业，强化在先进封装领域的生态整合能力。其战略分短期与长期推进，短期聚焦先进封装应用，长期瞄准半导体制造环节。
台积电：在推进先进封装技术的进程中，台积电宣布大力开发扇出型面板级封装技术，明确选定玻璃基板作为核心材料，计划在早期阶段为英伟达生产首批基于玻璃基板的芯片。
在技术路径层面，台积电重点聚焦玻璃芯扇出和TGV工艺的研发。初期采用Chip-First方法，该方法先将芯片固定在临时载板上，再通过塑封、研磨、布线等工序完成封装结构的构建。其优势在于能实现高密度布线，控制封装厚度，不过对工艺控制要求颇高。之后过渡到Chip-Last工艺，此工艺先在玻璃载体晶圆上构建多层精细的重布线层(RDL)，再进行芯片贴装与模塑，通过紫外线激光照射脱模。它的好处是可提前检测RDL，避免将芯片放置在有问题的RDL位置上，提高封装良率。后续还计划实现TGV工艺量产，在量产前，台积电将不断优化玻璃基板深宽比设计，持续提升封装性能。
板级封装工艺路线
来源：中泰证券研究所
英特尔：英特尔早在约十年前就开始布局玻璃基板领域，通过持续高额研发投入，已取得多项关键技术突破。2023年9月，英特尔推出业界首个用于下一代先进封装的玻璃基板技术，以实心玻璃芯替代传统编织玻璃芯，大幅提升尺寸稳定性、通孔密度和信号传输速度，使芯片上裸片放置数量增加50%，显著提升多芯片系统级封装的密度和性能。
英特尔先进封装迭代路线图
来源：广发证券发展研究中心
为支撑这一技术路线，英特尔在过去十年投入约10亿美元，在美国亚利桑那州建立专门研发线和供应链，计划2026-2030年推出完整解决方案。目前，英特尔正将玻璃基板技术与共同封装光学元件结合，瞄准AI芯片和高性能计算领域，以此巩固在先进封装领域的话语权。
商业化挑战：标准缺失与技术瓶颈并存
尽管玻璃基板市场需求旺盛，但其商业化进程面临诸多阻碍。首要难题是缺乏统一标准，玻璃基板在尺寸、厚度和特性方面尚未形成全球通用规范，这给设备制造商生产通用兼容设备带来巨大挑战。
作为玻璃基板应用于先进封装的玻璃通孔（TGV）技术仍存在诸多难点。虽然欧美日在该技术开发应用上较为成熟，但在光刻实现小于2µm线距时，玻璃基板需承受更严苛加工条件，如何充分发挥光刻工具效能成为最大挑战。
这场因玻璃基板而起的芯片“封装竞赛”，已成为检验三大巨头技术实力的试金石，更将深刻重塑半导体行业未来版图。在标准化缺失、工艺复杂等重重挑战下，或许率先攻克技术难关，实现玻璃基板规模化、商业化量产的企业将抢占行业发展的制高点。
参考来源:
台积电、英特尔、三星、康宁官网
广发证券《玻璃基板从零到一，TGV为关键工艺》
中泰证券《先进封装之板级封装：产业扩张，重视设备机遇》
东兴证券《玻璃基板行业五问五答——新技术前瞻专题系列（二）》
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