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(来源:纪要研报地)
Q: 请介绍玻璃基板在硅中介层和ABF载板层两种技术路线的当前状态、应用目的及各自的优劣势。
A: 玻璃基板在半导体封装中主要应用于Interposer和封装载板。作为Interposer,玻璃基板旨在解决硅中介层在高频信号下的电磁耦合问题及成本瓶颈。玻璃为绝缘体,介电常数低、损耗因子比硅低2-3个数量级,高频特性优异,机械稳定性强,且方形基板材料利用率高,熔融拉延工艺成本更低。但TGV技术成熟度不足,缺乏大规模应用验证,可靠性存疑。作为载板,玻璃基板用于替代ABF/PSPI等有机材料,解决供应瓶颈与热膨胀问题,目前仅小范围应用于生物医疗等特殊场景;此外还用于Micro LED载板、射频器件及CPO共封装光学领域。
Q: 除玻璃基板外,是否有其他无机材质可能与玻璃基板竞争并替代硅中介层?
A: 当前中介层主流方案为硅基和有机材料嵌入硅桥。有机中介层需在ABF/PSPI膜中精密开槽嵌入硅桥,对共面性与精度要求极高,且有机材料与硅的热膨胀系数差异大,易产生剪切应力导致微裂失效。其他材质中,陶瓷因加工精度难控、无法光刻仅用于特殊场景;碳化硅、金刚石属远期研究方向,且碳化硅成本更高、难以制备大尺寸基板,不具备短期替代可行性。
Q: 在glass core封装方式中,玻璃基板是同时替换Interposer和载板层,还是仅替换载板层?
A: 以CoWoS为例,当前方案仅替换载板层,Interposer仍采用硅基或有机方案。glass core概念中,panel指面板级封装的玻璃替代硅中介层,而substrate可选用玻璃或成熟有机载板;(各行业纪要加v:teer987)特殊场景已直接采用全玻璃方案,但大规模应用仍待产业链成熟。
Q: 请介绍玻璃基板技术产业链从上游到下游的分工情况,包括玻璃原片、TGV加工、RDL等环节的参与方。
A: 产业链上游为玻璃原片供应商,国内厂家多采购其粗片。中游环节包括:粗片减薄磨抛;激光改性+化学腐蚀制孔;PI涂覆、种子层沉积、电镀填孔形成芯板;光刻胶涂覆、曝光制作线路;叠层集成。下游由封测厂完成芯片贴装,终端客户为华为、英伟达等。国内企业分工明确:沃格光电覆盖粗片至集成全链条;云天半导体专注TGV加工;安捷利美维、成都易成科技负责叠层;深南电路拓展至器件贴装;BOE近期大举入局并签署康宁合作协议。
Q: 请介绍玻璃基板技术未来几年的发展节奏,以及英特尔、台积电、三星等主要厂商推进量产的时间节点。
A: 英伟达为当前核心驱动力,推动台积电于2025年底投资CoWoS玻璃基板产线,预计2027年实现小批量量产;SKC旗下Episilicon已产出样品,应用时间点亦在2027年左右,半导体领域产品成熟通常需1-2年验证期。英特尔自2011-2012年布局先进封装实验室,2024年底至2025年初于亚利桑那州孵化专项企业,强化玻璃基封装研发,待产业链成熟后导入。国内厂商基于Chiplet刚需持续测试玻璃基方案,但受限于良率与可靠性,量产需等待盛合晶微、长电科技等封测产线完善;目前处于小批量验证阶段,部分产品已应用。
Q: 玻璃基板生产中,一致性和良率问题主要出现在哪些具体环节?
A: 良率瓶颈集中于打孔与填孔环节:激光打孔易在玻璃中产生微裂纹;填孔工艺影响导通可靠性。良率与孔深径比、密度强相关——Micro LED载板经迭代后良率超80%;而Interposer当前良率不足40%,任一孔失效即导致整板报废,此为Rubin项目曾放弃玻璃基方案的主因。
Q: 目前国内厂家在TGV玻璃基板生产中的良率水平如何?
A: 良率高度依赖产品规格:Micro LED用四层板良率已超80%;Interposer用八层板良率普遍低于40%。孔密度与深径比是核心制约因素,指甲盖大小区域含上万微孔,单孔缺陷即导致整板失效。
Q: 良率问题是玻璃基板技术推进的主要瓶颈,国内外均面临此问题。国内厂家因TGV技术发展较晚,技术水平是否相对较差?
A: 国内技术能力与国际基本同步:迈科、沃格光电等企业起步早、积累深;直显与背光玻璃产业链提供技术迁移基础;关键设备国产化程度高且持续迭代,无显著卡脖子环节。国内厂商正加速工艺优化与客户协同验证,部分企业已向海外拓展。
Q: 在当前良率水平下,玻璃基板的价格大致处于什么范围?
A: 价格依应用场景与设计复杂度差异显著:Micro LED载板约6000-8000元/平方米,与高阶PCB相当;Interposer因孔密度极高、叠层复杂,无法按面积计价,采用类芯片流片模式——基于孔数、层数、特殊工艺定制报价。当前因良率低、检测分选成本高,实际成本仍高于CoWoS方案,但理论成本优势明确。
Q: 当前供应的玻璃基板产品尺寸和主流层数是多少?
A: 基板尺寸统一为510×515mm,交付形态依客户要求分为整板或预切割小片。Interposer主流为6-8层;CPU应用中亦有4层方案。
Q: 采购肖特、康宁等供应商的玻璃原片价格体系如何?康宁已完成TGV加工的玻璃基板价格如何?
A: 肖特BF33粗片采购价约100美元/片,价格存在浮动;康宁等厂商目前未提供标准化TGV载板产品,因行业缺乏批量应用案例与统一规格,多以项目合作定制报价,无公开平米单价体系。
Q: 采购的玻璃原片主要采用何种材料体系?
A: 主流采用低碱硼硅玻璃,部分场景使用无碱硅酸盐玻璃。硼硅玻璃因耐热性、化学稳定性、机械强度优异,热膨胀系数低且可微量定制,满足半导体数百摄氏度工艺需求;石英玻璃性能更优但成本极高,仅限特殊场合使用。
Q: 在玻璃基板产业链中,(各行业纪要加v:teer987)国内哪些环节已具备较好的技术能力,哪些环节仍相对欠缺?
A: 优势环节:TGV产品制造;封测集成;设备领域。待突破环节:玻璃原片高度依赖肖特、康宁,葛比佳、力诺、山东药玻、凯盛、曲斌等正推进国产替代验证,系潜在供应链风险点;光刻机仍以日本设备为主,为辅助环节痛点。整体设备国产化率高,迭代迅速,产业链协同进展较快。
Q: ABF载板层未来会被玻璃基板全面替代,还是将与玻璃基板共存、混合使用?
A: 二者为协同关系而非替代:Interposer叠层多采用PSPI膜,载板层使用ABF膜;玻璃基板提供结构支撑与垂直导通,ABF膜无法独立支撑,需依附玻璃基板使用。实际方案中,玻璃作为核心载板/中介层基材,ABF等有机膜作为介电层集成其中,共同构成封装结构。
Q: 在推广玻璃基板产品过程中,遇到的最大难点和瓶颈是什么?
A: 核心瓶颈为可靠性与信赖性测试:需与终端客户、封测厂反复迭代适配电磁特性、信号完整性;叠层工艺实现难度大。对比台积电可协同优化芯片与Interposer设计,国内厂商需经封测厂转交终端客户测试,流程冗长。此外,玻璃原片100%依赖肖特、康宁,国产替代验证中,系潜在供应链风险;设备环节基本自主可控,非主要制约因素。
Q: 如何看待力诺公司向台系厂商送样的进展?玻璃原片的滚压法与溢流法生产工艺有何区别?
A: 当前半导体级玻璃基板主要采用压延法生产;力诺向台积电送样存在可能性,但台系玻璃厂商技术实力较强,实际采用需经严格验证。国内厂商正与力诺等开展合作测试,国产原片适配为行业重点工作方向。
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