你敢信吗,给玻璃打纳米级微孔,现在能做到1纳秒完成一个,一秒就能干出三千个,性能拉满的平台一秒破万都不是梦。这项突破直接戳中了先进半导体封装的核心需求,困扰行业很久的玻璃基板打孔难题,终于看到量产落地的希望了。
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韩国JNTC前不久刚对外宣布,已经搞定了厚度2毫米的透玻璃通孔基板开发,还是全球第一家啃下这块硬骨头的企业。现在他们的技术已经能覆盖0.3毫米到2毫米全厚度的玻璃基材,早就完成了中国台湾和韩国基质厂商的验证,日本材料供应商的资格测试也正在推进。连玻璃基材开发最头疼的微裂纹可靠性问题,他们的产品都顺利通过了评估。
JNTC现在还在研发3毫米厚的产品版本,不少客户提前提了制造能力的需求,他们连单元切割加工技术都提前准备好了。从2024年正式进入半导体玻璃基板赛道开始,JNTC的进展真的很快。去年他们收购了专注电镀蚀刻工艺的子公司Comet,补上了制造能力的短板,又靠关联公司晋宇工程的设备,把产品质量提上去,成本还压下来了。
去年十月,JNTC就已经建成了TGV大规模生产线,搭好了覆盖全生产流程的垂直一体化制造体系。目前他们一边推进客户评估,一边开发新项目,明确定下了2027年量产的目标。今年五月刚和韩国大型企业签了谅解备忘录,把业务推进到实打实的商业化阶段,下个月还要和日本的全球基材大厂签新的合作协议。JNTC的首席执行官直接说,TGV玻璃基材业务会是公司中长期最核心的增长动力。
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科研端这边也传出了好消息,2026年6月日本理化学研究所和Enplass研究所的团队,对外公布他们搞出了目前全球速度最快的玻璃微通孔加工技术。这项技术本来就是冲着先进半导体的芯片制造和3D封装来的,业内早就盼着能有这样的突破。
现在先进半导体圈子里,不管是多芯片高密度集成还是3D封装,中介层都是少不了的核心部件。玻璃本身高频性能出色,平整度够高尺寸还稳定,早就被公认为下一代中介层的天选材料。可之前这么多年,一直卡在玻璃上做精细高密度通孔这一步,始终没有完美的解决方案。
这次理研团队用了全新的思路,用上了吉赫兹突发模式超短脉冲激光器来钻孔,还通过锥形轴锥透镜把激光束整形为贝塞尔光束。做测试的时候,他们把五个脉冲组成的脉冲串一次性照在1.1毫米厚的硼硅酸盐玻璃上,直接就做出来直径1.1微米、长宽比一千还完全没有锥度的通孔。
整个过程的激光照射时间还不到1纳秒,打完之后通孔周围连裂纹之类的损伤都找不到。后续想要调整孔径也很简单,只要用氢氧化钠溶液蚀刻就行,蚀刻时间越长孔径就能做得越大。蚀刻完检测,通孔壁的平均表面粗糙度才0.072微米,平整度好到超出预期。
做大规模生产,速度就是成本,速度就是竞争力。这次开发的新技术,不光打孔质量好,速度还完全跟得上量产需求。现在已经能稳定实现每秒三千个孔的加工速度,搭配更高性能的加工平台,加工速度能突破每秒一万个,完全能满足大规模量产的要求。
其实懂行的都知道,现在全球半导体都在往3D堆叠的方向走,先进封装的需求一直在暴涨,对中介层的性能要求也越来越高。玻璃基板对比传统的硅基中介层,不光性能优势明显,成本还能降不少,只要打孔这个核心瓶颈被突破,商业化落地的速度只会比大家预想的更快。
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现在产业端和科研端同时出了重磅成果,产业端已经推进到商业化前夕,科研端搞定了核心加工工艺的瓶颈,相当于从技术到量产的路都铺得七七八八了。再过不了几年,我们就能看到这项技术实实在在用到先进半导体的生产中,给下一代芯片的性能提升打下坚实基础。
参考资料:人民日报 半导体领域玻璃加工技术取得重要进展
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