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(来源:电路板智造)
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近期,资本市场对玻璃基板的关注度显著提升,A股相关概念公司股价呈现整体上行趋势。6月5日,该板块出现普涨行情,其中博杰股份、帝尔激光、天承科技、彩虹股份等个股累计涨幅已实现翻倍。
业界普遍将2026年视作半导体玻璃基板商业化验证的关键节点。就在6月4日,台积电在股东会上透露,其针对玻璃基板先进封装技术已设立试点产线。这意味着CoPoS(面板级封装)、玻璃中介层、TGV(玻璃通孔)等相关技术正从实验室研发迈向工程化落地阶段。
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位于纽约州康宁总部的签约现场
国内方面,京东方A于今年1月CES 2026展会上见证了行业风向——英特尔发布了全球首款采用玻璃芯载板的商用CPU,为玻璃材料在封装载板层级的规模化应用提供了可行性验证。今年5月下旬,京东方A与康宁签署了为期三年的合作备忘录,其中一项重要内容便是玻璃基封装载板。
国际巨头的动作同样密集。6月4日,台积电在股东会上透露,其针对玻璃基板先进封装技术已设立试点产线,标志着CoPoS(面板级封装)、玻璃中介层、TGV(玻璃通孔)等相关技术正从实验室研发步入工程化落地阶段。
日前,来自多家机构的投资者参观了京东方技术创新中心展厅,并在参观结束后与公司进行了现场交流。京东方就公司战略布局及玻璃基封装载板业务的最新进展作出回应。
据京东方介绍,公司于2020年启动玻璃基载板技术调研,2022年投资3.9亿元建设玻璃基与硅基兼容的晶圆级创新实验平台,2024年投资9.93亿元建设板级玻璃基封装载板试验线。该试验线于2025年内完成主设备搬入和调试工作,并于2026年上半年实现全自动化设备通线,设计产能为每月1000片。
技术能力方面,京东方目前已打通TGV开孔、深孔填铜、增层、布线等玻璃基封装载板全流程工艺,并于2025年完成大尺寸高层数(9-2-9,20层)玻璃基载板样品的开发和送样工作。公司目标产品为大尺寸算力芯片先进封装所需的玻璃基载板(Glass Core Substrate),可匹配不同的先进封装方式。目前,京东方已向部分国内客户送样,部分客户已通过概念认证并进入技术测试阶段。公司同时说明,该业务尚未实现批量生产,也未产生量产营收。
国际巨头同步推进,苹果、三星加入战局。产业链层面的动作不止于此。三星电机已向苹果供应面向AI服务器芯片的玻璃基板样品,该样品主要定位于基板核心层,旨在替代传统有机材料。同时,SK集团旗下专注半导体玻璃基板的子公司Absolics,正着手强化管理层与工程技术团队建设,以加速推进商业化进程。
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三星电机(Samsung Electro-Mechanics)已正式向苹果公司(Apple Inc.)提供了用于半导体封装的玻璃基板样品
从产业链格局看,台积电、康宁、英特尔均与英伟达存在深度关联。台积电为英伟达芯片代工厂,英特尔与康宁今年先后获得英伟达大额投资。而其他企业的布局则更多指向AI时代的先进封装需求。英伟达官方也已多次强调玻璃基板战略的重要性。
玻璃基板为何突然火了?得从ABF载板的“天花板”说起
要理解玻璃基板为何备受关注,得先从当前主流的ABF载板讲起。ABF载板以日本味之素公司研发的ABF绝缘材料为核心,是目前AI芯片、CPU、GPU等高性能算力芯片先进封装(包括FC-BGA、2.5D、3D、Chiplet等方案)的主流选择。
但ABF载板正遇到物理瓶颈。华源证券近期研报指出,随着芯片封装面积持续扩大、互联密度不断提升,ABF载板的热膨胀系数(12ppm以上)与硅芯片的热膨胀系数(约3ppm)严重不匹配,导致有机材料在层压和热循环中容易产生翘曲。而且基板面积越大,翘曲越难控制,这会直接影响光刻与贴片精度。此外,有机基板的表面粗糙度较高,限制了金属线路的进一步细化。一旦线宽线距进入2微米以下量级,ABF载板的尺寸稳定性与平整度就很难支撑光刻套刻精度了。
正是在这样的背景下,玻璃基板被视为突破上述物理瓶颈的理想替代方案。从物理特性来看,玻璃的热膨胀系数为3到9ppm每开尔文,与硅芯片的2.9到4ppm每开尔文较为匹配,有望解决热循环导致的焊点疲劳问题。玻璃的表面粗糙度小于0.1微米,可以保证微细线路的高精度蚀刻。玻璃的杨氏模量在50到90吉帕之间,约是有机材料的数倍,即使是大尺寸基板也不易变形。在电气性能方面,玻璃作为绝缘体,其损耗因子比传统FR-4有机基板降低了10倍,能够支持超过112Gbps的高速信号传输。在下一代224Gbps互联场景下,有机材料已经难以企及这一物理极限。
总体而言,玻璃基板兼具低介电损耗、低介电常数、高热稳定性、尺寸稳定性好、可大尺寸面板化加工等多重优势,既能承载高密度电互联,也能集成光互联通道。在先进封装领域,玻璃基板主要替代的是硅中介层和有机载板这两部分。
巨头时间表共振:2028年量产窗口开启
就下一代算力芯片先进封装而言,台积电、英特尔、三星电机、SK等巨头已集体布局玻璃基板。其中,台积电具有行业风向标意义。其CoPoS封装方案采用TGV中介层路线及方形面板设计,目前已建成试产线,预计2028年启动量产。
尽管外界对台积电CoPoS方案的具体细节了解有限,但可以参照其CoWoS的发展路径。后者已成为当前AI/HPC芯片实现逻辑芯片与HBM高效互联的关键方案。它的核心思路是借助中介层,将逻辑芯片与HBM整合至同一封装,在不依赖超大单片裸片的前提下,实现高带宽、低延迟与高集成度。最终,CoWoS成功承接住了AI/HPC的需求增长。
根据行业机构Yole的数据,2024年先进IC载板市场规模约为142亿美元。在AI/HPC、高端IC载板及玻璃芯基板等需求推动下,预计相关技术市场规模有望于2030年达到约310亿美元。Yole的数据同时显示,硅中介层作为CoWoS-S及其他2.5D先进封装的核心互连载体,其市场规模预计将从2024年的约20亿美元减少至2030年的约16亿美元。规模缩减的原因在于,高端封装互联平台正从传统的大面积硅中介层,向玻璃中介层、硅桥、超高密度扇出封装等多元技术路线演进。
英伟达创始人兼CEO黄仁勋在GTC 2026主题演讲中直言:“Rubin架构的性能极限,最终取决于我们能否解决封装基板的物理瓶颈。用了20年的传统有机基板已经支撑不了搭载3360亿晶体管的下一代芯片。”按照英伟达的产品路线图,该公司将在2028年推出Feynman架构的GPU,全面采用玻璃基板、TGV与CPO技术组合,以解决高带宽与散热瓶颈。这一时间点,与台积电CoPoS产线的量产时间高度吻合。
TGV为核心壁垒,CPO成关键落地场景
国内一家玻璃基板公司高管赵鸣(化名)向记者表示,半导体封装用玻璃基板与显示面板用玻璃基板在制造上存在显著差异。前者的工艺流程为“原片→TGV激光打孔→金属化填充→上下布线(RDL)→切割成载板”,而后者的工艺则相对成熟,流程为“整片大板→切割→镀膜”。其中,TGV是半导体封装用玻璃基板的核心壁垒。
光大证券近期的一份研报也指出,TGV技术是玻璃基板封装的核心工序。相比传统的物理钻孔、激光直接消融、光敏玻璃等方法,激光诱导深度刻蚀工艺(LIDE)具备高深径比、高加工精度和高加工效率的优势,被认为是当前实现大尺寸、高密度TGV批量制造的最优技术路径。
从应用场景来看,玻璃基板并非单一产品形态,而是围绕材料衬底、高密度互联和系统级封装形成多层次需求。广发证券认为,玻璃基板是从高速光模块向光电共封装(CPO)演进的关键载体。传统硅中介层工艺成熟,但TSV制程复杂、成本高,大面积制备时良率压力大,而且硅作为半导体材料在高频场景下容易与衬底产生电磁耦合,影响信号完整性。有机PCB则存在高频介电损耗、串扰和热管理问题,难以满足先进光电封装的要求。相比之下,玻璃基板兼具低介电损耗、低介电常数、高热稳定性、尺寸稳定性好以及可大尺寸面板化加工等优势。同时,它具备从可见光到红外波段的高透射率,并可通过离子交换工艺在玻璃内部直接制备低损耗光波导,因此成为CPO中理想的光电混合集成平台。
当前CPO玻璃基板共有两种主流路线。一种是以康宁为代表的光电混合集成方案,该方案将玻璃基板做成一个光电共封装平台,内部不仅有TGV电互联结构,还集成了玻璃光波导,光信号可以在玻璃基板内部传输。另一种是仅作为高性能电互联基板,玻璃只充当电气互联的中间层,不包含基于玻璃本身的波导结构,光通过边缘耦合在PIC中耦合。
光大证券研报还指出,当前TGV玻璃基板正处于从实验室基础研究向量产工程化跨越的历史性节点,呈现国外进度领先、国内加速追赶的态势。国外领先的原因在于海外半导体巨头TGV技术储备更早,以及康宁等优质玻璃原片供应的优势。从产业链看,在原片方面,康宁、肖特、旭硝子等海外巨头占据绝大多数份额,国产替代正在加快突破。在设备方面,包括激光设备、电镀设备等,帝尔激光已实现晶圆和面板级TGV封装激光技术的全面覆盖,东威科技已交付TGV电镀设备并成功验收。其他材料则包括刻蚀添加液、表面清洗剂等。
赵鸣坦言:“我们只能说还处于研发阶段。”半导体封装用的玻璃基板与显示面板用的玻璃基板在制造上没有特别之处,但TGV加工是核心难点所在。
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