玻璃基板封装，进入量产前夜

三年前，英特尔在一次技术发布会上抛出了一个让半导体封装行业为之一振的判断——玻璃基板封装将成为下一代先进封装的关键路线。7月25日，英特尔宣布，与蓝思科技达成战略合作，加速推进玻璃基板封装解决方案的开发。

被热议三年之久、寄予厚望的玻璃基板封装，真的要来了？

玻璃基板封装要革谁的命？

AI算力需求的增长带动了高性能芯片的市场扩容。玻璃基板因热膨胀系数与硅芯片高度匹配、具有超高平整度、信号损耗低等优势，被认为是下一代芯片封装基板的理想材料。

三叠纪（广东）科技有限公司创始人、电子科技大学教授张继华在接受《中国电子报》记者采访时表示，玻璃在芯片封装过程中有三个应用场景：其一，用玻璃来做二维封装或2.5D封装的“临时载板”（Glass Carrier），在封装过程中，玻璃起机械支撑作用，用完会被去掉，这个工艺已经比较成熟并非常接近量产水平。其二，用玻璃中介层或转接板（interposer）替代硅转接板以降低成本。其三，用玻璃封装基板替代PCB或者其他有机基板（substrate）。

台积电CoWoS工艺示意图

如果用台积电开发的CoWoS（chip on wafer on substrate）技术类比，那么这里所说的第二类和第三类应用可以分别对应为：用玻璃替代CoWoS中的W（Wafer，硅晶圆）或S（Substrate，有机基板）。

简单来说，玻璃基板要替代的不是电脑里那块绿色的电路板，而是芯片和电路板之间那一层"封装基板"。这一层，决定了芯片能不能被高效地封装、信号能不能被稳定地传输。

最要命的“易碎性”已基本解决

玻璃基板听起来很美好——介电常数低、热膨胀系数可调，且具备极致的尺寸稳定性、高平整性等特征——但过去几年，一个核心问题始终困扰着整个行业：玻璃太脆了。

易碎性使得玻璃经不起加工——通孔加工后边缘应力集中，在采用叠层工艺的时候易开裂，也经不起磕碰——采用玻璃基板的芯片遇到磕碰极易失效。

而现在，这个问题基本得到解决。

中国电科58所首席科学家、中国半导体行业协会封测分会轮值理事长于宗光在接受《中国电子报》记者采访时表示："玻璃脆性、易开裂问题，目前已通过材料选型、工艺优化、结构补强、制程管控四大维度实现系统性优化，完全可以满足工业级量产、封装、终端应用的强度要求。玻璃脆性已不再是产业化的核心阻碍。"

经过十余年技术迭代，以三叠纪、通格微为代表的企业已从多维度完成了技术优化：一是优选适配半导体封装的高强度特种玻璃基材，从原材料端提升结构稳定性；二是通过专属刻蚀、边缘钝化工艺，消除通孔加工后的应力集中问题；三是优化多层叠层、键合工艺，匹配玻璃材质力学特性，规避制程开裂风险；四是建立全流程精密制程管控体系，保障量产产品强度一致性与稳定性。

于宗光表示，目前行业头部企业量产、送样的TGV玻璃基板产品，已通过客户严苛的可靠性测试，在高低温循环、力学冲击、弯折适配等多项测试中均实现指标达标。这意味着玻璃已经能够稳定适配芯片封装、光模块等高端场景的工业化应用，脆性问题已不再制约规模化量产落地。当前行业核心竞争壁垒，已从“解决脆性基础问题”转向“高精密通孔良率、多层互联工艺、规模化成本控制”的高阶竞争。

TGV成为玻璃基板封装量产关键

阻碍玻璃基板封装量产的“脆性基础问题”基本解决后，下一个要解决的便是“高精密通孔良率”难题。TGV（玻璃通孔）工艺良率直接决定整板良率，是当前玻璃基板封装实现产业化过程中面临的主要瓶颈。

作为玻璃基板实现垂直方向电互连的唯一途径，TGV的性能直接决定了封装密度和信号完整性；TGV涉及超精密通孔、高深宽比填充、界面可靠性控制等技术，是玻璃基板区别于有机基板的核心技术差异点。在玻璃基板加工成本中，TGV通孔和金属化也是占据成本最高的部分，这两个环节的成本占比超过40%。

于宗光表示，突破TGV工艺限制、实现玻璃基板量产是个系统工程，需要依靠“工艺算法+制程体系+设备适配+良率管控”的综合能力提升。TGV设备可以国产化采购或定制满足，但适配国产场景的工艺配方、制程逻辑、良率管控体系、全流程整合能力是长期积累的核心壁垒。

该技术需实现的核心突破集中体现在三个方面：

其一，高精度通孔成型工艺，这是TGV的第一道核心壁垒。传统机械与物理去除工艺、激光直接消融加工技术、光敏玻璃诱导成孔技术存在精度不足、通孔侧壁粗糙、深浅不均等问题，无法满足高端封装需求。激光诱导深度刻蚀工艺（LIDE） 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。该工艺采用 “先改性、后刻蚀” 的加工策略，从而形成高质量的通孔。

其二，高可靠通孔金属化工艺。通孔成型后，均匀、致密、高附着力的金属镀层是实现稳定导通的关键。在这个环节，行业普遍存在良率痛点，通孔难以实心填充。

其三，多层RDL互联与键合工艺。高端先进封装需要多层RDL与高密度互联，但由于玻璃机械强度低、与多层布线介质热失配大，复合基板翘曲甚至撕裂是主要问题。

易碎是TGV工艺使用中最需关注的问题。“玻璃通孔中需要填充铜引线，但是铜的膨胀系数比玻璃大很多。在温度升高过程中，膨胀的铜将挤碎玻璃或者破坏玻璃上的电路。”张继华表示，“为解决这一问题，我们正在验证各种解决方案，例如在材料层面提高玻璃强度和热膨胀系数，或者在工艺层面玻璃中间做一个柔性缓冲层。”

2027年将是订单释放期

过去两年，全行业在推动玻璃基板技术成熟方面做了诸多努力：通过基础工艺攻关，实现了多材质玻璃的高精度通孔加工适配；上下游配套产业链逐渐完善，工艺路线逐渐清晰，通孔不均、金属化脱落、叠层翘曲等核心良品问题得到有效改善；场景落地提速，玻璃基板技术在光通信、MLED、AI芯粒集成、射频封装等多元应用场景成功适配。此前制约产业化的通孔加工、金属化、多层RDL互联、键合适配等核心工艺，经过多年的集中攻关已实现较大幅度的迭代升级。

玻璃基板封装何时量产？

对于这个问题，行业里已基本形成共识：2026年为产业验证窗口，2027年订单逐步释放，2028年进入起量阶段。海外巨头方面，英特尔计划2026年实现小批量试产，2027年实现规模化放量；台积电预计2027年试产，2028年下半年实现规模化量产。国内部分头部企业已建成中试产线并实现小批量供货，向规模化量产稳步推进。

于宗光表示：“玻璃基板封装技术目前正处于从‘技术验证’向‘小批量量产’过渡的关键阶段。今年是‘关键验证期’，而不是‘全面量产元年’。”

从产业化落地节奏来看，中高端AI算力芯片、异构芯粒集成芯片、MLED高端显示芯片以及光通信将率先实现玻璃基板封装的规模化应用。其核心原因在于：这类场景对基板高频高速、低损耗、高平整度、高稳定性的需求最为迫切，传统有机基板性能瓶颈最为突出，玻璃基板的替代性价比优势显著，且产品验证周期更短、落地门槛更低。

除了面向中高端算力芯片的应用场景外，张继华表示，玻璃基板也能在光模块的光纤阵列（FAU）中发挥作用，因为这个场景所需的玻璃基板结构件生产的技术链条更短——只需要打孔，不需要做填充、布线，因此将有望成为最先量产的产品类型。FAU的功能，可以理解为连接光模块与外部光纤的接插件——能够把光纤的光导入到光模块中。当然，二维FAU在基板厚度、位置精度、通孔圆度、异形结构等方面提出了新的要求。采用玻璃基板生产FAU的产线正在建设，此类产品也正处于验证阶段，预计2027年实现投产。

有望全本土化

展望未来，全球玻璃基板封装将迎来百亿美元的增长规模。据Omdia测算，2026年全球封装玻璃基板市场规模将达186亿美元，2030年有望突破320亿美元，年复合增长率约14.5%。

从发展现状来看，包括核心工艺、制程技术、量产装备在内的TGV玻璃基板产业链关键环节，全球各地发展几乎处于同一起跑线，加上我国企业已经陆续布局，因此我国具备在这个领域实现全本土化的机会。

于宗光表示，总体来看，我国在TGV玻璃基板赛道已具备局部领跑、整体并跑的国际竞争力。相比较而言，海外企业通过早期专利布局形成了先发优势，但产业化节奏保守、工艺适配性弱、成本偏高；国内企业在混合刻蚀、多层叠层、玻璃基整体封装方案等领域已形成自主专利壁垒与技术优势，多项工艺指标达到或优于海外同行水平。

但在高端检测设备和特种化学品方面，国内企业的赶超需要更长时间。张继华表示，在设备方面，用于玻璃基板封装的激光器、通孔检测、镀液分析等设备主要依赖进口，国内暂时缺少成熟的量产产品。原材料则以康宁、肖特等厂商的产品为主，本土化正在逐步推进中，并已取得可喜进展。

作者丨姬晓婷编辑丨邱江勇美编丨马利亚监制丨连晓东