半导体行业专题研究：芯片高性能趋势演进下，玻璃基板有望崭露头角

芯片高性能趋势演进下，玻璃基板有望崭露头角——半导体行业专题研究 投资评级:看好 投资要点 ➢芯片高性能演进趋势下，玻璃基板优势凸显 分析师：吴起涤执业登记编号：A0190523020001wuqidi@yd.com.cn 玻璃基板的热膨胀系数（CTE）与元器件非常接近，且湿度系数为零，可以用作封装（IC）基板。芯片互联的主要薄弱环节在于界面处和焊接点处，由于不同材料的热膨胀系数不同，在热变化下芯片易发生断裂和变形等不良情况。而玻璃基板的热膨胀系数与元器件接近，具备高温稳定性、透光性好和绝缘性强等优点，有望在高性能芯片封装领域得到更多应用。 研究助理：程治执业登记编号：A0190123070008chengzhi@yd.com.cn ➢先进封装有望引入玻璃基板，大厂逐步开始布局 玻璃基板除具有优异的热稳定性和电气性能外，还具有更大的封装尺寸。即相同面积的玻璃基板可容纳下更多的芯片“裸片”，根据英特尔信息，玻璃基板可多放置约50%的芯片“裸片”。算力时代下，对芯片性能提出更高要求，Chiplet等先进封装技术已成为未来提升芯片性能的主要手段，传统IC基板的物理性能已无法满足要求，玻璃基板有望在先进封装领域得到更多应用。目前英特尔、三星等晶圆厂均已加码玻璃基板技术，三星预计2026年有望推出面向高端SiP的量产封装基板。 资料来源：Wind，源达信息证券研究所 ➢TGV是玻璃基板必备工艺，国内公司已有相关技术 玻璃基板作为有可能替代硅基转接板的材料，玻璃通孔（TGV）技术是必备前提。其中激光诱导刻蚀法具有成孔效率快、可制作高密度、高深宽比的玻璃通孔、玻璃通孔无损伤等优点，在皮秒、飞秒等超快激光器技术进一步成熟、成本下降趋势下已成为主流的TGV制造工艺。国内大族激光、云天半导体、帝尔激光和德龙激光等公司已具备类似技术，并已推出相关TGV钻孔设备。 投资建议 芯片高性能趋势下玻璃基板有望凭借优异的热稳定性和电学性能在先进封装领域得到更多应用，相关厂商已在布局，TGV工艺是玻璃基板用于先进封装领域的必备技术，国内多家激光设备厂商已储备激光诱导刻蚀技术。建议关注： 1）先进封装：长电科技等。 2）TGV设备：帝尔激光、德龙激光等。 风险提示 半导体行业复苏不及预期的风险，新技术导入不及预期的风险，国产替代不及预期的风险，国际贸易摩擦和冲突加剧的风险。 目录 一、芯片高性能趋势演进下，玻璃基板有望崭露头角...................................................................3二、先进封装领域引入玻璃基板，TGV工艺是必备工艺..............................................................4三、行业公司...............................................................................................................................71.长电科技......................................................................................................................................................72.帝尔激光......................................................................................................................................................8四、投资建议...............................................................................................................................91.建议关注......................................................................................................................................................92.一致预测......................................................................................................................................................9五、风险提示.............................................................................................................................10 图表目录 图1：玻璃基板相同面积下可容纳更多芯片“裸片”...................................................................................................4图2：英特尔率先将玻璃基板用于芯片封装..................................................................................................................4图3：TSV（硅通孔）在传统硅基转接板的先进封装技术中应用广泛...........................................................................5图4：激光诱导刻蚀法制备TGV...................................................................................................................................6图5：激光诱导刻蚀法制备的TGV成孔质量好.............................................................................................................6图6：TSV填孔方案的工艺流程....................................................................................................................................6图7：2019-2024年第一季度长电科技营收情况.........................................................................................................7图8：2019-2024年第一季度长电科技归母净利润情况..............................................................................................7图9：2019-2024年第一季度帝尔激光营收情况.........................................................................................................8图10：2019-2024年第一季度帝尔激光归母净利润情况............................................................................................8 表1：玻璃基板较其他封装材料具有较好的热稳定性和导热性.....................................................................................3表2：玻璃基板用作IC封装材料的基本处理步骤.........................................................................................................4表3：用于制造TGV（玻璃通孔）的主要工艺..............................................................................................................5表4：重点公司盈利预测...............................................................................................................................................9 一、芯片高性能趋势演进下，玻璃基板有望崭露头角 由于玻璃基板的热膨胀系数（CTE）与元器件非常接近，且湿度系数为零，可以用作封装（IC）基板。芯片互联的主要薄弱环节在于界面处和焊接点处，由于不同材料的热膨胀系数不同，在热变化下芯片易发生断裂和变形等不良情况。而玻璃基板的热膨胀系数与元器件接近，具备高温稳定性、透光性好和绝缘性强等优点，有望在高性能芯片封装领域得到更多应用。 玻璃基板用作IC封装材料必须在玻璃表面形成导电图形。但由于玻璃表面的表面能较低，属于“惰性”材料：表面附着力差、结合力低。因此形成导电图形前需要进行表面除油清洁处理和粗化等工艺处理。 玻璃基板除具有优异的热稳定性和电气性能外，还具有更大的封装尺寸。即相同面积的玻璃基板可容纳下更多的芯片“裸片”，根据英特尔信息，玻璃基板可多放置约50%的芯片“裸片”。算力时代下，对芯片性能提出更高要求，Chiplet等先进封装技术已成为未来提升芯片性能的主要手段，传统IC基板的物理性能已无法满足要求，玻璃基板有望在先进封装领域得到更多应用。目前英特尔、三星等晶圆厂均已加码玻璃基板技术，三星预计2026年有望推出面向高端SiP的量产封装基板。 资料来源：半导体行业观察，源达信息证券研究所 资料来源：芯片讲坛，源达信息证券研究所 二、先进封装领域引入玻璃基板，TGV工艺是必备工艺 芯片高性能需求对TGV（玻璃穿孔）等先进封装技术提出更高要求。传统硅基转接板2.5D集成技术存在两个主要问题：1）成本高，硅通孔(TSV)制作采用硅刻蚀工艺，随后硅通孔仍需要氧化绝缘层、薄晶圆的拿持等技术；2）电学性能差，硅材料属于半导体材料，传输线在传输信号时，信号与衬底材料有较强的电磁耦合效应，衬底中产生涡流现象，造成信号完整性较差（插损、串扰等）。而玻璃基板作为有可能替代硅基转接板的材料，玻璃通孔（TGV）技术是必备前提。 资料来源：台积电官网，源达信息证券研究所 目前用于制造TGV（玻璃通孔）的工艺主要有喷砂法、光敏玻璃法、等离子刻蚀法和激光诱导刻蚀法等。其中激光诱导刻蚀法具有成孔效率快、可制作高密度、高深宽比的玻璃通孔、玻璃通孔无损伤等优点，在皮秒、飞秒等超快激光器技术进一步成熟、成本下降趋势下已成为主流的T