电子行业深度研究报告：玻璃基板成为半导体载板新方向，百亿空间国产厂商有望弯道超车

玻璃基板优势显著，科技巨头争相布局。玻璃基板因其低热膨胀系数、高机械强度、耐高温性、高布线密度特点被视为半导体、显示领域新一代基板解决方案。英特尔率先推进玻璃基板产业化，2023年9月推出了基于下一代先进封装技术的玻璃基板，并计划在2026至2030年间实现大规模量产，英特尔表示该技术将重新定义芯片封装的边界，为数据中心、人工智能和图形处理提供具有突破性的解决方案，推动摩尔定律的进一步发展。除三星外，AMD、苹果、台积电等巨头纷纷跟进玻璃基方案，助力玻璃基板在半导体&显示领域产业化应用。 半导体载板：载板市场空间超百亿美金，玻璃基板成长空间广阔，CoWoS&CPO进一步打开玻璃基板市场空间。根据Market Research Future数据2024年载板市场空间有望达到151.4亿美元，受先进封装驱动2032年市场空间有望达到235亿美元，2024~2032年CAGR 5.65%。由于玻璃基板具备出色的电气和热性能，它能够支持更高密度的互连和更复杂的电路设计，有望在未来取代FC-BGA基板。CoWoS为AI芯片重要封装形式，台积电的CoWoS封装技术通过在硅中介层上集成多个芯片，提供了较高的带宽和较低的功耗。但CoWoS也面临着价格昂贵、硅中介层的热管理能力和电气性能挑战，玻璃基板低功耗、散热性能优异等特点有望替代硅中介层和载板。同时玻璃基板可应用于光模块CPO封装工艺中，用来解决CPO中光电信号互联的难题，目前包括Corning在内的多家龙头推出CPO玻璃基板解决方案。从竞争格局上讲，欣兴、南亚、日韩的揖斐电、三星电机、新光电气等占据领先地位，中国大陆厂商竞争力较弱，伴随玻璃基板渗透，大陆厂商凭借前瞻布局与技术积累有望弯道超车，大陆沃格光电、厦门云天、三叠纪等公司已有载板产品布局。 显示基板：玻璃基板助力Miniled/Microled新技术渗透。Mini/Micro LED技术在亮度、画质、分辨率等方面具有显著优势，渗透率逐步提高，新兴AR/VR领域应用进一步加速行业渗透。随着LED芯片尺寸的减小和像素间距的缩短，Micro-LED和Mini-LED显示技术对背板材料的要求越来越高。PCB显示基板存在散热性限制、翘曲变形的风险，玻璃基板凭借优越的热管理、平整度和机械强度受到Micro-LED和Mini-LED显示技术青睐。目前雷曼光电、京东方、沃格光电等已有前瞻布局助力行业产业化。 TGV是玻璃基板封装的核心技术，国内厂商积极布局取得显著进展。玻璃基板生产工艺包括前端切磨抛、TGV、半加成、电镀、PVD、CMP、多层RDL等工序，其中TGV玻璃通孔技术为玻璃基板技术难点，最主要的问题是玻璃材料缺乏类似于硅的深刻蚀工艺。国际巨头康宁、LPKF、Samtec、英特尔等占据领先优势。近年来国内厂商在TGV技术，特别是深孔成型工艺方面取得了显著进展，技术水平不断提高，有望逐步打破当前玻璃通孔基板市场由海外厂商高度垄断的局面，布局靠前的国内厂商包括沃格光电、京东方、厦门云天、三叠纪等。 投资建议：玻璃基板因其低热膨胀系数、高机械强度、耐高温性、高密度特点被视为IC载板、显示基板的下一代材料，在AI时代玻璃基板有望应用于GPU的CoWoS封装和光模块CPO封装助力行业发展，科技巨头争相布局。随着国内厂家在TGV等关键技术的积累和突破，有望在玻璃基板行业迎头而上。建议关注国内玻璃基相关产业链沃格光电、京东方、兴森科技、大族激光、天承科技、天马新材、德龙激光。 风险提示：玻璃基行业渗透不及预期，产能扩张不及预期，地缘政治设备材料限制 投资主题 报告亮点 从产业链角度系统分析了玻璃基板行业概况，梳理了国内厂家目前进展情况。文章对玻璃基板的应用领域、优缺点、国内企业布局情况、产业链情况进行了阐述，论述了其显著优势下科技巨头争相布局的情况。文章分半导体（含AI对玻璃基板拉动）和显示两大板块对玻璃基板的特性、工艺难点及国内外厂家布局对玻璃基板进行了系统阐述，最后对国内外厂商最新进展进行梳理，把握行业发展趋势。 投资逻辑 半导体载板与显示基板加速导入玻璃基板，TGV为技术难点。玻璃基板具有与低热膨胀系数CTE，高机械强度，良好的耐高温性，有效减少了翘曲和变形的风险。此外玻璃基板支持更高密度的通孔，显著提升了高速信号的传输能力。优秀的物理化学特性使玻璃基板被视为IC载板、显示基板的下一代材料，在AI时代玻璃基板有望应用于GPU的CoWoS封装和光模块CPO封装助力行业发展。TGV结合多种工艺流程实现3D互联，对于先进封装应用每片晶圆上通常需要数万个TGV通孔，并对其进行金属化处理，TGV工艺为玻璃基板技术难点，最主要的问题是玻璃材料缺乏类似于硅的深刻蚀工艺。 科技巨头争相布局玻璃基板，国内厂家奋起直追迎来发展新阶段。2023年9月作为封装基板领域的探索引领者的英特尔推出了基于下一代先进封装技术的玻璃基板，并计划在2026至2030年间实现大规模量产。三星、AMD、苹果等巨头纷纷跟进玻璃基方案，加上原来的行业龙头康宁肖特等海外龙头企业，玻璃基板行业海外整体处于领先地位。近年来国内厂商在TGV技术，特别是深孔成型工艺方面取得了进展，技术水平不断提高，随着这些突破的积累，国内企业有望在未来挑战海外厂商的市场主导地位。建议关注国内玻璃基相关产业链沃格光电、京东方、兴森科技、大族激光、天承科技、天马新材、德龙激光。 一、玻璃基板优势显著，科技巨头加速布局 玻璃基板（Glass Substrate）是一种以高透明度、优异平整度及良好稳定性为特点的基底材料，其主要功能是作为支撑载体，确保上层功能材料的可靠固定和良好的电气、光学性能，从而保障整个器件或系统的长期稳定性和使用寿命，被视为半导体、显示领域新一代基板解决方案。 图表1玻璃基板显示领域应用 图表2玻璃基板半导体应用 玻璃基板相较有机基板优势众多。玻璃具有与硅相似的低热膨胀系数CTE（与有机基板不同），将最大限度减少芯片封装领域中与芯片材质CTE不匹配情况，这种兼容性将增强设备的可靠性和使用寿命。玻璃基板的机械强度远高于有机基板，在封装过程中表现出更好的耐高温性，有效减少了翘曲和变形的风险。此外，玻璃基板支持更高密度的通孔，其通孔密度可能是有机基板的十倍，这使得复杂电路设计中的布线和信号传输更加高效。在电气性能方面，玻璃材质的低电损耗特性显著提升了高速信号的传输能力，尤其对高频应用至关重要。优秀化学特性使玻璃基板被广泛应用于半导体、液晶显示器（LCD）、有机发光二极管（OLED）、光学设备等领域。 图表3玻璃基板与有机基板对比表 英特尔率先推进玻璃基板产业化。2023年9月作为封装基板领域的探索引领者的英特尔推出了基于下一代先进封装技术的玻璃基板，并计划在2026至2030年间实现大规模量产。在此项创新中，英特尔突破性地将玻璃通孔（TGV）的间距控制在100μm以内，从而显著增加了每块基板上的通孔数量，提升了TGV密度约10倍。这一技术进展有效缩小了机械和电气连接之间的间隙，提升了基板核心路由信号的灵活性，并在一定程度上减少了对重新分布层（RDL）的依赖，使信号路由更加高效。英特尔表示，该技术将重新定义芯片封装的边界，为数据中心、人工智能和图形处理提供具有突破性的解决方案，推动摩尔定律的进一步发展。 图表4英特尔推进玻璃基封装基板技术路线 三星、AMD、苹果等巨头纷纷跟进玻璃基方案。三星玻璃基板原型生产线预计将于2024建设，2026年正式量产；AMD预计最早于2025-2026年的产品中导入玻璃基板，以提升其HPC产品的竞争力；苹果将玻璃基板融入电子设备的战略，预计将显著拓宽公司产品应用领域范围。三星电机已于2024年1月宣布开发半导体封装玻璃基板，于2026年后正式开始量产；群创光电投入20亿元新台币，2024下半年FOPLP玻璃基板月产能可达1.5万片；应用材料入主的SKC子公司Absolics总投资6亿美元建设4000块/月玻璃基板工厂，目标2024年下半年开始量产。2024年8月29日，台积电表示在客户的要求下进军半导体扇出面板级封装（FOPLP），大力投资玻璃基板研发工艺以期实现突破。 图表5国际巨头玻璃基板布局 超越摩尔定律，算力等半导体技术发展催化玻璃基板加速渗透。根据MRC数据2023年全球玻璃基板市场空间75.1亿美元，2030年有望达到109.2亿美元，CAGR 5.5%。随着3D封装、扇出晶圆级封装(FOWLP)和系统级封装(SiP)等封装技术的进步，半导体行业不断发展，玻璃基板具有多种优势，包括卓越的电气性能、热稳定性和机械强度，使它们成为这些先进封装技术的首选。根据QYResearch数据应用于半导体封装的玻璃基板市场规模2029年有望达到4.3亿美金，2022~2029年年复合增长率为15.7%。 图表6全球玻璃基板市场空间/亿美元 图表7全球半导体玻璃基板市场空间/亿美元 玻璃基板为产业中游。玻璃基板上游为玻璃原材料、溅射电镀光刻抛光等加工原材料、设备；下游为半导体封装、光电显示等应用。 图表8玻璃基板产业链图 二、半导体载板：国产替代大势所趋，AI进一步开拓玻璃基板市场空间 （一）IC载板：玻璃基板为先进封装理想选择，AI加速玻璃基板应用 IC载板（IntegratedCircuit Substrate）是半导体封装中不可或缺的关键基材，主要用于支撑和连接集成电路芯片与外部电路之间的电气互联。作为先进封装技术的核心组成部分，IC载板不仅承担着电气信号的传输和机械支撑的作用，还对芯片的散热、抗干扰能力以及封装的尺寸和稳定性等方面具有重要影响。根据SEMI数据2022年封装基板占封装材料市场比重达58%。 图表9 IC载板（封装基板）结构图 图表10封装基板占封装材料市场比重（2022年） 全球载板市场超百亿美元，大陆厂家成长空间广阔。根据Market Research Future数据2023年全球载板市场空间143.3亿美元，2024年有望达到151.4亿美元，受先进封装驱动2032年市场空间有望达到235亿美元，2024~2032年CAGR 5.65%。从竞争格局上讲，欣兴、南亚、日韩的揖斐电、三星电机、新光电气等占据领先地位，尤其是在高端的ABF载板上。 图表11全球载板市场空间 图表12 2022年载板市场竞争格局 玻璃基板热稳定性、电气、机械性能优越，为先进封装的理想选择。IC载板的材料主要包括有机基板、陶瓷基板和玻璃基板等。伴随市场对更高计算能力的需求不断增加，半导体电路愈加复杂，对信号传输速度、功率传输效率、设计规则以及封装基板的稳定性提出了更高要求。在这一背景下传统的有机基板逐渐显现出其局限性，其粗糙表面、容易翘曲以及在高温下的稳定性差，限制了其在超精细电路和高频应用中的表现。相比之下玻璃基板作为一种新型材料，逐渐成为先进封装的理想选择。与有机基板相比，玻璃基板更耐高温，不容易因温度波动而翘曲或变形。此外玻璃基板的低介电损耗特性使其在信号和电力传输过程中具有更高的效率，能够有效降低功率损耗，提高芯片的整体性能。同时玻璃基板厚度通常可以减半，这直接提升了信号传输速度和功率效率，尤其在高密度、高频应用中优势更为明显，为未来高端、高性能计算和人工智能芯片提供了更为理想的封装解决方案。 图表13玻璃基板电气和机械性能优异 玻璃基板有望替代FC-BGA载板成为先进封装的关键材料。根据英特尔的预期，玻璃基板能够支持更高性能的多芯片系统级封装（SiP），相比传统的ABF塑料基板，玻璃基板的厚度可以减少约50%。这种减薄不仅有助于提高封装的紧凑度，还能显著提升信号传输速度和功率效率。由于玻璃基板具备出色的电气和热性能，它能够支持更高密度的互连和更复杂的电路设计。玻璃基板与其相关应用的封装技术有望在未来取代FC-BGA基板。 图表14英特尔封装技术路径 图表15玻璃基板封装产品 CoWoS为AI芯片重要封装形式，玻璃基板有望助力CoWoS渗透。台积电的CoWoS封装技术通过在中介层