先进封装玻璃基板技术趋势、产业链及量产节奏分析

先进封装玻璃基板技术趋势、产业链及量产节奏分析 摘要 ·先进封装向2.5D/3D、扇出型及SiP/SoC演进，台积电CoWoS、三星HBM及英特尔方案为市场主流。●玻璃基板具备高热稳定性、高密度互联及20%长期成本优势，可替代硅中介层、ABF芯板并应用于CPO。●TGV(玻璃通孔)为核心工艺，当前良率约70%,瓶颈在于深孔PVD溅射均匀性、多层布线损耗及AOI检测。●英特尔计划2030年全面商用；台积电中试线已投用，预计2027年小批量试产，2028-2029年量产。·三星电机已向苹果、博通送样，目标2027年量产；康宁玻璃桥技术仍处于早期开发阶段，尚未商业化。 Q&A 请介绍一下先进封装技术的发展历史和主要趋势? 先进封装技术的发展历程可以概括为追求高密度与小型化。在二十世纪初，封装技术以DIP、QFP等引脚插装和表面贴装形式为主，这种方式导致芯片和封装面积较大，功率表现不佳。自2000年起，随着BGA、CSP等技术的普及，封装引脚消失，芯片与基板的连接方式转变为焊球凸点(solderbump),显著提升了集成密度。当前先进封装主要呈现三大发展趋势：第一，向2.5D及3D封装演进。2.5D封装通过中介层将不同功能的芯片共同封装到基板上。3D封装则通过TSV(硅通孔)和凸点实现芯片的纵向堆叠，大幅缩短了互联距离，实现了更高密度的集成。第二，从扇入型(Fan-in)向扇出型(Fan-out)发展。扇入型封装的重布线层面积小于或等于芯片面积。而扇出型封装通过在芯片外包裹有机材料，使得布线可以延伸到芯片外部，实际走线面积大于芯片面积，从而提升了布线量和与基板的连接面积。第三，从多芯片模组向系统级封装和片上系统演进。SiP通过并排或堆叠的方式，将不同功能的芯片物理封装在单一基板上。SoC则在同一个晶圆片上使用不同的光刻工艺制造出具备不同功能的电路，集成度更高。 目前市场主流的先进封琳技不方粲有哪些，主参与者是谁? 市场主流的先进封装技术参与者主要包括台积电、三星和英特尔，它们的技术方案各有侧重、台积电的核心方案是CSWoS系列，广泛应用于高性能AI算力芯片。CoWoS-S方案采用2.5D封装，将HBM(采用3D封装)和逻辑计算芯片一同封装在硅中介层上。在其基础上升级的CoWoS-R和CowoS-L方案，主要区别在于中介层：CoWoS-R采用RDL有机中介层，而CoWoS-L则结合了RDL有机中介层与硅桥(siliconbridge)技术。此外，台积电的3D封装技术SOIC也正在积极落地过程中，有望应用于更先进的芯片封装，但日前尚未实现完全成熟的量产。三星 3D先进封装技术主要应用于其HBM产品中。英特尔也是市场的主要参与者之一，但其市场占有率相对不高。 玻璃基板相较于传统有机基板有哪些核心优势? 玻璃基板的核心优势主要体现在以下几个方面：首先，热稳定性更为优异。玻璃基板的热膨胀系数可以通过对玻璃原片进行改性来调节，使其能与下层基板的CTE更加匹配。这使得玻璃基板在持续工作、温度升高的情况下不易发生形变，从而降低对服务器性能的影响，并提升产品良率。相比之下，传统有机基板的CTE不可调节，与下层基板的差异容易导致形变，其次，支持更高密度的互联。玻璃基板可以实现小于2微米的微孔以及更精细的布线，最后，从长远来看具备成本优势。传统硅晶圆是圆形的，存在边缘材料的浪费。玻璃基板可以采用方形制造，若技术成熟，其面积使用率将大大提高。因此，相较于传统的硅中介层，玻璃基板的长期成本预计可降低约20%。 玻璃基板的主要应用场景有哪些? 玻璃基板的主要应用场景可概括为四个方面：玻璃中介层(GlassInterposer)、玻璃芯板(GlassCore)、HBM制造中的玻璃临时载板(Temporary Glass Carrier)以及CPO(光电共封装)玻璃平台。作为玻璃中介层，其核心是替代传统封装中的硅中介层或有机中介层。例如，在台积电的CoWoS技术中，玻璃中介层可以潜代原有的硅中介层。作为玻璃芯板，其核心是替代ABF有机载板中的芯板部分。例如，在英特尔的Glass Core技术中，玻璃被用于替代ABF载板中间的芯层，但不会取代上下表面的ABF膜(重布线层)。作为IBM制造中的玻璃临时载板，它是一种消耗性材料，不参与最终成品。在HBM堆叠工艺中，如晶圆减薄、RDL重布线等制程需要极薄的芯片，玻璃临时载板通过粘接方式为其提供支撑，以提升良率。在CPO玻璃基板中，其核心优势是能大幅提高光纤的集成密度。玻璃基板位于中间，通过TGV(玻璃通孔)等技术实现光引擎与ASIC芯片之间的互联，外部再连接光纤。 CPC玻聊基板与康宁的玻璃桥技术在光信号传输方面有何共通之处，以及康宁官方对此技术的定位是什么? CPO玻璃基板技术与康宁推出的玻璃桥(GlassBridge)技术，在实现光信号传输方面都运用了光波导技术。在康宁的玻璃桥方案中，通过激光在玻璃内部进行改性，制造出多条光纤通道。虫于改性区域与未改性区域的折射率不同，外部光信号进入玻璃桥后，能在这些通道内被精准地传输至CPU。CPO玻璃基板方案也采用了类似的光波导技术，实现光信号到ASIC芯片的传输。康宁玻璃桥技术的一个显著优势是降低了耦合难度，纪要加V:其外部接口采用了TMT标准接口。需要注意是，根据康宁在2026年7月1日发布的官方声明，玻璃基板(GlassSubstrate) 目前仅是一项技术概念，主要探索在平面玻璃中使用离子交换光波导能力来实现光信号传输。该技术仍处于早期开发阶段，尚未实现商业化和规模化生产，但对未来的技术研发起到了引导作用。 玻璃基板的生产工艺流程是怎样的，其产业链如何构成? 玻璃基板的生产工艺大约包含七至八道工序。首先，采购专用的玻璃基材，如肖特的BF33高硼硅玻璃或康宁的玻璃圆片。随后对基材进行预处理，包括打磨、抛光和减薄至0.3毫米以下。核心工序是采用IGV(玻璃通孔)技术进行钻孔，目前成熟的工艺是激光诱导结合药水腐蚀及清洗。之后，通过PVD(物理气相沉积)进行电镀填充通孔和制作铜线路。接下来是研磨、光刻胶涂覆与显影，以及AOI(自动光学检测)来检测线距和良率。这些步骤会进行循坏，最终完成TGV的打通和表面RDI.(重布线层)的制作。产业链环节可分为上、中、下游：上游主要为设备和材料。材料端包括玻璃基板原料与原浆；设备端包括TGV激光设备、刻蚀设备、电镀设备、光刻直写设备和PVD设备等。中游是TGV玻璃基板的制造与加工环节，包括TGV打孔、金属化填孔以及多层线路堆叠等。下游是应用场景，三要集中在半导体、射频以及CPO等领域。 当前玻璃基板技术面临的主要良率瓶颈是什么,其量产节奏预期如何? 目前玻璃基板的良率约为70%左右，与ABF基板相比仍有20%至30%的差距。良率瓶颈主要存在于三个环节：第一，TGV打孔环节。其难点在于深孔PVD)溅射种子层的均匀性，这可能导致良率下降。第二，多层布线环节。由于每一层增层都会带来良率损耗，当堆叠层数达到二三十层后，复合良率会显著下降。第三，AOI光学检测环节。玻璃基板是透明的，光线会穿透，这对A0I设备的性能和光线条件提出了更高要求。设备厂商通常需要等待玻璃基板方案定型并进入小批量生产后，才能对其设备进行相应调整以提高检测良率。关于量产节奏，短期内，替代硅中介层被认为是更具可行性的方向。从中长期来看，替代ABF载板的板芯层将是更可观的应用，届时有望看到更大规模的量产。 海外核心厂商在玻璃基板技不方面的最新进展如何? 海外核心厂商包括英特尔、台积电、康宁和三星，各自进展如下：英特尔：2026年1月，公司成功展示了首款采用EMIB2.5D封装技术的玻璃基板样品，该样品为10x10的堆叠结构，并实现了无微裂纹的突破。2026年5月20日，英特尔宣布其位于新墨西哥州Rio Rancho的工厂将成为首个玻璃基板量产基地。根据官方规划，预计在2030年实现全面商用。台积电：主要方案是使用玻璃作为中介层。2026年6月，其CoWoS玻璃基板中试线已建成投用，目前处于工艺验证阶段。公司董事长在投资者问答中表示，目前仍处于试产阶段，距离量产还需两到三年，可能在2027年实现小批量试产，2028年至2029年开始逐步量产。康宁：发布了玻璃桥(GlassBridge)方案，主攻基于离子交换技术的光波导，并整合了TGV打孔技术。2026年5月20日，京东方公告与康宁签署了为期三年的玻璃基板合作备忘录。康宁于2026年6月发布了新方案，但商业化验证尚待推进，公司未给出明确的指引。三星：主要将玻璃基板应用于玻璃中介层。三星电机目前已向苹果和博通送样玻璃基板产品，量产目标定在2027年。 纪要加V: