玻璃基板：以透明之芯，拓工艺之界

先进封装发展历程复盘：小型化&集成化

• 历史复盘：半导体封装技术经历了从传统封装、高密度封装到先进封装的持续演进，以提升芯片集成密度和满足电子设备小型化需求。主要发展阶段包括：
  • 传统封装（20世纪60年代至90年代）：DIP、QFP等，主要功能为芯片保护和电气连接。
  • 高密度封装（20世纪90年代末至2000年代）：BGA、CSP等，连接端子由封装四周转向底部面阵列布置。
  • 系统级封装（SiP）（2000年代后期至今）：集成多种功能提升系统集成度，包括堆叠式芯片级封装（Stacked CSP）和层叠封装（PoP）。
  • 先进封装（2010年代至今）：扇出型封装、硅通孔（TSV）封装、微凸点高密度互连技术，以及2.5D/3D封装、Fan-in/Fan-out技术、SiP与SoC系统集成等。
• 全球先进封装主流技术&竞争格局梳理：
  • 主要晶圆厂技术路线对比：
    • 台积电：CoWoS（2.5D）和SoIC（3D）技术，覆盖2.5D与3D先进封装需求。
    • 三星：Cube系列（2.5D/3D）异构集成方案，包括Cube-S（硅中介层）、Cube-E/Cube-R（有机RDL）、Cube-T/Cube-H（垂直堆叠）。
    • Intel：EMIB（2.5D）和Foveros（2.5D/3D）技术，构建覆盖横向和垂直异构集成体系的先进封装方案。
  • 全球先进封装竞争格局：IDM厂商、OSAT厂商和晶圆代工企业共同参与，2024年市场规模约460亿美元，Intel、Amkor、ASE市场份额领先。
• 国内先进封装发展：
  • 长电科技：布局XDFOI®多维扇出平台，推进Chiplet异构集成。
  • 通富微电：布局Fan-out等高性能计算先进封装技术。
  • 盛合晶微：布局SmartPoser™3D先进封装平台，推动异构集成发展。
  • 华天科技：SiP与Fan-out技术平台持续完善。

玻璃基板有望成为下一代先进封装核心方案

• 传统硅中介层与有机载板面临瓶颈：
  • 瓶颈：有机基板在尺寸、热稳定性、高频信号传输等方面存在局限，硅中介层也存在高频损耗、成本和尺寸限制等问题。
  • 玻璃基板优势：低热膨胀系数、高平整度、低介电损耗、支持大尺寸面板级制造等，可有效解决传统基板的瓶颈。
• 从中介层到光电平台：玻璃基板的多种应用潜力：
  • 玻璃中介层：替代硅中介层，实现GPU/ASIC+HBM的高密度互连，CoPoS为面板级升级方案。
  • 玻璃芯板：替代高端FCBGA封装基板中的有机芯层，实现更高尺寸稳定性、更高布线密度和更优信号/电源完整性。
  • HBM玻璃临时载板：先进封装制程中较早导入的应用环节，用于支撑和控翘曲。
  • CPO光电共封装平台：从电互连走向光电混合集成，玻璃基板可作为光电集成中介层和光连接平台。
• GlassBridge：玻璃桥开启CPO光互连新路径：
  • 概念：康宁推出的玻璃基连接技术，通过晶圆级玻璃结构和被动对准能力，降低高密度fiber-to-PIC连接的组装难度。
  • 优势：晶圆级制造、标准TMT接口、可拆卸高密度架构。
  • 现状：仍处于早期开发阶段，尚未商业化。

玻璃基板产业链拆分及良率主要卡点

• 玻璃基板产业链：覆盖玻璃材料、TGV通孔制造、RDL再布线、光学结构以及检测设备等环节。
• 卡点1：玻璃原片技术壁垒：
  • 材料需求：兼顾光学性能、电学性能以及封装工艺适配能力。
  • 技术壁垒：材料配方设计、玻璃熔制工艺以及后续精密加工能力。
  • 国内外现状：海外厂商已推出相关产品，国内企业处于追赶阶段。
• 卡点2：TGV & RDL环节：
  • TGV：实现玻璃上下层之间的垂直电连接，LIDE技术适用于高密度、高深宽比通孔加工。
  • RDL：实现芯片间高密度水平线路连接，面板级和晶圆级工艺路线存在差异。
  • 国内外现状：TGV和RDL涉及多环节工艺，对厂商长期工艺积累提出较高要求，海外企业已形成相关产品布局，国内企业处于追赶阶段。
• 卡点3：AOI光学检测环节：
  • 挑战：玻璃基板的透明性和低反射特性对AOI检测提出更高要求。
  • 解决方案：斜角照明、偏振光、多波段照明、深度学习模型等。
  • 国内外现状：设备厂商围绕不同检测工序布局，国内企业需进一步积累。

产业化进程：海外厂商产业化进展较快，国内企业加速追赶

• 海外：
  • 英特尔：技术布局时间较早，计划本十年后半段推出玻璃基板解决方案，与蓝思科技达成战略合作。
  • 台积电：推进CoPoS面板级先进封装，玻璃材料为后续演进方向。
  • SKC Absolics：专用工厂率先落地，处于商业化量产准备前沿。
  • 康宁：玻璃载板已商业供应，GlassBridge拓展光电共封装应用。
  • 三星电机：建设试验产线，联合住友化学强化玻璃芯材料能力。
  • 肖特：低膨胀玻璃成熟供应，为先进封装公司提供上游材料基础。
  • NEG：由玻璃原片向大尺寸TGV玻璃芯基板延伸。
• 国内：
  • 沃格光电：掌握TGV全制程工艺，已实现小批量出货。
  • 京东方：板级试验线实现通线，20层玻璃基载板进入客户测试阶段。
  • 凯盛科技：自主布局半导体封装TGV通孔玻璃研发。
  • 蓝思科技：客户验证进展较快，建设TGV中试线及专用厂房。
  • 彩虹股份：依托液晶基板制造能力，推进半导体封装玻璃料方研发。
  • 旗滨集团：布局半导体封装玻璃基板，电子玻璃业务持续拓展。
  • 力诺药包：中试窑炉完成点火，玻璃基板进入中试验证阶段。
  • 戈碧迦：玻璃载板已实现量产，玻璃基板处于送样测试阶段。

投资建议

• 核心矛盾：材料突破+制程良率。
• 布局环节：玻璃原片、玻璃基板加工及设备、AOI光学检测。
• 建议关注：
  • 加工环节：京东方A、TCL科技、沃格光电、蓝思科技、水晶光电、惠科股份、蓝特光学、舜宇光学。
  • 设备环节：帝尔激光、大族激光、东威科技、微导纳米、华工科技、盛美上海、德龙激光、芯碁微装、三孚新科。
  • 材料环节：凯盛科技、彩虹股份、旗滨集团、戈碧迦、天承科技、鼎龙股份、三孚新科、美迪凯。
  • 封测环节：通富微电、长电科技。

风险提示

1. 玻璃基板技术研发及产业化进程不及预期。
2. 先进封装需求增长不及预期。
3. 下游客户验证及商业化导入进度不及预期。
4. 行业竞争加剧。