玻璃基板全球制造商瞄准2.5D/3D封装、系统级、CPO和下一代AI芯片

传统塑料基板已经无法满足系统级封装信号传输速度、功率传输、设计规则和封装基板稳定性的复杂需求，玻璃基板需求暴涨，玻璃基板有比塑料基板更光滑的表面，同样面积下，开孔数量要比在有机材料上有明显优势。

此外，玻璃芯通孔之间的间隔能够小于 100 微米，这直接能让晶片之间的互连密度提升10倍。互连密度的提升能容纳更多数量的晶体管，从而实现更复杂的设计和更有效地空间利用。

与此同时，玻璃基板在热学性能、物理稳定度方面表现都更出色、更耐热，不容易因为温度高而产生翘曲或变形的问题。

全球巨头将玻璃基板聚焦于2.5D/3D封装、系统级以及CPO和下一代AI芯片

康宁中国区表示半导体先进封装是公司战略布局的重要一环，康宁玻璃晶圆/面板主要服务于包括先进封装和光电共封装（CPO）客户。以玻璃载板平整度以及热膨胀系数（CTE）于客户的晶圆相互匹配，康宁熔融下拉工艺可以提供非常完美的表面质量、平整度，以及大尺寸和可量产性。除了玻璃基板，还将它做成玻璃晶圆/面板成品给到客户，包括先进封装和光电共封装（CPO）客户。

康宁显著的合作案例有：他们通过将Ayar Labs的TeraPHY光学I/O小芯片与康宁的玻璃基波导模块相结合。另外爱立信正在与Ayar Labs和康宁合作开发这种人工智能驱动的解决方案，也融入了Intel的光电基板的光学和电学的实现技术路径。

基于玻璃基板的混合光子集成系统

特种玻璃巨头肖特发力半导体业务，新材料基板成为下一代芯片突破口。2024年8月肖特中国在苏州设立“半导体先进封装玻璃解决方案“部门，为中国半导体行业的合作伙伴提供定制化解决方案。已经在为头部半导体企业量身定制玻璃基板产品，以支持HD Fanout、2.5D/3D、PLP等先进封装工艺的实现，满足小芯片集成度的提高，支持更高的算力需求。

肖特玻璃

英特尔在玻璃基板开发方面处于领先地位，这是由于当前 RDL 中介层解决方案的限制以及对更精细凸点间距的需求所驱动的。然而，玻璃基板技术面临几个挑战，英特尔表示玻璃比传统基板材料更脆，难以加工。形成穿透玻璃导孔（TGV）需要先进的蚀刻和沉积技术。必须开发新的工具和流程来有效处理玻璃基板。

尽管困难重重，但英特尔正在向数据中心、人工智能和图形构建在2030年实现单个封装体内集成1万亿个晶体管的目标挺近。此外，英特尔研发的共同封装光学元件技术，CPO预计将于24年年底投入生产。

作为玻璃基板的最大潜在客户，台积电除维持 CoWoS扩张外，正在建立部署玻璃芯的扇出型面板级（515X510mm）封装。其攻坚动力来自英伟达的未来AI芯片需求。台积电强调了高集成良率的重要性，特别是对于在昂贵的先进逻辑节点上制造的顶层芯片。为解决集成水平的提高，分割和拾取放置的挑战性，台积电正在联合业界支持开发、新型热界面材料（TIMs）、有机模塑化合物、底填材料和先进的过程控制和计量工具。

台积电正在根据英伟达的需求为其未来的FOPLP开发玻璃基板，以领先于竞争者将，最早2025-2026年推出解决方案进入市场。台积电还和英特尔正在积极扩大研发力度。

为此，许多台湾制造商将一人得道鸡犬升天。台湾制造商成立了“玻璃基板供应商电子核心系统联盟”，以汇集专业知识。该联盟专注于通过玻璃通孔（TGV）等精炼工艺，这是大规模生产玻璃基板的瓶颈。2024年对台积电来说已经是一个重要的一年，该公司最近也启动了苹果的2纳米芯片组试生产。

日月光作为半导体封装和测试领域的领导者，在 FOPLP 技术上取得了重大进展。基于玻璃芯，构建更大尺寸的板级封装成为日月光的探索目标。除了板级处理在大批量生产中可以带来显著的成本节约，还有更高的产出，如对于相同的中介层尺寸，600x600mm 的面板可以容纳 8 倍于 12 英寸晶圆的中介层数量。目前日月光能够控制 600x600mm 板级封装并实现有效的翘曲和断裂控制，5μm/5μm RDL 线宽/间距能力，还计划在 2025 年前开发 2μm/2μm 原型。

随着人工智能热潮进入下一步，玻璃基板将在未来发挥巨大作用。玻璃芯基板可能在 2027-2028 年左右进入大规模生产，紧随高性能应用中 FOPLP 的采用之后。激进者在2025年率先导入玻璃基产品。

更重要的是，看客们还在期待他们造出的玻璃基 AI、HPC 到底是什么样的。目前为止，没有一家大牛敢拿出他们的GPU展示给我们。

【近期会议】

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审核编辑 黄宇