英特爾、三星瘋搶“玻璃基板”,半導體材料要“爆發”了?

如果告訴你,晶片封裝的“地基”正在從矽變成玻璃,你可能會覺得是天方夜譚。

但現實是:2023年英特爾率先推出玻璃芯封裝基板,宣稱訊號損耗降低40%、能效提升50%;2026年輝達Rubin架構GPU被曝將玻璃基板作為封裝核心選型;三星、SK海力士也在HBM4路線圖中悄悄把“玻璃”寫進了下一代方案。

一組資料更直接: 相比傳統有機基板,玻璃基板搭配TGV工藝後,訊號傳輸速率提升3.5倍,頻寬密度提高3倍,功耗降低一半。這恰好卡住了兆參數AI模型訓練、1.6T光模組、HBM堆疊的“命門”。

一個價值近80億美元的新賽道正在成形。而這一次,國內產業鏈從上游材料到中游製造,從雷射裝置到封測應用,已經全線佈陣

玻璃能否真的取代矽?國產替代的窗口期還剩多久?誰最可能吃到第一波紅利?下面這份拆解,給你答案。

01. 行業概述

半導體封裝技術正從“矽基時代”向“玻璃基時代”跨越,玻璃通孔(TGV)成為突破後摩爾定律物理極限的關鍵路徑。相比矽通孔(TSV),玻璃基板無需額外絕緣層,介電損耗更低、熱膨脹係數可調,能有效控制翹曲、降低訊號串擾。有機基板則在平整度、互連密度上無法滿足大尺寸多晶片整合需求。

TGV通過微米級垂直通孔實現晶片與基板間最短傳輸路徑,適配超高互連密度、低延遲、低功耗的先進封裝要求。AI算力、HBM、5G/6G和CPO等場景加速需求釋放,全球TGV行業正從研發驗證邁向規模化量產,國內產業鏈已形成全鏈條佈局,進口替代窗口開啟

02. 關鍵解讀

1)玻璃基板憑什麼“取而代之”?(四大核心優勢)

電學性能領先:玻璃的介電常數約為矽的1/3,損耗因子低2~3個數量級,可顯著減少高頻訊號串擾與插損,傳輸速率提升3.5倍,頻寬密度提高3倍,能耗降低50%。

熱機械性能匹配:玻璃具備可定製CTE優勢,能與矽晶片、金屬材料精準匹配,有效控制封裝翹曲,避免焊球開裂,提升長期可靠性。

工藝成本更低:TSV需額外沉積絕緣層,工藝複雜;TGV無需絕緣層,支援大尺寸面板級加工,單塊基板面積利用率突破90%,成本約為TSV的76%。

高密度互連能力:可實現最小孔徑3μm、深寬比150:1的通孔,線寬/線距≤2μm,滿足先進封裝對超高整合度的要求。

2)誰在瘋狂“下單”TGV?(四大需求引擎)

AI與高性能計算:兆參數大模型訓練晶片對訊號完整性、散熱、頻寬要求極高,玻璃基板已成為輝達Rubin架構GPU封裝的核心選擇。

HBM高頻寬儲存:HBM4堆疊達12~16層,有機基板翹曲導致良率損失。玻璃基板低翹曲、高散熱特性成為下一代HBM封裝核心備選方案,三星、SK海力士已啟動驗證。

高頻通訊與光模組:5G/6G、毫米波、CPO場景對低損耗訊號傳輸需求剛性。玻璃低介電常數特性顯著降低插損與串擾,是射頻前端、封裝天線(AiP)、高速光模組載板的理想選擇。

其他領域:MEMS封裝、車載毫米波雷達、自動駕駛晶片、AR/VR微器件、醫療感測器等也在加速匯入TGV技術,持續擴大應用邊界。

3)全球戰局:金字塔格局與三大“護城河”

格局呈“金字塔”結構:美歐日主導特種玻璃材料、高精度成孔與金屬化工藝,掌握量產話語權;中國廠商加速國產替代,市場高度集中,梯隊分化明顯。

三大核心壁壘特種玻璃材料配方、高精度成孔與金屬化工藝、全流程量產良率控制。頭部廠商憑藉先發專利和產業鏈繫結佔據主導。

量產拐點已至:TGV正從研發驗證向規模化量產過渡。英特爾、三星、台積電等巨頭集體入局,下游AI晶片技術路線選擇深刻影響量產落地節奏

4)中國機會:全鏈突圍與降本“路線圖”

全鏈條覆蓋:上游材料(戈碧迦等)、中游製造(沃格光電、京東方、藍思科技等)、裝置(帝爾雷射、大族雷射等)、下游應用(通富微電、新易盛等)均已佈局,進口替代窗口開啟。

降本路徑清晰:從晶圓級向面板級升級,單位面積成本下降10%~30%;良率提升至85%以上可降本40%;國產化協同進一步降低供應鏈成本。

03. 核心公司

第1家:戈碧迦

細分領域:光學玻璃、特種功能玻璃(上游材料)

概念關聯高端光學材料龍頭,產品覆蓋冕牌玻璃、火石玻璃、奈米微晶玻璃等。在半導體領域開發的低介電常數玻璃纖維(二代布)可作為先進封裝及AI上游核心材料,經下游加工後已通過部分知名半導體廠商驗證,是玻璃基板特種玻璃材料國產替代的重要參與者。

最新進展:2025下半年起持續獲得半導體應用產品銷售收入;低介電常數玻璃纖維研發取得較大進展,開始籌建相應產線;對外投資熠鋒科技(江蘇)1000萬元,加強產業鏈上下游協同。

第2家:藍思科技

細分領域:TGV玻璃基板、HDD玻璃基板(中游製造)

概念關聯智能終端全產業鏈精密製造解決方案提供商,同時佈局TGV玻璃基板與HDD玻璃基板。TGV面向先進封裝,HDD玻璃基板用於支援HAMR高密度機械硬碟量產,打破了日企長達數十年的獨家壟斷,覆蓋AI資料中心熱資料高性能儲存與冷資料大容量儲存兩大場景。

最新進展:HDD玻璃基板正推進客戶驗證,可實現單盤30TB以上容量,表面粗糙度達到埃米級精度;作為主要起草單位參與《3D封裝玻璃通孔(TGV)工藝技術規範》團體標準制定。

第3家:沃格光電

細分領域:TGV全製程、玻璃基封裝載板(中游製造)

概念關聯全球極少數掌握TGV全製程能力和製備裝備的企業,也是全球最早實現玻璃基產業化的企業。產品覆蓋玻璃基Mini/Micro LED、高算力晶片載板、射頻器件玻璃基板、光模組玻璃基板等,推動電子器件向高整合度、高頻訊號傳輸演進。

最新進展:已具備年產10萬平方米智能化產線,可實現最小孔徑5μm、深寬比100:1的玻璃通孔;1.6T光模組玻璃基載板已完成小批次送樣;玻璃基PVD鍍銅技術可對應G5尺寸,附著力5B,最大鍍銅銅厚7μm。

第4家:京東方

細分領域:玻璃基面板級封裝載板(中游製造)

概念關聯中國大陸第一家從顯示面板領域轉型先進封裝玻璃基板的企業。依託二十餘年玻璃基板技術積累,跨界佈局半導體先進封裝,推出面向半導體封裝的玻璃基面板級封裝載板。

最新進展:在BOE IPC 2024正式發佈並展出玻璃基面板級封裝載板;具備從顯示面板製造向先進封裝基板製造的能力延伸,成為顯示面板巨頭跨界半導體的代表性企業。

第5家:帝爾雷射

細分領域:TGV雷射微孔裝置、雷射巨量轉移裝置(加工裝置)

概念關聯精密雷射裝置自主創新企業,在TGV封裝雷射裝置領域成果顯著。產品包括板級/晶圓級TGV雷射微孔裝置,可實現最小孔徑≤5μm、深寬比達100:1,側壁光滑、無裂痕,是TGV成孔工藝核心裝備國產替代的主力。

最新進展:2026年1月完成面板級玻璃基板通孔裝置首批出貨,打破海外廠商技術與市場壟斷;裝置相容石英、硼矽、鈉鈣、鋁矽等多種玻璃材質,支援圓孔、方孔、埋孔、通孔及微槽等工藝。

第6家:大族雷射

細分領域:雷射加工裝置(加工裝置)

概念關聯:國內雷射裝置龍頭,產品覆蓋TGV相關雷射鑽孔、切割、刻蝕等工藝環節。受益於玻璃基板成孔、切割、表面處理等製程對高精度雷射裝置的需求增長。

最新進展:大族雷射在半導體封裝領域已佈局雷射隱切、鑽孔等裝置,可適配TGV玻璃基板加工需求,是國內雷射裝置領域的重要參與者。

第7家:通富微電

細分領域:先進封裝測試(下游應用)

概念關聯:國內封測龍頭之一,率先佈局TGV技術在先進封裝中的應用。受益於AI晶片、HBM等對玻璃基板封裝的需求,是TGV技術落地的核心封測廠商。

最新進展:在玻璃基板封裝領域與上游材料及裝置廠商協同推進,具備2.5D/3D封裝能力,客戶覆蓋國內外主流AI晶片及儲存廠商。

第8家:新易盛

細分領域:光模組(下游應用)

概念關聯全球光模組排名前三、國內第二,產品覆蓋AI/ML叢集、雲資料中心、5G等。已具備CPO晶圓級封裝工藝條件,玻璃基板低Dk/Df特性適配1.6T/3.2T超高速光模組對高頻低損耗訊號傳輸的需求。

最新進展:明確官宣具備CPO晶圓級封裝工藝技術條件;與沃格光電等玻璃基板廠商協同,1.6T光模組玻璃基載板已完成小批次送樣,鞏固在超高速光模組市場的競爭優勢。 (AI財研社)