AI算力行情波浪式推進,漲完你的漲他的,現在輪到了玻璃基板。
5月下旬,京東方宣佈與康寧就玻璃基板簽訂合作備忘錄,徹底引爆行情。
不僅自家穩如心電圖的股價垂直拉升“驚坐起”,連續兩個交易日漲停,連帶著彩虹股份、五方光電等上游公司一字漲停,帝爾雷射股價創下歷史新高,沃格光電近兩個月累計大漲3倍。
機構將2026年判定為玻璃基板商業化驗證元年。除了京東方和康寧的合作外,英特爾宣佈在最新伺服器CPU上成功量產玻璃核心基板,台積電透露玻璃基板CoPoS封裝試產線建立。
兩大巨頭抓緊猛幹,大漲氣氛鋪墊到位。
不得不說,玻璃基板的商業化速度,已經超過了絕大部分人的預期。
替代晶片中的“板”
英特爾和台積電是當前玻璃基板的頭號旗手,但兩家所說的“玻璃基板”,其實不完全是一回事。
一顆晶片由各類元器件組成,元器件被固定在載板上,構成一個功能單元,這些功能單元又被固定在下一層載板上,構成一個更大的功能單元,以此類推,呈現層級架構,
比如我們最熟悉的電路板,就是最底下一層的載板,再往上拆,還有核心基板、IC載板等等。
這些載板過去大部分由樹脂、玻璃纖維、銅箔、矽等材料構成,而玻璃基板顧名思義,就是以玻璃為主要材料的基板。
英特爾和台積電想做的就是用玻璃基板取代主流載板,但替代的不是同一塊“板”。
英特爾的“先進封裝玻璃基板”,全名“玻璃核心基板”(Glass Core Substrate),替代的是電路板與晶片之間的那層IC載板。
目前包括輝達GPU在內的主流AI晶片,用的是以ABF材料為主的基板,最大缺點是受熱易彎曲變形,一塊一米長的ABF載板,每升高1℃就會膨脹約15微米。
與之相對的是放在ABF載板上面的矽晶片,受熱時幾乎不發生形變。
於是,當晶片在工作中產生熱量,底部的ABF基板受熱向外膨脹,上層的矽晶片卻保持不變,整塊基板就會發生彎曲,也就是“翹曲”。
晶片尺寸越大,翹曲就越嚴重,想像一張信用卡四個角同時拱起的樣子。後果可能是災難性的。
玻璃基板因此被抬上桌,由於其“耐熱能力”與矽晶片相當,高溫下即使形變,也能與矽晶片保持同步,就能有效避免翹曲。
與英特爾相比,台積電想要替代的載板位於更上一層——晶片的裸片層。
一顆GPU裸片由計算核心單元(CPU/GPU)和多顆HBM構成,被放置在矽中介層,這個矽中介層就是台積電最想要替代的那塊板。
矽中介層製造成本極高,一塊大尺寸矽中介層單價超過100美元[2]。作為對比,iPhone 17 Pro Max的A19 Pro,單顆採購價不過90美元。
而且相比於這些計算能力強大的手機SoC,矽中介層最大的作用只是資料搬運,相當於用跑車的價錢買了輛小電驢,聽起來更虧。
矽中介層的大小與AI晶片的尺寸、HBM用的顆數直接相關。隨著AI晶片越做越大,HBM越用越多,投入到矽中介層的成本黑洞也越挖越大。
對於購買AI晶片的廠商來說,相當於用10萬塊錢買了車,還得另花5萬塊錢買車牌才能上路。
用玻璃基板替代矽中基層,最大的好處就是便宜,同樣尺寸,成本還不到後者的一半[2]。
英特爾和台積電的想法都很合理,但新技術的落地從來不是一聲令下的事。尤其是在晶片行業,新技術挑戰的不只是物理定律。
晶片製造是人類迄今為止最複雜的活動,在過去的半個多世紀固化下來了一套極度嚴苛的規則,上下游嚴絲合縫建構出了一套標準體系,牽一髮而動全身。
再微小的調整,都可能牽連到上游的裝置、材料的調整甚至推倒重來。
所以巨頭們嘴上大膽創新,行動上卻保守謹慎。
英特爾2023年提出玻璃核心載板概念,量產時間只是模糊定在了2026-2030年間;台積電對CoPoS計畫諱莫如深,最近首度公開透露,也強調2-3年才能擴大到一定規模。
然而,幾隻大手生拉硬拽,硬是把進度條往後拉了一大截。
誰在拉進度條
第一隻大手就是輝達。
當初英特爾官宣玻璃核心基板沒過幾個月,大摩便發佈報告預測稱,GB200“可能”採用玻璃基板進行封裝。
這份報告一度被過度解讀為“輝達官宣GB200將採用玻璃基板”,相關七大姑八大姨概念股趁亂又大漲了一波。
撇開烏龍不說,一句沒有任何官方背書的推測能有這麼強的說服力,也是因為在大眾認知裡,輝達確實有推動玻璃基板落地的最大動機。
10張AI算力晶片,9張是輝達的GPU,天降大任,要承接住指數級暴漲的算力需求,每代GPU都在努力堆疊更多的電晶體,導致GPU越做越大。
B200較其上一代H100面積近乎翻倍,是蘋果M2 Ultra晶片的近10倍,差不多半張銀行卡大小,已經踩在了普通IC載板所能承受的翹曲極限。
而即將在下半年量產的Rubin比B200還大,更換材料不是可選項,而是必選項。
今年3月,輝達官宣全面轉向玻璃基板,Rubin身先士卒試水,硬是把玻璃基板的商業化節點快進到了今年年末。
有輝達這只大手在前面拉,還有一隻意想不到的大手在後面推。不是來自晶片產業上游,而是隔壁兄弟產業——面板。
玻璃基板在被用到晶片封裝前,最大的下游應用就是顯示面板。
顯示面板內部呈三明治結構,兩塊“面包”就是玻璃基板,一塊用來控制亮度,一塊用來控制顏色。
其中用到的精密加工技術和裝置,與晶片用到的玻璃基板工藝重合度極高,誇張點說,高端產線改改就能用。
因此在玻璃基板落地這件事上,最積極的反倒是面板產業的兄弟。
比如台灣的面板大廠群創,最早在2019年就圖謀向晶片封裝轉型。
正值全球面板價格戰打得血肉橫飛,群創眼看著招架不住,就接了台灣工研院遞來的橄欖枝,共同開發基於玻璃基板的晶片封裝技術,著手改造自家面板產線。
到2023年英特爾官宣玻璃基板技術,群創已經建好了全球第一條由面板產線改造的FOPLP封裝產線。
隔年就拿下晶片大廠恩智浦和意法半導體的大單,還將一條閒置的5.5代面板線高價賣給了台積電,以解後者先進封裝產能不足之急。
今年年初,群創的FOPLP先進封裝產線月產量已拉升10倍至數千萬,不僅死死抱住了台積電的大腿,據傳還打入了SpaceX星鏈供應鏈。
台灣面板廠猛拼猛幹,對岸的中國大陸對手進展速度也不遑多讓。
京東方2020年就開始調研和開發玻璃基板,2024年投資近10億元建造了試驗線,今年上半年已經實現全自動化裝置通線[4]。
目前已經開始給客戶送樣,等待測試驗證,5月與康寧的合作就是為了鎖定未來幾年的上游特種玻璃供應,大規模量產箭在弦上。
中國大陸掌握全球面板超過六成產能,特別是高世代面板擁有全球最成熟、自動化程度最高的產線,更大的優勢在於有完整的產業鏈上游打配合。
當前二級市場最關注的幾家,例如帝爾雷射、大族雷射、德龍雷射,就是最上游做TGV(玻璃通孔)雷射微孔裝置的,沃格光電則是中游做玻璃基板加工的。
中國廠商以外,韓國的三星電機、LG Innotek,日本的大日本印刷、日本電氣硝子,都是玻璃基板的積極分子,也都是從面板戰爭中廝殺過來的熟面孔。
下有金主保需求,上有兄弟產業送溫暖,讓玻璃基板從被理中客嚴肅批判的“概念炒作”,迅速進展到“量產前夜”,券商機構一改謹慎態度,餅畫得越來越大。
客觀來說,目前距離玻璃基板大規模落地,還差幾個技術難關要闖。
比如核心材料特種玻璃,目前只有康寧能做到11層加工而不碎裂,國內供應鏈最多做到3-4層[5];再比如銅電鍍裝置工藝不足等[5]。
根據產業鏈預估,玻璃基板要大規模放量,最早也得等到2027年年末。
算力的盡頭是電力,但在走到這個盡頭前,產業鏈要跨過檻,可能還得多加一個玻璃基板。 (遠川科技評論)
