01 行業技術科普:玻璃基板+光互連是什麼
一句話:用玻璃代替矽/有機材料做晶片封裝底板,並在玻璃內部預製光路直連光晶片,徹底解決AI晶片的"互聯牆"和"封裝密度"兩大瓶頸。
核心技術定義
玻璃基板(Glass Substrate):在先進封裝中,用超薄特種玻璃替代傳統有機BT樹脂或矽中介層(Interposer),作為晶片的承載底板。玻璃的介電常數約3.8(矽為11.7),損耗因子低2-3個數量級,訊號速率提升3.5倍、能耗降低50%。
TGV(玻璃通孔,Through Glass Via):在玻璃基板上鑽出微米級通孔並填充金屬,實現晶片上下層電訊號互通。這是玻璃基板最核心的工藝,技術壁壘最高——涉及雷射鑽孔、孔壁改性、高深寬比電鍍填孔。
IOX光波導(離子交換波導):康寧的獨門工藝。在玻璃晶圓內部通過離子交換形成漸變折射率"埋入式"光路通道,一端粗匹配光纖(9μm),一端細對接矽光晶片波導(數百奈米),充當"光訊號橋樑",消除空氣透鏡損耗。
GlassBridge:康寧2026年6月24日在首爾AI資料中心光通訊大會上發佈的玻璃基光互連方案。核心是晶圓級預製IOX波導+可拆卸TMT介面,實現光纖到光晶片(PIC)的被動對準耦合。
CPO(共封裝光學):將光收發器與ASIC晶片封裝在同一模組中,取代傳統可插拔光模組。核心瓶頸在於光纖與片上光波導的高密度低損耗耦合——GlassBridge正瞄準這個卡點。
AI如何滲透/改變這個行業
AI是玻璃基板產業的第一驅動力,沒有之一。
AI大模型訓練推動算力需求指數級增長,輝達GPU從H100到GB200再到Rubin,單晶片I/O頻寬從900GB/s奔向3.6TB/s+。傳統有機基板和可插拔光模組在密度、功耗、訊號損耗上全面觸頂——
- 密度瓶頸
:銅纜在224Gbps速率下傳輸距離不足1米,光互連成為唯一解
- 功耗瓶頸
:資料中心光互連功耗佔比從5%向12%+攀升,玻璃基板能耗降50%
- 成本瓶頸
:傳統FAU耦合良率不足70%,GlassBridge無源對準良率>90%,CPO成本壓低20-30%
AI直接定義了玻璃基板的需求曲線——沒有AI算力叢集對超高密度光互連的剛需,玻璃基板只會在實驗室裡待更久。
02 AI對行業需求的拉動變化
核心結論:AI算力叢集將從三個維度拉動玻璃基板+光互連需求——替換傳統有機載板、支撐CPO光互連、推動光連接密度指數級提升。2026年是量產元年,2027-2030年是爆發期。
核心邏輯:沒有AI,玻璃基板的主要市場是顯示面板,增速4-5%,天花板清晰。AI將玻璃基板從"成熟材料"推入"先進封裝核心載體"——這個增量市場完全由AI定義。
康寧自己的判斷:專家紀要中明確表示,CPO+TGV的應用"沒有達到產業期待的大規模驗證完成","還需要時間"。但NVIDIA 32億美元戰略繫結已經給出最明確的訊號——頭部客戶不是在觀望,是在鎖定產能。
關鍵判斷:需求時序與爆發節點
03 產業鏈機會
環節一:TGV玻璃通孔加工AI拉動強度:極高
為什麼是核心:TGV是玻璃基板最核心、壁壘最高的工藝環節。需要在超薄玻璃(<0.5mm)上鑽出微米級通孔(直徑30-70μm),孔壁改性後電鍍填充金屬。難度遠超傳統PCB鑽孔和TSV(矽通孔)。
競爭格局:康寧自研TGV工藝+配方一體化優勢最明顯——同片玻璃同時支援TGV和IOX波導。肖特、AGC在玻璃原片上有競爭力但不具備TGV量產能力。中國京東方技術進展最快(9-2-9/20層樣品),長信科技中試良率>85%。
價值量:TGV加工佔玻璃基板總成本35-40%,單顆AI晶片配套基板價值量約50-100美元,萬卡叢集對應500萬-1000萬美元增量。
環節二:IOX光波導+光互連 AI拉動強度:極高
為什麼是核心:GlassBridge本質是"用玻璃波導替代FAU"。CPO商業化最大卡點是光纖→光晶片耦合的良率和成本,IOX波導+無源對準直接把這個環節從"精密手工"變成"晶圓級批次製造"。
競爭格局:康寧目前全球唯一同時具備玻璃原片+IOX波導+TGV三項能力的企業。以色列Hermes、日本Sintec等也在做光波導耦合,但都不具備玻璃原片自供能力。中國國產廠商目前集中在FAU和無源器件環節(長盈通、光迅科技),IOX波導是明確的技術追趕方向。
產業影響:一旦GlassBridge路線跑通,FAU(光纖陣列單元)相關供應鏈將面臨結構性衝擊。光互連價值重心從中游組裝向上游玻璃材料遷移。
環節三:特種AI光纖 AI拉動強度:高
確定性最強:無論GlassBridge還是傳統FAU路線,AI叢集都需要海量光纖。單台Rubin伺服器配套超400個1.6T光互連通道,光纖需求確定性極強。康寧新建3座工廠,光纖產能擴產50%。
中國國產優勢:全球70%光纖產能在中國,長飛光纖預製棒100%自給,190μm超細AI光纖已量產。亨通、中天、石英股份等形成完整中國國產鏈條。
趨勢判斷:利潤池從下游封裝組裝(FAU、光模組組裝)向中上游集中。TGV加工+光波導製造兩個環節的利潤佔比將從2024年的~20%提升至2030年的~50%。掌握玻璃原片配方+精密加工能力的公司是最大贏家。
中國國產替代窗口:康寧短期獨佔(原片+IOX+TGV三合一),但TGV加工和光波導製造兩個環節存在中國國產替代空間——京東方、長信科技在TGV上快速追趕,長盈通、光迅科技在無源耦合上對標GlassBridge外圍環節。 (琛哥的投研搬磚日常)
