AI 大模型與超算算力需求的爆發式增長，正在將半導體先進封裝推向技術變革的臨界點。傳統晶圓級 CoWoS 封裝在尺寸上限、材料利用率、高頻性能上逐步逼近物理瓶頸，以玻璃基板為核心載體、TGV（玻璃通孔）為垂直互連核心的 CoPoS（Chip-on-Panel-on-Substrate，面板級封裝）技術快速崛起，推動先進封裝從 “圓形晶圓時代” 邁入 “方形面板時代”，成為支撐 Chiplet 異構整合與 HBM 高頻寬儲存的關鍵技術。
從 CoWoS 到 CoPoS，封裝形態的 “化圓為方”
過去數年，以台積電 CoWoS 為代表的 2.5D 晶圓級封裝，成為算力晶片的標配技術。但隨著單顆 AI 晶片整合的電晶體數量突破千億級、HBM 堆疊層數向 12-16 層演進，封裝尺寸持續擴張，傳統 300mm 圓形矽晶圓的短板日益凸顯。圓形基材切割方形晶片天然存在邊角浪費，面積利用率僅約 65%；受光罩尺寸限制，單顆封裝最大面積逼近 9.5 倍光罩的物理天花板；高純矽中介層成本居高不下，單片成本已佔封裝總成本的一半以上。
CoPoS 技術的核心思路是，將封裝載體從圓形矽晶圓取代為大面積矩形面板，實現封裝產能與尺寸的提升。根據行業公開技術路線，CoPoS 面板規格覆蓋 310×310mm、515×510mm 至 750×620mm 多個檔位，最大面板的可利用面積是 12 英吋晶圓的 5-8 倍，材料利用率可提升至 90% 以上，單位封裝成本降低 20%-30%。
更大的封裝空間也意味著更強的異構整合能力。 CoWoS 主要圍繞單顆 GPU 搭配多顆 HBM ，而CoPoS 面板級基板可同時容納 GPU、ASIC 加速晶片、多組 HBM 儲存堆疊乃至 AI 專用計算芯粒，支撐超過 14 倍光罩面積的巨型封裝方案，完美匹配下一代超算晶片 “全域異構整合” 的需求。
玻璃基板 + TGV，支撐CoPoS 的底層核心
玻璃基板是近乎理想的封裝載體。
對比傳統矽中介層與 ABF 有機基板，玻璃材料在多個維度展現出顯著優勢，精準命中了大尺寸、高頻次封裝的核心痛點：
- 超高尺寸穩定性：玻璃具備低翹曲、高平坦度的本征特性，其熱膨脹係數（CTE）可精準調控至 3-5ppm/℃，與矽晶片的熱膨脹特性高度匹配，從根源上緩解大尺寸封裝高溫工作下的翹曲變形問題，提升封裝良率與長期可靠性。
- 優異高頻性能：玻璃的介電常數低至 3.7-4.2，介質損耗遠低於矽與有機材料，在 10GHz 以上高頻訊號傳輸中插入損耗顯著降低，可充分釋放 HBM4、CXL 3.0 等高速介面的頻寬潛力，適配未來 800G/1.6T 高速互連與光電共封裝（CPO）場景。
- 大尺寸製造適配性：玻璃面板可沿用顯示面板的大尺寸製造工藝體系，突破矽晶圓的尺寸邊界，天然適配面板級封裝的規模化生產需求。
如果說玻璃基板是 CoPoS 的 “骨架”，TGV 就是貫穿骨架的 “血管”，實現晶片與基板、層與層之間的訊號、電源與接地垂直傳輸。
與傳統矽通孔（TSV）相比，TGV 的技術優勢十分突出：玻璃通孔的深寬比可達 50:1，遠超 TSV 約 10:1 的水平，意味著相同面積下可實現更高密度的垂直互連，進一步提升封裝整合度。從結構上看，TGV 以玻璃為核心基材，通過通孔電鍍填銅形成垂直導電路徑，上層搭配 RDL 再分佈層實現橫向布線，最終建構起 “玻璃芯 + 銅互連 + 多層布線” 的立體互連架構，同時承載邏輯、儲存、加速等多類晶片的訊號互動與供電需求。
規模化量產還面臨五大挑戰
玻璃基板與 TGV 技術優勢明確，但從實驗室走向大規模量產，仍需突破多項工藝瓶頸，當前全行業都在共同攻堅：
- 通孔尺寸一致性：飛秒雷射鑽孔過程中，孔徑、孔形、深寬比的均勻性控制難度極高，通孔偏差會直接影響後續金屬填充質量與互連良率，是 TGV 工藝的第一道門檻。
- 玻璃微裂紋控制：玻璃屬於脆性材料，鑽孔應力、後續熱循環與機械加工過程中極易產生微米級微裂紋，這些隱性缺陷會在封裝服役過程中擴散，引發可靠性失效。
- 高深寬比銅填充：在數十微米直徑、數百微米深度的通孔內實現無空隙、無孔洞的電鍍銅填充，是 TGV 良率提升的核心難點，填充缺陷會導致電阻異常、斷路等問題。
- 多層結構 CTE 失配：完整的玻璃芯基板採用 “玻璃核心 + 上下 ABF 增層” 的三明治結構，玻璃、銅、有機樹脂之間熱膨脹係數存在差異，多層堆疊下的應力匹配與翹曲控制仍需持續最佳化。
- 大面板高精度對準：面板尺寸越大，多層 RDL 布線、晶片鍵合過程中的對位精度控制難度呈指數級上升，微米級的對位偏差就可能導致整顆封裝失效。
當前，產業端的落地節奏已逐步清晰，台積電將 CoPoS 列為下一代核心封裝技術，預計 2028 年下半年實現量產，輝達新一代 Feynman 架構晶片將成為首發客戶；英特爾已將玻璃基板納入 2026-2030 年核心封裝路線圖，目標實現互連密度十倍級提升；三星、SK 海力士也在 HBM 儲存封裝中同步推進玻璃基板驗證。上游材料端，康寧、肖特等企業掌握特種低膨脹玻璃原片的核心技術，成為全球供應鏈的核心供給方。業內普遍認為，2026 年是 TGV 與玻璃基板的商業化驗證元年，2028-2029 年將迎來規模化量產拐點。 (銳芯聞)