據《首爾經濟日報》報導,輝達正在評估玻璃基板方案,並與德國裝置商SCHMID等企業開展合作。輝達希望韓國、日本等地的基板廠商在兩年內完成玻璃基板開發,最快於2028年前落地。
巨頭紛紛入局下,玻璃基板有望迎來量產提速。
輝達持續加碼玻璃基板
據《首爾經濟日報》報導,SCHMID在上半年財報說明會上表示,公司正與英特爾、輝達、AMD等的核心供應商合作,共同開發玻璃基板裝置。當前,玻璃通孔(TGV)的金屬化環節仍存在技術難點,客戶認證尚未完成。
這意味著,繼與台積電合作面板級封裝、與康寧合作光互連產品後,輝達開始著手從全產業鏈角度,在更上游裝置領域解決玻璃基板“卡點”,加速量產化處理程序。
此前,輝達CEO黃仁勳與韓國SK集團會長崔泰源會面,探討的半導體合作之一即是玻璃基板,力圖打通韓系基板、材料供應鏈。
今年5月份,輝達還與玻璃基板大廠康寧達成一項多年期合作,輝達將向康寧投資最高27億美元並獲配認股權證。康寧將在美國新建3座製造廠,擴大本土光學連接產品產能達10倍,專項服務超大規模AI資料中心。
輝達持續和台積電聯合定義CoPoS玻璃面板封裝,用於承載超大面板級封裝、單封裝塞入更多HBM,從而提升下一代GPU、CPO的頻寬、降低封裝翹曲、提升封裝良率,目標是2028年至2029年實現量產落地。
吸引巨頭佈局的三大因素
早在2013年,英特爾就開始做“用玻璃替代有機基板”的預研,2023年正式發佈玻璃芯基板(Glass Core Substrate)先進封裝路線圖。當前,英特爾仍未實現玻璃基板的全面量產。
英特爾、輝達、台積電、三星、AMD等全球半導體巨頭紛紛入局,玻璃基板成為近年來最火熱的賽道之一,而這背後存在著三大應用場景,終極動力是AI算力競賽。
首先,先進封裝基板碰到天花板。英特爾最早介入玻璃基板研發,源於其看到先進封裝中使用的有機基板材料已經碰到物理極限。
隨著Chiplet技術的發展,先進封裝逐漸被視為一條先進製程之外的技術發展路徑,但封裝面積迅速擴大、晶片功耗大幅上升的背景下,ABF/BT有機材料受熱膨脹、翹曲、層間錯位等問題,已經逼近有機基板的物理極限。
玻璃基板是後摩爾時代先進封裝的材料底座。與有機基板熱膨脹係數(CTE)通常在10–20 ppm/℃不同,玻璃CTE可調整到3–9 ppm/℃,和矽的CTE(2.5–3 ppm/℃)接近,大尺寸封裝下可減少芯粒間的應力,不易發生翹曲、圖形畸變等,可大幅提升封裝良率。
其次,面板級封裝下的玻璃中介層機遇。巨頭介入的另外一大推動力來自面板級封裝的快速發展——AI晶片單顆面積越做越大,輝達Blackwell封裝面積約2739平方毫米,而下一代Rubin Ultra封裝面積預計達到7470平方毫米,幾乎相當於九個光罩面積。
此時,採用300毫米圓形晶圓做矽中介層時,邊緣會產生大量的浪費,但510×515毫米矩形玻璃面板的利用率可超過75%,可顯著降低大尺寸封裝的材料成本。
由此,面板級封裝(PLP)成為玻璃材料的另外一條應用路線:當封裝尺寸持續放大後,玻璃中介層單位成本會顯著優於矽中介層、ABF有機基板。
第三,高速光互連的玻璃光平台需求。AI算力晶片之後,高速互連成為玻璃材料的第三大發展動力。
在CPO(光電共封裝)中,要實現更高的互連密度、更低的功耗、更高頻訊號傳輸性能,玻璃介電損耗比有機材料低一個數量級,串擾小、通道更長,成為更為優質的材料選項。
在ECTC 2025(IEEE第75屆電子元件與技術會議)大會上,研究人員展示了直徑6微米、縱橫比超過15:1的玻璃通孔(TGV);佐治亞理工學院則實現了220GHz工作頻率、插損僅0.3dB的堆疊玻璃器件,為未來光電混合封裝提供實驗依據。
另外,Micro LED、高速記憶體器件等,也有望成為玻璃材料的新應用場景。
技術仍不成熟
最大“卡點”是裝置
英特爾是最早把玻璃基板做成工程樣的廠商,但也還沒有全面實現量產。
業界消息顯示,英特爾除了正在持續推進EMIB嵌入式多晶片互連橋接先進封裝技術之外,還正拓展Micro LED基板先進封裝賽道,並傳出與Micro LED廠商友達展開合作,共同開發CPO與高密度算力晶片整合方案。
產業巨頭紛紛入場之下,產業技術加速突破已是大勢所趨。
在9月22日的京東方年度活動IPC 2026開幕式上,京東方董事長陳炎順表示,公司正準備投資半導體玻璃基板載板量產線。
沃格光電近日披露,玻璃基板憑藉其優異的光學高透性與極低的高頻介電損耗,結合TGV核心工藝,極大縮短了訊號鏈路並降低了單位元功耗,行業內部分廠商在積極推進玻璃基在算力網路硬體基礎設施的應用。公司在TGV玻璃基線路板業務領域深耕多年,正積極推進相關領域玻璃基產品開發和送樣驗證。
在面板級封裝最卡點之一的電鍍裝置方面,盛美上海近日披露,公司於2022年率先佈局水平式電鍍技術,現已可支援應用於310×310毫米、510×515毫米及600×600毫米等面板尺寸。今年,公司已收穫來自國內一家現有先進封裝客戶的首台510×515毫米面板級水平式電鍍量產裝置訂單,計畫於2027年第一季度交付。同時,公司還收穫來自亞洲地區一家領先面板封裝客戶的一台310×310毫米面板級水平式電鍍評估裝置,將在今年內交付。 (上海證券報)
