前言:
从美索不达米亚的玻璃珠,到图灵时代的真空管,玻璃总是先被当作容器,再被发现是通路。
作者 | 方文三
图片来源 | 网络
AI让封装越做越大,有机基板先撑不住了
AI芯片的演进方向只有一个,把更多的计算核心和更多的HBM塞进同一个封装体。
英伟达从Blackwell到Rubin,封装面积一路逼近光罩的物理极限,台积电的路线图上,2026年封装面积要做到5.5倍光罩尺寸,2028年至2029年扩展到14倍。
先进制程带来的单位晶体管收益越来越昂贵,AI芯片便把更多计算单元、HBM、I/O芯粒和供电结构装进同一个封装。
面积每扩张一圈,有机基板的软肋就暴露一分。
BT树脂芯层的热膨胀系数与硅片相差悬殊,封装体在高温制程中反复烘烤,翘曲随之放大,良率随之蒸发,这是材料配方无论如何改良都绕不开的原罪。
当功耗和面积双双触顶,玻璃是封装材料里唯一还能在物理层面提供增量的选项。
玻璃的价值,恰好落在这些矛盾交汇处。
它的刚性、平坦度和尺寸稳定性更好,热膨胀系数能够按芯片与封装结构调节,介电损耗较低,表面也更适合形成细密线路。
玻璃恰好把这张答卷全部写满,它的热膨胀系数可以调得与硅几乎一致,热导率达到1.1至1.4W/m·K,使用温度超过500°C,玻璃化转变温度远在有机材料的天花板之上。
玻璃还有一张尚未完全兑现的牌,也就是光电共封装。
透明材料有利于激光键合和解键合,也具备集成光波导与光互连的潜力。
短期需求仍由AI加速器、服务器CPU和高端网络芯片推动,长期价值却可能延伸到电与光的共同底座,这也是玻璃相较有机材料更具想象力的地方。
一块玻璃背后,藏着更漫长的良率战争
玻璃平整,却也脆。它能承受高温,却害怕边缘微裂纹。它适合精密线路,却不天然喜欢铜。
材料优点写在规格书上,产业难题藏在每一道工序的累积误差里,这也是玻璃封装多年停留在展台和实验室的重要缘由。
产业链上游从玻璃配方开始,需要控制热膨胀系数、介电特性、厚度均匀性、表面粗糙度、残余应力和板边质量。
进入加工环节后,面板还要完成切割、减薄、倒角、清洗和缺陷筛查。
TGV形成是第一道险关,路线包括激光改质加湿法蚀刻、CO₂激光直接加工及其他激光工艺。
日本电气硝子已经同时提供2类510×515mm样品,其中激光改质加蚀刻方案采用0.4mm厚玻璃和50μm孔径,CO₂激光方案采用0.5mm厚玻璃和90μm孔径。
这种双路线布局,说明行业仍在孔径、速度、损伤和成本之间寻找平衡。
打通之后,难度并未下降。孔壁需要形成种子层和阻挡层,再完成铜沉积、填孔或共形镀覆,随后叠加重布线、介质层、微孔、表面处理和芯片组装。
铜与玻璃的附着力、深孔内部的镀层均匀性、气泡与空洞、热循环后的应力、面板搬运中的裂纹,以及大面积曝光的套刻误差,任何一项失控都会吞噬良率。
DNP在新建试产线上同时准备铜填充型和孔壁共形型产品,并把高深宽比与高品质列为主攻方向,恰好折射出金属化环节的复杂程度。
这里决定商业胜负的,往往超越单点参数竞争,落在整条流程的可复制性上。
玻璃面板面积更大,理论上能够提高排版效率,也会让一次裂片和一次污染造成更昂贵的损失。
行业真正出售的产品,逐渐变成一套经过客户认证的工艺窗口,其中包含材料配方、激光参数、湿法化学、金属化、线路制造、检测算法和失效数据库。
这也改变了产业链的价值分布,原始玻璃的价值有限,精密加工和TGV把材料变成半成品,金属化与多层线路把它变成封装部件,设计协同与客户认证再把部件变成可收入的产品。
设备企业会在激光、蚀刻、溅射、电镀、光刻、键合、检测和自动搬运环节获得机会,利润却不会平均分配。
能够把设备参数与材料行为连起来,并对最终良率负责的供应商,才可能穿过漫长验证期。
2027年至2030年,最先兑现的在C位旁边
SEMI在2026年5月给出的判断是,玻璃芯基板最早2028年前后在少量高性能应用中进入生产,此后逐步扩展,2028年至2040年这一市场将以67.2%的复合年增长率扩张。
Yole测算,由AI和HPC驱动的先进基板市场到2030年将达到310亿美元,但其中玻璃中介层的盘子只从2024年的2.44亿美元长到2030年的4.6亿至5.86亿美元。
蛋糕是真的,切蛋糕的刀还没磨快。
横在中间的是良率,目前全球玻璃基板量产良率稳定在70%至75%,而有机基板在90%以上,每缩小一个百分点的差距,都要靠工艺、设备和材料一起熬出来。
Yole统计显示,全球先进IC载板市场规模为2024年的142亿美元,预计2030年达到310亿美元。
这组数字描述的是整个先进IC载板市场,玻璃所能切下的份额仍待量产验证。
最早支付溢价的客户大概率来自AI加速器、服务器CPU、网络交换芯片和高性能图形计算,这些产品的封装面积大、I/O密度高,节省下来的信号损耗与系统功耗足以覆盖昂贵的新工艺。
玻璃中介层还会沿着射频、MEMS和共封装光学率先生长,透明性、低介电损耗和可集成无源器件的能力,使电互连与光互连有机会共用一块材料平台。
消费电子和汽车的大规模采用会更谨慎,成本、跌落冲击与长期可靠性门槛都更苛刻。
真正聪明的玩家已经在赚验证期的钱,临时玻璃载板早已用于晶圆级和面板级封装,TGV在射频、MEMS和传感器领域根基深厚,云天半导体和3DGS的射频IPD已经量产。
激光钻孔、电镀、CMP、键合解键合还有检测这些设备,随着每条试产线陆续开工,订单也都提前拿下了。
CPO光互连很可能会比玻璃芯基板更早实现大规模应用,玻璃波导和光学中介层其实有它们自己的发展路线,不一定非要等玻璃FC-BGA成熟了才行。
随着孔径、线宽和面板尺寸不断进步,玻璃芯、玻璃中介层、有机RDL和局部硅桥这些技术,以后还可能组合成混合结构。
这样一来,未来封装的材料选择就会更加丰富多样。
巨头落子的姿势,暴露了各自的算盘
玻璃基板这个领域里,技术路线还没完全定下来,头部企业就已经凭着自家优势提前布局了。
英特尔对架构率先做出定义,他们研究玻璃基板超过十年,在封装结构、设计规则、芯粒互连和可靠性验证方面积累很深,量产计划放在这个十年的后半段。
最近英特尔和蓝思科技宣布要合作探索先进封装,方向包括TGV打孔、金属化沉积和多层互连。
蓝思在精密玻璃、激光加工和规模制造方面的能力,有望补上工程化环节,不过双方还在初步探索阶段,后续的验证、认证和批量生产都需要再单独签协议推进。
三星电机供应链纵向整合的路子,他们在世宗工厂已经建了中试线,2025年要开始向客户送样。
最近和东友精细化工签了合资协议,打算成立一家叫GlaSSEM的公司,注册资本4821亿韩元,三星电机占股66%,计划在2027财年下半年建立起供应体系。
三星主要负责高密度、大尺寸载板的设计和客户对接,东友则提供薄玻璃搬运、大面板自动化与洁净管理方面的技术,目标是让玻璃芯材进入自己的内部供应链。
Absolics选择了重资产快速推进的策略,他们在美国佐治亚州建了一个12万平方英尺的专用工厂,拿到了最高7500万美元的直接资助,相关的研发项目还获得了1亿美元支持。
政策资金、专用产线和与客户共同研发,让它抢占了先发位置,但同时也把提升良率、争取订单和提高产能利用率的压力都揽到了自己身上,商业化的进度最终还得看客户可靠性评估的结果。
LG Innotek更强调逐步升级,他们在把FC-BGA业务向服务器领域延伸的同时,也在建设玻璃基板的中试能力,商业化目标定在2027到2028年。
TOPPAN则在石川工厂布局了玻璃芯、玻璃中介层和有机RDL中介层的中试线,计划2026年7月投入运行。
这两家公司都保留了多种材料路线的选择,用现有的客户基础和有机载板能力,来缓冲新工艺爬坡过程中可能出现的风险。
日本的电气硝子、DNP和Rapidus,则分别押注在TGV加工、大面积精细图形和整机式工艺整合上。
而材料端的康宁和肖特,更看重玻璃的配方、平整度以及热膨胀系数的可调范围。
肖特能提供510×515mm的面板,厚度在0.5到1.1毫米之间,热膨胀系数为3到8ppm每K。
康宁则已经覆盖了515×510mm和600×600mm的规格,并且宣称在特定工艺下,能将翘曲降低最高40%。
总体来看,玻璃基板领域目前还是多条技术路线并行。
架构方、载板厂、专用制造商和材料企业各自卡住了自己的位置,最终的差距,将取决于从材料性能窗口到通过客户认证的整套工程实现能力。
国产链的真正机会,藏在设备与材料的缝隙里
国内企业进入这个市场的方式,特别有行业特色。面板厂直接跨行过来,材料厂抢先占位置,设备厂则已经先赚到了一波。
京东方把自己做显示面板的生产线能力、设备折旧优势,直接搬到了封装领域。
2026年7月,它和康宁达成战略合作,打算年底开建一条价值50亿的新产线,2027年下半年就能小批量生产。
他们的技术目标是做到深宽比20:1、8/8μm的细间距,以及110×110mm的封装尺寸,计划到2029年追上国际顶尖水平。
沃格光电建成了国内第一条全流程自主的TGV量产线,每年能交付10万平方米。
最小孔径能做到5微米级别,1.6T光模块用的玻璃基载板已经批量送样测试。成都的8.6代线达产后,每月大概能产2.4万片。
可是2025年的财报显示,公司营收25.51亿元,净利润却亏了1.58亿元。
被寄予厚望的TGV线路板,上半年营收只有800万左右,但公司的市值却已经冲过了360亿元。
营收和市值之间差的那一大截,其实就是玻璃基板从送样测试到真正大规模量产之间的距离。
凯盛科技把从原片、加工到镀铜的整个链条都打通了,8英寸TGV的中试线已经跑通。
蓝思科技、长信科技、天津普林这些公司,也都在排队送样。
目前最稳的环节,还是在「卖铲子」的那一边,也就是设备厂。
帝尔激光在国内TGV设备市场的占有率大概40%,已经批量供货给沃格光电和长电科技。
德龙激光的激光隐形切割技术已经进入全球供应链。石英股份的6N高纯石英砂、华正新材的CBF积层膜、雅克科技的TGV专用光刻胶,都在验证阶段就先一步放量了。
每一条试验产线开工,设备厂和材料厂就能先收一笔「学费」。这笔收入的确定性,可比基板本身谁能赢要高得多。
最近,英特尔和蓝思科技宣布要围绕玻璃基板先进封装展开战略合作。
22天前,三星电机和住友化学的子公司也决定合资成立一家玻璃芯基板公司。
这两颗「铆钉」一砸下去,玻璃终于从材料实验室被正式钉进了产业化的日程表里。
所谓一个时代的开启,指的是设计、材料、设备、制造和客户验证这几个齿轮开始一起转动了。
但要说完全替代现有的技术,那还有很长的路要走。
结尾:
未来三年,价值高、容错率低、封装尺寸大的,如AI加速器、服务器CPU和网络芯片等领域,会先承担早期的成本投入。
玻璃芯板很可能先取代有机芯层,然后跟聚合物增层、铜线路以及硅中介层一起共存。
材料体系会形成分层组合的状态,整块封装全由一种材料搞定的可能性不大。
等到2027到2028年,三星电机、DNP、Absolics这些项目的客户认证结果和生产线爬坡情况,就会决定整个行业是走向大规模扩产,还是继续只停留在高端小批量市场里。
部分资料参考:电子发烧友:《玻璃封装产业化提速!TGV、玻璃基板产业链及头部企业布局全解析》,半导体行业观察:《2026 玻璃封装元年开启:技术迭代、供需格局与国产替代窗口期》,C114通信网:《CPO 与 HBM 驱动,玻璃封装成下一代算力封装核心方案》,显示网:《面板产能溢出!国内玻璃基半导体封装产业链追赶进度复盘》







