目前玻璃基板在AI GPU算力芯片上的应用进展如何?行业内预期的应用时间线和节奏大致是怎样的?
专家:目前行业内主要还是中小批量的应用和测试阶段,大规模应用尚未实现。英特尔在这一领域推进较快,十几年前就成立了先进封装实验室,专注于将玻璃基、芯片等多种材料融合,研究其特性并推动从材料到应用的开发。英特尔联合了台积电、臻鼎、欣兴等供应链企业共同开发,并已在应用中持续推进。2025年,英特尔的先进封装实验室已在亚利桑那州落地并孵化为企业。国内较早布局的企业包括华为和中国电科,华为的升腾910已测试过相关方案。高性能计算封装主要有两条路线:CoWoS和玻璃基板Interposer。由于CoWoS存在瓶颈,行业正在测试玻璃Interposer技术,但尚未实现大批量应用。例如2025年发布的950产品最终仍采用CoWoS方案。目前,基于TGV玻璃芯板和TGV载板的批量应用主要集中在射频通信基站领域,IC载板仍处于小批量测试阶段,部分场合有应用,但尚未大规模推广。玻璃基板的主要应用领域是IPD(无源器件集成),如生益电子、中微公司、TCL射频研究院等企业已在射频天线系统实现批量出货,华为也在相关产品中应用。对于共封装光学CPO,华为950服务器采用了共封装光学模块和玻璃载板,目前正处于落地阶段,随着终端产品销售,出货量有望逐步提升。整体来看,市场多以预估为主,推动实际布局。国外如日本、韩国三星电机、台湾台积电等均已建设产品线,中国大陆多家企业也在建设中试线,部分企业已进入二期、三期建设阶段。只有中试线达到一定产能,客户才会考虑进一步批量应用,因为芯片应用对一致性和稳定性要求极高。
玻璃芯板的价值量如何衡量?与玻璃载板及传统ABF载板相比,价值量有何区别?
专家:玻璃基板的价值量主要取决于封装密度和叠层高度,与PCB类似。当前高密度中介层的价格高于TSV硅中介层,主要原因是尚未实现规模化,价格也远高于传统基板,约为其10倍以上,这限制了大批量应用。玻璃载板在半导体封装中的价值量占比约10%,在不需要Interposer或叠层封装的器件中占比更低。先进封装市场中,Interposer和半导体基板的市场容量约为300亿美元,封装载板的价值量约占15%。未来发展方向是从Interposer逐步向CoPoS演进,如台积电的300×300毫米、大陆的510×515毫米玻璃片,完成TGV芯板和线路叠层后,芯片可直接封装在玻璃载板上,实现面板级封装,提升整体价值量并降低成本,从而推动大批量应用。预计2026年底至2028年,这一趋势将加速发展。进一步发展方向是从CoWoS到CoWoS-L、CoWoS-P,最终取消Interposer,芯片直接封装在玻璃载板上,简化中间环节,提升集成度和产业规模。以H100芯片为例,单颗面积约三十几毫米乘四十几毫米,四颗集成后Interposer尺寸可达100×100毫米,服务器用量约200万片,玻璃基板的价值量由此体现。这也是评估建设中试线的重要依据。
现有CoWoS方案本质上是Interposer结构,芯片通过TSV工艺完成打孔、填孔和制程后,直接贴装在中间层上。由于AI芯片的PAD尺寸极小,需通过Interposer将信号引出并转化为较大的焊盘,便于后续与有机载板连接。现阶段无法将AI芯片直接焊接在有机载板上,因其线宽线距和焊点尺寸存在瓶颈。有机载板的有机中间层虽可实现类似功能,但良率低、工艺复杂且可靠性不足。因此,玻璃基板和TGV技术成为提升集成度和可靠性的关键路径。
做玻璃芯板的TGV打孔不是瓶颈,真正难的地方是在封装环节,如何将芯片与玻璃载板封装起来?
专家:现在的封装工艺与CoWoS类似,难度仍然集中在打孔和填孔等环节,这些依然是主要难点。主要原因是玻璃内部存在杂质。现在采用飞秒激光进行诱导打孔,通常形成腰鼓孔,即两端大中间小。高密度打孔时,孔径比要做到20:1,孔径只有十几微米,要求极高的一致性,这非常有难度。如果要把0.2毫米或0.4毫米的孔做到20:1的孔径比,填孔时通过PVD溅射也很难。打孔过程中容易在玻璃上产生微裂纹,粗糙度也难以保证。如果粗糙度不一致,PVD磁控溅射的包覆性就会变差,原子层在粗糙表面上有些地方能粘附,有些地方则无法粘附,尤其是竖直孔道容易被遮挡,导致粘附层不均匀。在热膨胀时,这些部位容易产生裂纹和劈裂,这是行业内普遍头疼的问题。大家都在通过工艺刻蚀调整和改进激光诱导过程来优化。此外,虽然国内做玻璃的厂家很多,但能用于半导体封装的玻璃主要还是康宁、肖特,尤其是肖特BF33玻璃。国内车用玻璃等产品没问题,但半导体封装用玻璃的一致性存在问题,这也是难点之一。现有设备方面,国内从激光到PVD、曝光、LDI等环节都有替代厂家,但半导体封装用玻璃仍是难点,类似于硅片领域,大部分高端硅片还是日本厂商做得最好,这依然是瓶颈。
目前TSV等工艺也需要做叠层,有机封装载板同样如此。例如安捷利美维专注于有机载板,叠层技术较为成熟,采购芯板后打孔、填孔、叠层,工艺路线较为完善。玻璃TGV芯板到玻璃载板的工艺流程已经结束,下一步就是交由台积电等封装厂商进行封装。像通富等企业,采购玻璃载板后建立了玻璃产品线,能够直接封装成CPO并对外销售,整个流程就此完成。
英伟达Rubin在玻璃基板应用上的进展如何?
国内布局玻璃芯板或玻璃基板的厂商在英伟达这条链上的机会如何?专家:英伟达Rubin已经确定采用CoWoS-L技术路线,不是玻璃芯板。可能要等到下一代或Rubin的下一代,等台积电的玻璃产线、TGV产线成熟后才会应用。这在业界是一个比较遗憾的情况,目前已经确定不会采用玻璃芯板。国内GPU厂商如华为也在探索,但尚未实现大规模应用,目前采用的也是类似CoWoS的方案。国内还没有厂商能够大批量应用玻璃基板。壁仞科技采用Chiplet架构,专注于AI芯片,有可能率先在这方面实现应用。另外,通富等企业正在建设产品线,只有等长电、通富等的产品线建成后,才能真正实现大规模应用。最终实现批量量产需要产品线的支撑。
英伟达正在尝试的玻璃基板具体是什么方案?
专家:公司没有与英伟达直接合作,合作是通过台湾的载板厂进行的,公司提供玻璃芯板,台湾基板厂负责封装,最终交由英伟达测试。测试方案很多,目前没有最终确定,也没有实际采用。从技术方案来看,优选的是ABF膜。公司提供的玻璃芯板上镀铜,叠层从2层到4层、10层、20层不等,上面的介质层可以用PI胶、PM膜或ABF膜,差异很大。ABF膜需要激光打孔,PI胶则用一般曝光方式。据了解,他们主要还是采用ABF膜方案,毕竟应用多年,CoWoS载板和有机载板也用ABF膜,而TSV叠层则主要用PI胶。技术方案有多种,关键看哪种更稳定成熟,客户如何选择以兼容产品。
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