夜雨聆风
大模型算力需求一直在猛增，HBM3、HBM4这些高带宽内存慢慢普及开来，AI芯片对于高频高速互连、大尺寸高密度封装有很严格的要求，支撑高端芯片封装快三十年的ABF载板，正渐渐碰到物理性能的天花板，TGV玻璃基板因为材料本身的优势，成了后摩尔时代先进封装大家都认可的下一代核心基材。
ABF是味之素开发的高分子树脂材料，长期作为英伟达GPU、各类AI加速器的封装基板。但随着AI芯片封装尺寸超过100mm*100mm，两个核心矛盾持续凸显。
其一是翘曲的问题，有机基板的热膨胀系数在16-20ppm/℃之间，硅芯片大概只有3ppm/℃，在高温制造与芯片高功率运行时，膨胀速率不一样就会让基板严重变形，拉低生产良率，极端的时候还会让互连点位断裂。其二就是高频信号有损耗，在高频工作状态下有机基板的介电损耗比较高，高速信号传输的时候衰减很明显，很难符合新一代高带宽接口的传输需求。
玻璃基板精准直击有机载板与硅中介层的痛点。玻璃的热膨胀系数能调到3-5ppm/℃，和硅芯片高度匹配，从根源上缓解翘曲问题，介电损耗比有机基板降低大概40%，大大减少高频信号衰减，而且玻璃表面粗糙度低于4nm，能做到有机基板很难做到的超细布线。与此同时面板级玻璃基板单次加工面积能达到12寸硅晶圆的4-8倍，长期量产成本有比硅中介层更好的潜力。
目前英特尔、三星、台积电等头部企业纷纷布局玻璃基板技术，目标用于替代先进封装中的硅中介层与ABF有机载板，适配高频、大带宽的AI算力场景。
TGV玻璃通孔是玻璃基板产业化的核心工艺门槛。玻璃属于无机脆性非晶材料，无法直接沿用PCB成熟加工方案。传统机械钻孔易造成玻璃崩边、产生微裂纹，普通激光加工热影响区域大，易留下可靠性隐患。
行业内并行发展多条TGV成孔路线，有机械钻孔、直接激光烧蚀、光敏玻璃法还有激光诱导深度刻蚀（LIDE）等。对比各种工艺指标，机械钻孔加工质量比较差、效率还偏低，直接激光烧蚀工艺挺简便的，但是普遍存在热应力、微裂纹这些缺陷，光敏玻璃法加工效果还不错，可是原材料成本比较高。
LIDE工艺被看作是大规模量产的优选方向，是德国LPKF率先商业化的，它采用“激光内部改性+化学湿法刻蚀”两步法，超快激光先在玻璃内部扫描形成改性区域，不会破坏基板外形，通过蚀刻液选择性腐蚀改性区域，形成没有裂纹、高深径比的高质量通孔，深径比最高能突破50：1，同时兼顾加工精度和批量处理效率。
玻璃基板制造流程包括TGV成孔、种子层制备、通孔填充、金属布线、ABF膜层压增层、图形化、钝化开窗这些工序。TGV钻孔的良率、加工效率，直接决定整条产线经济性。
未来工艺迭代方向聚焦无损加工、更高深径比通孔与面板级自动化生产。干法刻蚀的速率比较低，没办法满足大规模量产的需求，LIDE路线依托性能平衡优势，成为2.5D/3D先进封装主流方案。后续产业突破重点在于多头激光并行加工提升产出效率，搭配在线检测稳定孔形一致性，满足AI超大尺寸、高密度玻璃中介层的量产需求。
全玻璃封装示意图
长远来看，AI算力扩张让先进封装有了长期成长的空间，基板材料迭代的趋势很明确，玻璃基板不会马上全面代替ABF载板，不过会在高端AI芯片、光电共封装等高阶场景持续渗透，随着TGV工艺不断成熟、良率不断提高，玻璃基板有望成为算力芯片异构集成、HBM堆叠封装的核心底座，重新塑造先进封装基材产业的格局。
参考来源:华富证券《激光行业深度系列报告：AI重构需求边界，产业跃迁正当时》
