玻璃基板优势明显,英特尔持续加码。玻璃相对于传统的硅和有机物材料,拥有更低的成本、更低的介电常数、更短的互联长度和更高的传输速率以及带宽密度,能耗可以有效降低;根据英特尔官网23 年9 月发布的演讲中,公司表示已经在玻璃基板领域布局了数年,目前推出了玻璃基板封装实验产品,将玻璃基板、CPO(Co-packaged Optics)以及相关的TGV(Through Glass Via)工艺视为重要发展方向。
玻璃基板可用于替代硅中介层以及有机物中介层。以台积电的COWOS 封装为例,中介层(interposer)一般选用硅(COWOS-S)、有机物(COWOS-R)或者是硅和有机物的结合(COWOS-L),玻璃基板直接利用玻璃中介层(Glass Interposer)实现芯片之间、芯片与外部的互联,利用玻璃材质成本低、电学性能好、翘曲低等优点来克服有机物材质和硅材质的缺陷,来实现更稳定、更高效的连接以及降低生产成本,有望为2.5D/3D 封装带来全新的范式改变。
玻璃通孔成孔技术、通孔填孔技术以及高密度布线为关键工艺。TGV通孔的制备需要满足高速、高精度、窄节距、侧壁光滑、垂直度好以及低成本等一系列要求,如何制备出高深宽比、窄节距、高垂直度、高侧壁粗糙度、低成本的玻璃微孔一直是多年来各种研究工作的重心,激光诱导刻蚀法或为未来主流;高质量的金属填充则是另一难点,TGV 孔径较大且形状不同,主要有盲孔、垂直通孔、X 型通孔以及V 型通孔四种类型,这些形状对铜的沉积构成了较大的挑战,容易形成孔的“堵塞”,由于玻璃表面光滑,与常用金属的粘附性较差,容易造成玻璃衬底与金属层之间的分层现象,导致金属层卷曲甚至脱落的现象;在完成玻璃通孔的制备后,需要在玻璃基板表面进行布线来实现互联互通的电气连接,玻璃表面的粗糙度小,高密度布线操作亦有一定难度。
投资建议。(1)推荐帝尔激光,行业内少数能够提供全方位高效太阳能电池激光加工综合解决方案的企业,目前公司已经推出了TGV 激光微孔设备,通过精密控制系统及激光改质技术,实现对不同材质的玻璃基板进行微孔、微槽加工,为后续的金属化工艺实现提供条件;(2)推荐德龙激光,公司从2021 年开始布局集成电路先进封装应用,2023 年在激光开槽(low-k)、晶圆打标的基础上,重点研发出玻璃通孔(TGV)、模组钻孔(TMV)、激光解键合等激光精细微加工设备。关于玻璃基板的其他工艺环节,可关注中微公司**、盛美上海*、大族激光*等标的。
(标*的为电子组覆盖,标**的为联合覆盖)。
风险提示。玻璃基板工艺推进不及预期;半导体行业波动的风险;先进封装市场规模增长不达预期的风险。