【风口掘金】前景广阔！国际巨头争先布局玻璃基板封装有望加速渗透

导语

①未来芯片发展的重要方向之一，英伟达、英特尔、三星、AMD、苹果等科技巨头皆积极布局，加速行业渗透率提升;

②国内这家公司具备行业领先的玻璃薄化、TGV、溅射铜以及微电路图形化技术，拥有玻璃基巨量微米级通孔的能力，是国际上少数掌握TGV技术的厂家之一。

事件驱动

国际投行大摩消息称，英伟达GB200采用的先进封装工艺将使用玻璃基板；此外，英特尔、三星、AMD、苹果等大厂此前均表示将导入或探索玻璃基板芯片封装技术，或将掀起PCB基板的大变革。

玻璃基板的应用不仅限于半导体封装，还广泛应用于显示技术领域，例如液晶显示玻璃基板，它们是构成平板显示设备如平板电脑、手机、电视等的关键组件。

行业透视

一、技术不断迭代，行业已进入先进封装时代

封装技术的迭代过程实际是连接效率不断提高的过程。传统封装时代，封装采用通孔插装、表面贴装方式，引脚密度小、传输距离长、带宽小、电阻大，传输效率低下。20世纪 90 年代，焊球连接技术取代引线，增加了接触面积和引脚密度，减小了传输距离和电阻，芯片尺寸因此得到缩减。2000年以后，正式进入先进封装时代。晶圆级封装缩小了芯片尺寸，RDL、中介层、TSV 等技术提升了芯片的堆栈密度和性能，Microbump和混合键合技术进一步缩小了触点间距和堆栈高度。封装技术的迭代增加了引脚密度和带宽、缩小了传输距离和电阻，实际上提高了连接效率。

封装技术发展历程

先进封装技术的本质目的为进一步提高连接效率。为实现小制程芯片通过将小体积晶体管高密度排布获得的多功能、大算力，先进封装技术聚焦增加芯片间的连接效率（减小信号延迟、功耗，提升传输速率），提升连接的紧密度。增加连接效率，一般通过缩小触点距离以增加触点密度，以及缩小芯片与芯片、芯片与基板间的距离两方面实现。

玻璃基板是一种表面平滑的薄型玻璃材料，是液晶显示器件的核心组成部分，同时也是电子信息显示行业的重要战略资源。这种基板以其高度精确、耐高温、抗腐蚀和无孔特性而闻名，对于半导体的生产至关重要。

玻璃基板结构图

随着高性能芯片的发展，传统有机材料基板在高性能芯片的封装应用中呈现出一定的局限性。芯片基板用于固定晶圆切好的晶片，是封装环节的关键部分。随着基板上固定的芯片数量增加，整个芯片集成的晶体管总数也相应增多。有机材料基板加工难度小，生产成本较低，在芯片封装领域已被应用多年。但随着对芯片计算需求的增加，信号传输速度、功率传输效率、以及封装基板的稳定性变得尤为关键，有机材料基板面临容量的极限。

玻璃基板系统级封装原型

二、性能出色，有望成为芯片封装的关键方向

由于玻璃材料独特的平整性质使得晶片间的互联密度大幅提升。相较于有机材料基板，玻璃材质的高度平整性有助于提升光刻过程中的聚焦精度，使得在相同面积内，玻璃基板上的开孔数量远超有机材料基板。开孔数量之间的间隔小于100微米，使得晶片间的互连密度大幅提升。

玻璃基板可容纳多50%的小芯片

随着芯片速度的不断提升和功率的增加，芯片的散热问题变得更加突出。由于芯片钝化层质量的提高，封装用以保护电路功能的作用重要性正在下降，但玻璃基板的推出却打破了这一发展趋势。传统上，随着芯片性能的提升，其发热功率会大幅提升，使得发热问题越发严重。

玻璃基板性能优势

但玻璃基板不仅使得晶片间的互联密度得到了显著提升，从而增强了芯片的传输效率和计算能力，还极大地提升了散热性能，显著降低了由于发热带来的变形或断裂风险。此外，玻璃基板的低介电损耗特性有助于更高效的信号和电力传输，在提升芯片性能的同时，降低了信号传输过程中的功率损耗和能源消耗，提升了芯片的整体运行效率。这些优势共同作用，使得玻璃基板成为全面提升芯片性能的关键因素，不仅提升了芯片的功能性，还增强了其可靠性和环境适应性，预示着半导体封装技术的新时代的到来。

三、GB200供应链正式启动，催生封装、测试两大增量市场

GB200 DGX/MGX 的供应链已经正式启动，预计2025年的订单和供应链配置将在未来几个月中得到最终确认。根据摩根士丹利预测，基于CoWoS的产能分配，2024年下半年预计将有42万颗GB200超级芯片交付至下游市场，2025年预计产量为150万~200万颗。如果今年的42万颗芯片一半被用于构建机架系统，一半被用于AI服务器，这将产生大约 4000个NVL72 机架系统和30000个HGX 基板单元的需求。GB200 DGX NVL72 机架系统则预计在今年第四季度开始出货400台机架，用于超大规模云计算服务商的运作。

GB200产品效果图

GB200的研发过程对测试和封装环节提出了新的要求，预计将催生相应增量市场。英伟达的目标是在当前光刻技术的芯片尺寸极限上来实现计算速度的极限，而不是通过减小芯片尺寸和使用芯片组来提高产量。GB200的高性能设计需要更先进的测试设备和技术来检测潜在的缺陷，确保每一个芯片的高可靠性。芯片尺寸的加大会导致芯片的合格率下降，进而促进对半导体测试的需求增长。随着HBM速度和容量的提升，内存测试器、探针卡和探测器的需求将会上升，将推动芯片级测试的更广泛应用。

GB200 NVL72 产品效果图

GB200 预计将采用玻璃基板用于先进封装，以实现 GB200 的高性能和多功能集成。三星、AMD、苹果等企业此前表示将导入或探索玻璃基板芯片封装技术，将为玻璃基板行业注入新动能。为了在提升晶体管密度方面取得重大进展，从而实现更高的计算效能，英特尔已增加了对多个设备和材料供应商的订单量，规划在2026年到2030年间开始大规模生产用于下一代高级封装的玻璃基板。

四、应用前景广大，国内外企业积极布局玻璃基板行业

在芯片封装领域，玻璃基板因其卓越的性能和潜在的应用前景，吸引了包括英特尔、三星、苹果在内的多家科技巨头的关注。英特尔作为封装基板领域的引领者，于2023年9月推出基于下一代先进封装的玻璃基板开发的最先进处理器，并计划于2026-2030年间实现量产。目前，英特尔正在努力实现到2030 在单个芯片封装上集成1万亿个晶体管的目标，包括玻璃基板在内的先进封装技术将助力达成这一技术目标。三星电机则宣布，将与三星电子和三星显示器等主要电子子公司合作，共同开展玻璃基板的研发工作，计划于2026年启动玻璃基板的大规模生产。苹果公司也正在与多家供应商积极商讨将玻璃基板技术应用于芯片开发。预计玻璃基板将成为芯片发展的重要方向之一。

英特尔积极布局玻璃基板封装行业

国内龙头企业正在积极拓展玻璃基板封装领域，代表企业有沃格光电、五方光电等。沃格光电为充分利用现有 TGV 核心技术优势，与湖北天门高新投资开发集团有限公司于 2022年6月17日共同出资设立湖北通格微公司，用于投资建设“年产100万平米芯片板级封装载板项目”，推动半导体封装材料和封装技术的迭代升级。五方光电正在积极开展玻璃基板封装领域的研发和生产准备工作。五方光电专注于 4-8 英寸晶圆玻璃基板的研发，其 TGV（玻璃通孔）项目已进入样品送检和生产筹备阶段。

国内玻璃基板前沿厂商介绍