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玻璃基板应用领域广泛,企业产业化布局加速推进

一、玻璃基板为无机载板的一种

芯片基板是芯片裸片所在的介质,是芯片封装最后一步的主角,玻璃基板是下一代基板。在确保芯片结构稳定性的同时,基板还将信号从芯片裸片传送到封装,它们卓越的机械稳定性和更高的互连密度将有助于创造高性能芯片封装。上世纪70年代以来,芯片基板材料经历了两次迭代,最开始是利用引线框架固定晶片,到90年代陶瓷基板取代了引线框架,现在最常见的是有机材料基板,而玻璃基板是下一代基板。

根据观研报告网发布的《中国玻璃基板行业现状深度研究与发展前景预测报告(2026-2033年)》显示,玻璃基板是核心材料由玻璃制成的基板。玻璃基板是用玻璃取代有机封装中的有机材料,并不意味着用玻璃取代整个基板,而是基板核心的材料将由玻璃制成。简单来说,就是在玻璃上打孔、填充和上下互联,以玻璃为楼板构建集成电路的高楼大厦。玻璃基板为无机载板的一种,过去主要用于显示面板。封装载板按照基材种类不同可分为无机载板和有机载板,目前有机封装载板的产值约占整个封装载板总产值的80%以上,其中又以刚性载板为主。刚性载板主要包括BT载板与ABF载板,为半导体封装的关键材料,其介于芯片与PCB之间,主要解决信息传输、芯片散热、芯片保护与芯片支撑等功能。

IC载板分类

大类

细分类型

介绍及特性

主要应用领域

无机载板

陶瓷载板

使用陶瓷、玻璃、金属等无机材料制成,具有耐热性较好、尺寸稳定性较高的特点

主要应用于对可靠性要求较高的领域,如军工、航天领域

玻璃载板

金属载板

有机载板

刚性有机载板

刚性封装载板采用 BT 树脂载板材料、环氧树脂等刚性材料,柔性封装载板采用柔性材料;有机材料具有较低的介电常数,更适用于高频信号传输

主要应用于基带芯片、应用处理器芯片、功率放大器芯片、数字模块芯片等领域

柔性有机载板

主要应用于晶体管液晶显示器芯片等领域

资料来源:观研天下数据中心整理

二、玻璃基板相较有机基板优势众多

玻璃具有与硅相似的低热膨胀系数CTE(与有机基板不同),将最大限度减少芯片封装领域中与芯片材质 CTE 不匹配情况,这种兼容性将增强设备的可靠性和使用寿命。玻璃基板的机械强度远高于有机基板,在封装过程中表现出更好的耐高温性,有效减少了翘曲和变形的风险。此外,玻璃基板支持更高密度的通孔,其通孔密度可能是有机基板的十倍,这使得复杂电路设计中的布线和信号传输更加高效。在电气性能方面,玻璃材质的低电损耗特性显著提升了高速信号的传输能力,尤其对高频应用至关重要。优秀化学特性使玻璃基板被广泛应用于半导体、液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)、光学设备等领域。

玻璃基板与有机基板对比表

指标 玻璃基板 有机基板
热膨胀系数(CTE) 0–9 ppm/°C 3–17 ppm/°C
杨氏模量 50–90 GPa 10–40 GPa
玻璃化转变温度 >600 °C 150–200 °C
介电常数 ~3–7 ~4–8
热稳定性 优秀 中等
透明度 适用于光电 无
通孔密度 高密度 低密度
通孔直径 小直径 大直径
翘曲 较低 较高
成本 面板层级较低 较低
制造难度 复杂 较容易
可靠性 适用于精细间距 精细间距时较低
湿度敏感性 较低 较高

资料来源:观研天下数据中心整理

三、玻璃基板应用领域广泛,AI算力需求提供广阔市场空间

玻璃材料应用领域广泛。作为封装领域引入的重要革新,玻璃基板提供与CoWoS-S结构中的硅中介层类似功能的中介层,使重新分布层(RDL)和玻璃通孔(TGV)可直接构建在玻璃面板上,有望取代ABF载板中的FC-BGA基板;在共封装光学器件(CPO)中集成玻璃波导和TGV,实现更高的互连密度,改进功率传输和信号路由;在Mini/Micro LED显示技术中作为背板材料,因其导热性能好,热稳定性和物理变形小,平整性突出,降低工艺难度提升成品率;玻璃在无源器件制造中的应用也日益广泛,可成为广泛传感器和MEMS封装应用的高度通用基板。

AI 芯片算力需求提升,玻璃基板替代登上舞台。AI应用的复杂性增加,面向AI等领域的高密度计算、机器学习、并行计算及HPC等应用的需求,对芯片也提出了更高的要求。例如AMD的新一代EPYC处理器支持高达384线程,核心数最高可达192个,其中配置了16个"Zen5"CCDs(核心复合芯片)。该CCD芯片制造工艺先进,使用了台积电的3纳米工艺,而中央I/O芯片(IOD)则采用了4纳米工艺,显示出AI时代背景下对芯片更高制程的需求。随着AI算力需求的逐渐提高,硬件电路高度复杂化,传统PCB 有机基板和TSV技术在未来将可能成为制约AI芯片等高性能算力芯片生产的短板。

在市场方面,全球AI产业迅猛发展,北美四大云厂商2025年资本开支大幅增长,进一步增加对AI 的投资。2025年亚马逊、谷歌、微软和Meta在AI数据中心领域的投资合计超过3,600亿美金,同比增长超40%。在中国,算力正以勃发之姿,启前所未有之业。新一轮算力革命,开始加速启动,而我国的互联网厂商也纷纷开启算力建设。2025年2月24日,阿里巴巴集团宣布未来三年将投入超过3,800亿元,用于加速云和AI硬件基础设施的建设。2025 年3月19日,腾讯表示2025年资本支出占收入的比例将上升到“略低于10%”,AI将成为战略投资的重点。2025年12月,腾讯新成立AI Infra(基础设施)部、AI Data(数据)部以及数据计算平台部,旨在加强AI基础设施和数据建设。百度、字节、快手、美团等互联网企业也积极布局AI领域,纷纷加大AI领域的资本开支。AI算力需求的爆发性增长为玻璃基板提供了广阔市场空间。据YoleGroup发布的半导体封装市场报告显示,2024年先进封装市场规模约为450亿美元,预计将以9.5%的强劲复合年增长率增长,到2030年达到约800亿美元。同时,2025年后玻璃基板封装市场将进入高速成长期,预计2030年封装基板市场规模将突破315亿美元,复合增长率超15%,行业迈入高速增长期。

在市场方面,全球AI产业迅猛发展,北美四大云厂商2025年资本开支大幅增长,进一步增加对AI 的投资。2025年亚马逊、谷歌、微软和Meta在AI数据中心领域的投资合计超过3,600亿美金,同比增长超40%。在中国,算力正以勃发之姿,启前所未有之业。新一轮算力革命,开始加速启动,而我国的互联网厂商也纷纷开启算力建设。2025年2月24日,阿里巴巴集团宣布未来三年将投入超过3,800亿元,用于加速云和AI硬件基础设施的建设。2025 年3月19日,腾讯表示2025年资本支出占收入的比例将上升到“略低于10%”,AI将成为战略投资的重点。2025年12月,腾讯新成立AI Infra(基础设施)部、AI Data(数据)部以及数据计算平台部,旨在加强AI基础设施和数据建设。百度、字节、快手、美团等互联网企业也积极布局AI领域,纷纷加大AI领域的资本开支。AI算力需求的爆发性增长为玻璃基板提供了广阔市场空间。据YoleGroup发布的半导体封装市场报告显示,2024年先进封装市场规模约为450亿美元,预计将以9.5%的强劲复合年增长率增长,到2030年达到约800亿美元。同时,2025年后玻璃基板封装市场将进入高速成长期,预计2030年封装基板市场规模将突破315亿美元,复合增长率超15%。,行业迈入高速增长期。

数据来源:YoleGroup,观研天下数据中心整理

数据来源:YoleGroup,观研天下数据中心整理

数据来源:观研天下数据中心整理

四、玻璃基板优势显著,国际巨头产业化布局加速推进

英特尔率先推进玻璃基板产业化。2023年9月作为封装基板领域的探索引领者的英特尔推出了基于下一代先进封装技术的玻璃基板,并计划在2026至2030年间实现大规模量产。在此项创新中,英特尔突破性地将玻璃通孔(TGV)的间距控制在100μm以内,从而显著增加了每块基板上的通孔数量,提升了TGV 密度约10倍。这一技术进展有效缩小了机械和电气连接之间的间隙,提升了基板核心路由信号的灵活性,并在一定程度上减少了对重新分布层(RDL)的依赖,使信号路由更加高效。英特尔表示,该技术将重新定义芯片封装的边界,为数据中心、人工智能和图形处理提供具有突破性的解决方案,推动摩尔定律的进一步发展。

英特尔推进玻璃基封装基板技术路线

<strong>英特尔推进玻璃基封装基板技术路线</strong>

资料来源:观研天下数据中心整理

目前英特尔、三星、英伟达、AMD、台积电等全球半导体巨头正加速布局玻璃基板技术,推动玻璃基板在AI芯片、高性能计算等领域的应用。以台积电CoPoS为例,CoPoS本质上是CoWoS-L和CoWoS-R 的方形面板演变,将传统的圆形晶圆换成矩形基板,即 CoPoS 在以 CoWoS 为原型面板化后,由FOPLP与CoWoS结合的芯片排列于大型方形面板RDL层取代传统圆形硅中介层,达到转化圆型为方型的目标。CoPoS最大优势为将芯片直接排列于面板之上,矩形设计尺寸为310x310毫米,比传统圆形晶圆提供了更多的可用基板空间,从而提高了输出效率并降低了成本,实现更高效、更大规模、更低成本的封装,可大幅提高面积利用率、降低材料成本,尤其适合下一代HBM高频宽内存与AI加速芯片。

国际巨头玻璃基板产业化布局加速推进,2026 年有望成为玻璃基板进入小批量商业化出货的节点。1)台积电:4月13日,据中国台湾工商时报援引半导体产业链消息,台积电旗下采钰科技(VisEra)的CoPoS 中试生产线已于 2月启动设备交付,整条产线预计将于 6月全面建成并投入工艺验证。2)苹果:根据韩国媒体TheElec于4月7日的报道,苹果公司已开始测试先进的玻璃基板,计划用于其内部代号为“Baltra”的自研 AI服务器芯片。该芯片预计采用台积电3纳米N3E工艺和Chiplet架构。苹果采取了更为封闭的供应链策略,直接向三星电机采购T-glass玻璃基板进行评估。3)英特尔:据Wccftech报道,在2026年NEPCONJapan大会上,英特尔介绍了最新玻璃基板技术,其展示的方案是在78mmx77mm封装,面积达到了标准光罩尺寸的两倍。在垂直截面上,采用10-2-10堆叠架构,包括10 层重布线层(RDL)、双层玻璃基板、以及10层堆叠层,利用玻璃材料特性实现了高密度布线,这是该方案的核心优势。

2026年有望成为玻璃基板商业化元年,Intel已展示实物样品,TSMC推进CoPoS试验线,三星电机计划2027年量产,预计2028年前后行业进入规模化渗透阶段。

全球厂商布局进展

公司 供应链角色 技术路线 当前进展
英特尔 IDM/先进封装龙头 玻璃核心基板+EMIB+小芯片封装 2026年首次展示玻璃基板+FMIB 封装,实现45μm凸点间距、无微裂纹;将玻璃基板技术定位为万亿晶体管封装的关键
康宁 核心玻璃材料供应商 超低CTE玻璃基板材料 被视为AI封装玻璃基板的关键生态推动者,于2026年5月与京东方签署三年合作备忘录,围绕玻璃基封装载板、钙钛矿玻璃基板、光互连等方向展开深度合作
三星电机 封装基板供应商 玻璃中介层/玻璃核心基板 三星电机与日本住友化学计划成立合资公司,共同量产玻璃芯基板。预计在2026年签订主要协议,并于2027年后实现量产
三星电子 IDM/封装生态商 玻璃上集成AI封装 与三星电机合作开发全栈玻璃封装生态,对标英特尔AI封装方案
台积电 晶圆厂 / 先进封装商 玻璃中介层+CoPoS+PLP 发布310×310mm CoPoS平台,计划2026年6月完成试点线建设;行业预计2028-2029年量产
日月光 OSAT/封装商 先进封装验证 参与玻璃基先进封装方案评估
京东方 显示-半导体跨界厂商 玻璃基板+TGV 已建成半导体玻璃基板试点线,目前已向部分国内客户送样,部分客户通过了概念认证并进入技术测试阶段

资料来源:观研天下数据中心整理(wys)

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