AI来了玻璃基板概念也火过分了

昨天，一则新闻又为玻璃基板加了一把柴火——SK和运用材料（Applied Materials）互助成立的玻璃基板企业Absolics将获美《芯片法案》至多7500万美元补贴，是材料领域首家获补贴的企业。

不过，这一把火，彷佛烧得有点太剧烈。

打破芯片的极限

一言蔽之，玻璃基板的各类特性都能打破芯片的性能，特殊适宜AI算力紧缺的现在。
以是才有了那句话——“谁先实现玻璃基板规模商业化，谁便是基板行业新的游戏规则改变者。
”

所谓的玻璃基板实在指的是封装基板。
早期的大规模集成芯片不断晶体管数量增加，须要将它们连接到更多的引脚上，封装基板应运而生。

上世纪70年代以来，基板设计不断演化，包括金属框架、陶瓷芯片和有机封装（塑料基板）。

在过去20多年的韶光里，有机塑料一贯是封装基板的紧张材料，但随着单个封装内的芯片和连线数量越来越多，有机基板正在靠近物理极限。

特殊是有机基板粗糙表面会对超风雅电路固有性能产生影响。
此外，有机材料制造过程中有可能会发生紧缩或翘曲，导致芯片产生毛病。

因此，用玻璃基板替代有机基板的想法正在半导体行业内得到普遍认同。
玻璃基板在各个方面都表现得更好，更平整（对付将平坦的硅片连接到非常平坦的主板上而言很主要），更坚硬（能够更好地容纳越来越多、越来越小的线），也更稳固。

而且，以玻璃为原材料制造基板许可将处理芯片和存储芯片封装到单个设备中，不仅厚度更薄，而且能耗减少30%以上，数据处理速率也很快。

除了在基本功能上表现得更好之外，玻璃基板还有望使互连密度和光互连集成度提高10倍，让未来的芯片可以更快地处理更多数据。

有机材料基板与玻璃基板性能比拟 有机材料基板与玻璃基板性能比拟

对付2.5D/3D封装，玻璃通孔相对付硅通孔上风更显著。
这是由于硅是一种半导体材料，TSV周围的载流子在电场或磁场浸染下可自由移动，对临近的电路或旗子暗记产生影响，进而影响芯片性能。
玻璃材料没有自由移动电荷，介电性能优秀，CTE（热膨胀系数）与硅靠近，以玻璃替代硅材料的玻璃通孔（TGV）技能可避免TSV的问题。
同时，TGV技能无需制作绝缘层，降落了工艺繁芜度和加工本钱。

更主要的是，玻璃基板的特性非常适宜Chiplet，由于小芯片设计对基板的旗子暗记传输速率、供电能力、设计和稳定性提出了新的哀求，在改用玻璃基板后就可以知足这些哀求。

这么来看，玻璃基板属于是“buff点满了”，什么新观点都能蹭上一点。
尤其在摩尔定律放缓之际，能够从另一个角度增强芯片性能。

谁在推进玻璃基板

虽然玻璃基板的观点彷佛是由英伟达的GB200带火了，但实际上，英特尔才是玻璃基板的先行者，同时英特尔、AMD、三星电子很早就故意采取玻璃基板技能，估计最快2026年上路。

2023年9月，英特尔宣告推出了用于下一代前辈封装的玻璃基板，操持于2026~2030年量产。
根据英特尔当时的描述，这项创新历经十多年的研究才得以完善。

与当代有机基板比较，该玻璃基板具有“更好的热性能、物理性能和光学性能”，可将互连密度提高 10 倍。
该玻璃基板还能承受更高的事情温度，并能通过增强的平面度将图案失落真减少 50%，从而提高光刻的聚焦深度，并为设计职员供应了更多的电源传输和旗子暗记布线灵巧性。

几十年来，英特尔一贯也是“半导体行业的领头羊”。
上世纪90年代，英特尔率先从陶瓷封装过渡到有机封装，并率先推出了无卤素和无铅封装。

三星作为英特尔封装领域的强敌，也布局了这项技能。

三星电机在今年1月的CES 2024上正式进军半导体玻璃基板市场，并公布了今年培植中试线、明年量产原型、2026年量产的路线图。
紧接着在5月初确认半导体玻璃基板中试线设备的引进完成日期将为9月。

目前，中试线培植的紧张设备互助伙伴包括Philoptics、Chemtronics、Joongwoo M-Tech、德国LPKF等。

此外，一些日韩企业也宣告进军玻璃基板业务。
比如，SK与芯片设备大厂应材（Applied Materials）携手成立Absolics已经开始小批量量产，并且有可能操持今年开始量产；今年3月，苹果投资的LG旗下LG Innotek宣告进军半导体玻璃基板业务；日本Dai Nippon Printing (DNP) 展示了半导体封装的一项新开拓成果玻璃芯载板 (GCS：Glass Core Substrate)，听说它可以办理ABF带来的许多问题，并准备在2027年量产；去年10月宣告，拟将玻璃基板作为一项新业务研发。

玻璃基板本身牵扯多个关键环节的生态系统，包括生产、设备、技能、封装和检测等，每个部分都不可或缺，尤其是PCB和基板，因此美国康宁、美国申泰、日本泰库尼思科和KISO WAVE等企业都将是玻璃基板发展的关键。

从此不丢脸出，在玻璃基板的道路上，从来不是单打独斗，而是须要一个弘大的家当链。

玻璃基板，过火了？

虽然观点是炒热了，但是大规模爆发实在离我们还有一定间隔。
技能开拓并非易事，用玻璃基板取代有机基板亦如此。

我们还须要面对的寻衅包括：弄清楚采取什么样的玻璃更有效；如何将金属和设备分层，以添加微孔并布线；在完成装机后，如何在产品的全体生命周期内更好地散热和承受机器力。

还有更多实际的问题：如何使玻璃的边缘不易开裂；如何分割大块玻璃基板；在工厂内运输时，如何保护玻璃基板不从传送带或滚筒上弹下来或飞出去。

以是我们可以看到，无论是研究了十年的英特尔，还是日韩企业，给出的韶光都是2026年这个韶光段，只有Absolics估量将于今年第二和第四季度开始生产。

业界普遍公认的大体韶光是2025年进行原型生产，并于2026年开始全面量产。

另据Prismark统计，估量2026年环球IC封装基板行业规模将达到214亿美元。
而随着各大芯片巨子的入局，玻璃基板对硅基板的替代将加速，估量3年内玻璃基板渗透率将达到30%，5年内渗透率将达到50%以上。

从之前大摩给出的预测来看，与上面的韶光段存在一定韶光差：英伟达GB200 DGX/MGX的供应链已经启动，而GB200将采取玻璃基板用于前辈封装。
GB200芯片估量2024年下半年将向市场交付约42万颗，到2025年产量估量约为150万-200万颗。

而目前还未台积电宣告玻璃基板干系的技能，以是GB200能不能遇上玻璃基板，就要看Absolics的速率了。

炒观点的速率永久都比技能本身来得快，这次炒观点火起来的海内干系家当链公司包括沃格光电、雷曼光电、安彩高科、彩虹股份、五方光电、帝尔激光、德龙激光、赛微电子、三超新材、天承科技、盛美上海、赛微电子、帝尔激光、利亚德、沃格光电、雷曼光电、五方光电、长电科技、通富微电、精测电子等。

总之，玻璃基板间隔真正商业化至少还有一两年，切莫以短期感情化面对这项新技能，而是要用长远的目光认识这项技能。
就像封装领域另一个技能Chiplet一样，它们都很主要，但绝不是一两个玩家一两天所能完成的。
同时，在破解封装难题之前，也有其它难题要先办理。