新一轮材料革命！先进封装破局者：玻璃基板（附A股核心标的）

5月20日晚间，京东方A发布公告，与美国康宁公司签署合作备忘录，双方将围绕玻璃基封装载板、可折叠玻璃、钙钛矿玻璃基板、光互连相关应用等领域开展合作，备忘录有效期三年。

康宁在半导体应用先进材料与解决方案方面具有显著优势。随着芯片制程持续演进，传统有机封装基板在翘曲控制和信号传输上逐渐遇到瓶颈。玻璃材料因热膨胀系数低、表面平整度高，被视为下一代封装载板的候选方向。

一、从“硅基时代”向“玻璃基时代”跨越

人工智能芯片对计算能力的超高要求，使得传统有机基板面临替代风险。

1）耐高温性：当人工智能加速器消耗数百瓦功率并升温时，芯片（硅）及其下方的基板都会膨胀，但膨胀率不同。有机基板的膨胀率是硅的六到七倍。对于小型封装，这种差异可以忽略不计。但当封装尺寸达到人工智能芯片级别时，这种翘曲就会变得非常严重，甚至导致开裂。

2）信号传输质量：当电信号穿过基板时，基板材料会吸收信号能量，因此人工智能芯片所需的超高频信号会变得模糊不清，难以辨认。恢复模糊的信号会迫使数字信号处理器(DSP)超负荷工作，这会消耗电能并产生热量，而热量又会进一步降低信号质量——形成恶性循环。

台积电CoWoS封装通过硅中间层解决有机基板的性能问题。由于使用的是同一种硅，因此热膨胀系数的差异得以缩小，并采用半导体工艺制造，使得布线比头发丝细几分之一成为可能。

但硅中介层是在半导体晶圆上制造的，它们不需要最先进的工艺节点，却仍然占用台积电的洁净室、晶圆产能和封装生产线，导致生产成本增加但效率大幅下降（一块大型硅中介层的价格就超过100美元，而且仅中介层一项就可能占到总封装成本的一半以上）。

玻璃基板应运而生。用玻璃取代中介层，将原本由硅材料占据的桥接层，用显示器行业的大面积玻璃加工设备来构建。或者用玻璃代替基板，从根本上突破有机基板的性能瓶颈。

二、TGV技术是突破后摩尔定律的关键路径

玻璃通孔（ThroughGlassVia,TGV），是指在超薄玻璃基板上制作巨量微米级通孔，并实现垂直电气互连，其核心优势在于：高精度（孔径可小至5μm）、高深宽比（100:1）。TGV依托具备优异电学和热机械性能的玻璃基板，为芯片与芯片、芯片与封装基板之间构建起最短的电信号和电源传输路径，降低了功耗，推动了系统级封装的极致小型化。

TSV基板凭借其成熟的工艺和先进的半导体制造技术，可实现极小的I/O节距与业界领先的互连密度，是目前高性能互连的主流方案。然而，硅基板固有的介质损耗会导致高频信号的显著衰减。为改善电学性能，必须在TSV基板内壁额外沉积绝缘层。这进一步增加了本就十分复杂的TSV制造成本，成为其产业化推广的主要壁垒。同时，由于铜的与硅的CTE之间存在较大的失配，在热循环工况下极易产生热应力，进而引发界面分层、互连结构失效等可靠性问题。这些技术瓶颈共同制约了TSV基板技术的大规模商业化应用进程。

TGV基板在高性能的TSV基板与低成本的有机基板之间取得了关键平衡，有效填补了现有技术方案的空白。

1）优异的电学性能：TGV极高的电阻率、较低的介电常数，能有效减少信号传播延迟，抑制信号衰减，保障信号完整性，降低系统功耗。

2）良好的热机械性能：玻璃基板具有“可调CTE”优势，通过选用特定CTE的玻璃牌号，玻璃基板能够更好地与硅芯片匹配，或在硅芯片与有机基板间充当CTE缓冲介质，有效控制整个封装的翘曲变形，缓解内部应力，显著提升了长期可靠性。

3）表面平整度高、制作成本低：目前，TGV技术支持直径为150~300mm的晶圆规格，也涵盖超过1m的大尺寸面板级加工，厚度在30~100μm。不仅有助于实现规模经济，降低单位制造成本，其优异的表面平整度也为精细布线创造了有利条件。

三、TGV核心工艺流程与技术难点

TGV的核心工艺流程包括：晶圆清晰与热处理、盲孔制备（核心步骤）、PVD种子成沉积、电镀填充、CMP平坦化和去种子层并退火。其中，最核心的环节在于在脆性玻璃上高质量的形成微米级通孔，其次是对这些通孔进行可靠的金属化填充。

在不引入微裂纹等缺陷的前提下形成高深宽比的通孔，是TGV技术面临的首要挑战，也是整个TGV工艺中最核心、最具技术壁垒的环节，直接决定了通孔的质量、密度和成本。目前主流技术路径主要有两种：激光诱导刻蚀和直接激光烧蚀。

通孔金属化是指在已成型的微孔内填充导电金属，从而构建垂直方向的电连接。作为TGV基板制造工艺中的一个关键环节，其质量直接决定了半导体封装的性能与可靠性。例如，不良填充会导致通孔内形成空洞缺陷，进而影响电流密度、电效率、局部发热、芯片性能和元器件寿命等。目前通孔填充主要有两种技术路线:电镀和导电浆料填充。

过去TGV技术长期停留在实验室阶段，核心瓶颈在于成孔、金属化等关键工艺的良率、效率、精度无法满足量产要求。近年来，全球产业链的持续研发投入，已实现核心工艺的快速发展，打通了从实验室到量产线的壁垒。

1）成孔工艺迭代：成孔是TGV的核心工艺，直接决定了通孔的精度、良率与加工效率。国内企业沃格光电于2024年已实现最小3μm孔径、150:1高深宽比的加工能力；

2）金属化工艺突破：通孔金属化是实现垂直互连的关键，过去高深宽比通孔的无孔洞填充、均匀镀层一直是行业痛点。目前，磁控溅射+电镀填充、化学镀等工艺已实现成熟应用，可实现20:1深宽比通孔的均匀填充，解决了量产化的核心难题；

3）高密度布线工艺成熟：玻璃基板的表面平坦化、超薄介质层沉积、精细光刻布线工艺已实现突破，可实现2μm/2μm以下的线宽线距，满足先进封装的高密度布线需求，打通了“成孔-填充-布线”的全流程工艺闭环。

四、核心标的

沃格光电：全球少数掌握TGV全制程能力和制备装备的企业，目前已具备TGV玻璃基板的量产能力和年产10万平方米的智能化产线，可实现深宽比100:1的玻璃通孔，最小孔径≥5μm；光模块/CPO玻璃基封装载板已批量送样，与北极雄芯战略合作开发AI芯片玻璃基先进封装。

京东方：中国大陆首家从显示领域转型先进封装玻璃基板的企业，与康宁公司签署合作备忘录，双方将围绕玻璃基封装载板、可折叠玻璃、钙钛矿玻璃基板、光互连相关应用等领域开展合作。

戈碧迦：玻璃载板产品已通过多家知名半导体厂商验证并成功获得订单，玻璃基板产品也已经成功开发，并已向国内多家知名半导体厂商送样。

彩虹股份：主营G8.5+基板玻璃与32-100寸液晶面板，“面板+基板”上下游联动；美国ITC初裁认定公司“616”料方玻璃基板未侵犯康宁专利。

帝尔激光：TGV激光微孔设备是公司重点产品之一，已实现晶圆级与面板级出货，2026年已获小批量复购订单。

蓝思科技：前瞻布局玻璃基板，打造TGV+HDD两大前沿产品；自研的HDD玻璃基板正推进客户验证工作。

兴森科技：国内ABF载板龙头，TGV工艺取得重大突破，HBM玻璃载板已经实现批量交付。
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