CoPoS 开启封装变革:玻璃基板叩响 AI 算力下一代材料大门
一、行业变革:AI 大算力倒逼封装迭代,玻璃基板成为破局关键
IC 封装基板是芯片裸片与 PCB 之间的关键桥梁,承担电气互联、机械支撑、散热防护多重职能。芯片裸芯片引脚间距极小,无法直接和 PCB 相连,依靠 IC 载板完成引脚向外扇出、重新排布,把微间距的芯片触点转化为 BGA 焊球阵列,实现和主板的匹配对接。当前行业主流为有机基板,BT、ABF 树脂基材技术成熟,广泛应用在服务器、消费电子;陶瓷基板散热性能突出,但尺寸受限、布线密度不足,多用于功率器件与光模块场景。
伴随 AI 大模型迭代,GPU 集成 HBM 数量持续增加,Chiplet 多芯粒异构集成成为行业主流,传统 CoWoS 架构的硅中介层与有机载板逐步触碰物理天花板。硅中介层受圆形硅片晶圆限制,做大尺寸封装时材料损耗急剧抬升成本;(先手情报-VX:itouzi6)有机基板热膨胀系数和硅芯片差异较大,超大封装尺寸下芯片翘曲、信号高频损耗等问题不断凸显,大尺寸良率提升遭遇瓶颈证券时报。
在此背景下,以高硼硅玻璃为基材,依托 TGV 玻璃通孔实现垂直互连的玻璃基板,作为下一代先进封装核心方案登上产业舞台。当前全球形成两条核心技术演进路线,分别对应不同的替换逻辑。英特尔主推玻璃芯基板方案,以玻璃替换有机基板的芯层,上下层继续保留 ABF 介质层,面向高端 FC‑BGA 芯片;
台积电 CoPoS 方案则直接使用玻璃中介层替代原有硅中介层,适配面板级超大尺寸封装,计划 2027 年开启小批量试产,2028‑2029 年推进规模化落地上海证券报...。玻璃基板的核心优势集中在四大维度,热膨胀系数可调节至接近硅,大幅缓解大封装下芯片翘曲,改善封装良率;
纳米级超高平整度,可以支撑 2.5D/3D 先进封装高精度键合;TGV 通孔可以做到更小孔径,单位面积开孔数量更高,满足高密度互连;同时高频信号损耗更低,完美匹配 AI 芯片高速传输需求。
完整的玻璃基板制造链条工艺壁垒重重,流程覆盖玻璃原片减薄预处理、超快激光 TGV 钻孔、孔壁 PVD 沉积种子层与电镀填铜、表面 RDL 再布线图形化、后处理与可靠性电气检测。产业现阶段主要卡点集中在 TGV 成孔良率管控、玻璃与铜层附着力带来的填铜空洞缺陷、大尺寸超薄基板翘曲控制,整套工艺尚未完全成熟,全球产业链整体处于中试验证向小批量试产跨越的关键拐点。
二、产业链全景拆解:从玻璃原片到设备耗材,全链条迎来 0‑1 产业化机遇
玻璃基板产业链条清晰,自上而下分为高硼硅玻璃原片、玻璃基板成品加工、TGV 激光钻孔设备、电镀成套设备、电镀化学品耗材五大环节。海外康宁、肖特、AGC 把持高端电子玻璃原片,设备与工艺设备同样由海外巨头主导,国内厂商正沿着材料‑加工‑设备‑耗材同步推进技术突破,伴随海外大厂 CoPoS、Glass‑Core 项目的验证推进,国内全产业链迎来国产替代窗口。
玻璃基板成品环节:打通 TGV 全流程工艺,对接算力客户验证京东方 A 是国内布局玻璃基封装载板的核心企业,搭建晶圆级兼容实验平台与板级玻璃载板试验线,完整打通玻璃减薄、TGV 开孔、无空洞填铜、多层 RDL 再布线整套工艺流程,大尺寸算力芯片玻璃载板样品已经送样头部算力客户,对标台积电 CoPoS 面板级封装路线。公司依托自身在玻璃材料、精密加工多年积累,同步推进 CPO 光互连相关技术攻关,面向 AI 大算力封装布局玻璃芯基板与玻璃中介层两大方向,是国内少数具备全流程工艺能力的标的。沃格光电长期深耕玻璃精密加工,拥有成熟 TGV 玻璃通孔制造能力,可实现极小孔径与高深径比通孔加工,支持多层线路堆叠,瞄准 AI 先进封装、光模块多应用场景推进送样验证,在玻璃基板减薄、激光成孔、玻璃金属化方面积累大量专利,聚焦 TGV 深加工环节,深度参与国内 CoPoS 相关样品开发工作。
蓝思科技依托在玻璃精密制造、超薄玻璃加工的深厚积淀,对外开展玻璃封装基板技术合作研发,充分复用消费电子时代积累的玻璃研磨、减薄、表面处理工艺,切入玻璃基板的精密加工环节,跟随全球头部厂商的先进封装项目同步迭代工艺能力。高硼硅玻璃原片环节:突破海外垄断,国产原片实现从无到有高端封装玻璃原片是整个产业链的源头,过去长期由海外企业垄断。凯盛科技在超薄电子玻璃领域具备深厚积累,持续攻关半导体封装用高硼硅玻璃,聚焦热膨胀系数、介电性能、加工性能核心指标,推进适配 TGV 工艺的特种玻璃研发,依托国家级玻璃材料平台,实现电子玻璃材料技术迁移,为下游基板加工提供国产原片供给基础。
旗滨集团布局半导体用特种高硼硅玻璃研发,发挥浮法玻璃制造的工艺积淀,瞄准先进封装玻璃基板原片赛道开展技术储备,补齐国内上游原片材料短板。力诺药包在硼硅玻璃领域拥有成熟制造经验,依托硼硅体系材料技术积累,向电子级高硼硅玻璃方向拓展,实现药玻向半导体电子玻璃的技术延伸。TGV 激光钻孔设备:产线价值高地,国产设备加速验证出货TGV 激光钻孔是玻璃基板制造的第一道核心设备工序,超快激光设备决定通孔的孔径精度、侧壁质量,是整条产线价值量较高的环节。帝尔激光实现面板级与晶圆级 TGV 微孔激光设备产品落地,已经完成首批设备出货,加工通孔侧壁光滑裂痕可控,适配 CoPoS 面板级大尺寸玻璃基板打孔需求,率先实现该设备国产商业化突破。
大族数控推出完整玻璃基板成套加工解决方案,依托 PCB 设备领域积累的精密激光、运动控制平台,覆盖 TGV 超快激光钻孔设备,兼顾大面板加工能力,适配国内玻璃基板试验线建设,具备设备集成与后续工艺联动的优势。德龙激光在精密激光加工领域技术积淀深厚,布局玻璃基板的激光钻孔、异形切割设备;英诺激光持续推进 TGV 激光加工一体化装备研发,针对玻璃脆性材料做工艺优化,适配不同厚度玻璃基板的成孔加工需求。
电镀设备环节:攻克填铜难题,实现通孔金属化国产化突破TGV 孔内金属填铜是决定基板良率的核心卡点,玻璃和铜的附着力较差,极易产生空洞缺陷,对电镀设备的药液流动、电流控制要求极高。东威科技推出适配大尺寸玻璃基板的 TGV 电镀产线,采用连续式生产模式,解决大面板通孔填铜一致性难题,设备已经进入下游客户进行试产验证,面向 2.5D/3D 玻璃中介层场景实现工艺适配。
三孚新科完成玻璃基板电镀配套设备研发,针对 TGV 填孔开发专用工艺方案,设备同步向下游基板加工厂商配套供货;盛美上海将半导体电镀设备技术能力延伸至玻璃基板领域,适配先进封装场景下的种子层沉积与电镀工序,充分复用半导体设备技术储备。电镀化学品耗材:配方壁垒突出,伴随设备验证同步导入电镀添加剂是 TGV 填铜实现低空洞率的关键耗材,配方壁垒极高。
天承科技开发适配 TGV 玻璃通孔填孔的专用电镀化学品,对接国内多家玻璃基板研发企业开展联合测试,填补国内该细分耗材缺口。飞凯材料依托半导体湿电子化学品积累,布局电镀添加剂产品,覆盖先进封装多类化学品需求。艾森股份聚焦电镀添加剂研发,TGV 镀铜添加剂同步配合下游设备厂商做联合工艺调试,跟随国内试验线建设逐步实现导入。
三、产业展望:CoPoS 产业化浪潮,全产业链分享
下一代封装红利台积电 CoPoS 试产线落地、英特尔玻璃芯基板样品推出,标志着玻璃基板不再停留在实验室概念,正式进入产业验证周期。AI 算力芯片对更大封装尺寸、更高互连密度、更低信号损耗的硬性需求,构成玻璃基板长期成长的底层驱动力。不同于传统周期行业,玻璃基板属于从 0 到 1 的技术变革赛道,产业落地节奏分为样品验证、中试线爬坡、小规模商用、大规模渗透几个阶段。短期产业主要集中在样品测试和产线设备导入,中长期伴随良率持续优化,玻璃中介层、玻璃芯基板逐步在 AI 服务器高端封装实现渗透。整条产业链当中,设备环节将最先受益于试验线、中试线资本开支;上游玻璃原片解决材料卡脖子,实现国产供给;中游基板加工企业承接下游算力、封测客户认证红利;化学品耗材跟随设备工艺迭代逐步完成国产替代。国内企业同步实现材料、加工、设备、耗材多点突破,在全球 CoPoS 等玻璃基先进封装变革浪潮当中,国内完整产业链已经具备同步参与产业迭代的能力,充分把握 AI 算力封装材料革新带来的时代机遇。
发布于 上海
