超级玻璃: 不止于封装基板总结
核心内容
玻璃基板作为一种新型半导体辅材,正逐步成为后摩尔时代的重要封装材料。其在AI/HPC大尺寸封装、共封装光学(CPO)、射频前端和临时键合等场景中展现出显著优势,有望成为下一代封装材料。随着半导体技术的快速变革,玻璃基材凭借低介电损耗、可调热膨胀系数(CTE)、高平整度和天然绝缘特性,具备在多个高端应用领域替代有机基材的潜力。
主要观点
- 玻璃基板的物理优势:玻璃基板在CTE、介电性能、平整度和信号传输性能等方面优于有机基材,尤其适合大尺寸封装、高频信号传输和异构集成。
- 应用场景广阔:玻璃基板在AI/HPC、CPO、射频前端和临时键合等场景中具有重要应用潜力,其中先进封装(如载板芯材和中介层)中长期市场空间大。
- 国内厂商加速布局:国内玻璃龙头企业正在加快布局封装玻璃原片和TGV加工环节,部分企业已进入小批量供货和送样验证阶段,有望实现国产替代。
- 产业化难点:TGV(Through Glass Via)和Build-up增层是玻璃基板产业化的主要瓶颈,涉及高精度加工、低缺陷控制和高良率爬坡等技术难题。
关键信息
玻璃基板的物理特性优势
| 特性 |
有机基板 |
玻璃基板 |
| CTE |
15-17 ppm/℃ |
3-10 ppm/℃ |
| 介电常数 (Dk@10GHz) |
介电常数较高 |
低介电常数(约2.5-6) |
| 介电损耗 (Df@10GHz) |
介电损耗偏高 |
低介电损耗(如SCHOTT low-loss玻璃Df=0.0021) |
| 翘曲 |
高 |
低(约50-200μm) |
| 表面/平整度 |
一般 |
支持<2μm L/S,达到半导体级 |
| α粒子/放射性 |
无特殊要求 |
需超低α,参考盖板级标准 |
封装玻璃原片关键技术指标门槛
| 指标 |
典型要求 |
备注 |
| CTE |
3-9 ppm/℃ |
可调,需匹配硅(约2.6) |
| Dk@10GHz |
约2.5-6 |
低 |
| Df@10GHz |
约(5-50)×10^{-4} |
超低,如SCHOTT low-loss玻璃Df=0.0021 |
| 翘曲 |
较有机基板低约50% |
定位精度好约35% |
| 表面/平整度 |
支持<2μm L/S |
半导体级 |
| TGV可加工性 |
孔间距=2×孔径为可靠性阈值 |
金属化附着力>4N/cm |
市场空间预测(2030年)
| 情景 |
载板渗透率 |
中介层渗透率 |
合计 |
| 保守 |
10% |
5% |
32.6 亿美元 |
| 基准 |
20% |
15% |
66.8 亿美元 |
| 乐观 |
35% |
30% |
118.1 亿美元 |
海外主要企业进展
| 企业 |
国家 |
进展 |
| Corning |
美国 |
与台积电合作开发CoPoS用特种玻璃载具 |
| AGC |
日本 |
晶圆级φ150/200/300mm+板级510×515mm玻璃基板 |
| Schott |
德国 |
公开advanced IC packaging产品线 |
| NEG |
日本 |
2025/5完成515×510mm TGV玻璃基板样品 |
| Absolics |
韩国/美国 |
2026年底启动全球首条量产 |
| Samsung Electro-Mechanics |
韩国 |
2025年完成玻璃基板研发,建设示范生产线 |
| LG Innotek |
韩国 |
玻璃基板研发完成,示范生产线建成 |
| DNP |
日本 |
2026年初供样,FY2028目标量产 |
| Rapidus |
日本 |
SEMICON Japan 2025展出600×600mm玻璃中介层样品 |
国内主要企业布局
| 公司 |
布局环节 |
现有工艺/产品基础 |
进展 |
| 彩虹股份 |
原片 |
国产首条自主温流法G8.5+液晶基板玻璃 |
已掌握温流下拉+无碱铝硼硅量产 |
| 凯盛科技 |
原片+TGV |
显示材料全产业链布局 |
TGV玻璃技术处于研发阶段 |
| 旗滨集团 |
原片 |
浮法/光伏龙头,高铝电子玻璃布局 |
与某自主芯片公司合作研发定制化封装玻璃 |
| 戈碧迦 |
原片+TGV |
特种功能玻璃 |
玻璃载板已量产并确认收入 |
| 力诺药包 |
原片 |
国内领先硼硅玻璃企业 |
玻璃基板处于研发试验/送样阶段 |
| 沃格光电 |
TGV加工 |
显示面板玻璃精加工 |
TGV基板小批量供货 |
| 京东方A |
TGV+RDL |
实现全流程工艺拉通 |
试验线已实现全自动化设备通线 |
| 深天马A |
RDL |
高精度多层RDL |
技术预研阶段 |
| 长信科技 |
TGV |
超薄玻璃加工 |
微孔互连玻璃(TGV)基板制备技术进行中 |
| 美迪凯 |
TGV+RDL |
精密光学、半导体封测 |
开发TGV工艺,配套PVD、电镀、CMP、RDL布线 |
| 水晶光电 |
TGV |
薄膜光学、光学冷加工 |
推进光电玻璃基板研发及光通信配套拓展 |
风险提示
- 技术成熟度与量产风险:玻璃基板产业整体仍处于“量产前夜”,多数产品(尤其是需要TGV加工的玻璃中介层和玻璃芯基板)的制程良率尚未达到商业化要求。
- 下游需求与渗透节奏不及预期风险:市场空间预测依赖于玻璃基材的渗透率假设,若需求和技术路线进展缓慢,将影响市场空间。
- 测算和实际不符风险:市场空间测算依赖于多种假设,如客户验证节奏、量产良率等,若实际结果与假设不符,可能影响预期。
- 国产送样认证不通过与竞争格局恶化风险:当前先进封装用玻璃原片仍由海外巨头主导,若国产厂商产品验证未能通过,将影响替代进程。
投资结论
玻璃基材有望成为下一代重要的半导体材料,受益于AI/HPC算力需求增长和先进封装技术发展。国内玻璃龙头凭借现有工艺基础,有望实现原片国产替代和TGV技术突破,推动向高端特种玻璃转型。我们看好新需求放量叠加供给出清的玻璃板块。