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AI 珠峰系列十五 玻璃基板：封装材料的变革，产业化奇点将至

核心内容

玻璃基板作为先进封装材料，因其优异的物理与电学特性，正在成为下一代封装材料的重要选择。相较于传统硅及有机材料，玻璃具有低热膨胀系数、高机械强度、良好的电气隔离性能和低高频信号损耗等优势，使其在新型显示、半导体先进封装及光通信领域展现出广阔的应用前景。

主要观点

1. 玻璃基板优势显著

   • 低成本：玻璃基板制作成本仅为硅基板的1/8。
   • 优良高频电学特性：介电常数仅为硅的1/3，损耗因子低，提升信号完整性。
   • 大尺寸超薄玻璃易于获取：康宁、肖特等厂商已实现超大尺寸（>2m×2m）和超薄（<50μm）玻璃基板量产。
   • 工艺流程简单：无需沉积绝缘层或二次减薄。
   • 机械稳定性强：厚度<100μm时翘曲小。
   • 应用广泛：适用于光电系统集成、MEMS封装等。

2. 应用场景扩展

   • 新型显示：已应用于Mini/Micro LED（COG技术），提升散热性能与封装精度。
   • 半导体先进封装：用于2.5D/3D封装，如CoWoS、CoPoS等，提高传输速率和带宽密度。
   • 光通信领域：支持光波导电路，实现光电协同封装，提升带宽密度，成为102.4Tbps及更高带宽CPO应用的关键技术路径。

3. 产业巨头加速布局

   • 英特尔：已实现大层数厚玻璃基板制造，2026年发布量产级技术突破，计划2030年批量生产。
   • 台积电：推进CoPoS封装技术，2028-2029年逐步量产，提升晶圆利用率。
   • 英伟达、苹果、三星、LG：均在布局玻璃基板及TGV工艺，推动其在AI芯片和高性能封装中的应用。

关键信息

• TGV（Through Glass Via） 是玻璃基板加工的核心工艺，包括成孔、填孔和高密度布线。
• 成孔工艺：激光诱导刻蚀法（LAE）是主流，可实现高深宽比、低损伤的通孔制备。
• 填孔技术：采用自下而上、蝶形填充、共形填充等方式，以确保无孔洞、无缝隙的金属填充。
• 高密度布线：采用线路转移（CTT）和光敏介质嵌入（PTE）等工艺，实现5μm以下线宽。
• 产业化进展：多个厂商已进入中试或量产阶段，玻璃基板产业化进程加快。

投资建议

• 关注TGV玻璃通孔工艺相关设备需求：
  • 激光设备：帝尔激光、大族激光、德龙激光。
  • 电镀设备：中微公司、盛美上海。
• 风险提示：
  • 玻璃基板工艺推进不及预期。
  • 半导体行业波动。
  • 先进封装市场增长不达预期。

行业评级

• 买入

重点公司梳理

（一）玻璃材料供应商

1. 海外供应商

• 康宁：提供4-12英寸玻璃基板，厚度100-700μm，TGV孔径20-100μm，深宽比达10:1。
• 肖特：提供多种玻璃类型，热膨胀系数范围3.2-9.4×10⁻⁶/K，具备下拉式生产工艺。
• 日本旭硝子：提供半导体封装用玻璃基板和微孔玻璃基板。
• 日本电气硝子：研发激光改性与蚀刻优化玻璃材料，提供大尺寸（515×510mm）玻璃芯基板样品。

2. 国内供应商

• 彩虹股份：唯一能稳定批量生产G8.5液晶基板玻璃的厂商，目前处于研发阶段。
• 力诺药包：在硼硅玻璃熔化、成型等关键技术上取得突破，正在开发玻璃基板新材料。
• 戈碧迦：已实现玻璃载板量产，开发多款定制化产品。
• 沃格光电：推进GCP（玻璃基线路板）技术攻关与产业化，与北极雄芯展开合作。
• 蓝思科技：与国内外头部客户合作推进玻璃基板TGV产品开发。
• 京东方：投资9.93亿元建设玻璃基封装载板试验线，已送样并进入技术测试阶段。
• 凯盛科技：关注电子用柔性玻璃新材料及玻璃基板通孔与金属化填充技术。
• 旗滨集团：计划投资14.3亿元建设超薄柔性玻璃（UTG）及玻璃基板项目。

图表索引

• 图1：Mini LED 背光显示结构
• 图2：Micro LED 显示结构
• 图3：京东方 MicroLED 直显 COG 产品
• 图4：TCL 华星首款 125"玻璃基透明直显 MicroLED
• 图5：2.5D/3D 封装基板与工艺路线图
• 图6：超高封装密度的异质集成芯片（预测未来10年后）
• 图7：基于玻璃的光子互连的概念布局
• 图8：面板级扇出型玻璃波导电路
• 图9：激光根据光波导路线传输
• 图10：英特尔封装基板材质路线图
• 图11：英特尔 TGV 玻璃基板样本
• 图12：英特尔 75μm 间距/3 层 RDL 的玻璃基板
• 图13：英特尔首次实现了大层数厚玻璃核心基板的制造，同时首次实现了光波导的共集成
• 图14：面板级封装可以实现 wafer 利用率的大幅提升
• 图15：TSV 与 TGV 的技术对比
• 图16：TGV 玻璃通孔与 TSV 硅通孔制备流程对比
• 图17：激光诱导刻蚀制作 TGV 的流程
• 图18：激光诱导刻蚀形成通孔的显微镜图像
• 图19：四种 TGV 孔型示意图
• 图20：Bottom-up 填充过程示意图
• 图21：蝶形填充过程示意图
• 图22：改善后通孔填充过程包含的流程示意图
• 图23：Conformal 填充在垂直盲孔和通孔上会导致孔洞缺陷的存在
• 图24：电镀填实工艺和通孔电镀薄层方案的对比
• 图25：RDL 线路预制工艺流程
• 图26：双面 RDL 集成工艺流程
• 图27：RDL 线路预制工艺流程
• 图28：CTT 与 PTE 制作 RDL 层相比
• 图29：采用 mSAP 制作多层 RDL 的工艺流程
• 图30：TGV 金属化后的多层 RDL 堆叠结果
• 图31：LPKF 公司研发的 LIDE 技术可以实现精确的 TGV 开孔加工

表格索引

• 表1：主要基板材料性能对比
• 表2：京东方 Mini LED 旗舰系列 TV 显示屏对比
• 表3：2.5D 封装主流路线对比
• 表4：3D 封装主流路线对比
• 表5：海外芯片巨头针对玻璃基板的布局情况
• 表6：不同玻璃通孔制备方法对比
• 表7：TGV 孔内镀膜方式对比
• 表8：海外玻璃基板材料公司布局
• 表9：国内主要玻璃基板材料厂商布局