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玻璃基板产业解读芯片先进封装的材料革命
1. 玻璃基板产业核心催化与量产节奏产业拐点与量产规划:全球产业关键拐点在2023 年9 月,
英特尔发布量产规划(原定2028-2030 年)。2026 年1 月CES上展出玻璃基样品,量产节点乐观提前至2027-2028 年。
量产时间线梯队:第一梯队英特尔(2027-2028 年);第二梯队台积电及台系载板厂(2028-2029 年);第三梯队中国大陆厂商预计2029 年实现量产。
国内“元年”:2026 年被业内视为元年,因国内终端算力芯片厂商(除H 公司外)今年开始入局开发玻璃基,下游板厂中试线逐步完善。
2. 技术路线与应用场景排序三类产品形态与难度递进:玻璃基板应用于Substrate(载板层)、Interposer(中介层)、CPO(共封装光学)。工艺难度依次递增,目前Substrate 成熟度最高,最快量产。
核心驱动力:对比有机基板(ABF 叠层),有机材料翘曲问题严重,层数限制在16-18 层。玻璃基板提供更好的韧性,
TGV 通孔径(微米级)较有机(百微米级)线距提升接近一倍,可实现更高层数(20 层以上)和更高集成度。
应用场景优先级:最快导入超大型AI/HPC 芯片(芯片尺寸≥100×100mm,GB200 已达该尺度),其次CPU/TSV 硅中介层工艺更薄(<0.2mm),良率挑战大,进度靠后。 3. 产业链关键卡点与国产替代进度 两大核心卡点:①孔内金属化(PVD 设备沉积种子层,深宽比10:1,孔径50-60μm,板厚500-600μm);②表面增层良率(每层80%良率,20 多层叠层后综合良率极低)。 良率现状:量产目标综合良率30-40%。海外(英特尔)2022年时良率约万片出几十片,当前已大幅提升;国内主要瓶颈在PVD 深孔溅射覆盖不稳定及增层良率。 设备与材料国产替代PVD 设备:海外应用材料领先;国内矩阵科技(应用材料团队创业)、汇成真空等在开发。 激光设备:大族激光、碧尔已有一代/二代TGV 设备交付。 电镀环节:价值量占TGV 工艺线体约10%,国内厂商有苏州苏克思、深圳新区、东威等。 玻璃原片:全球主流为肖特(BF33 透辉玻璃)和康宁,提供4-5 款货架产品。国内中建材(凯盛)送样较早,但批量稳定性不足,主因下游选型少。 4. 竞争格局与投资要点下游载板/面板厂角逐:国内安捷利美维技术储备最快,京东方紧随其后已投产线;其他厂商(深南电路、兴森科技等) 大多观望。单条中试线投入10-20 亿元,资金实力是门槛。 终端客户:海外以英伟达、博通、高通为首,博通2024 年已在国内下单;国内算力芯片厂除H 公司外2026 年开始入局。 成本与定价:目前玻璃基载板成本远高于有机基板,行业尚处工艺未定型阶段,无法精确量化成本差异,但定位为更高端封装,终端客户短期内不优先考虑成本。 问答整理 1玻璃基板相对于有机和硅来说,确实有一些明显的优势,但玻璃基板可能也会有一些本身性能上的短板,比如它比较脆, 导热性相对差,长期可靠性弱。在高功率AI 芯片场景下, 会不会存在物理上的极限? 玻璃基板确实存在可靠性和散热问题。可靠性方面,有孔内裂纹和边缘裂纹的风险,但业内正在开发激光改进、缓冲层等方案规避。散热方面,通过外设散热组件或开发微流道结构进行冷却。这些都有解决方案在推进。 2产业链环节中,TGV 成孔和金属化是比较大的卡点。能否详细梳理哪些环节卡点明显?哪些卡点海外已突破而国内仍有问题? 主要卡点是孔内金属化和增层良率。孔内金属化受限于PVD设备,海外应用材料领先,国内矩阵科技等正在开发。增层良率方面,国内ABF 增层布线良率不稳定,台系和美国本土 厂商表现更成熟。 3各道工艺的良率大概是什么水平?要达到量产,良率应该在什么水平?国内外差距多大? 目标量产良率为30%到40%,目前最大良率折损在分层,每层约80%良率,多层叠加后很低。金属化方面国内PVD 设备不稳定也带来不良。海外方面,英特尔在2022 年良率很低, 但此后有提升。 4几条主流的玻璃基板技术路线核心差异是什么?是什么导致落地节奏快慢?谁会更优先量产?节奏如何? 技术路线趋同,打孔方式已确定,金属化方面PVD 仍是主流但设备昂贵。其他细方向差异不大。英特尔最快,预计2027-2028 年量产,台系围绕台积电在2028-2029 年,中国大陆预计2029 年。 5国内原片厂商的进度如何?预计什么时候可以有实质性突破,比如送样成功? 国内厂商如凯盛(中建材)等早期已有送样验证,但批量稳 定性不及肖特、康宁。目前国内厂商正针对特殊需求开发玻璃,未来有望逐步替代进口,但现阶段仍以进口为主。 6行业什么时候进入量产状态? 最早量产的是英特尔,乐观估计2027 年,一般2028 年。台系厂商在2028-2029 年,中国大陆厂商在2029 年左右实现真正量产。 7国内玻璃基板产业链主要参与的厂商有哪些? 原材料方面:凯盛(中建材)等。设备方面:激光器厂商大族、碧尔;PVD 设备矩阵科技、汇成真空;电镀设备厂商较多。加工方面:玻璃芯板加工有深南电路、兴森科技;增层布线有京东方、安捷利美维。 8电镀环节的价值量占比多少?国内设备厂商有哪些?中微科技的产品市占率如何? 电镀设备在TGV 工艺线中占比约10%。国内设备厂商有深圳新区、苏州苏克四、东威等。中微科技的市占率没有明确数字。 9面板厂商和IC 载板厂商都在切入玻璃基板终端产品,谁会更有机会胜出? 目前技术上最领先的是安捷利美维和京东方,其他厂商多在观望。面板厂商有玻璃增层优势,载板厂商有ABF 分层优势, 最终难判断,未来可能有新玩家入局。 10国内电镀液厂商有哪些产品研发比较领先? 国内电镀液厂商如天成,有开发出相关产品并有客户试用。 11玻璃基板在AI 场景中,如GPU、HPC、HBM、CPU 等,哪个导入优先级更高?核心客户有哪些? 最快的是Substrate 载板应用,面向超大型芯片(如GPU、 HPC),目前英伟达、博通、高通等都在开发。CPU 的玻璃封装难度更高,进度相对靠后。 12不同场景的终端客户对玻璃基板成本的接受度如何?价格敏感度怎样?是否会限制落地范围? 目前玻璃基板成本远高于有机载板,但终端尚未明确考虑成本。未来成本会下降,但具体幅度不确定,且工艺方案未定, 成本浮动大。 13CoWoS 板级封装是不是会比玻璃基板载板的封装更先落地? CoWoS 的Substrate 就是玻璃基板载板,两者是同一回事。
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