玻璃基板，更近了

（原标题：玻璃基板，更近了）

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玻璃基板被认为是先进芯片封装的技术革新者。由于其超低凹凸度、更好的热稳定性和机械稳定性等独特性能，玻璃基板比现有的树脂基板更耐用、更稳定，从而保证了头部中更高的互连密度。这些优势使得高密度、高性能芯片封装可用于AI和数据中心等数据密集型工作负载。

此前，英特尔公司承诺到2028年投资1.3万亿韩元（9.431亿美元）实现玻璃大规模商业化。现在，越来越多的巨头参与其中。

三星，首次披露

三星电机表示，公司正在构建半导体玻璃基板生态系统。这是为了尽快实现作为下一代基板备受关注的玻璃基板的商业化，并解决技术难题。这也体现出通过建立材料、零部件、设备（SME）和工艺的合作体系来引领市场的意愿。

三星电机研究院院长（副院长）周赫16日在首尔浦项制铁大厦驿三馆举行的“电子时代技术日：玻璃基板全集”发布会上表示，“计划与多家供应商和技术合作伙伴成立联盟，打造半导体玻璃基板生态系统”。

这是三星电机首次公开其半导体玻璃基板事业生态系统构建战略。虽然具体时间尚未透露，但已确认正在与多家供应链公司进行洽谈。预计将于近期推出。

周副会长表示，“开展半导体玻璃基板事业需要建立生态系统，以降低各种风险，强化价值链，促进技术进步”，并表示，“三星电机内部正在迅速构建合作体系”。

三星电子此举被解读为进军半导体玻璃基板市场、抢占先机的举措。随着人工智能（AI）的普及，需要新的基材来替代现有的塑料材料，而玻璃被认为是最佳选择。三星电子准备于第二季度在其世宗工厂启动玻璃基板试生产线。量产目标为2027年以后。不仅与三星电子半导体的协同效应，与Nvidia、英特尔、高通等AI大型科技公司的合作也值得关注。

该研究实验室负责人表示：“由于高性能计算（HPC）和人工智能（AI）的发展，半导体芯片之间来回传输的数据量正在呈爆炸式增长。” “玻璃基板的优势在于可以在基板上绘制微电路并降低功耗。”

他补充说，玻璃基板比传统基板的翘曲（翘曲）更小，更容易实现精确的信号传输路径（电路），并且可以在基板上形成大量铜通道，从而实现高功率效率。

但由于这是一种前所未有的基材，技术门槛很高。代表性的例子包括玻璃加工技术，通过在玻璃上钻孔并实现光滑的表面来创建铜通道（穿过玻璃的电极，TGV）。这也是三星电子力图打造玻璃基板生态系统的原因。目标是与拥有专业知识的合作伙伴携手，迅速克服技术障碍。

研究中心负责人表示：“我们正在与合作伙伴一起在TGV和玻璃平板化（dising）领域开发技术创新。”据悉，该玻璃基板的可靠性和功率效率也通过多次样品制造得到确认。

三星电机不仅瞄准被称为玻璃基板中的主基板的“玻璃芯”，还瞄准作为中间基板的“玻璃中介层”市场。它是AI半导体芯片中连接图形处理单元（GPU）和高带宽存储器（ HBM ）的核心基板。该研究中心负责人表达了开展业务的意愿，他表示：“玻璃中介层市场与玻璃芯市场同样重要。”

竞争愈演愈烈

争夺计算机芯片制造用玻璃基板早期领先地位的竞争正在升温，零部件公司预测这种所谓的“下一代材料”的商业化可能比最初预期的更快实现。

据韩国交易所消息，化学制造公司 SKC 的股价从 1 月 2 日的 109,700 韩元上涨至周三的 158,400 韩元，涨幅达 44.4%，是同期 KOSPI 指数上市股票中涨幅最大的股票之一。

此次上涨似乎是由投资者对该公司玻璃基板商业化的预期所推动的。此前，SK集团董事长崔泰源在拉斯维加斯举行的CES 2025科技贸易展上参观了SK集团旗下子公司SKC的展位。他随后表示，他“刚刚卖掉了”SKC的玻璃基板。

据推测，崔泰源在参观展位之前曾与 Nvidia 首席执行官黄仁勋会面，因此他的言论被认为意味着 SKC 即将与 Nvidia 签署玻璃基板协议，尽管该公司仍处于量产前的阶段。

玻璃基板被认为是下一代芯片基板，将取代传统的塑料基板。塑料基板重量轻且成本低，但耐热性低且易翘曲。为了解决这些问题，制造商一直在芯片和基板之间插入硅基中间材料（称为中介层）。这种方法导致生产成本增加，制造工艺速度减慢。

相反，玻璃基板具有优异的耐热性和抗翘曲性，同时允许在单个基板上堆叠更多芯片。它还具有更光滑的表面，允许在表面转移超精细的电路图案。

这使得半导体速度提升高达40%，同时功耗降低一半。专家们常常将塑料基板上堆叠芯片比作“在沙地上建房”，而使用玻璃基板则如同“在岩石上建房”。随着芯片行业越来越注重在单个基板上堆叠更多芯片，专家预测，半导体行业的力量平衡可能会向基板制造商倾斜。

鉴于这些优势，英特尔、AMD和博通已宣布计划在其下一代芯片中采用玻璃基板。英特尔目前已投资10亿美元用于玻璃基板的开发，目标是在2030年实现商业化。

在韩国企业中，SKC已率先取得领先。

为了推进玻璃基板技术，SKC于2021年与全球最大的半导体和显示设备公司Applied Materials以70:30的比例合资成立了Absolics。

Absolics去年上半年在佐治亚州建成了全球首个玻璃基板量产工厂，并获得美国政府7500万美元的生产补贴和1亿美元的研发补助。

去年 10 月，Meritz Securities 分析师 Roh Woo-ho 表示，SKC 的 Absolics 凭借其研发能力、专利数量、量产能力和潜在客户群，是“顶级企业”，技术领先竞争对手三年多。

该公司目前正在与全球大型科技公司进行洽谈，并计划在今年年底前开始大规模生产。

三星电机和LG Innotek也在加速布局玻璃基板业务。

三星电机已在其世宗工厂建立了一条试验生产线，计划今年向客户提供原型机，预计将于2027年后开始量产。

三星电机首席执行官张德铉在 CES 2025 新闻发布会上表示，“芯片行业的趋势正从前端（先进芯片）转向封装、基板和集成平台”，该公司“正在与多家客户就玻璃基板进行谈判，计划今年向两到三家客户提供原型”。

同样，LG Innotek 正在其位于庆尚北道龟尾的工厂建立一条试验生产线，并计划今年开始小规模生产原型。

“玻璃基板是我们应该走的路，”LG Innotek 首席执行官文赫洙在 CES 2025 上接受记者采访时表示。“预计未来两到三年内，玻璃基板将广泛应用于通信半导体。对于服务器半导体，预计五年左右将成为主流解决方案。”

挑战重重

玻璃面板应用面临的一大障碍是缺乏统一的玻璃基板尺寸、厚度和特性标准。与遵循精确全球规格的硅晶圆不同，玻璃基板目前缺乏普遍接受的尺寸和特性。对于致力于生产通用兼容设备的设备制造商，以及寻求在不对工艺进行重大调整的情况下更换基板的半导体工厂而言，标准化的缺陷使其面临挑战。

与标准化密切相关的是兼容性问题，这不仅关乎不同批次玻璃基板之间的兼容性，也关乎基板与其所支持的半导体器件之间的兼容性。玻璃独特的电学和热学特性必须与半导体器件的电学和热学特性进行精确匹配。

“你不会在成熟的产品上使用玻璃，”ASE的Chang补充道。“它将应用于最先进的应用，并拥有更好的电源解决方案。但这将更难处理。这是它的关键问题之一。”

随着半导体行业向芯片级封装和3D-IC等先进封装技术迈进，后端工艺正在发生显著的变革。这一转变涉及传统上与前端半导体制造相关的方法的采用和调整。

如今，光刻技术在实现小于 2μm 的线距方面发挥着关键作用，而这对于采用小芯片和 2.5D/3D IC 封装至关重要。但这些更精细的尺寸也要求材料能够承受更严格的加工条件，同时保持结构和功能的完整性。

Synopsys高级产品营销经理 Travis Brist 表示：“我们目前面临的最大挑战是如何最大限度地利用光刻工具。虽然我们一直在努力做到这一点，但它正变得越来越重要。”

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