三星电机正在加速半导体玻璃基板业务。该公司决定建设原型生产（中试）线，原计划于今年提前一个季度建设。分析为试图通过从研发到量产的速度战来追赶竞争对手。

三星电机近日确认，半导体玻璃基板中试线设备的引进完成日期将为9月。我们计划在世宗市建设的试验线内部选择一家设备公司，并开始认真建设该设施。三星电机已与主要玻璃基板设备供应商分享了其交货时间表”，并补充道，“我们计划确保自动化功能，包括三星的安全法规，并在 9 月之前完成进口。

与现有的塑料（有机）材料相比，玻璃基板可以形成更精细的电路并且更薄。它具有耐热性，作为高性能计算（HPC）的半导体基板而受到关注。

据此，三星电机在今年1月的CES 2024上正式进军半导体玻璃基板市场，并公布了今年建设中试线、明年量产原型、2026年量产的路线图。尽管这是一个为期一年的计划，但据报道，该公司内部正在采取更积极的行动。他们已经足够积极地与多家设备供应商讨论生产线建设。


1、玻璃基板有什么优势，能引得几家大厂竞折腰？

在半导体领域追求推进摩尔定律极限的当下，行业公司们都在使出浑身解数，以图纳入更多晶体管、实现更强算力。不过之前，大部分竞争焦点集中于如3D封装等工艺环节，而玻璃基板则代表着另一环节竞争——材料。

对于基板材料领域而言，玻璃基板是一项重大突破，它可解决有机材质基板用于芯片封装产生的翘曲问题，突破现有传统基板限制，让半导体封装晶体管数量极限最大化，同时更省电、更具散热优势。

因此厂商们对其给予厚望。英特尔就表示，到2030年之前，半导体产业很可能会达到使用有机材料在硅封装上延展晶体管数量的极限，有机材料不仅更耗电，且有着膨胀与翘曲等限制，而玻璃基板技术突破是下一代半导体确实可行且不可或缺环节；该突破使封装技术能够持续扩展，实现在单一封装中容纳1兆个晶体管目标，并将摩尔定律延续到2030年之后。

用英特尔的话来说，玻璃基板能将单个封装中的芯片区域增加50%，从而可以塞进更多的Chiplet。


2、行业玩家，竞逐玻璃基板赛道

作为封装基板领域的探索引领者，2023年9月，英特尔推出基于下一代先进封装的玻璃基板开发的最先进处理器，计划于2026~2030年量产。

英特尔表示，玻璃基板具有卓越的机械、物理和光学特性，能够构建更高性能的多芯片SiP，在芯片上多放置50%的裸片，从而可以塞进更多的Chiplet。凭借单一封装纳入更多晶体管，预计将实现更强大的算力。

同时，为了弥合机械和电气之间的差距，英特尔能够在玻璃通孔（TGV）上实现更紧密的间距，将TGV的间距控制在100μm以内，从而允许整体上有更多数量的通孔，将TGV密度提高10倍。所有这些最终使得通过基板核心路由信号变得更加灵活，并且在某种程度上使得使用更少的RDL层路由信号变得更加容易。

英特尔称该成果将重新定义芯片封装的边界，能够为数据中心、人工智能和图形构建提供改变游戏规则的解决方案，推动摩尔定律进步。

值得一提的是，英特尔认为玻璃基板的特性非常适合Chiplet，由于小芯片设计对基板的信号传输速度、供电能力、设计和稳定性提出了新的要求，在改用玻璃基板后就可以满足这些要求。

众所周知，英特尔一直致力于推动Chiplet的发展，并且拉动一批头部大厂组成UCIe联盟，旨在降低小芯片先进封装技术的设计成本，实现小芯片之间的互联制定统一。这次抢跑玻璃基板工艺，其背后大概也有引领行业标准的“私心”。

英特尔表示，针对玻璃基板方面的相关研究工作可以追溯到十年前，并且已经在美国亚利桑那州投资超过10亿美元，用于建设研发产线。

英特尔在业界率先推出用于先进封装的玻璃基板，一方面延续了近期PowerVia和RibbonFET等技术突破的良好势头，展现了英特尔对Intel 18A制程节点之后的下一个计算时代的预先关注和展望。

另一方面，这或许也是英特尔从封装测试下手，应对台积电新策略。

目前，英特尔正朝着2030年在单个封装上集成1万亿个晶体管的目标前进，而包括玻璃基板在内的先进封装技术的持续创新将有助于实现这一目标。

而就在近日，据韩媒sedaily报道，三星已经成立了专门的团队，研发“玻璃基板”技术。

三星集团子公司三星电机宣布与三星电子和三星显示器等主要电子子公司建立联合研发（R&D）统一战线，研发玻璃基板，并将在2026年开始大规模量产，旨在比十年前进入玻璃基板研发的英特尔更快地实现商业化。

组建“军团”加码研发，这足以见得三星集团对玻璃基板的重视。

英特尔和三星的积极部署，可以理解为是其迎战台积电的一大策略。当前，在先进工艺领域台积电依旧领先，而在先进封装领域台积电CoWoS实力雄厚，拥有较高的专利壁垒，英特尔和三星除在工艺层面加紧布局之外，先进封装领域也需要寻求新的路径实现追赶甚至超越，而玻璃基板成为一个最佳的“跳板”。

至于台积电的“隐忍”，有行业专家表示，台积电虽还没有相关动作，但应该也在密切关注。台积电在CoWoS领域火力全开，接连获得大厂订单享受红利，因而并不急于投入巨资押注玻璃基板，仍将继续沿着现有路径升级迭代，以保持领先地位不可撼动。而一旦台积电觉得时机成熟，将会大幅加码。

而在这项技术领域中，除了英特尔和三星，已有多个强劲对手入局。

3月25日，LG Innotek CEO Moon Hyuk-soo在回答有关发展半导体玻璃基板业务的问题时表示：“我们半导体基板的主要客户是美国一家大型半导体公司，该公司对玻璃基板表现出极大的兴趣。当然，我们正在为此做准备。”

日本DNP展示了半导体封装的一项新开发成果——玻璃芯载板 (GCS：Glass Core Substrate)，据称可以解决ABF带来的许多问题，准备在2027年量产。

DNP声称，其具有玻璃芯的HDI载板与基于有机树脂的载板相比具有更优越的性能。据介绍，使用玻璃芯载板 (GCS) 可以实现更精细的间距，因此可以实现极其密集的布线，因为它更硬并且不易因高温而膨胀。

要说最早入局玻璃基板的，还得是韩国SK集团旗下的Absolics。Absolics 2021年在世界上首次开发的“高性能计算（HPC）用玻璃基板”指定为新的增长动力。去年，Absolics又投资了6亿美元，计划在乔治亚州科文顿建一座月产能达4000块的玻璃基板工厂。

Absolics看好玻璃带来的机会，将其视为半导体封装的改革者。

Absolics表示，随着微处理的性能提升已达到极限，半导体行业正在积极利用异构封装，但现有的半导体载板必须通过称为硅中介层的中间载板连接到半导体芯片，而内置无源元件的玻璃载板可以在相同尺寸下集成更多的芯片，功耗也减少了一半。

作为全球第一大基板供应商，日本Ibiden也在去年10月宣布，拟将玻璃基板作为一项新业务研发。据知情人士透露，当前Ibiden正处于半导体封装用玻璃芯基板技术的探索阶段。

另外，玻璃大厂康宁也看好玻璃在载板中的机会。他们认为，玻璃的诸多特性优势是应对传统封装材料挑战的绝佳解决方案。康宁公司正在积极探索400G及以上的集成光学解决方案，集成电光玻璃基板将被应用于CPO工艺中。

有业内人士指出，从行业整体来看，目前国外厂商对于玻璃基板的布局份额处于领先地位，包括美国康宁、美国申泰、日本泰库尼思科和KISO WAVE等。而国内方面，沃格光电、厦门云天半导体等企业也取得不同程度进展。

需要注意的是，目前国内与国外的差距更多是体现在装备方面，相关装备被美日德垄断，国产替代道阻且长。毕竟装备方面的追赶不是一朝一夕的，但是从工艺技术角度开发角度来看，国产厂商或存在弯道超车的可能。


3、带动玻璃通孔技术成为热门

不只是加速玻璃基板技术的研发，英特尔还计划引入玻璃通孔技术TGV（Through Glass Via），将类似于硅通孔的技术应用于玻璃基板。

在此之前简单了解什么是硅通孔，硅通孔技术即TSV（Through Silicon Via），它是通过在芯片与芯片之间、晶圆和晶圆之间制作垂直导通；TSV技术通过铜、钨、多晶硅等导电物质的填充，实现硅通孔的垂直电气互联，这项技术是目前唯一的垂直电互联技术，是实现3D先进封装的关键技术之一。

玻璃通孔是穿过玻璃基板的垂直电气互连。与TSV相对应，作为一种可能替代硅基板的材料被认为是下一代三维集成的关键技术。

与硅基板相比，玻璃通孔互连技术具有优良的高频电学特性、大尺寸超薄玻璃基板成本低、工艺流程简单、机械稳定性强等优势。可应用于2.5D/3D晶圆级封装、芯片堆叠、MEMS传感器和半导体器件的3D集成、射频元件和模块、CMOS 图像传感器 、汽车射频和摄像头模块。基于此，玻璃通孔三维互连技术成为当前先进封装的研究热点。

英特尔在玻璃基板领域的突破无疑为整个行业带来了新的活力，同时也成功激发了业界对TGV技术以及基板性能的广泛兴趣和深远期待。这一突破不仅彰显了英特尔在技术创新上的领先地位，也为整个电子产业带来了全新的发展机遇。