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玻璃基板机构专题研报-AI 算力时代先进封装核心材料

wang wang 发表于2026-06-15 00:57:24 浏览1 评论0

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玻璃基板机构专题研报-AI 算力时代先进封装核心材料
AI 算力浪潮重塑先进封装体系,玻璃基板迎来黄金发展周期。在后摩尔 时代,芯片物理制程微缩逐步逼近极限,2.5D/3D 先进封装、Chiplet 异构 集成成为提升算力的核心路线,AI 大算力芯片、超大规模封装对基板材料 提出极高要求。传统有机基板存在翘曲大、高频损耗高、散热与稳定性不 足等短板,硅中介层则受晶圆尺寸限制、成本居高不下,均难以匹配当下 超大尺寸封装、高速互连、光电集成的发展趋势。玻璃基板凭借热学稳定 性佳、翘曲变形小、热膨胀系数与硅片高度匹配、高频介电损耗低、布线 密度高等综合性能优势,成为先进封装下一代核心基材,同时也是光电共 封装(CPO)实现规模化落地的关键载体,行业成长空间广阔。从市场维 度来看,全球玻璃基板行业维持高景气,增长速度大幅领跑传统封装基板。 数据显示,2026 年全球玻璃基板市场规模预计达 186 亿美元,2026-2030 年复合增长率 14.5%,远高于有机基板 6%的增速;长期维度上,2028- 2040 年行业复合增速更是达到 67.2%,赛道长期成长逻辑扎实。现阶段 行业核心瓶颈集中在 TGV 玻璃通孔、微孔金属化、铜层附着力等工艺环 节,玻璃基板当前制造成本较有机基板高出 30%-50%,整体良率仍有较 大提升空间,技术壁垒构筑行业短期竞争格局。 全球头部企业已率先完成技术卡位,掀起产能与商业化竞速。英特尔作为 行业先行者,结合自身 EMIB 多芯片互连技术推出玻璃核心基板样品,产 品尺寸、平整度、可靠性均实现突破,规划 2030 年实现全面商用,并联 合合作伙伴斥资大额资金布局海外大型生产基地,持续扩充全球产能。晶 圆代工龙头台积电针对性推出 CoPoS 面板级封装平台,以玻璃作为中介 层适配超大尺寸封装,制定了完整的研发、试产、量产时间表,预计 2030 年四季度正式产出商用产品。韩日厂商同样加速落地:三星电机联合日本 住友化学成立合资公司,锁定 2027 年后量产;SKC 联合应用材料打造大 型玻璃基板工厂,Rapidus 推出超大尺寸玻璃中介层样品,多家企业集中 在 2026-2028 年迎来产能释放。材料巨头康宁依靠独家熔融下拉制程掌握 高端玻璃基材核心技术,持续深耕玻璃基 CPO 光电集成方案,推动光、电 布线一体化融合,巩固材料端龙头地位。
 国内产业链紧跟全球趋势,实现从单点研发向全链条协同突破。龙头企业 京东方投入巨资建设半导体玻璃基封装载板中试产线,配套完整高端工艺 设备,目前已完成样品交付与客户概念认证,进入技术测试阶段,同时与 全球玻璃龙头康宁达成战略合作,协同攻关前沿技术,规划 2027 年实现 初始量产、2029 年迈向规模化应用。除终端封装基板外,国内在玻璃材 料、TGV 成孔工艺、激光加工设备、封测、光互连等细分环节多点开花: 沃格光电、云天半导体攻克玻璃深孔、RDL 布线等核心工艺;彩虹股份、 凯盛科技、东旭光电发力封装玻璃与 TGV 相关产品;大族激光、帝尔激 光、盛美上海等上游设备材料厂商同步配套研发。当前国内产业链已摆脱 单一企业样品研发阶段,各环节技术能力逐步打通,整体正由“单单点可用 加速向单系统量产 过渡。
根据 SEMI 报告,当前半导体厂商在传统工艺微缩竞赛之外,正寻求提升整体系统性能 的新路径,先进封装技术的重要性显著提升,预计 2028 年至 2040 年期间,玻璃基板市 场的复合年均增长率(CAGR)将达到 67.2%。Omdia 数据显示,2026 年全球玻璃基 板市场规模 186 亿美元,2030 年突破 320 亿美元,年复合增长率达 14.5%,远超有 机基板约 6%的增速。 
TGV“(玻璃通孔)成孔的工艺精度与孔内充充金属化技术,是阻当当前玻璃封装成熟落 地最关键的技术壁垒。在实际制程工艺中,主流工序通常需先利用特定波长的激光照射 玻璃使其发生局部热应力和结构变化,随后通过湿法化学刻蚀精确溶解并扩大通孔,最 后进行金属籽晶层沉积和电镀充充。由于玻璃材料与生俱来的高脆弱性,要在其上钻出 数万个直径仅数十微米的微孔,任何孔位偏离或内壁产生的微裂纹都会引发整块基板直 接物理破碎报废。此外,极度光滑的玻璃表面导致其与铜层之间的附着力极差,在电-热 -力多场耦合作用与高电流密度下,TGV 结构极易产生铜层剥离、充充空洞以及电迁移 (EM)失效,严重威胁系统的长期可靠性。以上技术难点导致目前玻璃基板制造成本 仍高于有机基板 30-50%,良率也处于追赶阶段(行业一般从 65%提升至约 82%)。
海外龙头积极布局,全球化产能与技术竞赛开启 。英特尔(Intel):战略抢跑与供应链全球重构 
Intel 作为玻璃核心基板的先行者,自 2023 年正式公布技术以来,已取得显著进展。 其核心创新在于用高纯度实心玻璃核心替代传统有机层压板的编织玻璃核心,结合自身 成熟的 EMIB(嵌入式多芯片互连桥)技术,实现高带宽芯片 let 间通信。2026 年初在 NEPCON Japan 展会上,Intel 展示了首款集成 EMIB 的玻璃核心基板样品:尺寸约 78×77mm(接近双 reticle 规模)、采用 10-2-10 堆叠结构(总厚约 800μm)、凸块间距 45μm,并成功实现“单No SeWaRe “(无微裂纹),标志着技术稳定性大幅提升。据电子发 烧友网报道,英特尔计划在 2030 年前实现玻璃基板全面商用,目前已从试点线迈向大 规模量产,2026 年将持续扩大亚利桑那工厂产能,并探索越南等新增产线。未来,玻璃 基板将进一步与 Intel 18A 制程、混合键合等 3D 技术深度融合,支撑更复杂的 chiplet 架 构和光电集成。 
在产能铺设上,英特尔与其核心生态伙伴 3DGS 正计划联合投资高达 33 亿美元,在印度 奥里萨邦(Odisha)建立一座专注于先进封装玻璃芯基板及高密度互连技术的超大型制 造工厂,规划建设周期为五到六年 据 The Next Web 。 报道,印度政府表示该工厂预计 每年将生产约 70,000 块玻璃基板,以及大约 50 百万套组装单元和近 13,000 块先进的 3D 异构集成模块。同时,其位于美国新墨西哥州的里奥兰乔(Rio Rancho)基地有望在 未来率先承载起英特尔首个大批量玻璃基板的商业化量产任务。
台积电(TSMC):推进 CoPoS 方形面板级封装平台。晶圆代工龙头台积电为应对昂贵的硅中介层成本以及大尺寸 CoWoS 封装的应力瓶颈, 在产能与技术路径上作出了清晰的梯队规划。在产品设计层面,台积电在 CoPoS 架构中 将玻璃作为中介层使用,要求其物理厚度极致缩减至约 400 微米(仅为普通封装基板的 一半左右),由于对热膨胀系数匹配和热力学应力的标准极其苛刻,其综合制造难度与门 槛显著高于普通的玻璃核心基板方案。台积电明确规划在 2025 年率先推出 310×310 毫 米的 CoPoS 技术规范,并计划于 2026 年在载板大厂景硕设立全球首条专用试产线,2027 年小批量试产,直至最终实现商业量产。
 从最新规划节点来看,台积电将于 2026 年第 3 季开始拉入设备进行研发,研发线建置 约需一年;2027 年第 3 季才会针对 pilot line 下设备订单,设备交期约需三个季度;2028 年第 2 季 pilot 设备进入嘉义 P7 厂区,之后仍需约一年验证与调整;预估至 2029 年中 后,才会确定量产机台并向供应链下单,再经三个季度交机,即 2030 年第 1 季设备进 机,首批封装产品最快于 2030 年第 4 季产出。 
在 2026 年 6 月 4 日的股东会上,台积电董事长兼总裁魏哲家透露,台积电目前已建设 CoPoS 试产线,预计 2-3 年产量才能达到相当大的规模。他强调,先进封装与新材料技 术发展没有捷径,重点在于与客户共同验证,并确保量产效率与良率表现。
日韩阵营:三星电机与 SKC/Absolics 的产线冲刺。韩系半导体巨头在板级先进封装领域同样采取了全速冲刺的激进策略。三星电子及其子 公司三星电机(SEMCO)于 2024 年 CES 上高调官宣跨入半导体玻璃中介层开发,并迅 速于 2025 年成功建成首条玻璃芯基板专用试产线。三星电机在 2025 年 11 月 5 日宣布 同日本住友化学签署设立玻璃芯量产合资企业的谅解备忘录。这家拟议的合资公司将由 三星电机持有多数股权,双方计划在 2026 年签订主要协议,2027 年后实现量产。三星 电机-住友化学合资企业的总部将设在后者在韩子公司 DONGWOO 工厂,这座工厂也将是玻璃芯产品的初始生产基地。 
与此同时,由韩国 SKC 与全球设备巨头应用材料(Applied Materials)强强联合组建的 合资公司 Absolics,已斥资高达 3000 亿韩元在美国佐治亚州卡温顿建成了一座加工尺寸 达 500×500 毫米的玻璃基板先进工厂,规划于 2026 年率先步入全面投产阶段;而日本 新锐半导体力量 Rapidus 亦在 2025 年高调展示了目前全球尺寸最大、达 600×600 毫米 的玻璃中介层样品,明确锁定 2028 年实现量产。
康宁:全面向下游半导体封装领域跨界延伸的玻璃巨头。 康宁(Corning)作为全球玻璃科学巨头,正凭借其在显示玻璃领域的绝对统治力全面向 下游半导体封装领域跨界延伸。康宁凭借单熔融下拉制程 生产出的封装玻璃基材天然 具备极其卓越的尺寸稳定性、超高的表面平整度以及极佳的厚度一致性,完美契合了半 导体光刻与先进封装工艺的严苛约束。同时,康宁科研团队也在持续开发适用于玻璃通 孔成型与金属化性能的全新玻璃配方。 
此外,康宁正致力于实现让传导高频电信号的金属布线层与传导光信号的光波导通道在 同一块高精度玻璃平台上无缝协同运作,深层次重塑未来数据中心的物理架构。2023 年, 康宁提出了面向 102.4Tbit/s 数据中心交换机的玻璃基 CPO 方案,如图 12 所示,在玻璃 基板上集成 TGV、RDL 和 IOX 玻璃波导,实现 ASIC 与 PIC 的高效互连,并利用 IOX 波 导实现 PIC 与光纤约 1.5dB 的低损耗倏逝耦合。单个基板可封装 16 个 6.4Tbit/s 光模块, 满足高速交换需求。2025 年,康宁进一步推出板级扇出型光电路板,如图 13 和图 14 所 示,集成了 1024 条低损耗 IOX 波导,传输损耗为 0.1dB/cm,直接连接 CPO 光收发机 与面板光连接器,大幅减少传统光纤布线需求,显著简化光交换机与服务器间的板级光 互连架构。
京东方引领国内产业链加速突围,多点突破构建本土供应链。 大陆半导体显示面板龙头京东方(BOE)全面推进半导体玻璃基板战略。为了加速国产 半导体玻璃基板的突围,2024 年,京东方已大举投资高达 9.93 亿元人民币,在北京亦 庄建立起了一座拥有 2000 平方公尺高规格洁净车间、集成了包括高精密原子层沉积 (ALD)、光罩微影、全自动光学检测(AOI)及无电解铜镀等上百台全工艺流程核心设 备的智能化半导体玻璃基封装载板中试线,并且其板级研发样品已跨过关键技术门槛。 根据该亦庄玻璃基中试项目的最新建设日程表,其 2025 年已全面步入关键核心设备的 搬入与工艺联调阶段,产业化节奏规划在 2027 年正式形成本土初始量产能力,并于 2029 年推动国产高附加值大尺寸封装技术向规模化应用迈上全新台阶。
5 月 20 日晚,京东方发布与康宁公司签订合作备忘录的公告,双方将围绕玻璃基封装载 板、可折叠玻璃、钙钛矿玻璃基板、光互连相关应用等重点领域开展合作,共同探索具 有商业潜力的技术与市场机会。该备忘录自双方授权代表签字之日起生效,有效期为三 年。期满前如双方无异议,可经协商续签或延长。据公司公告,京东方于 2024 年 投资 9.93 亿元建设玻璃基封装载板试验线。目前已给部分国内客户送样,部分客户已通 过概念认证,并进入技术测试阶段。光互联方面,公司下属子公司于 2023 年投资建设 MicroLED 芯片生产线。日前公司下属子公司的 MicroLED 光互联芯片已产出相关样品并 为客户送样。6月12日公告:公司玻璃基封装载板业务布局及进展?答:公司2020年启动玻璃基载板技术调研,2022年投资 3.9亿元建设玻璃基/硅基兼容的晶圆级创新实验平台,2024年投资9.93亿元建设板级玻璃基封装载板试验线,并于 2025年内完成主设备搬入调试,2026年上半年已实现全自动化设备通线。该试验线设计产能 1,000片/月。目前,公司已实现 TGV 开孔、深孔填铜、增层、布线等玻璃基封装载板全流程工艺拉通,并于2025年完成大尺寸高层数(9-2-9,20层)玻璃基载板样品开发和送样。公司目标产品大尺寸算力芯片先进封装所需的玻璃基载板(Glass Core Substrate),目前已给部分国内客户送样,部分客户已通过概念认证并进入技术测试阶段。截至目前,公司还未实现批量生产该业务尚未实现量产营收。
大陆产业链已在材料、TGV 工艺、设备与封测环节形成初步协同,但整体仍处于单单点 可用 向单系统可量产 过 渡阶段。工艺端,沃格光电已实现 3μm 孔径、150:1 深径比、 10mm 铜厚、4 层以上玻璃基板堆叠,重点突破铜附着力、微裂纹与孔内空洞问题;云 天半导体则通过诱导刻蚀技术,在 180μm 玻璃基板上实现空腔嵌芯和铜 RDL 布线,并 落地 77GHz 汽车雷达天线集成。材料端,彩虹股份作为显示玻璃龙头正在推进封装玻璃 研发,计划于 2026–2027 年完成关键认证、并于 2028 年实现小批量商用;凯盛科技、 东旭光电等也在布局 TGV 相关产品。我们认为当前国内产业链的积极变化在于,玻璃基 板已不再停留于单一公司样品阶段,而是在若干关键工艺环节上开始形成可验证的能力 拼图,距离完整商业化闭环距离不断缩短。(主要内容摘自国盛证券)

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