摘要:我国多家企业正加速推进通过玻璃通孔(TGV)玻璃基板技术,这一关键创新已成为先进芯片封装的焦点。TGV技术以其优异的散热、导电性和平坦度,适用于大芯片高功率封装,显著降低有机材料的变形风险。多家公司已建立试点生产线,标志着我国在半导体供应链中的自主化步伐加快。
我国多家企业正加速推进通过玻璃通孔(TGV)玻璃基板技术,这一关键创新已成为先进芯片封装的焦点。TGV技术以其优异的散热、导电性和平坦度,适用于大芯片高功率封装,显著降低有机材料的变形风险。多家公司已建立试点生产线,标志着我国在半导体供应链中的自主化步伐加快。这一进展不仅回应了AI和硅光子等高性能计算需求,还体现了从显示面板向半导体封装的跨界融合。
BOE作为领军企业,利用其显示技术积累,开发出集成TGV的半导体封装方案。其8英寸试点线已投产,实现了高密度3D互连和高深宽比TGV的突破,计划2026年后量产AI芯片用标准玻璃芯基板。亿晶科技(ECHINT)则率先实现玻璃面板级封装的量产,2024年启动高密度扇出多芯片模块(FOMCM)平台的生产,成为我国唯一具备此能力的厂商。这些努力源于国家对先进封装的支持,推动产业链从材料到集成的一体化。
玻璃通孔(TGV)技术示意图,图片来源于网络,侵删
TGV玻璃基板的核心在于通过玻璃通孔的精密形成和填充,确保垂直互连的高可靠性。3D CHIPS作为成都微电子子公司,率先提出TGV 3.0标准,实现亚10微米通孔和填充技术,2022年建成试点线,支持3D微系统集成。Sky Semiconductor突破4微米通孔直径,2024年掌握2.5D高密度玻璃中介层技术,其晶圆级封装出货量已超2万片,适用于AI、CPU和GPU大芯片封装。
广东佛智芯微电子则在面板级扇出封装和玻璃基板加工上领先,最小通孔直径达1微米,深宽比高达150:1,已建成我国首条自主知识产权的大面板级扇出封装量产线。未来,该公司将扩展玻璃基芯片let解决方案。WG Tech通过子公司TGV TECH,专注于玻璃基TGV多层精密电路板研发和制造。这些工程亮点依赖激光诱导深蚀刻(LIDE)和飞秒激光技术,确保通孔形态均匀,减少表面粗糙度。
在材料选择上,石英/熔融硅基玻璃因低热膨胀系数和光学透明度脱颖而出,支持高频电子和光刻应用。测试显示,优化后的TGV连接CPW结构在10W@6GHz输入下插入损耗仅0.51dB,温度升至36.2°C,证明其在高功率场景下的稳定性。
TGV玻璃基板市场正处于爆发前夜,2024年全球规模约7.2亿美元,预计2025-2034年复合年增长率超3.7%,驱动因素包括电子产业对高密度互连的需求。TGV芯基板细分市场2024年达1.88亿美元,到2032年将增至5.94亿美元,CAGR 17.4%。我国企业通过试点线布局,预计抢占先进封装市场10%以上份额,尤其在服务器模块和硅光子领域。
这一趋势源于全球供应链多元化,BOE等显示巨头转向半导体,类似于三星和英特尔在玻璃芯基板上的投资。2025年iTGV国际论坛主题“构建玻璃基板供应链”,聚焦TGV工艺、玻璃中介层和可靠性测试,凸显行业共识。工程上,TGV取代传统镀通孔(PTH),实现1微米线宽/间距,支持更高集成度,但面临缺陷敏感性和成本挑战。专利数据显示,激光设备商如LPKF的TGV相关授权激增,推动商业化。
竞争中,我国厂商凭借面板级扇出(FOPLP)优势领先,ECHINT的FOMCM平台填补国内空白。全球看,北美主导高端应用,但亚太地区CAGR更高,预计到2031年TGV设备市场从4.13亿美元增至6.52亿美元,增长6.7%。这一格局或加速芯片let架构普及,降低AI硬件成本。
TGV的工程难点包括制造复杂性,如高深宽比下的裂纹传播和热机械可靠性。有限元分析显示,重布线层(RDL)应力与玻璃断裂强度间的平衡需优化设计参数,如通孔密度。缺陷检测依赖AI辅助分类软件,早起识别杀手故障机制。相比有机基板,玻璃的热导率虽较低,但CTE可调减少翘曲,适用于薄型大尺寸封装。
未来,BOE的AI玻璃芯基板量产将扩展至高性能计算,广东佛智芯瞄准芯片let多领域。行业预计,到2030年TGV基板市场达4.78亿美元,CAGR 20.97%。我国需加强材料创新,如回收硅工艺,应对能耗压力。
总体而言,这一进展展示我国在TGV玻璃基板上的系统性推进,但需持续攻克可靠性关卡。该技术虽提升封装效率,却以协作和迭代为基础,方能融入全球AI供应链。
来源:万物云联网