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半导体玻璃基板:理想与量产之间仍存“鸿沟”

来源:网易科技 时间:2026-08-24 18:32:35

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2026年8月12日,据韩国媒体报道,三星电机在半导体玻璃基板方面的投资计划被推迟。由于客户对原型产品的可靠性评估过程中出现瓶颈,三星电机与日本住友化学旗下东友精细化工(Dongwoo Fine-Chem)合资成立的玻璃芯生产企业GlaSSEM的生产线建设进度被推迟,相关设备的订购时间也随之延后。


这已是GlaSSEM量产时间表的第三次推迟。自2025年11月首次通知设备供应商备货以来,量产节点从最初计划的2025年12月推迟至2026年3月,再到2027年下半年,如今进一步延后至2028年以后。三星电机在宣布成立GlaSSEM时,曾提出以2027年下半年启动生产为目标,然而在公布第二季度业绩时,公司已将生产启动时间调整至2028年。核心原因在于向客户交付的玻璃基板样品未能通过可靠性验证,项目陷入瓶颈。


GlaSSEM选址韩国京畿道平泽市,总投资约4800亿韩元,原计划2027年以后推进量产。即便今年内能完成设备下单,考虑到设备制造周期,生产线建设最快也要到2027年下半年才能完成。这一连串推迟引发了业内对玻璃基板技术成熟度和量产可行性的广泛关注。


玻璃基板关注度再提升


AI算力的持续升级把先进封装推到了聚光灯下。据Yole数据,2024年全球先进封装市场规模约460亿美元,同比增长19%,2030年有望达到794亿美元,年复合增速约9.5%。然而,当芯片性能提升越来越依赖封装层面的创新时,传统有机基板(ABF载板)的物理极限逐渐显现——在大尺寸封装中翘曲严重、互连密度受限、层数增加时良率下滑。


玻璃基板凭借其独特的材料特性成为替代方案。根据台积电供应链测试数据,导入玻璃基板后,封装共面性(COP)改善16%,有效热膨胀系数降低19%,有效弹性模量提升31%,供电完整性层面电阻值下降27%、电感值下降42%。玻璃的介电常数低、差损小、寄生效应能耗小,使信号传播速度更快、频率更高,对于高频信号传输应用尤为关键。

从应用场景来看,玻.jpg


从应用场景来看,玻璃基板未来有望用于三个方向:一是AI芯片与高性能计算封装。玻璃基板可支持下一代Chiplet架构与大型AI处理器设计,使芯片翘曲度降低70%,互连密度提升10倍,高频信号传输损耗减少40%。英特尔强调,到2030年前有机材料在硅封装上延展晶体管数量将达极限,而玻璃基板是"下一代半导体确实可行且不可或缺的进展"。


二是HBM存储芯片封装。玻璃基板可解决ABF载板面积受限和翘曲问题,在HBM堆叠层数日益增加的场景下尤为关键。SKC声称其玻璃基板可使封装厚度降低约25%、功耗降低30%以上。


三是CPO光互连与共封装光学。玻璃基板的光学特性使其成为CPO(Co-Packaged Optics)的理想载体,京东方已与康宁联合开发CPO光互连玻璃PCB基板,沃格光电(94.580, -6.41, -6.35%)也在参与产业链CPO的研发和应用。


Counterpoint Research预测,全球FOPLP(扇出型面板级封装)与GSP(玻璃基板封装)市场规模将从2024年的约6.5亿美元增长至2030年的81亿美元以上,AI与HPC应用将占整体市场营收的45.6%。全球玻璃芯基板市场则预计从2026年的1.28亿美元增长至2033年的10.36亿美元,复合年增长率高达34.8%。Prismark预测,玻璃基板在IC封装中的渗透率将在3年内达30%,5年内超50%。


【图表:全球玻璃基板市场规模预测图】

华泰证券(18.640, 0.04, 0.22%)按渗透率情景测算,2.jpg


华泰证券(18.640, 0.04, 0.22%)按渗透率情景测算,2030年全球市场空间约33亿至118亿美元(保守/基准/乐观分别为32.6亿/66.8亿/118.1亿美元)。部分乐观预测认为,2030年全球玻璃基板整体规模将突破180亿美元,其中半导体封装板块占比超55%。


全球主要玩家路径和节奏各有不同


目前半导体玻璃基板赛道已汇聚了英特尔、台积电、三星电机、SKC Absolics、LG Innotek、凸版印刷等重量级玩家,各家路径和节奏各有不同。


【图表:主要厂商玻璃基板量产时间表】

英特尔是玻璃基板领域投入最早、布局最深的玩家。.jpg


英特尔是玻璃基板领域投入最早、布局最深的玩家。自2014年起即通过其组装与测试技术开发团队推进玻璃基板研发,2023年9月将玻璃基板纳入先进封装路线图。2026年1月,英特尔在日本NEPCON展会上展示了业界首个集成EMIB(嵌入式多芯片互连桥)的厚芯玻璃基板样品,封装尺寸达78mm×77mm,采用10-2-10堆叠架构(上下各10层RDL再分布层、中间2层玻璃芯),总厚度800μm,凸点间距仅45μm。


该样品的关键成就是“No SeWaRe”零微裂纹。玻璃在切割、搬运环节最怕的就是裂,一旦有裂纹,后面所有工序都白干。英特尔为这个项目投入约10亿美元、历时近十年,一度传出被砍的风声,但新任CEO陈立武接手后继续。此前有报道称英特尔可能停止内部玻璃基板研发资金支持,但英特尔发表声明否认,称计划仍按2023年版路线图(2030年前向市场提供完整的玻璃基板先进封装解决方案)推进。


英特尔位于新墨西哥州里约兰乔的工厂有望成为全球首个玻璃基板量产基地,商业化部署目标定在2030年前后。其差异化在于将玻璃基板与CPO技术深度整合,并依托代工生态系形成协同效应,与AWS、思科等现有合作为其商业化路径提供了需求支撑。


2026年6月,台积电向供应链公开了CoWoS玻璃基板的路线图,合作方选了日本揖斐电(Ibiden)和台湾群创光电。台积电短期聚焦CoPoS,锁定310×310mm基板尺寸,2026年为设备与材料商验证关键期,预计2027年进入试产,2028年下半年正式量产。下一阶段布局重点将转向Glass Core Substrate,量产时程推估落在2030年后。台积电CoPoS中试生产线已于2026年2月启动设备交付。


台积电从“CoWoS转向CoPoS”的策略转变,反映了客户对技术规格、产能的需求,以及英特尔、三星的竞争压力。台积电董事长魏哲家曾在法说会预告,CoWoS在2022年至2026年的产能年复合增长率将在50%以上。


三星电机与日本住友化学旗下东友精细化工签订协议,成立合资公司GlaSSEM生产Glass Core,选址韩国京畿道平泽市,原计划2027年以后推进量产,总投资约4800亿韩元。三星电机已聘请前英特尔资深玻璃基板研发工程师Kang Doo-an负责技术战略。此外,三星电机还投资了金属表面处理公司Extol以加强供应链。


然而,如前文所述,GlaSSEM量产计划已三度推迟,最早可能要到2028年才能投产。三星电机在忠清南道世宗厂运营试验线,但客户可靠性认证未通过的瓶颈,使其成为主要玩家中进度最为落后的。


此外,韩国企业SKC于2021年成立专注于半导体玻璃基板的子公司Absolics,在美国佐治亚州设立玻璃基板制造工厂。Absolics已建成全球首座玻璃基板专用量产工厂,目前正向AMD和AWS等核心客户提供测试产品,目标是在2026年上半年实现量产和商业化供应。但SKC的进度也面临延期风险。最新报道显示,SKC已将量产目标锁定至2027年,其玻璃基板同样在等待客户可靠性认证通过。


LG Innotek的路线比三星电机更宽,同时切入玻璃核心和玻璃中介层两个方向。研发中心已安装试生产设备,计划在客户需求得到验证后将生产规模扩大到业务部门层面。LG Innotek还在考虑与玻璃加工企业建立合作关系和进行投资,以提升其技术竞争力。


日本凸版印刷株式会社在其位于石川县能美市的石川工厂引入一条用于研发下一代510mm×515mm半导体封装的试验生产线,计划于2026年7月投入运营。该生产线将进行有机RDL中介层和大型玻璃基板中介层的研发验证。凸版印刷已通过结构和加工技术的优化抑制了玻璃特有的“背割”(SeWaRe)问题,开发出具备高可靠性的基板。


7月13日,韩国材料专业公司JNTC与凸版印刷签署协议,联合推进TGV玻璃基板的商业化,双方将共同评估JNTC开发的TGV玻璃基板的产品性能和量产适用性。大日本印刷也在推进玻璃芯基板产品的小批量试产,目标2026-2027年规模供应。


玻璃基板走向量产应用技术挑战仍存


三星电机投资受阻的反应了玻璃基板从实验室走向大规模量产所面临的多重技术挑战尚未完全攻克。


TGV(Through Glass Via,玻璃通孔)玻璃基板工艺中的核心瓶颈之一。TGV需要克服激光能量不稳定导致的孔径一致性不足、钻孔过程产生的细微玻璃裂纹、蚀刻液难以深入10μm孔径影响导通效果,以及大规模量产条件下的动态对位精度等问题。此外,在激光钻孔或化学成孔之后,还须在金属化和填铜之前去除微细颗粒和有机残留物,清洗不彻底会导致空洞或断路,从而降低良率。


保持大尺寸的平整度是另一关键挑战。玻璃虽然具备先天平整性佳的优势,但基板尺寸放大至500×500mm以上后,维持整面纳米级平整度的难度大幅提升。


多层异质材料堆叠下的热膨胀系数(CTE)不匹配问题也不容忽视,其可能在制程中引发翘曲,进而影响曝光对位精度与整体良率。玻璃在切割、搬运环节最怕的就是裂纹,一旦出现微裂纹,后续所有工序都前功尽弃。


中国企业加速追赶


在海外巨头竞逐玻璃基板的同时,中国企业正加速跟进,从材料、设备到封装全产业链展开布局。京东方A(5.750, -0.25, -4.17%)是中国大陆布局最早的企业之一。2020年启动预研,2022年投资3.9亿元建晶圆级实验平台,2024年再投9.93亿元建板级试验线。信息显示,京东方已完成玻璃基板量产技术验证和可行性评估并正式启动相关业务,2026年上半年实现全自动化通线,设计月产能1000片。


京东方已实现TGV开孔、深孔无空洞填铜、增层布线全流程工艺拉通,开发的20层大尺寸算力芯片玻璃载板样品已正式送样头部算力企业。2026年5月,京东方与康宁签署三年期备忘录,并成立Micro LED光互连系统及玻璃载板CPO技术攻关项目组。京东方将玻璃基板确立为核心战略,计划2027年实现高深宽比产品量产。


沃格光电在玻璃精加工和金属化领域深耕多年,获得多项玻璃基线路板国家专利,具备玻璃基TGV核心技术和制造能力。公司拥有全球领先的TGV玻璃基板加工能力,通孔孔径最小至3微米,深径比高达150:1,支持高达四层的线路堆叠,可替代传统硅基TSV技术。


全资子公司湖北通格微已完成新建一期年产10万平米产能,并已进入小批量供货阶段。目前在高算力芯片或存储芯片先进封装领域与国内头部企业有多个项目持续送样和验证。2023年10月,沃格光电与雷曼光电(7.440, -0.29, -3.75%)联合发布全球首款采用玻璃基TGV多层线路板技术的220寸Micro LED直显屏。公司还在光通讯和高算力传输领域与行业知名企业合作开发1.6T及以上光模块,参与CPO研发和应用。


2026年7月24日,蓝思科技(37.950, 0.76, 2.04%)与英特尔签署合作备忘录,聚焦TGV玻璃基板先进封装技术联合研发。双方将围绕玻璃基板穿孔等关键技术展开合作。蓝思科技也在与北美和韩国客户验证22层玻璃核心基板,并同步建设专用TGV产线,但该业务尚未产生收入。


除上述三家企业外,中国玻璃基板产业链上还有多家企业积极布局。云天半导体突破4-12寸晶圆级系统封装能力,TGV关键指标达国际领先。维信诺(7.420, 0.01, 0.13%)(Visionox)2026年开始大规模投资,构建涵盖材料、零部件和设备的供应链。


此外,中国大陆还形成一批上游供应商。例如,TGV激光钻孔设备供应商帝尔激光(117.910, 3.91, 3.43%)、大族激光(86.100, -4.80, -5.28%)、德龙激光(52.720, -0.23, -0.43%)。德龙激光已向海外出货面板级TGV钻孔系统并获得复购订单。抛光材料供应商鼎龙股份(73.620, -0.22, -0.30%),已获得用于玻璃基板面板级封装的抛光垫批量订单。三叠纪突破亚10微米通孔和填充技术。五方光电(12.440, -0.36, -2.81%)、蓝特光学(61.830, -3.90, -5.93%)分别在光学垫片和TGV玻璃晶圆应用领域布局。


中国设备商开始获得TGV制造工具的生产订单,标志着该技术从原型验证向商业化部署迈进。


未来产业发展展望


综合各家进度和行业研判,半导体玻璃基板的商业化将分阶段推进。2026-2027年为早期量产窗口期。英特尔亚利桑那工厂可能启动了小批量试产,但良率仍需爬坡。台积电CoPoS仍处于设备与材料验证阶段。


预计2027-2028年将从试产到量产过渡。台积电预计2028年下半年正式量产CoPoS。三星电机和LG Innotek的目标量产节点也在这一区间,但三星已推迟至2028年后。凸版印刷试产线将产出验证数据。


2030年及以后可能实现规模化量产。英特尔的商业化部署目标定在2030年前后,台积电Glass Core Substrate量产时程推估落在2030年后。行业共识是,2030年将成为玻璃基板从“验证”走向“规模量产”的分水岭。


对中国产业而言,这是一个难得的战略机遇期。中国在玻璃加工领域拥有数十年的产业积累,沃格光电的TGV技术指标已达到国际领先水平,京东方的面板级试验线已全线通线,蓝思科技与英特尔的合作打开了技术引进通道。正如分析人士指出,玻璃基板领域的关键不在概念本身,而是能否如期完成量产,以及其技术方案是否真正贴合终端客户的实际需求与应用场景。谁能率先跨越从“样品验证”到“规模量产”的鸿沟,谁就将在这场封装材料革命中占据有利位置。

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