多家大厂计划导入先进基板技术，玻璃基板最早2026量产

电子发烧友网报道（文/李宁远）随着半导体行业的快速发展，尤其是在人工智能崛起带动算力需求攀升的背景下，芯片制造领域的竞争愈演愈烈，先进芯片制造的每一个环节，设计、制造、封测等都可能成为胜负手，成为比拼先进芯片竞争力的高地。
 
先进芯片领域的竞争同样在半导体基板细分领域打响，玻璃基板现在是半导体基板材料的前沿热点。此前就有韩国分析机构KB Securities的分析师表示，到2030年现有的有机基板将难以承载采用先进封装的AI芯片对数据吞吐量的需求。
 
玻璃基板卓越的机械、物理和光学特性成为最受关注的有机基板替代材料。今年，产业链上多家知名厂商均有相关报道流出，计划引入玻璃基板技术。
 
多家大厂确定引入玻璃基板技术，赛道群雄逐鹿
 
上月末，据Digitimes援引供应链的消息报道称，苹果公司正积极与多家供应商商讨将玻璃基板技术应用于芯片开发的战略，预计未来苹果会采用玻璃基板为芯片性能提升带来新的突破。
 
封装基板一直是芯片封装领域的重要组成部分，基板要为芯片提供保护和支撑，既是芯片向外界散热的主要途径，也是实现芯片与外界之间进行电流和信号传输的重要载体。有机基板、陶瓷基板、硅基板都是目前半导体行业常用的几类基板。采用有机材料的基板有低成本、易加工和重量轻的优势，是目前市占率最高的基板。
 
但目前基板材料的散热性能没有那么理想，芯片运行过程中产生的热量会导致其性能下降，这意味着芯片只能在短时间内维持最高性能，一旦温度过高就不得不降频运行。在算力需求迅猛增长的如今，算力已经是无法替代的先进生产力，是AI技术落地的基础支撑。
 
而随着AI芯片对数据吞吐量需求不断提升，这要求半导体封装内晶体管数量极限最大化，同时具备能耗更低、性能更好、散热效率更高的优势。
 
传统基板在支撑先进制程AI芯片上已经越来越无力，传统材料基板无法进一步提高晶体管密度的同时，还面临着容易收缩形变的问题，同时功耗可能高达数千瓦，传统材料基板作为互连材料已经开始乏力。所以有分析认为到2030年现有的有机基板将难以承载采用先进封装的AI芯片对数据吞吐量的需求。
 
用于下一代先进封装的玻璃基板成为继续推动摩尔定律以数据为中心的应用算力需求的助力，也成为算力时代的先进芯片提供可靠基板的最受关注的选择。玻璃作为无机非金属材料，其高硬度、高熔点、热导性能良好的特性是成为理想的芯片基板材料的基础。
 
同时，玻璃基板具有较好的表面平整度和尺寸稳定性，可以有效地减小热应力带来的影响。而且，在光透过性上玻璃基板的表现也更出色。根据英特尔此前发布的玻璃基板数据，使用玻璃材料基板能够提高芯片的供电效率，互连密度相比有机材料可以提高10倍，将带宽近翻倍提升至448G。
 
受益于互连密度的提高，数据密集型应用的高密度、高性能AI芯片无疑将率先从这项技术中收益。
 
玻璃基板潜力巨大的应用前景吸引了众多厂商，本月初，据韩媒ETNews报道，AMD正对全球多家主要半导体基板企业的玻璃基板样品进行性能评估测试，计划将这一先进基板技术导入人工智能等HPC应用。
 
此次测试多家企业样品被视为AMD正式确认引入该技术并准备建立成熟量产体系的标志，业界预测AMD最早于2025-2026年的产品中导入玻璃基板。
 
量产元年在即，加码备战玻璃基板赛道
 
在制程工艺节点的微缩即将触及物理极限的困境中，业界将玻璃基板等新材料被视为突破摩尔定律瓶颈、维持芯片性能增长的关键。作为重要且被寄予厚望的技术，玻璃基板赛道吸引了全球众多巨头布局、加码。
 
据韩媒报道，三星机电公司联合三星电子和三星显示器等主要电子子公司建立联合研发统一战线，研发玻璃基板，目标在2026年开始大规模量产，意图比英特尔更快地实现商业化。CES 2024上，三星电机也表示今年将建立一条玻璃基板原型生产线，目标2025年生产原型，最早2026年实现量产。
 
英特尔在玻璃基板赛道中布局已久，一直稳步推进着玻璃基板技术的发展。去年英特尔展示了“业界首款”用于下一代先进封装的玻璃基板，根据当时英特尔的路线规划，是计划在2030年前借助玻璃基板将单一封装芯片中的晶体管数量上限提高至1万亿个，并没有给出具体的时间预期。
 
在近期英特尔举办的代工业务网络研讨会上，英特尔给出了更具体的玻璃基板应用时间，称“这项技术的运用有望于2027年展开”，并没有说量产这些字眼，给出的应用时间节点也相对保守。
 
在越来越多竞争对手入局的情况下，虽然给出的信息较为保守，但是英特尔在玻璃基板上的技术积累毋庸置疑，量产时间肯定不会落后。
 
SK芯片封装子公司Absolics也是很早就布局了玻璃基板赛道，近两年Absolics一直在兴建工厂扩充玻璃基板产能，目前的进度是小批量生产。此前有报道称Absolic计划今年开始量产，下半年或许会有更多量产消息。
 
获苹果投资的LG旗下公司LG Innotek今年也宣布入局半导体玻璃基板赛道，LG Innotek CEO表示将把半导体基板和电子系统组件业务发展到第一。同时他也透露LG Innotek半导体基板的主要客户是美国一家大型半导体公司。
 
日本DNP也在加速研发进程，目前已开发出专注于新一代半导体封装的玻璃基板，量产目标时间定在2027年。日本Ibiden也在布局玻璃基板赛道，不过目前正处于半导体封装用玻璃芯基板技术的探索阶段。
 
对于半导体行业来说，玻璃基板是下一代先进芯片制造的重要技术，结合各家给出的时间节点，最早在2026年玻璃基板就会真正应用起来改变芯片制造格局。量产元年在即，众玩家也纷纷加码备战玻璃基板赛道。
 
写在最后
 
玻璃基板技术距离量产的时间越来越近，它能给先进封装的AI芯片带来怎样的提升值得期待。同时也可以预计到，玻璃基板量产后还需要不断完善相关封装技术组合，同时在成本和良率上经过不少时间来验证，这样才会在商业市场中更具竞争力。