「行业动态」玻璃基技术：透明基板上的中国智造革命

CHIPSAILING

从实验室的意外发现，到撬动千亿市场的核心材料，玻璃基板如何悄然重塑半导体与生物识别的未来？

1970年，康宁实验室的化学家们面对一块“失败”的微晶玻璃样品陷入沉思——它没有熔化，却意外获得了超强韧性。

50年后，这块“摔不碎的玻璃”的后代，正以0.0001毫米级的平整表面和微米级的精密通孔，支撑起AI芯片的万亿级晶体管集成。

这就是玻璃基技术：一场源于材料本质突破，终于产业生态重构的静默革命。

01玻璃基技术：半导体进化的新基石

核心定义

玻璃基技术（Glass Substrate Technology）是在超薄特种玻璃基板上，通过激光微加工形成垂直互连通孔（TGV），并填充导电金属实现三维电路集成的先进封装平台。其核心构成包含：

基板材料：硼硅酸盐/石英玻璃

微孔结构：直径10-100μm的通孔

金属互联：铜/钛填充的导电通道

传统有机基板如同在泡沫塑料上布线，易变形且精度受限；玻璃基板则相当于在纳米级抛光的钢板上雕刻微米级电路，稳定且精密。

为何其在半导体领域不可替代？

玻璃基板在芯片封装中的核心价值，源于其独特的物理特性组合：

► 纳米级平整度   

表面起伏＜0.1μm

支持2μm线宽电路，信号损耗降低30%

► 超低热膨胀系数  

热膨胀系数3.2ppm/℃

高温变形仅为塑料基板的1/5 

► 卓越绝缘性

介电常数ε=3.8

减少信号串扰，提升高频性能

► 透光性

可见光透射率>90%

实现光电共封装(CPO)的关键基础

使屏下指纹识别成为现实

英特尔封装专家段钢指出：“当芯片线宽进入2μm时代，玻璃基板是延续摩尔定律的唯一选择。”

技术演进的关键突破

玻璃基技术的成熟依赖于两项核心工艺的突破：

【1】激光诱导蚀刻（LIDE）

用紫外激光在玻璃内部引发微爆裂，形成侧壁光滑（粗糙度≤0.08μm）的锥形通孔，避免传统机械钻孔导致的微裂纹。

突破意义：实现深宽比100：1的通孔（相当于在1cm厚玻璃上钻出直径0.1mm的孔）

【2】纳米级金属化

采用原子层沉积（ALD）技术先在孔壁生成2nm钛粘合层，再电镀填充金属（铜/钛）导体。

技术关键：填充空洞率<0.01%，导电性能媲美块状铜材

02玻璃基技术如何重塑半导体产业

破解封装瓶颈

随着芯片晶体管数量突破千亿级，传统有机基板面临致命瓶颈：

翘曲变形：大型封装（>80×80mm）在回流焊中翘曲可达200μm

密度极限：线宽/线距最小仅能维持15/15μm

散热困境：热阻系数高达80℃·cm²/W

玻璃基板的介入带来革命性改变：

► 英特尔实测数据：

24×24cm封装翘曲<50μm 

互连密度提升10倍（线宽/线距=2μm/2μm）

热阻系数降至35℃·cm²/W  

► 行业影响：  

使单封装集成1万亿晶体管成为可能（2030年目标） 

03芯启航：玻璃基技术的生物识别“芯”范式

玻璃基技术：破解指纹识别的痛点

传统硅基传感器在复杂环境中长期面临穿透力不足、热敏感以及形变累积等根本性局限，这些问题会导致成像畸变率上升。

而玻璃基板因具备纳米级平整度，可使指纹图像畸变率降低一个数量级，其热膨胀系数接近硅芯片，能保障 - 30℃至 85℃全温区的性能稳定性，加之90%的透光率，恰好从平整度、热稳定性和透光性等方面破解了传统硅基传感器的技术痛点，成为屏下指纹识别的终极解决方案。

芯启航：玻璃基指纹技术的“中国答卷”

当半导体巨头竞逐玻璃基封装技术时，中国企业在生物识别领域率先实现产业化破局——将玻璃基板的物理优势转化为指纹识别的性能颠覆。

当行业聚焦传统硅基方案时，芯启航率先提出玻璃基技术路径。历经5年研发，其玻璃基指纹芯片实现三大突破性进展：

✅穿透能力跃升

✅极端环境适应性

✅活体检测可靠性

芯启航玻璃基技术应用产品

► 活体指纹识别产品

芯启航第五代活体指纹识别产品，延续其 2021 年推出的第四代玻璃基指纹芯片技术 —— 国内首个从基材突破的自主知识产权黑科技，填补了行业空白。该产品以玻璃基取代硅基，结合红外光学活体检测与专属算法，可深入真皮层识别干湿、开裂等各类指纹及新生儿脚纹，同步感应温度湿度，兼具超薄低耗、成本优势，实现技术延续与安全性能双重升级。

► FAP60 指掌纹采集仪

芯启航FAP60 指掌纹采集仪，在结构上突破了传统光学设计，用独有的玻璃基技术，以多指（左右四指采集、双拇指采集、十指单指采集、掌纹采集）同步采集的革新科技，将四指采集时间压缩至0.25秒/次，单指/滚指压缩至0.125秒/次，让海关、机场、码头等场所通行如丝般顺滑。

写在最后

透明基板上的中国智造

当中国封装厂里的玻璃基板封装线发出第一束激光，当芯启航的工程师在低温实验室录下第10万次低温解锁数据——我们看到的不仅是技术参数的突破，更是中国产业从追赶到并跑的韧性跨越。

玻璃基技术的魅力，在于它用朴素的材料本质（平整/稳定/通透），解决了尖端的产业难题（精度/密度/功耗）。而这恰与芯启航的企业基因共振：以基础材料创新为根，以用户真实痛点为本。

此刻，芯启航的玻璃基指纹模组正为千万台中国终端设备的安全保驾护航——这或许正是技术革命的终极意义：让基础材料的突破，成为亿万用户的安全守护!

芯启航，诚芯诚意做中国芯！

电话咨询：0755—86931032

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关于芯启航

深圳芯启航科技有限公司（英文简称：Chipsailing）成立于2015年，总部位于中国深圳，是一家专注于人机交互及生物识别技术的高新技术企业。芯启航科技作为一家专注指纹识别芯片、国产大屏触控芯片原厂，拥有一支经验丰富、技术过硬、及时响应的研发团队,凭借其成熟且雄厚的技术储备为全球用户提供卓越的触控芯片、指纹识别产品及解决方案。

芯启航科技主要产品为活体检测指纹识别产品、FAP系列产品、大屏触控芯片、指纹识别芯片、指纹识别模组、指纹卡及其衍生产品（Touch Pad/Touch Key），具有高安全可靠性、高度集成、高性能、高性价比及低功耗等特点，广泛应用于身份信息认证、智能家居、商业显示、移动安全支付、笔记本电脑、智能手机等领域。

审核编辑 黄宇