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「重拾信心」的玻璃基板,離商業化更近了

2025-10-04 13:39

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(來源:網易科技)

上演了半年的"英特爾玻璃基板業務去哪兒"這齣戲,最近又迎來了新的一幕。

9月12日,英特爾向媒體證實,將按原計劃推進其半導體玻璃基板的商業化方案,駁斥了因運營挑戰可能退出該業務的報道。

該公司重申,儘管近期市場上出現了與財務挫折和裁員相關的猜測,但其開發作為下一代半導體制造關鍵技術的玻璃基板的承諾並未改變。英特爾半導體玻璃基板開發項目仍與2023年制定的技術路線圖保持一致,其時間表或目標均無任何變更。

這半年,英特爾先是被報道"叫停玻璃基板開發",又經歷核心專家跳槽至三星,而后又傳出將向外界授權相關技術的消息,可謂是風波不斷。最終,英特爾還是選擇了堅持推進玻璃基板研發,也證實了其對這項技術商業化的信心。

然而,在此過程中,玻璃基板賽道已悄然從英特爾"一家獨大"變成了多大廠"羣雄爭霸":三星、Absolics、LG Innotek等企業這半年紛紛取得可觀的進展,在各自的路線圖上穩步推進。

在這一片亂局中,玻璃基板的商業化可能真的要來了。

英特爾的一波三折

20世紀90年代,半導體行業從陶瓷封裝轉向有機封裝,英特爾便是此技術轉變的推動者之一,並在此期間與合作伙伴共同開發了沿用至今的ABF基板技術。但在進入21世紀第二個十年后,隨着AI與高性能計算對算力需求的急劇增長,傳統有機基板在尺寸穩定性、信號損耗和佈線密度等方面的物理侷限愈發明顯,已難以滿足下一代芯片的設計要求。

面對這一可預見的瓶頸,英特爾啟動了長期的技術儲備。其玻璃基板的研究最早可追溯至十多年前。在2021至2023年間,該項目進入關鍵突破階段,內部團隊集中資源攻克了玻璃易碎性等核心工藝難題,並建立起專用的研發生產線。這一系列進展最終促成了2023年9月的正式發佈,英特爾向業界展示了其玻璃基板樣品,並給出了明確的技術路線圖。

英特爾之所以投入超過十年時間研發該技術,是由於玻璃基板具備數項關鍵優勢。首先,它擁有與硅十分接近的熱膨脹係數和出色的尺寸穩定性,能在大尺寸封裝中保持極高的平整度,為高密度晶片集成提供基礎。其次,玻璃的低介電常數能顯著降低高速信號的傳輸延迟和能量損耗。綜合這些特性,玻璃基板有望實現比傳統基板高一個數量級的互連密度。根據英特爾的計劃,搭載該技術的最終產品預計在2026到2030年間推出。

直到今年4月下旬舉行的"英特爾代工服務直連會2025"(Intel Foundry Direct Connect 2025)上,英特爾執行副總裁Naga Chandrasekaran還強調,玻璃基板仍然是先進封裝的核心。他指出,英特爾代工的競爭力優先考慮先進封裝,而非僅僅是先進工藝晶圓製造。

Chandrasekaran那時表示,英特爾擁有世界上最大的基板研發設施之一,目前正在開發超大尺寸的120x120毫米封裝,並計劃在未來幾年內將能夠承受更高温度的玻璃基板推向市場。

然而,隨着新CEO陳立武的上任,英特爾開始了其 "戰略收縮階段",主要表現在其將主要資源集中於先進工藝晶圓製造,如Intel 18A和Intel 14A節點,以及擴展英特爾代工服務。7月,媒體報道,英特爾或將放棄自主開發的玻璃基板技術,轉而採用外部採購方案。

當時,有業內人士分析稱,英特爾此舉是爲了避開玻璃基板的"研發陷阱"。由於玻璃基板標準尚未統一,且供應鏈缺乏有機基板那樣成熟、可擴展的生態系統,英特爾的獨立開發需要大量投資。此外,不穩定的工藝和不完善的供應鏈使得大規模產品採用變得困難,因此,英特爾的決定是"在面對激烈市場競爭與財務壓力下所作出的務實取捨"。

8月,又有人從職業社交平臺資料中發現,曾在美國英特爾工作17年以上的半導體封裝專家段罡(Gang Duan)已跳槽至三星,擔任執行副總裁一職。

據報道,段罡將領導三星電機新型玻璃基板相關業務的開發,負責確定半導體封裝市場的技術趨勢、制定技術路線圖,並向大型科技公司轉移研發專業知識。而段罡正是英特爾玻璃基板技術的核心推動者。他曾被英特爾評為2024年年度發明家 (IOTY),併爲公司積累了500多項已發佈和正在申請的專利。

段罡的離職看上去無疑是英特爾"放棄"研發玻璃基板的有力佐證。到了8月下旬,有韓國媒體報道稱,英特爾正計劃授權其半導體玻璃基板技術,允許其他公司使用該技術。

當時報道稱,英特爾已與多家玻璃基板製造商、材料供應商和設備廠商展開談判,探討專利授權合作。協議內容預計將允許第三方在約定期限內使用英特爾的玻璃基板相關專利,並以權利金形式獲得回報。目前談判對象不僅包括韓國企業,也有日本公司參與。有評論家認為,這一轉變意味着英特爾可能從未來的玻璃基板供應商轉變為客户,同時,三星電機、Absolics等企業將成為英特爾此舉的最大獲益者。

不過,9月12日,在英特爾官方迴應了"將按原計劃推進其半導體玻璃基板的商業化方案"之后,關於授權的可能性就變得很小了。

而9月19日宣佈的,英偉達向英特爾投資入股50億美元的"強強合作",無疑也有助於幫助英特爾推進其玻璃基板業務的進展。據分析,此次合作不僅注入了研發所需的關鍵資本,更通過確立一個重量級的合作伙伴和未來AI基礎設施的應用方向,有效加速了玻璃基板技術的成熟與市場化進程。同時,這一聯盟也順應了美國半導體本土製造的戰略,有助於英特爾整合產業資源,鞏固其技術路線的價值。

更有甚者,9月25日,有消息稱蘋果也在與英特爾洽談投資事宜。蘋果此前也曾積極看好玻璃基板技術,曾與供應商探討過將玻璃基板用於其電子產品芯片的可能性。這番合作一旦敲定,對英特爾的玻璃基板業務又將是一個好消息。

三星以及其他入局者

在玻璃基板這條賽道上狂奔的,不止英特爾這一家公司。比如,三星近年來在相關領域的進展就十分迅速。

三星集團通過旗下兩家子公司三星電機與三星電子,以不同的技術方案和時間表並行推進玻璃基板技術研發,其旨在滿足下一代AI芯片對先進封裝日益增長的需求。

三星電機的計劃側重於玻璃基板的快速商業化。該公司位於韓國世宗的試製品產線於2024年第四季度啟動,並計劃從2025年第二季度開始產生相關業務收入。根據其時間表,三星電機將在2025年開始向客户供應樣品,最終目標是在2026年至2027年間實現量產。其技術旨在用玻璃芯材料取代傳統基板核心層,官方資料顯示,這可使基板厚度減少約40%,並顯著改善大尺寸基板在高温下的翹曲問題。

三星電子則專注於"玻璃中介層"的研發,計劃於2028年將其正式導入先進封裝工藝,用以替代當前連接GPU與HBM的硅中介層。在研發階段,三星電子採用了小於100x100mm的單元進行原型設計,以加快技術導入和樣品生產速度。后續的封裝環節,計劃利用其位於天安園區的現有面板級封裝(PLP)產線進行。

為支持此項技術發展,三星已啟動了廣泛的內外部合作。在集團內部,該項目由三星電子主導,並與負責基板技術的三星電機以及負責玻璃工藝的三星顯示協同進行。對外,三星已與美國材料公司康寧(Corning)及多家材料、零部件和設備領域的中小企業展開合作,共同構建供應鏈。此係列舉措是三星電子"AI集成解決方案"戰略的一部分,該戰略旨在為客户提供涵蓋晶圓代工、HBM和先進封裝的一站式服務。

5月29日,三星電機在水原總部舉辦了一場玻璃基板技術研討會,這是該公司首次公開邀請主要合作伙伴共同探討該技術。據介紹,三星電機邀請了27家"材裝"企業參與,涵蓋加工、切割和檢測等玻璃基板製造的關鍵環節。

會上,三星電機分享了技術現狀,並與合作伙伴探討如何攻克技術難題。此外,三星電子半導體部門的代表也到場,表明三星兩大巨頭合作推動下一代半導體技術。

而在8月加盟的英特爾專家段罡,無疑也進一步加強了三星在玻璃基板領域的實力。

除了英特爾和三星,還有更多的企業也認準了玻璃基板這條賽道。

SKC集團於2018年開始認真開發玻璃基板,並於2022年成立了子公司Absolics。5月,據韓媒報道,Absolics正在加大玻璃基板的產量。

Absolics計劃在2025年底前完成量產準備工作,其有望成為第一家將玻璃基板商業化的公司,並且已經在其位於美國佐治亞州的工廠開始原型生產,該工廠的年產能約為12,000m²。

與此同時,Absolics 正在與 AMD 和亞馬遜 (AWS) 就玻璃基板供應進行討論,目前已接近"資格預審"階段,將驗證基本性能和質量指標。

報道稱,Absolics計劃在今年下半年將玻璃基板加工用材料和零部件的採購量增加60%以上。該公司預計到年底將有設備採購訂單和額外投資,以支持生產規模的擴大。

LG集團旗下的LG Innotek正積極拓展其半導體基板能力,已明確表示正在考察玻璃基板作為未來主流封裝材料,並評估其在先進封裝中的應用潛力。

據報道,LG Innotek計劃在2025年底前產生玻璃基板樣品並進入驗證階段,標誌着其正在加速投入這一新材料的實際開發。作為下游封裝廠之一,LG Innotek也在快速推進其 FCBGA技術,目標將該業務擴大至2030年達到7億美元規模。

5月,韓國JNTC宣佈,其在韓國京畿道華城市建成的首個專門生產半導體玻璃基板的工廠已竣工,月產能達到1萬片。

JNTC自去年4月正式進軍半導體玻璃基板新事業后,目前共與16家全球客户公司簽訂了NDA,並進入了提供符合各客户需求的定製型樣品的階段。與此同時,該公司今年5月初還吸收合併了專門從事鍍金及蝕刻工程的子公司"COMET",完成了生產前工程的垂直系列化,通過子公司JNTE自行製作的設備內在化相關核心技術,大幅加強了品質及成本競爭力。

公司相關人士表示:"將從下半年開始部分顧客公司的批量生產量將出貨,期待正式產生銷售。今年第四季度將通過在越南當地法人增設大規模生產線,先發制人地應對全球客户公司的需求增加。"

相關技術取得突破

玻璃基板的商業化進程,也體現在技術的突破上。

2025年電子元件與技術大會 (ECTC) 和其他近期會議證實了,研究人員在許多領域取得了進展。在最關鍵的玻璃通孔(TGV)製造方面,技術路徑逐漸清晰。主流工藝"激光誘導深蝕刻"(LIDE)已能夠製造出小至3µm、高縱橫比的通孔,並已有相應的自動化濕法蝕刻設備支持量產。然而,該工藝依賴有毒的氫氟酸(HF),促使業界積極探索更環保的替代方案。其中,直接深紫外激光蝕刻技術展現了潛力,成功加工出6µm寬的通孔,不過目前在加工深度上仍有限制。

針對玻璃易碎和切割時易產生微裂紋(SeWaRe)的難題,研究也取得了進展。業界發現,通過在切割線邊緣部分移除聚合物疊層的"回拉法",可以有效消除背面開裂缺陷。此外,索尼等公司提出了創新的"單片玻璃芯嵌入工藝"(SGEP),為解決邊緣易損問題提供了新思路。同時,爲了加速良率提升,預測性良率建模、機器學習算法和原子級仿真等先進軟件工具正被越來越多地應用於工藝優化,通過提前發現套刻缺陷等問題來加速產能爬坡。

在應用集成層面,玻璃基板的優越性得到進一步驗證。研究已證實,利用其極低的傳輸損耗,可構建支持超100 GHz數據速率的堆疊玻璃結構,滿足未來6G通信需求。更重要的是,玻璃卓越的平整度使高密度的銅-銅混合鍵合成為可能,這是傳統有機基板難以實現的,為多芯片系統級封裝開闢了新的集成路徑。

事實上,先進封裝也不是玻璃這種材料在半導體領域的唯一增長引擎,高頻和光子集成就拓寬了玻璃的潛在市場。玻璃具有低介電損耗和光學透明性,在Ka波段及以上頻段,玻璃微帶的插入損耗大約是等效有機線的一半。

光子技術又增添了另一項吸引力。共封裝光學器件 (CPO) 旨在將光纖連接從交換機前面板移至距離交換機ASIC僅幾毫米的基板上。工程玻璃可以承載電氣重分佈層和低損耗波導,從而簡化對準過程並消除昂貴的硅光子中介層。由於用於射頻的相同玻璃通孔技術可以創建垂直光通孔,因此單個纖芯可以支持跨阻放大器、激光驅動器以及光波導本身。電子和光子佈線的融合直接發揮了玻璃的優勢,並將其潛在市場推向了傳統電子封裝之外。

結語

市場對玻璃基板的關注從24年就開始了,然而,缺乏統一標準、難以與器件兼容、量產的不確定性等問題,使得業界對玻璃基板能否商業化一直存在質疑。

這一賽道的領軍者英特爾今年以來的波折,就是這種質疑的體現。

然而,AI與高性能計算對先進封裝的需求也是切實存在的,經過技術的突破、不同廠商經營模式的相互碰撞,玻璃基板的商業化之路正在愈發清晰,市場的信心也更足了。

即將到來的2026年,是許多廠商設定的玻璃基板量產元年。無論成功還是失敗,揭曉答案的那一天,不遠了。

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