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玻璃基板行业:玻璃基板有望成为载板未来发展趋势,关注玻璃基板国产进程
海通国际·2024-12-25 09:18

投资结论 - 随着封装基板向大尺寸、高叠层方向发展,封装芯片存在的翘曲问题日渐突出。玻璃基板凭借其与硅芯片良好的CTE匹配度,能有效对抗封装过程中的翘曲问题,玻璃基板是封装基板未来的技术发展趋势。受益于先进封装下大尺寸AI算力芯片更新迭代,玻璃基板产业链有望迎来加速成长。建议关注:沃格光电、兴森科技 [2] 传统IC载板与玻璃基板介绍 - IC载板(封装基板)是芯片封装环节的核心材料,不仅为芯片提供支撑、散热和保护作用,同时在芯片与PCB之间提供电子连接,起着"承上启下"的作用 [154] - IC载板按基板材质主要分为BT载板与ABF载板。BT树脂具备高Tg、高耐热性、抗湿性、低介电常数(Dk)和低散失因素(Df)等多种优势,多用于MEMS、射频和存储芯片等产品的封装。ABF载板相比于BT载板,其可做线路较细、适合高脚数高传输的IC,多用于CPU、GPU等大型高端芯片 [18] - 2023年全球IC封装基板的市场总规模为944.83亿元。其中,BT类IC封装基板市场规模为437.71亿元,ABF类IC封装基板市场规模为507.12亿元 [18] 封装基板向大尺寸、高叠层持续迈进,玻璃基板有望解决封装芯片翘曲问题 - 玻璃基板有望解决封装基板向大尺寸、高叠层持续迈进下出现的翘曲问题。先进封装下高端算力芯片及相应载板面积持续增大。根据台积电技术路线,其正在开发制造超大尺寸中介层的方法,计划至2027年中介层可以达到光罩极限的8倍以上,载板面积将超过120mm×120mm [14] - 翘曲是由芯片/载板的片状结构中不同组成部分间的CTE差异造成的。根据《FCBGA基板关键技术综述及展望》内容,在制造过程中,芯片/载板各个部分随温度变化涨缩不同,产生的机械应力不同,造成片状结构表面起伏。严重的基板翘曲会导致封装失效的表现通常为倒装焊的焊球局部无法与PCB连接,或相邻焊球间发生桥接 [25] - 台积电披露的先进封装路线显示其未来高端芯片中介层面积将不断增大。台积电通过使用CoWoS技术将多个芯片安装到中介层上来生产更大的芯片。当前一代CoWoS允许中介层达到台积电光罩极限的3.3倍,台积电仍计划制造更大的芯片,以满足HPC和AI行业的预计需求。台积电宣布他们正在开发制造超大尺寸中介层的方法,计划至2027年中介层可以达到光罩极限的8倍以上,载板面积将超过120mm×120mm [55] TGV玻璃成孔及孔内金属填充是玻璃基板生产的关键工艺 - TGV(Through Glass Via,玻璃通孔)能够在玻璃基板上形成微小的导电通孔,从而实现芯片间的高效连接。TGV是生产用于先进封装玻璃基板的关键工艺。TGV主要流程可分为玻璃成孔、孔内金属填充两大环节 [33] - TGV玻璃成孔环节中激光诱导湿法刻蚀技术具备大规模应用前景。TGV主流成孔方法包括喷砂法、光敏玻璃法、等离子刻蚀法、激光烧蚀和激光诱导湿法刻蚀法等。其中,激光诱导湿法刻蚀法利用脉冲激光诱导玻璃产生连续的变性区,相比未变性区域的玻璃,变性玻在氢氟酸刻蚀速率较快,基于这一特性可以在玻璃制作通孔/盲孔 [62] - 对TGV通孔进行电镀填充时,通常需要先沉积金属粘附层如钛(Ti)、铬(Cr)等,种子层Cu,后进行电镀。目前在开发采用化镀Cu种子层的低成本TGV填充方案,然后再通过半加成法(SAP)在胶图形上电镀出Cu线路。由于玻璃与金属Cu之间热膨胀系数不同,化学结构存在明显差异,并且玻璃具有非常光滑的表面,导致玻璃与化镀Cu之间的黏附力差,需要特殊处理来提高结合力 [64] 投资建议 - 根据沃格光电2024年半年度报告,沃格光电是全球少数同时掌握TGV技术的厂家之一,具备行业领先的玻璃薄化、TGV(玻璃基巨量互通技术)、溅射铜以及微电路图形化技术(RDL布线能力)以及SAP多层线路堆叠,采用自主开发绝缘膜材。沃格光电拥有的TGV技术可在玻璃基板上进行不同的线路和通孔设计,以满足终端产品不同的应用场景 [66] - 根据兴森科技官方公众号,兴森科技在工艺技术整合与研发创新实现突破,于玻璃材料上完成线路制作与ABF压合等工艺,成功研制出玻璃基板工程样品,并于第25届CIOE中国光博会中展示 [66]