活动概况 - 活动于2月11日在杭州举办，主题为“人工智能×光电技术：使能与颠覆”，旨在探讨两大前沿技术的深度融合与协同创新 [1] - 活动由浙江省经济和信息化厅、浙江省科学技术协会指导，西湖大学光电研究院、浙江省科企新质生产力研究院、浙江省工业和信息化研究院主办 [1] - 该系列活动自2025年启动以来已成功举办七期，涵盖“合成生物”“原子级制造”“光电技术”“人工智能”等多个前沿领域 [2] 技术融合趋势与双向驱动 - 人工智能的飞跃愈发依赖光电技术提供的超强感知与算力支撑，而光电系统的演进也迫切需要人工智能赋予其更优的设计、控制与优化能力 [1] - 二者相互赋能、彼此重塑，正形成“使能”与“颠覆”并存的双向驱动格局 [1] - AI时代对感知能力、数据传输带宽和计算速度提出了前所未有的高要求，而这些能力的突破都离不开光电技术的支撑 [2] 光电合封技术 - 光电合封被喻为人工智能硬件和光学技术领域的“寒武纪大爆发” [1] - 先进光电合封能够有效解决AI算力中心在功耗、带宽、速度、集成度和成本上的痛点 [1] - 光电合封的发展不仅关乎单一技术突破，更涉及整个产业链生态的协同，是一个涵盖光芯片、电芯片、先进封装、无源器件等相关配件的完整生态链 [1] - 相关机构正致力于打造垂直领域的光电合封平台 [1] 计算成像技术 - 计算成像技术是在软件、算法层面拓展AI的“视觉”与感知维度 [1] - 该技术能够更高效、高速地采集多维场景信息，极大地推动了AI的快速发展 [1] - 只有获取更丰富、更高质量的数据，才能共同推动人工智能向更高阶段发展 [2] 国产化与产业化关键 - 随着人工智能与光电技术融合的持续深入，推动关键技术的国产化与产业化已成为重中之重 [2] - 在国产量子光电芯片领域，原子钟芯片与磁传感芯片是两类至关重要的核心产品 [2] - 量子光电芯片的技术原理是将量子态的制备、操控与测量三大基本功能集成一体 [2] - 只有将量子传感器、量子测量仪等设备真正芯片化，实现低成本、低功耗，才有可能走向大规模产业化应用 [2] 机构布局与产业生态 - 西湖大学光电研究院正在为人工智能服务的光电集成领域持续发力，奋力构建光电芯片全产业链生态、打造光电产业新高地 [2]

行业背景与市场前景 - 全球半导体市场预计在2025年增长21%，达到7934.49亿美元，若2026年增长率达到26%，市场规模将达到约1万亿美元[2] - 先进封装技术正成为行业增长的重要引擎，当前全球先进封装市场规模已达460亿美元，到2028年前后可能超过794亿美元[2] - 随着AI芯片爆发、HBM内存普及及高速信号传输需求提升，行业竞争焦点已从工艺制程转向先进封装[2] - 台积电、Intel、三星正加大先进封装领域的研发与投入，行业竞争进入白热化阶段[2] 台积电的先进封装布局 - 台积电计划在嘉义AP7工厂新建WMCM生产线，目标在2026年底实现月产6万片晶圆，并在2027年将产能翻倍至12万片[3] - WMCM技术采用逻辑SoC与DRAM平面封装架构，以重布线层替代传统中介层，是CoWoS基础上的终极演化，可将内存与CPU、GPU、NPU集成于同一晶圆[3] - 该技术能极大缩短信号传输路径，提升互连密度与散热性能，将独家适配苹果iPhone 18搭载的A20系列芯片，配合2nm制程实现性能跃升[3] - 相比当前苹果采用的InFo-PoP技术，WMCM能在不显著增加芯片面积的前提下，显著提升互连带宽、降低功耗并大幅降低制造成本[3] - WMCM技术的量产将推动先进封装从数据中心向消费电子领域下沉，加速消费级芯片封装技术的迭代升级[4] - 台积电CoWoS月产能已从2024年的3.5-4万片，提升至2025年的6.5-7.5万片，实现翻倍增长，2026年将进一步向9-11万片冲刺[15] - CoWoS是英伟达H100、AMD MI300等旗舰AI芯片的核心封装方案，仅英伟达就占据2025年CoWoS产能的63%[15] - 公司通过InFO设备升级、SoIC 3D堆叠技术迭代，构建覆盖AI芯片与高端消费电子的完整技术矩阵，目标2026年先进封装业务营收占比突破10%[17] Intel的先进封装布局 - Intel在2026年NEPCON日本电子展上展示了结合EMIB与玻璃基板的最新封装样品，样品尺寸达78mm×77mm，是标准光罩尺寸的2倍[5] - 该样品采用10-2-10堆叠架构和45μm超微细凸点间距，远超传统基板性能上限[5] - 玻璃基板相较传统有机基板具有更佳的平整度、低介电损耗和尺寸稳定性，其热膨胀系数与硅片接近，可解决高温下基板翘曲问题[8] - Intel通过“No SeWaRe”技术解决了玻璃基板的脆性难题，并正推进玻璃基板与硅芯片的热膨胀系数匹配优化，目标将偏差控制在3-5ppm/℃[8] - 该技术明确指向服务器级AI与高性能计算市场，计划在2026-2030年逐步完成产品导入，有望重塑多芯片互连技术规则[8][9] - Intel在先进封装领域的布局核心在于IDM 2.0战略驱动的Chiplet集成生态，通过EMIB、Foveros以及Co-EMIB三位一体的技术组合构建产品矩阵[17] - 公司正在全球扩充先进封装产能，包括美国新墨西哥的Fab 9和马来西亚的Project Pelican项目，旨在将产能回流至美国和东南亚[17] - Intel将玻璃封装视为核心方向，计划2025-2030年实现量产，并联合行业厂商探索电光玻璃基板在400G及以上集成光学方案中的应用[21] - 在CPO领域，公司依托EMIB技术构建架构，将XPU与光学I/O芯片通过硅桥互连，采用有源耦合工艺降低损耗[21] 三星的先进封装布局 - 三星在Exynos 2600处理器中导入Heat Pass Block技术，在SoC裸晶上方集成铜基导热块，与LPDDR DRAM内存一起策略性放置，优化热量传导路径[10] - HPB技术通过缩减DRAM尺寸、加装导热块及应用新型高k环氧模塑复合材料，缩短热量传导距离[12] - 与传统封装方案相比，HPB技术实现热阻降低16%、芯片运行温度降低30%的显著效果，有效减少高负载场景下的性能降频[12] - HPB技术此前用于服务器和PC，此次是首次在移动SoC上应用，其设计理念是在处理器架构初始阶段解决散热问题[13] - 三星将最新的2nm工艺技术与HPB直接散热技术相结合，力求改变其在芯片性能和散热管理方面的声誉[13] - 三星依托HIT技术平台，推出I-Cube、H-Cube和X-Cube三大系列封装方案，其中X-Cube实现3D垂直堆叠[21] - 公司凭借ABF+HDI双基板和混合键合技术，构建了面向AI数据中心和高端消费电子的完整技术矩阵[21] - 三星推出SAINT技术体系，聚焦存储芯片与逻辑芯片的协同封装，细分为针对SRAM、逻辑芯片及HBM内存与逻辑芯片协同设计的三大方案[22][25] - 公司正全力推进SoP技术的商业化落地，采用415mm×510mm的超大尺寸长方形面板作为封装载体，远超传统12英寸晶圆的有效利用面积[26] - SoP技术省去传统封装所需的PCB和硅中介层，通过精细铜RDL实现芯片间直接通信，旨在以尺寸与成本优势打破现有技术格局[27] - 三星在玻璃基板领域也在深入布局，三星电机推进玻璃芯基板2026-2027年量产，三星电子则研发玻璃中介层，目标2028年实现对硅中介层的替代[27] 先进封装技术演进方向 - **材料革新**：玻璃基板凭借与硅片近乎一致的热膨胀系数和超精细布线能力，成为突破有机基板瓶颈的新路径[29]。未来，玻璃-有机复合材料、新型陶瓷材料、Low-Dk材料及高导热衬底等将持续发展[30] - **异构集成**：2.5D/3D封装技术借助硅通孔、微凸点等技术，将不同制程工艺、不同功能的芯粒在三维空间内紧密整合[31]。UCIe等开放互联标准的推广将降低多芯粒集成技术门槛，推动行业迈向“芯粒即插即用”的新范式[31]。Chiplet设计范式与先进封装的结合将成为行业共识[32] - **向封装层级散热渗透**：热管理已向封装级深度渗透，三星的HPB技术和Intel的分解式散热器是代表性创新[33]。未来将形成贯穿制程工艺、封装设计、系统散热全链路的一体化解决方案[33] - **光电合封**：光电合封技术将光子器件与电子芯片紧密集成于同一封装体，利用光信号传输优势，以解决数据中心内部极致带宽和功耗挑战[34]。该技术有望在未来几年迎来爆发式增长，成为先进封装新的增长极[34] 行业竞争格局与核心价值 - 2.5D/3D封装作为主导路线增长潜力突出，AI数据中心处理器的2.5D/3D封装出货量在2023-2029年的复合增长率将达23%[14][15] - 在后摩尔时代，封装技术已从“配角”跃升为决定芯片性能的“主角”，技术路线迭代与产能布局直接决定企业未来市场话语权[36] - 未来，材料革新、异构集成、热管理优化与光电合封等趋势将深度融合，推动先进封装技术持续迭代[36] - 掌握核心封装技术的企业将占据产业制高点，引领半导体产业迈向新的发展阶段[36]

文章核心观点 - 半导体行业正从制程竞赛转向封装创新，玻璃基板凭借其优异的电气性能、尺寸稳定性和高平整度等独特优势，成为突破先进封装性能瓶颈的关键材料，引发全球产业巨头争相布局 [1] - 玻璃基板技术主要分为应用于2.5D封装的玻璃中介层和面向3D封装的玻璃芯基板，并在光电合封领域展现出不可替代的潜力 [3][6][8] - 尽管玻璃基板市场前景广阔，但其从技术研发到规模化量产仍面临核心工艺、成本、产业链生态及可靠性标准等多重严峻挑战，行业普遍对近期大规模量产持审慎态度 [34][35][39][41] 玻璃基板的技术优势与类型 - **性能全面突破传统材料**：相比有机基板和硅中介层，玻璃基板在电气性能、尺寸稳定性和平整度上实现全面突破 [3] - **卓越电气性能**：玻璃基板在10GHz频段的信号传输损耗仅为0.3dB/mm，介电损耗较传统有机基板降低50%以上 [4] - **极佳尺寸与结构稳定性**：热膨胀系数可调控至3-5ppm/℃，与硅芯片高度匹配，使基板翘曲度减少70% [4] - **超高平整度与制造潜力**：表面粗糙度可控制在1nm以下，已能实现2μm/2μm线宽线距的超精细布线，通孔密度达105个/cm²，是传统有机基板的10倍以上 [4] - **两大技术类型**：主要分为用于2.5D封装的玻璃中介层和用于3D封装的玻璃芯基板 [3][6] - **在光电合封领域的潜力**：玻璃基板因其宽光谱透明性和技术兼容性，成为CPO技术的核心适配材料，在TGV玻璃基板优先应用领域中，光模块封装以23%的占比位居第二 [8][9][11] 全球产业巨头的布局与策略 - **英特尔**：十年深耕，累计投入超10亿美元打造研发线，其技术可使芯片裸片放置数量增加50%，图案变形减少50%，互连密度提升一个数量级，支持120x120毫米超大尺寸封装，产品预计在2026-2030年间大规模应用 [12][13] - **三星**：采取内部双线并进策略，三星电机聚焦玻璃芯基板商业化，计划2025年Q2供应样品，2026-2027年量产；三星电子聚焦玻璃中介层研发，目标2028年导入先进封装工艺 [14][15] - **台积电**：将玻璃基板与FOPLP技术深度绑定，计划2025年为英伟达生产首批基于玻璃基板的芯片，并制定了从2025年Chip-First到2027年量产复杂TGV工艺的阶梯式规划 [16][17] - **Rapidus**：以600mm×600mm方形玻璃基板为差异化切入点，计划2028年量产，其方形基板表面积可增加30%-100%，通孔密度可提升约10倍 [18] - **SKC/Absolics**：商业化进程最快，其美国佐治亚州工厂年产能达12000平方米，2025年已启动量产样品生产与客户认证，有望成为全球首家实现商业化的企业 [20] - **LG Innotek**：作为后发追赶者，重点开发面向FOWLP、射频及车载芯片的玻璃基板技术，计划2025年底前产出样品，长期目标2026年商用 [21] 国内产业链的发展现状 - **材料与设备端多点突破**：国内企业在TGV工艺、玻璃基板制备等核心环节持续突破，部分技术指标达国际先进水平 [23] - **京东方**：依托显示领域积累跨界布局，发布玻璃基面板级封装载板，规划2027年实现深宽比20:1、线宽线距8/8μm、封装尺寸110x110mm的玻璃基板量产，试验线月产能约3000片 [23][24] - **沃格光电**：其子公司通格微实现TGV通孔孔径最小至3微米、深径比高达150:1，2025年上半年玻璃基TGV线路板产品实现营收约800万元，规划产能达100万平米/年 [25][26] - **其他领先企业**：包括三叠纪科技、广东佛智芯、厦门云天半导体、五方光电、深光谷科技等，分别在TGV技术、加工能力、量产规模及光电集成应用上取得成果 [26] - **封装与系统端积极融合**：通富微电、晶方科技、长电科技、华天科技等封测巨头均已具备相关技术储备或研发布局，推动玻璃基板在先进封装场景的应用落地 [28] - **生态建设协同赋能**：国内成立首个TGV技术产业联盟，并通过产学研合作攻克关键技术，例如深光谷科技联合高校实现国产首个8英寸晶圆级TGV interposer加工，实测带宽达110GHz [30] 玻璃基板面临的挑战与瓶颈 - **技术攻坚存在多重瓶颈**：TGV工艺效率普遍低于1000孔/秒，高深宽比通孔的铜填充空洞率常超过5%，10μm以下孔径加工良率不足80% [35] - **高密度布线挑战**：实现5μm以下线宽时，传统工艺易出现线路短路或开路风险，新型工艺设备昂贵且未成熟 [36] - **键合可靠性难题**：玻璃与金属热膨胀系数不匹配，在高温工艺中焊点失效概率较有机基板高出30% [37] - **成本高企**：高纯度硼硅玻璃单价高达2000元/片以上，是传统有机基板的5-10倍，短期内难以满足消费级芯片1-2美元/片的成本要求 [39] - **产业链生态不完善**：上游高纯度玻璃晶圆供应被海外企业垄断，关键设备依赖海外供应商，国内产业链协同联动不足 [39][40] - **可靠性验证与标准缺失**：缺乏专项测试规范，在极端环境下的长期可靠性数据匮乏，部分样品经过500次热循环测试后会出现性能劣化 [41] - **市场导入周期漫长**：从验证到量产导入通常需2-3年甚至更久，行业对2026年量产前景普遍持“小批量试产”的审慎态度，IC载板大厂认为真正量产时间点可能在2028年之后 [42][43]