大面板玻璃中介层
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玻璃走向芯片,一步之遥
半导体行业观察· 2025-09-17 09:30
玻璃在半导体封装中的角色演变 - 玻璃正从背景消耗品转变为封装的核心材料,提供核心基板、连接芯片的中介层以及引导光子的电介质 [2] - 超平整硼硅酸盐载体在背面减薄过程中支撑硅晶圆,无钠薄片形成密封的MEMS盖帽,低热膨胀系数玻璃是许多晶圆级扇出工艺的基板 [2] 玻璃成为先进封装关键材料的驱动因素 - 人工智能和高性能计算设备对带宽和功率密度的需求不断提升,单个训练加速器需要数千个高速I/O引脚和能处理数百安培电流的供电网络 [3] - 有机层压板难以保持所需的平整度和过孔密度,硅中介层价格高且面板尺寸有限,玻璃在热膨胀系数、损耗角正切和面板尺寸成本方面具有优势 [3] - 玻璃的热膨胀系数可定制以匹配硅,在40 GHz频率下其损耗角正比比硅低一个数量级,面板尺寸可达半米且成本趋向高端有机材料 [3] 行业领先公司的布局与进展 - 英特尔在其亚利桑那寻路生产线上演示了基于玻璃的测试平台 [4] - 三星电子探索将玻璃芯作为其I-Cube和H-Cube封装之外的潜在选择 [4] - 基板巨头SKC已安装用于500毫米玻璃面板的钻孔填充试验生产线 [4] - 玻璃巨头AGC正在提供低热膨胀系数的硼硅酸盐板材以供早期评估 [4] 玻璃在高频和光子集成领域的应用优势 - 玻璃的低介电损耗和光学透明性使其成为计算封装外的第二大增长引擎,在Ka波段及以上频段其微带的插入损耗约为等效有机线的一半 [6] - 在共封装光学器件中,工程玻璃可承载电气重分布层和低损耗波导,简化对准过程并消除昂贵的硅光子中介层 [6] - 用于射频的玻璃通孔技术可创建垂直光通孔,使单个纤芯支持跨阻放大器、激光驱动器及光波导,实现电子和光子布线的融合 [6] 玻璃技术商业化的关键挑战与竞争态势 - 玻璃从中试线走向量产的关键在于激光钻孔、铜填充、面板处理和设计自动化生态系统的成熟度 [8] - 良率学习曲线、通孔填充可靠性、面板翘曲和设计套件成熟度将决定玻璃能否达到系统集成商设定的成本目标 [8] - 代工厂正推动混合晶圆级重新分配以缩小玻璃在特征尺寸方面的优势,层压板供应商在开发具有更低粗糙度和更佳热膨胀系数匹配的下一代ABF芯 [8]