玻璃基板:首先得在上面打出成千上万个微米级的孔,然后在孔里填满铜,最后还得保证几百度温差下不开裂。

玻璃基板要取代有机基板,英特尔、三星、台积电、英伟达全在押注。但有一个绕不开的死结:为什么这么好、还迟迟没有大规模量产?

答案就在两个字里:TGV。


TGV,全称Through-Glass Via,玻璃通孔。它是玻璃基板的"任督二脉"——没有它,玻璃就是一块普通的玻璃板,做不了芯片封装。而TGV恰恰是整个产业链最难啃的硬骨头。

具体来说,就是下面三件事。

一、打孔——在玻璃上绣花

第一道难关:打孔

玻璃基板上要打多少个孔?一颗芯片可能需要成千上万个TGV。每个孔的直径只有几十微米(比头发丝还细),深度几百微米。深宽比(深度与直径之比)通常要求10:1以上,高的甚至做到150:1。

打个比方:想象在一张 A4 纸厚度的玻璃上,打出比头发丝还细的孔,孔壁不能有裂纹、毛刺,垂直度要接近90°。玻璃是脆性材料,稍有不当应力,整块基板就会报废。

目前主流的打孔技术是激光诱导刻蚀——先用激光在玻璃内部"画"出一条改性路径,再用化学腐蚀液把这条路径变成通孔。

听起来简单,但激光能量控制、腐蚀液配方、温度、时间,每一步都需要精密调参。

二、填孔——比打孔更难的技术

第二道难关:填孔。

孔打好了,还要在孔里填满导电材料(通常是铜),让电信号能够从上到下穿过玻璃。这步叫金属化填充。

为什么难?因为TGV的深宽比高。当深宽比超过10:1甚至更高时,孔内电镀液交换受阻,铜离子在孔口沉积的速度远快于孔中心。最终孔口过早封闭,把电镀液和气泡包在中间,形成致命的空气间隙。

一旦出现空气间隙,互连电阻会升高,信号完整性恶化,热循环中还会因应力集中引发裂纹,直接导致器件失效。

目前解决这个问题的主流方案是“由内向外”电镀,也就是让铜从孔的中心向外生长,而不是从两端往中间长,从根源上杜绝气孔的包裹。

此外,铜与玻璃的粘附力本身较弱,还需要先在玻璃表面沉积一层黏附层、阻挡层和种子层,再开始电镀。每一个环节都是精密的化学反应。

三、热应力——冷热交替中的“生死考验”

第三道难关:热应力。

孔打好了,铜也填进去了。但这还没完——芯片工作时会发热,关机会冷却,周而复始。

玻璃和铜的热膨胀系数(CTE)差异很大:铜受热膨胀明显,玻璃几乎不动。结果就是,长期的热胀冷缩会让铜与玻璃的界面产生巨大的应力,最终导致界面剥离、玻璃开裂。

这正是TGV技术在量产中最头疼的可靠性问题。实验室里做出来的样品没问题,但到了真实工作环境,几百次冷热循环后,微裂纹就会慢慢出现,最终导致电气失效。

三个难点串起来看:打孔时有裂纹风险,填孔时怕空洞,使用时怕热应力。任何一环出问题,良率就崩了。

目前玻璃基板的量产良率远低于传统有机基板的95%+水平,TGV成孔精度、孔内无缺陷填充、铜层附着力、多层RDL对准精度和冷热循环可靠性,是决定玻璃基板从中试走向量产的核心瓶颈。

四、产业走到哪了?

TGV难归难,但产业没有停在原地。 设备端,德国LPKF的激光诱导深度蚀刻(LIDE)技术是无裂纹、高深宽比TGV的国际标杆。国内海目星实现了"激光+湿法刻蚀"全链条自研,通孔良率≥98.5%,整版良率>99%。帝尔激光、大族激光也在积极布局TGV激光设备。

制造端,沃格光电、长信科技、美迪凯等已掌握玻璃基板全制程工艺,CPO光模块玻璃基载板完成批量送样。京东方已完成大板级玻璃载板研发并产出样品。

材料端,全球由康宁、AGC、肖特主导,国内凯盛科技、旗滨集团、力诺药包等加速追赶。

台积电的CoPoS试验线预计2026年6月全面建成,进入工艺验证阶段,业内预期2026年将是玻璃基板小批量商业出货的起点。

最后

玻璃基板的故事,不是“大公司砸钱就能搞定”的线性叙事。

它涉及材料科学、精密加工、化学工艺的复杂耦合。打孔、填孔、热应力,每一个都要啃很多年,没有捷径。

头部玩家押注了十年以上,才刚站在量产门口。攻坚窗口在2026-2027年,真正大规模商用,预计要到2027-2030年。

量产从来不是个时间表问题,是个良率问题。

制造端:沃格光电

制造端:长信科技


制造端:美迪凯

已完成12寸玻璃晶圆批量出货,310x310mm、515x510mm基板小批量供货,生产线2025年已通过某头部晶圆厂验厂,并成功切入三星供应链体系,为头部封测厂商与芯片企业提供TGV加工、金属化、通孔填孔、CMP、RDL布线等定制化服务。


【中信电子】看好京东方玻璃基载板业务,强烈推荐!

20260603京东方调研速报:

行业层面:载板线宽线距、速率提升、大板化趋势下,玻璃基载板为重要方向,公司有客户预计2028年渗透率30%,比此前2030大规模渗透的预期提早。

公司优势1:工艺技术全覆盖:为上市公司中唯一一家玻璃基载板全制程公司,实现TGV空间 ~60μm可调,镀铜金属化能力可量产的孔径比10:1,客户评价全球顶尖,BU制程现在8μm,开发5μm。

公司优势2:客户进展顺利:公司聚焦AI算力芯片(含CPU/GPU等)客户,#国内CPU进展更快。公司计划27Q2前做好可研,27年底前量产。

公司优势3:需求迫切产能扩张:当前中试线月产能300片(单大片510,可切16小片,但小片样品ASP超过1000美金)预计年产能扩至1000片/月。

总体而言,我们认为玻璃基载板是未来封装基板升级的重要方向,产业化有望加速,京东方发布公告与康宁公司携手,围绕玻璃基封装载板、光互连相关应用等合作,卡位核心。我们原先测算2030年ABF载板1500亿+市场空间,考虑到玻璃基载板带来的面积和单价的提升,假设市场空间总体到2000亿,假设玻璃基渗透率30%,600亿总市场需求。我们看好为京东方带来的业绩弹性,以及从显示切入半导体先进封装的估值弹性,强烈推荐!


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