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文 |錢眼君
來源|博望財經
玻璃基板聽起來很美好,但制造起來卻極其棘手。我們上篇提到,玻璃基板的作用,好比是芯片的"骨架"和"神經系統":一方面把芯片固定住、保護起來,另一方面把芯片上極其微小的電路信號"引出來",連接到外部的電路板。這過程中的所有技術難點,匯聚到一個核心工藝上——TGV(Through Glass Via)玻璃通孔技術,這是實現玻璃基板高密度互連的關鍵。
01
TGV——玻璃基板的"通天塔"
TGV的核心是通過在玻璃基材上制作高深寬比微孔,并進行金屬化填充,從而實現芯片與基板、芯片與芯片之間的垂直互聯,就是在玻璃基板上鉆出垂直的微小孔洞,然后在孔里填滿銅,讓芯片和基板之間、芯片和芯片之間實現垂直互聯。聽起來簡單,做起來卻是系統性的技術挑戰——業界形象地稱之為"通天塔"。
第一關:成孔。
在玻璃上鉆微米級的孔,比在硅上難得多。硅有成熟的"Bosch深刻蝕工藝"——一種標準化、高效率的解決方案。但玻璃沒有這種現成的工藝。目前主流的技術路線是"激光誘導刻蝕法":先用超短脈沖激光在玻璃內部"改性"(改變局部結構),然后把玻璃泡進刻蝕液里,改性區域的玻璃會被優先腐蝕掉,形成通孔。
聽起來一氣呵成,但在實際量產中,激光的穩定性、刻蝕液的濃度控制、不同玻璃成分對刻蝕的響應差異——每一處變量都可能把良率拉下來。
第二關:填孔。
在微孔里填滿銅,要求"無空洞、無縫隙"。這好比往一根極細的管子里灌注液體,既要灌滿,又不能留氣泡。
好消息是,玻璃是天然絕緣體,省去了硅通孔必需的氧化層和阻擋層沉積步驟,工藝鏈縮短約40%,成本僅為硅基的八分之一。但壞消息是,玻璃孔洞的深徑比通常較大,傳統的物理氣相沉積容易覆蓋不均勻,需要改用化學鍍等方式。電鍍液的配方——抑制劑、加速劑、整平劑的精密配比成了決定成敗的關鍵。
第三關:布線。
把縱向的通孔互聯點"引出來",與芯片引腳對接,完成平面電路連接。難點在于讓金屬和玻璃、聚合物和玻璃之間"粘得住"——附著力不足,后續高溫工藝中就會脫層。
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圖:玻璃基板產業鏈及各環節相關企業,東興證券
02
良率:那個沒人敢說的"謎"
如果說TGV的三大關卡是技術層面的挑戰,那么良率就是檢驗一切技術突破的最終標尺。在2026年的一場行業技術論壇上,一線工程師們分享了量產中的真實困境:
玻璃從打孔到鍍銅再到切割,幾乎每道工序都可能留下裂紋。一旦進入后續高溫環節,微小的裂紋會持續擴展,直到器件報廢。更棘手的是,切割后玻璃側壁上的裂紋寬度僅百納米量級——比病毒還小——常規檢測手段根本看不見,但向內延伸可超過一百微米。中科院微電子研究所的掃描電鏡觀測證實了這一問題的隱蔽性。
翹曲問題同樣不容小覷。銅和玻璃的熱膨脹系數相差數倍,制造過程中兩種材料脹縮不同,應力在界面處不斷累積。疊層超過十層后,累積的應力已經不容忽視。
最直接的數據來自良率。在一張510×515毫米的基板上,用于AI芯片封裝的通孔超過200萬個,任何一個孔出問題,整張基板就報廢了。帝爾激光營銷副總裁在行業會議上直言:"就TGV來講,最終的良率可能還是'謎',畢竟大家都沒有把量做起來。"他認為,不能做到75%以上的良率,頭部代工廠不會貿然進入中試階段;而進入量產,至少需要85%甚至90%以上的良率。
設備配套同樣滯后。通格微總經理指出,玻璃基板制造涉及的激光、鍍膜、電鍍、拋光、光刻等設備,沒有一種能從現有產線直接搬過來用——全部需要重新改造驗證,而且沒有現成經驗可以參考。良率、檢測體系需重建,且脆性玻璃微裂紋控制、玻璃應力管理是顯示制程未觸及的新課題。
既然這么難,還有這么多問題待解決,投資者們還要不要考慮信任它呢?
03
市場空間:從"零"到"百億"的想象
盡管挑戰重重,產業界對玻璃基板的前景判斷正變得越來越清晰,留給投資者不少想象空間。
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整體市場規模方面,Omdia數據顯示2026年全球玻璃基板市場規模預計達到186億美元,2030年突破320億美元,年復合增長率14.5%,遠高于有機基板的6%。更長期來看,2028年到2040年間復合增速可達67.2%——一個從零起步的新興市場,在十余年間成長為數百億美元規模的賽道,增速本身就在說明趨勢的方向。
結構性增長點同樣明確。Yole Group報告顯示,2025至2030年半導體玻璃晶圓出貨量復合年增長率將超10%,其中HBM(高帶寬存儲器)與邏輯芯片封裝領域需求增速高達33%。MarketsandMarkets數據指出,新增市場規模將主要集中于高端FC-BGA和2.5D/3D先進封裝領域,該細分市場年復合增長率將超過25%。
新增場景還在不斷涌現。在光電共封裝領域,康寧于2026年6月首次亮相Glass Bridge光互連組件,利用玻璃內部形成的波導直接連接光子集成電路和光纖,初始產品設計目標耦合損耗低于2dB——讓玻璃從"電互聯"延伸到"光互聯"。在射頻前端領域,長電科技的TGV射頻IPD工藝驗證顯示,3D電感在Q值等關鍵指標上較平面結構提升接近50%,為5G/6G通信器件打開新的空間。
在國際巨頭下重注搏明天之際,國內企業在玻璃基板領域表現如何,扮演怎樣的角色,投資者又該從哪些方面觀察?我們下篇繼續分析。
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