2024 年 6 月 17 日行业|深度|研究报告行业研究报告慧博智能投研玻璃基板行业深度:核心技术、行业现状、产业链及相关公司深度梳理随着 AI 算力需求逐渐提高,硬件电路高度复杂化。无论是原先广泛使用的 PCB 有机基板,或者是提高封装密度的 TSV 技术都将在可预见的时间内成为制约 AI 芯片等高性能算力芯片生产的短板。而玻璃基板凭借其天然的电气特性、优异的机械性能、良好的热导率和较低的热膨胀系数,成为新型先进封装技术基板的研究重点。玻璃基板的核心技术 TGV 也作为下一代先进封装工艺开始进入业界替代 TSV 技术。
本篇文章我们将集中探讨先进封装领域中的玻璃基板,介绍其基本概念和性能等特点,并深入讲解其关键技术。同时,我们将分析当前行业的发展状况,并详细介绍产业链中的关键环节,列举可能受益的相关公司。最后对行业的未来进行展望。期望这些内容能够帮助大家更好地理解玻璃基板。
目录
一、行业概述..........1
二、TGV 是玻璃基板核心技术 ..........6
三、行业现状..........15
四、产业链分析..........18
五、相关公司..........25
六、未来展望..........27
七、参考研报..........29
一、行业概述
1、IC 载板:芯片封装的关键材料,ABF 载板为主流IC 载板(substrate)为半导体封装中的关键材料。在封装过程中,IC 载板介于芯片与 PCB 之间,实现信号传输连接,同时为芯片提供保护和支撑并形成散热通道,使封装后的芯片达到符合要求的尺寸。
据 Prismark 预测,到 2026 年,全球 IC 封装基板行业规模有望达到 214 亿美元。
从载板材料上看,主要分为 BT/ABF 载板两类,主要区别在于其所用的介质及性能的不同:
BT 载板:具有较高的玻璃化温度、优秀的介电性能、低热膨胀率、良好的力学特征等性能,因此广泛应用于存储器、射频、手机 AP 等领域,但由于其具有较硬的玻纤砂层,虽然能够稳定尺寸,防止热胀冷缩影响良率,但同时钻孔难度较高,较难满足目前精细化、高多层化的载板需求。2/29
2024 年 6 月 17 日行业|深度|研究报告ABF 载板:多层数、细线路等优势更适配于更先进制程 I/O 端口数较多的场景,应用于高性能运算芯片,主要用于 CPU、GPU、FPGA、ASIC 等高性能运算芯片。
从载板工艺区分,ABF 载板又可以分成两种为:BGA(Ball Grid Array)与 CSP(Chip Scale Package),其中 BGA 为球栅阵列封装,优点为 I/O 间距大、可靠性高、散热性能较好,广泛用于高功耗、高集成度芯片,其中 FCBGA 基板具有大尺寸、高叠层和精细线路 3 个方面的特点。
目前主流的芯片 2.5/3D 封装以台积电 CoWoS 为代表,根据不同中介层,分为 CoWoS-S/R/L 三种类型。CoWoS(Chips on Wafer on Substrate)技术先将芯片通过 Chip on Wafer(CoW)的封装制程连接至硅晶圆,再把 CoW 芯片与基板(Substrate)连接,整合成 CoWoS,核心是将不同的芯片堆叠在同一片硅中介层实现多颗芯片的互联,其中将采用到封装基板+硅中介层的方案,而封装基板主要以ABF 载板为主。
2、玻璃基板性能出色,成为芯片封装的关键方向随着高性能芯片的发展,传统有机材料基板在高性能芯片的封装应用中呈现出一定的局限性。随着基板上固定的芯片数量增加,整个芯片集成的晶体管总数也相应增多。有机材料基板加工难度小,生产成本较低,在芯片封装领域已被应用多年。但随着对芯片计算需求的增加,信号传输速度、功率传输效率、以及封装基板的稳定性变得尤为关键,有机材料基板面临容量的极限。由 Intel 主导的玻璃 IC 载板,成为适用于下一代先进封装的材料。三星、AMD、苹果等国际知名科技芯片公司均表示将导入或探索玻璃基板芯片封装技术。
玻璃基板在封装领域的引入是一次重要的技术革新,相比 CoWoS-S 工艺使用的硅中介层和 FC-BGA有机基板,玻璃基板具有以下的突出优点:
1)高平整度与低粗糙度:玻璃基板具有较高的表面平整度和低粗糙度,为微小尺寸半导体器件的制造提供了理想的平台。玻璃基板的开孔之间的间隔小于 100 微米,远超有机面板,使得晶片间的互连密度大幅提升。
2)热稳定性与低热膨胀系数(CTE):玻璃基板热稳定性强,可在高温环境下保持性能稳定,且其热膨胀系数与硅接近,有助于减少封装过程中因热失配导致的应力问题,有效解决了 3D-IC 堆叠扭曲的问题。

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