摩爾定律放緩腳步，巨頭們競相尋找提升芯片性能的新路徑。憑借諸多獨特優(yōu)勢，玻璃基板技術冉冉升起，成為半導體行業(yè)炙手可熱的新星。

“誰先實現玻璃基板規(guī)模商業(yè)化，誰就是基板行業(yè)新的游戲規(guī)則改變者?！边@句話所折射的，是算力緊缺時代玻璃基板領域的激烈競賽。從英特爾率先入局，到三星、AMD、LG等企業(yè)聞風而動，以玻璃基板替代有機基板成為行業(yè)共識，大廠們爭先恐后、悉數涌入。

“這一定是個趨勢?！碧胤N玻璃巨頭肖特集團（SCHOTT AG）半導體先進封裝玻璃解決方案負責人Christian Leirer近日接受澎湃新聞等媒體采訪時表示，肖特和全球許多參與者一樣，看好玻璃在先進芯片封裝領域的巨大潛力?！拔磥硭懔λ俣纫笤絹碓礁?，我們需要將特種玻璃的性能優(yōu)勢發(fā)揮到極致。一旦在能力范圍內克服各種工程挑戰(zhàn)以及提升規(guī)模化生產所需的良率，這個技術便接近于量產。”他強調，作為新技術產品，玻璃基板商業(yè)化應用仍面臨一系列現實挑戰(zhàn)，需要產業(yè)鏈協同作戰(zhàn)。

玻璃基板，為“突破極限”而生的市場新寵

芯片基板主要用于芯片先進封裝層面的系統級集成，是封裝后道工序中的關鍵技術。自上世紀70年代的引線框架開始，基板設計歷經多次迭代，上世紀90年代陶瓷基板替代了金屬框架，世紀之交又出現了由類似PCB的材料和編織玻璃層壓板制程的有機基板?；宀牧系牟粩嗌墸苿有酒阅艹掷m(xù)提升。

過去20多年里，有機材料一直是封裝基板的主角，但隨著單個封裝內的芯片和連線數量越來越多，有機基板正在接近物理極限。

更強大算力需求的不斷增長孕育了新的技術變革。特種玻璃憑借優(yōu)異的耐熱性、介電性能以及具有多種熱膨脹系數（CTE）等特性，為下一代芯片提供了全新可能。經過長期的技術驗證，行業(yè)頭部公司不約而同地選擇了特種玻璃，作為下一代芯片封裝基板最具潛力的新材料之一，并且在近兩年紛紛布局相關產線。

“特種玻璃在芯片載板領域的應用相對成熟，作為先進封裝基板的技術應用，大廠們已經開始全面布局?！毙ぬ丶瘓F中國區(qū)總經理陳巍向澎湃新聞介紹，后摩爾時代，芯片特征尺寸越來越小，功率和處理速度卻大大提升，催生出新的材料需求?！靶ぬ氐绕髽I(yè)兼具半導體行業(yè)所需的材料和各種開發(fā)優(yōu)勢，玻璃基板市場應運而生。”

為數不多擁有上述能力的市場主要參與者已經感受到新需求的快速升溫。陳巍分析稱，相較于現有的有機基板，玻璃基板可實現更小、更密集的封裝，同時降低連接長度，從而降低AI、高性能計算（HPC）和數據中心芯片的功耗和系統復雜性，最終實現更快、更節(jié)能的計算。行業(yè)數據顯示，玻璃基板可以使芯片速度最高可加快40%、能耗減少最高可達到50%。

肖特對該行業(yè)并不陌生。在全球頂尖的光刻機內，硅晶圓和曝光模必須精確定位，從而制造頂尖微芯片內極其精細的結構。肖特的柔性導光器等產品是全球領先的光刻機中的重要元器件，確保過程中保持最高的精度。由于這些機器在全球所有芯片廠和 IDM（集成器件制造商）中都在使用，幾乎所有計算機芯片都會與來自肖特的特種玻璃材料接觸。

業(yè)界預測，到2030年，玻璃將成為芯片封裝的關鍵材料之一。面對下一代先進封裝浪潮，今年8月，肖特整合內部資源成立了全新部門“半導體先進封裝玻璃解決方案”，為半導體行業(yè)提供量身定制的特種材料解決方案?！拔覀冎耙餐ㄟ^推廣現有的業(yè)務部門去為半導體行業(yè)服務，由于行業(yè)的需求越來越增長，我們在內部作出這樣的新調整?！盋hristian Leirer博士說道。

巨頭爭霸玻璃基板，商業(yè)化挑戰(zhàn)尚存

伴隨先進封裝潮起，玻璃基板已成為重塑產業(yè)格局、決定未來勝負的重要戰(zhàn)場。

今年以來，有關玻璃基板的討論高熱不退。芯片設計、生產和封裝頭部企業(yè)將用玻璃基板替代有機基材的消息不絕于耳，相關概念股掀起多輪漲停潮。高效能AI芯片競爭加劇下，英特爾、英偉達、AMD等巨擘預計最早將于2026年采用玻璃基板。

2023年9月，英特爾率先宣布推出先進封裝玻璃基板，計劃于2026年至2030年量產。英特爾表示，針對玻璃基板方面的研究工作可以追溯到十年前，并且已經在美國亞利桑那州投資超過10億美元，用于建設研發(fā)產線，此舉有助于該公司實現2030年在單個封裝上集成一萬億個晶體管的目標。

在封裝技術創(chuàng)新上，英特爾曾在20世紀90年代引領業(yè)界從陶瓷封裝向有機封裝過渡，率先實現無鹵素和無鉛封裝。

三星也將玻璃基板視作改變游戲規(guī)則的解決方案。今年1月，三星在CES 2024上宣布進軍半導體玻璃基板領域，并公布了2024年建立中試線、2025年量產樣品、2026年正式量產的路線圖。根據規(guī)劃，三星電機將在今年9月份之前將所需設備安裝到試驗線上，并在第四季度開始運營其試點生產線，比最初的計劃提前了一個季度。

SK海力士通過其美國子公司Absolics涉足該領域，計劃在2025年初開始量產，成為最早加入玻璃基板爭霸的公司之一。

不久前摩根士丹利更新了英偉達GB200供應鏈的情況，稱英偉達GB200 DGX/MGX的供應鏈已經啟動，將采用玻璃基板用于先進封裝。

據Prismark統計，預計2026年全球IC封裝基板行業(yè)規(guī)模將達到214億美元。隨著各大芯片巨頭入局，玻璃基板對現有方案的替代將加速，預計3年內玻璃基板滲透率將達到30%，5年內滲透率將達到50%以上。The Insight Partners認為，玻璃基板的全球市場規(guī)模預計將從今年的 2300 萬美元增長到2034年的42億美元。

盡管潛在優(yōu)勢顯著，但與任何新技術一樣，玻璃基板的商業(yè)化道路面臨著加工、制造測試、成本等一系列挑戰(zhàn)。

業(yè)內觀點認為，玻璃雖能克服翹曲、電氣性能也較好，但易碎、難加工等缺點突出，在實際交付之前實現量產良率還有不短的距離。企業(yè)的前期投資成本高昂，即使在技術開發(fā)上投入巨資，若業(yè)務無法盈利，將成為沉沒成本。

“在商業(yè)化過程中，玻璃的優(yōu)勢如何蓋過缺點至關重要。我們會嘗試用不同的方法解決脆弱性、開孔金屬化、良率等問題。隨著開發(fā)進程的逐步開展，玻璃生產技術越專業(yè)、客戶合作越多，解決方案也會越多。”Christian Leirer認為，玻璃基板作為面向高端應用的新技術，需要產業(yè)鏈緊密互動，就技術路線和產品達成共識，這需要時間?！霸谑袌鲩_發(fā)初期，各方可能在成本問題上存在不同想法。但首先要將市場做起來，再考慮成本。隨著使用量越來越大，成本會不斷走低。”

陳巍向澎湃新聞介紹，肖特將在今年11月舉行的第七屆進博會上首展其基于特種玻璃的半導體封裝解決方案?！拔磥戆l(fā)展的驅動力將在很大程度上來源于算力，特種玻璃可以幫助芯片行業(yè)達到新的高度?！?/p>