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玻璃基板从零到一，TGV为关键工艺
Date: 2024-06-12　Click: 16180

一、玻璃基板：先进封装的刷新，沉新界说基板

（一）英特尔持续加码玻璃基板，高举封装工艺刷新旗号

英特尔一向是玻璃基板领域的索求引领者。凭据三叠纪官网，早在十年前英特尔就起头寻找有机基板的代替品，并在亚利桑那州的CH8工厂投资十亿美元试出产玻璃基板。作为封装基板领域的索求引领者，2023年9月英特尔展示了一款职能齐全的基于玻璃基板的测试芯片，并打算于2030年起头批量出产，该芯片使用75微米的玻璃通孔，深宽比为20:1，主题厚度为1毫米。英特尔的新技术不仅仅停顿在玻璃基板的层面，还引入了FoverosDirect（一种拥有直接铜对铜键合职能的高级封装技术），为CPO（Co-packagedOptics，可共同封装光学元件技术）通过玻璃基板设计利用光学传输的方式增长信号，并结合康宁通过CPO工艺集成电光玻璃基板索求400G及以上的集成光学解决规划。英特尔与设备资料合作同伴发展了亲昵合作，与玻璃加工厂LPKF和德国�；�Schott共同致力于玻璃基板的产品化。另表，英特尔还带头组建了一个生态系统，已经占有大无数重要的EDA和IP供给商、云服务提供商和IC设计服务提供商。

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英特尔以为玻璃基板有望成为下一代主流的基板材质。凭据ANANDTECH引用的Intel展示PPT，复盘芯片基板的发展汗青，自1970年引线框架大规模使用于芯片封装后，英特尔以为半导体行业主流的基板技术将会每15年扭转一次，将来行业将会迎来玻璃基板的转变，而从有机板到玻璃基板的这个转变将在近10年产生，同时英特尔也以为玻璃基板的出现并不会顿时齐全取代有机板，而是会在将来一段功夫内和有机板共存。

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玻璃基板、CPO工艺有望成为混合键合以来的下一代先进封装工艺。凭据ANANDTECH引用的Intel展示PPT，英特尔以为基于玻璃基板、CPO将是先进封装下一代主流技术。相迸仔机板和硅，玻璃基板的机能和密度均有提高，能够允许在更幼的占用面积下封装更多的Chiplets，以此带来更低的整体成本的功耗，让将来数据中心和AI产品得到大幅改进。凭据将来半导体，英特尔研发的CPO也能够通过玻璃基板进行设计，从而实现利用光学传输的方式来增长信号，提高功率的同时降低成本。

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（二）玻璃基板：资料与工艺的刷新

玻璃基板重要用来取代原先的硅/有机物基板和中介层，可利用于面板、IC等泛半导体领域。在目前的2.5D封装中，以较为主流的台积电的CoWoS封装为例，是先将半导体芯片（CPU、GPU、存储器等）通过ChiponWafer（CoW）的封装造程一路衔接至中介层（Interposer）上，再通过WaferonSubstrate（WoS）的封装造程将硅中介层衔接至底层基板上；其中，中介层（interposer）通常选用硅（COWOS-S）、有机物（COWOS-R）或者是硅和有机物的结合（COWOS-L）。

玻璃材质的引入能够取代原先的硅中介层和有机基板。玻璃基板直接利用玻璃中介层（GlassInterposer）实现芯片之间、芯片与表部的互联，利用玻璃材质成本低、电学机能好、翘曲低蹬着点来克服有机物材质和硅材质的缺点，来实现更不变、更高效的衔接以及降低出产成本，有望为2.5D/3D封装带来全新的范式扭转。

玻璃基板的3D封装方面，TGV及其有关的RDL将成为关键工艺。目前的3D封装中，以HBM工艺为例，其中的关键技术蕴含TSV（Through-SiliconVias）、微凸点（Microbumps）、TCB键合（Thermo-CompressionBonding，热压键合）、混合键合（hybridbonding）等；对于玻璃基板的3D封装，TGV（ThroughGlassVia，玻璃通孔）、铜孔的填充及其RDL将成为关键工艺。

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玻璃基板优势显著。凭据《玻璃通孔技术钻研进展》（陈力等），玻璃基板的优势重要体此刻：

（1）低成本：受益于大尺寸超薄面板玻璃易于获取，以及不必要沉积绝缘层，玻璃转接板的造作成本约莫只有硅基转接板的1/8；

（2）优越的高频电学个性：玻璃资料是一种绝缘体资料，介电常数只有硅资料的1/3左右，损耗因子比硅资料低2~3个数量级，使得衬底损耗和寄生效应大大减幼，能够有效提高传输信号的齐全性；

（3）大尺寸超薄玻璃衬底易于获�。嚎的⑿裣踝右约靶ぬ氐炔ＡС棠芄涣坎蟪叽纾ù笥�2m×2m）和超�。ㄓ子�50μm）的面板玻璃以及超薄柔性玻璃资料；

（4）工艺流程单一：不必要在衬底表表及TGV内壁沉积绝缘层，且超薄转接板不必要二次减��；

（5）机械不变性强：当转接板厚度幼于100μm时，翘曲依然较��；

（6）利用领域宽泛：除了在高频领域有优良利用远景之表，通明、气密性好、耐侵蚀等机能利益使玻璃通孔在光电系统集成领域、MEMS封装领域有巨大的利用远景。

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起源：惠投研报

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