开创先进封装新格局：中国玻璃基板企业异军突起

2024-09-24 14:24

玻璃基板在先进封装领域的前景被业界普遍看好，它所具有的卓越尺寸稳定性、超高电阻率、低电损耗以及高热稳定性让整个半导体基板行业趋之若鹜。受益于 AI 算力需求的激增，玻璃基板现已成为英伟达、英特尔、苹果等海外龙头厂商提升芯片性能的主要发力方向。国内从事玻璃基板相关产业的厂商也不少，其技术基本与国际同步，某些细节方面甚至领先全球。以厦门云天、三叠纪、佛智芯、奕成科技、沃格光电等为代表，国内厂商陆续突破 TGV （Through Glass Via，玻璃通孔）技术，打破了海外厂商高度垄断的市场竞争格局。本文将对中国大陆及台湾的部分厂商及其最新的玻璃基板相关技术优势做一简单总结，相关信息均来源于各公司官网或权威媒体。

京东方（BOE）

中国显示器巨头京东方近日也公布了一项计划，旨在成为第一家进入半导体先进封装领域的中国面板制造商。京东方在BOE IPC 2024上正式发布并展出面向半导体封装的玻璃基面板级封装载板，成为大陆第一家从显示面板转向先进封装的业务部门。根据京东方发布的2024-2032年玻璃基板路线图，计划将在2026年后开始量产，到2027年实现深宽比20:1、细微间距8/8μm、封装尺寸110x110mm的玻璃基板量产能力，到2029年将精进到5/5μm以内、封装尺寸在120x120mm以上的玻璃基板量产能力。其技术演进和量产年限与国际保持同步，致力于满足下一代AI芯片需求。根据其规划，2027/28年树立京东方玻璃基半导体品牌，打造上下游伙伴供应产业链，2028/2030构建全球玻璃基半导体生态链，加速玻璃基用于AI芯片的高端基板量产。

目前，京东方拥有新型传感试验线一条，洁净间面积2000平方米，集特色晶圆制造、先进封装、封装测试半导体全制程特色工艺设备百余台，可提供从概念到中试阶段的技术支持，从供应链到客户端的全环节专业服务。

京东方已启用标准510X515mm玻璃芯板及封装载板，封装尺寸为50X50mm，8（2+3+3）层，具备高强度、低翘曲的优势，该面板级载板面向AI芯片，计划2026年后启动量产。

京东方工艺能力上具备玻璃基板级封装的高深宽比、深孔电镀、高精度RDL以及玻璃与ABF异构集成能力，具备图形化、加法/减法和封装测试的完备微器件加工工艺能力。目前京东方晶圆级玻璃器件已通过客户认证，板级样品产出并进入AI客户验证阶段。

群翊工业

来自中国台湾的PCB及基板设备大厂群翊工业（Group Up Industrial）一直在研发玻璃基板技术。该公司是提供TGV和SAP工艺设备的领先公司，这些工艺是制造玻璃芯基板的重要工艺。目前公司已与玻璃材料供应商展开合作，并计划根据客户需求提供量身定制的设备，主要包括涂覆、干燥和层压设备。

群翊工业TGV工艺流程规格：

尺寸 : 510mm x 515mm；厚度 : 200um – 1800um

据消息人士透露，群翊工业已经开始向一家美国大型企业供应玻璃基板相关产品，并正在与新客户进行洽谈。过去两年，该公司为玻璃基板业务增加了研发预算，并仍然对该趋势在2025年下半年至2026年间将会加速发展持乐观态度。

勤凯科技

另一家台湾导电浆大厂勤凯科技（Ample Electronic Technology）近年来也积极发展玻璃基板产品。勤凯副董事长庄淑媛近日表示，深耕多时的先进玻璃基板封装材料已有进展，公司已经开始与日本主要制造商就先进的玻璃基板封装进行接触，并有望在未来一到两年内实现这项技术的真正商业化，届时将成为勤凯科技切入半导体封装应用市场的重要里程碑。

厦门云天半导体

厦门云天是聚焦新兴半导体产业先进封装与系统集成的半导体公司，致力于为客户提供从产品协同设计、工艺研发到批量生产的全流程解决方案和服务。该公司是国内最早研发TGV技术的半导体公司。在最近举办的ELEXCON2024深圳国际电子展上，云天半导体展示了其2.5D高密度TGV转接板样品和高深宽比75:1的TGV样品，展示出其在国内先进封装领域的领先地位。

高密度玻璃通孔(TGV)技术

玻璃通孔是玻璃基板的主要支撑技术之一。相对于硅通孔（TSV）以及其他传统材料，TGV具备四个方面的主要优势：

低成本：受益于大尺寸面板玻璃易于获取，以及不需要沉积绝缘层，玻璃转接板的制作成本大约预计不到硅基转接板的 1/2；
优良的高频电学特性：玻璃材料作为一种绝缘体材料，介电常数只有硅材料的 1/3 左右，在高频高速应用领域，损耗因子比硅材料低 2~3 个数量级，使得基板损耗和寄生效应大大减小，可以有效提高传输信号的完整性；
大尺寸超薄玻璃基板易于获取：康宁、肖特等玻璃厂商可以量产超大尺寸（大于 2m×2m）和超薄（小于 50μm）的面板玻璃以及超薄柔性玻璃材料；
制造友好性及良率：大尺寸条件下翘曲控制表现更优，良率更高。

作为一种新兴的封装技术，TGV技术可广泛应用于3D集成电路封装、MEMS（微机电系统）、生物医疗、通信以及传感器等领域，是理想的射频微系统三维集成解决方案。

据云天半导体最新披露，其先进封装技术晶圆级封装（TGV）出货量已突破2万片大关，再次刷新行业记录。云天半导体的TGV技术采用超快激光技术，可实现深宽比50:1的玻璃通孔，可广泛应用在生物医疗等领域。

在TGV技术中，孔径的尺寸一直是制约其发展的瓶颈之一。云天半导体公司最近展出的2.5D高密度TGV转接版样品成功突破了4um孔径，这不仅是对其技术实力的巨大肯定，更为行业带来了新的突破与可能。

2.5D高密度玻璃中介层技术

TGV玻璃中介层（也称转接板）是一种新型的晶圆级封装技术，它能够在玻璃基板上形成微小的导电通孔，从而实现芯片间的高效连接。采用该技术不仅能极大地提高封装密度，还能有效降低信号传输损耗，提升系统的整体性能表现。

随着人工智能、ChatGPT、CPU和GPU等大芯片封装需求的不断增长，对大芯片封装、密度的要求越来越高。云天半导体已成功实现了2um/2um细间距玻璃中介层技术，为大芯片封装领域树立的新的标杆。云天半导体在ELEXCON 2024上展出了最新的2.5D高密度TGV转接板样品，单颗转接板面积为2700mm2（60mm×45mm），厚度为80μm，TGV开口直径25μm，实现了8：1高深宽比的TGV无孔洞填充。金属布线采用无机薄膜介质材料，实现3层RDL堆叠，其中最小L/S可达1.5/1.5um。玻璃中间层技术作为一种关键的封装技术，可为AI、ChatGPT、CPU、GPU等大芯片封装提供更加灵活和高效的解决方案。

云天半导体2.5D高密度TGV转接板产品优势：

优良高频电学特性
低成本，大尺寸玻璃易于获取
工艺流程简单，不需沉积绝缘层
机械稳定性强且翘曲小
应用广泛：射频组件、光电集成、MEMS

三叠纪（成都迈科）

三叠纪（广东）科技有限公司是成都迈科科技有限公司的全资子公司，它聚焦三维集成微系统关键材料与集成技术，在业界率先提出TGV3.0，并首次突破亚10微米通孔和填充技术。其通孔尺寸、孔密度和深径比国际领先，是国内玻璃通孔技术的倡导者与引领者。

今年7月，三叠纪在广东东莞松山湖创建了国内首条TGV板级封装线，成为国内目前唯一一家同时拥有玻璃基晶圆和板级封装线的公司。三叠纪的TGV板级封装线产线作为国内第一条TGV板级封装全自动化生产线，高度集成搬运、传输、制造和检测，可年产3万片510*515mm玻璃封装基板。整条产线涉及的关键设备包括高速激光诱导装备，成孔效率为5000孔/秒。此外还包括全自动化板级清洗设备、全自动AOI检测仪和板级研磨抛光等重要设备，TGV基板将广泛应用于3D集成半导体封装。

据介绍，三叠纪（广东）科技有限公司在已建成晶圆级玻璃基TGV中试生产线的基础上，率先部署建设TGV板级玻璃基封装试验线，在晶圆级10μm孔径、50:1深径比、100%通孔镀实的工艺基础上，将TGV3.0技术的领先技术拓展至板级封装芯板领域，将引领国内TGV行业步伐，为高端SiP和高算力芯片封装、新型显示等领域奠定基础。三叠纪突破了传统通孔填充深径比限制，实现最大深径比达70:1的超高深径比、亚微米孔径、玻璃通孔实心金属化，解决了信号连续性问题，攻克了TGV工程化难题。三叠纪还实现了将玻璃混合键合成四层，以扩展单个芯片的继承能力。目前三叠纪已建成晶圆级TGV中试生产线，晶圆级中试产线年产能约7万片，可实现从玻璃材料、3D微纳结构、超高深径比通孔填充、表面布线和多层堆叠全工艺链拉通，可批量提供系列化微结构玻璃、IPD无源集成器件和三维封装转接板。另外，该公司2025年以后将增设TGV板级封装试验线，计划产能将达每年2万片。

广东佛智芯微电子

广东佛智芯微电子技术研究有限公司是国内领先的面板级扇出型（Fan-out Panel level）封装及玻璃基板制造服务商。作为国内玻璃基板研发及制备的领先企业，佛智芯在玻璃微孔加工及金属化方面具有丰富经验。该公司目前已掌握玻璃微孔加工技术，实现孔型、孔径、锥度可控加工；在玻璃表面金属化方面，实现了低温、低粗糙度、高结合力芯板制造，铜与玻璃的结合力达15N/cm以上。其技术能力已达到国际先进水平，解决了高密度封装基板制造的关键问题。

佛智芯的玻璃基板产品包括：

6L玻璃基板：外形尺寸：80x80mm，线宽线距：15/15UM
10L玻璃基板：外形尺寸：50x50mm，线宽线距：15/15UM
12L玻璃基Chiplet：外形尺寸：50x50mm，线宽线距：15/15UM

核心技术包括：

玻璃通孔刻蚀
技术特点：高深宽比玻璃微通孔加工技术；多尺度密集孔一次成型，锥度可控，不同型号玻璃通用
技术能力：孔径>10±2μm；玻璃厚度:100μm-700μm；通孔间距>30μm；锥度：2.5°-15°（可控）

玻璃盲孔刻蚀
技术特点：高深宽比玻璃微盲孔加工技术；多尺度密集孔一次成型，锥度可控，不同型号玻璃通用
技术能力：孔径≥10 ±2μm；盲孔深度>200 ±5μm；盲孔间距>30μm；纵深比>1:20

玻璃通孔金属化
技术特点：高深宽比、玻璃微孔金属化、不同型号玻璃通用
技术能力：填充孔径≥10 μm；玻璃厚度:100-700μm；金属化形式:全铜填充（小孔）、侧壁金属化（大孔）；针对大深径比、小深径比玻璃通孔，已开发出干法/湿法两种工艺实现通孔金属化

在TGV技术上，佛智芯已做到了最小孔径1微米，深径比达150:1，通孔率100%，结合强＞15N/cm，0-110GHz评断内不增加插值损耗。钻孔效率为1-2k/秒，可在510x515玻璃面板上实现20万个孔。该公司能够提供玻璃芯板的批量制作及玻璃载板样品制作。其2024年一季度产能为3600片/月。佛智芯的大板级玻璃封装产线或将助力国内重要客户AI芯片未来数年的量产。

另外，佛智芯、三孚新科和明毅电子三家公司近日宣布将携手打造玻璃基板战略联盟，三方将发挥各自在基板制造、表面处理化学品及专用设备研发等方面的技术优势，围绕玻璃封装生产设备、工艺及配套专用化学品进行全面合作。三方将共同开展产品技术研发和标准制定，优化提升工艺流程，实现玻璃封装基板的量产和精益制造。同时，各方将发挥各自现有产业、技术、渠道优势，打造安全、稳定的供应链，保障玻璃封装基板的量产和未来扩产需要。

奕成科技

奕成科技是国内板级高密封装技术领域的先行者，该公司的综合实力广受国内外认可，是中国大陆FOPLP的先行者。该公司汇聚全球先进封测和玻璃基板半导体技术核心团队，其独创的板级高密系统封测技术，在510mmx 515mm的玻璃载板上实现了2D FO、2.xD、3D PoP等先进系统集成封装及Chiplet方案，在芯片偏移控制、翘曲度、RDL等核心工艺指标上已达行业领先水准。

在玻璃面板级封装方面，佛智芯和奕成科技是国内首批量产的厂家。到2030年，奕成科技或将拥有全球市场份额最高的（玻璃）面板级封装集成线，可帮助满足人工智能市场对于高性能、高密度、低功耗封装解决方案日益增长的需求。

沃格光电

玻璃载板的应用尚处于起步阶段，海外厂商英特尔、AMD、苹果、三星等厂商陆续布局相关生态；国内厂商沃格光电现已具备玻璃基板级封装载板小批量产品供货能力，长电科技的玻璃基板封装项目预计于 2024 年实现量产。

沃格光电技术特色包括：

玻璃基厚铜技术：玻璃基真空磁控溅射镀铜，铜膜纯度高，可对应G5尺寸，附着力5B，方阻0.1~0.003Ω。最大镀铜铜厚可达7um,，可过大电流。

玻璃基光刻技术：拥有较先进的光刻技术,线宽线距精度可达10微米,可兼容不同尺寸的超薄玻璃基板和液晶面板,产线尺寸覆盖性强,可在500mm*600mm-730mm*920mm之间切换不同尺寸进行生产。

玻璃基微米级巨量通孔技术：玻璃基板两面分别制备导电线路，通过微米级巨量通孔技术实现不同导电层的电气连接。玻璃基巨量微米级通孔最小孔径可至10um。

沃格光电2022年年报显示，玻璃基芯片封装载板的量产应用目前为玻璃基MICRO LED 直显封装载板(含MIP 封装基板)、玻璃基半导体先进封装基板领域。报告期内，公司已在芯片板级封装载板领域进行研发布局，已攻克封装载板的技术难点，目前部分产品已通过客户验证，预计今年下半年一期产能达成后实现小批量生产；直显玻璃基板为双面多层线路，技术难度极高，经过近一年多的努力，直显玻璃双面四层通孔产品已经实现了样品交付，预计今年下半年也将与客户共同推出产品。

深圳矩阵多元科技

矩阵科技目前聚焦于半导体先进封装的薄膜沉积工艺，该公司已掌握国际尖端的磁控溅射PVD设备关键技术，具有整机机台的设计、生产和交付能力，并自主研发出溅射阴极系统、面板级封装基片装载系统等多项关键子系统。

矩阵科技的工业级量产设备DEP600（双枚叶式先进封装溅射PVD设备）应用于扇出型面板级封装中的种子层金属化，已经获得数个国内头部半导体封装厂商订单，打破了核心关键设备的国际垄断。基于DEP600平台，矩阵科技已经完成用于高深宽比玻璃通孔（TGV）种子层金属化的PVD设备样机搭建，正在为多家意向客户进行打样测试。

鑫巨（深圳）半导体

鑫巨（深圳）半导体科技有限公司是一家致力于集成电路先进制造领域的高科技企业。鑫巨半导体专注于电化学沉积（ECD）、刻蚀制程及微孔处理设备的研发与生产，为国内外客户提供最先进的国产化成套技术设备及成套技术服务。

近日有媒体报道，鑫巨半导体的湿制程工艺设备方面已达到国际领先的制程性能与指标，同时实现了自主产权与高度国产化，不受国外技术依赖和限制，解决了目前应用于2.5D先进封装领域急缺的各类高密度封装基板（例如xBF-ICS、TGV 玻璃基板）、Micro LED显示屏及新一代衬底材料的商业化量产和应用，助力中国在半导体领域和新一代信息科技赛道称为领先地位。

为解决玻璃基板量产中关键TGV制程的填孔难题，鑫巨半导体推出了首台行业内面向大尺寸玻璃基板量产的ECD设备，实现了在515*510mm面积的玻璃板上实现高一致性、高良率和高效率的电化学金属沉积，彻底解决了目前国内TGV制程良率低、成本高的困难，为国产玻璃基板相关产业提供了商业化制造的前提与基础。

目前该公司的高性能ECD设备具备1:15宽深比的高良率TGV填孔能力，和5微米线宽/线距以下的超精细、超薄的RDL图形线路量产制造能力，通过下游客户数百片实际上机打样，获得客户肯定认可，并且积累了大量的玻璃载板商业化量产所需的关键制程工艺数据。成果数据证明此设备已彻底打破了国外的技术垄断，到达国际领先技术水平，将提升中国在半导体设备制造与先进板级封装领域的国际竞争力，满足全面向未来10年新时代技术转型的需要。鑫巨ECD设备将进一步提升至超大尺寸，计划年底完成610*610mm超大尺寸玻璃基制程设备线的开发，在优化下游产能的同时降低量产成本。

同时，在公司自有核心专利的基础上，鑫巨开发了的ReverseStream、AVC和Maglev等实现玻璃基板量产化的关键技术，可有效防止在目前行业遇到的碎裂，一致性等批量制造过程中的问题，为国产玻璃基板商业化制造提供了坚实的基础。

为打通玻璃基板制程工艺到量产化的全工艺链条，鑫巨与国内行业伙伴共同发展，已联合了多家国内的前后道设备及化学材料企业，携手共同努力建造玻璃基板国产化制造的生态圈。

武汉帝尔激光

要在玻璃基封装技术研发领域实现突破，助力我国芯片制造“弯道超车”，玻璃通孔激光设备非常关键，而帝尔激光已自主研发成功TGV激光微孔设备。帝尔激光在激光装备领域深耕16年，具备深厚技术功底。通过精密控制系统及激光改质技术，该设备可实现对不同材质的玻璃基板进行微孔、微槽加工，为后续的金属化工艺实现提供条件。其核心参数“径深比”可达1:100，具备世界领先水平。

安捷利美维电子（厦门）

英特尔去年9月18日发布的玻璃基板是基于ABF载板的。就在同一天，国内ABF大厂安捷利美维也向重点客户推送了同样的ABF基玻璃载板，成为全球唯一ABF载板封装厂发布玻璃基ABF载板封装的基板商。ABF夹层玻璃基板，用于机械支撑，防止在过孔形成过程中产生微裂纹，同时改进表面导体粘附性，可以将ABF基玻璃叠层14层。目前上海工厂2万BU/月，厦门工厂建成后将达到20万BU/每月。

在5月由华为海思光电主办的“2024芯•光论坛”上，安捷利美维电子(厦门)公司FCBGA总经理汤加苗发表了主题为《玻璃芯基板：新一代先进的封装技术》的演讲。玻璃基ABF载板，解决了有机基板翘曲的行业痛点问题。在功率传输和信号路由的设计规则方面提供了更大的灵活性。能够与光学组件无缝互连集成，并能将电感器/电容/芯片嵌入玻璃基板中，有更好的功率传输解决方案，非常切合高密度高算力的Chiplet芯片需求。

彩虹股份

据东方证券报告显示，我国厂商持续加码玻璃基板产线建设。以彩虹股份、东旭光电为代表的我国玻璃基板产业公司产能扩张加速，布局趋于高端，供应能力持续增强，市场竞争力显著提升。

基板玻璃产业规模持续扩大。基板玻璃产品已批量进入市场，产品品质国内领先、国际先进，达到行业先进水平。彩虹股份引入战略投资机构，持续推进咸阳G8.5+基板玻璃生产线项目建设，为公司基板玻璃核心业务高质量、可持续发展增加新动能。

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