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玻璃基板从零到一，TGV为要害工艺
Date: 2024-06-12　Click: 8555

一、玻璃基板：先进封装的厘革，重新界说基板

（一）英特尔一连加码玻璃基板，高举封装工艺厘革旌旗

英特尔一直是玻璃基板领域的探索引领者。凭证三叠纪官网，早在十年前英特尔就最先寻找有机基板的替换品，并在亚利桑那州的CH8工厂投资十亿美元试生产玻璃基板。作为封装基板领域的探索引领者，2023年9月英特尔展示了一款功效齐全的基于玻璃基板的测试芯片，并妄想于2030年最先批量生产，该芯片使用75微米的玻璃通孔，深宽比为20:1，焦点厚度为1毫米。英特尔的新手艺不但仅停留在玻璃基板的层面，还引入了FoverosDirect（一种具有直接铜对铜键合功效的高级封装手艺），为CPO（Co-packagedOptics，可配合封装光学元件手艺）通过玻璃基板设计使用光学传输的方法增添信号，并团结康宁通过CPO工艺集成电光玻璃基板探索400G及以上的集成光学解决计划。英特尔与装备质料合作伙伴睁开了亲近合作，与玻璃加工厂LPKF和德国� ；�Schott配合致力于玻璃基板的产品化。另外，英特尔还带动组建了一个生态系统，已经拥有大大都主要的EDA和IP供应商、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。凭证ANANDTECH引用的Intel展示PPT，复盘芯片基板的生长历史，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手艺将会每15年改变一次，未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年爆发，同时英特尔也以为玻璃基板的泛起并不会马上完全取代有机板，而是会在未来一段时间内和有机板共存。

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玻璃基板、CPO工艺有望成为混淆键合以后的下一代先进封装工艺。凭证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手艺。相比有机板和硅，玻璃基板的性能和密度均有提高，可以允许在更小的占用面积下封装更多的Chiplets，以此带来更低的整体本钱的功耗，让未来数据中心和AI产品获得大幅刷新。凭证未来半导体，英特尔研发的CPO也可以通过玻璃基板举行设计，从而实现使用光学传输的方法来增添信号，提高功率的同时降低本钱。

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（二）玻璃基板：质料与工艺的厘革

玻璃基板主要用来取代原先的硅/有机物基板和中介层，可应用于面板、IC等泛半导体领域。在现在的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）的封装制程一起毗连至中介层（Interposer）上，再通过WaferonSubstrate（WoS）的封装制程将硅中介层毗连至底层基板上 ；其中，中介层（interposer）一样平常选用硅（COWOS-S）、有机物（COWOS-R）或者是硅和有机物的团结（COWOS-L）。

玻璃材质的引入可以取代原先的硅中介层和有机基板。玻璃基板直接使用玻璃中介层（GlassInterposer）实现芯片之间、芯片与外部的互联，使用玻璃材质本钱低、电学性能好、翘曲低等优点来战胜有机物材质和硅材质的缺陷，来实现更稳固、更高效的毗连以及降低生产本钱，有望为2.5D/3D封装带来全新的范式改变。

玻璃基板的3D封装方面，TGV及其相关的RDL将成为要害工艺。现在的3D封装中，以HBM工艺为例，其中的要害手艺包括TSV（Through-SiliconVias）、微凸点（Microbumps）、TCB键合（Thermo-CompressionBonding，热压键合）、混淆键合（hybridbonding）等 ；关于玻璃基板的3D封装，TGV（ThroughGlassVia，玻璃通孔）、铜孔的填充及其RDL将成为要害工艺。

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玻璃基板优势显著。凭证《玻璃通孔手艺研究希望》（陈力等），玻璃基板的优势主要体现在：

（1）低本钱：受益于大尺寸超薄面板玻璃易于获取，以及不需要沉积绝缘层，玻璃转接板的制作本钱约莫只有硅基转接板的1/8 ；

（2）优良的高频电学特征：玻璃质料是一种绝缘体质料，介电常数只有硅质料的1/3左右，消耗因子比硅质料低2~3个数目级，使得衬底消耗和寄生效应大大减小，可以有用提高传输信号的完整性 ；

（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炭梢粤坎蟪叽纾ù笥�2m×2m）和超�。ㄐ∮�50μm）的面板玻璃以及超薄柔性玻璃质料 ；

（4）工艺流程简朴：不需要在衬底外貌及TGV内壁沉积绝缘层，且超薄转接板不需要二次减�� ；

（5）机械稳固性强：当转接板厚度小于100μm时，翘曲依然较�� ；

（6）应用领域普遍：除了在高频领域有优异应用远景之外，透明、气密性好、耐侵蚀等性能优点使玻璃通孔在光电系统集成领域、MEMS封装领域有重大的应用远景。

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泉源：惠投研报

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