三星加速玻璃基板芯片封装研发

三星加速玻璃基板芯片封装研发 去年 9 月，英特尔透露，它打算成为"用于下一代先进封装的玻璃基板生产"的行业领导者。经过十年的内部研发工作，英特尔在亚利桑那州新建的生产基地将迎接这一挑战。不过，行业观察家认为，北美的大规模生产预计不会很快启动。根据合理的推测，开始生产的时间应在 2030 年左右。而三星的三部门联盟则将以"比英特尔更快的速度实现商业化"为目标，出席 2024 年 CES 的公司代表将 2026 年定为先进玻璃基板芯片封装量产的开始时间。一位不愿透露姓名的韩国行业观察家对这一领域的新加入者表示欢迎："由于每家公司都拥有世界上最好的技术，因此在玻璃基板研究领域将最大限度地发挥协同效应，这是一个前景广阔的领域......三星合资公司的玻璃基板生态系统将如何建立也值得关注"。玻璃基板封装因其固有的耐热性能和材料强度，是"大面积和高性能芯片组合"的理想选择。迄今为止，半导体行业一直在努力开发玻璃基板，因此仍然依赖塑料板和有机材料。 ... PC版： 手机版：

CoWoS封装可能面临来自玻璃基板技术的激烈竞争

CoWoS封装可能面临来自玻璃基板技术的激烈竞争 CoWoS技术通过在中介层上垂直堆叠CPU、GPU、I/O、HBM等芯片，已被英伟达和英特尔等公司采用。然而，玻璃基板技术以其树脂玻璃核心，提供了在芯片对准和互连方面的显著优势，预计将取代现有的倒装芯片球栅阵列（FC-BGA）。此外，玻璃基板技术还可能引入超过100x100mm的大型封装基板，这将允许封装更多的芯片，从而提高性能和集成度。目前，包括英特尔、Absolics、三星电机、DNP和Ibiden在内的多家公司正在研究这项技术。Absolics，作为SKC和应用材料的合资企业，已开始在其佐治亚州工厂试运行，并计划于明年实现商业化生产。Yong-Won Lee还指出，与CoWoS技术不同，玻璃基板技术无需中介层即可直接安装SoC和HBM芯片，这使得在更低的高度内安装更多芯片成为可能。 ... PC版： 手机版：

玻璃基板成为新贵 带动业界巨头争相布局

玻璃基板成为新贵 带动业界巨头争相布局 玻璃基板，是英特尔作出的回答。英特尔已在玻璃基板技术上投入了大约十年时间。去年9月，英特尔宣布率先推出用于下一代先进封装的玻璃基板，并计划在未来几年内向市场提供完整的解决方案，从而使单个封装内的晶体管数量不断增加，继续推动摩尔定律，满足以数据为中心的应用的算力需求。英特尔表示，将于本十年晚些时候使用玻璃基板进行先进封装。第一批获得玻璃基板处理的产品将是其规模最大、利润最高的产品，例如高端HPC（高性能计算）和AI芯片。那么，玻璃基板究竟拥有哪些显著优势？它在未来的发展中又将如何发挥重要作用？01为什么需要玻璃基板？基板的需求始于早期的大规模集成芯片，随着晶体管数量增加，需要将它们连接到更多的引脚上。在过去20多年的时间里，打造基板所用的主要材料是有机塑料，但随着单个封装内的芯片和连线数量越来越多，有机基板正在接近物理极限。因此，近年来出现了超高密度互连接口技术，如CoWoS和Intel的EMIB技术。这些技术使公司能够用快速、高密度的硅片来桥接芯片的关键路径，但成本相当高，而且没有完全解决有机基板的缺点。在这样的背景下，业内公司开始致力于探索有机基板的真正替代者，寻求一种能与大型芯片完美融合的基板材料。尽管这种材料在最高级别的需求上可能无法完全替代CoWoS或EMIB技术，但它却能够提供比现有有机基板更出色的信号传输性能和更密集的布线能力。玻璃基板如何适用于大芯片和先进封装？首先，玻璃的主要成分是二氧化硅，在高温下更稳定。因此，玻璃基板可以更有效地处理更高的温度，同时有效管理高性能芯片的散热。这使得芯片具有卓越的热稳定性和机械稳定性。其次，玻璃基板可实现更高的互连密度，这对于下一代封装中的电力传输和信号路由至关重要，这将显著增强芯片封装内晶体管的连接性。典型的例子：英特尔将生产面向数据中心的系统级封装（SiP），具有数十个小瓦片（tile），功耗可能高达数千瓦。此类SiP需要小芯片之间非常密集的互连，同时确保整个封装在生产过程中或使用过程中不会因热量而弯曲。玻璃基板便是当下的最优解。最后，玻璃更容易变得平坦，这使得封装和光刻变得更容易，这对于下一代SiP来说非常重要。据悉，同样面积下，玻璃基板的开孔数量要比在有机材料上多得多，并且玻璃芯通孔之间的间隔能够小于 100 微米，这直接能让芯片之间的互连密度提升10倍。英特尔消息人士称，玻璃基板可将图案畸变减少 50%，从而提高光刻的聚焦深度，从而确保半导体制造更加精密和准确。英特尔预计玻璃基板能够实现容纳多片硅的超大型24×24cm SiP，凭借单一封装纳入更多晶体管，从而实现更强大的算力。02业界巨头争相布局不只是英特尔，在当今半导体领域的激烈竞争中，玻璃基板作为半导体行业的一颗璀璨新星，正受到包括三星、LG以及苹果在内的众多科技巨头的青睐。三星组建“军团”加码研发近日，根据韩媒 sedaily 报道，三星集团已组建了一个新的跨部门联盟，三星电子、三星显示、三星电机等一众旗下子公司们组成“统一战线”，着手联合研发玻璃基板，推进商业化。其中，预计三星电子将掌握半导体与基板相结合的信息，三星显示将承担玻璃加工等任务。三星将玻璃基板视为芯片封装的未来，在1月的CES 2024上，三星电机已提出，今年将建立一条玻璃基板原型生产线，目标是2025年生产原型，2026年实现量产。组建“军团”加码研发，这足以见得三星集团对玻璃基板的重视，而在这项技术领域中，已有多个强劲对手入局。LG Innotek已着手准备今年3月，LG Innotek CEO Moon Hyuk-soo 在例行股东大会上表示：“将把半导体基板和电子系统组件业务发展到第一。”在回答有关发展半导体玻璃基板业务的问题时，Moon Hyuk-soo 表示：“我们半导体基板的主要客户是美国一家大型半导体公司，该公司对玻璃基板表现出极大的兴趣。当然，我们正在为此做准备。”AMD开始性能评估测试AMD正对全球多家主要半导体基板企业的玻璃基板样品进行性能评估测试，计划将这一先进基板技术导入半导体制造。据悉，此次参与的上游企业包括日企新光电气、台企欣兴电子、韩企三星电机和奥地利AT&S。业界预测AMD最早于20252026年的产品中导入玻璃基板，以提升其HPC产品的竞争力。苹果积极探索玻璃基板据悉，苹果也正积极探索将玻璃基板技术应用于芯片封装 。玻璃基板的应用不仅是材料上的革新，更是一场全球性的技术竞赛，它有望为芯片技术带来革命性的突破，并可能成为未来芯片发展的关键方向之一。苹果公司的积极参与可能会加速玻璃基板技术的成熟，并为芯片性能的提升带来新的突破。除了芯片制造领域，玻璃基板还有望在智能手机、平板电脑、电视等消费电子产品的显示屏制造中发挥重要作用。这些产品的更新换代速度不断加快，对高质量玻璃基板的需求也将持续增长。目前来看，台积电在CoWoS领域火力全开，接连获得大厂订单享受红利，因而它并不急于投入巨资押注玻璃基板，仍将继续沿着现有路径升级迭代，以保持领先地位不可撼动。或许等台积电觉得时机成熟，将会大幅加码。03先进封装中，主流的有机基板在SiP及先进封装中最常用到的基板包含三类：有机基板、陶瓷基板、硅基板。有机基板由于具有介电常数低、质量密度低、加工工艺简单、生产效率高和成本低等优点，是目前市场占有率最高的基板。有机基板是在传统印制电路板（PCB）的制造原理和工艺的基础上发展而来的，其尺寸更小、电气结构复杂，其制造难度远高于普通PCB。有机基板主要包含：刚性有机基板、柔性有机基板以及刚柔结合有机基板。其中，刚性有机基板以热固性树脂为基材，采用无机填料和玻璃纤维作为增强材料。这种基板通过热压成型工艺制成层压板，然后与铜箔复合制成。刚性有机基板适用于多种封装形式，如WB-BGA（通用芯片封装）、FC-BGA（处理器及南北桥芯片封装）和FC-CSP（智能手机处理器及其它部件封装）等。柔性有机基板以CTE低且平整度高的PI薄膜为介质层，由介质层与铜箔复合制成。这种基板在LED/LCD、触控屏、计算机硬盘、光驱连接及功能组件、智能手机、平板电脑和可穿戴设备等领域有广泛应用。除了上述两种基板，还有一些其他类型的有机基板也在先进封装中得到应用，例如ABF树脂、BT树脂和MIS基板等。这些基板材料的选择取决于具体的应用需求、封装形式以及芯片类型等因素。目前中国封装材料和封装基板的国产化率都比较低，先进基板领域仍待突破。中国台湾、日本及韩国地区在全球封装基板市场中份额较高，行业竞争相对稳定。欣兴电子、景硕科技、南亚电路、日月光材料等中国台湾地区企业主要生产WB-CSP、WB-BGA、FC-CSP、FCBGA等封装基板。从中国大陆企业布局来看，近年来，越来越多的中国企业正拓展封装基板领域，中国大陆目前仍处于快速扩产阶段，高端FC-BGA基板可以应用于AI、5G、大数据等领域要求的高性能CPU、GPU，但目前FC-BGA基板市场由欣兴电子、揖斐电、三星电机等企业垄断，中国大陆头部代表企业包括兴森科技、深南电路等在2023年对于高端FC-BGA封装基板方面积极布局，未来高端FC-BGA产能有望进一步扩充。04取代有机基板？根据MarketsandMarkets最近的研究，全球玻璃基板市场预计将从2023年的71亿美元增长到2028年的84亿美元，2023年至2028年的复合年增长率为3... PC版： 手机版：

玻璃芯片要火，多亏了AI

玻璃芯片要火，多亏了AI 几天前，国际投行摩根士丹利发布报告指出，基于最新 Blackwell 架构的英伟达 GB200 超级芯片（CPU+GPU）将采用玻璃基板而非常见的有机基板，这也让“玻璃基板”“玻璃芯片”受到更加广泛的关注。但实际上不只是英伟达可能要用玻璃基板做芯片，包括英特尔、三星、苹果等企业也都或明或暗地看好“玻璃芯片”的到来。在 AI 需求持续高涨的趋势下，英特尔去年就率先推出用于下一代先进封装的玻璃基板，并表示将在未来几年推出完整的解决方案，首批基于玻璃基板的芯片将面向数据中心、AI 高性能计算领域。三星还要更激进，今年 5 月初就宣布预计在 2026 年面向高端 SiP（System-in-Package）量产玻璃基板。据报道，三星计划在 9 月以前完成所有必要的设备采购与安装，今年第四季度开始预商业生产线的运营。那到底什么是玻璃基板？追赶 AI 浪潮的芯片巨头为什么都在盯着玻璃基板？基于玻璃基板的芯片玻璃芯片又能给计算设备和普通用户带来什么价值？玻璃芯片是什么？算力，可以说是最近一年多 AI 浪潮中最经常被提及的一个词。事实上，早在这一轮 AI 浪潮之前，更强的计算需求、更复杂的半导体电路都对大到芯片封装工艺、小到基板材料提出了更高的要求。了解芯片制造的读者可能知道，切割下来的 die（裸芯片）在经过封装之后才能称之为“芯片”，封装既是为了让芯片能够与外界进行电气和信号的连接，也为芯片提供了一个稳定的工作环境。在这个过程中，通常使用有机材料作为基板封装芯片，而玻璃芯片的本质，就是将有机基板换成玻璃基板。不过相比之下，采用玻璃基板的芯片有更强的电气性能、耐高温能力以及更大的封装尺寸。玻璃基板，图/英特尔更强的电气性能，意味着玻璃基板可以允许更清晰的信号和电力传输，英特尔就指出玻璃基板能实现 448G 信号传递，做到更低的损耗。而低损耗，也意味着玻璃基板能够帮助芯片变得更加省电。此外，不同于有机塑料的粗糙表面，更平坦的玻璃基板也让光刻和封装变得更容易，同面积下的开孔数量更多。同样由于物理方面的特性，玻璃基板还有更强的热稳定性和机械稳定性，在高性能计算芯片运行产生大量热量的过程中，芯片会发生更少发生翘曲和形变。英特尔在引入 TGV 玻璃通孔技术后，将能通孔之间的间隔能够小于 100 微米，直接能让晶片之间的互连密度提升 10 倍。不过以上这些可能还不是最重要的。相比有机基板，玻璃基板可以将芯片封装尺寸做得更大，来塞下更多、更大的 die也是更多的晶体管。按照英特尔的说法，他们能在玻璃基板上多放 50%的 die，大幅提升封装密度。所以无论从性能、功耗还是互连密度来看，玻璃基板，或者说玻璃芯片都是更好的选择。从这个角度看，英伟达 GB200 如果真的采用玻璃基板，一点也不让人惊讶。算力之争，战火蔓延在摩尔定律不断逼近物理极限的现在，单片 die 的性能实质已经很难提升，但与此同时，高计算性能的需求也变得越来越迫切。而 Chiplet（小芯片）技术，已经被普遍视为未来提升芯片算力的主要手段之一。今年 3 月，英伟达在 GTC 开发者大会上发布了新一代 Blackwell GPU 架构，以及基于此架构的 GB200 超级芯片。GB200 标志了英伟达正式迈向 Chiplet，每个 GB200 实际上包含了 2 个 B200 GPU 和 1 个 Grace CPU，其中每个 B200 GPU 都有 2080 亿个晶体管。GB200，图/英伟达此外，相比上一代 H100 训练一个 1.8 万亿参数模型需要 8000 个 Hopper GPU 和 15 兆瓦的电力，这一代的 B200，只需要 2000 个 Blackwell GPU 和 4 兆瓦的电力就能完成。Chiplet 技术简单来说，其实就是在单个封装中集成多个 die 或小芯片，或者通俗理解为将多个小芯片用“胶水”连起来，形成一个更强的芯片，比如英伟达的 GB200、苹果的 M2 Ultra 等。但 Chiplet 的趋势，其实也对基板的信号传输速度、供电能力、设计和稳定性提出了新的要求。不过有机基板受限于物理特性，已经越来越不够用，这也是玻璃基板越来越受到重视的核心之一。另一方面，这也是先进封装工艺领域的竞争使然。当下，台积电 CoWoS 封装工艺独步天下，拥有较高的技术和专利壁垒。在市场层面，台积电也凭借 CoWoS 封装工艺基本吃下了头部芯片设计公司的大部分 AI 芯片订单，从英伟达到 AMD，从Google到微软。CoWoS，图/台积电作为对手，英特尔和三星显然不会甘愿。但除了在相似的技术路线上加紧追赶台积电的封装工艺，英特尔和三星可能也明白很难在这条路上超越台积电。相比之下，玻璃基板或许会是一个在封装工艺上超越台积电的真正机会。所以也就不难理解，从去年开始英特尔和三星两家晶圆代工厂纷纷加码玻璃基板，加速玻璃芯片的量产计划。甚至根据产业分析师的透露，台积电也有类似的技术布局。玻璃芯片离我们，还有多远？虽然三星预计 2026 年就能面向高端 SiP 量产玻璃基板，但我们想真正用上玻璃芯片，可能还有很长的一段距离。事实上，大部分这类近未来的技术都会遭遇大规模量产和成本的挑战，玻璃基板虽然在性能、能效等方面优于有机基板，但实际上也面临同样的问题。最直接的一个表现就是，不管是三星还是英特尔，都强调了玻璃芯片将率先面向数据中心的 HPC 需求。但这还是在顺利量产的情况下，实际玻璃基板还牵扯到上下游的配套技术和生态，每一个流程的进展都可能影响另一个流程规划。另外值得注意的是，更早布局玻璃基板相关技术的英特尔远没有三星那么激进，只是表明将在 2030 年前推出。这当然不能说明三星就无法在 2026 年实现量产，但确实值得更谨慎地看待三星的计划。更何况，三星的半导体部门也没少放过这种卫星。 ... PC版： 手机版：

英特尔和三星正寻求通过采用玻璃基板技术挑战台积电

英特尔和三星正寻求通过采用玻璃基板技术挑战台积电 玻璃基板以其卓越的电气性能、耐高温能力以及更大的封装尺寸，被视为半导体行业的一次重大突破。与传统的有机基板相比，玻璃基板能够提供更清晰的信号传输、更低的电力损耗，并且具有更强的热稳定性和机械稳定性。这使得玻璃基板在高性能计算芯片的应用中，能够实现更高的互连密度和更大的芯片封装尺寸。英特尔已经推出了用于下一代先进封装的玻璃基板，并计划在未来几年内推出完整的解决方案，首批芯片将特别针对数据中心和AI高性能计算领域。与此同时，三星也宣布了其玻璃基板的量产计划，预计在2026年面向高端SiP（System-in-Package）市场进行量产。但技术开发并非易事，用玻璃基板取代有机基板也是如此，包括采用什么样的玻璃更有效；如何将金属和设备分层，以添加微孔并布线；在完成装机后，如何在产品的整个生命周期内更好地散热和承受机械力等。以及很多更实际的问题：如何使玻璃的边缘不易开裂；如何分割大块玻璃基板；在工厂内运输时，如何保护玻璃基板不从传送带或滚筒上弹下来或飞出去等。 ... PC版： 手机版：

紧跟Intel AMD处理器也要用玻璃基板封装

紧跟Intel AMD处理器也要用玻璃基板封装 Intel在去年9月就宣布了面向下一代先进封装的玻璃基板，变形减少50％，整体互连密度有望提升多达10倍。此外，三星等半导体企业也在推进玻璃基板技术。如无意外，AMD将在EPYC处理器、Instinct加速器中首先引入玻璃基板封装。目前，AMD EPYC 9004系列已经集成了多达13个小芯片，Instinct MI300A更是有多达22个不同模块，包括3个Zen4 CCD CPU单元、6个RDNA GPU单元、4个IOD输入输出单元、8个HBM3高带宽内存单元、1个2.5D中介层。 ... PC版： 手机版：