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一、玻璃基板：先進(jìn)封裝的變革，重新定義基板
（一）英特爾持續(xù)加碼玻璃基板，高舉封裝工藝變革旗幟
英特爾一直是玻璃基板領(lǐng)域的探索引領(lǐng)者。根據(jù)三疊紀(jì)官網(wǎng)，早在十年前英特爾就開始尋找有機(jī)基板的替代品，并在亞利桑那州的CH8工廠投資十億美元試生產(chǎn)玻璃基板。作為封裝基板領(lǐng)域的探索引領(lǐng)者，2023年9月英特爾展示了一款功能齊全的基于玻璃基板的測(cè)試芯片，并計(jì)劃于2030年開始批量生產(chǎn)，該芯片使用75微米的玻璃通孔，深寬比為20:1，核心厚度為1毫米。英特爾的新技術(shù)不僅僅停留在玻璃基板的層面，還引入了FoverosDirect（一種具有直接銅對(duì)銅鍵合功能的高級(jí)封裝技術(shù)），為CPO（Co-packagedOptics，可共同封裝光學(xué)元件技術(shù)）通過(guò)玻璃基板設(shè)計(jì)利用光學(xué)傳輸?shù)姆绞皆黾有盘?hào)，并聯(lián)合康寧通過(guò)CPO工藝集成電光玻璃基板探索400G及以上的集成光學(xué)解決方案。英特爾與設(shè)備材料合作伙伴展開了密切合作，與玻璃加工廠LPKF和德國(guó)�；�Schott共同致力于玻璃基板的產(chǎn)品化。另外，英特爾還帶頭組建了一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，已經(jīng)擁有大多數(shù)主要的EDA和IP供應(yīng)商、云服務(wù)提供商和IC設(shè)計(jì)服務(wù)提供商。
英特爾認(rèn)為玻璃基板有望成為下一代主流的基板材質(zhì)。根據(jù)ANANDTECH引用的Intel展示PPT，復(fù)盤芯片基板的發(fā)展歷史，自1970年引線框架大規(guī)模使用于芯片封裝后，英特爾認(rèn)為半導(dǎo)體行業(yè)主流的基板技術(shù)將會(huì)每15年改變一次，未來(lái)行業(yè)將會(huì)迎來(lái)玻璃基板的轉(zhuǎn)變，而從有機(jī)板到玻璃基板的這個(gè)轉(zhuǎn)變將在近10年發(fā)生，同時(shí)英特爾也認(rèn)為玻璃基板的出現(xiàn)并不會(huì)馬上完全取代有機(jī)板，而是會(huì)在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)和有機(jī)板共存。
玻璃基板、CPO工藝有望成為混合鍵合以后的下一代先進(jìn)封裝工藝。根據(jù)ANANDTECH引用的Intel展示PPT，英特爾認(rèn)為基于玻璃基板、CPO將是先進(jìn)封裝下一代主流技術(shù)。相比有機(jī)板和硅，玻璃基板的性能和密度均有提高，可以允許在更小的占用面積下封裝更多的Chiplets，以此帶來(lái)更低的整體成本的功耗，讓未來(lái)數(shù)據(jù)中心和AI產(chǎn)品得到大幅改進(jìn)。根據(jù)未來(lái)半導(dǎo)體，英特爾研發(fā)的CPO也可以通過(guò)玻璃基板進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)利用光學(xué)傳輸?shù)姆绞絹?lái)增加信號(hào)，提高功率的同時(shí)降低成本。
（二）玻璃基板：材料與工藝的變革
玻璃基板主要用來(lái)取代原先的硅/有機(jī)物基板和中介層，可應(yīng)用于面板、IC等泛半導(dǎo)體領(lǐng)域。在目前的2.5D封裝中，以較為主流的臺(tái)積電的CoWoS封裝為例，是先將半導(dǎo)體芯片（CPU、GPU、存儲(chǔ)器等）通過(guò)ChiponWafer（CoW）的封裝制程一起連接至中介層（Interposer）上，再通過(guò)WaferonSubstrate（WoS）的封裝制程將硅中介層連接至底層基板上；其中，中介層（interposer）一般選用硅（COWOS-S）、有機(jī)物（COWOS-R）或者是硅和有機(jī)物的結(jié)合（COWOS-L）。
玻璃材質(zhì)的引入可以取代原先的硅中介層和有機(jī)基板。玻璃基板直接利用玻璃中介層（GlassInterposer）實(shí)現(xiàn)芯片之間、芯片與外部的互聯(lián)，利用玻璃材質(zhì)成本低、電學(xué)性能好、翹曲低等優(yōu)點(diǎn)來(lái)克服有機(jī)物材質(zhì)和硅材質(zhì)的缺陷，來(lái)實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定、更高效的連接以及降低生產(chǎn)成本，有望為2.5D/3D封裝帶來(lái)全新的范式改變。
玻璃基板的3D封裝方面，TGV及其相關(guān)的RDL將成為關(guān)鍵工藝。目前的3D封裝中，以HBM工藝為例，其中的關(guān)鍵技術(shù)包括TSV（Through-SiliconVias）、微凸點(diǎn)（Microbumps）、TCB鍵合（Thermo-CompressionBonding，熱壓鍵合）、混合鍵合（hybridbonding）等；對(duì)于玻璃基板的3D封裝，TGV（ThroughGlassVia，玻璃通孔）、銅孔的填充及其RDL將成為關(guān)鍵工藝。
玻璃基板優(yōu)勢(shì)顯著。根據(jù)《玻璃通孔技術(shù)研究進(jìn)展》（陳力等），玻璃基板的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：
（1）低成本：受益于大尺寸超薄面板玻璃易于獲取，以及不需要沉積絕緣層，玻璃轉(zhuǎn)接板的制作成本大約只有硅基轉(zhuǎn)接板的1/8；
（2）優(yōu)良的高頻電學(xué)特性：玻璃材料是一種絕緣體材料，介電常數(shù)只有硅材料的1/3左右，損耗因子比硅材料低2~3個(gè)數(shù)量級(jí)，使得襯底損耗和寄生效應(yīng)大大減小，可以有效提高傳輸信號(hào)的完整性；
（3）大尺寸超薄玻璃襯底易于獲�。嚎祵帯⑿裣踝右约靶ぬ氐炔ＡS商可以量產(chǎn)超大尺寸（大于2m×2m）和超�。ㄐ∮�50μm）的面板玻璃以及超薄柔性玻璃材料；
（4）工藝流程簡(jiǎn)單：不需要在襯底表面及TGV內(nèi)壁沉積絕緣層，且超薄轉(zhuǎn)接板不需要二次減��；
（5）機(jī)械穩(wěn)定性強(qiáng)：當(dāng)轉(zhuǎn)接板厚度小于100μm時(shí)，翹曲依然較小；
（6）應(yīng)用領(lǐng)域廣泛：除了在高頻領(lǐng)域有良好應(yīng)用前景之外，透明、氣密性好、耐腐蝕等性能優(yōu)點(diǎn)使玻璃通孔在光電系統(tǒng)集成領(lǐng)域、MEMS封裝領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用前景。
來(lái)源：惠投研報(bào)
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