玻璃封装加速落地,重塑 AI 芯片先进封装供应链
AI 芯片封装逼近有机材料极限,玻璃以临时载板、核心层、中介层等形态加速渗透先进封装,主流厂商密集布局。
AI 芯片封装面积正快速逼近传统有机材料的物理极限。台积电已在 2026 年量产 5.5 倍光罩尺寸的 CoWoS,并规划 2028 年推出 14 倍光罩尺寸版本,理论上可集成约 10 颗大型计算芯片和 20 组 HBM。当封装尺寸迈向 100 毫米以上量级,有机载板的热膨胀系数不匹配、翘曲、对位误差累积等问题呈非线性放大,铜线路、树脂介质与核心层之间的应力会直接影响微凸块、RDL 与芯片贴装良率。
与此同时,玻璃的高刚度、高平坦度、尺寸稳定性以及低介质损耗,恰好对应先进封装四个新需求:更大面积、更稳定尺寸、更高互连密度和更好高频电气性能。英特尔将传统有机材料的瓶颈概括为收缩、翘曲、供电与互连密度,并据此将玻璃基板视为支撑下一代 EMIB、Foveros 与 CPO 的基础平台。
玻璃的五种产业形态
玻璃在封装中并不是单一技术,而是至少五种不同的产业形态,各自对应不同的工艺、供应链与商业逻辑。
- 临时玻璃载板:用于晶圆级与面板级扇出封装,作为薄化、曝光、电镀、键合过程中的临时支撑,工艺完成后通过激光解键合移除,并不留在最终芯片中。AGC 已量产 300 毫米晶圆和约 500 毫米方形面板的玻璃载板,康宁也长期供应扇出与薄晶圆处理用的精密玻璃载体。
- 玻璃核心载板:将 FC-BGA 封装载板中间的有机核心层替换为玻璃,上下仍保留 ABF 或低介电树脂 Build-up 层与铜线路。英特尔、三星电机、SKC 旗下 Absolics 与 LG Innotek 是主要竞争者,玻璃核心不会让 ABF 与 PCB 消失,但会重写封装载板核心层的材料体系。
- 玻璃中介层:以 TGV 取代硅中介层的 TSV,在玻璃两侧制作 RDL,连接 GPU、HBM 与 Chiplet。玻璃中介层可加工尺寸更大、高频绝缘特性更好,但线路密度、TGV 金属化与制造生态仍落后于硅工艺。LG Innotek 表示,其玻璃中介层量产目标在 2027 至 2028 年。
- 玻璃无源器件与功能集成平台:基于 TGV、薄膜沉积与 RDL,在玻璃上集成电感、电容、滤波器、天线、传感器、MEMS 与集成无源器件,未来还可能集成去耦电容、电感、光波导等结构。
- 光学玻璃桥:康宁 GlassBridge 是面向硅光与 CPO 的光纤到芯片耦合方案,利用其平板玻璃离子交换(IOX)光波导能力。康宁 2026 年 7 月声明明确指出,该技术仍处于早期开发阶段,并非用于替代 GPU 与 HBM 之间的铜互连桥。
需要特别澄清的是,英特尔 EMIB、日月光 FOCoS-Bridge 与康宁 GlassBridge 虽然名称中都含「Bridge」,但前者是电互连局部桥,后者解决的是光耦合,不应混为一谈。
主要厂商的差异化卡位
晶圆代工阵营:英特尔是玻璃核心载板最激进的路线开创者,其玻璃基板计划面向「本十年后半段」,已公布内部测试中图形畸变降低约 50%、互连密度提升至十倍等数据,并与 EMIB、Foveros、CPO 协同推进。台积电相对谨慎,2026 年第二季度法说会上魏哲家表示,先进封装主力仍是大尺寸 CoWoS,公司正开发一种低成本替代方案,并与载板供应商合作,预计还需约一年时间成熟;DIGITIMES 援引供应链信息称,台积电正与 Ibiden、群创等验证下一代 CoWoS 用玻璃核心载板。三星则以集团军方式并行推进玻璃中介层与玻璃核心载板两条路线:三星电子与三星显示联合开发玻璃中介层,最快 2026 年推出原型;三星电机负责玻璃核心载板,已在世宗建设试验线,2025 年开始送样,并联合住友化学、Dongwoo Fine-Chem 设立玻璃核心合资公司。
封测与材料阵营:联电选择避开 TGV 前端成孔,聚焦 Front-side RDL、暂时键合、研磨、CMP 与玻璃载板处理,将硅中介层能力迁移到玻璃平台,定位为玻璃中介层与特殊封装制程代工厂。SK 体系中,SKC 旗下 Absolics 是资本投入与工厂建设最激进的一家,已在美国佐治亚州建设工厂,第一阶段投资 2.4 亿美元、规划年产能 1.2 万平方米,第二阶段拟追加 3.6 亿美元扩至 7.2 万平方米,并获得美国商务部最高 7500 万美元直接资助。康宁与 AGC 则继续巩固在玻璃材料、TGV 与光学玻璃桥上的基础优势。
从材料替换到产业边界重塑
玻璃封装被讨论多年而迟迟未大规模落地,原因在于它从来不是一项可以整体替换的技术。临时载板、核心层、中介层、无源器件平台与光互连结构,各自对应不同的材料体系、制造工艺与产业链分工,玻璃通孔、金属化、翘曲控制、良率与量产成本等问题也需要分别解决。但当 AI 芯片封装尺寸突破传统材料和制造体系极限,整条产业链——从晶圆代工、封测厂到材料和面板厂商——都开始将玻璃纳入先进封装路线图,过去相对分散的材料探索、工艺开发与应用验证,正在逐渐形成更清晰的产业链条。玻璃带来的恐怕不仅是一次材料上的替换,而是一场先进封装产业边界与供应链格局的深度重塑。
