隨著對更強大計算的需求增加，半導體行業進入在封裝中使用多個“小芯片”的異構時代，提高信號傳輸速度、功率傳輸、設計規則和封裝基板的穩定性將是至關重要的。與目前使用的有機基板相比，玻璃基板具有優異的機械、物理和光學性能，可以在封裝中連接更多的晶體管，提供更好的可擴展性，并組裝更大的小芯片復合體。

優秀天然屬性，成就理想基板材料

玻璃基板憑借一系列出眾物理性質，在半導體器件制造領域展現出強大優勢。其表面平整度極高，粗糙度處于極低水平，這種特性為微小尺寸半導體器件的精密制造筑牢根基。在芯片不斷追求小型化、集成化的當下，微小尺寸器件對制造平臺的精度要求嚴苛，玻璃基板就像一位精準的“空間搭建師”，為器件制造提供了超平整、超光滑的理想操作空間，讓高密度重布線層（RDL）布線得以順利推進。

玻璃基板與硅、有機基板各項性質對比 來源：興業證券經濟與金融研究院

有效對抗翹曲問題，適合大尺寸封裝

大尺寸基板在承載高密度芯片封裝時，面臨著封裝過程中熱量積聚的挑戰。當硅芯片、環氧樹脂模塑料與有機RDL層堆疊封裝時，各材料熱膨脹系數（CTE）的差異會引發顯著問題，溫度升高時，不同材料的膨脹幅度不一，在成型、固化或脫粘等工藝環節中，材料界面的應力變化會導致堆疊結構翹曲，甚至引發分層或接頭凸塊錯位等失效風險。

相比之下，玻璃基板展現出獨特的性能優勢，其熱膨脹系數為3-9ppm/K，與硅芯片的2.9-4ppm/K接近，不易因封裝過程中產生熱量導致各層材料間形變程度不同而發生翹曲，而50-90GPa的楊氏模量遠高于有機材料，使其具備更強的抗形變能力。更關鍵的是，玻璃基板憑借大尺寸穩定性與可調節的剛性模量，將通孔密度提升至傳統硅基板的10倍，大大提高芯片封裝密度。

晶圓翹曲示意圖 來源：《臨時鍵合工藝中晶圓翹曲研究》（李碩等）

優越電氣性能，減少傳輸損耗

玻璃作為絕緣材料，其相對介電常數僅為硅片的三分之一，這一特性使其在高頻信號傳輸中優勢顯著。較低的介電常數可大幅降低寄生電容效應，有效減少信號傳輸過程中的能量損耗，讓玻璃中介層在高速數據傳輸中既能保持優異的功率效率，又能確保信號完整性。

此外，玻璃材料的高電阻率特性，使其在應對高密度互連場景時更具優勢，相鄰互連間的電流泄漏被顯著抑制，相較于硅材料，可大幅降低串擾與噪聲干擾。隨著芯片封裝向精細化、高密度互連方向發展，玻璃基板憑借介電性能與絕緣特性的雙重優勢，不僅能滿足人工智能芯片對超高互聯密度的需求，更能為復雜封裝結構中的信號穩定傳輸筑牢基礎。

與硅片相比玻璃基板傳輸線的插入損耗更低 來源：Shorey.Process and Application of Through Glass Via(TGV) Technology

封裝尺寸變化帶來顯著成本效益

芯片的矩形結構與硅中介層的圓形形態存在天然幾何不匹配，這導致晶圓邊緣產生大量未利用區域，且隨著芯片尺寸增大，晶圓面積利用率會進一步下降。以300mm晶圓級封裝與515×510mm面板級封裝為例，矩形面板級封裝的芯片占用面積比高達93%，較晶圓級封裝64%的利用率形成顯著優勢。這種幾何效率的差異直接引發生產速率的級差，據Yole報告顯示，扇出型晶圓級封裝（FOWLP）面積使用率低于85%，而扇出型面板級封裝（FOPLP）則突破95%。因此采用大規格的矩形玻璃作為載體或最終作為中介層，能夠在一個載體或中介層中容納更多芯片，可顯著提高先進封裝的效率。具體推算從200mm過渡到300mm大約能節省25%的成本，從300mm過渡到板級，則能節約66%的成本。

面板相比晶園面積使用率提升 來源：興業證券經濟與金融研究院

參考來源:

興業證券《先進封裝助推玻璃基板產業快速成長》

李碩.臨時鍵合工藝中晶圓翹曲研究

Shorey.Process and Application of Through Glass Via(TGV) Technology

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