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自20世紀70年代引線框架/引線接合封裝誕生以來，大約每15年就會發(fā)生一次重大的基板技術變化?，F(xiàn)在新的玻璃基板技術路線徐徐而來，除了臺積電無心應戰(zhàn)，英特爾、三星、SKC三巨頭已經(jīng)宣戰(zhàn)，國內四小龍?zhí)崆皯獞?zhàn)，其他小伙伴且看且站。本文為諸位看官匯報了當前TGV玻璃基板封裝最領先的技術進展。
當前AI運算及處理器芯片的封裝尺寸越來越大，大尺寸FCBGA翹曲面臨瓶頸。由于大尺寸芯片不斷增加芯板厚度來克服翹曲問題，會使得通孔距離變長，增加了過孔傳輸損耗，且無法同時滿足高模量與DK、DF指標，高溫下的漲縮變形小，可降低50%的圖形失真。玻璃基板可以提高系統(tǒng)的良率與可靠性。若成功實現(xiàn)量產(chǎn)，將帶來新一代的光通信革命。
l玻璃基板在AI芯片大尺寸封裝當中可以克服有機基板的翹曲問題，強化 GPU 的結構并實現(xiàn)更好的電氣和機械可靠性，可實現(xiàn)超大尺寸、高組裝產(chǎn)量的外形封裝。
l具有超低的粗糙度(超級平坦)，可提高光刻的聚焦度。
l能提供緊密的疊層互連所需的尺寸穩(wěn)定性，具有將互連密度和光學互連集成度提高 10 倍的潛力。
l玻璃基板在功率傳輸和信號路由的設計規(guī)則方面為AI芯片設計師提供了更大的創(chuàng)意。
l能夠與光學組件無縫互連集成，并能在更高的溫度流程下將電感器和電容器嵌入玻璃基板中。
l還有更好的功率傳輸解決方案，同時以更低的成本實現(xiàn)所需的高速信號。
l適用于玻璃晶圓和超大尺寸的玻璃面板。
玻璃基板有望應用在人工智能、高性能存儲與大模型高性能計算（基于光電子的計算和射頻、硅光集成、高帶寬存儲器）、6G通信領域。三星、英特爾、英偉達、AMD未來3-5年內或有新產(chǎn)品亮相。
ChatGPT、Sora徹底引爆了人工智能，對數(shù)據(jù)中心和傳輸效率提出了更高的要求，尤其是對低功耗、高帶寬的光模塊的需求更加迫切。CPO共封裝光學成為一匹黑馬半道殺出，引發(fā)關注。該技術將硅光模塊和CMOS芯片封裝集成，使用玻璃基板，從玻璃基板邊緣進行插拔互聯(lián)，可降低功耗和成本。
英偉達指出，AI所需的網(wǎng)絡連接帶寬將激增32倍，繼續(xù)使用傳統(tǒng)光模塊將導致成本翻倍和額外的20-25%功耗。CPO技術有望降低現(xiàn)有可插拔光模塊架構的功耗達50%。因此，有望成為滿足AI高算力需求的高效能比解決方案。
英特爾研發(fā)的可共同封裝光學元件技術(CPO)通過玻璃基板設計利用光學傳輸?shù)姆绞皆黾有盘枴２⒙?lián)合康寧通過CPO工藝集成電光玻璃基板探索400G及以上的集成光學解決方案。IBM、II-VI、HPE、Fujitsu、Furukawa也開發(fā)了基于硅光解決方案的CPO產(chǎn)品，將芯片倒裝到玻璃基板上。
英特爾是玻璃基板概念的引爆者，將玻璃視為人工智能競賽中的重要材料。英特爾表示玻璃基板用在需要更大外形封裝（即數(shù)據(jù)中心、人工智能、圖形）和更高速度功能的應用程序和工作負載。針對數(shù)據(jù)中芯，期望玻璃基板能夠構建更高性能的多芯片系統(tǒng)級封裝（SiP）。
玻璃基板是封裝領域的下一個重大事件，并為英特爾代工生態(tài)系統(tǒng)制定了廣闊的愿景。英特爾已投入超10億美元在亞利桑那州擁有一條完全集成的玻璃研發(fā)線，該封裝產(chǎn)線2027/2028年開始使用玻璃基板，2030年開始批量生產(chǎn)。第一批玻璃芯基板的高端HPC和AI芯片產(chǎn)品將是英特爾規(guī)模最大、利潤最高的產(chǎn)品，更是其至強處理器等龐然大物的后繼者。英特爾正在努力恢復長久以來被臺積電和三星蠶食的實力。
三星也在幾個月后，宣告了加速玻璃基板芯片封裝研發(fā)。2024年3月，三星組建了一個由三星電機、三星電子和三星顯示器部門組成的聯(lián)合研發(fā)（R&D）統(tǒng)一戰(zhàn)線，以在盡可能短的時間內開發(fā)玻璃基板并將其商業(yè)化。三星電機已在CES上就宣布計劃在 2026 年大規(guī)模生產(chǎn)玻璃基板，比英特爾更快。三星電子預計將專注于半導體和基板的集成，而三星顯示器將處理與玻璃加工相關的方面。三星電機已于2024年1月宣布開發(fā)半導體封裝玻璃基板，計劃于2025年生產(chǎn)樣品。這標志著三星電機首次與三星電子和三星顯示器等電子元件子公司合作進行玻璃基板研究。
2023年9月，國內ABF大廠安捷利美維向重點客戶推送了與英特爾產(chǎn)品同樣的ABF基玻璃載板。成為全球唯一ABF載板封裝廠發(fā)布玻璃基ABF載板封裝的基板商。ABF夾層玻璃基板，用于機械支撐，防止微裂紋在過孔形成過程中，以及改進的表面導體粘附性,可以將ABF基玻璃疊層14層。目前上海工廠2萬BU/月，廈門工廠建成后將達到20萬BU/每月。
云天半導體和三疊紀是目前國內目前僅有的進行玻璃晶圓級封裝量產(chǎn)的企業(yè)。三疊紀廣東公司和廣東佛智芯公司量產(chǎn)玻璃面板級封裝的兩家企業(yè)。以上四家是玻璃面板的典型代表。