01产业链全景图

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02 简述【玻璃基板】

近期,英伟达、英特尔、台积电、三星等头部企业密集布局玻璃基板英特尔明确2026-2030年量产玻璃基板,在印度投资约33亿美元建设制造厂;台积电的CoPoS试验线正在推进,三星电机亦加码布局

当前,产业拐点已至,玻璃基板正从备选方案升级为AI先进封装的标准配置,叠加国产替代趋势,玻璃基板因此被集体点燃

02-1、玻璃基板

玻璃基板是升级款芯片底座,好比把塑料底盘换成玻璃底盘,用玻璃代替树脂,补上传统载板导热差、走线难、传信号慢的短板,专门用于 2.5D、3D 封装,托住 AI 芯片和 HBM 显存,让芯片之间连线更快更稳,是高端封装刚需材料。

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它热胀系数和硅芯片差不多,不像树脂基板受热容易翘弯,芯片越大发热越高,这点优势越关键。另外绝缘出色、信号损耗小,适配高频 AI 芯片;质地平整坚硬,既能做超细线路,也能让多层芯片精准叠合。

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02-2、需求背景

后摩尔阶段,芯片性能提升不再单纯依靠制程微缩,先进封装成为性能迭代的核心路径,2.5D、3D 封装逐步成为 AI 芯片的主流方案。

台积电 CoWoS 可以类比成拼接芯片的专用转接底板,依托硅中介层整合算力芯片与 HBM 显存,同步优化芯片的算力、功耗与集成密度。

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2024 年全球先进封装市场体量约 460 亿美元,机构测算 2030 年市场规模将增至 794 亿美元,年均复合增速 9.5%,AI 驱动的封装板块增长显著高于行业平均水平。

受算力需求拉动,现阶段先进封装产能供给偏紧,台积电一边加码 CoWoS 产线建设,一边研发新一代封装技术,匹配持续扩张的 AI 算力订单。

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先进封装需求暴涨带动 IC 载板行业回暖,2024 年市场规模 142 亿美元、同比增 11%;在 AI、车用电子等需求加持下,机构预计 2030 年行业规模将攀升至 310 亿美元。

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玻璃基板正在AI时代孕育一波广阔的市场,在这个过程中,材料与技术都将迎来新的迭代更新,而其中两大赛道最为核心,分别是:材料端的玻璃原片、技术端的TGV技术。

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03 材料端--玻璃原片

03-1、玻璃原片

玻璃基板主要原料是特种硼硅电子玻璃,好比精密光学镜片,各项指标标准远高于普通玻璃:表面平整度、导电损耗、热伸缩都有严格上限,热膨胀参数贴近硅片,避免芯片受热翘曲。

靠添加不同原料就能调整玻璃性能,主流分两类,掺氧化硼的硼硅玻璃耐热稳定、形变更小;掺氧化铝的铝硅玻璃结构结实、机械强度更高。

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03-2、核心优势

玻璃原片像一块“完美肌肤”,表面极平整且与硅芯片热胀冷缩步调一致,能彻底解决大芯片封装的翘曲问题,让AI处理器性能更稳定。

同时,它还是天生的“信息高速公路”,信号损耗极低,能使芯片间传输速度提升3倍以上、功耗减半,是支撑下一代高性能计算的关键底座。

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03-3、市场规模以及格局

玻璃基板(含显示及半导体封装)市场正在快速增长,核心驱动力来自AI算力对高性能封装需求的爆发。

根据Omdia等多家权威机构数据,2026年全球玻璃基板市场规模约186亿美元,预计2030年市场规模有望突破320亿美元,复合年增长率高达14.5%。具体预测数据如下表所示:

TGV上游原材料决定玻璃基板的性能天花板,行业专利壁垒高,全球由康宁、AGC、肖特垄断,国内凯盛、旗滨、力诺等企业加速国产化。

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03-4、核心逻辑

1. 价值洼地:玻璃原片是TGV产业链中壁垒最高、格局最优的黄金环节

其底层材料与“药用硼硅玻璃”同源,技术路径高度相似。基于药用玻璃已被肖特、康宁等巨头长期寡头垄断的历史经验,TGV玻璃原片市场极大概率会复刻这一格局。当前国内尚无成熟供应商,属于“0到1”的爆发前夜,卡位价值极高。

2. 产业路径:关注具备“降维打击”能力的跨界龙头

优先锚定已经在“药用硼硅玻璃”或“高端显示面板玻璃”领域有成熟配方与成型经验的企业。这类企业具备极强的跨界优势,核心监控指标是全流程良率能否突破92%的盈亏平衡点——这是产业化落地的关键临界值。

3. 技术核心:三大壁垒构建护城河

材料配方:核心是硼硅特种电子玻璃(如BF33、AF32),难点在于控制碱金属含量、大尺寸均匀度以及平衡热膨胀系数(CTE)。

参数平衡:CTE并非越低越好,核心在于找到3-10ppm/℃的平衡点,以同时匹配硅芯片与BGA封装材料,防止翘曲。

成型工艺:采用溢流下拉法或浮法,核心难点是解决玻璃内应力,以克服材料的脆性问题。

03-5、玻璃原片关键龙头

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04 技术端--TGV技术

04-1、技术变革的背景

CoWoS是台积电手里的一张王牌,也是现在AI芯片最主流的封装方案。它的核心思路很简单:在芯片和基板之间塞进一块硅“中介层”,像高速立交桥一样把GPU和HBM内存连起来。

但这套方案的瓶颈也越来越明显。硅中介层本身成本不低,一片就得一百多美元,能占掉一半的封装预算。更麻烦的是,圆形晶圆去切方形芯片,面积利用率一路走低——B200相比H100,单颗能放的芯片数量几乎腰斩。芯片越大,越容易翘曲,良率也跟着往下掉。就像拼一块越来越大的拼图,边缘总有几张对不上。

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04-2、封装技术变革

新方向:先进封装正在从圆形晶圆走向方形面板。CoPoS就是台积电交出的答卷——用大尺寸玻璃或蓝宝石载板,替代昂贵的硅中介层。面板规格从310mm一路扩到750mm,单次能加工的芯片数量大幅提升。台积电首条试产线今年启动,预计2028年量产,英伟达已锁定首家客户。

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英特尔走的则是另一条路--Glass-core它把玻璃直接塞进基板中央,取代有机芯层,外围再用ABF做线路。这相当于给芯片换了一个更硬、更平的骨架,大尺寸下也不易变形。英特尔的目标是2030年前实现量产。

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概念期:还有一种新的系统级封装思路正在冒头--CoWoP(一体式无损封装)用多层PCB直接当基板。芯片先连到硅中介层,再通过C4凸点直接贴到PCB主板上,彻底省掉传统封装载板。

这一套下来,信号路径更短、散热更直接、成本能降40%-50%,而且PCB是大板子工艺,量产速度也更快。当然,门槛也高——既要做出精细线路,又要搞定大板平整度、大电流供电和检测,每一项都是硬骨头。目前还停留在概念验证阶段。

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04-3、TGV工艺

TGV就是在玻璃上打出微米级的垂直通孔,填上金属,实现上下层电路的连接。它当前的核心价值,可以用一句话来概括:

TGV,就是将AI算力从"纸上蓝图"变为"物理现实"的底层基石。

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TGV 通孔的研发目标,是加工出孔壁平整、深宽比优异的导电孔道,类比在坚硬玻璃板材上批量开凿规整预埋管线,以此落地高密度布线、削减信号损耗,同时适配硅、树脂等异质材料的贴合互连。

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当下量产主流选用 LPKF 首创的激光诱导刻蚀工艺,机械钻孔如同蛮力凿孔,极易造成玻璃崩裂、内壁凹凸;激光工艺依靠短脉冲激光改变局部玻璃物性,再配合化学腐蚀成型,在实现高深宽比微孔的同时平衡加工成本与产能,是目前落地进度最优的技术方向。。

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04-4、核心逻辑

1、技术维度的降维替代:

后摩尔时代,芯片制程逼近物理极限,先进封装成为性能提升的关键路径。玻璃基板凭借低介电损耗(Df<0.002)、与硅匹配的热膨胀系数(CTE 3-5ppm/℃)以及高平整度等特性,正在替代传统有机基板和硅中介层。

TGV(玻璃通孔)是实现玻璃基板垂直互连的核心工艺,相比TSV(硅通孔),信号传输速率提升约3.5倍、带宽密度提高3倍、功耗降低约50%。

2、产业巨头的集体背书:

2026年被视为玻璃基板商业化元年。英特尔正全力冲刺量产,计划改造新墨西哥州里奥兰乔工厂为首个量产基地,并在印度投资33亿美元设厂。

台积电已建设CoPoS试产线(以玻璃基板取代硅中介层),预计2-3年内放量。三星电机目标2027年后跟进量产,SKC旗下Absolics预计2026年底启动商业化生产。

京东方与康宁签署战略合作,推进玻璃基封装载板的中试和量产验证。此外,苹果、英伟达、博通等也均在积极测试和验证玻璃基板方案,其中博通基于玻璃基板的ASIC已从原型测试转向批量试产。

3、产业驱动爆发

AI加速器与服务器芯片被视为玻璃基板封装需求的核心驱动力,2026年全球AI服务器MLCC用玻璃基板市场规模约70-80亿美元,TGV基板市场进入导入期,行业增速超过120%。

四大国际投行(高盛、摩根士丹利、摩根大通、花旗)均预测,2025-2028年TGV基板市场规模将从约11亿美元增长至210-280亿美元,CAGR达42%-47%。全球玻璃基板整体市场预计从2025年的10亿美元增长至2030年的千亿级别,年复合增速超40%。

04-5、TGV技术关键企业

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