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自20世紀70年代引線(xiàn)框架/引線(xiàn)接合封裝誕生以來(lái)，大約每15年就會(huì )發(fā)生一次重大的基板技術(shù)變化?，F在新的玻璃基板技術(shù)路線(xiàn)徐徐而來(lái)，除了臺積電無(wú)心應戰，英特爾、三星、SKC三巨頭已經(jīng)宣戰，國內四小龍提前應戰，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(lǐng)先的技術(shù)進(jìn)展。
當前AI運算及處理器芯片的封裝尺寸越來(lái)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(lái)克服翹曲問(wèn)題，會(huì )使得通孔距離變長(cháng)，增加了過(guò)孔傳輸損耗，且無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)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的良率與可靠性。若成功實(shí)現量產(chǎn)，將帶來(lái)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(wèn)題，強化 GPU 的結構并實(shí)現更好的電氣和機械可靠性，可實(shí)現超大尺寸、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定性，具有將互連密度和光學(xué)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(xué)組件無(wú)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(shí)以更低的成本實(shí)現所需的高速信號。
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(lǐng)域。三星、英特爾、英偉達、AMD未來(lái)3-5年內或有新產(chǎn)品亮相。
ChatGPT、Sora徹底引爆了人工智能，對數據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(xué)成為一匹黑馬半道殺出，引發(fā)關(guān)注。該技術(shù)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(jìn)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(luò )連接帶寬將激增32倍，繼續使用傳統光模塊將導致成本翻倍和額外的20-25%功耗。CPO技術(shù)有望降低現有可插拔光模塊架構的功耗達50%。因此，有望成為滿(mǎn)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(xué)元件技術(shù)(CPO)通過(guò)玻璃基板設計利用光學(xué)傳輸的方式增加信號。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。IBM、II-VI、HPE、Fujitsu、Furukawa也開(kāi)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（即數據中心、人工智能、圖形）和更高速度功能的應用程序和工作負載。針對數據中芯，期望玻璃基板能夠構建更高性能的多芯片系統級封裝（SiP）。
玻璃基板是封裝領(lǐng)域的下一個(gè)重大事件，并為英特爾代工生態(tài)系統制定了廣闊的愿景。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(xiàn)，該封裝產(chǎn)線(xiàn)2027/2028年開(kāi)始使用玻璃基板，2030年開(kāi)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(cháng)久以來(lái)被臺積電和三星蠶食的實(shí)力。
三星也在幾個(gè)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(gè)由三星電機、三星電子和三星顯示器部門(mén)組成的聯(lián)合研發(fā)（R&D）統一戰線(xiàn)，以在盡可能短的時(shí)間內開(kāi)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 年大規模生產(chǎn)玻璃基板，比英特爾更快。三星電子預計將專(zhuān)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(guān)的方面。三星電機已于2024年1月宣布開(kāi)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(zhù)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(jìn)行玻璃基板研究。
2023年9月，國內ABF大廠(chǎng)安捷利美維向重點(diǎn)客戶(hù)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(chǎng)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(guò)孔形成過(guò)程中，以及改進(jìn)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(chǎng)2萬(wàn)BU/月，廈門(mén)工廠(chǎng)建成后將達到20萬(wàn)BU/每月。
云天半導體和三疊紀是目前國內目前僅有的進(jìn)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。