【光电通信】TGV玻璃基板,下一代3.2T光模块核心材料!或将引发下一次算力革命!

今日光电 2026-06-29 18:07
今日光电
  有人说,20世纪是电的世纪,21世纪是光的世纪;知光解电,再小的个体都可以被赋能。追光逐电,光引未来...欢迎来到今日光电!


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----追光逐电 光引未来----

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我国古代从奴隶制社会走进了封建社会的标志——铁器的普及!

原因是铁器的硬度、耐用度全方位碾压青铜器。

奴隶有了铁质农具,耕作效率大幅提升!

铁质农具让奴隶不再依赖集体劳作的井田模式,催生出古代封建社会经济最重要的“小农经济”。

在这个过程中最关键的是原材料从“青铜”升级成了“铁”。

如今随着AI算力持续扩张,GPU、ASIC、HBM与Chiplet不断堆叠。

倒逼着封装不得不向“大尺寸、高密度、高速互连”方向演进。

然而传统有机基板在热膨胀系数失配、翘曲、布线密度和高频损耗方面越来越不够看。

玻璃基板却在可调CTE、低介电损耗、高表面平整度和面板级大尺寸加工方面优势巨大。

而这些优势也正让“青铜”先进封装向“铁制”先进封装演进!

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什么是玻璃基板概念

玻璃基板是超薄特种硼硅/铝硅玻璃。

分为两大核心品类,通俗可理解为两块完全不同的“科技玻璃”。

第一类为显示玻璃基板。

比如LCD、OLED、MiniLED面板的底层承载基材,厚度0.4–0.7mm,高世代G8.5/G10.5适配电视、显示器,是面板制造刚需原料。

第二类为半导体封装玻璃基板(TGV玻璃)。

就是前文提到的AI算力封装中的品种,用于GPU、HBM、Chiplet先进封装。

对比传统有机ABF载板,热膨胀系数与硅芯片高度匹配,高温翘曲量降低70%,介电损耗减半,布线密度提升10倍,适配1.6T/3.2T光模块、CPO共封装场景。

半导体玻璃基板的制造过程

总体可概括成“TGV通孔成型、通孔金属化填充、表面RDL布线、后段检测封装”四大环节。

前段首先对玻璃原片进行清洗、减薄、磨抛和表面处理。

再通过激光诱导刻蚀制作TGV通孔。

这步完成后进入孔壁金属化阶段。

玻璃本身绝缘且与铜粘附性较弱,要先进行表面处理并沉积黏附层、阻挡层和种子层,主流方案包括PVD或化学镀,再通过电镀铜完成通孔填充。

对于高深宽比TGV,行业会更倾向采用“底向上”电镀方案,以降低孔口提前闭合和内部空洞风险。

完成垂直互连后,玻璃表面继续通过PVD镀铜形成种子层,再结合曝光、显影、刻蚀或半加成工艺制作RDL重布线层。

最后经过退火、CMP、去胶、Cu/Ti刻蚀、钝化层制作、AOI检测、电性测试和可靠性验证,形成可供封测厂导入的玻璃基封装载板。

玻璃基板当前主流应用路径

第一是台积电推出的CoPoS技术方案。

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他用方形玻璃基材,替换掉传统硅中介片。

如此便能改善传统CoWoS在大尺寸AI芯片封装场景下,面积利用效率偏低、综合成本居高不下的短板。

第二是英特尔自研的Glass-Core架构。

他用玻璃材质芯板替换原有ABF有机芯层。

面向的是高性能计算与AI芯片封装,优势就是热尺寸稳定性更强、精细布线能力更优,同时可适配超大尺寸封装模组的制造需求。

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第三是CPO光电共封装赛道。

玻璃基材有信号传输损耗低、表面平整度高、透光性优良的优势,并且可以同时承载高速电信号布线与低损耗光路传输线路,是实现光电一体化封装最理想的材料。

半导体玻璃基板市未来想象空间

海外巨头今年密集布局,目前仍存在认知预期差,所以尚处于产业化前夜。

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6月台积电公开披露,联合Ibiden、群创验证玻璃基板用于下一代CoWoSAIGPU封装,大尺寸样品完成稳定性测试,计划2028年大规模导入;

英特尔推出全球首款玻璃载板商用Xeon6+处理器,并且计划改造新墨西哥州里奥兰乔工厂、打造全球首个玻璃基板量产基地。

同时,泛林奥地利设 PLP 卓越中心,携手 Rapidus 推进玻璃基板封装,目前 Rapidus正研发 2.xD 封装技术,在 600mm 方形玻璃载板上制作重布线层(RDL)。

京东方耗时六年、总投入13亿元的板级玻璃基试验线6月全线通线,TGV通孔、填铜工艺实现自主可控,已向国内头部封测厂送样验证。

更有数据显示2026年,全球玻璃基板总规模186亿美元,半导体封装细分年复合增速14.5%,是传统有机基板增速的两倍。

海外龙头控产保价,康宁、AGC上调高端超薄基板报价8%-15%,半导体级玻璃原片交付周期拉长至12个月;

国内彩虹股份G8.5代基板满产,沃格光电建成国内首条10万平米TGV量产线,国产替代已经进入实质放量阶段。

玻璃基板的未来不单单是替代传统有机硅板的,而是对“材料、面板、封装、设备”共同驱动的先进封装生态进行重构。

随着Intel、TSMC、三星电机、Absolics、京东方等持续推进中试和量产验证,2026年有望成为玻璃基板商业化导入关键节点,2028年前后进入加速渗透期。

全球玻璃基板行业格局

第一梯队(CR3占全球高端市场90%)是康宁(美国)显示基板。

市占50%、半导体玻璃市占70%,独家溢流法工艺,与台积电、英伟达深度合作。

还有AGC旭硝子,它是OLED基板龙头以及电气硝子,主攻的是车载与中大尺寸LCD基板。

我国企业主要处于第二梯队(集中突破显示基板、攻坚半导体玻璃)。

像彩虹股份已经实现G8.5代基板稳定量产;

沃格光电、京东方率先打通TGV加工工艺;

凯盛科技也在深耕UTG折叠超薄玻璃。

然而目前国内仅能自给中低端LCD基板,半导体封装原片、高世代超薄基板依赖进口。

半导体玻璃基板国内被“卡脖子”难点

在上文中提到过,制作TGV玻璃第一步就是通孔成型。

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在打孔的过程中,因为玻璃为硬脆绝缘材料,基板厚度只有数百微米,要加工 3–5μm 超细通孔、必定会出现极其细微的裂纹。

这个裂纹即使肉眼无法可见,对于芯片内部跑来跑去的光子与原子而言,就是不可跨越的鸿沟,宏观表现就是生产的芯片"报废”!

目前完全具备这个打孔技术的公司分别是:

美国的康宁、德国的肖特、日本的AGC(旭硝子)以及英特尔、SKC Absolics 的自有产线;

我国的沃格光电是国内唯一一家可商业化交付算力级 TGV 玻璃基板的企业,但是仍旧没有自己的半导体玻璃熔制产线,以及原片全部对外采购!

“青铜”演进“铁器”过程玻璃基板上下游核心受益相关上市公司

玻璃原片

凯盛科技:8 英寸 TGV 基材中试贯通,样品送样验证,2026Q3 计划小批量试产

力诺药包:半导体硼硅玻璃配方定型,仅处于封测厂送样测试阶段

旗滨集团:8 英寸基板原片实验室试制完成,送加工厂商测试,暂无量产线

戈碧迦:8 英寸基板原片已量产供货,持续迭代低杂质适配算力封装

彩虹股份:半导体基板样品制备完成,送样头部封测企业等待验证

基板加工

沃格光电:现有 TGV 产线小批量供货,成都大尺寸产线年底投产,光模块载板已批量交付

京东方 A:板级玻璃载板中试线打通,样品送测芯片厂,年底规划中批量产能

云天半导体(未上市):6 英寸 TGV 样品量产,进入光模块厂商认证小规模代工

巽霖科技(未上市):中小尺寸玻璃布线工艺成熟,迭代适配算力封装需求

设备材料

芯碁微装:玻璃基板专用光刻设备研发完成,送至客户产线调试。

帝尔激光:TGV 超快激光钻孔设备批量供货,适配晶圆 / 面板级基板加工。

大族激光:联合凯盛开发一体化激光加工设备,打孔机型完成客户验证小单落地。

东威科技:玻璃基板专用填铜电镀设备通过验收,批量导入多条 TGV 产线。

天承科技:TGV 专用电镀药水定型,小规模配套基板加工企业。

洪田股份:玻璃专用蚀刻耗材研发完毕,配套激光设备联合试样。

行业风险

技术产业化不及预期,TGV高深宽比填铜、多层堆叠良率爬坡缓慢,台积电预计玻璃基板大规模量产仍需2–3年,短期业绩兑现偏弱。

海外专利与供应链壁垒,康宁、AGC手握上千项玻璃配方、TGV核心专利,国产产品进入海外头部封测厂验证周期长达18个月。

需求与周期波动风险,显示基板绑定TV、消费电子,终端需求疲软将拖累基板采购;若云厂商缩减AI资本开支,半导体玻璃增量不及预期。

来源:财联学研投
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