玻璃基板诸神聚会，ITGV 2024共谋下一代AI芯片
2024年11月6日 
深圳国际会展中心（宝安新馆）
首届国际玻璃通孔技  重新定义封装基板

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论坛基本信息
随着玻璃通孔（TGV）技术研究的逐步深入和商业化，TGV将进一步与AI、5G和物联网等新兴技术融合，催生出一个更多创新应用和完善的产业生态，助力电子/光电子器件多领域的革新发展。为推动玻璃通孔技术的协同创新与应用迭代，加强业内资源共享和交流合作，“首届国际玻璃通孔技术创新与应用论坛（ITGV 2024）”将于2024 年11 月6 日在深圳国际会展中心（宝安新馆）抢鲜举办，论坛将汇聚来自全球的领先专家和行业精英，共同探讨行业的最新发展动态和技术创新。

议题方向
1、玻璃通孔与先进封装：2.5D/3D TGV、Chiplet、扇出面板级封装（FOPLP）、扇出晶圆级封装(FOWLP)、异质整合、玻璃中介层、玻璃转接板、RDL、系统级封装；
2、玻璃通孔的设计方案：EDA、玻璃基板设计、玻璃通孔制备方法、玻璃通孔结构及应用和垂直互联的设计方案以及检测、测试方案、光学/电气性能/机械测试；
3、玻璃通孔与互联集成（材料+设备）：激光诱导、高深宽比的刻蚀、溅射、通孔填充与金属化、互连、CMP平坦化、粘合、切割、除泡、清洗方案等；
4、玻璃基板：玻璃材料、PI、ABF及其他创新融合方案；
5、玻璃芯载板面向新兴市场的应用：在晶圆级/面板级封装、Mini/Micro直显、共同封装光学（CPO）、MIP封装、2.5D/3D封装、MEMS传感器、射频芯片、光通信的应用企业；
6、TGV技术在未来人工智能的创新应用。

华为海思专家将发表《玻璃基板应用价值和技术挑战》
 2024年11月03日 01:28 广东
11 月 6 日，深圳国际会展中心，iTGV2024首届国际玻璃通孔技术创新与应用论坛将如期召开，深圳市海思半导体有限公司技术规划专家张燕峰先生将发表《玻璃基板应用价值和技术挑战》。这将是华为全网首次亮相其在玻璃基板技术方向的前瞻探讨。报告指出，玻璃基板因其力学和电学物理特性优势引起业界广泛的关注和研究，但其实际的应用领域和价值有哪些？本议题将分析和讨论其在大芯片领域的应用价值和技术挑战，以期和产业链伙伴共同面对和解决这些挑战，催熟玻璃基板技术和产业链。

中金：玻璃基板新材料，孕育TGV设备需求
中金研究
我们认为，玻璃基板或有望成为下一代先进封装基板材料，从而带动玻璃通孔TGV设备需求。
玻璃基板：由Intel推动的下一代IC载板技术。作为Intel主导的先进封装下一代理想的基板材料，玻璃基板较有机材料具备更好的电学、物理和化学性能。根据Intel预计，2025年后其有望开始提供完整的玻璃基板解决方案，并在2030年前实现单个封装上集成1万亿个晶体管的目标。基于玻璃基板带来的封装工艺变化，如果玻璃基板替代FC-BGA载板，并成为可替代硅晶圆的中介层材料，则核心工艺也将从硅通孔TSV技术变为玻璃通孔TGV技术。

TGV或降低设备环节要求，带来激光钻孔和孔内电镀填充需求增加。相较TSV，TGV核心变化包括：（1）原材料易获取。玻璃基板使用的是硼硅酸盐或熔融石英，原材料较有机硅更易获取；（2）工艺流程简化制作成本低。TGV不需要光刻和蚀刻工艺沉积绝缘层和二次减薄，用激光或机械方式可直接实现通孔，制作成本大约只有硅基中介层的1/8；（3）使用激光诱导刻蚀有望带来激光设备和孔内电镀填充需求增加。TSV成孔使用的是等离子刻蚀法，无需激光设备。而目前玻璃基板通孔技术已经发展到第三代的激光诱导刻蚀法，孔径最小仅为6-7微米，每片晶圆上可应用数十万甚至上百万个玻璃通孔并对其进行金属化，我们认为有望增加激光设备和孔内电镀填充需求。

国产PCB设备厂商迎来产业升级机遇。目前全球玻璃基板及TGV市场份额高度集中，核心技术、高端产品仍掌握在国外先进企业手中。但是国内部分显示面板企业在玻璃基板领域具备一定的技术沉淀。我们认为TGV技术或降低对设备环节的要求，使得国产厂商具备快速追赶机会，国内PCB设备公司在激光钻孔、磁控溅射、水电镀和激光显影等领域，已逐渐具备全球竞争力，或将受益行业新一轮技术创新。
玻璃通孔产业链示意图

底板制造工艺：包含熔融、成型、加工等环节

玻璃熔制的原材料主要包括二氧化硅、镁氧化物、铝氧化物、碱金属氧化物等物质。根据乐晴智库资料，玻璃基板根据其生产配方的差异，可划分为纳钙玻璃和高铝玻璃两大类：

► 纳钙玻璃：通过在二氧化硅基质中加入氧化钙和氧化钠等成分而制成，其配方相对简单，技术门槛较低。

► 高铝玻璃：在基础玻璃成分中加入了氧化铝，这种添加不仅提升了玻璃材料的强度，还降低了强化处理的难度。高铝玻璃具有高配方壁垒和复杂的制造工艺，全球仅有康宁等少数企业能够掌握这一技术。

生产工艺：玻璃基板底板的制造主要包括高温熔融、成型冷却和后段加工等步骤：

► 高温熔融：在熔融炉中，将准备好的玻璃原材料按比例投入炉内，并加入适量的熔剂，通过高温熔融的方式将原材料熔化成玻璃液状态。

► 成型冷却：熔融的玻璃液通过计量装置，根据加工要求控制玻璃液的流速和流量，一边使玻璃液在熔融状态下成型，一边通过调节温度，使玻璃液缓慢冷却，形成玻璃基板。

► 后段加工：对未经精细加工的玻璃母板进行切割、打磨、清洗、检查、包装等一系列后段加工操作。


上游原料供应格局：主要由海外巨头垄断

全球玻璃基板供应商格局稳固，以康宁为龙头形成“一超多强”态势。康宁的玻璃通孔玻璃晶圆广泛应用于医疗保健、消费电子和通信等各个行业。此外，德国肖特公司、AGC（旭硝子）、Mosaic等国际知名公司，也是目前玻璃基板原料生产的主要参与者。据Report linker预计，到2025年，全球玻璃基板市场的总体规模有望超过316亿人民币，随着在芯片封装领域的进一步加速应用，玻璃基板行业空间广阔。

图表10：全球玻璃基板材料供应商格局（2023年）

资料来源：乐晴智库，中金公司研究部

目前玻璃基板主要应用于TFT-LCD及OLED等显示产业。根据新材料未来相关资料，随着世代线的发展，玻璃基板的尺寸逐渐变大，从最初的4代线到如今的10.5代线，基板的尺寸已经发展到2940*3370mm。厚度方面7代线和8代线玻璃基板进入到0.5mm水平。较高的世代线不仅意味着玻璃基板整体面积更大，其切割效率也相应更高。

► 我国玻璃基板厂商主要集中在G4.5-G6（即4.5代到6代线）生产线上。国内厂商彩虹集团、东旭光电等占有一席之地，但是在8.5代线玻璃基板领域，我国厂商的市场份额较少，当前国内厂商也在加速国产替代。

► 近年来玻璃基板国产化进程加快。彩虹集团、东旭集团、中国建材国际工程集团等本土企业在中小尺寸面板市场份额已达80%，而在高世代液晶面板生产线及AMOLED无碱玻璃技术工艺及生产技术上还有待突破，短时间内实现国产化配套还有较大难度。

TGV设备环节：国内PCB设备厂商或有望受益
钻孔设备：主要使用激光诱导深蚀刻技术
大族数控玻璃基板激光钻孔机
帝尔激光玻璃基板钻孔机参数

显影设备：以激光显影为主流
半加成法工序中，曝光显影工序是指将设计的电路线路图形转移到PCB基板上，此后方可进行电镀。根据大族数控年报，根据曝光时是否使用底片，曝光技术主要可分为激光直接成像技术（LDI）和传统菲林曝光技术。相对于使用菲林材料的传统曝光工序，激光直接成像技术使用了全数字生产模式，省去了传统曝光技术中的多道工序流程，并避免了传统曝光中由于菲林材料造成的质量问题。

图表13：激光直接成像技术及设备

资料来源：大族数控年报，中金公司研究部

显影是玻璃基板高密度布线的关键。相对于有机衬底而言，玻璃表面的粗糙度小，所以在玻璃上可以进行高密度布线，这种技术进一步减小了芯片的体积，其中多层RDL（重布线层）堆叠技术是目前较为先进的一种布线技术，流程中需要多次使用显影和曝光。

我国激光显影设备市场处于快速发展阶段。根据智研咨询资料，随着全球PCB产能持续向中国地区转移及国内电子产业的高端化发展，PCB产品质量提升，中高端产品开始进口替代，我国激光直接成像(LDI)设备行业产量开始大幅增长，2023年达到235台，2016-2023年CAGR达到约42%，国产化率（国产设备产量/国内设备需求总量）则已接近53%。目前，芯碁微装、大族数控、德龙激光等公司已具备成熟的激光显影设备。

图表14：2016-2023年国内激光显影设备产量和需求量

资料来源：大族数控公告，智研咨询，中金公司研究部

以芯碁微装为代表的国内厂商的直接成像设备在最小线宽、对位精度、产能效率等核心指标不断提升。据QY Research数据，2021年芯碁微装以8.10%的全球份额位列第三。根据公司年报，得益于直写光刻领域的快速进步，2019-2023年公司营收复合增长率达到19.79%。在技术水平方面，芯碁微装直写光刻设备主要性能指标在PCB领域内已经达到了以色列品牌Orbotech同类型产品水平，且已突破应用于IC封装载板以及高端HDI板领域直写光刻设备的关键技术，但在最小线宽方面与日本ORC、ADTEC相比较仍具有差距。


电镀设备：有望采用磁控溅射+湿法电镀

经过曝光显影后，玻璃基板的种子层形成需要使用溅射和电镀无电解铜工艺。我们认为，国内电镀设备龙头企业有望核心获益。

磁控溅射：提高靶材利用率

在电镀之前，种子层需要先经过溅射形成镀膜。根据Harbor Semi，溅射镀膜主要是在靶材表面形成等离子体，并且利用等离子体中荷能粒子轰击靶表面，使被溅射出来的粒子在基体表面形成镀层，即利用溅射现象而成膜的方法。

近年来，磁控溅射技术在增加金属电离、提高靶材利用率、提高沉积速率和避免反应溅射中的靶材中毒等方面不断发展。

湿法电镀：工艺简便精细

磁控溅射后，玻璃基板需要电镀铜。目前主流方案为湿法电镀（即水电镀）：

► 湿法电镀工艺优势：无需对玻璃表面进行蚀刻，因此可以保持玻璃的光滑度并可以形成精细的图案。湿式电镀工艺能够在各种玻璃通孔形状上一次性形成金属膜。即使在高纵横比的玻璃通孔内部也可形成强导电膜，这在干法工艺上难以实现。由于湿法电镀工艺不需要蚀刻，因此可以在玻璃管等特殊形状材料的内表面和/或外表面上形成导电和/或反射膜。
目前国内已有成熟的水电镀工艺设备厂商，且我们认为水电镀工艺是被市场低估的底层技术平台，有望受益玻璃通孔技术引发的电镀铜需求增量。
玻璃基板制造：国内已有企业掌握成熟玻璃通孔工艺
国内玻璃基板生产处于起步环节，但已有少数公司具备较为成熟的制造工艺。目前适用于玻璃基板的特种玻璃主要由康宁公司提供，同时其本身也具有玻璃通孔技术，因此是目前玻璃基板市场的领军企业。
沃格光电是国内玻璃基板领先企业，具备行业领先的玻璃薄化、玻璃通孔、溅射铜（镀铜铜厚可达7μm）以及微电路图形化技术，拥有玻璃基巨量微米级通孔的能力，最小孔径可至10μm，厚度最薄50μm，线宽线距小至8μm。此外，雷曼光电、五方光电等公司也已披露了玻璃通孔项目的送样和测试。

在玻璃基芯片级封装载板方面，沃格光电已攻克技术难点。公司具备行业领先的玻璃薄化、TGV(玻璃通孔)、溅射铜以及微电路图形化技术，拥有玻璃基巨量微米级通孔的能力，最小孔径可至10μm，厚度最薄0.15-0.2mm实现轻薄化，是国际上少数掌握TGV技术的厂家之一。在玻璃基板基础上，公司实现从玻璃基板、灯板、驱动、光学膜材到背光模组组装的Mini LED背光完整产业链，可提供整套解决方案。