玻璃基板行业专题研究：后摩尔时代封装革命，玻璃基板迎产业化元年

1中 泰 证 券 研 究 所 专 业 ｜ 领 先 ｜ 深 度 ｜ 诚 信|证券研究报告|2 0 2 6 . 0 5 . 2 8玻璃基板行业专题研究：后摩尔时代封装革命，玻璃基板迎产业化元年中泰证券研究所副所长/建材&化工首席 孙颖博士执业证书编号：S0740519070002中泰证券研究所建材&化工组分析师 黄雪茹执业证书编号：S07405250300022核心要点提炼◼ 后摩尔时代，先进封装成为突破AI芯片性能瓶颈的关键路径，而玻璃基板凭借其独特物性成为下一代封装的核心方向。摩尔定律正逼近物理与经济双重天花板，单纯依靠制程升级已难以满足AI芯片对高带宽、低时延和低功耗的指数级需求。当前主流的CoWoS封装虽广泛应用于AI/HPC芯片，但其硅中介层成本高昂，单片超100美元，占封装成本一半以上；同时受圆形晶圆与方形芯片的结构性矛盾影响，面积利用率持续下降，热应力翘曲问题对良率形成挑战。先进封装技术正呈现两大核心演进趋势：从晶圆级向面板级升级、从有机材料向无机材料迭代。面板级封装在超大尺寸场景下面积利用率可从45%提升至81%，成本下降10%-20%。玻璃基板凭借可调CTE、纳米级表面平整度、低介电损耗等优势，能够从根源上缓解大尺寸封装中的翘曲问题，并支持2μm以下高密度布线，成为下一代芯片基板的核心方向。◼ 全球龙头厂商正加速玻璃基板产业化布局，2026年有望成为商业化元年，2028年前后进入快速渗透期。台积电于2025年正式将部分CoWoS升级为CoPoS，通过从圆形晶圆向方形面板切换，首条试验产线预计于2026年启动，目标2028年底至2029年上半年规模化量产，英伟达等列为首批战略合作伙伴。Intel于2023年发布Glass-Core方案，以玻璃替代ABF有机载板，2026年首次展示EMIB+玻璃芯基板样品，实现无微裂纹超低翘曲及45μm超细间距凸点。2026年有望成为玻璃基板商业化元年，Intel已展示实物样品，TSMC推进CoPoS试验线，三星电机计划2027年量产，预计2028年前后行业进入规模化渗透阶段。◼ 玻璃基板的应用场景正拓展至CPO光电共封装及6G射频无源集成领域，国内产业化已取得实质突破。玻璃基板凭借低介电损耗、高平整度及光学透明性，成为光电一体化集成的理想衬底。康宁于2021年提出基于玻璃的光电共封装方案，在同一基板上集成低损耗光波导与TGV电互连结构。在6G射频与集成无源器件领域，玻璃基板30GHz下损耗角正切低于0.001，显著降低插入损耗。国内上海芯波与云天半导体联合推进的3D Glass IPD项目累计交付已突破1000万颗，标志着全球首条3D Glass IPD产线实现规模化稳定生产。3核心要点提炼◼ 玻璃基板市场空间广阔，上游原片是产业链最核心环节，中游TGV通孔成型与填充是核心工艺瓶颈。2024年全球先进封装市场规模约450亿美元，预计2030年达800亿美元，复合增长率9.4%。上游玻璃原片核心材料为无碱/低碱硼硅特种电子玻璃，全球市场由康宁、AGC、肖特主导，国内凯盛科技、旗滨集团、力诺药包、戈碧迦等加速追赶。值得注意的是，半导体玻璃基板与药用中性硼硅玻璃共享同一核心材料体系，国内药用玻璃企业凭借长期积累的配方调控能力，能够相对快速地切入该赛道。中游核心工艺TGV通孔成型方面，激光诱导刻蚀是当前最优路径，可实现深宽比1:10至1:50、最小直径10mm的通孔，且无碎屑及微裂纹。通孔金属化填充采用化学镀种子层加“底向上”电镀方案以实现无缺陷填充，但大面积、多层布线仍面临光刻对准精度、层间粘附力及冷热循环分层等关键工艺挑战。◼ 当前产业链核心瓶颈集中在上游配方与均匀性、中游深孔填充及多层布线，国内企业有望在2026年商业化窗口期实现从0到1的突破。当前产业链核心瓶颈集中于玻璃原片高纯度配方调控、大尺寸均匀性控制、TGV高深宽比无缺陷填充，以及多层布线光刻对准与层间附着力提升。国内企业在药用硼硅玻璃领域实现快速国产替代，山东药玻、力诺药包等具备向半导体玻璃基板延伸的底层能力。国内上市公司及创新企业已在原片、TGV加工、金属化填充、封装检测等全产业链形成初步布局，有望在2026年商业化元年开启之际把握从0到1的产业窗口期。◼ 投资建议：玻璃基板凭借可调CTE、低介电损耗及高平整度等优势，正成为下一代先进封装的核心技术方向，2026年商业化元年开启后有望迎来从0到1的产业窗口期。产业链上游：原片环节技术壁垒高、价值量大，且与药用硼硅玻璃底层共通，国产替代空间最为明确，建议关注已在硼硅玻璃领域实现突破的凯盛科技、旗滨集团、力诺药包、戈碧迦，以及具备药用玻璃国产替代能力的山东药玻；中游加工及设备环节：建议关注具备玻璃基板精密加工能力以及在TGV通孔制备、金属化核心工艺上实现突破、量产进度领先的厂商，相关企业包括彩虹股份、京东方、沃格光电、云天半导体、帝尔激光、德龙激光等。此外，TGV电镀设备及电镀液方面：建议关注东威科技、三孚新科等；TGV电镀添加剂及配套化学品方面：建议关注艾森股份、天承科技等；光刻及检测设备方面，建议关注洪田股份、芯基微装等。◼ 风险提示：技术产业化进展不及预期风险、行业竞争加剧风险、市场需求不及预期风险、研究报告使用的公开资料可能存在信息滞后或更新不及时的风险、第三方数据失真风险。4CONTENTS目录CCONTENTS专 业 ｜ 领 先 ｜ 深 度 ｜ 诚 信中 泰 证 券 研 究 所1行业背景：AI算力驱动封装材料革命5图表：芯片3D封装结构示意图1.1 后摩尔时代的系统性能瓶颈◼ 摩尔定律逼近物理与经济双重天花板。过去数十年，半导体行业主要依赖晶体管尺寸持续缩小推动芯片性能提升，即经典“摩尔定律”路径。但随着制程进入5nm、3nm及以下节点，晶圆制造复杂度与资本开支快速攀升。以7nm工艺为例，其相比传统制程可实现约2倍晶体管密度、超1.25倍频率提升及约50%功耗下降，但单位面积成本却大幅上涨——5nm工艺的单位硅片成本已达到45nm的5倍。同时，大模型驱动下AI算力需求正以指数级速度增长，单纯依靠制程升级已难以满足AI芯片对于高带宽、低时延和低功耗的需求。◼ 先进封装成为提升芯片性能的关键途径。先进封装技术依托2.5D/3D异构集成、Chiplet、多芯粒互连及混合键合等核心技术，可在不突破制程极限的前提下，实现GPU、CPU、HBM等不同功能芯片之间的高速互连与高密度集成，大幅缩短信号传输路径、降低数据的传输功耗并提升散热效率，从而缓解传统制程升级面临的“功耗墙”瓶颈问题。图表：摩尔定律放缓：工艺节点迭代周期越来越长图表：45nm到5nm工艺的归一化单位芯片成本对比来源：《玻璃基板在芯片封装中的应用和性能要求》张兴治等、nextplatform、slideshare、全球半导体观察、中泰证券研究所61.2 CoWoS优势显著，但正逼近成本与物理的双重极限◼ CoWoS是台积电主导的先进封装技术，也是当前AI/HPC芯片的主流封装方案。CoWoS是台积电推出的2.5D先进封装技术平台，全称为Chip-on-Wafer-on-Substrate。该技术的核心特征是在芯片与封装基板之间引入一层中介层，通过中介层上的高密度互连，将多