电新行业新技术系列报告-玻璃基板专题1：AI算力引领封装升级，关注TGV和电镀填孔核心工艺

分析师分析师郭彦辰登记编号：S1220523110003新技术系列报告-玻璃基板专题1：AI算力引领封装升级，关注TGV和电镀填孔核心工艺方 正 电 新 研 究 团 队 • 行 业 深 度 报 告证券研究报告 | 电新行业 | 2 0 2 6 年 6 月 2 1 日张陆佳登记编号：S1220525060003AI算力催化封装基座升级，工艺突破推动玻璃基板迈向产业化窗口1. 传统有机材料逐步逼近性能边界，玻璃基板确立材料升级主线➢随着各类先进处理芯片向Chiplet异构集成与大尺寸2.5D/3D先进封装演进，传统有机载板与硅中介层逐步逼近性能边界。传统BT/ABF等有机材料在更大封装尺寸下面临形变翘曲严重与高频信号损耗加剧等制约因素。玻璃材料凭借低热膨胀系数、极高平整度、低介电损耗以及优异的尺寸稳定性，能够直接回应高密度互连与低信号衰减的严苛需求。2. 显示场景夯实导入基础，先进封装与CPO打开成长空间➢玻璃基板应用落地呈现阶梯式演进，主要应用领域可分为显示领域、半导体先进封装和CPO共封装光学等。显示终端与消费电子领域的微型发光二极管及近眼显示设备率先对其大尺寸加工与线路布设能力进行了产业验证。半导体先进封装场景构成了玻璃基板中长期爆发的主要增量，高算力集群对大尺寸与低损耗封装的需求；玻璃芯基板（Glass Core Substrate）通过把传统有机 BT 树脂芯层替换成超薄玻璃芯并配合 RDL 增层布线，产业化路径具备较高的可行性，有望成为后摩尔时代先进封装体系的核心基座，海外头部芯片厂商（如英特尔与博通）正加速材料工艺验证与量产导入。在更前沿的CPO光电共封装架构中，玻璃基板兼具高光学透明度与优异的电学适配性。该材料能够同步承载光波导、垂直通孔与精细重布线层，为未来数据中心网络节点的光电信号协同集成提供理想平台。3. 原片与TGV筑牢工艺底座，电镀填孔与RDL布线决定量产上限➢玻璃基板的工艺链条包含原片制造、微孔加工、种子层沉积、电镀填孔以及重布线层加工等关键节点。TGV成孔技术已基本完成工艺验证并进入规模化导入阶段，当前行业已形成激光钻孔、喷砂及LIDE等多种成熟技术路线。伴随激光诱导蚀刻等技术路线的完善，微米级通孔成型环节已进入产业成熟期，量产瓶颈全面向后段制程转移。磁控溅射金属化需要在极高深宽比的孔壁上形成连续且附着力优异的导电种子层，直接决定了电镀工序的基础良率。在微小孔径内实现无空洞的低阻铜填充是目前最具挑战的工艺环节，其质量决定了基板的导电性能与长期热可靠性。RDL多层重布线层迈向更高密度的互连集成，对光刻对准精度与层间介质粘附力提出了极高要求，相关设备与药水环节有望率先受益于产业化进程。4. 相关标的➢玻璃原片建议关注：戈碧迦、凯盛科技、旗滨集团、力诺药包等。玻璃基板建议关注：沃格光电、京东方A、彩虹股份、宸展光电等。激光设备建议关注：大族激光、帝尔激光、德龙激光、海目星等。光刻、磁控溅射设备建议关注：洪田股份、汇成真空、芯碁微装等。电镀设备建议关注：三孚新科、东威科技等。药水建议关注：三孚新科、天承科技、光华科技等。风险提示：技术进展不及预期、行业竞争激烈、市场需求不及预期等。2资料来源：方正证券研究所整理01半导体级应用蓄势开启，玻璃基板确立材料升级主线31.1封装演进抬升材料门槛，玻璃基板进入升级窗口1.2玻璃基底方向承接载板升级，中介层方向补充高密互连1.3有机载板逼近性能边界，玻璃材料凸显低损耗低翘曲优势1.1 封装演进抬升材料门槛，玻璃基板进入升级窗口4资料来源：TSMC，Intel，SK hynix，方正证券研究所整理➢封装体系由单芯片承载走向系统级互连，中介层/桥接结构与IC载板共同承担芯片互连和信号扇出功能。早期封装更多是将单颗芯片连接至PCB主板；随着GPU、ASIC、CPU与HBM向Chiplet异构集成和2.5D/3D先进封装演进，芯片间数据传输、供电连接和外部接口持续增多，封装不再只是完成芯片保护和物理连接，而是需要在封装内部完成更高密度的芯片间互连，并将信号和电源逐步引出至PCB。➢CoWoS与EMIB代表2.5D先进封装的两类典型互连方案，均指向更高密度的芯粒集成与更复杂的封装承载需求。 CoWoS以大面积硅中介层为核心，将逻辑芯片与HBM等芯粒置于中介层之上，通过中介层完成高密度横向互连，再由下方IC载板实现电源分配、信号扇出和系统连接；EMIB则采用嵌入式硅桥方案，仅在关键芯粒互连区域嵌入小型硅桥，以替代完整硅中介层，在降低硅面积占用的同时提供局部高密互连能力。无论采用大面积中介层还是局部硅桥，AI/HPC封装对芯粒数量、HBM集成和高速互连的需求持续提升，均会进一步抬升IC载板在承载面积、线路扇出和供电分配方面的要求。➢随着封装面积、HBM数量和互连复杂度提升，先进封装对中介层和IC载板提出更高要求。一方面，大面积硅中介层面临尺寸、成本和面积利用率压力，局部桥接、RDL中介层等方案成为补充路径；另一方面，IC载板需要承接更大封装面积和更复杂线路扇出，载板核心层材料升级开始成为下一阶段重要方向。由此，玻璃基板开始从显示级应用向半导体级封装延伸，并沿玻璃芯基板和玻璃中介层两类方向推进。图表:芯片封装发展历史图图表：先进封装形态演进图图表：HBM与逻辑芯片高密互连封装示意图1.2 玻璃基底方向承接载板升级，中介层方向补充高密互连5➢玻璃芯基板以玻璃替代传统IC载板中的BT等有机芯板，并通过ABF增层实现精细布线与信号引出。在高端FC-BGA/ABF载板中，BT等有机芯板位于载板中部，主要提供结构支撑、贯通连接和尺寸稳定基础；ABF等介质增层位于芯板上下两侧，负责精细线路布设、信号引出和电源分配。玻璃芯基板是在延续既有载板工艺框架的基础上，将核心支撑层由BT等有机材料替换为玻璃芯板，再通过ABF增层、RDL等结构完成布线和扇出，因此并非对ABF增层体系的完全替代。➢中介层与桥接结构主要承担芯片间高密互连，TSV相较于TGV仍在性能上占优。在2.5D/3D封装中，逻辑芯片与HBM之间的高密互连通常依托硅中介层、硅桥或RDL等结构实现；TSV即硅通孔，通过在硅片或芯片中形成垂直导通通道，实现上下层电连接，是HBM堆叠和部分硅中介层方案中的关键互连方式。硅中介层采用半导体光刻技术制造，间距可缩小至 1 微米以下。而玻璃由于 TGV 工艺的限制，最小间距仅为 2 微米，温度循环工况下TGV孔壁极易产生微裂纹、铜布线界面分层剥离。对于带宽要求最高的连接，例如 HBM 到 GPU 的连接，硅仍然胜出。➢玻璃芯基板导入并非重构载板体系，而是在核心层材料替换基础上延续增层布线框架。 从结构上看，玻璃芯板位于载板中部，仍需与上下ABF增层、RDL、铜布线和焊球等环节配合，完成芯片侧信号引出、电源分配和向PCB连接；从工艺上看，TGV提供上下贯通通道，金属化与电镀填孔保证通孔导电能力，ABF/RDL继续承担细线路布设与I/O重分布。由此，当前产业导入更偏向substrate/玻璃芯基板方向，玻璃中介层和全玻璃封装仍属更长期演进方向。图表：2.5D封装中芯片、中介层与封装基板位置示意图资料来源：TOPPAN，AGC，Samsung Semiconductor，T