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玻璃基板TGV技术:产业跃迁前夜的现状与挑战
玻璃基板TGV技术:产业跃迁前夜的现状与挑战
月明2026/04/20 10:32
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导读: 玻璃基板TGV技术从实验室研发迈向工业化量产

当前,玻璃基板TGV(玻璃通孔)技术正处于从实验室研发迈向工业化量产的关键转折期。自2023年英特尔发布玻璃基板路线图后,全球半导体产业迅速响应,将其视为高性能计算、AI芯片封装突破性能瓶颈的核心方案,国际巨头与国内产业链同步加速布局,产业竞争与技术攻坚进入白热化阶段。然而,尽管技术前景广阔,但将实验室阶段的工艺方案转化为稳定、高良率、低成本的工业化产线,仍面临着设备、材料、标准及良率管理等多重维度的严峻挑战。

 

全球产业链:巨头竞逐与国内崛起并行

 

目前TGV产业已形成由芯片巨头牵头、核心设备与材料厂商协同的全球化格局。国际上,英特尔计划2026-2030年实现量产,SKC旗下Absolics在美国已建成AI封装用板级玻璃基板先导线,三星计划2027年实现商业化落地。供应链方面,康宁、肖特等企业主攻高模量、可调热膨胀系数的封装专用玻璃,德国LPKF则在LIDE加工设备领域处于领先。

 

国内在自主可控驱动下产业链推进迅速:中科院微电子所、复旦大学、电子科技大学等在基础机理研究上积淀深厚;长电科技、通富微电等封测龙头在TGV工艺上取得阶段性突破;成都迈科、沃格光电等企业在高深径比加工与大尺寸板级基板上实现国产化替代,已初步建成从材料加工到后端封装的完整产业生态。

 

规模化量产:良率与效率的核心瓶颈

 

尽管激光诱导深度刻蚀等工艺解决了TGV成孔质量问题,但规模化量产仍面临多重工程瓶颈。首先是通孔一致性难题,大尺寸板级基板需加工百万级微米级通孔,维持孔径、深径比、位置精度的全域一致难度极大,直接影响后续互连性能。其次是玻璃脆性导致的制程风险,玻璃在上下料、翻转、化学镀等环节易碎裂,要求产线采用非接触式、极低应力传送系统,现有设备难以完全适配。

 

 

4种TGV技术示意图 来源:《性能封装玻璃基板TGV技术的研究现状、挑战与未来展望》(赵强等)

 

再者,大尺寸电镀均匀性不足,随着基板向510mm×515mm以上规格拓展,板内电流分布不均会导致通孔金属填充高度差异,引发精细布线缺陷。同时,效率与成本矛盾突出,高深径比(AR>50:1)加工需高精度激光设备,单头加工UPH(每小时产出)偏低,多头并行系统虽能提升效率,但工艺协同与漂移补偿难度陡增。目前全球TGV量产良率仅70%-75%,远低于有机基板90%以上的水平,良率爬坡缓慢成为制约成本下降的关键。


 

不同深径比TGV电镀填充截面 来源:《性能封装玻璃基板TGV技术的研究现状、挑战与未来展望》(赵强等)

 

产业成熟度:标准缺失与检测体系滞后

 

成熟的产业发展离不开完善的标准化体系支撑,但目前TGV玻璃基板在设计准则、可靠性评定标准及检测协议等核心领域,仍处于碎片化发展状态,尚未形成统一、系统的规范。传统有机基板标准无法完全适配玻璃基板的特性,例如在透明介质环境下,传统自动光学检测设备受光线折射与反射的影响,难以准确识别高深径比通孔内部的种子层缺陷及微细裂纹,导致检测精度不足。

 

此外,针对玻璃基板的关键技术指标,如高频场景下TGV的寄生参数建模、热机械疲劳性能评价等,目前尚未形成行业统一共识,直接造成不同厂商的产品规格不统一、互操作性较差,严重制约产业规模化发展。

 

破局方向:技术攻坚与生态协同

 

突破TGV量产瓶颈,需从技术、产业、标准三维度协同推进。技术层面,聚焦多头并行激光加工、在线监测补偿、低应力传送、均匀电镀等核心工艺,加速良率提升与成本下降;产业层面,强化上下游协同,推动国产玻璃材料、LIDE设备、检测装备替代,构建自主可控供应链;标准层面,联合科研机构、企业、行业组织制定全链条标准,统一设计、工艺、检测、可靠性规范,推动产业从分散走向规范。

 

总体而言,玻璃基板TGV技术已跨过技术可行性门槛,正处于量产突破的关键窗口期。国际竞争日趋激烈,国内产业链机遇与挑战并存。唯有攻克良率、效率、标准三大核心难题,才能推动TGV技术真正成为下一代先进封装的主流方案,为AI算力、高性能计算产业发展筑牢底层支撑。

 

参考来源:

赵强.高性能封装玻璃基板TGV技术的研究现状、挑战与未来展望

陈力.玻璃通孔技术研究进展

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