AI 芯片对算力、内存与通信带宽的异构整合需求持续上升,先进封装尺寸在两年内已从「2 倍光罩」扩大到「4 至 5.5 倍光罩」。在封装尺寸快速放大后,翘曲风险随之增加,也让玻璃基板成为半导体行业近年讨论度很高的新材料之一。

根据财报狗(Statementdog)产业报告《玻璃基板产业展望与竞争格局》,这项技术题材真正进入放量阶段的关键观察窗口,落在 2027 至 2029 年,上中下游供应商也已开始布局。
先区分两种用途:载具与载板
玻璃基板常与面板级封装(PLP)一起被讨论,但两者并非必然绑定。就封装角色来看,玻璃在半导体封装中有两种不同用途。
第一种是作为制程中的临时载具(carrier)。芯片与封装材料会先固定在玻璃载具上加工,等制程完成并交付客户后,玻璃载具会被移除,不会留在最终产品中。这类应用已经广泛用于晶圆级封装、CoWoS、SoIC 等技术。
第二种则是作为载板(substrate)或中介层(interposer)。在这种情况下,玻璃会留在封装结构中,成为最终成品的一部分。市场近年重点关注的玻璃基板,主要就是这类用途。
从物理结构看,载板位于裸芯片与 PCB 之间,芯片内部信号先经过自身金属层,再传到载板线路,最后连接到 PCB。中介层则是在这一路径中加入线密度更高的连接结构,让信号依序通过芯片、中介层、载板、PCB 四段路径传输。
广义上,「玻璃基板」同时涵盖玻璃载板与玻璃中介层,但两者商业化进度差距明显。报告指出,玻璃载板更接近量产,玻璃中介层虽已有试作概念,距离商用仍远。
之所以需要载板与中介层作为中间桥梁,在于芯片与 PCB 的线路尺度差距极大。先进制程芯片的线宽、线距已进入纳米等级,而 PCB 线路仍以微米计算,差距超过千倍,信号无法直接对接,必须借助载板与中介层逐步放大线路尺寸完成过渡。
NVIDIA 曾提出 CoWoP 概念,尝试省略载板,让芯片或中介结构直接与 PCB 结合。按报告说法,这种设计理论上可以缩短信号路径、降低传输损耗,但现阶段技术仍难落地,载板目前仍是芯片与 PCB 之间不可或缺的中介结构。
为什么是玻璃:三项优势与三大瓶颈
报告认为,玻璃之所以被视为下一代载板材料候选,主要在于它具备传统有机材料难以同时兼顾的三项特性:
- CTE(热膨胀系数)可依搭配材料自由调整
- 刚性高,不易弯曲变形
- 表面平整度高
这些特性有助于降低大尺寸封装在反复加热、冷却过程中的翘曲风险,也能支持更细线路与更高叠层数,以对应 AI 芯片异构整合推动下持续扩大的封装面积需求。
不过,玻璃高刚性的另一面是脆性也更明显。材料越硬,柔韧性越低,破裂风险也越高。当前玻璃基板量产面临的主要瓶颈集中在三个方面:
- 玻璃穿孔(TGV)孔壁存在脆裂受损风险
- 铜线路与玻璃表面的附着力不足
- 玻璃透明特性使传统光学检测设备难以直接沿用,需要重新开发检测方案
如果要让玻璃基板正反两面都能布线,还必须通过钻孔实现上下线路导通。报告指出,这正是 TGV 技术最具挑战的环节,也是既有封装制程导入玻璃后,必须重新摸索制程窗口的主要原因。
商业化时间表:2027 年试产,2028 至 2029 年看放量
财报狗在报告中估计,玻璃基板商业化会分阶段推进。小规模商用最快可能出现在 2027 年,初期应用场景或先落在光通信领域;真正的大规模量产,则要等到 2028 至 2029 年。
不同厂商的推进速度并不一致。三星电机与 Absolics 节奏相对积极,目标锁定 2027 年;Ibiden 与 DNP 的态度则较保守,时间点看向 2028 至 2030 年。
报告特别提到,玻璃基板能否真正进入放量阶段,最终仍要看台积电是否把玻璃载板导入 CoWoS 先进封装产线。预估观察时间点约在 2028 年底至 2029 年初,这也被视为整个行业最关键的指标。
至于玻璃中介层,由于制造难度更高,与芯片整合要求也更严格,其商业化进度明显落后于玻璃载板。多数预估认为,这一方向要到 2030 年之后才会逐步成熟。
供应链分布:上游材料、中游加工、下游封装
在厂商布局上,玻璃基板供应链大致可分为三大环节:上游玻璃母材、中游面板级加工,以及下游 TGV 通孔加工与叠层封装。
上游玻璃母材
- 康宁(GLW)
- AGC
- 日本电气硝子(NEG)
- 肖特(Schott)
中游面板供应链
- DNP 大日本印刷
- TOPPAN 凸版印刷
- JNTC
- 群创(3481)
- 京东方
- 沃格光电
下游玻璃载板与后段叠层
- SEMCO 三星电机
- Absolics
- Ibiden
- Shinko Electric
- 欣兴(3037)
- 南电(8046)
晶圆制造业者
- 英特尔 Intel(INTC)
- 台积电 TSMC(2330)
报告分析,目前竞争最激烈的环节集中在 TGV 钻孔与金属化处理,不少厂商都在这个瓶颈位置抢先卡位。不过从长期看,真正的护城河更可能出现在供应链两端,也就是上游玻璃母材,以及下游高阶多层叠层整合能力。报告认为,高阶市场最终仍可能由传统载板龙头与台积电主导。
对半导体产业与投资链条而言,玻璃基板不仅是材料创新议题,也关系到先进封装下一阶段的竞争格局变化。

