北国咨观点 | 集成电路技术演进与范式融合系列研究之二——先进封装用玻璃基板发展现状及对我国建议
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北京国际工程咨询有限公司
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2026-06-03
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先进封装用玻璃基板,作为突破后摩尔时代性能瓶颈的关键载体材料,正迎来全球产业发展的战略窗口期。Prismark预测,2026年全球IC封装基板市场规模将达214亿美元,而玻璃基板渗透率在5年内有望超50%。目前,我国已初步形成覆盖材料、制造、封装的玻璃基板产业链,并在部分环节实现突破,但整体仍面临核心材料与设备受制于人、量产良率与成本竞争力不足、产业链协同薄弱等挑战。为把握战略机遇,需聚焦强链补链、工艺降本、生态共建,推动产业从“单点突破”迈向“全链自主”,为我国半导体产业高水平自立自强提供关键支撑。
一、发展背景
(一)高端算力需求驱动封装材料革新
人工智能与高性能计算的快速发展,对芯片互连密度、散热性能及信号完整性提出更高要求。以英伟达、苹果为代表的高端AI芯片,其多芯粒堆叠架构与HBM高阶集成需求,使传统有机基板在热匹配、布线密度等方面逼近物理极限。玻璃基板1凭借优异的平整度、低热膨胀系数和高频特性,正成为破解先进封装瓶颈的关键路径。据Yole预测,2030年全球半导体玻璃晶圆整体需求量预计接近当前的三倍。
(二)国际产业布局加速,竞争格局初步形成
为承接高端算力芯片封装需求,国际领先企业正加速推进玻璃基板技术研发与产能建设。英特尔已实现搭载玻璃基板的服务器处理器规模化量产;台积电正围绕CoPoS技术路线2加速中试线建设,适配英伟达下一代高算力芯片;三星电机已向苹果、AMD等客户送样验证。国际产业正从技术验证向商业化应用快速推进。
(三)全球技术路线尚在形成,国产替代迎来关键窗口
当前,玻璃基板产业仍处于发展初期,技术路线与供应链体系尚未完全固化。国际企业在材料、设备等环节虽具有先发优势,但尚未形成绝对垄断。我国企业在玻璃基板研发、加工、封装验证等环节已实现局部突破,叠加国内庞大的算力市场需求,为产业链自主可控与全球竞争力提升提供了重要战略机遇。
二、产业链环节
玻璃基板产业链主要为上游的材料与设备,中游的制造以及下游的封装。
(一)材料与设备
材料环节由美日德企业高度垄断,国内材料以验证送样为主。从全球来看,美国康宁、德国肖特、日本旭硝子三家巨头掌握着全球90%以上的Low-CTE(低膨胀系数)玻璃配方及熔炼技术,能够根据半导体封装对CTE、介电常数、机械强度、化学稳定性等要求,设计并熔制出专用的玻璃基板原片。相对而言,我国在该领域仍处于技术追赶与产业化验证的关键阶段,以戈碧迦、东旭集团、旗滨集团为代表的本土企业,虽然已在特定产品研发与下游验证方面取得初步进展,但在规模化量产能力、材料一致性控制及高端产品性能稳定性等方面,与国际领先企业仍存在明显差距,产业链的完整性与自主可控水平亟待系统性提升。
表1 国内外先进封装玻璃基板材料主要供应商优势或研究进展介绍
表格信息来源:北国咨根据公开信息整理
设备环节呈现“国外主导工艺生态、国内突破单机性能”的竞争格局。玻璃通孔工艺(TGV)作为玻璃基板应用于先进封装的关键技术,其难点主要聚焦于高深宽比通孔成形和高可靠性金属填充两大关键制程环节。在全球市场中,激光钻孔设备以德国LPKF(乐普科)为代表,其凭借在激光微加工领域数十年的技术积累,与康宁、肖特等玻璃巨头及全球封装龙头深度协同,在量产稳定性、工艺良率控制和行业标准制定中占据主导地位;电镀设备由泛林、应用材料等企业主导,具备成熟工艺方案。我国在该领域处于“单点突破、系统追赶”阶段。帝尔激光、大族数控、盛美半导体等国内企业在单机性能上已实现显著提升,部分参数接近甚至超越国际水平(如最小孔径、打孔效率),但在工艺数据库积累、高端材料适配、系统集成与量产稳定性方面仍存在差距,目前多处于设备交付与工艺验证阶段。
(二)制造
从全球来看,制造环节美日德成熟度最高。康宁、肖特、旭硝子不仅是全球主要的电子级玻璃基板材料供应商,也深度参与制造环节,凭借深厚的材料与工艺积累,已实现从基板材料到精密加工的一体化制造与规模化量产能力,能够为客户提供已完成通孔、图形化等关键工艺的精密玻璃基板。其中,康宁与英特尔深度绑定,共同定义和推动了玻璃基板在先进封装中的应用标准;肖特正积极投资建设先进面板精加工产线,以支持规模化应用;旭硝子则具备在超薄玻璃上实现高精度图形化的量产能力。
从我国来看,制造环节仍处于从技术突破向小批量试产过渡阶段,尚未形成规模化供应能力。目前,以沃格光电、京东方、三叠纪科技、凯盛科技等为代表的企业已在特定工艺与产品层面实现突破。如沃格光电已具备TGV玻璃芯载板量产能力,相关产能建设项目稳步推进;京东方已发布面向AI芯片的玻璃基面板级封装载板,并计划于2026年后启动量产;凯盛科技已完成“半导体封装用超薄玻璃基板”中试,并已向长电科技等企业送样验证。
表2 国内先进封装玻璃基板制造企业主要介绍.
表格信息来源:北国咨根据公开信息整理
(三)封装
封装环节呈现国内外企业同步布局、产业落地加速推进的格局。从全球来看,英特尔、台积电、三星等国际巨头在玻璃基板封装技术上处于领先地位,均已明确量产时间并加速产业化落地。英特尔作为最早布局玻璃基板的企业,于今年1月宣布进入大规模量产阶段,其搭载玻璃核心基板的Xeon6+服务器处理器成为业界首个商业化落地产品。台积电CoPoS中试线已于今年2月启动设备交付,并预计今年6月建设完成,量产时间瞄准2028—2029年。三星电机已向苹果、AMD等客户送样验证,目标2027年实现510×515mm大尺寸基板量产。从我国来看,以通富微电、长电科技、晶方科技为代表的封装企业已紧跟国际步伐,具备小批量验证与初步量产能力。如通富微电率先验证TGV封装技术,预计2026—2027年实现应用;长电科技已初步验证其在大尺寸FCBGA封装(广泛应用于CPU、GPU等高性能芯片)中的应用;晶方科技自主开发的玻璃基板在Fan-out(扇出型)封装方面已具备多年量产经验。
表3 国内外先进封装玻璃基板封装企业主要介绍
表格信息来源:北国咨根据公开信息整理
三、我国面临的主要问题与发展建议
一是核心材料与设备受制于人。目前,我国高纯电子级玻璃基板原片主要依赖进口,国内材料企业尚处于验证送样阶段。同时,激光钻孔、电镀等关键设备虽实现单点突破,但在工艺数据库、系统集成等方面与国际龙头存在差距,核心环节“卡脖子”问题突出。为此,建议强化产业链自主安全保障,设立国家玻璃基板专项研发计划,重点支持上游核心材料与关键装备的自主研发及协同攻关,加速突破技术瓶颈,提升关键环节自主可控水平,增强供应链韧性。
二是量产成本偏高、良率偏低,市场竞争力不足。当前国内制造企业多处于研发或小批量试产阶段,未形成规模化量产能力,导致单位生产成本较高,且难以与成熟有机基板或国际玻璃基板供应商竞争。对此,建议系统优化工艺水平、加速规模化落地,支持行业龙头企业牵头建设国内首条规模化量产线,集中力量突破良率控制瓶颈。同时,出台应用端激励政策,推动国产玻璃基板在人工智能、高性能计算等前沿领域率先示范应用,以规模化应用牵引产业化进程,实现成本下降。
三是产业生态协同不足。产业链各环节呈现点状突破,材料、设备、制造、封装等环节缺乏高效适配的技术验证与协同联动机制,各环节未形成上下游闭环发展格局,导致产业化整体效率受到制约。因此,建议全面构建协同联动的产业生态。组建覆盖材料、装备、制造、应用的全产业链创新联盟,建设开放共享的工艺验证平台与中试基地。同时,深化产学研协同育人机制,加快培育既懂材料又通工艺的复合型人才,形成技术共研、成果共享、生态共生的协同发展格局。
脚 注
1 玻璃基板是指以高纯度无碱铝硅酸盐或硼硅酸盐为核心原料,经高温熔融、成型、精细加工而成的超薄、超高平整度基底材料,其最初广泛应用于平板显示领域。
2 台积电继CoWoS后的新一代封装平台,采用方形玻璃面板替代圆形晶圆,以提升面积利用率并适配高算力需求。
作者介绍
吴 梅
咨询师
长期关注以集成电路为代表的新一代信息技术领域,参与多项集成电路领域课题研究、项目咨询及评估评审工作。
编辑:张 华
审核:赵佳菲


