中国粉体网讯 随着对更强大计算的需求增加，半导体行业进入在封装中使用多个“小芯片”的异构时代，提高信号传输速度、功率传输、设计规则和封装基板的稳定性将是至关重要的。与目前使用的有机基板相比，玻璃基板具有优异的机械、物理和光学性能，可以在封装中连接更多的晶体管，提供更好的可扩展性，并组装更大的小芯片复合体。
优秀天然属性，成就理想基板材料
玻璃基板凭借一系列出众物理性质，在半导体器件制造领域展现出强大优势。其表面平整度极高，粗糙度处于极低水平，这种特性为微小尺寸半导体器件的精密制造筑牢根基。在芯片不断追求小型化、集成化的当下，微小尺寸器件对制造平台的精度要求严苛，玻璃基板就像一位精准的“空间搭建师”，为器件制造提供了超平整、超光滑的理想操作空间，让高密度重布线层（RDL）布线得以顺利推进。
玻璃基板与硅、有机基板各项性质对比 来源：兴业证券经济与金融研究院
有效对抗翘曲问题，适合大尺寸封装
大尺寸基板在承载高密度芯片封装时，面临着封装过程中热量积聚的挑战。当硅芯片、环氧树脂模塑料与有机RDL层堆叠封装时，各材料热膨胀系数（CTE）的差异会引发显著问题，温度升高时，不同材料的膨胀幅度不一，在成型、固化或脱粘等工艺环节中，材料界面的应力变化会导致堆叠结构翘曲，甚至引发分层或接头凸块错位等失效风险。
相比之下，玻璃基板展现出独特的性能优势，其热膨胀系数为3-9ppm/K，与硅芯片的2.9-4ppm/K接近，不易因封装过程中产生热量导致各层材料间形变程度不同而发生翘曲，而50-90GPa的杨氏模量远高于有机材料，使其具备更强的抗形变能力。更关键的是，玻璃基板凭借大尺寸稳定性与可调节的刚性模量，将通孔密度提升至传统硅基板的10倍，大大提高芯片封装密度。
晶圆翘曲示意图 来源：《临时键合工艺中晶圆翘曲研究》（李硕等）
优越电气性能，减少传输损耗
玻璃作为绝缘材料，其相对介电常数仅为硅片的三分之一，这一特性使其在高频信号传输中优势显著。较低的介电常数可大幅降低寄生电容效应，有效减少信号传输过程中的能量损耗，让玻璃中介层在高速数据传输中既能保持优异的功率效率，又能确保信号完整性。
此外，玻璃材料的高电阻率特性，使其在应对高密度互连场景时更具优势，相邻互连间的电流泄漏被显著抑制，相较于硅材料，可大幅降低串扰与噪声干扰。随着芯片封装向精细化、高密度互连方向发展，玻璃基板凭借介电性能与绝缘特性的双重优势，不仅能满足人工智能芯片对超高互联密度的需求，更能为复杂封装结构中的信号稳定传输筑牢基础。
与硅片相比玻璃基板传输线的插入损耗更低 来源：Shorey.Process and Application of Through Glass Via(TGV) Technology
封装尺寸变化带来显著成本效益
芯片的矩形结构与硅中介层的圆形形态存在天然几何不匹配，这导致晶圆边缘产生大量未利用区域，且随着芯片尺寸增大，晶圆面积利用率会进一步下降。以300mm晶圆级封装与515×510mm面板级封装为例，矩形面板级封装的芯片占用面积比高达93%，较晶圆级封装64%的利用率形成显著优势。这种几何效率的差异直接引发生产速率的级差，据Yole报告显示，扇出型晶圆级封装（FOWLP）面积使用率低于85%，而扇出型面板级封装（FOPLP）则突破95%。因此采用大规格的矩形玻璃作为载体或最终作为中介层，能够在一个载体或中介层中容纳更多芯片，可显著提高先进封装的效率。具体推算从200mm过渡到300mm大约能节省25%的成本，从300mm过渡到板级，则能节约66%的成本。
面板相比晶园面积使用率提升 来源：兴业证券经济与金融研究院
参考来源:
兴业证券《先进封装助推玻璃基板产业快速成长》
李硕.临时键合工艺中晶圆翘曲研究
Shorey.Process and Application of Through Glass Via(TGV) Technology
(中国粉体网编辑整理/月明)
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