Chiplet重构AI芯片！封装巨头All in TGV玻璃芯基板

随着NVIDIA 、AMD、Intel相继发布高算力Chiplet芯片，AI芯片尺寸/封装基板越来越大。2023年，英特尔正式引爆了玻璃基板概念，将玻璃视为人工智能竞赛中的重要材料，以解决有机基板的翘曲问题。玻璃基板可与ABF载板结合拼接堆叠，通过TGV等技术的支持，能够强化 GPU 的结构并实现更好的电气和机械可靠性，可实现超大尺寸、高组装产量的外形封装，打造越来越庞大、强大的AI芯片，并有望取代或与ABG/BT基板并驾齐驱。

目前，玻璃芯载板已经问世。尽管TGV应用市场尚未大规模启用，但许多半导体厂商已开始积极参与构建相关生态系统。这些举措都为TGV技术的应用及未来发展奠定了基础：

图 1：英特尔组装和测试技术开发工厂的玻璃基板测试装置。资料来源：英特尔

英特尔研发的可共同封装光学元件技术（CPO）利用玻璃基板设计，通过光学传输方式增强信号传输。康宁公司正在积极探索400G及以上的集成光学解决方案，集成电光玻璃基板将被应用于CPO工艺中。在玻璃面板级封装方面，佛智芯和奕成科技是国内首批量产的厂家。在LED方面，玻璃基材料与TGV技术相结合，通格微公司与雷曼光电联合发布了全球首款玻璃基TGV MicroLED显示屏，国内光电显示企业正加速玻璃基产品的商用进程，目前已开始小批量出货。在5G射频领域，厦门云天半导体已实现高性能滤波器晶圆级三维封装的量产，突破了2.5D高密度玻璃中介层技术。在MEMS领域，TGV技术多年前就已被引入设计制造环节，国际大厂纷纷推出玻璃基产品。

图2：封装面积为2700mm2的TGV转接板。来源：云天半导体

此外，英特尔的玻璃研发线将于2027/2028年开始使用玻璃基板，2030年开始批量生产。三星电机宣布开发半导体封装玻璃基板，并计划于2025年生产样品，随后在2026年至2027年正式开始量产。群创光电也投入20亿元新台币，于2024年下半年推出FOPLP玻璃基板，月产能可达1.5万片，并计划在2025年开始二期扩产。应用材料旗下的SKC子公司Absolics也投资6亿美元建设一家月产能达4000块的玻璃基板工厂，计划于2024年下半年开始量产，并在2027-2028年建造第二座工厂，产能达24000片/月。

同时，DNP提出了在2027年大规模量产TGV玻璃芯基板的目标，而LG Innotek也表示了开发玻璃基板用于先进封装的意向。肖特、康宁等公司也已具有规模化量产的玻璃晶圆和面板，为全球产能贡献了上百万片。

上图：CPO封装，来源：康宁。下图：三星电机的玻璃基板

预计未来三年内，这些先行战略性布局的玻璃基板将被应用于英特尔、英伟达、三星或AMD的AI芯片（GPU、CPU、逻辑存储）、硅光集成封装产品、5.5/6G通信产品、华为的纯国产芯片、智能汽车厂商的PMIC/ADAS/RF/RADAR/Logic、马斯克的星链项目，甚至中国更高速的高铁系统等领域。

而这些创新技术及全新产品将在elexcon半导体展上集中亮相。2024年8月27-29日，欢迎相聚深圳会展中心（福田），一探全球玻璃基板产业链及TGV技术，包括奕成科技、佛智芯、云天半导体、通格微、新创元、森丸电子、道铭微、上海微、矩阵科技、德龙激光、志圣科技、均华精密等TGV产业链相关企业都曾在elexcon半导体展上亮相，敬请期待！

苹果新iPad或回归OLED屏，薄膜封装材料将大放异彩！

近日有媒体爆料，苹果iPad Pro 2024将使用混合型OLED（Hybrid-OLED）技术。这种技术是在刚性的玻璃衬底上制作显示器件后，再使用薄膜封装（TFE）对其进行保护的显示技术，不仅可以降低成本，还能降低屏幕的厚度。随着苹果的加入，UBI Research 预测，今年平板电脑 OLED 市场（1200 万片）将比 2023 年（180 万片）增长 567%！

OLED作为主要的显示技术，封装是其制备过程中一个重要的组成部分。OLED因使用柔性衬底而对环境中的水氧更加敏感，这对封装技术提出了更高的要求。TFE 是在 OLED 表面制备一层或者多层超薄的薄膜材料，以阻隔水氧侵蚀的封装技术。为了实现更低的弯折半径，TFE减薄是一个重要的发展方向，原子层沉积（ALD）是已被广泛研究的可替代PECVD的阻隔膜沉积技术之一。

薄膜封装材料的供应商相对较多，包括三星子公司SDI、日本东丽、韩国LG等，其中三星SDI已逐渐停止提供油墨材料，国内供应商包括奥来德、鼎龙、思摩威等。虽然目前OLED TFE封装材料的主要供应商是SDI。但西安思摩威产线已经量产1吨产能，还有3吨产能在扩，而吉林奥来德则有50吨的产线正在建设。除此以外鼎龙科技则在湖北仙桃的产线中也有类似的产品规划。

功率器件封装，陶瓷基板和环氧树脂将是关键材料！

近期，小米、华为、比亚迪等纷纷入股先进陶瓷材料企业，以保障自己的上游供应链，提升产品质量和竞争力。陶瓷基板是在高温下将铜箔直接键合到氧化铝（Al2O3）、氮化硅（Si3N4）或氮化铝（AlN）等陶瓷基片表面（单面或双面）形成的特殊工艺板。它可以为封装提供电气绝缘和结构特性，满足电动汽车采用大功率、高功率密度器件进行模块封装的要求。

绝缘基板的导热性是半导体器件散热的关键。其中，氮化硅陶瓷基板的热导率远大于氧化铝，在汽车功率封装中成为了应用的主力。且随着电动汽车超级快充站、智能电网、高压光伏风电等领域的迅速发展，覆铜DBC陶瓷基板已不能满足器件的散热需求。新型陶瓷基板DBA（直接覆铝）应运而生，成为电子行业备受关注的材料之一。

此外，环氧树脂作为一种重要绝缘材料被应用于大功率IGBT模块封装中，对模块的绝缘性和可靠性具有重要影响。汽车行业是环氧树脂的主要下游应用之一，据不完全统计，2020年中国汽车行业（涂料、胶及复材）消耗环氧树脂高达18.8万吨。在助力汽车芯片国产化的道路上，环氧树脂行业也大有可为。

5G基站、新能源汽车市场，推动高频高速、大功率电路用铜箔

随着电子信息产业的发展，电子电路铜箔随着 PCB 技术发展而得到广泛应用。在对 CCL 及 PCB 提出更低成本、更高质量要求的同时，也对电子电路铜箔的低成本、高性能、高品质及高可靠性等方面不断提出更严格的要求，如当前 5G基站、数据中心建设将带动高频高速 PCB用铜箔的需求；而充电桩及新能源汽车市场发展，则带动大功率超厚铜箔需求增长。

目前全球电子电路铜箔的主要产区包括中国大陆、中国台湾、日本、韩国等，但是在高端电子电路铜箔方面，生产技术、设备制造技术以及市场份额主要被日本所占据。受全球 PCB 产品需求稳健增长的积极影响，近年来全球电子电路铜箔产量亦处于稳步提升状态。全球电子电路铜箔市场出货量从 2016 年的 34.6 万吨增长至 2022 年的 58 万吨，年均复合增长率达 8.98%。在全球 PCB 产业增长趋势带动下，市场预计至 2025 年电子电路箔出货量仍然会稳定增长。