Chiplet重構(gòu)AI芯片！封裝巨頭All in TGV玻璃芯基板

隨著NVIDIA 、AMD、Intel相繼發(fā)布高算力Chiplet芯片，AI芯片尺寸/封裝基板越來越大。2023年，英特爾正式引爆了玻璃基板概念，將玻璃視為人工智能競賽中的重要材料，以解決有機基板的翹曲問題。玻璃基板可與ABF載板結(jié)合拼接堆疊，通過TGV等技術(shù)的支持，能夠強化 GPU 的結(jié)構(gòu)并實現(xiàn)更好的電氣和機械可靠性，可實現(xiàn)超大尺寸、高組裝產(chǎn)量的外形封裝，打造越來越龐大、強大的AI芯片，并有望取代或與ABG/BT基板并駕齊驅(qū)。

目前，玻璃芯載板已經(jīng)問世。盡管TGV應(yīng)用市場尚未大規(guī)模啟用，但許多半導(dǎo)體廠商已開始積極參與構(gòu)建相關(guān)生態(tài)系統(tǒng)。這些舉措都為TGV技術(shù)的應(yīng)用及未來發(fā)展奠定了基礎(chǔ)：

圖 1：英特爾組裝和測試技術(shù)開發(fā)工廠的玻璃基板測試裝置。資料來源：英特爾

英特爾研發(fā)的可共同封裝光學(xué)元件技術(shù)（CPO）利用玻璃基板設(shè)計，通過光學(xué)傳輸方式增強信號傳輸。康寧公司正在積極探索400G及以上的集成光學(xué)解決方案，集成電光玻璃基板將被應(yīng)用于CPO工藝中。在玻璃面板級封裝方面，佛智芯和奕成科技是國內(nèi)首批量產(chǎn)的廠家。在LED方面，玻璃基材料與TGV技術(shù)相結(jié)合，通格微公司與雷曼光電聯(lián)合發(fā)布了全球首款玻璃基TGV MicroLED顯示屏，國內(nèi)光電顯示企業(yè)正加速玻璃基產(chǎn)品的商用進程，目前已開始小批量出貨。在5G射頻領(lǐng)域，廈門云天半導(dǎo)體已實現(xiàn)高性能濾波器晶圓級三維封裝的量產(chǎn)，突破了2.5D高密度玻璃中介層技術(shù)。在MEMS領(lǐng)域，TGV技術(shù)多年前就已被引入設(shè)計制造環(huán)節(jié)，國際大廠紛紛推出玻璃基產(chǎn)品。

圖2：封裝面積為2700mm2的TGV轉(zhuǎn)接板。來源：云天半導(dǎo)體

此外，英特爾的玻璃研發(fā)線將于2027/2028年開始使用玻璃基板，2030年開始批量生產(chǎn)。三星電機宣布開發(fā)半導(dǎo)體封裝玻璃基板，并計劃于2025年生產(chǎn)樣品，隨后在2026年至2027年正式開始量產(chǎn)。群創(chuàng)光電也投入20億元新臺幣，于2024年下半年推出FOPLP玻璃基板，月產(chǎn)能可達1.5萬片，并計劃在2025年開始二期擴產(chǎn)。應(yīng)用材料旗下的SKC子公司Absolics也投資6億美元建設(shè)一家月產(chǎn)能達4000塊的玻璃基板工廠，計劃于2024年下半年開始量產(chǎn)，并在2027-2028年建造第二座工廠，產(chǎn)能達24000片/月。

同時，DNP提出了在2027年大規(guī)模量產(chǎn)TGV玻璃芯基板的目標(biāo)，而LG Innotek也表示了開發(fā)玻璃基板用于先進封裝的意向。肖特、康寧等公司也已具有規(guī)模化量產(chǎn)的玻璃晶圓和面板，為全球產(chǎn)能貢獻了上百萬片。

上圖：CPO封裝，來源：康寧。下圖：三星電機的玻璃基板

預(yù)計未來三年內(nèi)，這些先行戰(zhàn)略性布局的玻璃基板將被應(yīng)用于英特爾、英偉達、三星或AMD的AI芯片（GPU、CPU、邏輯存儲）、硅光集成封裝產(chǎn)品、5.5/6G通信產(chǎn)品、華為的純國產(chǎn)芯片、智能汽車廠商的PMIC/ADAS/RF/RADAR/Logic、馬斯克的星鏈項目，甚至中國更高速的高鐵系統(tǒng)等領(lǐng)域。

而這些創(chuàng)新技術(shù)及全新產(chǎn)品將在elexcon半導(dǎo)體展上集中亮相。2024年8月27-29日，歡迎相聚深圳會展中心（福田），一探全球玻璃基板產(chǎn)業(yè)鏈及TGV技術(shù)，包括奕成科技、佛智芯、云天半導(dǎo)體、通格微、新創(chuàng)元、森丸電子、道銘微、上海微、矩陣科技、德龍激光、志圣科技、均華精密等TGV產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)都曾在elexcon半導(dǎo)體展上亮相，敬請期待！

蘋果新iPad或回歸OLED屏，薄膜封裝材料將大放異彩！

近日有媒體爆料，蘋果iPad Pro 2024將使用混合型OLED（Hybrid-OLED）技術(shù)。這種技術(shù)是在剛性的玻璃襯底上制作顯示器件后，再使用薄膜封裝（TFE）對其進行保護的顯示技術(shù)，不僅可以降低成本，還能降低屏幕的厚度。隨著蘋果的加入，UBI Research 預(yù)測，今年平板電腦 OLED 市場（1200 萬片）將比 2023 年（180 萬片）增長 567%！

OLED作為主要的顯示技術(shù)，封裝是其制備過程中一個重要的組成部分。OLED因使用柔性襯底而對環(huán)境中的水氧更加敏感，這對封裝技術(shù)提出了更高的要求。TFE 是在 OLED 表面制備一層或者多層超薄的薄膜材料，以阻隔水氧侵蝕的封裝技術(shù)。為了實現(xiàn)更低的彎折半徑，TFE減薄是一個重要的發(fā)展方向，原子層沉積（ALD）是已被廣泛研究的可替代PECVD的阻隔膜沉積技術(shù)之一。

薄膜封裝材料的供應(yīng)商相對較多，包括三星子公司SDI、日本東麗、韓國LG等，其中三星SDI已逐漸停止提供油墨材料，國內(nèi)供應(yīng)商包括奧來德、鼎龍、思摩威等。雖然目前OLED TFE封裝材料的主要供應(yīng)商是SDI。但西安思摩威產(chǎn)線已經(jīng)量產(chǎn)1噸產(chǎn)能，還有3噸產(chǎn)能在擴，而吉林奧來德則有50噸的產(chǎn)線正在建設(shè)。除此以外鼎龍科技則在湖北仙桃的產(chǎn)線中也有類似的產(chǎn)品規(guī)劃。

功率器件封裝，陶瓷基板和環(huán)氧樹脂將是關(guān)鍵材料！

近期，小米、華為、比亞迪等紛紛入股先進陶瓷材料企業(yè)，以保障自己的上游供應(yīng)鏈，提升產(chǎn)品質(zhì)量和競爭力。陶瓷基板是在高溫下將銅箔直接鍵合到氧化鋁（Al2O3）、氮化硅（Si3N4）或氮化鋁（AlN）等陶瓷基片表面（單面或雙面）形成的特殊工藝板。它可以為封裝提供電氣絕緣和結(jié)構(gòu)特性，滿足電動汽車采用大功率、高功率密度器件進行模塊封裝的要求。

絕緣基板的導(dǎo)熱性是半導(dǎo)體器件散熱的關(guān)鍵。其中，氮化硅陶瓷基板的熱導(dǎo)率遠大于氧化鋁，在汽車功率封裝中成為了應(yīng)用的主力。且隨著電動汽車超級快充站、智能電網(wǎng)、高壓光伏風(fēng)電等領(lǐng)域的迅速發(fā)展，覆銅DBC陶瓷基板已不能滿足器件的散熱需求。新型陶瓷基板DBA（直接覆鋁）應(yīng)運而生，成為電子行業(yè)備受關(guān)注的材料之一。

此外，環(huán)氧樹脂作為一種重要絕緣材料被應(yīng)用于大功率IGBT模塊封裝中，對模塊的絕緣性和可靠性具有重要影響。汽車行業(yè)是環(huán)氧樹脂的主要下游應(yīng)用之一，據(jù)不完全統(tǒng)計，2020年中國汽車行業(yè)（涂料、膠及復(fù)材）消耗環(huán)氧樹脂高達18.8萬噸。在助力汽車芯片國產(chǎn)化的道路上，環(huán)氧樹脂行業(yè)也大有可為。

5G基站、新能源汽車市場，推動高頻高速、大功率電路用銅箔

隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電子電路銅箔隨著 PCB 技術(shù)發(fā)展而得到廣泛應(yīng)用。在對 CCL 及 PCB 提出更低成本、更高質(zhì)量要求的同時，也對電子電路銅箔的低成本、高性能、高品質(zhì)及高可靠性等方面不斷提出更嚴(yán)格的要求，如當(dāng)前 5G基站、數(shù)據(jù)中心建設(shè)將帶動高頻高速 PCB用銅箔的需求；而充電樁及新能源汽車市場發(fā)展，則帶動大功率超厚銅箔需求增長。

目前全球電子電路銅箔的主要產(chǎn)區(qū)包括中國大陸、中國臺灣、日本、韓國等，但是在高端電子電路銅箔方面，生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備制造技術(shù)以及市場份額主要被日本所占據(jù)。受全球 PCB 產(chǎn)品需求穩(wěn)健增長的積極影響，近年來全球電子電路銅箔產(chǎn)量亦處于穩(wěn)步提升狀態(tài)。全球電子電路銅箔市場出貨量從 2016 年的 34.6 萬噸增長至 2022 年的 58 萬噸，年均復(fù)合增長率達 8.98%。在全球 PCB 產(chǎn)業(yè)增長趨勢帶動下，市場預(yù)計至 2025 年電子電路箔出貨量仍然會穩(wěn)定增長。