早在十年前,英特爾就開始尋找有機(jī)基板的真正替代品,一種能夠與大型芯片完美配合的基板,在亞利桑那州的CH8工廠試生產(chǎn)玻璃基板。作為封裝基板領(lǐng)域的探索引領(lǐng)者,2023年9月,英特爾推出基于下一代先進(jìn)封裝的玻璃基板展示了一款功能齊全的測試芯片,計(jì)劃于2030年開始批量生產(chǎn),該芯片使用75微米的玻璃通孔,縱橫比為20:1,核心厚度為1毫米。
英特爾的新技術(shù)不僅僅停留在玻璃基板的層面,還引入了Foveros Direct(一種具有直接銅對銅鍵合功能的高級封裝技術(shù)),為可共同封裝光學(xué)元件技術(shù)(CPO)通過玻璃基板設(shè)計(jì)利用光學(xué)傳輸?shù)姆绞皆黾有盘?,并?lián)合康寧通過CPO工藝集成電光玻璃基板探索400G及以上的集成光學(xué)解決方案。
英特爾與設(shè)備材料合作伙伴展開了密切合作,與玻璃加工廠LPKF和德國玻基公司Schott共同致力于玻璃基板的產(chǎn)品化。另外,英特爾還帶頭組建了一個(gè)生態(tài)系統(tǒng),已經(jīng)擁有大多數(shù)主要的EDA和IP供應(yīng)商、云服務(wù)提供商和IC設(shè)計(jì)服務(wù)提供商。“現(xiàn)在是齊心協(xié)力實(shí)現(xiàn)封裝領(lǐng)域下一次轉(zhuǎn)型的時(shí)候了?!庇⑻貭柋硎?。
玻璃基板可為英特爾帶來巨大的競爭飛躍,可以看到它已被添加到最新的路線圖產(chǎn)品中。英特爾正朝著2030年在單個(gè)封裝上集成1萬億個(gè)晶體管的目標(biāo)前進(jìn),玻璃基板將是推動這一目標(biāo)落地的強(qiáng)有力支持。
三星自然無法直視英特爾玻璃基板業(yè)務(wù)上鶴立雞群,終于在今年宣告了加速玻璃基板芯片封裝研發(fā)。2024年3月,三星集團(tuán)子公司三星電機(jī)宣布與三星電子和三星顯示器組建聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)(R&D),三星電子預(yù)計(jì)將專注于半導(dǎo)體和基板的集成,而三星顯示器將處理與玻璃加工相關(guān)的方面,以在盡可能短的時(shí)間內(nèi)開發(fā)玻璃基板并將其商業(yè)化。
三星電機(jī)的玻璃基板
成立“新軍團(tuán)”加碼研發(fā),這足以見得三星對玻璃基板的重視。事實(shí)上,三星電機(jī)已在CES上就宣布計(jì)劃于2025年生產(chǎn)樣品、2026年大規(guī)模生產(chǎn)玻璃基板,比英特爾更快地實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。而在這項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域中,除了英特爾和三星,已有多個(gè)強(qiáng)勁對手入局。
· 3月25日,LG Innotek也宣布入局玻璃基板的開發(fā),將半導(dǎo)體基板做到第一是他們的業(yè)務(wù)目標(biāo)。在回答有關(guān)發(fā)展半導(dǎo)體玻璃基板業(yè)務(wù)的問題時(shí),其CEO表示:“我們半導(dǎo)體基板的主要客戶是美國一家大型半導(dǎo)體公司,該公司對玻璃基板表現(xiàn)出極大的興趣。當(dāng)然,我們正在為此做準(zhǔn)備?!?
· 日本DNP公司展示新開發(fā)成果玻璃基板,示意圖甚至完全從封裝中省略了細(xì)間距載板,暗示這部分可能不再需要。據(jù)介紹,使用玻璃基板可以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的間距,因此可以實(shí)現(xiàn)極其密集的布線,因?yàn)樗膊⑶也灰滓蚋邷囟蛎?。DNP表示相信玻璃將在倒裝芯片球柵陣列等高端芯片封裝中取代樹脂,提出了在2027年大規(guī)模量產(chǎn)TGV玻璃基板的目標(biāo)。
· 作為全球第一大基板供應(yīng)商,日本Ibiden也在去年10月宣布,擬將玻璃基板作為一項(xiàng)新業(yè)務(wù)研發(fā)。據(jù)知情人士透露,當(dāng)前Ibiden正處于半導(dǎo)體封裝用玻璃芯基板技術(shù)的探索階段。
· SK集團(tuán)旗下的Absolics,去年又投資了6億美元,計(jì)劃在喬治亞州科文頓建一座月產(chǎn)能達(dá)4000塊的玻璃基板工廠。Absolics表示隨著微處理的性能提升已達(dá)到極限,半導(dǎo)體行業(yè)正在積極利用異構(gòu)封裝,但現(xiàn)有的半導(dǎo)體載板必須通過稱為硅中介層的中間載板連接到半導(dǎo)體芯片,而內(nèi)置無源元件的玻璃載板可以在相同尺寸下集成更多的芯片,功耗也減少了一半。
當(dāng)前,在先進(jìn)工藝領(lǐng)域臺積電依舊領(lǐng)先,臺積電CoWoS擁有較高的專利壁壘。英特爾和三星的積極部署,可以理解為是其迎戰(zhàn)臺積電的一大策略,除在工藝層面加緊布局之外,先進(jìn)封裝領(lǐng)域也需要尋求新的路徑實(shí)現(xiàn)追趕甚至超越,而玻璃基板成為一個(gè)最佳的“跳板”,雖然不能在最高級別取代CoWoS/EMIB的需求,但可以提供比當(dāng)前有機(jī)基板更好的信號性能和更密集的布線。
有行業(yè)專家表示,臺積電對玻璃基板雖然還沒有相關(guān)動作,但應(yīng)該也在密切關(guān)注。臺積電在CoWoS領(lǐng)域火力全開,接連獲得大廠訂單享受紅利,因而并不急于投入巨資押注玻璃基板,仍將繼續(xù)沿著現(xiàn)有路徑升級迭代,以保持領(lǐng)先地位不可撼動。而一旦臺積電覺得時(shí)機(jī)成熟,將會大幅加碼。