玻璃封装基板概念

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一、 概念: 玻璃基板具备卓越的耐高温性能,有望显著延长芯片在峰值状态下的工作时间。 玻璃基板是以玻璃为芯板的基板材料,具有低损耗、高密度通孔等显著优点,还能实现更精细的线宽和线距控制。

玻璃基板代表了全球技术竞争新趋势,苹果公司对玻璃基板技术的投入,有望加速其推广。 当前大算力成为支撑人工智能发展的关键,GPU等高性能芯片的需求也将持续增长。在此背景下,玻璃基板作为下一代先进封装材料备受关注。

玻璃基板行业概览

与有机基板相比,玻璃基板能够承受更高的工作温度,热膨胀系数与硅相接近,从而确保更出色的热稳定性。

此外,玻璃基板具备更高的平整度和结构稳定性,这使得它在精细光刻方面表现出更优越的光学属性。玻璃在高温环境下依然能保持稳定的结构,从而加快了芯片间的数据传输速度。

英特尔公司预测,通过在封装中引入玻璃基板,连接密度有望显著提升。

2023年英特尔成功展示了“业界首款”玻璃封装基板,进一步将整体互连密度提升多达10倍为半导体行业带来性能跃升。

英特尔认为,在硅基封装上使用有机材料来缩放晶体管可能会在未来几年触及技术极限。因此,对于半导体封装而言,玻璃基板是一个值得探索的重要方向。

英特尔预计在2025年至2030年期间开始量产玻璃基板,有望开创一个全新的先进封装时代。

二、消息面

大摩曝出英伟达GB200采用的先进封装工艺将使用玻璃基板。2024年5月17日午间,据界面新闻报道,英特尔已加大了与多家设备和材料供应商的订单,以生产基于玻璃基板技术的下一代先进封装,预计将于2030年投入量产。

Intel率先对先进封装的未来局势做了判断,其认为玻璃具有更独特的性能,在平坦度、热稳定性和机械稳定性等方面都有更好的表现,因此可以满足更高密度、更高性能的芯片封装需求。相比于有机基板,玻璃基板可显著改善电气和机械性能,能满足更大尺寸的封装需求,是未来先进封装发展的重要方向。

预计在2026至2030年推出完整的玻璃基板解决方案,其性能有望超越18A制程节点,将率先导入需要更大体积封装、更高速应用及工作负载的资料中心、AI、制图处理等高性能领域;

到2030年之前,半导体产业很可能会达到使用有机材料在硅封装上延展晶体管数量的极限,有机材料不仅更耗电,且有着膨胀与翘曲等限制,而玻璃基板技术突破是下一代半导体确实可行且不可或缺环节;该突破使封装技术能够持续扩展,实现在单一封装中容纳1兆个晶体管目标,并将摩尔定律延续到2030年之后。

从行业发展趋势和方向看,为持续延续摩尔定律,提升芯片性能和算力,玻璃基有望成为下一代新型半导体封装材料,相较于硅基和有机基板材料,其在先进封装、人工智能、光通信、射频天线、微机电系统和三维集成等领域以及新型半导体显示MicroLED直显等高端显示领域具有广泛应用空间。

三盘面

2024年5月16日 星期五,玻璃封装基板概念今日横空出世,沃格光电一字涨停,三超新材五方光电等多股涨停。

玻璃基本概念股盘中大幅发酵,沃格光电三超新材五方光电雷曼光电德龙激光帝尔激光等多股涨停,天承科技阿石创蓝特光学等大幅冲高。雷曼光电:公司与上游合作伙伴合作研发推出的PM驱动结构+玻璃基板的创新方案,突破了巨量通孔技术、厚铜技术、通孔填铜技术等关键核心技术难题,解决了玻璃基板容易碎裂、难以后续维修的不足,在满足显示效果的同时更利于降低成本,是Micro LED大尺寸超高清显示技术领域的一次新突破。目前,公司正在积极探索,进一步优化和提升PM驱动玻璃基Micro LED显示产品的芯片转移、键合、封装、维修等核心技术水平。

周五A股玻璃基板概念崛起,多只个股20%涨停。在互动平台上,大批投资者就相关问题提问上市公司,多家公司快速回复相关问题。

大族数控公司采用新型超快皮秒激光、高精运动控制等技术,研发的超快激光钻孔设备,可实现玻璃基板先进封装领域通孔的超快钻孔加工。

兴森科技公司已启动玻璃基板研发项目并有序推进中,但公司产品为芯片封装原材料,不涉及封装领域。

隆利科技公司目前储备了可以采用多种基板包括玻璃基板在内的Mini-LED、Micro-LED等相关技术并拥有相应的发明专利,未来公司将继续保持创新,进一步增强公司的竞争实力,提升公司的整体价值。

帝尔激光此前也曾回复投资者,公司的TGV激光微孔设备,通过精密控制系统及激光改质技术,实现对不同材质的玻璃基板进行微孔、微槽加工,为后续的金属化工艺实现提供条件,可以应用于玻璃基板封装等相关领域。目前公司已经实现小批量订单。

沃格光电此前也曾回复投资者,从产品和技术应用前景看,基于公司具备的玻璃基金属化和铜通孔技术(TGV技术)和玻璃基载板线路设计开发能力,公司玻璃基板可应用于CPO 2.5D/3D封装的垂直封装载板interposer以及下方实现光模块与芯片实现互连的封装基板,公司也在持续关注该领域。

玻璃基板产业链梳理

玻璃基板产业链上游集中在材料制造领域,包括玻璃基板制造、滤光片、偏光片以及背光模组等关键环节。上游环节因技术门槛高而形成行业垄断,从而享有较高的市场占有率和毛利率。

玻璃基板存在着三大显著的进入壁垒:配方壁垒、工艺壁垒和设备壁垒。

中游主要包括三个制程阶段:前段Array制程主要是在玻璃上制作薄膜电晶体,其制程技术与芯片制程有着诸多相似之处。中段Cell制程是将玻璃基板与彩色滤光片进行结合,并在两片玻璃基板之间灌入液晶。后段模块组装对前面制程的整合与完善,形成可供下游应用的产品。

玻璃基板产业链梳理:

资料来源:中国产业信息网

玻璃基板根据其生产配方的差异,可划分为纳钙玻璃和高铝玻璃两大类。纳钙玻璃通过在二氧化硅基质中加入氧化钙和氧化钠等成分而制成,其配方相对简单,技术门槛不高。

高铝玻璃则是在基础玻璃成分中加入了氧化铝,这种添加不仅显著提升了玻璃材料的强度,还降低了强化处理的难度。

高铝玻璃具有高配方壁垒和复杂的制造工艺,全球仅有康宁等少数企业能够掌握这一技术。高端玻璃基板市场被康宁的“大猩猩”玻璃所独占。

基板玻璃产业链:

玻璃基板竞争格局

玻璃基板具有高技术壁垒而呈现出鲜明的寡头竞争格局,主要由美国和日本的企业所主导。

全球玻璃基板市场的格局清晰,美国康宁公司以高达50%的市场份额稳坐龙头。日本的旭硝子和电气硝子占据二三。

全球玻璃基板市场份额:全球玻璃基板市场份额:

资料来源:中信证券

我国基板玻璃厂商主要集中在G4.5-G6生产线上,国内厂商彩虹集团东旭光电等占有一席之地,但是在8.5代线玻璃基板领域,我国厂商的市场份额稀少,当前国内厂商也在加速国产替代。

据Reportlinker预计到2025年,全球玻璃基板市场的总体规模将超过316亿人民币。随着在芯片封装领域的进一步加速应用,玻璃基板行业空间广阔。