玻璃基板转折点_基板_玻璃
玻璃基板市场正在见证 SKC、三星电机和 LG Innotek 等紧张参与者之间的激烈竞争。玻璃基板因其能够快速处理大量数据以及与传统塑料基板比较具有卓越的能源效率而受到高度重视。只管该技能尚处于起步阶段,但据 The Insight Partners 称,环球市场规模估量将从今年的 2300 万美元增长到 2034 年惊人的 42 亿美元。
目前,塑料基板市场紧张被日本的揖斐电、神光电机和***的欣兴电子所霸占,但随着人工智能领域对半导体性能哀求的提高,向玻璃基板的转移代表着重大的技能进步。
为什么须要玻璃基板?
在前辈封装行业,随着玻璃芯基板的涌现,创新竞赛已到达一个新的关键时候。
这一新技能方向是在有机和陶瓷基板浪潮之后涌现的,有望战胜有机芯基板的寻衅,以在芯片设计和制造本钱方面将性能、效率和可扩展性提升到新的水平,从而顺应 HPC 和 AI 的大趋势。后者取决于技能的成熟度及其在终端市场的广泛运用。
玻璃作为一种材料,已在多个半导体行业得到广泛研究和集成。它代表了前辈封装材料选择的重大进步,与有机和陶瓷材料比较具有多项上风。与多年来一贯是主流技能的有机基板不同,玻璃具有出色的尺寸稳定性、热导率和电气性能。
然而,只管有潜在的好处,但与任何新技能一样,玻璃芯基板也面临着一系列寻衅,不仅对付基板制造商如此,对付设备、材料和检测工具供应商也同样如此。
只管存在这些寻衅,但玻璃芯基板的采取仍受到几个关键成分的推动。对更大基板和形状尺寸的需求,加上芯片和异构集成的技能趋势,正在推动行业将玻璃作为一种潜在的办理方案。此外,一旦该技能成熟并得到广泛采取,玻璃的潜在本钱效益将使其成为高性能打算 (HPC) 和数据中央市场的有吸引力的选择。
在此领域,玻璃通孔 (TGV) 是玻璃芯基板的支柱之一。TGV 为更紧凑、更强大的设备铺平了道路。TGV 有助于提高层间连接密度。这些通孔有助于提高高速电路的旗子暗记完全性。连接之间的间隔减小可减少旗子暗记丢失和滋扰,从而提高整体性能。TGV 的集成可以通过肃清对单独互连层的需求来简化制造流程。然而,只管 TGV 具有诸多上风,但它也面临许多寻衅。由于制造过程的繁芜性,TGV 更随意马虎涌现可能导致产品故障的毛病。此外,TGV 常日意味着比其他办理方案更高的生产本钱。对专用设备的需求加上毛病风险可能会导致生产用度增加。最近,许多新的 TGV 干系专利已付与 LPKF 等激光设备制造商。这些进步有助于实现玻璃芯基板的商业化,同时办理与玻璃中介层干系的寻衅。该办理方案可增强 GCS 和 Glass 中介层,为令人愉快的下一代强大设备带来希望。
此外,玻璃芯基板和面板级封装 (PLP) 之间的协同浸染正在推动这两个领域的创新。由于两种技能都采取类似的面板尺寸,因此它们为提高芯片密度、降落本钱和提高制造效率供应了互补的机会。
玻璃芯基板代表着前辈 IC 基板和前辈封装领域的一个有出息的前沿。它们为下一代芯片设计和封装供应了无与伦比的性能和可扩展性。只管寻衅依然存在——所有新技能都是如此——但行业领导者和新进入者的共同努力正在为玻璃基板在各个终端市场的广泛采取铺平道路,个中人工智能芯片和做事器是重点。随着 GCS 技能的成熟和供应链根本举动步伐的发展,玻璃芯基板有望重新定义前辈封装的格局。
巨子们的布局
在去年玄月,英特尔推出了用于基于大型芯片的系统级封装芯片的新型玻璃基板技能,率先打响了玻璃基板竞赛。
任何工程师都知道,IC 不仅仅是硅。各种组件(例如封装、引线和基板)都影响着组件的耐用性和终极性能。基板(安装硅 IC 晶片的材料)在实现单个封装中更高的打算能力方面发挥着越来越主要的浸染。为了知足这些需求,英特尔宣告推出用于下一代高功率处理器的新型玻璃基板技能。
英特尔高等副总裁兼装置和测试开拓总经理 Babak Sabi表示:“经由十年的研究,英特尔已经实现了业界领先的前辈封装玻璃基板。我们期待推出这些尖端技能,让我们的关键参与者和代工客户在未来几十年受益。”
按照英特尔所说,与当今的有机基板比较,玻璃具有独特的特性,例如超低平整度和更好的热稳定性和机器稳定性,从而大大提高了基板中的互连密度。这些上风将使芯片架构师能够为人工智能 (AI) 等数据密集型事情负载创建高密度、高性能的芯片封装。英特尔有望在本世纪下半叶向市场供应完全的玻璃基板办理方案,使该行业能够在 2030 年后连续推进摩尔定律。
英特尔认为,到本世纪末,半导体行业可能会达到其极限,即利用有机材料在硅封装上缩小晶体管,这会花费更多电力,并且存在紧缩和翘曲等限定。缩小晶体管对付半导体行业的进步和发展至关主要,而玻璃基板是下一代半导体的可行且必不可少的下一步。
随着对更强大打算能力的需求不断增长,以及半导体行业进入利用多个“芯片”封装的异构时期,旗子暗记传输速率、功率传输、设计规则和封装基板稳定性的改进将至关主要。与当今利用的有机基板比较,玻璃基板具有出色的机器、物理和光学特性,许可在一个封装中连接更多晶体管,供应更好的扩展性并能够组装更大的芯片复合体(称为“系统级封装”)。芯片架构师将能够在一个封装的较小占用空间中封装更多块(也称为芯片),同时实现性能和密度提升,具有更大的灵巧性,并降落了总体本钱和功耗。
在英特尔看来,玻璃基板将首先被引入到能够最大程度利用其的市场:须要更大形状封装(即数据中央、人工智能、图形)和更高速率能力的运用程序和事情负载。
玻璃基板可耐受更高的温度,图案失落真减少 50%,具有超低平整度,可改进光刻的焦深,并具有极紧密层间互连覆盖所需的尺寸稳定性。由于这些独特的特性,玻璃基板上的互连密度可以提高 10 倍。此外,玻璃的机器性能得到改进,可实现超大尺寸封装,并具有非常高的组装良率。
玻璃基板对高温的耐受性还为芯片架构师供应了灵巧性,让他们可以灵巧地设定电力传输和旗子暗记路由的设计规则,由于它使他们能够无缝集成光学互连,并在高温处理时将电感器和电容器嵌入玻璃中。这可以实现更好的电力传输办理方案,同时实现低功率所需的高速旗子暗记传输。这些诸多上风使该行业更靠近于到 2030 年在封装上扩展 1 万亿个晶体管的目标。
作为行业的主要参与者,三星也不想掉队。
据外媒Sedaily今年三月宣布,作为环球最大的芯片制造商之一,三星自然不会忽略玻璃基板,因此他们最近组建了一个由自己的团队组成的同盟,旨在到 2026 年研究、开拓和商业化玻璃 基板。
三星已组建由三星电机、三星电子和三星显示器部门组成的同盟,以在尽可能短的韶光内开拓和商业化玻璃基板。事实上,三星电机早在CES上就宣告了其操持在 2026 年之前量产玻璃基板。
一位业内人士向《Sedaily》表示:“由于每家公司都拥有(各自市场上的)环球最顶尖的技能,因此在前景广阔的玻璃基板研究领域,协同效应将得到最大化,同时也须要关注三星同盟的玻璃基板生态系统将如何建立。”
三星电子估量将专注于半导体和基板的集成,而三星显示器将专注于玻璃加工。这种互助办法旨在增强集团的竞争上风。
随后,外媒ETNews在五月宣布,三星电机正加快进军半导体玻璃基板市场,将设备采购和安装韶光提前至 9 月,并在第四季度开始运营试产线,比原操持提前了一个季度。该公司估量将于 2026 年开始生产用于高端系统级封装 (SiP) 的玻璃基板。为了得到 2026 年的订单,该公司须要在 2025 年展示出不错的能力。
为了构建高度繁芜的多芯片 SiP,三星须要得到玻璃基板方面的专业知识。因此,该公司决定提前在韩国世宗工厂的试验生产线韶光表可能是一个计策决定,可能反响了前辈芯片封装技能对三星日益增长的主要性,以及该公司积极试图从英特尔手中攫取市场份额,英特尔有望在未来几年开始供应前辈的玻璃基板封装。
据宣布,三星电机操持9月前在试验生产线上安装所有必要的设备,并于第四季度开始运营。
供应商的选择已经完成,Philoptics、Chemtronics、Joongwoo M-Tech 和德国 LPKF 等公司卖力为该装置供应零部件。宣布称,该装置旨在简化生产并遵守三星严格的安全和自动化标准。
随着三星代工厂试图从数据中央级处理器开拓商那里得到更多订单,该公司还须要供应前辈的封装做事。为此,三星电机(实际上是全体三星)的玻璃基板干系努力可能很快就会对三星代工厂至关主要。
LG Innotek也进入了玻璃基板的开拓。LG Innotek的核心研发部门CTO部门最近开始招募职员来开拓半导体玻璃基板。此前,LG Innotek首席实行官Hyuk-soo Moon在3月份的公司股东大会上表示,“美国大型半导体公司对玻璃基板感兴趣”,“LG Innotek也在为玻璃基板业务做准备”。
此外,SCHMID等新公司的涌现以及激光设备供应商、显示器制造商、化学品供应商等的参与,凸显了环绕玻璃芯基板新兴供应链形成的多样化生态系统。各方正在建立互助和伙伴关系,以应对与玻璃基板制造干系的技能和物流寻衅,这表明各方正共同努力,充分发挥其潜力。
写在末了
在大厂们大力推进的同时,下贱客户也对玻璃基板的采取表达了激情亲切。英特尔自不必说,其他如英伟达、AMD和苹果也都被看作是玻璃基板的潜在“买家”。
然而,只管有诸多优点,但要使玻璃基板完备商业化,还有许多成分须要办理。最大的问题是薄弱性。业界认为,在实际交付之前实现量产良率还须要一段韶光。公司的前期投资本钱也很高。纵然公司在技能开拓上投入巨资,如果业务无法盈利,它也会成为沉没本钱。
Hl Investment & Securities 研究员 Ko Eui-young表示:“玻璃基板须要重组供应链,由于须要改换设备,并且须要进一步验证与玻璃材料干系的可靠性。”“量产的标准化事情是必须要做的,但量产时的良率是不愿定的。”但从长远来看,行业共识是该当发展玻璃基板。
NH Investment & Securities 研究员 Lee Kyu-ha 表示:“为了优化半导体微细化的趋势,玻璃将成为未来基板材料的核心。”
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