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技术前沿

AI浪潮下,为什么先进封装开始"押注"玻璃基板?

来源:杰普特2026-07-23 我要评论(0 )   

AI大模型算力竞赛持续提速,从大型数据中心到各类边缘终端,市场对芯片性能、算力密度的需求同步攀升。常规封装工艺难以适配高 I/O密度、超短互连链路、低信号损耗等新...

AI大模型算力竞赛持续提速,从大型数据中心到各类边缘终端,市场对芯片性能、算力密度的需求同步攀升。常规封装工艺难以适配高 I/O密度、超短互连链路、低信号损耗等新一代技术指标,性能演进已逼近物理瓶颈。在此背景下,先进封装成为延续摩尔定律收益、保障AI算力规模持续扩容的核心技术路线。


硅、玻璃、陶瓷:载体材料路线的博弈


先进封装载体材料目前形成硅、陶瓷、玻璃三大主流技术路线,三类材料性能、适用场景各有明确边界:


01、硅基板


优势在于配套半导体工艺成熟,与晶圆前道制程高度兼容,可实现超细间距高密度布线,为当下2.5D封装主流载体。


但短板同样突出:

  • 晶圆TSV、精细布线加工成本高,大面积封装材料损耗大,拉高封装整体造价。

  • 硅本身为半导体,高频工况介电损耗高、寄生电容与信号串扰显著,难以支撑224G及以上高速差分信号传输;

  • 受12英寸圆形晶圆尺寸约束,大尺寸多芯粒集成时热应力集中,基板翘曲管控难度大,封装良率承压。


02、陶瓷基板


绝缘、导热与高温稳定性突出,是功率半导体、车规 IGBT、军工高功率器件封装核心载体。


受材料脆性与烧结工艺限制,陶瓷基板存在天然量产瓶颈:

  • 基板加工厚度、成型尺寸存在硬性上限,大规格面板加工易开裂、良率大幅下滑;

  • 高纯粉体、真空金属化工艺门槛高,单片制造成本居高不下,难以适配大尺寸、大批量高密度算力芯片规模化推广。


03、玻璃基板


具备低介电损耗、电气绝缘性优异、热膨胀系数(CTE)可精准定制、纳米级高平整度与高刚性等综合特性,材料成本相较硅基板具备显著优势,是下一代高密度互连封装的核心候选载体。


其差异化优势在两大前沿场景尤为突出:

  • 超低介电损耗可完美匹配AI算力芯片、高速光模块高频信号传输需求,有效降低信号衰减与传输时延;

  • 适配超大尺寸面板级封装(FOPLP)制程,突破晶圆尺寸限制,可承载多芯粒、HBM堆叠等高集成方案,产业化进程持续提速。



玻璃"硬而脆",加工是最大瓶颈


玻璃基板综合性能优势突出,但材料本身硬脆的固有物理特性,大幅提升高精度精密加工门槛,成为行业亟待攻克的共性痛点。


  • 机械钻孔加工极易在孔壁产生微裂纹,大幅拉低成品良率,给器件长期服役埋下可靠性隐患;

  • 喷砂加工易在基板内部形成深层应力损伤,仅能加工大尺寸孔径,尺寸均匀性差,加工过程粉尘污染突出,还需额外增设掩模制备工序,无法满足先进封装微细布线的规模化生产要求;

  • 湿法刻蚀需配合光刻掩模,受各向同性腐蚀影响易出现侧向钻蚀,孔壁垂直度、加工精度及深宽比表现差,仅适配低精度大孔加工,同时存在药液安全与环保管控压力,难以满足先进封装高精度微细布线量产需求。


由此可见,高效实现低损伤、高精度的高密度玻璃通孔(TGV)批量制备,是当前制约玻璃基板大规模产业化落地的核心技术瓶颈。



Jetlit:玻璃精密加工的"冷加工"方案


飞秒激光具备超短脉冲特性,依靠极高峰值功率可在材料晶格受热传导前完成能量沉积,实现无热扩散的纯冷烧蚀加工,几乎不存在热影响区,从根源规避微裂纹、崩边、重铸层等缺陷,完美适配玻璃这类脆性材料的TGV高密度微孔、异形精密通孔加工需求。

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杰普特深耕超快激光器自研多年,Jetlit系列工业级飞秒激光器拥有标准化成熟产品线,采用行业领先的被动空冷架构,无需配套冷水机组,整机IP51防尘防滴、抗震稳定,大幅降低产线运维成本与设备集成难度。

杰普特 Jetlit 飞秒系列光源脉宽低至380fs、单脉冲能量最高可达130μJ,光束质量优异且长期输出一致性稳定,可兼容玻璃、陶瓷、金属、半导体等多元基材,针对玻璃基板TGV通孔加工可实现孔壁光洁、无崩边、无微裂纹的成型效果,长期批量生产工艺稳定性强、良率表现突出,为先进封装玻璃载板规模化量产提供了整套成熟可靠的精密加工解决方案。

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当前AI算力需求持续爆发,玻璃基板凭借低介电损耗、大尺寸低成本优势,在FOPLP面板级封装、高速高频互连赛道的价值持续凸显,成为先进封装迭代升级的核心载体。而以杰普特Jetlit飞秒激光为代表的超快冷加工技术,攻克了TGV高精度低损伤制造的行业卡点,是支撑玻璃基板材料产业化变革不可或缺的核心精密加工方案。


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