当 AI 大算力芯片向着更高带宽、更大封装尺寸持续迭代,传统有机载板的短板正在逐渐凸显。翘曲变形、高频信号损耗大,这些难题,卡住了 HBM 堆叠、多芯片集成的发展瓶颈。而玻璃基载板,被视作突破这一桎梏的下一代核心材料。
近日,京东方玻璃基载板试验线完成通线,整套工艺链路实现打通,相关样品已经送至国内头部 AI 芯片客户,正式进入技术可靠性验证阶段。这标志着国内在先进封装玻璃基板赛道,又迈出了具备产业落地潜力的重要一步。
很多人会疑惑,京东方作为老牌显示龙头,为什么跨界杀入半导体封装载板赛道?答案藏在它多年积累的玻璃精密加工能力里。
这条玻璃基载板试验线,总投入 9.93 亿元,设计产能每月 1000 片。项目核心攻关 TGV 玻璃通孔、深孔填铜、增层布线、高层数压合等一系列高难度工艺,目前已经完成 20 层大尺寸高层数样品开发。不同于普通显示玻璃,半导体用玻璃载板,对平整度、微孔精度、布线均匀性有着苛刻要求。京东方依托在大尺寸超薄玻璃、精密蚀刻领域多年的技术沉淀,快速搭建起完整研发验证体系,从玻璃基材处理到线路成型,实现工艺闭环。
在 AI 算力芯片的先进封装体系中,载板相当于芯片的 “地基”。当前主流方案采用 ABF 有机载板,在小尺寸芯片时代尚能满足需求,但面对大算力芯片 + 多颗 HBM 堆叠的组合,短板被无限放大。芯片工作时会产生巨大热量,有机材料热膨胀系数高,受热极易发生翘曲。一旦基板变形,芯片与基板之间的微凸点就会出现接触不良,直接影响芯片良率与长期稳定性。同时有机基板高频信号损耗偏高,制约芯片带宽提升。
玻璃基载板恰好针对性解决这些痛点。玻璃的热膨胀系数和硅芯片高度接近,高温环境下形变极小,能够支撑超大尺寸多芯片封装;材料本身介电损耗更低,高频信号传输效率更高,完美适配高速算力场景;玻璃表面平整度优异,可支撑更高密度布线,未来也能兼容 CPO 共封装光学技术,是下一代光电融合封装的优选载体。
简单来说,有了高性能玻璃载板,国产大算力芯片才有机会做出更大规模、更高带宽的多芯片封装,释放更强算力。
目前项目正处在客户送样测试阶段,样品已经交付国内头部算力芯片客户,部分客户完成概念认证,进入可靠性测试环节。但我们必须理性区分试验线通线和量产落地两个概念。试验线的核心目标,是验证整套工艺可行性,打磨良率,积累客户测试数据,并非大规模量产产线。
半导体先进材料赛道,客户认证周期漫长。即便样品顺利送样,还要经过高低温循环、湿热老化、长期通电稳定性等一系列严苛测试,认证周期往往长达数月甚至数年。客户测试通过,也不等于直接锁定大批量订单,后续还有良率爬坡、成本优化、产线扩产等多重关卡。短期来看,这条试验线暂不会为京东方带来可观营收,更多是中长期的战略布局。
赛道竞争同样激烈。海外厂商在玻璃载板领域起步更早,国内也有多家企业同步布局 TGV 玻璃基板。技术路线、良率控制、成本竞争,每一项都是硬骨头。京东方的优势在于成熟的玻璃制造与精密加工基础,但想要真正实现商业化放量,还有很长的产业化之路要走。
放眼整个国内半导体产业链,先进封装已经成为国产芯片突围的重要方向。在芯片制造制程不断承压的背景下,通过先进封装技术,把多颗芯片、HBM 内存集成在一起,是快速提升算力的可行路径。而玻璃基载板,正是先进封装不可或缺的底层材料。
过去,高端封装基板长期依赖进口,是产业链里薄弱环节。如今越来越多国内企业入局玻璃载板研发,从有机基板到玻璃基板同步攻坚,本质上是补齐算力芯片产业链短板。京东方这条试验线的通线送样,是国产力量在先进封装底层材料的一次积极尝试。
技术突破从来不是一蹴而就。试验线打通,是从 0 到 1 的起点,而从 1 到 100 的量产,考验工艺稳定性、成本控制与客户持续验证。一旦玻璃基载板实现大规模落地,将为国产 AI 大算力芯片、HBM、CPO 技术提供坚实底座。
国产半导体材料的突围,需要无数这样持续深耕的项目。期待后续良率与客户认证传来更多好消息。