算力需求增长 玻璃基板成为重要升级路径

随着AI芯片算力持续迭代升级，英伟达、谷歌等大厂的GPU芯片算力密度提升面临较高的技术难度。南京证券研究员高宏表示，以往摩尔时代的计算密度升级路径，依赖于芯片制程工艺的持续升级，由14nm、7nm、5nm、3nm向2nm，甚至1nm时代持续演进，但伴随着制程工艺难度持续指数级增长，依赖制程工艺缩小升级的技术路径难以满足未来的发展需求。因而在后摩尔时代，先进封装成为突破AI芯片性能瓶颈的关键路径，台积电CoWoS的2.5D/3D先进封装工艺成为保障AI芯片算力持续增长的重要支撑。

对算力的持续“渴求”，决定了台积电CoWoS先进封装工艺仍需持续演进。当前，CoWoS先进封装主要面临两大难题：1.晶圆的圆形形状限制了GPU/TPU芯片的尺寸，晶圆切割利用的效率始终偏低；2.随着GPU/TPU芯片算力大幅增长，芯片功耗大幅提升，芯片与基板之间材料性质不一致，导致各自膨胀系数不相同，在高温环境下，极易出现边缘翘曲，损害芯片使用寿命。

高宏表示，针对上述问题，玻璃基板就成为了理想的解决方案。首先，玻璃基板具有极高的平整度，可制作成方形结构，便于后续切割使用，极大地提高了材料利用效率。其次，玻璃材质本质上也是由硅材料制成，与晶圆芯片一致，具有相同的热膨胀系数。当处于高温环境中，玻璃基板的翘曲问题，将得到极大的改善。

玻璃基板高密度互连的关键在于玻璃通孔与沉铜镀铜工艺。

玻璃通孔（TGV）是指在玻璃基板上加工贯穿孔，并在孔内填充导电材料（如铜），以实现芯片之间的垂直互连。TGV技术使玻璃基板在2.5D/3D封装中具备类似硅通孔（TSV）的互连能力，同时保持低成本和优异的介电性能。玻璃材质上打孔极易出现毛糙、裂纹，因为对激光打孔设备与工艺有较高要求。

镀铜工艺：在激光打孔后，将导电材料填充进空洞。主要难点有两个，一是由于较高的深宽比要求，孔洞细密且深，极难保证均匀镀铜；二是铜与玻璃材料亲和性较差，热膨胀系数差距较大，当温度升高，镀铜受热膨胀，易造成玻璃碎裂。（以上内容仅供参考，不作为投资决策依据。投资有风险，入市需谨慎。）南京晨报/爱南京记者 许崇静