玻璃基板：先进封装新方向，能解决芯片什么痛点？

很多人可能都有过这样的体验，夏天开着空调，一张铺了凉席的床，另一张只铺褥子和床单的床。睡上面的感觉还是明显不一样的，有凉席的床会有明显的凉，甚至冷，散热更快；而铺了褥子和床单的床热量没有那么快散去，体感不会那么凉或是冷。

这里的凉席作用，就有点类似玻璃基板。

（当然，这仅是从散热方面把两者作了类比，玻璃基板除了散热还有别的特性。）

芯片底下的底座，业内叫封装基板，相当于芯片的床。传统树脂基板可能像褥子床单，芯片高速运算产生大量热量、海量高频信号，散热没那么快，信号损耗大、受热还容易变形。

而玻璃基板，就好比换成了凉席，材料本身热膨胀更低、信号传输阻碍更小，能更快导热，高密度信号也能稳定通行。算力越高的芯片，越需要这种凉席式底座。

接下来，就聊一聊这个凉席式底座——玻璃基板。

“传统的问题是啥？”

目前主流芯片用的封装基板，主要是有机基板（用树脂类材料做的）和硅中介层。这些方案，过去一直都还是好用的，直到AI芯片时代。

首先是热胀冷缩对不上。芯片的核心材料硅与有机基板的热膨胀系数，差了将近6倍。芯片一工作就发热，一发热就膨胀，但芯片和基板的膨胀幅度不一样，中间那些微小的焊点就会被反复拉扯，时间长了就容易开裂，甚至用不了。

其次是高温下变形。有机基板的核心成分聚酰亚胺或BT树脂，这类聚合物材料的玻璃化转变温度大多在180℃上下。一旦芯片持续高负载工作，基板温度接近这个上限，材料就开始变软、变形，业内叫翘曲。而现在的AI芯片，有的热功率已经逼近千瓦级别，这对基板的耐热性和稳定性提出了极高的要求。

最后是信号跑不快、跑不远。高频高速信号穿过有机基板时，介电损耗会导致信号衰减变快。

而硅中介层虽然热膨胀系数和芯片匹配得更好，但它有个问题，硅中介层是用圆形晶圆切割的，而封装基板通常是方形的，边角料浪费严重，导致成本偏高。

“玻璃基板好在哪？”

这里看下玻璃材料的一些天然优势。

首先是热膨胀系数可以调得很准。通过调整玻璃的配方，它的热膨胀系数可以精准调控到3到5ppm/℃，和硅芯片非常接近。这意味着芯片发热膨胀的时候，基板也跟着以差不多的幅度膨胀，两者之间的应力减小。有数据显示，玻璃基板在冷热循环过程中的翘曲度可以减少70%以上。

其次是表面极其平整。玻璃的表面粗糙度可以控制在1纳米以下，比有机材料光滑好几个数量级。这个平整度意味着可以在上面做出更细的线路，互连密度可以达到传统有机基板的甚至10倍以上。

再次是信号的损耗。玻璃的介电常数大约在3.7左右，介电损耗远低于有机材料。高频信号穿过玻璃基板时衰减更小，传输更稳定。英特尔公布的数据显示，其玻璃基板方案相比有机方案，图形畸变减少了50%。

最后是形态优势。玻璃可以做成大尺寸的方形面板，而不是圆形晶圆。方形的面板用来切方形的基板，边角料浪费少得多，材料利用率大幅提升。而且面板可以做得更大，一次能加工更多基板，等到未来规模化量产后，成本才有明显下降空间。

“硬币的另一面。”

说完了优点，也并不意味着它没有难题。

玻璃基板看起来很美好，但从实验室走到量产线，中间还要经历一些挑战。

比如TGV，玻璃通孔。玻璃是不导电的，要让信号穿过它，就得在玻璃上打出成千上万个微米级的孔，然后在孔里填充铜等导电材料，形成电气通路。这个工艺的难度在于，玻璃是脆性材料，打孔的时候容易产生微裂纹；孔打好了，往里面填铜的时候，又容易出现填充不实、内部空洞的问题。

行业内的数据显示，目前TGV单孔填孔的良率大约在70%到85%之间。一块基板上有数百万个通孔，只要少量孔洞出现缺陷，整块基板就会都不能用了。有业内人士指出，整板良率需要稳定提升到95%以上，才能真正支撑成本下降。

此外，不同客户对玻璃基板的尺寸、通孔规格、金属化方案的要求还不统一，缺少通用行业标准，这也在一定程度上制约了设备和工艺的规模化复制。

“现在的情况。”

2026年，被行业普遍认为是玻璃基板的商业化元年。英特尔已经在今年1月宣布玻璃基板技术进入大规模量产阶段，其首款搭载玻璃核心基板的服务器处理器成为业界首个商业化落地的玻璃基板产品，不过现阶段还属于早期小批量供货。

三星电机与日本住友化学旗下东友精细化学成立了合资公司GlaSSEM，专门生产玻璃基板的关键材料玻璃芯，按照原定规划，计划2027年下半年启动量产，产业端也存在量产时间延后的讨论。

本土方面，也有企业的玻璃基封装载板试验线已经在今年上半年实现全线拉通，大尺寸高层数样品已交付客户开展验证测试。

从市场规模来看，据Global Market Insights的数据，全球玻璃基板先进封装市场2025年规模约为20亿美元，预计到2035年将达到47亿美元，年均复合增长率约为8.9%。

但也要客观看到，这个市场目前仍处于早期阶段。上游的高端半导体玻璃原片仍然会看一些海外的企业，本土企业在部分技术环节上还在追赶。

“写在最后。”

所以，这样看来就是，芯片性能越强，发热越大，传统基板就越容易扛不住。玻璃基板的价值，就是在这样的背景下，为芯片提供了一个更耐热、更平整、信号跑得更顺畅的底座。

它大概也不是要取代所有封装基板，而是在AI芯片这种对性能要求极高的场景下，提供了一个过去方案难以满足的新思路 。

当然，从能做出来到稳定地、便宜地做出来，中间还有一些难题需要产业链上下游，共同去解决。这个技术，最终能走多远，大概还是要看良率能不能上去、成本能不能下来。

参考资料：
中新经纬.英伟达瞄准玻璃基板，芯片速度或提升40%，功耗减半.2026年9月27日.