1、玻璃基板产业定位与核心优势
产业核心结论:AI算力芯片尺寸提升带动高密度集成需求增长,传统COF封装材料在成本、翘曲、大尺寸良率方面的瓶颈日益凸显,玻璃基板凭借更低的热膨胀系数、更优的机电性能,可作为玻璃芯载板和玻璃中介层应用于CPU、消费电子、通信等场景。产业节奏方面,2027-2028年是玻璃基板小批量商用的关键节点。市场空间方面,2030年材料端布雷基板COPO S PANEL空间约94亿元,玻璃芯载板母板空间约415亿元,整体接近500亿元;2027-2030年设备端COPO S设备累计空间接近500亿元,未来随着布林基板渗透率进一步提升,远期设备空间有望向千亿级别迈进。产业链环节方面,需重视增量环节TGV设备,其采用激光诱导深刻蚀成孔,相比TTSV可省去绝缘层,信号损耗更低,价值量占整条产线的20%左右;改良设备环节围绕玻璃光滑、硬脆及面板级封装大尺寸特点升级,建议关注PVD、电镀、曝光、检测等价值量高、壁垒高、国产化率相对较低的环节。
材料核心优势:玻璃基板相比有机载板ABF、硅中介层具备三大核心性能优势,更适配大尺寸高密度封装需求:
a. 平整度更高,翘曲度比有机基板好3倍左右;
b. 热膨胀稳定性强,热膨胀系数为3-10ppm/℃;
c. 介电常数低至2.5-3,信号损耗比硅低2-3个数量级,高速信号传输完整性更优。
2、玻璃基板应用场景及产业进展
AI先进封装应用:AI半导体先进封装是玻璃基板核心应用场景,技术持续演进:当前主流路线为台积电CoWoS,但存在IBF成本高、翘曲难控制、大尺寸良率有瓶颈的问题,行业正沿两条路径迭代:a. Co-POS,保留Substrate,采用Panel G和Glass Core,方形面板可提升RDL利用率;b. Co-OP,去掉Substrate,Interposer直接连PCB,路径更短;未来面向更高集成度要求,将演进到Co-PO,采用面板级加工,玻璃中介层与高密度玻璃叠层直接键合高阶PCB,架构更简洁。
玻璃基板在该场景下分为三类应用形态:a. 临时载板,用方形panel替代圆形晶圆提升面积利用率,优势为降本,产能可达4-6倍,据康宁数据,翘曲最高可降低40%;b. 玻璃芯基板,替代有机芯层解决大尺寸封装翘曲问题,据英特尔测算可多放50%的裸片,厚度减半,传输速度更优,两次ABF层压后形变为2.8微米,尺寸稳定性明显优于有机芯板;c. 玻璃中介层,替代硅或有机中介层,减少信号传输损耗,适配多芯片异构集成,互联工艺以TGV替代TSV。
产业进展方面,海外头部厂商布局清晰:台积电2026年6月建成310×310CoWoS试点线,与一飞电、群创启动玻璃基板三方验证,预计2-3年逐步放量;英特尔2026年1月在napcon展展示EPS iemi b加玻璃芯样品,7月与兰斯合作研发玻璃封装,计划2026-2030年推出完整商用方案,目前在印度布局玻璃芯基板工厂;三星2024年9月首次展示玻璃芯基板产品,2025年1月在世宗工厂建设试产线,预计2027年量产,2026年7月设立合资公司生产Glass Core。国内厂商加速突破:京东方2026年上半年实现试验线全自动化通线,产能1000片/月;先锋科技、溯源科技2026年7月发布国内首款COB板级封装样品,先锋科技8月获12亿元贷款支撑产能落地,整体来看2027-2028年是玻璃基板小批量商用关键节点。
CPU光电共封装应用:玻璃基板在CPU光电共封装场景下有三类核心应用:a. 作为玻璃中介层承载光引擎中的光芯片和电芯片,光引擎是CPU功能核心,负责光电转化,按EIC和PIC集成方式分为并排和垂直堆叠两种,玻璃基板利用TGV工艺实现两类芯片的高速电互联,工艺上先通过离子交换集成平面光波导,再刻蚀腔体、制作TGV和RDL,难点在于高温可靠性,110℃以上环境下传统离子交换玻璃易出现阴离子扩散、性能劣化。产业化方面,康宁2022年验证光波导、TGV和RDL集成,沃格光电、通富微2026年完成1.6T光模块CPU产品小批量送样。b. Glass Bridge方案,康宁2026年6月推出该方案替代FIU光纤阵列单元,传统FIU需逐根对准光纤,自动化率、良率低,Glass Bridge提前预设通道,组装时间从十几分钟降至秒级,损耗进一步降低,是CPU技术升级方向。c. 作为ASIC和OE的共同载板,可让ASIC和OE直接搭载,或作为上层器件与下层载板的高密度转接,目前全流程玻璃基CPU仍在工程开发阶段,节奏晚于OE载板,康宁2025年推出玻璃扇出光互联方案,国内新星电子2026年3月展出ASIC和OE共载于Glass Substrate的方案示意图。
消费电子显示应用:玻璃基板在消费电子显示领域分为传统与新兴两类应用,核心价值在于高平整、高透光、尺寸稳定、超薄化,适配高端显示与终端轻薄化趋势。传统场景中LCD、OLED应用已成熟;新兴场景中,Mini LED玻璃基背光在高端电视实现小批量量产,Micro LED处于逐步推进阶段,UTG随折叠屏放量增长。
5/6G通信应用:5/6G通信领域,Massive MIMO大规模多天线阵列技术已成为5G天线主流,6G对频段、集成度要求更高,玻璃封装可大幅节省空间,核心应用分为两类:a. AIP封装天线,将毫米波天线与其他器件集成,可提升布线密度,多层玻璃堆叠可解决传统材料精度差、CTE不匹配易翘曲的问题,助力天线小型化,目前玻璃AIP仍处于实验室研发阶段。b. 射频IPD,位于天线与基带之间实现射频前端功能,3D Glass IPD已实现量产,云端半导体是全球首个量产该产品的企业,长电科技2026年4月完成TGV加再布线工艺的IPD工艺验证,整体射频IPD的产业化进度快于玻璃AIP。
3、玻璃基板市场空间测算
材料端市场空间:玻璃基板材料端整体市场空间接近500亿元,具体构成为:Glass interposer对应的COF panel材料规模接近100亿元,glass core substrate模板规模约415亿元。
设备端市场空间:2027-2030年玻璃基板设备端累计市场空间接近500亿元,各细分环节规模如下:a. 钻孔、PVD、电镀环节空间各接近100亿元;b. 曝光环节空间接近50亿元;c. 检测环节空间约70多亿元。相关核心假设和测算逻辑可在会后进一步交流。
4、玻璃基板产业链设备环节分析
工艺总流程梳理:先进封装用玻璃基板工艺分为五大核心步骤:原板制造与清洗、TGV成孔、金属化填孔、RDL再布线、划切检测。各环节核心功能明确:磁控溅射设备在孔壁和玻璃表面沉积金属层,为后续电镀提供基底;水平电镀设备采用自下而上方式实现无缝填孔,避免空洞、凹坑问题;曝光设备采用LDI激光直接成像技术将线路图转移至基板;垂直电镀设备通过垂直悬挂基板完成线路成型;检测设备贯穿全流程,包含AOI、两次X射线检测,管控各环节质量。
核心增量TGV设备:TGV设备是玻璃基板相对传统封装的核心增量设备,采用激光诱导刻蚀替代TSV工艺,钻孔是TGV环节核心。其技术壁垒主要在于成孔一致性、无微裂纹,孔径公差需控制在5微米以上。目前主流技术为LPKF的激光改性后湿法刻蚀,相较传统钻孔具备无微裂纹、无热应力、可制作盲孔和异形孔的优势。国产化突破明显:帝尔激光TGV设备最小孔径可达5微米,深径比约1:100;大族相关技术已进入国内客户验证并量产阶段。
改良类核心设备:改良类设备有两类优化方向,分别为适配玻璃硬脆光滑特性、适配面板级封装大尺寸特性,各核心环节技术难点与性能要求如下:a. 活化环节:金属化前需做活化增强玻璃与金属结合力,等离子活化对精密结构更友好;b. PVD环节:主流采用磁控溅射技术,在孔壁和表面沉积阻挡层和种子层,难点为大尺寸基板四角均匀性、颗粒控制、玻璃翘曲控制;c. 水平电镀环节:是TGV填孔核心,采用基板水平通过电镀槽自下而上填孔,难点为镀层均匀性、玻璃防裂、高深宽比无孔洞填充,水平电镀均匀性可达±5%-8%,明显优于垂直电镀;d. 曝光环节:是RDL图形化核心,面板级主流采用LDI激光直写成像技术,无菲林缺陷,线宽更细、一致性更好;e. 垂直电镀环节:用于RDL线路成型,将基板垂直悬挂通过电镀槽沉积铜线,难点为均匀性、夹持防裂纹、高深宽比填充;f. 检测环节:贯穿生产全流程,用于识别各环节缺陷保障良率,针对新增TGV环节需全面检测提升良率,全流程基板夹取和运输也针对玻璃硬脆特性做了升级优化。
各环节厂商布局:各核心环节海内外厂商布局及国产化进度如下:a. 活化环节:海外由诺信、EVG、Semco主导,国内中微、北方华创有相关等离子技术,国产化进度较慢;b. PVD环节:海外应用材料、爱发科技术领先,国内东威科技磁控溅射设备纵横比达8:1以上,未上市的矩阵科技也在布局相关业务;c. 水平电镀环节:海外以安美特为主,国内盛美、东威科技正实现突破,东威科技相关设备宽深比已达1:7,正研发1:10阶段产品;d. 曝光环节:海外奥宝科技、迪恩士占据主流,国内芯碁微装有相关设备支持两侧曝光检测一体化;e. 垂直电镀环节:海外安美特产品均匀性可达±8%,国内东威科技垂直连续电镀设备国内份额超50%,针对玻璃载板的垂直电镀设备已完成研发;f. 检测环节:量测领域海外科磊、Onto领先,科磊已布局相关缺陷检测设备;AOI检测高端场景被科磊、科耐视垄断,国内中电科风华2026年推出可同步检测TGV与RDL的多通道设备;X射线检测核心难点为X射线源,海外科密、YXLON先发优势明显,国内日联科技、奕瑞科技已有相关布局。整体来看,玻璃基板有望成为下一代先进封装重要方向,TGV成孔、金属化、电镀、RDL、检测等核心环节价值量占比高、国产化率低、对良率影响大,有望率先受益;当前玻璃基板渗透率较低,远期随渗透率提升,设备空间有望达千亿级别。
5、玻璃基板投资方向建议
投资逻辑梳理:玻璃基板设备环节有两条核心投资主线:a. 聚焦玻璃基板重点新增设备TGV设备相关赛道;b. 聚焦结合玻璃基板与大面板特性做技术改良的相关设备赛道。可重点挖掘上述设备中价值量高、技术壁垒高、国产化率低的核心环节,重点关注PVD、电镀、曝光、检测四大细分环节。
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