半导体行业颠覆性技术“玻璃基板”即将商业化，三星、SK和LG都做了哪些准备？

在人工智能（AI）时代，封装领域的技术发展遭遇瓶颈，玻璃半导体基板作为能够解决该领域难题的关键材料正备受瞩目。三星电子、台积电、英特尔、AMD 等全球主要半导体厂商，均在探讨将玻璃材料应用于封装基板，以此提升芯片集成密度。这款被誉为 “游戏规则改变者” 的玻璃半导体基板，其核心目标是助力 AI 芯片实现效能跃升。有预测显示，搭载玻璃基板的 AI 芯片最快将于 2028 年步入商业化阶段。

半导体玻璃基板制造企业已着手加速布局量产体系。在韩国，SKC（旗下子公司 Absolics）、三星电机、LG Innotek 均已入局，全力推进半导体玻璃基板的商业化进程。不过，各家企业的业务发展进度存在差异，其中 SKC 的技术与布局处于领先地位，三星电机与 LG Innotek 则紧随其后，正加紧缩小差距。

据行业消息，最快明年韩国企业研发的半导体玻璃基板就将开启 “早期量产”。目前，SKC 与三星电机已向客户交付样品，并同步开展相关测试工作。两家企业均制定明确规划：计划于 2026-2027 年建成量产体系，2027-2028 年全面进入产能爬坡阶段。市场研究机构 MarketsandMarkets 的数据显示，2028 年半导体玻璃基板市场规模预计将达到 84 亿美元（约合 11.6 万亿韩元），较 2023 年的 71 亿美元（约合 9.8 万亿韩元）增长约 18%。

玻璃半导体基板缘何崛起？

玻璃半导体基板的需求增长，与 AI 性能的持续迭代密切相关。随着 AI 服务的普及，市场对高能效、高集成度、高性能半导体芯片的需求激增。而 AI 芯片的性能表现，与半导体封装基板的尺寸直接挂钩。传统封装基板的长宽规格普遍为 100 毫米，但面向 AI 与服务器应用的基板，其尺寸需提升至 140 毫米及以上。

问题的核心在于，目前广泛使用的塑料（有机材料）封装基板，尺寸越大越容易出现翘曲变形，进而导致半导体芯片性能下降。

英特尔自 21 世纪 10 年代起便启动相关研发，其研究结果表明，若将半导体封装基板的核心层替换为玻璃材料，基板的长宽尺寸可拓展至 240 毫米。英特尔认为，相较于传统有机材料，玻璃基板的模量（衡量材料强度与弹性的物理量）更高，更适合用于制造高性能芯片。

半导体基板的作用是将中央处理器（CPU）、图形处理器（GPU）等高性能芯片，与设备内部的主板实现连接。以当前高性能 AI 服务器采用的倒装球栅阵列（FC-BGA）基板为例，随着芯粒技术（将高性能半导体的功能拆分后再集成的技术）的应用和输入输出（I/O）端子数量的增加，基板的层数已攀升至 40 层之多，而普通个人电脑所使用的 FC-BGA 基板层数仅为 10 层左右。

为满足 AI 芯片的性能需求，需要在基板上制作可实现各类元件有机整合的超精细电路。玻璃材料凭借更高的表面平整度和更低的热膨胀系数，相比有机材料具备显著优势。此外，AI 服务器运行过程中会反复经历冷热循环，玻璃基板即便在这种环境下也不易变形，这也是其受到青睐的重要原因。

标准FC-BGA与服务器FC-BGA的结构比较/三星电机

尽管玻璃半导体基板优势显著，但其研发过程却困难重重。玻璃基板虽能抵御外力变形，却存在 “脆性” 缺陷 —— 超过一定受力阈值就极易碎裂。这一特性使其在 AI 芯片基板的制造过程中面临挑战：AI 芯片基板层数更多，需要进行更为频繁的 “钻孔” 工艺（在基板上制作微小孔洞，以实现层间电信号连通等功能），而玻璃基板的脆性会增加加工难度。

SKC、三星电机、LG Innotek 三家企业均在发力攻克玻璃基板的技术痛点，同时充分发挥其材料优势。三家企业均将研发重点优先聚焦于 FC-BGA 领域，该领域是玻璃基板最具市场潜力的应用方向。其核心目标是将 FC-BGA 基板的核心层从塑料替换为玻璃，实现基板面积与层数的双重提升，从而在 AI 芯片市场中占据一席之地。

企业布局：SKC 量产在即，三星电机完成验证，LG Innotek主攻技术攻坚

2021 年，SKC 与全球最大的半导体设备企业应用材料公司合资成立Absolics，加速进军半导体玻璃基板市场。合资公司成立后不久，便推出面向超级计算机的玻璃基板样品，引发行业广泛关注。

去年上半年，Absolics 在美国佐治亚州建成全球首条半导体玻璃基板生产线，目前已成为韩国本土企业中商业化进程最快的企业。据悉，该工厂生产的样品已交付 AMD 与亚马逊云科技（AWS），用于开展性能评估测试。

Absolics 计划于明年正式实现半导体玻璃基板量产，并正推进各项前期准备工作。在今年第三季度财报发布会上，SKC 首席财务官柳志汉表示：“佐治亚州工厂本季度已生产出半导体玻璃基板量产样品，并启动客户认证流程。目前模拟测试结果反馈十分积极，公司正与客户协商，全力推进明年的商业化落地。”

本月初，SK 海力士副总裁姜智镐（曾任英特尔高管）被任命为 Absolics 新任首席执行官。业内分析认为，SK 集团会长崔泰源亲自督办半导体玻璃基板业务，此次人事任命也体现出企业加速商业化、抢占市场龙头地位的战略决心。

三星电机的研发进度紧随 SKC。自上月起，三星电机正与日本住友化学集团洽谈合资事宜，计划合作生产玻璃基板的核心材料 —— 玻璃芯材，并依托合资公司在 2027 年实现玻璃基板量产。与此同时，三星电机已在世宗工厂搭建中试生产线，其生产的样品已交付客户进行性能验证，据悉样品接收方包括 AMD 与博通。

为强化玻璃基板业务布局，三星电机近期完成人事调整：任命中央研究所负责人周赫副总裁担任半导体基板业务的核心部门 —— 封装解决方案事业部负责人。周赫曾任职于三星电子系统大规模集成电路（LSI）部门及三星先进技术研究院（SAIT），2023 年底加入三星电机后，主导半导体玻璃基板的研发工作。早在今年 8 月，三星电机便聘请拥有 17 年英特尔工作经验的半导体封装专家姜杜安副总裁担任高级工程师，进一步补强技术团队。

三星电机半导体玻璃基板原型。/三星电机

作为该领域的后来者，LG Innotek 将半导体玻璃基板业务划归首席技术官（CTO）直管，目前已在研发中心配备样品生产设备。公司制定了中长期发展战略：现阶段由 CTO 部门牵头攻克核心技术，待客户需求明确后，将该业务转入事业部，并启动量产工厂的建设工作。

一位行业人士指出：“在 AI 服务持续扩张的驱动下，高性能芯片的需求水涨船高，玻璃基板已从‘可选材料’转变为‘必选材料’。”