从AI大芯片到毫米波雷达：玻璃基先进封装的应用拓展与产业化动态

玻璃基相较于硅基板的优势是低介电常数，与有机载板相比热稳定性更强，翘曲度小，能兼容半导体工艺，因此玻璃基板在先进封装中的应用层面，既可以替代硅中介层，也可以替代有机载板，如图1所示。

图1 玻璃基封装

但需要指出的是，玻璃基先进封装的应用并不仅体现为基板材料的替代，其核心仍取决于TGV、RDL与bump三类金属化能力的协同实现。现有综述表明，应用中的玻璃通孔通常覆盖约 20~100μm 量级，常见厚度范围约为 50μm~1mm ，深宽比多在5~10之间。

随着应用场景由大尺寸中介层向高频、小型化封装延伸，TGV的尺寸、密度与金属化路线也会相应变化，其中垂直互连通常仍以形成种子层后进行Cu电镀填充或衬里金属化为主。

针对AI/HPC的应用，需要大面积的chiplet封装，佐治亚理工大学的YongWon Lee团队将14个xPU芯片和8个HBM芯片集成到一块 100mm×100mm 的玻璃中介层上，如图2（a）所示，利用了玻璃基板的高机械强度、低翘曲以及媲美硅中介层的 1-2μm 线宽的RDL布线层。对于这类大尺寸玻璃中介层，工艺关注点不仅在于细线RDL的实现，也在于大面积玻璃基板上垂直互连与面内布线的一致性控制。在更高集成度方向上，佐治亚理工大学的Siddharth Ravichandran团队利用了玻璃容易制作规则腔体的特点，制作了一块有源玻璃中介层，集成了SoC以及HBM芯片，如图2（b）所示。

图2 玻璃基先进封装

与常规玻璃中介层相比，这类结构不仅需要多层RDL完成横向再布线，还需要通过局部垂直互连实现芯片与基板之间的连接，因此其工艺复杂度更多体现在局部特征的集成方面。

同时玻璃芯片超低介电常数非常适合用于射频芯片，德国乌尔姆大学GALLER等利用plated TGV垂直互连实现了一种毫米波雷达玻璃封装，在 162GHz 时获得了2.85dB的最小插损。公开信息显示，该封装尺寸约为 5.8mm×4.4mm×0.9mm ，采用玻璃通孔实现高频信号的垂直引出与封装互连。对于这类应用，TGV不再只是一般意义上的通孔互连，而是直接参与高频信号过渡，因此对通孔尺寸、孔形精度及金属化完整性提出了更高要求。

总体来看，玻璃基板技术仍面临良率、专用设备、材料适配和工艺成熟度不足等问题，特别是在大面积加工、一致性控制和封装集成方面，尚需设备、材料与芯片制造环节进一步完善配套体系。尽管如此，玻璃基板的产业化进程已明显加快。

Intel在2023年已公开提出将玻璃基板用于下一代先进封装，并将导入时间指向本十年后期；进入2025—2026年后，Samsung Electro-Mechanics、Absolics等厂商也相继推进试产线、样品验证和商业化部署，表明玻璃基板技术正由研发验证阶段逐步转向产业化落地。