玻璃基板正成为半导体和显示领域新一代基板解决方案。华创证券研究所深度报告指出，玻璃基板凭借低热膨胀系数、高机械强度和优异电气性能，被视为IC载板和显示基板的下一代材料。英特尔计划2026至2030年间实现玻璃基板大规模量产，三星、AMD、苹果、台积电等巨头纷纷跟进。全球玻璃基板市场空间2023年达75.1亿美元，2030年有望增至109.2亿美元。TGV玻璃通孔技术是玻璃基板加工核心难点，国内沃格光电、京东方等厂商积极布局，国产替代空间广阔。
玻璃基板优势显著，全球市场空间超百亿美元
玻璃基板是一种以高透明度、优异平整度及良好稳定性为特点的基底材料，主要功能是作为支撑载体，确保上层功能材料的可靠固定和良好的电气、光学性能。玻璃基板具有与硅相似的低热膨胀系数CTE，将最大限度减少芯片封装领域中与芯片材质CTE不匹配情况，增强设备的可靠性和使用寿命。
玻璃基板的机械强度远高于有机基板，在封装过程中表现出更好的耐高温性，有效减少了翘曲和变形的风险。玻璃基板支持更高密度的通孔，通孔密度可能是有机基板的十倍，使复杂电路设计中的布线和信号传输更加高效。在电气性能方面，玻璃材质的低电损耗特性显著提升了高速信号的传输能力，尤其对高频应用至关重要。
表1：玻璃基板与有机基板关键性能对比| 性能指标 | 玻璃基板 | 有机基板 |
|---|
| 热膨胀系数（CTE） | 0-9 ppm/℃ | 3-17 ppm/℃ |
| 杨氏模量 | 50-90 GPa | 10-40 GPa |
| 玻璃化转变温度 | >600℃ | 150-200℃ |
| 通孔密度 | 高密度 | 低密度 |
| 翘曲 | 较低 | 较高 |
根据Market Research Future数据，2023年全球玻璃基板市场空间75.1亿美元，2030年有望达到109.2亿美元，年复合增长率5.5%。随着3D封装、扇出晶圆级封装和系统级封装等封装技术的进步，玻璃基板凭借卓越的电气性能、热稳定性和机械强度，成为先进封装技术的首选。QYResearch数据显示，应用于半导体封装的玻璃基板市场规模2029年有望达到4.3亿美元，2022至2029年年复合增长率为15.7%。
科技巨头争相布局，英特尔领跑玻璃基板产业化
2023年9月，英特尔率先推出了基于下一代先进封装技术的玻璃基板，并计划在2026至2030年间实现大规模量产。英特尔突破性地将玻璃通孔TGV的间距控制在100μm以内，显著增加了每块基板上的通孔数量，提升了TGV密度约10倍。英特尔表示，该技术将重新定义芯片封装的边界，为数据中心、人工智能和图形处理提供具有突破性的解决方案，推动摩尔定律的进一步发展。
三星、AMD、苹果等巨头纷纷跟进玻璃基方案。三星玻璃基板原型生产线预计将于2024建设，2026年正式量产。AMD预计最早于2025至2026年的产品中导入玻璃基板，以提升其HPC产品的竞争力。三星电机已于2024年1月宣布开发半导体封装玻璃基板，于2026年后正式开始量产。SK子公司Absolics总投资6亿美元建设月产4000块玻璃基板工厂，目标2024年下半年开始量产。2024年8月，台积电表示在客户要求下进军半导体扇出面板级封装，大力投资玻璃基板研发工艺以期实现突破。
TGV技术——玻璃基板加工的核心难点与国产突破
TGV玻璃通孔技术是玻璃基板封装的核心技术，其原理与硅基板上的TSV硅通孔技术类似。TGV的出现旨在解决传统TSV转接板中硅衬底高损耗问题所引发的高频或高速信号传输性能下降，以及硅材料成本较高、工艺复杂等挑战。TGV通常采用直径在10μm至100μm之间的微型通孔，对于先进封装应用，每片晶圆上通常需要数万个TGV通孔并对其进行金属化处理。
TGV技术面临的主要挑战是玻璃材料缺乏类似于硅的深刻蚀工艺，使得在玻璃基板上快速制作高深宽比的通孔较为困难。目前玻璃通孔基板市场格局高度集中，康宁全球市场份额达24.67%，LPKF占22.37%，Samtec占9.67%。
国内厂商在TGV技术方面取得显著进展。沃格光电具备行业领先的玻璃薄化、TGV、溅射铜以及微电路图形化技术，拥有玻璃基巨量微米级通孔的能力，最小孔径可至10μm，厚度最薄50μm，线宽线距精度可达3-6μm。厦门云天半导体成功开发先进TGV激光刻蚀技术，可在50至500μm厚的玻璃上形成孔径7μm的玻璃通孔，深宽比可达70:1。成都迈科/三叠纪TGV3.0超高深径比70:1，晶圆级中试产线年产能约7万片。
投资建议与风险提示
玻璃基板因其低热膨胀系数、高机械强度、耐高温性、高密度特点被视为IC载板、显示基板的下一代材料。在AI时代，玻璃基板有望应用于GPU的CoWoS封装和光模块CPO封装助力行业发展。随着国内厂家在TGV等关键技术的积累和突破，有望在玻璃基板行业迎头而上。
建议关注国内玻璃基相关产业链标的：沃格光电（国内玻璃基板龙头，半导体与显示领域齐发力）、京东方（全球面板龙头，拓展玻璃基先进封装业务）、兴森科技（国内IC封装基板领军者）、大族激光（TGV设备供应商）、天承科技（玻璃基板加工材料）、天马新材（氧化铝粉体）、德龙激光（半导体激光设备）。
风险提示包括玻璃基行业渗透不及预期、产能扩张不及预期、地缘政治设备材料限制。
