TGV玻璃通孔技术是玻璃基板封装的核心工序，也是国内厂商实现国产替代的关键突破口。华创证券研究所报告显示，全球玻璃通孔基板市场高度集中，康宁市场份额24.67%、LPKF占22.37%、Samtec占9.67%，前三家企业合计占据超过56%的市场份额。国内沃格光电、厦门云天、三叠纪等厂商在TGV深孔成型工艺方面取得显著进展，最小孔径可达7-10μm，深宽比最高达70:1，国产替代空间正在打开。
TGV技术——玻璃基板封装的"芯片级"工艺
TGV玻璃通孔技术是一种用于玻璃基板的垂直电气互连技术，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转接板中由于硅衬底的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工艺包括种子层溅射、电镀填充、化学机械平坦化CMP、重新分布层RDL布线以及凸点工艺引出等。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。
与传统的TSV工艺相比，TGV具有多项优势：出色的高频电学特性、可获取的大尺寸超薄玻璃衬底、优异的机械稳定性。特别是在高频应用场景中，TGV表现出比硅更低的损耗，能够有效提高信号传输质量。然而，TGV技术也面临一些挑战，最主要的问题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。
表3：TGV与TSV技术特性对比| 特性 | TGV（玻璃通孔） | TSV（硅通孔） |
|---|
| 高频电学特性 | 出色 | 一般 |
| 衬底尺寸 | 可获取大尺寸超薄玻璃 | 受硅晶圆尺寸限制 |
| 机械稳定性 | 优异 | 良好 |
| 信号损耗 | 低 | 较高 |
| 工艺成熟度 | 发展中 | 成熟 |
全球TGV市场格局——康宁LPKF占据半壁江山
目前玻璃通孔基板市场格局高度集中，主要技术和产品掌握在海外厂商手中。势银芯链数据显示，康宁2023年全球市场份额达到24.67%，LPKF紧随其后占22.37%，Samtec占9.67%。
康宁是全球玻璃通孔基板行业的领先者，TGV孔径20-100μm，纵横比10:1，能在100μm至700mm玻璃上制作通孔和盲孔。LPKF开发的TGV工艺将激光加工的精度与玻璃基材的优势结合在一起，每秒可加工5000个穿孔，最大可加工510mm×510mm的玻璃面板或18英寸晶圆，目前可批量生产的最小孔径为5μm。
Samtec的通孔直径最小为40μm，通过位置精度为±5μm。日本KISO MICRO的TGV开口直径40μm、间距150μm。TECNISCO标准规格下最小厚度300μm、最小通孔直径150μm、最大纵横比5:1。海外龙头企业在技术积累和量产能力方面仍处于领先地位。
国内TGV技术突破——沃格光电、厦门云天、三叠纪领跑
近年来国内厂商在TGV技术特别是深孔成型工艺方面取得了显著进展。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了先进TGV激光刻蚀技术，面向MEMS、Fluidic、PCR、Inkjet、CPO等应用，可以在50至500μm厚的玻璃上形成孔径7μm的玻璃通孔或盲孔，通孔深宽比可达70:1，锥度可达90°。
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，2025年以后增设TGV板级封装试验线，计划产能达到每年20000片。五方光电TGV研发线已建设完成，持续送样生产中，产品尺寸覆盖4英寸、6英寸、8英寸，孔径范围覆盖10-100μm。
TGV设备国产化——大族激光、帝尔激光布局设备端
大族半导体成功研制LIERP技术，验证解决了在深径比大的基材上加工微孔的问题，实现各种尺寸盲孔、异形孔、圆锥孔制备，并率先在国内客户验证并实现量产。公司自主研发的飞秒激光强化玻璃蚀刻通孔设备FLEE-TGV具备LIDE技术，能利用飞秒激光的短脉冲特性，在玻璃基板上进行超高精度的蚀刻和通孔加工，可加工尺寸4至12英寸，可实现最小孔径小于5μm。
帝尔激光拥有TGV激光微孔设备，通过精密控制系统及激光改质技术，实现对不同材质的玻璃基板进行微孔、微槽加工，应用在半导体晶圆封装、显示晶圆封装等，径深比高达50:1，最小孔径小于等于10μm。
蓝特光学对TGV项目产业化，面向半导体三维封装的通孔晶圆TGV可实现通孔间距50-150μm，最小孔径20μm，最大深宽比1:10。随着国内设备商在TGV激光加工领域的持续突破，玻璃基板加工的设备国产化进程有望加速。
