原文標題:Glass Substrates Open the Window to Advancing AI Chip Packaging

Lam Research 10 月 29 日在官方技術文章中說明玻璃基板在 AI 與高效能運算(HPC)先進封裝的應用與量產難題。玻璃已長期作為半導體封裝製程的暫時性圓形載板,如今業界正探索大型矩形玻璃面板及永久性的玻璃核心封裝基板,以容納更多晶片與更密集的互連。這篇文章主要是技術現況與設備應用介紹,並非宣布玻璃核心基板已全面量產。

相較有機基板,玻璃的熱膨脹係數(CTE)可調整至更接近矽,降低多晶粒或大面積封裝在熱循環時的翹曲風險;其平坦度有利於形成更細的線路與間距。Lam 指出,玻璃表面可支援低至約 2 微米的線寬/線距圖案化,並具有高電阻率與低介電損耗,有助於高速訊號完整性。

在應用上,玻璃可作為 AI 加速器封裝的暫時載板,協助製作連接 HBM 與邏輯晶片的細線路有機中介層;未來則可能直接成為永久封裝核心。其低損耗特性也適合高於 28 GHz 的 5G 射頻模組,而光學透明性有助於整合光波導與光子積體電路。

Lam 介紹兩款相關設備:Kallisto 面板電鍍系統能處理不同厚度及尺寸的基板,支援高深寬比玻璃通孔(TGV)填銅及細間距重佈線層(RDL);Phoenix 面板處理系統則用於薄玻璃基板搬運及提升面板製程產出。這些是製造設備能力說明,不代表所有玻璃封裝規格已建立通用量產流程。

量產瓶頸仍相當明顯。玻璃易碎,切割、搬運、缺陷管理與深蝕刻都可能造成裂痕;金屬薄膜附著與 TGV 兩側通道的電鍍填充也需要特殊製程。對超過 500 毫米的大型面板,Lam 指出可能需要真空或邊緣夾持設備,熱處理亦須控制升降溫速率以降低應力破裂。

Lam 強調,目前玻璃暫時載板已用於生產,但永久玻璃中介層與玻璃核心 IC 基板仍處較早期的開發與採用階段。面板尺寸、通孔規格與材料堆疊尚缺跨供應商標準,因此公司持續與基板廠、封測廠(OSAT)、設備商及材料供應商共同調整電鍍製程。

發生了什麼事

Lam 介紹玻璃在先進封裝的熱穩定、平坦度與訊號特性,並說明 Kallisto、Phoenix 設備及玻璃通孔填銅等製程需求。

為什麼重要

大型 AI 封裝需要更高互連密度與更低翹曲;玻璃可能成為替代材料,但脆裂、金屬附著與標準化仍是擴大量產的關鍵門檻。

影響哪些人

半導體封裝廠、OSAT、設備與材料供應商、AI 晶片設計商及高頻射頻模組廠,皆可參考玻璃面板導入所需的製程條件。

已確認與未確認

已確認玻璃載板的現有用途、2 微米線路與 500 毫米面板等技術敘述;永久玻璃核心基板的普遍量產時程與成本效益尚未確定。