后摩尔时代,先进封装正在成为提升芯片算力、带宽与集成度的重要技术路径。
随着Chiplet、HBM、CPO持续演进,封装尺寸不断扩大,互连密度快速提升,传统有机载板在翘曲控制、尺寸稳定性和精细布线方面面临新的挑战。以TGV玻璃通孔为关键互连工艺的玻璃中介层和玻璃核心基板,因此开始从射频、MEMS及传感器等场景,向AI加速器、HPC处理器和光电共封装等高价值领域延伸。
截至2026年7月,全球TGV产业正处在客户送样、试验线建设和工艺验证加速阶段,但面向AI与高性能计算的玻璃核心基板尚未实现全面规模化量产。市场热度持续升温,技术路线、商业节奏和量产窗口仍存在较大分歧。
市场规模:
两组核心数据,读懂赛道真实体量
不同机构对TGV市场规模的测算差异较大,主要原因在于统计口径不同。
部分报告只统计TGV玻璃基板产品;部分将玻璃材料、加工设备、成孔工艺、金属化和配套服务纳入广义市场;还有一些统计的是更大的玻璃核心基板或先进IC载板市场。因此,这几类数据不能直接横向比较。
按照Semiconductor Insight的商业研究口径,2024年全球TGV基板市场规模约为9180万美元,预计2032年达到4.23亿美元,复合增长率约23.8%。该机构同时估算,当前前五大供应商合计市场份额约为73%。
从更大的市场看,Yole Group预计,在AI、高性能计算、高端有机载板及玻璃核心基板等需求推动下,全球先进IC载板市场到2030年有望达到约310亿美元。
综合判断,当前TGV基板本身仍是亿美元级细分赛道,但其背后的玻璃材料、激光加工、金属化、检测和自动化设备,正在形成更大的产业机会。未来增速能否兑现,仍取决于良率、成本、可靠性和AI/HPC应用导入速度。
五大核心趋势,
定义TGV下一阶段竞争主线
1. AI与HPC正在成为TGV最重要的增量驱动力
当前TGV较成熟的商业应用,仍集中在射频器件、MEMS传感器、晶圆级封装、微流控和部分小型玻璃中介层。
但新增研发投入和产业预期,正明显向AI加速器、HPC处理器、Chiplet、HBM、CPO及大尺寸先进封装迁移。
Yole Group指出,玻璃正在由传统临时载体,逐步转变为下一代AI计算架构中的关键封装材料。Intel也将玻璃基板定位为长期先进封装平台,强调其在热稳定性、机械稳定性、大尺寸封装和高密度互连方面的潜力。
因此,更准确的判断是:射频和MEMS仍是当前成熟市场,AI、HPC、Chiplet和CPO则是未来最重要的增量方向。
2. 制造形态迭代:从玻璃晶圆迈向大尺寸玻璃面板
TGV制造正在由100毫米、150毫米、200毫米和300毫米玻璃晶圆,逐步向更大尺寸方形玻璃面板演进。
大面板可以排布更多封装单元,更适合大尺寸中介层、Chiplet与HBM组合,并有机会摊薄单位加工成本。
但尺寸放大也会带来新的挑战,包括面板翘曲、大面积加工均匀性、光刻和电镀一致性、运动平台拼接误差以及检测效率等。
因此,面板级制造并不是简单放大设备尺寸,而是激光、光学、运动控制、材料、金属化和检测体系的系统升级。当前大尺寸玻璃面板封装仍主要处于研发、原型和试产阶段。
3. 互连密度持续下探,TGV进入精细化竞争阶段
行业需求已经从“能否打孔”,升级为“能否高效、稳定地加工高密度、低缺陷通孔阵列”。
主要技术方向包括缩小孔径、减小孔间距、提升深宽比、降低孔壁粗糙度与锥度、减少微裂纹,并提高铜填充和大面积加工的一致性。
玻璃具备较好的平整度、刚性和尺寸稳定性,适合精细线路和大尺寸封装。但孔径越小、深宽比越高,种子层覆盖、电镀填充和缺陷检测难度就越大。
同时,铜与玻璃之间的热膨胀差异,可能在热循环过程中引发界面应力、分层和裂纹。
未来TGV的竞争重点,不只是追求更小孔径,而是在精度、效率、孔壁质量、金属化能力和最终良率之间取得平衡。
4. 成孔路线分化:激光改质+选择性刻蚀关注度持续提升
当前TGV成孔尚未形成统一路线,主要方案包括激光直接钻孔、超快激光烧蚀、激光内部改质、激光改质与选择性化学刻蚀、湿法刻蚀及多工艺组合方案。
激光直接钻孔灵活、适合打样,但可能出现崩边、热损伤和锥度问题。飞秒或皮秒激光热影响较小,但在大规模阵列加工中仍需解决节拍、成本和稳定性。
近年来,以LIDE、SLE为代表的“激光改质+选择性刻蚀”路线受到关注。其基本逻辑是先利用激光在玻璃内部形成改质区域,再通过化学刻蚀形成通孔,有望兼顾低裂纹、高深宽比和批量加工效率。
但这类工艺尚未成为适用于所有场景的统一主流。不同玻璃材料、厚度、孔径和生产节拍,对技术路线的要求不同,直接激光加工和其他组合工艺仍有应用空间。
未来设备的核心指标,将从单纯比拼激光功率,转向单位加工孔数、孔径一致性、大面积均匀性、微裂纹控制、自动化和前后工序衔接能力。
5. 竞争重心转移:技术演示落幕,供应链卡位战打响
当前产业链已形成较清晰的参与结构。
上游玻璃材料企业包括康宁、AGC、肖特、日本电气硝子、住友化学等;玻璃核心基板和先进封装开发企业包括Intel、Absolics、三星电机、DNP、TOPPAN等;加工设备环节包括LPKF、3D-Micromac及其他超快激光设备企业;检测和量测环节则有KLA、Onto Innovation等厂商参与。
Intel已公开展示下一代先进封装玻璃基板技术,并推动材料、设备和化学品供应商共同完善生态。
据公开报道,三星电机已在韩国世宗建设玻璃封装基板试验线并生产原型产品,同时与住友化学集团推进材料及制造合作,公开计划是在2027年以后逐步启动量产。
这些动作说明,行业已经从技术概念展示,转向原材料绑定、客户送样、试验线建设和供应链整合。但试验线并不等于全面量产,AI和HPC玻璃核心基板仍处于验证与量产准备阶段。
客观认清产业化节奏:
成熟场景与待验证领域明显分化
商业化相对成熟赛道
射频滤波器、射频开关、MEMS与传感器封装、晶圆级封装、微流控器件、小型玻璃中介层及部分微型被动器件。
这些领域产品面积较小、TGV数量相对可控,玻璃在高频性能、气密性、平整度和小型化方面具有明确价值。处于送样验证、小批量试产赛道
AI芯片玻璃核心基板、HPC处理器封装、大面积Chiplet基板、面板级封装、HBM与GPU异构集成、CPO光电共封装及高密度TGV阵列。
这些应用长期空间更大,但也面临更严格的良率、成本、长期可靠性和大面积制造要求。
结合当前产业进展,可作出相对审慎的判断:
2024—2026年:设备导入、材料选择、工艺验证和试验线建设阶段;
2026—2028年:客户送样、可靠性测试、小批量试产和首批高端应用导入阶段;
2028—2030年:若良率、成本、金属化和可靠性取得突破,部分AI和HPC产品可能进入规模化应用窗口。
这一时间表属于趋势判断,并不意味着所有企业和应用都会同步量产。
五大核心技术瓶颈,
仍是规模化量产最大阻碍
1. 微裂纹与边缘崩边
玻璃属于脆性材料,加工过程中容易形成孔口崩边、孔壁裂纹和亚表面损伤。这些缺陷可能在清洗、金属化、回流焊和热循环中继续扩展,影响可靠性和良率。
2. 铜填充界面可靠性
TGV成孔后还需完成清洗、活化、种子层沉积和电镀填铜。高深宽比微孔容易出现种子层覆盖不足、空洞和填充不完整。同时,铜与玻璃热膨胀差异也可能引发界面应力、分层和裂纹。
3. 大面积均匀性难题
在小样品上加工数百个通孔,与在大尺寸面板上加工数万个通孔,制造难度完全不同。激光能量、光斑、焦点、运动平台、刻蚀速度和电镀均匀性都必须保持稳定。
4. 缺陷检测成本高、速度不足
传统二维光学检测难以完整识别孔壁内部裂纹、铜填充空洞和界面缺陷。未来需要结合三维成像、光学断层、共焦测量和AI缺陷识别,但仍需平衡检测速度与成本。
5. 全流程综合成本偏高
TGV成本不仅来自玻璃材料,还包括激光加工、化学刻蚀、清洗、种子层、电镀、RDL、切割、检测、可靠性测试和良率损失。
一句话总结:TGV产业化的胜负手,不是某一个孔能否加工成功,而是整条工艺链能否实现高效率、高良率、低成本和稳定复制。
激光设备赛道机会
1. 第一赛道:TGV激光改性、成孔设备
包括飞秒、皮秒激光直接成孔、内部改质,以及LIDE、SLE等工艺的前端激光处理。
核心指标包括小孔径、高深宽比、低崩边、低裂纹、高定位精度、高速阵列加工和大面积稳定性。
设备企业未来不能只展示单孔效果,还需要提供整片玻璃的加工节拍、孔径分布、重复性和后续金属化数据。
2. 第二赛道:玻璃高精度切割、分板设备
TGV完成成孔、金属化和RDL后,仍需要外形切割、开槽、边缘修整和封装分板。
传统机械加工容易引入崩边和裂纹,超快激光及激光诱导分离技术,在超薄玻璃、异形轮廓和高精度分板领域具有较强潜力。
相比完整TGV成孔产线,玻璃切割和微结构加工可能是设备企业更现实的早期切入口。
3. 第三赛道:工艺闭环检测一体化方案
未来高端设备将逐步升级为“加工+检测+数据补偿”闭环系统,集成孔径测量、崩边识别、锥度分析、三维轮廓、裂纹筛查、AI缺陷分类和参数自动补偿。
产业洞察
TGV并不是一个孤立的单品市场,而是玻璃中介层、玻璃核心基板、射频封装、MEMS、Chiplet、面板级封装和CPO中的关键互连工艺。
当前TGV基板市场规模仍然有限,AI和HPC玻璃核心基板也尚未形成全面量产。但产业趋势已经逐渐清晰:
第一,Intel、三星电机等企业持续推进玻璃基板研发和试验线建设;
第二,SEMI、Yole等机构已将玻璃核心基板列为AI和先进封装的重要发展方向;
第三,材料、激光加工、刻蚀、金属化和检测企业正在提前布局;
第四,行业竞争正从实验室参数,转向客户送样、可靠性验证、生产效率和综合成本。
从产业周期看:
2024—2026年:设备导入、工艺验证和试验线建设期;
2026—2028年:客户送样、小批量试产及高端应用初步导入期;
2028—2030年:部分产品在良率、可靠性和成本达标后,可能进入规模化应用窗口。
玻璃基板短期内不会全面替代有机载板,更可能率先进入对封装面积、互连密度、平整度和高速信号要求最高的AI、HPC、CPO及高端处理器场景。
长期来看,TGV竞争不会局限于钻孔设备或某一条技术路线。真正的产业壁垒,将来自玻璃材料、激光加工、选择性刻蚀、金属化、RDL、在线检测、自动化和封装可靠性的全流程整合能力。
当玻璃能够稳定承载更多芯片、更密集的线路和更高的数据带宽,它就不再只是封装材料,而有机会成为下一代高性能计算系统的重要基础平台。
来源出处
Intel Newsroom|标题:Intel Unveils Industry-Leading Glass Substrates to Meet Demand for More Powerful Compute|连接:https://newsroom.intel.com/artificial-intelligence/intel-unveils-industry-leading-glass-substrates
Intel Newsroom|标题:In Glass, a View to the Future of Powerful Chips|连接:https://newsroom.intel.com/new-technologies/in-glass-view-future-of-powerful-chips
SEMI|标题:Glass Core Substrate Market and Development Trends|连接:https://www.semi.org/en/product-service/market-data/glass-core-substrate-market-and-development-trends
SEMI Japan|标题:Glass Core Substrate Market and Development Trends|连接:https://www.semi.org/jp/products-services/market-data/glass-core-substrate-market-development-trends
Yole Group|标题:Advanced IC Substrate Market Reaches US$31 Billion by 2030|连接:https://www.yolegroup.com/press-release/pushed-by-glass-core-and-high-end-ics-substrates-for-ai-the-advanced-ic-substrate-market-reaches-31-billion-by-2030/
Yole Group|标题:Glass Core Substrates and Glass Interposers: New Growth Engines for Advanced Packaging|连接:https://www.yolegroup.com/press-release/glass-core-substrates-and-glass-interposers-new-growth-engines-for-glass-in-advanced-packaging-for-ai-and-hpc/
Semiconductor Insight|标题:Through Glass Via (TGV) Substrate Market Report|连接:https://semiconductorinsight.com/report/through-glass-via-tgv-substrate-market/
Samsung Electro-Mechanics|标题:Samsung Electro-Mechanics Accelerates Glass Substrate Business|连接:https://www.samsungsem.com/global/newsroom/news/view.do?id=9850
Samsung Electro-Mechanics|标题:Samsung Electro-Mechanics Signs MOU with Sumitomo Chemical and Dongwoo Fine-Chem for Glass Substrate Materials|连接:https://www.samsungsem.com/cn/newsroom/news/view.do?id=9852
Tom's Hardware|标题:Rapidus Explores Panel-Level Packaging on Glass Substrates for Next-Generation Processors|连接:https://www.tomshardware.com/tech-industry/semiconductors/rapidus-explores-panel-level-packaging-on-glass-substrates-for-next-generation-processors-aggressive-plan-would-help-it-leapfrog-rivals
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