中國(guó)粉體網(wǎng)訊  在電子信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，芯片作為各類電子設(shè)備的核心部件，其性能的提升不僅依賴于芯片設(shè)計(jì)與制造工藝的進(jìn)步，芯片封裝技術(shù)同樣起著至關(guān)重要的作用。為了更好地理解玻璃芯技術(shù)，我們需要先從芯片封裝的基礎(chǔ)知識(shí)說(shuō)起。​

一片芯片制造完成后，封裝工作便緊鑼密鼓地展開(kāi)。封裝的首要任務(wù)是搭建起芯片與外界進(jìn)行電氣和信號(hào)交互的橋梁。想象一下，芯片就像一座功能強(qiáng)大的“數(shù)據(jù)處理城堡”，而封裝則是城堡與外界連接的“交通網(wǎng)絡(luò)”，只有通過(guò)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)，芯片才能接收外界的指令，輸出處理后的結(jié)果。同時(shí)，封裝還肩負(fù)著為芯片創(chuàng)造穩(wěn)定工作環(huán)境的重任。如果沒(méi)有封裝，靜電、灰塵等都可能對(duì)芯片造成不可逆的損害，就如同脆弱的藝術(shù)品暴露在惡劣環(huán)境中。

回顧芯片封裝技術(shù)的發(fā)展歷程，可謂是一部不斷創(chuàng)新與突破的歷史。早期的雙列直插式封裝，通過(guò)長(zhǎng)長(zhǎng)的引腳將芯片與電路板相連，這種方式雖然簡(jiǎn)單，但在集成度和信號(hào)傳輸速度上存在明顯局限。隨著技術(shù)發(fā)展，表面貼裝、球柵陣列封裝(BGA)以及芯片倒裝等技術(shù)相繼問(wèn)世，它們逐漸縮小了封裝體積，提高了信號(hào)傳輸效率。而如今，以2.5D/3D封裝為代表的“先進(jìn)封裝”技術(shù)，更是將芯片封裝帶入了一個(gè)全新的時(shí)代。

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2.5D/3D封裝基板與工藝路線圖 來(lái)源：Madhavan.Heterogeneous integration for AI applications: status and future needs

先進(jìn)封裝技術(shù)的出現(xiàn)并非偶然，隨著芯片集成度不斷提高，芯片單元尺寸受到光刻掩模版尺寸限制的制約，同時(shí)傳統(tǒng)的封裝基板也難以滿足多芯片間日益密集的互聯(lián)需求。在這種背景下，中介層應(yīng)運(yùn)而生，它就像一座架設(shè)在芯片單元和基板之間的“信息高速公路”，內(nèi)部可以承載更為密集的走線和互聯(lián)，極大地提高了不同芯片單元之間的溝通效率，從而催生出了2.5D封裝結(jié)構(gòu)。​

在對(duì)先進(jìn)封裝技術(shù)有了初步了解后，我們將目光聚焦到玻璃芯技術(shù)。電子互聯(lián)解決方案廠商Samtec曾在相關(guān)演講中介紹過(guò)玻璃芯技術(shù)，引發(fā)了行業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，玻璃芯技術(shù)是采用玻璃材料作為核心部分，用于制造芯片封裝所需的基板或中介層。在國(guó)外關(guān)于玻璃芯的科研和商用討論中，雖然大家常常提及封裝玻璃基板，但實(shí)際上更多指向的是玻璃中介層。​

玻璃芯技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景十分廣泛，不僅在2.5D先進(jìn)封裝中可作為芯片單元之間互聯(lián)的中介層，在3D封裝中，還存在“3D玻璃嵌入技術(shù)”，實(shí)現(xiàn)芯片的縱向堆疊。對(duì)比2.5D封裝中玻璃、硅和有機(jī)三種解決方案可以發(fā)現(xiàn)，玻璃中介層不僅僅是單純的中介層，它還同時(shí)承擔(dān)著封裝基板的角色。與硅和有機(jī)材料方案相比，玻璃中介層方案少了一個(gè)層級(jí)，這使得整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔緊湊。​

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盡管玻璃芯技術(shù)展現(xiàn)出了巨大的潛力，但在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨諸多挑戰(zhàn)，從材料特性來(lái)看，玻璃材料與金屬的結(jié)合存在一定困難，這與玻璃通孔（TGV）技術(shù)中高質(zhì)量金屬填充的難題密切相關(guān)。玻璃表面光滑，導(dǎo)致金屬在其表面的粘附性不佳，容易出現(xiàn)分層、脫落等問(wèn)題，影響互聯(lián)的穩(wěn)定性和可靠性。在工藝方面，玻璃基板的制造工藝還不夠成熟，需要進(jìn)一步優(yōu)化以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良率。此外，玻璃基板與現(xiàn)有封裝產(chǎn)業(yè)鏈的兼容性也是需要解決的問(wèn)題，只有實(shí)現(xiàn)與上下游產(chǎn)業(yè)的無(wú)縫對(duì)接，才能推動(dòng)該技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。​

目前，除了英特爾對(duì)玻璃芯技術(shù)進(jìn)行積極探索外，三星電機(jī)等企業(yè)也對(duì)該技術(shù)表現(xiàn)出濃厚興趣，可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，玻璃芯技術(shù)有望在先進(jìn)封裝領(lǐng)域占據(jù)更重要的地位，為芯片性能的提升和電子設(shè)備的發(fā)展帶來(lái)新的機(jī)遇。​

參考來(lái)源:

廣發(fā)證券《玻璃基板從零到一，TGV為關(guān)鍵工藝》

Madhavan.Heterogeneous integration for AI applications: status and future needs

(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/月明)

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