AI算力爆發推動半導體產業進入“后摩爾時代”,芯片制程逼近物理極限,先進封裝成為突破算力瓶頸的核心路徑。玻璃基板憑借其在熱穩定性、互連密度、信號完整性等方面的突出優勢,正從技術探索走向規模化量產,而TGV(玻璃通孔)技術作為玻璃基板產業化的關鍵支撐,已成為全球半導體企業的必爭之地。在AI模型向萬億參數演進、算力基礎設施面臨物理瓶頸的背景下,玻璃基板與TGV技術的商業化進程正在加速,A股相關企業已形成“材料-設備-封測”全產業鏈布局,迎來歷史性發展機遇。本文將從市場趨勢、產業現狀、A股上市公司動態三方面,結合最新行業數據與企業進展,全面梳理這一高成長賽道的投資邏輯與產業機遇。
AI驅動需求爆發,玻璃基板商業化進入關鍵窗口期
隨著生成式AI、自動駕駛等新興技術的快速發展,芯片對算力、帶寬、能效比的要求達到前所未有的高度。傳統有機基板在散熱能力、尺寸穩定性和互連密度上逐漸面臨瓶頸。玻璃基板憑借其超低熱膨脹系數、高平整度、優異絕緣性和潛在的高互連密度等特性,成為業界探索下一代先進封裝的核心方案之一。
從技術參數對比來看,玻璃基板較傳統材料優勢顯著:與硅基板相比,玻璃基板介電常數僅為硅的1/3,損耗因子低2-3個數量級,可使信號傳輸速率提升3.5倍,帶寬密度提高3倍,能耗降低50%;與有機基板相比,玻璃基板的翹曲度減少60%,在120×120mm大尺寸封裝中仍能保持結構穩定,完美適配Chiplet(芯粒)封裝對多芯片集成的需求。這種技術代際優勢推動行業態度發生根本轉變,2025年中仍存爭議的商業化前景,至2026年初已成為三星、英特爾、臺積電等巨頭的明確量產目標,玻璃基板替代有機基板和硅中介層的趨勢不可逆轉。
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全球玻璃基板市場正迎來加速擴容期,高價值先進封裝領域成為核心增長動力。Yole Group最新報告顯示,2025至2030年半導體玻璃晶圓出貨量復合年增長率將超10%,其中HBM(高帶寬存儲器)與邏輯芯片封裝領域需求增速高達33%,成為拉動市場增長的“雙引擎”。MarketsandMarkets數據指出,全球玻璃基板市場規模將從2023年的71億美元增至2028年的84億美元,年復合增長率3.5%,看似增速溫和的背后,是結構性機會的集中爆發——新增市場規模將主要集中于高端FC-BGA(倒裝球柵陣列)和2.5D/3D先進封裝領域,這一細分市場的年復合增長率將超過25%。
AI加速器與服務器芯片被視為玻璃基板封裝需求的核心驅動力。市場分析普遍認為,由于在電氣性能、散熱等方面的優勢,玻璃基板在AI服務器中的單機價值量將遠高于傳統服務器。隨著全球AI服務器出貨量的快速增長,玻璃基板在該領域的市場規模預計將從2024年左右開始顯著放量,并在未來幾年內成為該技術最主要的應用市場和增長引擎。
玻璃基板的商業化進程預計將呈現“高端先行”的特征,首批應用將高度集中于超大規模數據中心,針對英偉達、AMD、AWS、谷歌等頭部客戶的頂級AI訓練芯片。這類客戶對成本敏感度較低,更注重算力密度與能效比提升,為玻璃基板的初期商業化提供了理想場景。
從技術落地節奏來看,2026年被普遍視為一個關鍵的觀察窗口。英特爾在其2023年的路線圖中計劃在“本十年的后半葉”(即2026-2030年間)向市場提供玻璃基板解決方案,并計劃在2025年內開始試產。三星電機等廠商也將量產目標設定在2026年前后。然而,這些時間表均為公司的計劃或目標,最終實現大規模量產并降低成本,仍需克服工藝、良率和供應鏈整合等多重挑戰。業界預期,在2030年前后,隨著技術成熟和規模效應顯現,玻璃基板的應用有望從最初的AI/HPC領域,逐步拓展至更廣泛的消費電子場景。
TGV技術突破成關鍵,國產產業鏈協同崛起
玻璃基板憑借其超低熱膨脹系數、高平整度、優異絕緣性和潛在的高互連密度等特性,成為業界探索下一代先進封裝的核心方案之一。其中,TGV(玻璃通孔)技術是實現玻璃基板高密度互連的關鍵工藝。
TGV技術的核心是通過在玻璃基材上制作高深寬比微孔,并進行金屬化填充,從而實現芯片與基板、芯片與芯片之間的垂直互聯。該技術的難度主要體現在成孔、填孔和布線三大環節,要求實現孔徑小、深寬比高、孔壁光滑的微孔加工,并完成高可靠性的金屬填充和高密度電路布線。
目前,激光誘導刻蝕法等已成為主流的TGV成孔技術路線。國內企業在相關技術上取得了顯著進展,部分領先企業已突破微米級孔徑和高深寬比等關鍵指標。例如,根據公開信息,沃格光電已實現最小孔徑3μm、深徑比150:1的玻璃通孔加工能力。在填孔和布線方面,國內產業界也在積極研發各種解決方案,以提升金屬與玻璃的結合強度及布線密度。
盡管技術不斷突破,但行業仍面臨一些挑戰,主要包括玻璃脆性帶來的加工良率控制、量產效率的提升以及成本優化。目前,玻璃基板的成本仍顯著高于傳統有機基板。不過,隨著國內產線的建設和技術迭代,業界正積極尋求解決方案,推動TGV技術向規模化商業應用邁進。
全球玻璃基板產業已形成覆蓋材料、設備、制造、封測的完整鏈條,競爭態勢正從單點競爭向生態協同演進。英特爾、三星等國際半導體巨頭正積極聯合上下游伙伴,構建玻璃基板生態。例如,英特爾已聯合康寧等企業推動生態建設,并公布了在未來幾年內推進相關技術量產的目標。三星也將玻璃基板技術納入其重點發展路線圖。國內方面,中國擁有全球最大的半導體消費市場和封測產能,為玻璃基板本土化提供了土壤。國內產業鏈正從分散布局走向協同發展,企業、科研機構與高校之間的合作日益緊密。
從產業鏈各環節看,材料端,高純石英砂、特種玻璃等關鍵原材料的研發與生產受到重視,國內企業正在該領域持續投入;設備端,國內激光設備廠商,如帝爾激光,已將TGV激光微孔設備作為研發和拓展方向之一;基板制造端,沃格光電等企業正投資建設玻璃基板產線,推動技術產業化;封測端,國內封測龍頭企業正積極布局。通富微電已宣布具備玻璃基板(TGV)封裝技術并開始小批量生產;長電科技的先進封裝技術平臺也已兼容玻璃基板材料。
我國在玻璃基板等高端半導體材料領域長期存在進口依賴,國產化替代空間廣闊。隨著國內企業技術突破和產能建設,實現自主可控已成為明確的產業趨勢。從替代節奏看,部分材料與設備環節有望率先取得突破。例如,在高純石英砂等材料領域,國內企業正努力實現技術突破;在TGV激光加工等設備領域,國產設備廠商正積極參與客戶驗證。而基板制造與封裝環節的規模化量產,則需跟隨技術成熟和下游驗證的節奏逐步推進。
國產化替代的核心驅動力來自三個方面,一是潛在的成本優勢,本土化生產有望在長期降低供應鏈成本;二是供應鏈安全的緊迫需求,實現關鍵材料自主可控是保障產業鏈安全的重要一環;三是技術迭代的機遇,國內企業在TGV等前沿技術上與國際基本同步發展,為參與全球競爭提供了可能。
A股主要上市公司動態:三大賽道齊發力,量產節點臨近
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1.材料與基板制造類:核心標的進入量產沖刺期
1)沃格光電(603773)
沃格光電是全球少數同時掌握玻璃基板TGV全制程技術的企業之一。其技術能力可實現最小孔徑3μm、深徑比高達150:1的玻璃通孔加工,公司的TGV技術致力于在半導體先進封裝、光模塊/CPO、射頻器件等泛半導體領域應用。
沃格光電通過全資子公司湖北通格微投資建設年產100萬平米芯片板級封裝載板項目,以布局玻璃基半導體先進封裝載板產能。目前公司正積極與多家行業知名企業接洽與合作,推動產品測試與驗證,部分項目已取得實質進展。其中,應用于高速光通信的玻璃基1.6T光模塊載板產品已完成小批量送樣。
(2)京東方A(000725)
京東方在BOE IPC 2024正式發布并展出面向半導體封裝的玻璃基面板級封裝載板,成為大陸第一家從顯示面板轉向先進封裝的業務部門。
根據BOE發布的2024-2032年玻璃基板路線圖,到2027年將實現深寬比20:1,細微間距8/8μm,封裝尺寸110x110mm的玻璃基板量產能力,到2029年將精進到5/5μm以內、封裝尺寸在120x120mm以上的玻璃基板量產能力。其技術演進與量產年限國際保持同步,以滿足下一代AI芯片需求。根據其規劃,2027/28年樹立BOE玻璃基半導體品牌,打造上下游伙伴供應產業鏈,2028/2030構建全球玻璃基半導體生態鏈,加速玻璃基用于AI芯片的高端基板量產。
(3)其他重點企業
除了上述龍頭企業外,A股還有多家企業在玻璃基板領域布局。戈碧迦(835438)是HBM玻璃載板國產替代核心參與者,戰略入股熠鐸科技,旨在完善“材料研發-封裝應用”產業鏈。此外,公司在低介電常數玻璃纖維產品研發上取得較大的進展,并開始籌建相應的生產線;萊寶高科(002106)關注并儲備了TGV玻璃基板技術,具備玻璃薄化、精密加工等基礎工藝能力,產品適用于光電子與半導體封裝領域。
2.設備與加工類:國產設備率先實現進口替代
(1)帝爾激光(300776)
帝爾激光是國內光伏電池激光設備的龍頭企業,并正積極向包括先進封裝在內的泛半導體領域拓展。在玻璃基板先進封裝方面,公司已推出TGV激光微孔設備。該設備采用激光改質與化學蝕刻相結合的工藝,能在玻璃基板內部形成通孔結構,為后續金屬化提供條件,主要應用于半導體芯片封裝和顯示芯片封裝等領域,已于2022年實現首臺TGV玻璃通孔激光設備出貨。
公司的TGV激光微孔設備,通過精密控制系統及激光改質技術,實現對不同材質的玻璃基板進行微孔、微槽加工,為后續的金屬化工藝實現提供條件,可應用于半導體芯片封裝、顯示芯片封裝等相關領域。目前公司已經完成面板級玻璃基板通孔設備的出貨,實現了晶圓級和面板級TGV封裝激光技術的全面覆蓋。
根據公司官網,該設備可加工多種玻璃材質,實現圓孔、方孔等多種形態工藝,推出的TGV設備通過激光加速可控蝕刻LACE(Laser Accelerated Controlled Etching)技術,在深孔特性方面,最大深徑比達到100:1,最小孔徑≤5μm,最小孔間距≤10μm。該系列設備包括ThruGlas LA-300和ThruGlas LA-510兩個平臺,LA-300適用于晶圓級封裝,支持4-12寸圓片或方片;LA-510適用于板級封裝,最大支持650*650mm基板。
近日,帝爾激光應用于玻璃基板半導體封裝的面板級激光微孔設備出口訂單順利發貨,標志著公司在推動TGV技術產業化方面又邁出關鍵一步。
(2)大族激光(002008)/大族數控(301200)
大族激光作為國內激光設備龍頭企業,在拓展半導體先進封裝業務中,已開發出用于先進封裝領域玻璃基板TGV的多制程加工方案。根據公司在互動平臺的官方回復,該技術方案已獲得國內外頭部封裝基板廠商的技術認證及國際頂級終端客戶的認可。
去年9月,大族半導體順利向多家客戶批量交付 Panel級TGV設備,本批交付設備已通過國內某TOP3封裝廠商層層驗證。此批交付的設備均為歷經客戶嚴苛認證的成熟機型,具有高度穩定性與可靠性,能為客戶即刻投入生產、搶占技術落地先機提供關鍵支撐。客戶方表示,大族半導體TGV設備成功攻克了大尺寸玻璃基板加工的三大難題:深徑比突破、孔壁粗糙度控制、大尺寸基板均勻性,顯著提升了產品良率,為下一代Chiplet封裝量產掃清了障礙。
同時大族半導體歷經多年攻堅,成功研發出新一代飛秒激光增強玻璃蝕刻技術 (FLEE),可以實現各種尺寸通孔、盲孔、異形孔、圓錐孔制備,通孔直徑≤5μm,深寬比≥50:1,達到國際領先水平;最大可加工尺寸730mmx920mm,單次處理面積提升 300%,封裝成本直降40%,在先進封裝、顯示制造、消費電子、生命科學等領域有巨大的應用潛力。
(3)其他重點企業
華工科技(000988)具備TGV激光加工與檢測設備能力,服務半導體先進封裝領域,根據公司官方披露,其正在開發“TGV芯片玻璃載板激光高速打孔智能裝備”;德龍激光(688170)從2021年開始布局集成電路先進封裝應用,2023年重點研發出玻璃通孔(TGV)激光精細微加工設備,目前相關新產品已獲得少量訂單并出貨;盛美上海(688082)作為國內領先的半導體設備企業,其電鍍設備涉及TGV技術,可應用于相關工藝環節。
3.封測與應用類:龍頭企業推動技術落地
(1)通富微電(002156)
通富微電是國內封測龍頭企業,也是率先驗證基于玻璃基板TGV先進封裝技術的企業之一,目前公司具備使用TGV玻璃基板進行封裝的技術能力,其基于玻璃基板(TGV)的先進芯片封裝技術已取得重要進展。
(2)長電科技(600584)
長電科技是全球封測巨頭,在先進封裝領域具備較強的技術實力和市場份額。公司重點布局2.5D/3D、Chiplet等先進封裝技術,其XDFOI Chiplet高密度互連封裝方案已實現對玻璃基板材料的兼容。2023年底長電科技即表示已經在進行玻璃基板封裝項目的開發,預計次年量產。
公司持續投資先進封裝產能,并關注和研發包括玻璃基板在內的前沿封裝技術,以保持技術領先。
(3)晶方科技
晶方科技在互動平臺表示,公司專注于傳感器領域晶圓級封裝技術服務。TSV、TGV等是晶圓級封裝電互連的主要技術工藝手段。結合傳感器需求及自身工藝積累,公司具有多樣化的玻璃加工技術,包括制作微結構,光學結構,鍍膜,通孔,盲孔等,且公司自主開發的玻璃基板,在Fanout等封裝工藝上已有多年量產經驗。
(4)其他重點企業
廈門云天半導體特色的玻璃通孔技術(TGV)與2.5D/3D集成,率先實現國內規模化量產TGV技術,晶圓級封裝(Through Glass Via, TGV)出貨量已突破2萬片大關。在TGV技術中,孔徑的尺寸一直是制約其發展的瓶頸之一,云天半導體最近成功突破4um孔徑;目前已突破2.5D高密度玻璃中介層技術,實現8:1高深寬比的TGV無孔洞填充。
廣東佛智芯專注于板級扇出封裝和玻璃基板加工制造,已掌握玻璃微孔加工、金屬化技術、板級高深寬比銅柱工藝、板級翹曲控制及芯片偏移校正等多項半導體扇出封裝核心工藝。在TGV技術方向上,最小孔徑為1微米,深徑比可達150:1,可在510x515玻璃面板上實現20-30萬個孔,公司建有國內第一條自主產權i-FOSA?的寬幅615mmx625mm大板級扇出型封裝量產線,未來3年應運玻璃基Chiplet方案適用于高密度FCBGA封裝和人工智能;
三疊紀科技立足后摩爾時代三維集成微系統關鍵材料與集成技術,在行業內率先提出TGV3.0,首次突破亞10微米通孔和填充技術,2022年公司在東莞松山湖建成TGV基板與三維集成封裝中試線,并參與組建“集成電路與半導體特色工藝戰略科學家團隊”,成為國內具有顯著特色和優勢的TGV研發與生產基地。目前已形成TGV工藝服務、IPD無源集成器件、3D微結構玻璃和TGV特色工藝裝備的四類產品體系,主要應用在先進三維系統封裝、高Q微波/THz器件、光學/射頻MEMS、微流控芯片等領域。此前三疊紀(廣東)科技有限公司TGV板級封裝線投產儀式在松山湖舉行。這是國內首條TGV板級封裝線,與國際同時起步的TGV板級封裝技術,年產3萬片510*515mm玻璃封裝基板;
賽微電子(300456)旗下瑞典代工廠Silex掌握國際領先的TSV和TGV工藝,用于生產高壓和高頻應用的低電阻器件,利用玻璃的物理特性減小電路損耗;
成都奕成科技是國內首批量產玻璃面板級封裝的廠家之一,其2D FO封裝產品,可通過高精度的RDL布線實現無基板封裝,打造更小更輕薄的封裝產品。2024年10月,公司實現板級高密FOMCM平臺批量量產,成為中國大陸目前唯一具備板級高密FOMCM產品量產能力的公司,標志著奕成科技在FOPLP先進封測領域邁出了堅實有力的一步;
蘇州森丸電子在IPD集成無源器件,TGV玻璃基板通孔,MEMS微機電加工等專業領域具有深厚積累和獨有特色能力。通過其TGV玻璃通孔互連平臺,可實現高性能先進封裝,在高速互連等領域幫助實現高性能傳輸和大尺寸低成本封裝。
重慶玻芯成主要致力玻璃基板芯片產品、TGV三維封裝產品的研發、設計、生產及銷售,公司計劃于2024年建成一條特色工藝芯片生產線,年產玻璃基芯片20億顆,于2025年籌劃二期產線擴大產能,實現年產IPD芯片40億顆,同時增設封測產能。此前玻芯成國內首條玻璃基半導體特色工藝生產線核心設備順利搬入;
湖南越摩先進已與多家客戶聯合開展玻璃基先進封裝項目研發,預計2024年Q4推出Glass Substrate、Glass interposer、Glass Substrate + Glass interposer 等Chiplet封裝解決方案,目前已完成TGV打孔、CMP研磨及填銅工藝,效果達到預期;
合肥三芯微電致力于玻璃晶圓研發、制造和銷售,規劃建設30條玻璃晶圓產線。目前已投產的兩條現代化玻璃晶圓生產加工線,可實現年產40萬片4、6、8、12英寸玻璃晶圓的產能,以及近20項光學玻璃產品的理化性能測試。
結語
玻璃基板與TGV技術正處于從0到1的產業化突破期,AI算力需求的爆發為賽道提供了強勁的增長動力,國內產業鏈已形成多環節覆蓋的格局,2026年作為小批量出貨關鍵節點,相關企業將進入業績驗證期。
然而,機遇總與挑戰并存。技術的領先性最終必須通過規模化量產的成本優勢與終端芯片產品的可靠驗證來兌現。當前,從實驗室樣品到穩定、經濟的大規模出貨之間,仍橫亙著工藝一致性、良率爬升、供應鏈協同等多重現實關卡。隨著產業化進程的加速,這一賽道有望成為半導體領域的下一個高成長風口。
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