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随着人工智能(AI)芯片与高性能计算(HPC)芯片持续朝大型化发展,传统有机封装基板逐渐面临材料与制程限制,玻璃基板因此成为下一代先进封装的重要技术方向。不过,玻璃通孔(TGV)填铜的难度一直是商业化瓶颈。南韩玻璃与电子零组件业者JNTC近期突破相关制程,将原本动辄需要半天至一天的填铜时间缩短至数分钟,并计划2027年开始量产供货。
根据南韩科技媒体《The Elec》报导,南韩电子设备内核零部件商JNTC已完成厚度2毫米玻璃基板的通孔填铜开发,并于今年6月通过美国终端客户的品质验证,以及日本凸版印刷(TOPPAN)的生产效率验证。
JNTC预计2027年开始量产,并通过新厂扩建提升产能。市场推测,美国终端客户可能是博通( AVGO-US ) 。
玻璃基板之所以受到关注,主要是因为其平整度较高、不易翘曲,有望改善大型、高密度芯片封装的可靠度问题。
传统封装基板主要采用有机材料,当封装尺寸持续扩大,不同材料间的热膨胀系数差异,可能增加基板翘曲甚至产生裂痕的风险。
不过,玻璃本身不具导电性,必须先在基板上制作大量微米级通孔,再通过金属化制程形成导电信道,连接基板上下两侧电路。这项技术称为玻璃通孔(TGV),也是玻璃基板迈矢量产的关键环节。
随着玻璃基板厚度朝2毫米以上发展,填铜制程的难度也随之提高。若铜未能完整填满通孔,可能形成空洞(void);若填铜后表面向内凹陷,则会出现凹陷缺陷(dimple)。这些问题都可能影响后续封装流程与产品可靠度。
随着玻璃基板的厚度需求逐渐迈向2mm以上,如何完好无损地填铜,成为玻璃基板的技术内核。
沙漏状通孔搭配自有制程 JNTC 量 产 良率约 94%
然而,JNTC并未公开完整技术细节,但透露此次突破主要来自两项设计。首先是改变通孔形状,采用类似沙漏的结构,使通孔中间较窄、上下两端较宽,借此利用孔洞上下两侧的结构支撑填入的铜,提高填孔稳定性。
其次是采用自有金属化制程,以降低填铜过程中出现空洞及表面凹陷的几率。南韩媒体《亚洲经济》7月曾引述JNTC说法指出,这款2毫米玻璃基板的量产良率约94%,而且采用单片完整玻璃制造,并非将两片1毫米玻璃贴合而成。
JNTC于2024年跨足半导体玻璃基板领域,并于2025年10月完成首条玻璃通孔产线,今年6月19日公布2毫米玻璃基板开发成果。公司宣称,是业界首家具备0.3毫米至2毫米完整厚度产品线的厂商,目前仍在开发3毫米版本。
在商业模式上,JNTC将自身定位为玻璃基板代工厂,依照客户需求客制化线路图案、通孔孔径与间距,以及玻璃与镀层厚度,为基板制造商、半导体封测业者及芯片业者代工玻璃内核。
目前,JNTC已与27家公司签署保密协议,其中7家为终端需求方,涵盖全球大型科技业者及集成组件制造商(IDM)。
JNTC目前在南韩京畿道华城市的既有厂房设有一条试产线,月产能约1万至1.2万片。
为因应未来商业化需求,JNTC已与南韩庆尚北道及金泉市签署合作备忘录(MOU),计划在2030年前投资3,470亿韩元兴建新厂,预计2027年下半年动工。
新厂初期规划设置2至3条产线,未来可扩充至10条以上,以满足客户预计自2028年年中开始的初期商用需求。
JNTC也已开始寻找商业化合作伙伴。博通与TOPPAN在新加坡成立的合资企业AST(Advanced Substrate Technologies),已于今年9月29日激活新加坡首座高端FC-BGA基板厂。
AST并于7月与JNTC签署MOU,双方将合作推动玻璃基板商业化。
玻璃基板竞争升温 三星、 SKC 与台厂同步布局
尽管JNTC在填铜制程取得进展,玻璃基板的量产竞赛仍未定局,国际竞争对手也正加快布局。
SKC旗下玻璃基板业者Absolics位于美国格鲁吉亚州的工厂,预计2026年底启动商业化量产;三星电机则规划2026年量产用于高端系统级封装(SiP)的玻璃基板,据传已将样品送交苹果与博通。
台湾业者目前则多处于技术开发与客户验证阶段。欣兴( 3037-TW ) 已布局玻璃通孔相关专利,预计2026年展开玻璃基板样品验证;群创( 3481-TW ) 据报正与台积电( 2330-TW ) 及日本揖斐电(Ibiden)共同验证,评估将玻璃内核基板导入下一代CoWoS先进封装的可行性;宸鸿( 3673-TW ) 则投入玻璃通孔试产线建置,原定今年9月初展开试产。