一、玻璃基板在 AI 芯片中的核心作用
高密度芯粒承载中介。AI 大算力芯片普遍采用 Chiplet 拆分架构,搭配多层 HBM 显存堆叠,需要大面积、高稳定基底承载多颗功能芯粒。玻璃基板依靠纳米级表面平整度,可完成 2μm 以内超细布线工艺,搭建高密度 RDL 重布线层,实现数万路 IO 引脚互联,解决传统有机基板布线精度不足、层数受限的短板,支撑超大尺寸一体化封装方案。
垂直信号互连通道。依托 TGV 玻璃通孔工艺,在基板内部制备垂直金属化微孔,搭建芯片间三维高速互连通路。相较于硅中介层,玻璃通孔寄生电容更低,能降低信号传输延迟,适配 112Gbps、224Gbps 高速通道,减少 AI 运算过程的数据交换损耗,提升芯片整体算力释放效率。
热形变抑制基底。玻璃热膨胀系数可调控至与硅芯片接近,大幅削弱高温封装、长时间高负载运算下的基板翘曲、分层问题,提升多芯片贴合良率,规避因形变导致的接触不良、算力不稳故障,适配 AI 服务器 7×24 小时持续高负载工况。
二、玻璃基板在光通信领域的核心功能
光电共封装一体化载体。在 CPO 光电共封装架构中,玻璃基板同时承载电芯片与光芯片,既是电路布线基底,也可通过离子交换工艺内置光波导,实现电信号、光信号同板集成,省去分立光模块转接结构,缩短光电信号传输距离,降低整机功耗。
低损耗光信号传输介质。玻璃在 1310nm、1550nm 通信波段透光率高、光传输损耗极低,远优于硅基光波导,适配 800G、1.6T 超高速光模块。同时玻璃高频介电损耗极小,射频、高速电信号同步传输时无明显能量衰减,兼顾光、电双重传输需求。
高频射频封装基材。面向数据中心与下一代高速通信,玻璃基板适配毫米波射频器件封装,低介质损耗特性减少高频信号干扰,可集成无源滤波、耦合器件,简化光通信前端模组结构,提升通信带宽上限。
三、玻璃基板成为 AI 先进封装首选基材的五大核心原因
热尺寸稳定性碾压传统材料。有机基板热膨胀系数偏高,大尺寸封装极易翘曲;硅中介层超薄化加工难度大、良率受限。玻璃配方可调,热形变幅度极小,适配 HBM 多叠层、超大芯粒阵列封装,从源头提升封装良率。
电学性能适配超高带宽算力需求。玻璃为高绝缘介质,介电常数、损耗因子远低于有机树脂,高频信号完整性更好,能够支撑 AI 芯片超高速数据交互,降低传输功耗,缓解大模型训练、推理阶段带宽瓶颈。
集成集成度无物理上限约束。玻璃基板可实现超高层数布线、超细线路加工,TGV 通孔密度是有机载板十倍,不受树脂材料固化、吸水等物理特性限制,可持续迭代更高密度互连方案,匹配未来算力芯片集成需求。
光电双场景一体化集成优势。现有基材仅能单独适配电路封装或光路器件,玻璃可同步承载电芯粒、光波导、射频元件,实现光电同板封装,简化 CPO、AI 算力模组整体结构,减少多基板堆叠带来的损耗与体积冗余。
中长期量产成本具备下降空间。硅中介层薄片切割、蚀刻工艺复杂,单片成本居高不下;有机基板高密度布线层数受限。玻璃可采用大尺寸面板规模化加工,随着 TGV、超薄玻璃量产工艺成熟,单位互连通道成本将持续下行,适合大规模算力设备批量制造。