电子发烧友网报道（文/梁浩斌）苹果AI芯片，瞄准了玻璃基板。近日供应链消息称，三星电机已经向苹果公司提供了半导体玻璃基板的样品，预计苹果将在其自研AI服务器芯片封装中应用玻璃基板。 据称，三星电机从去年开始已经向AI芯片定制设计公司博通提供玻璃基板样品，同时博通也是其最大的潜在玻璃基板客户。值得一提的是，苹果此前也被曝光正在与博通合作开发一款代号为“Baltra”的AI服务器芯片，因此苹果单独向三星电机要求评估玻璃基板产品，意味着苹果可能同步在储备自研服务器芯片的路线。 玻璃基板作为新一代先进封装材料，目前在CPO、HBM、AI算力芯片等领域都受到高度关注，在近几年的发展中，已经从单一材料升级为先进封装的完整平台，围绕 TGV 工艺、面板级制造、异构集成形成产业生态。 为什么苹果要用玻璃基板？ 首先目前AI芯片的发展，可以从三个方向去概括：算力、高速互连、多芯片异构集成。传统封装受限于PCB基板，布线密度低、信号传输距离较长导致延迟高，对于多芯片封装，包括chiplet架构、2.5D/3D封装等形态，无法满足芯片与芯片之间的互连需求。 比如像目前AI芯片中，GPU/CPU/XPU和HBM等模块通常都会封装到同一基板上，这是为了缩短HBM和计算die的数据传输链路，大幅提高带宽的同时实现更低的延迟。因此在目前“大芯片”的趋势下，为了实现每一颗芯片die之间的低延迟、高带宽、高密度互连，就需要采用一种新的结构来实现更高密度的布线。 通过像台积电CoWoS这样的2.5D封装技术，可以将计算die与HBM之间的信号传输距离从传统PCB的毫米级缩短至微米级，显著降低延迟与功耗。为了实现2.5D封装，就需要在芯片与封装基板之间增加一层“中介层”，芯片分布在中介层上，通过中介层内部的高密度布线来实现芯片间互连。 具体来说，以台积电 CoWoS-S为例，其采用硅片作为中介层，大概的制造步骤是在硅片上蚀刻深孔，在深孔中填充铜，形成硅通孔（TSV）作为与布线层的链接；在硅通孔顶部制作多层金属布线；顶部芯片通过μBump倒装焊到中介层，于是芯片通过TVS的极短的垂直通道连接到布线层实现互连，最后中介层底部再连接到封装基板，形成一个多芯片的封装模块。 但用硅片作为中介层，太过奢侈了，同时考虑到良率和成本，以及大规模量产的难度，当下量产的2.5D封装普遍采用有机材料+铜RDL的中介层，尽管布线密度较低，性能大幅下降，但工程实现难度大幅降低，有利于降低成本并实现量产。 简单总结一下，硅中介层虽然性能最强，但材料与加工成本极高；同时对于AI芯片越来越大的封装尺寸，有限的硅晶圆尺寸难以承载大规模量产，且成本更难以控制。而有机基板中介层，受限于材料特性，高速信号衰减严重，表面粗糙度高，布线精度远远不如硅中介层；另外其热膨胀系数较大，在大尺寸封装下，叠加热功率极高的HBM和GPU等带来的热应力，容易导致翘曲、虚焊等现象，影响可靠性。 那么玻璃基板采用的玻璃也不是普通玻璃，是采用高纯度的特种玻璃，比如无碱硼硅酸盐/铝硼硅玻璃等。实际玻璃基板的用途比较广泛，除了2.5D封装中的中介层，还可以作为一些高端FC-BGA封装的基板，用于CPO内的光波导介质等。 作为中介层，玻璃基板的优势首先是表面平整度极高，不用抛光就能做超细布线，凸点间距可小到几十微米，线宽可以接近于硅中介层；第二是热膨胀系数与硅几乎一致，高温不易翘曲和开裂，可靠性与硅中介层接近；三是介电常数低、损耗小，高频高速信号更干净、延迟更低，适合 AI 与高速通信；最重要的是，使用玻璃中介层的整体成本仅为硅中介层的20%-40%左右。 因此，在有机材料基板的低性能和硅中介层的高成本限制下，玻璃基板作为一个性能接近硅的中介层材料，同时成本又更低，完美适配 AI、CPO、HBM、Chiplet 等先进封装场景，成为目前先进封装的重要材料方向之一。 目前业界预计玻璃基板在先进封装中的大规模应用会在2027年到2030年逐步实现，苹果想要布局未来自研的AI服务器芯片，玻璃基板是无法避开的一条技术路线。 业界进展如何？ 作为最早进入商用的玩家，英特尔对玻璃基板的投入可以追溯至2015年前后。早在2023年，其亚利桑那州Chandler工厂便已开始生产玻璃基板测试载体。2025年初，英特尔成功验证了搭载玻璃芯基板的原型芯片可正常引导Windows操作系统，标志着功能可靠性迈上新台阶。2025年9月，尽管市场一度传出“放弃”传闻，但英特尔明确重申玻璃基板路线图不变，并启动试点线建设。 图源：intel 今年1月，英特尔在NEPCON Japan展会上首次公开演示了业界领先的“厚芯”玻璃基板（Thick-Core Glass Substrate）与EMIB技术的融合方案。该原型封装尺寸达78×77mm，支持约2倍硅片掩模面积（约1716mm²硅面积），采用10-2-10层叠结构：800μm厚玻璃芯层上下各10层RDL重分布层，集成2个EMIB桥接器，实现45μm超细凸点间距。 这项设计彻底解决了有机基板的翘曲问题，机械刚性显著提升，同时支持更高I/O密度、更优信号完整性和电源传输效率，专为AI数据中心多芯片let配置量身打造。英特尔明确表示，这是全球首个10-2-10厚玻璃芯+EMIB封装，装配与可靠性验证工作已同步推进。 同时在今年的CES展会上，英特尔宣布玻璃基板技术正式进入高量产阶段，并推出全球首款采用玻璃基板的商用产品Xeon 6+“Clearwater Forest”服务器处理器。该处理器基于Intel 18A/14A制程，标志着玻璃基板从研发转向大规模应用。英特尔Foundry还将这一技术作为代工服务对外开放，希望吸引苹果、英伟达等潜在客户。 据称，英特尔计划在2030年前实现玻璃基板全面商用，目前已从试点线迈向大规模量产，2026年将持续扩大亚利桑那工厂产能，并探索越南等新增产线。未来，玻璃基板将进一步与Intel 18A制程、混合键合等3D技术深度融合，支撑更复杂的chiplet架构和光电集成。 另外，三星、台积电都预计在2026年开始启动新的节点。三星电子通过显示部门的优势，推进玻璃基板中介层技术，计划在2026年下半年启动量产，2026年导入汽车应用，2028年AI/HPC全面商用。去年11月，三星电机与日本住友化学集团签署谅解备忘录，成立合资公司专注先进封装玻璃基板核心材料生产。 台积电目前主推硅中介层的CoWoS-S，但同步在开发CoWoS-G（玻璃基板变体），目前已向首家美国AI客户出货CoWoS-G样本，支持大尺寸玻璃中介层。计划2026年建立300mm迷你线，后续转向面板级工艺，与康宁合作开发特种玻璃，全面商用预计在2027年后。 小结： 2026 年，随着 AI 算力爆发与 CPO 规模化落地，玻璃基板正从试点应用走向规模量产，苹果的入局意味着这一新一代先进封装材料已获得全球顶级终端厂商的认可与选型背书，正式从技术验证阶段迈入产业化落地的关键窗口期。苹果自研 AI 服务器芯片选用玻璃基板，不仅是为了解决大尺寸、高带宽、低延迟的封装瓶颈，更是在为下一代 Chiplet 异构集成、HBM 高速互联与光电共封装提前锁定核心材料方案。
