【内容目录】
一、玻璃基板TGV技术路线发展
二、玻璃基板在CoPoS封装潜力无限
三、TGV技术多元应用场景的发展
四、结语
【本文涉及的相关厂商】
Nvidia、Intel、TSMC、BOE、Nokia、TCL华星光电、沃格光电、康宁、肖特光学、帝尔激光、德龙激光、LPKF。
玻璃基板TGV技术路线发展
想要了解玻璃基板在产业链卡位的真正价值，首先要了解其底层核心工艺——TGV（玻璃通孔）的技术发展路线，与传统硅通孔（TSV）采用的深反应离子刻蚀（DRIE）不同，TGV的成孔机理是一套光化学与湿法腐蚀高度协同的复杂流程。具体介绍请见历史文章和，在此不再赘述。
业界TGV技术对比示意图(图源：网络)
业界主流基本都在用激光诱导加深度刻蚀（LIDE）工艺，本质上来说，TGV的“打孔”并非一步到位的物理穿透（上图中1和2），而是先利用特定波长的超快激光（通常为飞秒或皮秒激光）聚焦于玻璃内部，释放高能激光能量通过高能量密度的激光光子打破二氧化硅内部的硅-氧化学键，而在外部观测几乎看不到肉眼可见的孔洞，这一步称之为“材料改性”，是其内部材料微观结构发生改性。第二步是将改性后的玻璃浸入氢氟酸（HF）溶液中，通过湿法刻蚀的方法，将改性后区域去除，由于改性区域的腐蚀速率通常是未改性区域的100倍左右，所以化学试剂能够沿着激光留下的“轨迹”迅速蚀除材料，最终形成孔壁平整、孔径一致性极高的微米级通孔。
当然通孔只是第一步，后续的金属化（电镀填铜）与表面重布线层（RDL）的制作同样充满挑战，Fab在完成打孔和清洗后（去除残留酸液），要通过物理气相沉积（PVD）在孔壁上均匀覆盖一层几十到数百微米厚的钛或铜作为后续电镀的种子层（Seed Layer）。而玻璃孔壁由于材料原因极为光滑，之前业界还卡在种子层的附着力不够强而头疼，但随着工艺迭代，这一瓶颈目前已基本攻克。然后将玻璃基板浸在电镀液中通过阴阳离子迁移，铜将TGV孔洞自下而上完全填充，形成垂直导通的实体金属柱形成通路，最后再辅以CMP（化学机械抛光）进行表面平坦化，为顶层的RDL精细线路光刻、曝光与显影打下基础。
Intel EMIB-T 玻璃基板3D X-ray图(图源：Intel)
在这一步中，衡量TGV的技术难度指标，业界十分关注“深宽比”（通孔深度与孔径的比值）这一核心参数，深宽比越大，意味着在同等厚度的玻璃上可以加工出更细的孔，进而大幅提升单位面积内的通孔密度与I/O通道数。京东方作为国内的行业巨头，其量产的深宽比大约为50:1，孔径约为5μm；而业内技术较为领先的沃格光电在量产端正向100:1靠近，实验室级别的150:1（孔径约为3um）也在步入导入流程。
玻璃基板在CoPoS封装潜力无限
CoPoS（Chip-on-Panel-on-Substrate）是台积电（TSMC）推出的下一代 2.5D 先进封装技术，业界称其为“化圆为方”的CoWoS的继任者。尤其是Nvidia、AMD等头部厂商希望将多颗高算力GPU与HBM高带宽内存封装在同一基板上时，有机基板和硅中介层（Silicon Interposer）的CoWoS方案开始显露疲态，据产业信息，最新的算力机组在开发4颗（2+2排布，原本2颗）芯片布局时，由于有机基板、硅中介层与芯片之间热膨胀系数（CTE）的严重不匹配，系统在高温回流焊过程中极易发生严重的翘曲变形，会直接导致应力失衡甚至引起局部微凸块（Microbump）出现虚焊，互联信号质量会大打折扣，几乎不具备量产（良率和可靠性不达标）能力。目前来看有机基板遇到封装瓶颈，尤其是在超大尺寸封装面前已经触及物理天花板。
正是在这一背景下，台积电主导的CoPoS（Chip on Panel on Substrate）架构应运而生，其核心逻辑是用玻璃芯基板直接替代昂贵的硅中介层，玻璃材料的介电损耗远低于硅，高频信号的高速传输性能更为优异，同时其热稳定性极佳，能够有效抑制大尺寸封装带来的翘曲问题。
当然不仅仅是性能优异，CoPoS的成本和量产效率同样出色，传统的硅中介层依赖于12英寸圆形晶圆制造，面积最大也就12寸（300mm）；而CoPoS方案则直接向大尺寸矩形面板（Panel-level）迈进，成熟的玻璃制造能做出均匀的超大矩形尺寸。据业界估计一旦量产跑通，封装环节的基板成本预计可下降约30%，并且量产效率几乎翻倍。
目前来看，业界走的最为靠前的是Intel，其在ECTC 2026年宣布量产首款510mm×515mm尺寸、支持24层布线的玻璃芯基板，不仅实现了TGV的铜完全填充，更革命性地在玻璃基体中内嵌了EMIB连接桥并一体化集成了埋设光波导。
Intel EMIB-T技术玻璃基板(图源：Intel News)
TGV技术多元应用场景的发展
如果说CoPoS是对电互连极限的压榨，那么TGV技术的长期商业逻辑，则在于彻底打通光通信与电计算的物理隔阂，这也是玻璃基板最被业界看好的原因。
短期来看，玻璃基板已经在特定结构件上实现了从验证到量产的跨越，在光模块的FAU（光纤阵列单元）结构件中，光纤阵列对准和机械支撑就是采用了高精度的TGV的玻璃基板实现。还有就是在高度成熟的面板行业，如Micro LED显示领域京东方、TCL华星等大厂正加速推动面板级量产，固晶工序良率已达到商用及格线。目前的成熟量产还未发挥其电互连潜力，但已经为TGV产业链进行了预热。
长期来看（预计到2030年）TGV技术将迎千亿级市场的爆发，其核心载体正是CPO（光电共封装），康宁推出的Glass Bridge方案，沃格光电的玻璃基加工能力，Intel的全产业链整合技术都是未来潜在的行业巨头。尤其是玻璃基板光波导更是被业界寄予厚望，通过离子交换工艺在极小的玻璃基体内制备出光波导，同时集成了TGV电通道，过去为了解决光纤与光子集成电路（PIC）之间光斑尺寸不匹配的问题，需要冗长且高损耗的耦合结构，而光波导直接可以搞定，并且损耗比耦合结构低的多，并且TGV的电通道又可以在垂直方向进行芯片级互联。
康宁Glass Bridge(图源：康宁)
刚刚提及的国内产业链方面，沃格光电目前被认为进度最快，其子公司通格微规划建设年产10万平方米玻璃基封装载板产线，今年下半年进入正式投产；工艺能力覆盖玻璃薄化、TGV、PVD、孔填充电镀和RDL。同时其与帝尔激光的设备协同发展也是其深宽比指标领先的重要支撑。玻璃原片部分戈碧迦、凯盛、康宁和肖特等多家材料均能提供不同尺寸和厚度的玻璃，尤其以康宁的超薄100um业界领先。
所以可以看到不光是现阶段在结构件和封装中的玻璃基板有着明确的潜力，在未来光电一体化集成的架构中，将光路与电路同时封入一块玻璃基板中，使得端口密度达到了传统光纤FAU方案的4倍，互联性能将翻倍提升。
结语
玻璃基板与TGV技术绝非单一工艺的改良，而是一场席卷半导体制造底层的材料革命。无论是解决翘曲替换有机基板，还是光纤阵列和面板行业的结构件，都是这条赛道的新星，先进封装不断发展，未来高宽深比玻璃基板TGV技术一定不会缺席。
文中插图为生成式AI生成
