玻璃基板量产提速：JNTC沙漏型微通孔TGV填铜革命

【本文涉及的相关企业】

JNTC、Jinwoo Engineering（진우엔지니어링）、COMET（코멧）、凸版印刷（TOPPAN）、AST（Advanced Substrate Technologies）、Philoptics、LPKF、Taesung（태성）、SKC（Absolics）、三星电机（Samsung Electro-Mechanics）、LG Innotek、英特尔（Intel）、台积电（TSMC）、揖斐电（Ibiden）、欣兴电子（Unimicron）、群创光电（Innolux）、宸鸿科技（TPK）、奥特斯（AT&S）、新光电气（Shinko）、景硕科技（Kinsus）、京东方、沃格光电 / 湖北通格微、蓝思科技、云天半导体、三叠纪、佛智芯、閎康科技（MA-tek）等

一、为何AI大芯片非要“2.0毫米超厚玻璃基板”？

自2025年至2026年以来，全球顶级半导体终端客户对玻璃基板的厚度诉求发生了显著跃迁——从早期的0.8至1.1毫米，迅速转向1.5至2.0毫米乃至更厚的超厚单片玻璃。原因在于：当面板级封装尺寸扩大至510×515毫米、且单颗封装内集成的Die数量成倍增加时，玻璃芯板在双面积层（Buildup）数十层铜导线与介电薄膜的过程中，会承受巨大的不对称热机械应力（玻璃、铜与有机绝缘膜三者CTE差异引发的内应力）。唯有将单片玻璃基板厚度提升至2.0毫米（甚至向下一代3.0毫米演进），才能提供足够的机械抗弯刚度（弯曲刚度与厚度的三次方成正比），彻底抑制大型面板在加工与服役过程中的翘曲（Warpage）与脆性碎裂（Cracking）。

在这一背景下，半导体玻璃基板（Glass Core Substrate）凭借卓越的物理与电学本征特性，正式从实验室走向产业化前台。

图注：厦门云天半导体的8寸玻璃基板，产品说明：基于玻璃基材，专为高频高速设计，具备超低介电损耗和优异的热稳定性。通过高精度通孔填充与双面再布线工艺，实现细间距、高密度互连，翘曲控制优良，为先进封装提供理想的中介层解决方案。产品应用：主要面向2.5D/3D先进封装集成，作为高频高速互连中介层，用于高性能计算芯片、AI加速器、光模块、5G射频等对信号完整性要求严苛的场景。来源：2026.10.14，湾芯展展品。

在玻璃基板的完整工艺链里，后段加工才是玻璃基板真正的技术深水区。除了激光改质、表层种子层制备及电镀均一性等工艺挑战外，最令业界头疼的是高密度开孔带来的结构破坏。由于玻璃本身脆性大，在加密孔位、极限微缩孔间距的过程中，裂纹发生率会成倍增加，如何平衡“高密度”与“低破损”已成为当下最紧迫的技术课题。

二、传统TGV湿法电镀为何慢如蜗牛？

然而，玻璃厚度的翻倍直接将玻璃通孔（Through-Glass Via，简称TGV）的金属化填铜工艺推向了工程极限。由于玻璃本身是绝缘体，必须在0.8至2.0毫米厚的玻璃板上通过激光诱导刻蚀打出成千上万个微米级通孔，并在孔内无缺陷地填满高纯度实心金属铜，以实现上下表面的垂直电气互连与高效导热。

在传统工艺中，哪怕只是为厚度在0.8至1.1毫米的玻璃基板完成无气孔、无空洞的完全实心填铜，传统的电镀湿法（Wet Electroplating）往往也需要耗费半天（12小时）到整整一天（24小时以上）。当基板厚度增加到2.0毫米时，深宽比（Aspect Ratio，孔深与孔径之比）急剧拉大，传统湿法电镀更是陷入了“慢如蜗牛且缺陷率极高”的困境。究其物理与电化学根源，主要由以下四大核心瓶颈交织所致：

·深孔流体力学与离子传质极限（Mass Transport Bottleneck）：在厚达0.8至2.0毫米、孔径仅数十微米的垂直细长通道内，电镀液的对流交换极其微弱。铜离子（Cu2+）向孔中心深处的补充主要依赖缓慢的浓度梯度扩散。一旦为了求快而盲目拉高电镀电流密度，孔口处的铜离子会瞬间优先生长并消耗殆尽，而孔中心深处因严重的浓差极化而陷入“离子饥饿”状态。

·“狗骨效应（Dog-boning）”与内部空洞/缝隙（Void & Seam）：由于微通孔两端开口处的电场线高度集中（尖端边缘效应）且铜离子充足，孔口铜沉积速率远快于孔内中心。孔口两侧迅速增厚形成类似“狗骨头”的凸起，并提前封死孔口（Pinch-off），将尚未填满的孔中心彻底封闭，从而在玻璃基板内部留下致命的气孔（Void）或中轴接缝（Seam）（閎康科技MA-tek，https://www.matek.com/techarticle-detail/90/）。在后续几百摄氏度的封装回流焊或芯片高负载运行中，封闭空洞内的残留电镀液与气体受热剧烈膨胀，极易引发爆孔、铜柱断裂或高阻抗失效。

·三元有机添加剂协同调控的严苛时间窗口：为了避免孔口提前封死，传统直通孔被迫采用“蝶形填孔（Butterfly Filling，简称BFT）”策略——即通过精准配比抑制剂（Suppressor，如PEG大分子吸附孔口侧壁降低过电位）、整平剂（Leveler，如聚乙烯吡咯烷酮PVP阻断尖端突生长）与加速剂（Accelerator，如SPS小分子富集于孔中心促进沉积），让铜从通孔正中央率先横向生长并桥接（形似蝴蝶展翅），随后再向上下两端生长。然而，这种电化学动态平衡极其脆弱，必须在极低的电流密度和漫长的脉冲周期下缓慢孕育，动辄耗费12至24小时，单台电镀机台的日产能（Throughput）被严重锁死。

·铜与玻璃界面的弱结合力与表面凹陷（Dimple）：硅晶圆表面粗糙且工艺成熟，而玻璃表面呈原子级光滑，化学惰性极强，与金属铜的天然附着力极差，极易出现镀层剥离、鼓包或卷曲（KIPOST，https://www.kipost.net/news/articleView.html?idxno=325957）。此外，当通孔填铜结束时，孔口中心往往比四周表面低洼，形成凹陷缺陷（Dimple），不仅破坏后续RDL微细线路光刻焦深，若依赖重度化学机械抛光（CMP）强行磨平，又会带来高昂的耗材成本与玻璃微裂纹隐患。

图注：3D微观截面对比渲染——左侧为传统垂直直筒通孔因孔口提前封口而在中心留下的黑色致命气孔（Void）；右侧为JNTC沙漏型微通孔（Hourglass TGV），中心窄腰率先桥接并从上下两端形成双向机械锚定，实现致密无缺陷的实心填铜与平坦表面。

三、深度拆解JNTC“数分钟级”填铜的双重密码

2026年10月6日，据韩国权威半导体媒体《The Elec》报道，韩国电子核心组件与玻璃加工领军企业JNTC（제이앤티씨，股票代码：204270.KQ）正式宣布攻克了这一困扰全球封装界的核心难关：在尺寸为510×515毫米、厚度高达2.0毫米的单片TGV玻璃基板上，将原本需要半天至一整天的完全实心无缺陷填铜时间，历史性地大幅压缩至“数分钟级（Minutes）”，且量产综合良率高达约94%。更值得注意的是，该2.0毫米产品完全由单片完整2.0毫米厚玻璃直接加工而成，而非业内部分厂商为规避深孔电镀难题而妥协采用的“两片1.0毫米玻璃贴合方案”。

结合公开技术资料与电化学沉积原理，JNTC之所以能实现超过100倍的填铜效率跃迁，核心在于其打通了“沙漏型微通孔（Hourglass Via）几何重构”与“全自研金属化新工艺（Proprietary Metallization）”的双重物理化学闭环：

图1：传统垂直直通孔空洞缺陷（A）、传统蝶形电镀BFT模式（B）与JNTC沙漏型微通孔快速桥接+双向Bottom-Up填实机理（C）的工程截面对比（基于The Elec公开技术资料绘制）。

第一重密码：沙漏型（X型）微通孔几何结构——化“深直通孔”为“双对称浅盲孔”

如图1所示，传统垂直通孔上下直径一致，镀液在深达2.0毫米的直筒内传质路径极长。JNTC利用双面精密激光改性结合受控湿法化学刻蚀，将2.0毫米玻璃内的通孔精准塑造成“中间窄、上下两端宽”的沙漏型结构（Hourglass / X-shaped Via）。这一几何创新在流体力学、电化学与结构力学上带来了三大显著增益：

·1. 极速中腰桥接（Instant Waist Bridging）：由于沙漏孔正中央的“腰部（Waist）”孔径最窄，当金属化沉积启动时，窄腰两侧的铜镀层只需生长极短的距离即可在中心率先汇合封孔（Bridge）。原本漫长且极难控制的直孔“蝶形孕育阶段”被几何收窄效应瞬间完成（艾邦半导体网，https://www.ab-sm.com/a/71098）。

·2. 转化为双对称V型浅盲孔，开启大电流Bottom-Up高速填实：一旦中腰在极短时间内完成桥接封堵，原本深达2.0毫米的单一高深宽比通孔，在物理上立即转变为上下两个深度减半（各约1.0毫米）、且开口向外敞开的对称V型锥形盲孔（艾邦半导体网）。敞开的锥形大喇叭口彻底消除了深孔传质死角，电镀液得以高速冲刷换液；同时，加速剂天然聚集在狭窄的V型孔底（即沙漏腰部桥接处），抑制剂分布在宽阔的孔口，使工艺能够直接施加比传统蝶形电镀高出数倍至数十倍的电流密度，实现自中心向两端（Bottom-up）的快速实心生长，从根本上杜绝了中心空洞（Void）与缝隙（Seam）的产生（艾邦半导体网）。

·3. “双向机械铆钉”锁死效应：由于玻璃热膨胀系数（~3.8 ppm/K）远低于金属铜（~16.5 ppm/K），直筒孔内的实心铜柱在经历高低温热循环时极易像活塞一样在光滑玻璃孔内发生轴向滑移、突出（Copper Pumping）甚至脱落。而JNTC的沙漏型通孔上下宽、中间窄，填入的实心铜在固化后自然形成上下对称的锥形楔块，如同双头机械铆钉（Mechanical Rivet）一般从上下两侧牢牢咬合住玻璃本体，消除了铜柱滑移与脱落隐患。

第二重密码：自研高附着力金属化与“CMP-Free”平坦化抑制技术

除沙漏孔几何设计外，JNTC的第二大核心突破是其高度保密的自有金属化新工艺（Proprietary Metallization Process）。根据JNTC官方技术参数页面披露的工艺指标，其金属化体系在三个维度实现了突破：

·超高界面结合力（Adhesion > 500 gf/mm）：针对玻璃表面光滑难挂铜的痛点，JNTC在激光改性与精密湿法刻蚀（Etching）阶段实现了纳米级均匀孔壁微粗化与低损伤改性，并配合高致密种子层（Seed Layer）沉积技术，使铜镀层与玻璃基板之间的剥离强度（Peel Strength）突破了500 gf/mm以上（JNTC官网），确保在2.0毫米厚板高应力积层中不发生分层。

·彻底消除表面凹陷（Dimple-free）与空洞（Void-free）：通过专有的电镀液化学配方与流场-电场耦合控制，当铜从沙漏孔中腰向两端快速填满至孔口平面时，系统能精准抑制孔口过镀（Overburden）并自动找平孔口中心，消除了困扰业界的表面凹陷（Dimple）效应（The Elec）。

·迈向“CMP-Free（免化学机械抛光）”或极简平坦化工艺：在JNTC官方技术路线中，明确列出了“CMP-free：实现均匀镀层厚度、简化工艺流程并大幅削减制造成本”的技术特性（JNTC官网）。结合閎康科技（MA-tek，https://www.matek.com/techarticle-detail/90/）的先进封装失效分析（FA）标准，通过2D/3D X-ray非破坏性阵列扫描、白光干涉仪（WLI）表面形貌量测、扫描电镜（SEM）定点截面检验以及电子背散射衍射（EBSD）铜晶粒取向分析，JNTC的2.0毫米TGV玻璃基板在孔内结晶致密度、零孔隙率以及表面平坦度上均通过了严苛验证（The Elec）。

四、从设备自研到3470亿韩元扩产的商业闭环

在半导体制造领域，实验室跑通样品与工厂大规模稳定量产之间往往隔着一道巨大的鸿沟。为什么许多激光设备商虽然能打出2.0毫米的玻璃孔，却无法实现量产级填铜？JNTC给出的答案是：从核心装备设计到全工序工艺的垂直整合（Vertical Integration）。

图2：0.8至2.0毫米玻璃基板填铜耗时对比（左）与JNTC 2024–2030年玻璃基板代工（Foundry）产能扩张路线图（右）（数据来源：The Elec）。

装备与工艺全链路内化：“绝不外售核心设备”的护城河

JNTC于2024年正式进军半导体玻璃基板赛道，并在短时间内完成了垂直整合布局：

·母公司设备基因加持：除部分标准光学检测（AOI）设备外，JNTC在“玻璃清洗（Cleaning）→ 激光改性钻孔（Laser Processing）→ 精密湿法刻蚀（Etching）→ 实心电镀金属化（Metallization）→ 平坦化处理（CMP）”全链条的核心机台，全部由其控股母公司兼自动化装备制造商Jinwoo Engineering（진우엔지니어링，JNTE）自主研发制造（The Elec）。

·并购COMET吸收精密电镀与刻蚀工艺：2025年，JNTC正式吸收合并了专精于精密电镀与化学刻蚀工艺的子公司COMET（코멧），将三十余年在消费电子3D曲面玻璃加工与精密连接器电镀领域积累的湿化学经验注入TGV制程（The Elec Korea）。

·核心装备严禁外售：JNTC官方明确表态，由于其“分钟级填铜”与“沙漏孔成形”的核心工艺参数已深度固化在自研设备的机械结构、流场腔体与控制算法中，即便外部客户求购设备，JNTC也绝不对外出售任何核心机台，从而构建起防逆向工程的技术壁垒（The Elec）。

顶级客户验证与3470亿韩元产能宏图

凭借分钟级填铜带来的成本与交期优势，JNTC的商业化进程正在加速推进：

·美日台巨头联合验证：2026年6月，JNTC率先完成2.0毫米厚TGV玻璃基板开发，并顺利通过了美国半导体终端客户（市场普遍指向AI ASIC与网络芯片龙头博通 Broadcom）的质量验证，以及日本封装载板大厂凸版印刷（TOPPAN）的量产效率验证。2026年7月，JNTC与博通和TOPPAN在新加坡合资成立的先进载板企业AST（Advanced Substrate Technologies）正式签署商业化合作备忘录（MOU），而AST位于新加坡的首座高阶FC-BGA与先进基板工厂已于2026年9月29日正式启用（鉅亨網）。此外，JNTC正与中国台湾终端客户推进2.0毫米产品验证，并受另一家美国科技大厂（Big Tech）邀请赴其美国总部展开深度技术合作。

·27家保密协议（NDA）与付费样品转化：截至2026年10月，JNTC已与全球27家涵盖芯片设计/IDM大厂、OSAT封测厂及封装载板制造商的企业签署NDA（其中7家为终端芯片需求方），已有7家核心客户从免费样品测试正式迈入“付费样品（Paid Samples）”阶段，用于推进后续积层（Buildup）工艺验证（The Elec）。同时，JNTC已实现0.3毫米至2.0毫米全厚度产品线覆盖，并正在研发3.0毫米超厚玻璃基板。

·华城试产线与金泉3470亿韩元量产基地：目前，JNTC在韩国京畿道华城市（Hwaseong）马道工业园区的原COMET厂房内运营着1条TGV试产线（Pilot Line），月产能达10,000至12,000片大面板，计划于2027年正式启动2.0毫米玻璃芯板商业化量产供货（The Elec）。为迎接2028年后的商用需求，JNTC已于2026年9月与庆尚北道及金泉市（Gimcheon）签署投资MOU，承诺在2030年前斥资3,470亿韩元（约合2.55亿美元）在金泉市约3万坪（约9.9万平方米）土地上兴建大型玻璃基板量产基地；该厂定于2027年下半年动工，初期建设2至3条产线以衔接2028年年中的商用放量，远期将扩充至10条以上高速产线。

·开创“玻璃基板晶圆代工（Glass Substrate Foundry）”模式：JNTC并不与下游载板厂争抢RDL积层业务，而是将自身定位为全球通用的“玻璃芯板代工厂（Glass-Core Foundry）”。无论是自己组建了设备联盟的厂商，还是缺乏前端激光刻蚀与填铜能力的载板/OSAT厂商，均可向JNTC按需定制电路图案、通孔孔径、孔间距、玻璃厚度与镀铜厚度，甚至可以模块化外包从清洗、激光打孔、刻蚀、填铜金属化到CMP中的特定工序，而自身专注于Buildup积层工艺（The Elec）。

五、2.0毫米时代开启，谁将主宰下一代先进封装？

JNTC的“分钟级填铜”之所以在业内引发轰动，是因为它直接突破了当前全球2.0毫米厚玻璃基板竞赛中最核心的产能瓶颈。放眼全球产业链，围绕TGV玻璃基板的竞速已分化为两大维度：第一维度是“2.0毫米超厚玻璃微孔加工与填铜速度之争”，第二维度是“全球全栈玻璃基板大厂的量产卡位战”。

维度一：2.0毫米厚玻璃基板先发阵营对比——“能打孔”不等于“能快速填铜”

在2026年9月举办的韩国国际电路板及封装展（KPCA Show 2026）及近期产业动态中，多家国际设备商亮出了2.0毫米玻璃基板成果，但正如《The Elec》引述行业人士所指出的：除JNTC外，多数厂商目前仅解决了“激光微孔加工（Microvia Drilling）”问题，而在关键的“无缺陷高速填铜”环节仍未破局。

维度二：全球玻璃基板全产业链巨头竞速格局（韩、美、日、台、欧）

除了上游TGV玻璃芯板与设备突围外，全球半导体IDM、载板大厂与面板企业也在推进玻璃基板的商业化落地：

通过上述全局对比可以看到：国际龙头2026 年试产、2027–2029 年量产爬坡。JNTC避开了与三星电机、欣兴电子、揖斐电、TOPPAN等厂商在后道高密度积层上的正面竞争，而是卡位各家都绕不开的“2.0毫米厚板TGV高速打孔与分钟级实心填铜”环节。正如JNTC高管所言，即便是那些已经联合多家设备与材料商自建玻璃基板产线的企业，如今也倾向于将耗时且良率难控的“TGV成孔与填铜金属化”外包给JNTC，从而将自身资源集中于后道电路积层。总体来看，国内产业正处于从技术研发、中试验证向商业化交付推进的阶段，国内京东方、沃格、蓝思等已完成板级工艺贯通。

六、总结与产业启示

当AI算力芯片推动玻璃基板从0.8毫米迈向2.0毫米超厚规格时，传统湿法电镀长达12至24小时的填铜周期，曾被视为阻碍玻璃基板在2027年实现大规模商业化的主要瓶颈。

JNTC通过“沙漏型微通孔（Hourglass Via）几何结构设计”与“自研高结合力无缺陷金属化工艺”的协同，不仅在物理机制上将深孔传质难题转化为双对称浅V孔的高速Bottom-up生长，实现了从“按天计算”到“数分钟级”的效率跨越，更以双向铆钉锚定结构与94%的良率解决了超厚玻璃基板的可靠性痛点。这一突破给全球及本土半导体先进封装产业链带来了三点启示：

·1. 结构创新与电化学工艺必须深度耦合：单纯改进电镀液添加剂配方已难以应对2.0毫米乃至3.0毫米超厚玻璃的深宽比极限；唯有将前端激光改性与刻蚀孔型设计（如沙漏孔/X孔受控锥度）与后端电化学流体传质统筹设计，才能实现量产节拍的跨越。

·2. “装备+工艺+材料”垂直内化是工艺护城河的重要保障：JNTC依托母公司Jinwoo Engineering自研装备与并购COMET内化电镀工艺，实现了从清洗、激光、刻蚀、填铜到CMP的全闭环管控，这种“工艺固化于自研装备且不外售”的策略，显著缩短了在线良率爬坡周期。

·3. “玻璃芯板Foundry代工”将成为先进封装分工的新模式：随着博通、TOPPAN（AST）等国际企业率先验证并导入专业化TGV玻璃芯板代工，未来玻璃基板产业有望形成“前道TGV Core专业代工 + 后道RDL积层定制封装”的分工格局，率先掌握高效率、低成本、厚板无缺陷填铜能力的企业将在下一代AI算力底座供应链中占据关键地位。