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玻璃替代硅!CoPoS改写先进封装规则

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CoPoS作为CoWoS的下一代封装,长期替代趋势明确,预计2028年量产。CoPoS相较于CoWoS主要区别即在于中介层,CoWoS采用纯硅或LSI局部硅+RDL有机中介层,并在硅材料上通过TSV通孔实现互联,CoPoS即将中介层替换为玻璃材料,并通过TGV通孔实现互联,而中介层外的μBump以及IC载板无变化,通过中介层材料的替换来延展中介层面积,并提高互联密度。落地节奏上,台积电将CoWoS中介层上限由9.5x提升至14x reticle size之后,CoWoS的性能提升空间进一步拓宽,CoPoS替代的必要性或将推迟,据trendforce,台积电26年6月将有望建成CoPoS中试线,而大规模量产或将到2028年之后。

CoPoS的玻璃中介层优势在于1)面积尺寸更大;2)信号传输损耗低;3)CTE系数与硅匹配且可灵活调整;4)TGV通孔密度更高,互联性能空间更大。

玻璃中介层/载板一大优势在于面积可以做到比硅片更大,随后续算力芯片性能要求提升,集成的logic die与HBM die数量逐步增多,将需要更大面积的中介层,同时电绝缘性和极低的介电损耗,使得在高频信号传输过程中的信号损耗更低,能有效确保高性能计算中的数据传输完整性,性能表现上,TGV深宽比可做到50:1,高于TSV的10:1,预期能实现的TGV通孔密度也将更高,同时玻璃材料CTE系数约为3 ppm/℃,硅材料CTE系数约为2.6 ppm/℃,两种材料基本匹配,且硅材料可通过调配原料比例调整CTE系数,从而减弱受热翘曲问题。

CoPoS所用的玻璃基板具备应用延展性,主因其尺寸与TGV密度带来的性能优势与低信号损耗优势使得玻璃基板在中介层替代、IC载板替代、射频FOPLP与CPO上具备落地空间。CoWoS的硅中介层制造需要用到光掩模来做光刻工艺,故面积大小受限于光罩拼接技术上限,而玻璃作为中介层采用不受圆形晶圆和光罩尺寸的束缚,若后续中介层堆叠芯片越来越多则CoPoS或将成为必选项;而射频与CPO处理高频信号,对信号完整性以及误码率要求较高,故玻璃基的低信号损耗优势也同样契合射频FOPLP封装与CPO封装的应用场景。

CPO为玻璃基板另一潜在落地场景。CPO技术所解决的即为高频信号下的信号完整性与损耗率的问题,同时实现更高的带宽、更低的延迟和更高的能源效率,而玻璃基板电气性能优异,TGV通孔的信号损耗较低,同时玻璃在从可见光到红外的宽光谱范围内具有高透射率,并可通过离子交换(IOX)等工艺在基板内部直接制备低损耗的光波导(传输损耗可低至0.05-0.1 dB/cm)。这使得光信号的路由与电信号互连可在同一玻璃基板内完成,显著简化光路耦合、降低光损耗,并实现了三维光互连架构,故未来CPO领域同样为玻璃基板的潜在应用场景。

但也存在均匀性与受热翘曲等技术性问题以及配套设备替换的经济性问题,玻璃基率先大规模应用技术或为FOPLP与玻璃载板。玻璃基本两大技术难点在于均匀性与翘曲问题,大面板上不能再用传统的旋转涂覆方式,材料特性也要调整,面板中心与边缘膜厚差可达数微米,直接破坏光刻精度与连接可靠性;受热翘曲问题上虽然玻璃基本可通过调节将CTE系数调整至与硅材料一致,但面积扩大后温度循环带来的热应力分布更复杂,微小应力不均都会被放大,导致翘曲问题,同时玻璃脆性高,易产生微裂纹,引发电气失效。基于目前技术工程与经济性问题,玻璃基板率先落地场景预计为射频领域的FOPLP封装与玻璃载板,Intel已于2026年初推出玻璃载板的EMIB封装样品,采用了800μm的玻璃基板以及2颗EMIB bridge。

产业链相关公司

公司名称 核心定位 & 主营业务 玻璃基板 / TGV 先进封装相关核心看点 2025 年核心经营业绩
台积电 全球晶圆代工先进封装龙头 1. 主导 CoWoS 2.5D 封装,掌控 AI 算力芯片核心价值链2. 封装尺寸规划至 9.5x、14x reticle size3. 研发下一代 CoPoS 封装,预计 2028 年量产,具备行业技术指引性 未披露单列年度业绩
沃格光电 国内 GCP 玻璃电路板、泛半导体玻璃基器件研发制造 1. 子公司湖北通格微具备 TGV 玻璃基板全制程工艺2. 建成年产 10 万平米产能,已小批量供货,应用于高算力芯片、射频器件3. 业务覆盖 5G/6G 射频、光模块 / CPO、半导体先进封装 1. 整体受战略投入及资产减值影响仍亏损2. 传统玻璃精加工营收 7.94 亿元(+28.49%)3. 光电显示器件营收 13.36 亿元(+7.10%)4. 通格微 2025 年 Q1 营收 388 万元
彩虹股份 国内基板 、面板一体化显示龙头 1. 覆盖 G5~G8.5 全世代液晶基板玻璃2. 推进 G8.5 + 高世代产线建设量产,产品结构高端化 1. 总营收 112.93 亿元(-3.18%)2. 基板玻璃业务收入 16.77 亿元(+10.99%)3. 归母净利润 3.74 亿元(-69.82%)
美迪凯 光学光电子、半导体光学封测高新技术企业 1. 主营玻璃晶圆精密加工,用于半导体临时键合承载基板、先进封装玻璃基板2. 与全球光学玻璃大厂合作,半导体承载基板、AR/MR 玻璃晶圆持续量产出货 1. 营收 6.64 亿元(+36.72%)2. 归母净利润 - 1.57 亿元(研发、折旧及新业务投入拖累)
戈碧迦 光学玻璃、特种功能玻璃材料研发制造 1. 开发 TGV 封装玻璃基板材料,向国内半导体大厂送样2. 玻璃载板获客户验证,累计订单 1.265 亿元,2025 年待完成 1600 万元 1. 营收 5.52 亿元(-2.59%)2. 归母净利润 2958.48 万元(-57.89%),高毛利特种玻璃收入下滑 + 股权激励费用增加
汇成股份 显示驱动芯片全制程封测服务商金凸块工艺为核心 1. 拥有成熟 COG 玻璃覆晶封装工艺,涉及芯片与玻璃基板接合2. 依托玻璃封装技术积累,有望快速切入 TGV 先进封装领域 1. 营收 17.83 亿元(+18.79%)2. 归母净利润1.55 亿元(-3.15%)
颀中科技 国内高端 IC 先进封装测试龙头 1. 显示驱动封测具备 COG 玻璃覆晶封装工艺2. 2025 年战略投资浙江禾芯,布局 TGV 玻璃通孔先进封装,切入 AI、高端算力芯片赛道 未单列细分年度业绩数据

 

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