英伟达正与德国SCHMID等设备厂商合作研发玻璃基板,希望韩日台基板厂商两年内完成开发,最快2028年落地。AI芯片竞争正从制程微缩延伸到封装材料。
过去几年,AI算力提升主要依赖先进制程和架构迭代。但当GPU功耗持续攀升、HBM堆叠层数增加、单封装内芯片数量变多,传统有机基板开始显露疲态。耐热不足、翘曲变形,是其在高端AI芯片场景下最难绕开的两道坎。
玻璃基板被业界视为替代方案。相比有机基板,玻璃具备更优异的平整度与刚性。玻璃基板可将芯片运行速度提升约40%,同时功耗降低近一半。低热膨胀系数是其另一项核心优势:在高温环境下几乎不会形变,这对发热量巨大的高性能AI芯片尤为关键。
更值得注意的是,玻璃拥有良好介电性能与低信号损耗,能够更稳定地传输超高速信号。当基板尺寸放大后,其变形量更小,可在单一封装内集成更多芯片与HBM。对于AI数据中心而言,这意味着更高的互连密度、更低的功耗和更可控的信号完整性。
英伟达对玻璃基板的推进并非单点试探,而是沿着设备、材料、基板、封装多个环节同时布局。
SCHMID在上半年财报说明会上披露,公司正与英特尔、英伟达、AMD各自供应链内的核心供应商合作,共同研发玻璃基板设备。SCHMID首席战略官表示,玻璃通孔金属化环节仍存在技术难点,客户认证尚未完成。
今年5月,英伟达与玻璃基板大厂康宁宣布达成多年期战略合作:英伟达将向康宁投资最高27亿美元,并获配认股权证;康宁将在美国新建三座先进制造厂,将本土光学连接产能扩大十倍。
玻璃基板并非新概念,但迟迟没有大规模商用,原因就在工艺和认证。
玻璃通孔(TGV)是玻璃基板的核心工艺之一。它需要在玻璃上形成微小孔洞,再完成金属化,实现垂直互连。SCHMID坦言,TGV金属化环节仍存在技术难点,客户认证尚未完成。这背后涉及玻璃与金属的附着力、种子层沉积、电镀填充、热应力控制以及长期可靠性等一系列问题。
英伟达提出"两年内完成开发,最快2028年前落地"的时间表,既显示其推动产业化的迫切,也说明大规模量产不会一蹴而就。
AI算力竞争的逻辑正在变化。制程微缩的边际成本越来越高,而封装端对性能、功耗、成本的影响越来越大。Chiplet、HBM、CPO、面板级封装等趋势叠加,使先进封装从"后道工序"上升为系统级创新的核心环节。
华创证券表示,面向半导体先进封装的玻璃芯基板长期发展空间广阔。随着AI/HPC与HBM驱动高端先进封装扩容,封装向更大尺寸演进,面板级封装趋势有望进一步放大玻璃在大尺寸、高平整度及低翘曲方面的适配优势。
在玻璃基板产业链上,国内企业并非完全缺席:
这意味着国内在设备、添加剂和部分加工环节已经出现切入机会,但在玻璃原片、高端基板制造和客户认证方面仍需要更多突破。
英伟达加码玻璃基板,表面看是基板材料替代,实质是AI算力基础设施竞争向封装端下沉。从有机基板到玻璃基板,从TGV金属化到客户认证,先进封装正在成为决定下一代GPU性能、功耗和供给节奏的关键变量。2028年或许是一个观察窗口,但产业卡位已经开始。
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