摩尔定律逼近物理极限的"后摩尔时代",半导体行业的演进逻辑正在经历深刻的变化。过去我们依赖的二维平面微缩利益渐趋枯竭,三维集成(3D Integration)由此成为延续摩尔定律、突破算力桎梏的必由之路。
然而,2.5D/3D封装与异构集成的深度发展,对垂直互连密度与基板物理性能提出了极为苛刻的要求。硅基板在高频损耗、制造成本与工艺复杂度上的先天不足持续放大,而玻璃基板凭借低介电损耗、高尺寸稳定性等独特优势,正推动半导体封装由"硅基时代"向"玻璃基时代"悄然跨越。
在此进程中,玻璃通孔(Through-Glass Via,TGV)技术作为连接宏观材料与微观电路的关键枢纽,不仅是先进封装的一项核心支撑技术,更已成为半导体产业价值重构的战略制高点之一。TGV基板产业链示意图。
TGV技术的崛起,正是基于对上述物理极限的深刻洞察与突破。在高品质硼硅玻璃或石英为基材,通过激光诱导、湿法蚀刻与电镀填充等工艺,TGV实现了微米级的垂直互连。其优势不仅在于优良的高频电学特性,更在于大尺寸超薄衬底的易获取性与工艺的简化性。
无需复杂的绝缘层沉积,且在超薄状态下仍能保持极低的翘曲度,使得TGV成为射频芯片、高端MEMS及高密度系统集成的理想载体。这不仅是工艺的革新,更是材料科学赋能信息产业的一次范式转移。
全球产业巨头对TGV的战略价值早有卡位。美国康宁、日本旭硝子等国际玻璃巨头,凭借在超大尺寸、超薄柔性玻璃领域的深厚积淀,构筑了坚实的材料壁垒。在工艺端,欧美日企业依托先发优势,在高深宽比成孔与低温键合等核心环节形成了技术垄断。
然而,全球产业链的韧性正面临重构,中国半导体产业在先进封装领域的突围,亟需寻找一个能够实现“换道超车”的技术奇点,TGV或许正是一种历史契机。国家"十四五"规划及新一代人工智能发展规划中,对三维集成技术的战略定调,为国内产业的崛起提供了顶层设计的支撑。
安徽华创鸿度的探索颇具样本意义。作为国内TGV技术研发的先行者之一,华创鸿度并未盲目跟从,而是立足安徽省半导体材料与装备的产业土壤,聚焦激光诱导刻蚀这一关键路径。
其在深宽比20:1通孔量产上的突破,标志着中国企业已具备挑战国际先进水平的硬核实力。这种以激光诱导变性、氢氟酸刻蚀为核心的工艺路线,巧妙平衡了高深宽比、侧壁质量与制造成本,为国内TGV的产业化探索出了一条可行之路。
但必须清醒地看到,华创鸿度的突破并非孤峰独秀,而是中国TGV产业链协同演进的缩影。从专用玻璃基材的研发,到飞秒激光设备、电镀填充设备的国产化替代,再到下游AI芯片与射频器件的验证应用,一条“材料-设备-工艺-应用”的完整生态链正在形成。
这种全链条的协同创新,是中国制造业体系优势的集中体现。TGV技术的崛起,不仅是半导体封装工艺的一次技术迭代,也是中国半导体产业实现高质量发展、摆脱路径依赖的战略抓手之一。
未来五至十年,随着产业链协同的深化与工艺瓶颈的逐一突破,TGV有望推动三维集成迈入全新阶段。
然而,2.5D/3D封装与异构集成的深度发展,对垂直互连密度与基板物理性能提出了极为苛刻的要求。硅基板在高频损耗、制造成本与工艺复杂度上的先天不足持续放大,而玻璃基板凭借低介电损耗、高尺寸稳定性等独特优势,正推动半导体封装由"硅基时代"向"玻璃基时代"悄然跨越。
在此进程中,玻璃通孔(Through-Glass Via,TGV)技术作为连接宏观材料与微观电路的关键枢纽,不仅是先进封装的一项核心支撑技术,更已成为半导体产业价值重构的战略制高点之一。TGV基板产业链示意图。
TGV技术的崛起,正是基于对上述物理极限的深刻洞察与突破。在高品质硼硅玻璃或石英为基材,通过激光诱导、湿法蚀刻与电镀填充等工艺,TGV实现了微米级的垂直互连。其优势不仅在于优良的高频电学特性,更在于大尺寸超薄衬底的易获取性与工艺的简化性。
无需复杂的绝缘层沉积,且在超薄状态下仍能保持极低的翘曲度,使得TGV成为射频芯片、高端MEMS及高密度系统集成的理想载体。这不仅是工艺的革新,更是材料科学赋能信息产业的一次范式转移。
全球产业巨头对TGV的战略价值早有卡位。美国康宁、日本旭硝子等国际玻璃巨头,凭借在超大尺寸、超薄柔性玻璃领域的深厚积淀,构筑了坚实的材料壁垒。在工艺端,欧美日企业依托先发优势,在高深宽比成孔与低温键合等核心环节形成了技术垄断。
然而,全球产业链的韧性正面临重构,中国半导体产业在先进封装领域的突围,亟需寻找一个能够实现“换道超车”的技术奇点,TGV或许正是一种历史契机。国家"十四五"规划及新一代人工智能发展规划中,对三维集成技术的战略定调,为国内产业的崛起提供了顶层设计的支撑。
安徽华创鸿度的探索颇具样本意义。作为国内TGV技术研发的先行者之一,华创鸿度并未盲目跟从,而是立足安徽省半导体材料与装备的产业土壤,聚焦激光诱导刻蚀这一关键路径。
其在深宽比20:1通孔量产上的突破,标志着中国企业已具备挑战国际先进水平的硬核实力。这种以激光诱导变性、氢氟酸刻蚀为核心的工艺路线,巧妙平衡了高深宽比、侧壁质量与制造成本,为国内TGV的产业化探索出了一条可行之路。
但必须清醒地看到,华创鸿度的突破并非孤峰独秀,而是中国TGV产业链协同演进的缩影。从专用玻璃基材的研发,到飞秒激光设备、电镀填充设备的国产化替代,再到下游AI芯片与射频器件的验证应用,一条“材料-设备-工艺-应用”的完整生态链正在形成。
这种全链条的协同创新,是中国制造业体系优势的集中体现。TGV技术的崛起,不仅是半导体封装工艺的一次技术迭代,也是中国半导体产业实现高质量发展、摆脱路径依赖的战略抓手之一。
未来五至十年,随着产业链协同的深化与工艺瓶颈的逐一突破,TGV有望推动三维集成迈入全新阶段。