随着人工智能技术的快速发展,AI芯片对高算力的需求日益迫切。然而,传统有机基板在性能上的局限逐渐显现,成为制约芯片进一步发展的瓶颈。在这一背景下,玻璃基板技术应运而生,以其卓越的热性能、物理性能和光学性能,成为下一代芯片封装的关键材料。
传统有机基板的局限
自上世纪90年代以来,有机材料基板一直是芯片封装的主流选择。然而,随着芯片集成度的不断提高,有机基板的局限性逐渐暴露:
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热膨胀系数差异大:有机基板与晶片的热膨胀系数差异过大,在高温下容易导致连接断开,芯片被烧坏。
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尺寸限制:有机基板的尺寸受到很大限制,难以在有限的尺寸内容纳更多的晶体管。
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信号传输速度受限:有机基板的信号传输速度相对较慢,难以满足高算力芯片的需求。
玻璃基板的优势
玻璃基板以其独特的性能,成为突破传统有机基板局限的理想选择:
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超低平面度:玻璃基板的超平整特性使其可以进行更精密的蚀刻,从而提升单位面积内的电路密度。
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热稳定性高:玻璃基板的热膨胀系数与晶片更为接近,能够减少高温下的变形,提高芯片的可靠性。
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信号传输速度快:玻璃基板的信号传输速度更快,有望为服务器和数据中心中的大型耗电芯片带来速度和功耗优势。
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互连密度高:玻璃通孔(TGV)之间的间隔能够小于100微米,使晶片之间的互连密度提升10倍。
科技巨头的布局
面对玻璃基板的巨大潜力,英特尔、三星等科技巨头纷纷加码布局:
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英特尔:早在十年前,英特尔就开始探索玻璃基板技术,并在2023年9月推出了基于玻璃基板的测试芯片,计划于2030年开始批量生产。
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三星:三星电机在2024年3月宣布与三星电子和三星显示器组建联合研发团队,计划于2025年生产样品、2026年大规模生产玻璃基板。
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其他企业:LG Innotek、日本DNP公司、SK集团旗下的Absolics等企业也纷纷入局,加速玻璃基板的研发与商业化进程。
未来发展趋势
玻璃基板技术的应用前景广阔,尤其在AI芯片领域:
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高算力需求:随着AI技术的快速发展,对高算力芯片的需求激增,玻璃基板将成为满足这一需求的关键技术。
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技术竞赛:玻璃基板不仅是材料上的革新,更是一场全球性的技术竞赛,各大科技巨头纷纷加码布局,以抢占技术制高点。
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生态系统建设:玻璃基板的良性发展需要产业链上下游建立一个完整的生态系统,从材料端到制程端、设备端等,都需要革新。
结语
玻璃基板技术以其卓越的性能,成为下一代芯片封装的关键材料,尤其在AI芯片领域具有广阔的应用前景。随着英特尔、三星等科技巨头的加码布局,玻璃基板技术有望在未来几年内实现大规模商业化,成为推动AI芯片性能提升的新引擎。