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芯片行業正迎來一場重大變革， 玻璃基板的開發正在為芯片材料的轉型奠定基礎。 在應用的過程中困難重重，但其潛力不可小覷，可能需要數年時間才能完全解決相關問題。十多年來，用玻璃取代硅和有機基板的討論不斷進行，尤其是在多芯片封裝領域。

隨著摩爾定律的失效，芯片設計正在從傳統的平面架構轉向先進封裝，玻璃基板因此成為焦點。先進封裝需要更高的集成度和更細的線路寬度，而玻璃基板在這方面表現出色。

Part 1玻璃基板的優勢

英特爾和SKC已經宣布了玻璃基板的相關計劃，顯示出業界對其前景的信心。 英特爾計劃在未來推出玻璃基板，而SKC則在美國建立生產玻璃基板的工廠，以滿足市場需求。

● 玻璃基板的技術優勢

玻璃基板具有一系列顯著的優勢，使其在先進封裝領域中脫穎而出：

◎ 尺寸穩定性和平整度：玻璃基板的尺寸穩定性優于其他材料，能夠支持更大面積和更精細的圖案。這對于實現高分辨率的光刻至關重要。

◎ 低介電常數：玻璃的低介電常數有助于減少信號傳播延遲和相鄰互連之間的串擾。這對于高速電子設備至關重要，能夠提高數據傳輸速度和整體系統性能。

◎ 熱穩定性：玻璃基板在寬溫度范圍內的尺寸變化極小，能夠在熱管理至關重要的應用中保持穩定性能。它能承受熱循環并防止電氣短路和其他由于溫度變化引起的機械應變問題。

◎ 電氣特性一致性：玻璃基板在整個表面提供一致的電氣特性，確保信號完整性，特別是在高頻應用中。

● 挑戰與解決方案

盡管玻璃基板優勢明顯，但 其脆性是一個顯著挑戰。 隨著基板變得越來越薄，破損的風險大大增加。因此，處理和加工玻璃基板需要極其小心和精確。

在光刻過程中，玻璃的脆性同樣帶來了檢測和計量的挑戰。 對于光刻設備，需要低數值孔徑(NA)透鏡系統，以在不影響分辨率的情況下，實現更大的焦深和更高的分辨率。

大型代工廠和OSAT(外包半導體組裝與測試)企業已經在其他材料上進行了大量投資，例如覆銅板(CCL)。這些材料已在現場驗證，但當封裝行業的線寬/間距低于2/2μm時，它們的優勢將不再明顯。轉向玻璃基板需要新一輪的設備投資和新工藝的開發。

Part 2玻璃基板的未來

玻璃基板在應用中存在這些障礙，業界普遍承認玻璃基板的潛力。 隨著數據中心、電信和高性能計算等領域對高效、高速設備的需求增加，玻璃基板的應用前景廣闊。

玻璃基板的低介電常數和出色的熱穩定性使其成為這些應用的理想選擇。 它不僅可以提高系統效率和數據吞吐量，還能在高頻應用中實現更好的阻抗控制，確保信號完整性。

混合基板的應用也是一種潛在解決方案， 通過將玻璃與其他基板材料結合，既可以利用玻璃的熱穩定性和電氣優勢，又能發揮其他材料的機械強度和成熟制造實踐。

玻璃基板缺乏統一的尺寸、厚度和特性標準。 這使得制造過程中的可預測性和效率受到限制。解決這一問題需要全行業的合作，包括玻璃制造商、半導體公司、封裝專家和設備供應商，共同制定和采用玻璃基板標準。

小結

玻璃基板的應用前景廣闊，它為更復雜、更緊密集成的電路鋪平了道路。盡管面臨許多技術和制造上的挑戰，但隨著技術的不斷進步和全行業的共同努力，玻璃基板有望在未來的先進封裝中發揮關鍵作用。

正如英特爾研究員Rahul Manepalli所言：“我們甚至還沒有觸及玻璃的表面，一旦我們搞清楚了這一工藝，玻璃的潛力將是無限的。”