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芯片行業(yè)正迎來一場重大變革， 玻璃基板的開發(fā)正在為芯片材料的轉(zhuǎn)型奠定基礎(chǔ)。 在應(yīng)用的過程中困難重重，但其潛力不可小覷，可能需要數(shù)年時間才能完全解決相關(guān)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(lǐng)域。

隨著摩爾定律的失效，芯片設(shè)計正在從傳統(tǒng)的平面架構(gòu)轉(zhuǎn)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(xiàn)出色。

Part 1玻璃基板的優(yōu)勢

英特爾和SKC已經(jīng)宣布了玻璃基板的相關(guān)計劃，顯示出業(yè)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(chǎn)玻璃基板的工廠，以滿足市場需求。

● 玻璃基板的技術(shù)優(yōu)勢

玻璃基板具有一系列顯著的優(yōu)勢，使其在先進封裝領(lǐng)域中脫穎而出：

◎ 尺寸穩(wěn)定性和平整度：玻璃基板的尺寸穩(wěn)定性優(yōu)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(xiàn)高分辨率的光刻至關(guān)重要。

◎ 低介電常數(shù)：玻璃的低介電常數(shù)有助于減少信號傳播延遲和相鄰互連之間的串?dāng)_。這對于高速電子設(shè)備至關(guān)重要，能夠提高數(shù)據(jù)傳輸速度和整體系統(tǒng)性能。

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

● 挑戰(zhàn)與解決方案

盡管玻璃基板優(yōu)勢明顯，但 其脆性是一個顯著挑戰(zhàn)。 隨著基板變得越來越薄，破損的風(fēng)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(zhàn)。 對于光刻設(shè)備，需要低數(shù)值孔徑(NA)透鏡系統(tǒng)，以在不影響分辨率的情況下，實現(xiàn)更大的焦深和更高的分辨率。

大型代工廠和OSAT(外包半導(dǎo)體組裝與測試)企業(yè)已經(jīng)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(xiàn)場驗證，但當(dāng)封裝行業(yè)的線寬/間距低于2/2μm時，它們的優(yōu)勢將不再明顯。轉(zhuǎn)向玻璃基板需要新一輪的設(shè)備投資和新工藝的開發(fā)。

Part 2玻璃基板的未來

玻璃基板在應(yīng)用中存在這些障礙，業(yè)界普遍承認(rèn)玻璃基板的潛力。 隨著數(shù)據(jù)中心、電信和高性能計算等領(lǐng)域?qū)Ω咝?、高速設(shè)備的需求增加，玻璃基板的應(yīng)用前景廣闊。

玻璃基板的低介電常數(shù)和出色的熱穩(wěn)定性使其成為這些應(yīng)用的理想選擇。 它不僅可以提高系統(tǒng)效率和數(shù)據(jù)吞吐量，還能在高頻應(yīng)用中實現(xiàn)更好的阻抗控制，確保信號完整性。

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

玻璃基板缺乏統(tǒng)一的尺寸、厚度和特性標(biāo)準(zhǔn)。 這使得制造過程中的可預(yù)測性和效率受到限制。解決這一問題需要全行業(yè)的合作，包括玻璃制造商、半導(dǎo)體公司、封裝專家和設(shè)備供應(yīng)商，共同制定和采用玻璃基板標(biāo)準(zhǔn)。

小結(jié)

玻璃基板的應(yīng)用前景廣闊，它為更復(fù)雜、更緊密集成的電路鋪平了道路。盡管面臨許多技術(shù)和制造上的挑戰(zhàn)，但隨著技術(shù)的不斷進步和全行業(yè)的共同努力，玻璃基板有望在未來的先進封裝中發(fā)揮關(guān)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?！?/p>