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2026年9月,首尔。
SCHMID首席战略官Roland Rettenmeier在一场财报说明会上,披露了一条不太起眼但信息量极大的消息:这家德国设备厂商正在与英特尔、英伟达、AMD各自供应链内的核心供应商合作,共同研发玻璃芯基板生产设备。
三家公司同时找同一家设备商合作,这件事本身就不寻常。但更不寻常的是SCHMID接下来说的话:玻璃通孔(TGV)的金属化环节仍是尚未攻克的技术难点,面向头部芯片厂商的客户认证也还没有完成。
技术没跑通,认证没完成。英伟达却已经把整个产业链催到了“两年内交卷”的节奏。
据韩国科技媒体KIPOST报道,英伟达希望韩国、日本及中国台湾地区的基板厂商在两年内完成玻璃基板开发,最快2028年前落地。黄仁勋此前已与SK集团会长崔泰源会面,专门探讨了包含玻璃基板在内的下一代半导体合作,同时积极推动台积电开发相关工艺。
英伟达在急什么?
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有机基板撑不住了
英伟达急着换基板,是因为AI芯片的封装尺寸正在失控。
Blackwell Ultra的封装尺寸已经达到5倍光罩面积。下一代Rubin Ultra预计将进一步扩大。当一颗芯片的封装面积接近一枚信用卡大小,传统ABF有机基板的物理极限就暴露无遗。
问题出在两个维度。第一是热膨胀系数的不匹配。有机基板的热膨胀系数约为10至17ppm/℃,硅芯片只有约3ppm/℃。当AI芯片在满载运行中经历剧烈的温度波动时,基板和芯片以不同的速率膨胀和收缩,积累的机械应力会导致翘曲和焊点开裂。
第二是布线密度。AI芯片需要把数以万计的信号线从芯片内部引出,有机基板的线宽线距一旦进入2微米以下,光刻精度就无从保证。
硅中介层是另一条路,但它有自己的问题。硅中介层依托圆形晶圆生产,在大封装尺寸下,边角切割损耗极高。一块85×110毫米的封装,如果从12英寸晶圆上切出来,边角料几乎占了一半。对于单价数千美元的AI芯片来说,这种浪费无法接受。
玻璃基板恰好卡在有机基板和硅中介层之间。热膨胀系数可以通过成分控制精确设定在3至5ppm/℃,与硅芯片高度匹配。介电损耗比有机基板降低约10倍。可以做成方形,材料利用率提升至75%以上。
行业分析给出的数据很直接:采用玻璃基板后,芯片运行速度可提升约40%,功耗降低近一半。对于功耗逼近2300W的下一代GPU来说,这组数字的分量不需要多余解释。
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“取代中介层”的野心
但玻璃基板的意义不止于“更好的基板”。
英伟达推进玻璃基板的核心目标,是通过大幅提升单颗芯片封装内可容纳的HBM容量,从底层拉高GPU的数据处理速度。
当前主流AI芯片的封装逻辑是:GPU和HBM都放在一块硅中介层上,中介层再连接到基板。三层结构,每一层都增加厚度和信号传输距离。
玻璃基板的逻辑是“去中介层”。用玻璃基板直接替代硅中介层,或者让GPU和HBM无需中介层即可直接组装。封装更薄,传输距离更短,带宽更大。
这意味着,玻璃基板可以让英伟达在同一个封装里塞进更多HBM。当HBM的容量成为GPU性能的核心瓶颈时,封装材料的更换直接决定了下一代GPU的带宽上限。
行业分析指出,当前硅中介层方案的尺寸扩展已经接近天花板,而玻璃基板的大尺寸矩形面板可以将材料利用率提升至75%以上,长期来看将显著降低超大尺寸先进封装的制造成本。
英伟达不是在换一个零件,是在换整个封装架构的底层逻辑。
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台积电的CoPoS路线
英伟达的玻璃基板战略,与台积电的封装路线高度绑定。
台积电已建成CoPoS试产线,锁定310×310毫米基板尺寸,计划2027年小量试产、2028年下半年正式量产。CoPoS全称Chip-on-Panel-on-Substrate,以方形面板替代传统圆形晶圆作为封装载体,核心材料就是玻璃。
英伟达与台积电联合定义的CoPoS玻璃面板封装,目标是承载超大面板级封装、在单封装内塞入更多HBM,从而提升下一代GPU和CPO的带宽、降低封装翘曲、提升封装良率,量产目标定在2028至2029年。
但台积电对CoPoS的节奏判断比英伟达更保守。台积电董事长魏哲家曾表示,CoPoS需要2至3年产量才能达到相当大的规模。这意味着,玻璃基板的规模化量产窗口,可能在2028至2029年才会真正打开。
英伟达催“两年交卷”,台积电说“再等两三年”。需求方的急迫和制造方的审慎之间,存在一个需要弥合的时间差。
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中国厂商跑在了前面
在这场玻璃基板的竞赛中,一个意外的变量出现了:中国企业的商业化节奏,正在超过韩国。
据韩媒The Elec报道,韩企仍在逐项验证工艺、犹豫是否投资量产线时,中国企业已先行搭建产线、产出样品并交由客户测试。
沃格光电一期已投入约5亿元人民币,建成年产10万平方米的TGV玻璃基板产线。二期规划总投资12.16亿元,将年产能扩至100万平方米。作为对比,SKC旗下Absolics在佐治亚州的一期工厂年产能仅1.2万平方米,二期目标约7.2万平方米。沃格光电的规划产能是其约八倍。
京东方已投入近10亿元建设中试线,产出尺寸超100×100毫米的24层玻璃基板并送交客户验证,计划一年内明确量产线投资决策。京东方管理层明确表示,显示板块大规模扩产周期基本结束,后续投入将倾斜至玻璃基封装载板等新方向。
中国已形成完整产业生态。超过18家中国上市公司进入玻璃基板供应链,覆盖原材料、TGV加工、金属化和设备环节。韩国业界人士坦言,中韩技术差距已基本持平,但中国通过实际产品积累量产经验,在客户验证环节正持续领先。
英伟达的“两年交卷”要求,最先响应的可能不是它最熟悉的台韩供应链,而是正在用产线建设速度说话的中国厂商。
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量产良率的“百万孔难题”
但玻璃基板从样品到量产,中间隔着一道物理门槛。
TGV通孔的成型质量直接决定后续金属填充和封装可靠性。玻璃是脆性材料,高深宽比微孔加工容易产生微裂纹。当前主流采用飞秒激光改性搭配湿法刻蚀的加工方案,良率爬坡是国内厂商从样品走向量产的核心考验。
金属化环节的难度更大。PVD加电镀设备及药水决定孔内种子层、深孔填铜、空洞和应力控制,是当前量产良率的核心瓶颈。
一个更直观的数学问题:如果单孔良率为99.9999%,百万孔的整体良率仅约37%。一块玻璃基板上有数十万甚至上百万个通孔,任何一个通孔的缺陷都可能导致整块基板报废。
SCHMID首席战略官自己也承认,TGV金属化仍是“行业尚未完全攻克的技术难点”。英伟达催得再急,物理规律不会因为催促而改变。
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加码的节奏
英伟达对玻璃基板的加码,不是一次孤立的动作。
2026年5月,英伟达与康宁宣布达成一项多年期战略合作。英伟达向康宁投资最高27亿美元并获配认股权证,康宁则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,专项服务超大规模AI数据中心。
黄仁勋会见崔泰源,推动台积电开发CoPoS,联合SCHMID攻关设备,催促台日韩基板厂商两年交卷——这一系列动作指向同一个判断:英伟达已经把玻璃基板纳入了下一代GPU性能升级的核心路线图。
行业分析指出,过去提升算力主要依赖先进制程迭代,但随着制程微缩的边际成本越来越高,封装端对芯片性能、功耗、成本的影响占比正在快速提升。从Chiplet异构集成到HBM高带宽堆叠,再到玻璃基板材料革新,整个半导体产业正在通过系统级创新延续后摩尔时代的算力增长曲线。
英伟达加码玻璃基板,本质上是在赌一件事:当制程微缩的回报越来越薄,算力的下一个增长点不在晶体管里,在封装里。而玻璃,是那个封装的新地基。
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