新技術(shù)前瞻專題系列（二）：玻璃基板行業(yè)五問(wèn)五答

——新技術(shù)前瞻專題系列（二）劉蒙劉蒙技術(shù)、封裝、檢測(cè)、應(yīng)用等環(huán)節(jié)，上游為生產(chǎn)、展開(kāi)，玻璃基板與有機(jī)基板相比可以實(shí)現(xiàn)1）超低平坦度（2）良好的熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性（3）可實(shí)現(xiàn)更高的互連密度（但目前技術(shù)不成熟與市場(chǎng)接受度不高是玻璃基板面滲透率達(dá)50%以上。全球玻璃基板市場(chǎng)空間廣闊，2031年預(yù)計(jì)增長(zhǎng)至113億美元。中國(guó)玻璃基板市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，2023年達(dá)333具有數(shù)十個(gè)tiles，功耗可能高達(dá)數(shù)千瓦且成本相當(dāng)高。為追求推進(jìn)摩爾定律極限，英特爾、三星、英偉達(dá)、臺(tái)積電等出用于先進(jìn)封裝的玻璃基板，推動(dòng)摩爾定律進(jìn)步。三星將玻璃基板視為芯片封裝的未來(lái)，組建“軍團(tuán)”加碼研發(fā)玻璃基板?；?，并計(jì)劃投產(chǎn)。臺(tái)積電已組建專門(mén)的團(tuán)隊(duì)探索FOPLP技術(shù)，領(lǐng)域占一席之地。鉆孔設(shè)備環(huán)節(jié)，國(guó)內(nèi)部分企業(yè)開(kāi)始研發(fā)LIDE技術(shù)，有望實(shí)現(xiàn)鉆孔設(shè)備技術(shù)突破；顯影設(shè)備環(huán)節(jié)，隨板需求推動(dòng)，對(duì)激光直接成像設(shè)備的需求持續(xù)芯片裸片傳送到封裝，它們卓越的機(jī)械穩(wěn)定性和更高的互連密度將有助于創(chuàng)造高性能芯片封裝。上世紀(jì)70年代以來(lái)，芯片基板兩次迭代，最開(kāi)始是利用引線框架固定晶片，到90年代陶瓷基板取代了引線框架，現(xiàn)在最常見(jiàn)的是有機(jī)材料基板，而玻璃基板是下資料來(lái)源：Intel官網(wǎng)，東興證券研究所資料來(lái)源：Intel官網(wǎng)，東興證券研究所接至硅轉(zhuǎn)接板上，再把堆疊芯片與基板連接，實(shí)現(xiàn)芯片-轉(zhuǎn)接板-基板的三維封裝結(jié)構(gòu)。玻璃基板封裝技術(shù)對(duì)其做了改進(jìn)，將挑戰(zhàn)目體封裝技術(shù)的主導(dǎo)地位。（1）基板材料：從FC-BGA載板改為玻璃芯基板。（2）中介層：從硅改為玻璃基板。資料來(lái)源：鐘毅等《芯片三維互連技術(shù)及異質(zhì)bump工藝引出實(shí)現(xiàn)3D互聯(lián)，被視為下一代先進(jìn)封裝集成的關(guān)鍵技術(shù)。而TSV（硅通孔）技術(shù)是在硅中介層打孔。TGV是TSV的延續(xù)，兩者都是三維集成的關(guān)鍵技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)更高密度的互連、提高性能和降低功耗等最小孔徑小于5微米、最小節(jié)距6微米，可通孔金屬化、表面布線、三維堆疊，又具有靈活廣泛的材料選擇性。其用玻璃，不是直接打成一個(gè)孔，而是讓它發(fā)生資料來(lái)源：三疊紀(jì)官網(wǎng)，東興證券研究所資料來(lái)源：CSDN，東興證券研究所資料來(lái)源：陳力等《玻璃通孔技術(shù)研究進(jìn)展》，各公司官網(wǎng)，東興證券研究所自動(dòng)駕駛汽車的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理。其耐高溫的特性也使它適合應(yīng)用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算等對(duì)溫度耐受性有嚴(yán)格要求的領(lǐng)材質(zhì)在機(jī)械性能和抗沖擊性上具局限性，故在車載等高要求環(huán)境中的應(yīng)AI2O3As2O3資料來(lái)源：e玻網(wǎng)天下公眾號(hào)，東興證券研究所資料來(lái)源：三疊紀(jì)官網(wǎng)，合明科技官網(wǎng)，東興證券研究所玻璃為基板材料，在芯片對(duì)準(zhǔn)和互連方面有顯著優(yōu)勢(shì)。還可能引入超過(guò)100x100mm的大型封裝基板，允許封裝更多芯片，提高性能和TGV工藝流程比TSV更簡(jiǎn)單高效，機(jī)械、激光或刻蝕等方法組合使用，均可批量進(jìn)行玻璃打孔。由于玻璃本身絕緣特性，TGV無(wú)需資料來(lái)源：鐘毅等《芯片三維互連技術(shù)及異質(zhì)集成研究進(jìn)展》，新浪科技，東興資料來(lái)源：Intel官網(wǎng)，東興證券研究所濕度系數(shù)/（10-6/%RH）?CET差別/（10-6/℃)型接近“0”/接近“0”/接近“0”0/（1）低成本：大尺寸超薄面板玻璃易于獲取，及不需要沉積絕緣層，玻璃用硅刻蝕工藝，隨后需氧化絕緣層、薄晶圓的拿持等技術(shù)。信號(hào)與襯底材料有較強(qiáng)的電磁耦合效應(yīng)，襯底中產(chǎn)生渦流現(xiàn)象，信號(hào)完?。嚎祵?、旭硝子以及肖特等玻璃廠商可以量產(chǎn)超大尺寸（大于2應(yīng)用領(lǐng)域廣泛：除在高頻領(lǐng)域外，透明、氣密性好、耐腐蝕等性能優(yōu)點(diǎn)使其在光電系統(tǒng)資料來(lái)源：CSDN，東興證券研究所存在一定局限性。感應(yīng)耦合等離子體干法刻蝕技術(shù)控制精度高，刻蝕表面平整光滑，垂直度好，常用于刻蝕高深寬比結(jié)構(gòu)，蝕嚴(yán)重。由于玻璃襯底上掩膜沉積工藝的限制，在深孔刻蝕時(shí)，需要一定的刻蝕選擇比。在保證側(cè)壁垂直性與刻蝕選擇比的大且多為通孔，電鍍時(shí)間和成本將增加；且與硅材料相比，玻璃表面平滑，與常用金屬（如Cu）的黏附性較差，容易造成玻璃制作的玻璃通孔孔徑大、孔間距大工藝簡(jiǎn)單，可制作高密度、高深寬比的玻璃價(jià)格昂貴，不同圖形的精度區(qū)別較大成孔快，可制作高密度、高深寬比的玻璃通孔玻璃通孔側(cè)壁粗糙度小，無(wú)損傷可制作高密度、高深寬比的玻璃通孔存在側(cè)裂縫，粗糙度略大激光誘導(dǎo)刻蝕法成孔快，可制作高密度、高深寬比的玻璃通孔，玻璃通孔無(wú)資料來(lái)源：陳力等《玻璃通孔技術(shù)研究進(jìn)展》，東興證券研究所發(fā)展，芯片需求持續(xù)增長(zhǎng)，作為核心材料的IC封裝基板已成為PCB行業(yè)中增長(zhǎng)最快的細(xì)分行業(yè)。受益于先進(jìn)封裝技術(shù)發(fā)展及算力需求02022-2029年全球IC封裝基板市場(chǎng)規(guī)模統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)（單位：億美元）20222023資料來(lái)源：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，MordorIntelligence，新浪財(cái)經(jīng)，電子工程世界，東興證券研究所資料來(lái)源：廣東省電路板行業(yè)協(xié)會(huì)GPCA，東興證券研究所璃基板市場(chǎng)空間廣闊。根據(jù)DateBridgeMarketResearch預(yù)測(cè)，將從2023年的65.4億美元增長(zhǎng)至2031年的113億美元，預(yù)測(cè)期內(nèi)，求量不斷增加，進(jìn)而推動(dòng)了玻璃基板市場(chǎng)的增長(zhǎng)。中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，2022年中國(guó)玻璃基板市場(chǎng)規(guī)模約為310億元，2023年2023-2031年全球玻璃基板市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)(單位：億美元)2018-2023年中國(guó)玻璃基板市場(chǎng)規(guī)模（單位：002018年2019年2020年2021年2022年2023年資料來(lái)源：DateBridgeMarketResearch，東興證券研究所資料來(lái)源：中商產(chǎn)業(yè)研究院，東興證券研究所市場(chǎng)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)企業(yè)逐漸崛起，開(kāi)始在全球市場(chǎng)中占據(jù)一定份額。美國(guó)康寧在玻璃基板行業(yè)中占據(jù)將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到高世代線上，國(guó)內(nèi)廠商正在加速填補(bǔ)在高世代線領(lǐng)域的差資料來(lái)源：中商產(chǎn)業(yè)研究院，東興證券研究所3%1%22%29%21%24%資料來(lái)源：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，東興證券研究所高世代玻璃基板的廠商較少，大多依賴與國(guó)際巨頭合作。2019年6月份，次實(shí)現(xiàn)8.5代TFT-LCD超薄浮法玻璃基板國(guó)產(chǎn)化。目前彩虹股份8.5代溢流法基板玻璃產(chǎn)線在合肥點(diǎn)火投產(chǎn)。隨著中國(guó)在面板產(chǎn)業(yè)的話語(yǔ)權(quán)越來(lái)越大及國(guó)產(chǎn)廠商不斷技術(shù)突破，玻璃基板國(guó)產(chǎn)化提速，市場(chǎng)一定政府補(bǔ)助。因此國(guó)產(chǎn)玻璃基板價(jià)格會(huì)顯著低于進(jìn)口的玻璃基板。對(duì)下游面板廠商來(lái)說(shuō)，使用國(guó)產(chǎn)材料使其成本更得更大的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。所以在面板產(chǎn)能向大陸集中趨勢(shì)明確的背景下，材料國(guó)產(chǎn)替代河南鄭州4條顯示基板G5生產(chǎn)線河北石家莊3條顯示基板G5生產(chǎn)線安徽蕪湖10條G6TFT-LCD玻璃基板河南洛陽(yáng)超薄生產(chǎn)線江蘇張家港G5代液晶基板玻璃生產(chǎn)線陜西咸陽(yáng)G7.5代液晶基板玻璃生產(chǎn)線陜西咸陽(yáng)G7.5代液晶基板玻璃生產(chǎn)線資料來(lái)源：智研咨詢，東興證券研究所使出渾身解數(shù)，以圖納入更多晶體管、實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)算力，“玻璃基板”便代表材料環(huán)節(jié)的競(jìng)爭(zhēng)。從英特爾的率先入局，到三星、等企業(yè)聞風(fēng)而入，用玻璃材料取代有機(jī)基板正成為多的信號(hào)，包括基本的小芯片設(shè)計(jì)。但在高端芯片中，有機(jī)基板將在未來(lái)幾年達(dá)到能力極限，tiles，功耗可能高達(dá)數(shù)千瓦。此類SiP需小芯片間非常密集的互連，同時(shí)確保整個(gè)封裝在生產(chǎn)或（基板上晶圓上的芯片）及其衍生品（例如英特爾的Co-EMIB）這些技術(shù)使公司能將芯片的關(guān)鍵路徑與快速而致密的硅片連接在一起，但成本資料來(lái)源：電子工程專輯，東興證券研究所資料來(lái)源：各公司官網(wǎng)，東興證券研究所先進(jìn)處理器，計(jì)劃于2026~2030年量產(chǎn)。多芯片SiP，在芯片上多放置50%裸片，塞進(jìn)更多Chiplet邊界，能為數(shù)據(jù)中心、人工智能和圖形構(gòu)建提供改變游戲規(guī)則的解決方案，推動(dòng)摩爾定律進(jìn)步。資料來(lái)源：Intel官網(wǎng)，東興證券研究所資料來(lái)源：Intel官網(wǎng)，東興證券研究所“統(tǒng)一戰(zhàn)線”，著手研發(fā)玻璃基板。在1月的CES2024上，三星電機(jī)提出，2024年將建立一條玻璃基板原型生產(chǎn)線，目標(biāo)是2025年生產(chǎn)原顯示將承擔(dān)玻璃加工等任務(wù)，三星電機(jī)將通過(guò)與聯(lián)盟最大限度地發(fā)揮研基板的供應(yīng)鏈已啟動(dòng)，目前處于設(shè)計(jì)微調(diào)和測(cè)試階段。GB200不僅在算力上實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，將AI性能提升至著降低。后續(xù)GB200芯片的正式投產(chǎn)，將明顯拉資料來(lái)源：IT之家，東興證券研究所資料來(lái)源：NVIDIA官網(wǎng)，東興證券研究所提供了單位成本更低的封裝解決方案。出于整體市場(chǎng)需求和材料限制，臺(tái)積電過(guò)往在FOPLP技術(shù)上不斷催促，臺(tái)積電不僅開(kāi)足馬力進(jìn)軍半導(dǎo)體扇出面板級(jí)封裝（FOPLP），而且大力投資玻璃基年的時(shí)間等待成熟，最快2026年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。臺(tái)積電將會(huì)在2024年9月召開(kāi)的半導(dǎo)體會(huì)議上，公布FOPLP封裝技術(shù)的細(xì)節(jié)，并公資料來(lái)源：網(wǎng)易，東興證券研究所FOWLPFOWLPFOPLP資料來(lái)源：網(wǎng)易，東興證券研究所步增長(zhǎng)趨勢(shì)，2023年增至8244.10萬(wàn)噸。作為玻璃基板原料之一，氧化鋁需求有望在二氧化硅基質(zhì)中加入氧化鈣和氧化鈉等成分制成，配方相對(duì)簡(jiǎn)單，技術(shù)門(mén)檻不高。高鋁玻璃是在基礎(chǔ)玻璃成分中加入氧化不僅顯著提升玻璃材料的強(qiáng)度，還降低了強(qiáng)化處理的難度，高鋁玻璃具有高配方壁壘和復(fù)雜的制造工藝，全球僅康寧等少數(shù)企技術(shù)。東旭光電子公司旭虹光電自主研發(fā)的Panda高鋁玻璃是中國(guó)第一款光熱發(fā)電領(lǐng)域的高附力值玻璃，也是全球范圍內(nèi)首次采用資料來(lái)源：ZEALER公眾號(hào)，東興證券研究所8186.188244資料來(lái)源：國(guó)家統(tǒng)計(jì)局，新浪財(cái)經(jīng)，東興證券研究所玻璃基板生產(chǎn)環(huán)節(jié)玻璃基板生產(chǎn)環(huán)節(jié)1）高溫熔融：將混合的原料放入1500℃以上的高溫熔窯中熔融一定時(shí)間，確保原料充分熔化并璃液澆在液態(tài)錫流上，讓其逐漸冷卻凝固；二、卷板法，玻璃液倒在金屬帶上，通過(guò)傳送帶運(yùn)動(dòng)使寸基板切割成所需尺寸，并打磨邊角，提高產(chǎn)品平整度和光潔度。（5）清洗檢板產(chǎn)品能為不同尺寸需求的下游面板客戶包括京東方、龍騰光電等國(guó)內(nèi)知名高端制造企業(yè)提供高品質(zhì)玻璃基板56資料來(lái)源：新材料在線，東興證券研究所資料來(lái)源：搜狐，東興證券研究所主要鉆孔設(shè)備依舊以進(jìn)口為主，但進(jìn)口設(shè)備存在訂購(gòu)周期長(zhǎng)、售后服務(wù)差等問(wèn)題，國(guó)內(nèi)封裝基板企業(yè)亟待尋求國(guó)產(chǎn)化企業(yè)開(kāi)始研發(fā)LIDE技術(shù)，如大族顯視與半導(dǎo)體研發(fā)出激光誘導(dǎo)蝕刻快速成型技術(shù)(LIERP)，驗(yàn)證解決了在深徑比(資料來(lái)源：vitrion，東興證券研究所資料來(lái)源：大族半導(dǎo)體官網(wǎng)，東興證券研究所為激光直接成像技術(shù)（LDI）和傳統(tǒng)菲林曝光技術(shù)。相對(duì)于使用菲林材料的傳統(tǒng)曝光工序，激光直接成像技術(shù)使用顯示領(lǐng)域，LDI設(shè)備已成為生產(chǎn)線上的關(guān)鍵設(shè)備，國(guó)內(nèi)LDI設(shè)備產(chǎn)量大幅增長(zhǎng)。2023年中國(guó)激光直接成像（LDI）設(shè)備產(chǎn)量2求量447臺(tái)；預(yù)計(jì)2024年中國(guó)激光直接成像（LDI）設(shè)備產(chǎn)量約300臺(tái)，市場(chǎng)需求量約500臺(tái)。目前。國(guó)內(nèi)主要LDI設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)資料來(lái)源：大族數(shù)控2023年報(bào)，東興證券研究所2019-2024中國(guó)激光直接成像（LDI）設(shè)備產(chǎn)02019202020212023資料來(lái)源：共研網(wǎng)，智研咨詢，東興證券研究所與TSV硅基半導(dǎo)體工藝自下而上的盲孔電鍍填充相比，在流體力學(xué)與質(zhì)量傳輸方面存在明顯差異。盲孔填充時(shí)，鍍液在孔內(nèi)在通孔內(nèi)部，鍍液可以流動(dòng)從而加強(qiáng)內(nèi)部的傳質(zhì)。且通孔與盲孔的幾何形狀不同，沒(méi)有盲孔底部，不會(huì)產(chǎn)生自下而上的填充方式。T孔與盲孔在幾何形狀、流場(chǎng)、質(zhì)量傳輸?shù)确矫娴牟町惐砻嫣幚砑捌浣饘倩婂冞m配方案，電鍍金屬化方案/銅漿塞孔工藝深徑比＜20:1，金屬化結(jié)合強(qiáng)度可達(dá)8.26N/cm以上。盛美上海推出用于FOPLP的UltraECPap-p面板級(jí)電鍍?cè)O(shè)備，可加工尺寸高達(dá)515×510毫米的面板，同時(shí)具600x600毫米版本可和玻璃基板，可用于硅通孔填充、銅柱、鎳和錫銀電鍍、焊料資料來(lái)源：陳力等《玻璃通孔技術(shù)研究進(jìn)展》，東興證券研究所資料來(lái)源：AMT官網(wǎng)，東興證券研究所系列獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，如今玻璃晶圓越來(lái)越多作為MEMS的技術(shù)組成，并作為其他電子產(chǎn)品中硅晶圓的替代襯底。MEMS傳感器即使在惡境中，也具有高可靠性和長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的完美表現(xiàn)，玻璃晶圓為這些敏感元件提供了強(qiáng)大保護(hù)，防止其被侵蝕或損壞。據(jù)MordorIntell預(yù)測(cè)，全球MEMS市場(chǎng)規(guī)模2024年達(dá)168.1億美元，2029年將達(dá)251.9億美元，預(yù)測(cè)期內(nèi)復(fù)合年增長(zhǎng)率為8.4在消費(fèi)電子產(chǎn)品中，玻璃晶圓通常作為載體。在使用半導(dǎo)體制造的電子器件市場(chǎng)中，玻璃晶圓由于優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)作襯底材料。在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備領(lǐng)域，玻璃晶圓已被用于MEMS和傳感器。其他應(yīng)用包括LCD顯示器、觸控板，太陽(yáng)能電池和電致發(fā)光資料來(lái)源：三疊紀(jì)官網(wǎng)，東興證券研究所300250200500資料來(lái)源：MordorIntelligence，東興證券研究所玻璃基板是封裝基板未來(lái)發(fā)展的大趨勢(shì)，全球半導(dǎo)體龍頭復(fù)旦大學(xué)工學(xué)碩士，2022年6月加入東興證券研究所，現(xiàn)任電子行業(yè)首席分析師。曾就職于Foundry廠、研究所和券商資管，分別擔(dān)任工藝集成工程師、研究員和投資經(jīng)理。證書(shū)編號(hào)：S14805220首席分析師，覆蓋傳媒、互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、通信等行業(yè)。上海交通大學(xué)工學(xué)碩士。8年證券從業(yè)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算機(jī)行業(yè)分析師，對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)金融碩士，2021年加入東興證券，主要覆蓋基礎(chǔ)軟件、數(shù)據(jù)要素、金融科技、汽車智能化等板塊。負(fù)責(zé)本研究報(bào)告全部或部分內(nèi)容的每一位證券分析師，在此申明，本報(bào)告的觀點(diǎn)、邏輯和論據(jù)均為分析師本人研究成果，引用的相關(guān)和文字均已注明出處。本報(bào)告依據(jù)公開(kāi)的信息來(lái)源，力求清晰、準(zhǔn)確地反映分析師本人的研究觀點(diǎn)。本人薪酬的任何部分過(guò)去不曾與、現(xiàn)在不與，未來(lái)也將不會(huì)與本報(bào)告中的具體推薦或觀點(diǎn)本證券研究報(bào)告所載的信息、觀點(diǎn)、結(jié)論等內(nèi)容僅供投資者決策參考。在任何情況下，本公司證券研究報(bào)告均不構(gòu)成對(duì)任何機(jī)構(gòu)和個(gè)人的本研