【科技速解】玻璃基板是什麼？Intel 的秘密武器，取代 ABF 的封裝革命

秒懂重點：為什麼你現在非懂不可？

我們都知道，蓋高樓大廈需要穩固的地基，在晶片的世界裡，這個地基叫做「IC 載板 (Substrate)」，過去幾十年，我們一直把晶片蓋在一種叫做「有機材料（其實就是高級塑膠）」的地基上，你聽過的「ABF 載板」就是這一類。

但現在，AI 晶片這棟大樓越蓋越高、越蓋越重（封裝的晶片數量越來越多），這個塑膠地基開始撐不住了，當運作溫度升高時，塑膠地基會熱脹冷縮、產生翹曲 (Warpage)，就像一塊受潮彎曲的木地板，上面的晶片大樓隨時會倒塌（接觸不良、訊號斷裂）。

玻璃基板 (Glass Core Substrate)，就是要把這個塑膠地基，換成堅硬、極度平坦、且耐熱的「強化玻璃」。

這聽起來很瘋狂（玻璃不是很脆嗎？），但這項技術能讓晶片上的線路密度提升 10 倍，允許我們將更多的 Chiplet（小晶片）封裝在一起，製造出比現在 NVIDIA H100 還要巨大數倍的超級晶片，英特爾 (Intel) 已經押下重注，宣稱這是他們重回霸主的關鍵拼圖，這場從「塑膠」到「玻璃」的材料革命，將徹底洗牌全球載板與封裝供應鏈。

技術白話文：原理解析與核心突破

過去的瓶頸：它解決了什麼關鍵問題？

目前的晶片封裝，主要是將矽晶片放在「有機載板」上，再焊接到主機板上，隨著 AI 晶片進入「先進封裝」時代，我們面臨兩個物理極限：

1. 翹曲問題 (Warpage)： 傳統有機載板本質上是塑膠和樹脂的混合物，在晶片製造的高溫過程中，它會像烤箱裡的軟餅乾一樣變軟、變形，這限制了載板的最大尺寸，如果你想做一顆超大的 AI 晶片，用塑膠載板做地基，良率會低到讓你破產。

2. 鑽孔極限 (Interconnect Density)： 為了讓訊號流通，我們要在載板上鑽出無數個微小的孔（通孔），塑膠材質比較粗糙，很難鑽出極密集的孔，這限制了數據傳輸的頻寬，就像地基裡的管線只能鋪這麼多，水流（數據）不夠快。

它是如何運作的？

玻璃基板的核心，在於利用玻璃的物理剛性與光學特性。

讓我們用「在泥土地 vs. 在花崗岩上蓋樓」來比喻：

• 傳統有機載板：就像在濕潤的泥土地上蓋房子。

  • 缺點：當天氣變熱（晶片運作發熱），泥土會膨脹變形（翹曲），你很難在這種地基上蓋摩天大樓，而且因為泥土鬆軟，你挖的排水管（電路）不能太密集，否則地基會崩塌。

• 玻璃基板：就像改在一整塊堅硬、平整的花崗岩上蓋房子。

  • 極致平坦：玻璃表面非常平，這意味著我們可以使用更精密的微影技術，在上面畫出更細的線路。

  • 堅若磐石：玻璃受熱幾乎不會變形，這讓工程師敢於製造面積超大的「晶片航空母艦」，把數十顆 CPU、GPU、記憶體全部封裝在同一塊大玻璃上，而不用擔心變形斷裂。

  • 玻璃通孔 (TGV, Through-Glass Via)：這是關鍵黑科技，因為玻璃是透明且材質均勻的，我們可以用雷射瞬間打出極其微小且密集的孔，這就像在花崗岩上用雷射精雕出密密麻麻的高速電梯井，密度是泥土地的 10 倍以上。這讓數據傳輸速度有了質的飛躍。

為什麼這是革命性的？

玻璃基板是實現「單一封裝內容納一兆個電晶體」願景的必要條件。

• 訊號傳輸更快：玻璃的電氣特性優於塑膠，訊號在傳輸時的損耗更低，速度更快。

• 更高效的散熱：玻璃耐高溫，允許晶片在更高的溫度下運作，這對高功率的 AI 資料中心至關重要。

• 光學互連的潛力：別忘了，玻璃是透明的！未來我們甚至可以直接在玻璃基板內部埋入「光波導（光纖通道）」，直接用光來傳輸訊號（也就是矽光子 CPO 的終極形態）。這在不透明的塑膠載板上是做不到的。

產業影響與競爭格局

誰是主要玩家？(供應鏈解析)

這是一場材料商、設備商與半導體巨頭的聯合戰役。

1. 領頭羊：Intel (英特爾)

   • Intel 是玻璃基板最激進的推動者，他們已在亞利桑那州投資了十億美元建立研發線，並計畫在 2026-2030 年間推出基於玻璃基板的產品，這是 Intel 試圖在「先進封裝」領域超越台積電 CoWoS 的殺手鐧。

2. 玻璃大廠：Corning (康寧) / Schott (肖特)

   • 做手機螢幕玻璃的康寧，以及德國的肖特，是這場革命的最大受益者，他們掌握了製造超薄、超平坦「顯示器等級」玻璃的核心技術，原本做 LCD 面板的生意，現在變成了做高科技晶片地基的生意。

3. 載板與封裝廠：

   • Absolics (SKC 子公司)：韓國 SK 集團旗下的 Absolics 動作非常快，已在美國喬治亞州設廠，專攻玻璃基板量產，目標是吃下 AMD 和 NVIDIA 的訂單。

   • 欣興電子 (Unimicron)：台灣載板龍頭。雖然目前 ABF 是主流，但欣興已密切關注並投入玻璃基板的研發，試圖在下一代技術中保持領先。

   • Ibiden (日本)：目前 ABF 載板的霸主，也在積極轉型研究玻璃方案。

4. 設備商：

   • LPKF：德國雷射設備商，專精於玻璃穿孔 (LIDE) 技術，是這條供應鏈上的關鍵「賣鏟人」。

技術的普及時程與挑戰

玻璃基板雖然美好，但距離大規模普及還有一段路：

• 時程：預計 2026 年後 才會開始小量用於最高階的伺服器晶片，2030 年 左右才有機會看到大規模應用。

• 挑戰 1：易碎 (Brittleness)：這是不爭的事實。玻璃很硬但很脆。如何在生產、切割、運輸過程中確保玻璃不破裂，是工廠良率的噩夢。這需要全新的設備和搬運流程。

• 挑戰 2：與 PCB 的結合：玻璃基板最終還是要安裝到主機板 (PCB) 上。玻璃與傳統 PCB 之間的介面如何處理，還有許多工程難題待解。

• 挑戰 3：缺乏標準：目前各家都在摸索，缺乏統一的玻璃厚度、通孔規格標準。

潛在的風險與替代方案

風險在於成本，初期的玻璃基板成本勢必遠高於成熟的 ABF 載板。如果傳統有機載板的改良速度夠快（例如使用更硬的樹脂材料），可能會延後玻璃基板的登場時間。

然而，對於追求極致效能的 AI 運算來說，物理極限是殘酷的，為了追求更大的算力密度，走向玻璃幾乎是不可逆的物理必然。

未來展望與投資視角

玻璃基板是半導體「後摩爾時代」的關鍵拼圖，當我們無法把電晶體做得更小時，我們只能想辦法把封裝做得更大、更密。

對投資人而言：

1. 關注 Intel 的進度：Intel 是風向球，如果 Intel 在 2026 年成功推出量產級的玻璃基板產品，整個產業鏈將會瞬間爆發。

2. 材料與設備先行：在晶片量產前，康寧 (Corning) 這樣的玻璃供應商，以及 LPKF 這樣的雷射設備商，會最先吃到研發設備的紅利。

3. 載板廠的洗牌：觀察欣興、Ibiden 等傳統載板大廠的轉型速度，誰能先解決玻璃易碎導致的良率問題，誰就能拿下 NVIDIA 下下一代 GPU 的基板訂單。

這是一場「看不見」的革命，因為它被埋在晶片的最底下，但它卻決定了未來 AI 摩天大樓能蓋多高。從塑膠到玻璃，這一步我們必須跨過去。

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