半导体行业分析报告：英特尔玻璃基板将重塑半导体产业格局

美国半导体巨头英特尔于2023年9月18日宣布推出了业界首款用于下一代先进封装的玻璃基板，并计划在2026年至2030年期间开始量产。这一技术的引入将使芯片封装中的晶体管数量有望进一步增加，从而提供更强大的计算性能，同时推动摩尔定律的极限，这也标志着英特尔在封装测试领域采取行动，以应对台积电的新策略。

玻璃基板的应用能够确保在较小的封装内配置更多芯片，从而最大程度地降低了成本和功耗。

IC（集成电路）封装是将半导体芯片或芯片与电路板（通常称为主板）进行电气、热学和机械过渡的过程。其中，基板是IC封装的关键组成部分，它实质上是一块带有铜迹线的微型电路板，可用于粘合到芯片的输入/输出（I/O）端口、电源和接地焊盘上，并将这些焊盘电气连接到电路板。基板为芯片提供了坚固的机械支持，同时与半导体芯片的热膨胀系数相匹配，从而在IC运行时维持芯片的共面性，确保可靠连接。总的来说，玻璃基板的应用使芯片设计人员能够在单个较小的封装内封装更多芯片（或芯片单元），同时最大程度地降低成本和功耗。

玻璃基板在以下方面具有优势：

1. 电气方面： 与传统的有机基板相比，玻璃具有更出色的热学、物理和光学性能。使用玻璃材料有望提高芯片的供电效率，将互连密度提高了10倍，使带宽近乎翻倍，达到448G。由于玻璃能够承受更高的工作温度，并通过增强平面度减少图案失真约50%，从而提高了光刻的焦距深度，为设计人员提供更多的电源传输和信号布线的灵活性。增加的互连密度转化为更多与底层电路板的I/O连接、小芯片之间的多连接以及封装中包含更多小芯片。此外，玻璃基板容易容纳光纤收发器等光电组件，相对于铜线，光纤收发器能够在更长的距离内实现IC到IC的I/O通信速度更快。

1. 热学和机械方面： 玻璃基板比当前常用的基板材料具有更出色的耐热性能。由于玻璃实质上是二氧化硅，其热膨胀系数与附着在基板上的硅芯片的热膨胀系数相似，因此基板和半导体芯片之间具有更好的热匹配性。因此，当IC运行并产生热量时，芯片往往会保持在同一平面上，从而实现更可靠的连接。简而言之，玻璃基板的应用使芯片设计人员能够在较小的封装内封装更多芯片（或芯片单元），同时最大程度地降低成本和功耗。

英特尔计划最早于2026年推出完整的玻璃基板解决方案，首先应用于高性能领域。英特尔表示，玻璃基板技术的引入是一项重大突破，它可以解决有机材质基板在芯片封装中可能出现的翘曲问题，同时将晶体管数量最大化，实现更高的能效和散热性能。该技术预计将首先应用于需要更大封装、更高速应用和工作负载的数据中心、人工智能、图形处理等高性能领域。到2030年之前，半导体产业很可能会达到使用有机材料在硅封装上扩展晶体管数量的极限，而有机材料不仅功耗较高，还受到膨胀和翘曲等限制。因此，玻璃基板技术的突破是下一代半导体发展的确切路径，并且在延续摩尔定律的同时，实现了更多的可行性。

投资建议： 随着通用人工智能的崛起和强人工智能的发展，算力需求持续增长，尤其是对于GPU等高性能芯片。作为下一代先进封装的玻璃基板具有广阔的市场前景。因此，我们建议关注率先涉足玻璃基板相关技术的公司。

风险提示： 宏观经济波动可能对半导体供应链产生冲击；人工智能的发展进展不及预期；先进封装需求低于预期；玻璃基板技术研发进展不及预期。