電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠）先進封裝與先進制程工藝是推動半導體行業(yè)進步的關鍵技術，尤其是在人工智能推動的算力暴漲而工藝節(jié)點微縮減緩的行業(yè)形勢下，先進封裝為芯片更高計算能力、更低延遲和更高帶寬提供了支持，是行業(yè)發(fā)展的重要方向。

在先進封裝領域，玻璃基板現(xiàn)在是半導體基板材料的前沿熱點，玻璃基板卓越的機械、物理和光學特性成為最受關注的硅基板替代材料。和TSV類似，與玻璃基板搭配的TGV技術，也成為了研究重點。

補足TSV短板的玻璃通孔TGV技術

在封裝技術中，TSV占據(jù)了非常重要的地位，原因是硅基板的2.5D和3D先進封裝非他不可。TSV讓垂直堆疊多個芯片成為可能，是目前能提供硅基板內部垂直電互聯(lián)的關鍵技術，近年來發(fā)展迅速。

TSV帶來的優(yōu)勢也很明顯，簡單概括來說，它提供了極高的電子元件集成度，有效減小封裝的幾何尺寸和封裝重量；同時由于TSV技術可以大幅度地縮短電互連的長度，從而可以很好地解決信號延遲等問題。

但是其工藝成本高，從刻蝕開始的一系列工藝成本很難降低，同時硅基板材料本身在越來越小的空間中易出現(xiàn)信號完整度較差的問題。

基板材料的發(fā)展風向上玻璃基板賽道已經(jīng)開始預熱，用于下一代先進封裝的玻璃基板成為繼續(xù)推動摩爾定律以數(shù)據(jù)為中心的應用算力需求的助力，也成為最受關注的選擇。玻璃作為無機非金屬材料，其高硬度、高熔點、熱導性能良好的特性，是成為理想的芯片基板材料的基礎。

玻璃基板搭配的TGV玻璃通孔技術，和TSV類似，得益于玻璃材料的特性，TGV能使損耗因子更低，進而襯底損耗和寄生效應得以更小，增強信號傳輸?shù)耐暾裕欢冶∶姘宀Ａб子讷@取，在工藝上不需要TSV那么復雜的步驟，TGV的成本會低很多。

TGV在實現(xiàn)高密度集成的同時襯底損耗低，成本低也不高，應用范圍更廣，可應用于毫米波天線、射頻前端、芯片互聯(lián)、2.5/3D封裝等領域。

TGV實現(xiàn)難點——成孔技術

實現(xiàn)玻璃芯的TGV目前主要難點是通孔成孔技術，對成孔技術的速度、精度、垂直度等細節(jié)要求很高。可行的成孔方案很多，如噴砂法、機械法、光敏玻璃法、聚焦放電法、等離子體刻蝕法、激光燒蝕法、電化學放電加工法、激光誘導刻蝕法。

噴砂法很簡單成本也低，但是形成的通孔孔徑大、間距也大。光敏玻璃法可以制作出高密度、高深寬比的通孔，但是相對來說價格很貴，而且不同圖形間的精度區(qū)別很大。聚焦放電法成孔速度快，能做出高密度、高深寬比的通孔，但是通孔垂直度有缺陷。目前單一的工藝成孔技術都有其局限。

國內有一些已經(jīng)在TGV技術上取得成果的技術方案，如森丸電子采用的激光改性加濕法化學工藝，能夠高效快速地實現(xiàn)高密度間距、小尺寸無損傷成孔，同時采用為種子層濺射加通孔銅電鍍地互聯(lián)填充工藝，能夠保證巨量微孔的完全填充。

帝爾激光推出的設備是通過激光誘導改質加化學蝕刻的方式來實現(xiàn)通孔成型，通過激光加速可控蝕刻技術，再基于改質與非改質區(qū)域的異向腐蝕速率特性，化學蝕刻形成一定深徑比、形貌可控的通孔。

對于半導體行業(yè)來說，玻璃基板是下一代先進芯片制造的重要技術，TGV作為玻璃基板的核心工藝技術，還有著很大的市場空間去挖掘。

小結

根據(jù)業(yè)界在玻璃基板上的進展，玻璃基板有望在2026年實現(xiàn)量產(chǎn)。量產(chǎn)只是開始，玻璃基板量產(chǎn)后還需要不斷完善與TGV相關封裝技術的組合，同時在成本和良率上經(jīng)過驗證，才能確立起在下一代先進芯片制造中的重要地位。