AMD 已獲得一項(xiàng)專利，該專利涵蓋玻璃核心基板技術(shù)。未來(lái)幾年，玻璃基板將取代多芯片處理器的傳統(tǒng)有機(jī)基板。這項(xiàng)專利不僅意味著 AMD 已廣泛研究了相關(guān)技術(shù)，還將使該公司未來(lái)能夠使用玻璃基板，而不必?fù)?dān)心專利流氓或競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手起訴它。

包括英特爾 和 三星在內(nèi)的大多數(shù)芯片制造商 都在探索未來(lái)處理器的玻璃基板。盡管 AMD 不再生產(chǎn)自己的芯片，而是將其外包給臺(tái)積電，但它仍然擁有硅片和芯片生產(chǎn)研發(fā)業(yè)務(wù)，因?yàn)樵摴靖鶕?jù)合作伙伴提供的工藝技術(shù)定制產(chǎn)品。

玻璃基板由硼硅酸鹽、石英和熔融石英等材料制成，與傳統(tǒng)有機(jī)材料相比，它們具有顯著的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼈兙哂谐錾钠秸取⒊叽绶€(wěn)定性以及優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性。優(yōu)異的平整度和尺寸穩(wěn)定性可以改善先進(jìn)系統(tǒng)級(jí)封裝中超密集互連的光刻聚焦，而優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性使它們?cè)跀?shù)據(jù)中心處理器等高溫、重型應(yīng)用中更加可靠。

根據(jù) AMD 的專利，使用玻璃基板時(shí)面臨的挑戰(zhàn)之一是實(shí)施玻璃通孔 (TGV)。TGV 是在玻璃芯內(nèi)創(chuàng)建的垂直通道，用于傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)和電力。激光鉆孔、濕法蝕刻和磁性自組裝等技術(shù)可用于制作這些通孔，但目前，激光鉆孔和磁性自組裝是相當(dāng)新穎的技術(shù)。

再分布層是先進(jìn)芯片封裝的另一個(gè)組成部分，它使用高密度互連在芯片和外部組件之間路由信號(hào)和電源。與主玻璃芯基板不同，再分布層將繼續(xù)使用有機(jī)介電材料和銅；只是這一次它們將構(gòu)建在玻璃晶片的一側(cè)，需要一種新的生產(chǎn)方法。

該專利還描述了一種使用銅基鍵合（而不是傳統(tǒng)的焊料凸塊）來(lái)鍵合多個(gè)玻璃基板的方法，以確保牢固、無(wú)間隙的連接。這種方法提高了可靠性，并且無(wú)需使用底部填充材料，因此適合堆疊多個(gè)基板。

雖然AMD的專利中明確指出玻璃基板具有更好的熱管理、機(jī)械強(qiáng)度和改進(jìn)的信號(hào)路由能力等優(yōu)點(diǎn)，這對(duì)于數(shù)據(jù)中心處理器來(lái)說(shuō)是一個(gè)優(yōu)勢(shì)，但該專利暗示玻璃基板可以應(yīng)用于各種需要高密度互連的應(yīng)用，包括數(shù)據(jù)中心、移動(dòng)設(shè)備、計(jì)算系統(tǒng)，甚至先進(jìn)的傳感器，這似乎有點(diǎn)小題大做。

玻璃基板量產(chǎn)在即，科技巨頭領(lǐng)跑

近期，英特爾、AMD、三星、LG Innotek、SKC美國(guó)子公司Absolics等均高度關(guān)注先進(jìn)封裝用玻璃基板技術(shù)，玻璃基板技術(shù)因其優(yōu)異的性能，已成為先進(jìn)封裝領(lǐng)域的后起之秀。

2023年9月，英特爾公布了所謂的“下一代先進(jìn)封裝玻璃基板技術(shù)”，聲稱將徹底改變整個(gè)芯片封裝領(lǐng)域。玻璃基板是指用玻璃替代有機(jī)封裝中的有機(jī)材料，而不是更換整個(gè)基板。因此，英特爾不會(huì)把芯片安裝在純玻璃上，而是將基板的核心材料由玻璃制成。

英特爾表示，玻璃基板將為未來(lái)十年實(shí)現(xiàn)單封裝一萬(wàn)億個(gè)晶體管的驚人規(guī)模奠定基礎(chǔ)。鑒于其前景廣闊，近日有傳言稱英特爾計(jì)劃最早在2026年實(shí)現(xiàn)玻璃基板的量產(chǎn)。英特爾在玻璃基板技術(shù)上投入了近十年的時(shí)間，目前在美國(guó)亞利桑那州擁有一條完整的玻璃研究線。該公司表示，這條生產(chǎn)線的成本超過(guò)10億美元，需要與設(shè)備和材料合作伙伴合作才能建立完整的生態(tài)系統(tǒng)。目前，業(yè)內(nèi)只有少數(shù)公司能夠承擔(dān)這樣的投資，英特爾似乎是唯一一家成功開(kāi)發(fā)玻璃基板的公司。

除英特爾外，SKC美國(guó)子公司Absolics、AMD、三星等也看好玻璃基板的廣闊發(fā)展前景。

2022年，SKC美國(guó)子公司Absolics投資約3000億韓元在美國(guó)佐治亞州科文頓市建立了第一家專門(mén)生產(chǎn)玻璃基板的工廠。近日，該公司宣布該工廠已竣工并開(kāi)始量產(chǎn)原型產(chǎn)品。業(yè)內(nèi)分析人士認(rèn)為，這標(biāo)志著全球玻璃基板市場(chǎng)進(jìn)入關(guān)鍵時(shí)刻。

三星已組建由三星電機(jī)、三星電子和三星顯示器組成的聯(lián)盟，共同開(kāi)發(fā)玻璃基板，目標(biāo)是在2026年開(kāi)始大規(guī)模量產(chǎn)，比英特爾更快地實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的商業(yè)化。據(jù)悉，三星電機(jī)計(jì)劃在今年9月前在試產(chǎn)線上安裝所有必要設(shè)備，并于第四季度開(kāi)始運(yùn)營(yíng)。

AMD計(jì)劃在2025年至2026年之間推出玻璃基板，并與全球元器件公司合作，保持領(lǐng)先地位。據(jù)韓媒報(bào)道，AMD正在對(duì)全球幾大半導(dǎo)體基板公司的玻璃基板樣品進(jìn)行性能評(píng)估測(cè)試，意圖將這一先進(jìn)基板技術(shù)引入半導(dǎo)體制造領(lǐng)域。

目前，隨著SCHMID等新公司的出現(xiàn)，以及激光設(shè)備供應(yīng)商、顯示器制造商、化學(xué)品供應(yīng)商的加入，行業(yè)正圍繞玻璃芯基板逐漸形成一些新的供應(yīng)鏈，并形成多元化的生態(tài)系統(tǒng)。

參考鏈接

https://www.tomshardware.com/tech-industry/amd-granted-a-glass-substrate-patent-intel-samsung-and-others-race-to-deploy-the-new-tech