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(dǎo)體行業(yè)進步的關(guān)鍵技術(shù)，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(lǐng)域，玻璃基板現(xiàn)在是半導(dǎo)體基板材料的前沿?zé)狳c，玻璃基板卓越的機械、物理和光學(xué)特性成為最受關(guān)注的硅基板替代材料。和TSV類似，與玻璃基板搭配的TGV技術(shù)，也成為了研究重點。

補足TSV短板的玻璃通孔TGV技術(shù)

在封裝技術(shù)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(nèi)部垂直電互聯(lián)的關(guān)鍵技術(shù)，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(shù)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(fēng)向上玻璃基板賽道已經(jīng)開始預(yù)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(yīng)用算力需求的助力，也成為最受關(guān)注的選擇。玻璃作為無機非金屬材料，其高硬度、高熔點、熱導(dǎo)性能良好的特性，是成為理想的芯片基板材料的基礎(chǔ)。

玻璃基板搭配的TGV玻璃通孔技術(shù)，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(yīng)得以更小，增強信號傳輸?shù)耐暾?；而且薄面板玻璃易于獲取，在工藝上不需要TSV那么復(fù)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(yīng)用范圍更廣，可應(yīng)用于毫米波天線、射頻前端、芯片互聯(lián)、2.5/3D封裝等領(lǐng)域。

TGV實現(xiàn)難點——成孔技術(shù)

實現(xiàn)玻璃芯的TGV目前主要難點是通孔成孔技術(shù)，對成孔技術(shù)的速度、精度、垂直度等細節(jié)要求很高?？尚械某煽追桨负芏啵鐕娚胺?、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(xué)放電加工法、激光誘導(dǎo)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(shù)都有其局限。

國內(nèi)有一些已經(jīng)在TGV技術(shù)上取得成果的技術(shù)方案，如森丸電子采用的激光改性加濕法化學(xué)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(shè)備是通過激光誘導(dǎo)改質(zhì)加化學(xué)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(shù)，再基于改質(zhì)與非改質(zhì)區(qū)域的異向腐蝕速率特性，化學(xué)蝕刻形成一定深徑比、形貌可控的通孔。

對于半導(dǎo)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(shù)，TGV作為玻璃基板的核心工藝技術(shù)，還有著很大的市場空間去挖掘。

小結(jié)

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(guān)封裝技術(shù)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。