电子行业深度研究报告玻璃基板成为半导体载板新方向百亿空间国产厂商有望弯道超车

装技术的玻璃基板，并计划在2026至2030年间实现大规模量产，英特尔表示台积电等巨头纷纷跟进玻璃基方案，助力玻璃基板在半口半导体载板：载板市场空间超百亿美金&CPO进一步打开玻璃基板市场空间。根据MarketResearchFuture数据2024年载板市场空间有望达到151.4亿美元，受先进封装驱动2032年市场空间有望达到235亿美元，2024~2032年CAGR5.65%。由于玻璃基板具备出色的电代FC-BGA基板。CoWoS为AI芯片重要封装形式，台积电的CoWoS封装技术通过在硅中介层上集成多个芯片，提供了较高的带宽和较低的功耗。但CoWoS也面临着价格昂贵、硅中介层的热管理能力和电气性能包括Corning在内的多家龙头推出CPO玻璃基板解决方案。从竞争格局上讲，领域应用进一步加速行业渗透。随着LED芯片尺寸的减小和像素间距的缩度和机械强度受到Micro-LED和Mini-LED显示技术青睐。目前雷曼光电、等工序，其中TGV玻璃通孔技术为玻璃基板技术难点，最主要的问题是玻璃占据领先优势。近年来国内厂商在TGV技术，特口投资建议：玻璃基板因其低热膨胀系数、高机械强度、耐高温性、高密度特点被视为IC载板、显示基板的下一代材料，在AI时代玻璃基板有望应用于GPU的CoWoS封装和光模块CPO封装助力行业发展，科技巨头争相布局。随着国内厂家在TGV等关键技术的积累和突破，有望在玻璃基板行业迎头而上。建议关注国内玻璃基相关产业链沃格光电、京东方、兴森科技、大族激光、天承科技、天马新材、德龙激光。电子2024年12月11日证券分析师：岳阳证券分析师：姚德昌绝对表现相对表现1.5%代，软硬件协同发展驱动消费级AR眼镜渗透》自研AI芯片后劲十足》证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号从产业链角度系统分析了玻璃基板行业概况，梳理了国内厂家目前进展情况。文章对玻璃基板的应用领域、优缺点、国内企业布局情况、产业链情况进行了阐述，论述了其显著优势下科技巨头争相布局的情况。文章分半导体（含AI对玻璃基板拉动）和显示两大板块对玻璃基板的特性、工艺难点及国内外厂家布局对玻璃基板进行了系统阐述，最后对国内外厂商最新进展进行梳理，把握行业发展趋势。半导体载板与显示基板加速导入玻璃基板，TGV为技术难点。玻璃基板具有与低热膨胀系数CTE，高机械强度，良好的耐高温性，有效减少了翘曲和变形的风险。此外玻璃基板支持更高密度的通孔，显著提升了高速信号的传输能力。优秀的物理化学特性使玻璃基板被视为IC载板、显示基板的下一代材料，在AI时代玻璃基板有望应用于GPU的CoWoS封装和光模块CPO封装助力行业发展。TGV结合多种工艺流程实现3D互联，对于先进封装应用每片晶圆上通常需要数万个TGV通孔，并对其进行金属化处理，TGV工艺为玻璃基板技术难点，最主要的问题是玻璃材料缺乏类似于硅的深刻蚀工艺。科技巨头争相布局玻璃基板，国内厂家奋起直追迎来发展新阶段。2023年9月作为封装基板领域的探索引领者的英特尔推出了基于下一代先进封装技术的玻璃基板，并计划在2026至2030年间实现大规模量产。三星、AMD、苹果等巨头纷纷跟进玻璃基方案，加上原来的行业龙头康宁肖特等海外龙头企业，玻璃基板行业海外整体处于领先地位。近年来国内厂商在TGV技术，特别是深孔成型工艺方面取得了进展，技术水平不断提高，随着这些突破的积累，国内企业有望在未来挑战海外厂商的市场主导地位。建议关注国内玻璃基相关产业链沃格光电、京东方、兴森科技、大族激光、天承科技、天马新材、德龙激光。证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号3 6 9（一）IC载板：玻璃基板为先进封装理想选择，AI加速玻璃基板应用 9（二）玻璃通孔（TGV）技术：玻璃基板加工的关键工序 4、大族激光：智能制造装备领先企业，TGV设备 20 20 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号一、玻璃基板优势显著,科技巨头加速布局材料，其主要功能是作为支撑载体，确保上层功能材料的可靠固定和良好的电气、光学性能，从而保障整个器件或系统的长期稳定性和使用寿命，被视为半导体、显示领域新不同),将最大限度减少芯片封装领域中与芯片材质CTE不匹配情况，这种兼容性将增强设备的可靠性和使用寿命。玻璃基板的机械强度远高于有机基板，在封装过程中表现孔，其通孔密度可能是有机基板的十倍，这使得复杂电路设计中的布线和信号传输更加高效。在电气性能方面，玻璃材质的低电损耗特性显著提升了高速信号的传输能力，尤其对高频应用至关重要。优秀化学特性使玻璃基板被广泛应用于半导体、液晶显示器 玻璃化转变温度透明度无翘曲6较容易资料来源：YangyangLaietal.《玻璃基板和玻璃通孔(TGV)的热机械可靠性：全面回顾》华创证券英特尔率先推进玻璃基板产业化。2023年9月作为封装基板领域的探索引领者的英特尔推出了基于下一代先进封装技术的玻璃基板，并计划在2026至2030年间实现大规模量而显著增加了每块基板上的通孔数量，提升了TGV密度约10倍。这一技术进展有效缩小了机械和电气连接之间的间隙，提升了基板核心路由信号的灵活性，并在一定程度上定义芯片封装的边界，为数据中心、人工智能和图形处理提供具有突破性的解决方案，··主要基板技术每约15年发生一次转变。·本十年将实现从有机基板到玻璃基板的过渡。·有机基板和玻璃基板将共存。intel于1995年开始引领这一转变，竞争对手随后适应，应用领域范围。三星电机已于2024年1月宣布开发半导体封装玻璃基板，于2026年后1.5万片；应用材料入主的SKC子公司Absolics总投资6亿美元建设4000块/月玻璃基板工厂，目标2024年下半年开始量产。2024年8月29日，台积电表示在客户的要求下2030年量产玻璃基板三星玻璃基板原型生产线预计将于2024建设，AMD预计最早于2025-2026年的产品中导入玻璃基板，以提升其HPC产品的竞争力台积电进军半导体扇出面板级封装(FOPLP),大力投资玻璃基玻璃基板为产业中游。玻璃基板上游为玻璃原材料、溅射电镀光刻抛光等加工原材料、设备；下游为半导体封装、光电显示等应用。长江材料中游：玻璃基板u彩虹集团有限公司云天半导体迈科科技德龙激光8支撑和连接集成电路芯片与外部电路之间的电气互联。作为先进封装技术的核心组成部力以及封装的尺寸和稳定性等方面具有重要影响。根据SEMI数据2022年封装基板占封装材料市场比重达58%。芯片图表10图表10封装基板占封装材料市场比重(2022年)4%.图表11全球载板市场空间图表122022年载板市场竞争格局9.7%■市场规模(亿美元)券包括有机基板、陶瓷基板和玻璃基板等。伴随市场对更高计算能力的需求不断增加，半导体电路愈加复杂，对信号传输速度、功率传输效率、设计规则以及封装基板的稳定性提出了更高要求。在这一背景下传统的有机基板逐渐显现出其局限性，其粗糙表面、容易翘曲以及在高温下的稳定性差，限制了其在超精细电路和高频应用中的表现。相比之下玻璃基板作为一种新型材料，逐渐成为先进封装的理想选择。与有机基板相比，玻璃基板更耐高温，不容易因温度波动而翘曲或变形。此外玻璃基板的低介电损耗特性使其在信号和电力传输过程中具有更高的效率，能够有效降低功率损耗，提高芯片的整体性能。同时玻璃基板厚度通常可以减半，这直接提升了信号传输速度和功率效率，尤其在高密度、高频应用中优势更为明显，为未来高端、高性能计算和为理想的封装解决方案。有机基板玻璃芯基板提供一种低成本、易于制造的材料组合，并且可以从主要供应商处获得现成的层压板。玻璃核心具有与硅相似的特性→尺寸稳定性和可扩展性板能够支持更高性能的多芯片系统级封装(SiP),相比传统的ABF塑料基板，玻璃基板的厚度可以减少约50%。这种减薄不仅有助于提高封装的紧凑度，还能显著提升信号传输速度和功率效率。由于玻璃基板具备出色的电气和热性能，它能够支持更高密度的互连和更复杂的电路设计。玻璃基板与其相关应用的封装技术有望在未来取代FC-BGA基图表16CoWoS封装形式图表17玻璃基板可用于CoWoS封装玻璃基板可应用于CPO工艺中，助力CPO工艺渗透。光电共封装(CPO)是将交换芯升CPO的技术优势。目前包括Corning在内的众多全球玻璃基板制造商聚焦于CPO领国内外玩家竞相涌入玻璃基板赛道。2023年9月作为封装基板领域的探索引领者的英特尔推出了基于下一代先进封装技术的玻璃基板，并计划在2026至2030年间实现大规模道，三星已组建由三星电机、三星电子和三星显示器组成的联盟，共同开发玻璃基板，并计划在2026年实现大规模量产。此外LGInnotek于2024年3月透露，公司的半导体基板业务正在为一家美国大型半导体公司研发玻璃基板做准备，该公司对玻璃基板技术11表现出浓厚兴趣。日本的DNP公司也展示了其新开发的玻璃芯载板(GCS,GlassCoreSubstrate),声称该技术能够解决ABF基板的一些问题，并国SK集团旗下的Absolics公司也在2021年全球首次推出了高性能计算(HPC)用玻璃基板，并在2023年进一步投资6亿美元，计划在美国乔治亚州建立一座月产能达4000格光电、厦门云天半导体等企业也取得不同程度进展。这些进展表明，全球半导体产业TGV是玻璃基板封装的核心技术。TGV(ThroughGlassVia)玻璃通孔技术是一种用于玻璃基板的垂直电气互连技术，其原理与硅基板上的TSV(ThroughSiliconVia)硅通孔技术类似。TGV玻璃通孔技术最早可追溯至2008年，源自2.5D/3D集成封装中应用的TSV转接板技术。TGV的出现，旨在解决传统TSV转接板中由于硅衬底的高损耗问题所引发的高频或高速信号传输性能下降，以及硅材料成本较高、工艺复杂等挑战。近年图表23在2.5D半导体封装采用玻璃插层TGV结合多种工艺流程实现3D互联。TGV工艺包括种子层溅射、电镀填平坦化(CMP)、重新分布层(RDL)布线以及凸点(bump)工艺引出等。TG用直径在10μm至100μm之间的微型通孔。对于先进封装应用，每片晶圆上通常需要料缺乏类似于硅的深刻蚀工艺，这使得在玻璃基板上快速制作高深宽比的通孔变得较为TSV(硅通孔)TGV(玻璃通孔)硅(单晶硅、多晶硅)半导体填充铜(电镀或焊接)阳极键合射频应用4.6(相对介电常数)⑥制作绝缘层玻璃转接板工艺流程示意图2(b)孔金属化格局高度集中，主要技术和产品掌握在海外厂商手中，代表公司包括康宁(Corning)、有率为22.37%;Samtec的全球市占率则为9.67%。近年来国内厂商在TGV技术，特别是深孔成型工艺方面取得了显著进展，技术水平不断提高。随着这些突破的积累，国内企业有望在未来挑战海外厂商的市场主导地位，逐步打破当前玻璃通孔基板市场的高度TGV孔径20-100μm,纵横比10:1。高品质孔洞制程，能在100μm-700m属化用于100-300mm的玻璃晶圆，而通孔金属化用于超500X500mm布局材料以及TGV技术，目前实现晶圆以及面板尺寸及LPKF开发的TGV工艺将激光加工的精度与玻璃基材的优势结合在一起，每秒可加工510mmx510mm的玻璃面板或18英寸的晶圆。目前可批量生产的最小孔径为5μm,使用的原材料是50μm厚度现有技术CrossEdqe应用在TGV三维晶圆级封装(WL玻璃上形成孔径7μm的玻璃通孔/盲孔，通孔可以做到深宽比70:1，锥度可达90°。成功研制LIERP技术，验证解决了在深径比(基板厚度/孔径)大的基证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号Mini/MicroLED技术发展日趋成熟。MiniLED技术起步于2016年，定位为LCD背光的升级方案，2019年开始进入商业化，苹果等大厂采用其提升高端设备的显示性能，目念则始于2000年代初，2012年索尼展示了首款MicroLED显示屏，随后苹果、三星等加大投资，尽管技术在芯片微型化和大规模转移方面取得突破，但高成本阻碍了其商业和显示器开始广泛应用转向更高能效和轻薄设计20年代初，Micro2014-16年，多家企业和研究机构开始投资MicroLED技术始逐步进入应用阶段向降低成本和实现大规模量产模将从2023年的约9亿美元增至2032年的约24亿美元，2024至2032年复合增长率 图表28MiniLED行业市场规模预测图表29MicroLED行业市场规模预测AR眼镜新终端搭载MicroLED。MicroLED显示技术具有高亮度、高可靠性、高分辨率、广色域、低功耗、低延时、透明性、可拼接性以及更长的使用寿命等特性，使其在VR/AR应用中展现出极大的潜力。Vuzix公司于2021年1月推出了全球首款商业化的MicroLEDAR智能眼镜，该眼镜结合了光波导技术，实现了单色或彩色图像的显示。2022年5月，Vuzix与法国公司Atomistic合作，开发了一款全彩MicroLED微显示屏，专为AR眼镜量身定制，进一步推动了该技术的进步。国内市场方面，小米、T和OPPO等企业也相继推出了基于MicroLED技术的智能眼镜产品。图表30Vuzix的AR智能眼镜使用MicroLED·5片高解析增透光学玻璃光波导蓝宝石镜片·1400尼特平均入眼亮度显示领域玻璃基技术开始应用于Mini/MicroLED。京东方2022年就已在MLED领域推出P0.9玻璃基MiniLED直显、75英寸和86英寸8KMiniLED、34英寸玻璃基MiniLED电竞显示器等多元化高端技术产品，并率先实现玻璃基MiniLED产品的已应用于MicroLED大尺寸显示业务，并且已实现PM驱动玻璃基MicroLED显示面板小批量试产。该款产品未来预计将广泛应用于雷曼超高清家庭巨幕墙及其他系列超大尺图表32雷曼光电产品搭载玻璃基的MicroLED司江西德虹玻璃基板产线已于2023年正式投产，总产能规划500万平方米，截至24H1已具备一期年产100万平米玻璃基MiniLED基板产能；雷曼光电于2023年10月全球首发了PM驱动玻璃基MicroLED显示屏产品，并于24年实现小批量试产，后续公司将证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号年在Mini/Micro-LED领域强势发力，凭借独有的玻璃基和主动式驱动技术确立了行业技术领先地位。2023年京东方第6代新型半导体显示器件生产线开工，总投资元，将进一步增强京东方在MiniLED等高端显示技术布局；AG全资子公司江西德虹显示承接了Mini/MicroLE近年在Mini/Micro-LED领域强势发力，凭借独有的玻璃基和主动行业技术领先地位。2023年京东方第6代新型半导体显示器件生产线开工，试屏幕尺寸为2.0至2.1英寸两个试样规格的玻璃基板包。据外媒Engadget报道，三星在2024年美国CES展会上展示了三种不同透明度的MicroLED显示屏。其中，两个采用有色玻璃，另一个则采用透明玻璃，呈现出证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号立足玻璃精加工业务，前瞻布局玻璃基赛道。公司是业内领先的玻璃基玻璃基精密加工优秀企业。公司深耕平板显示及光电器件领域，在薄化、镀膜、光刻、玻璃基微米级巨量通孔技术等核心技术。公司具备平板显示全产业链解决方案，产品应是国内少数掌握TGV技术的厂家之一，拥有的TGV技术可在玻璃基板上进行不同的线不断推进显示领域玻璃基板商业化应用。新型半导体显示主要为基于玻璃基线路板和的不断升级迭代，消费电子行业对显示产品的高清、超薄以及大尺寸需求不断增强益于玻璃基线路板材料优异的机械和光学性能以及降本、降耗优势，公司利用多年发展过程中自主研究开发的玻璃基薄化、镀铜、玻璃基巨量通堆叠等材料开发和工艺技术能力，实现了玻璃基精密集成电路制作、玻璃基金属化在域领军企业及物联网领域全球创新型企业。在“屏之物联”的发展战略下，公司构建了陆第一家从显示面板转向先进封装的业务部门。根据BOE发布的2024-2032年玻璃基板证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号规划，2027/28年树立BOE玻璃基半导体品牌，打造上下游伙伴供应产业链，2028/2030北京兴斐实现对AnylayerHDI和类载板（S（含CSP封装基板和FCBGA封装基板）及半导体测试板，立足于芯片封装和测试环节的关键材料自主配套，一方面持续扩产，并通过数字化管理系统的建设提升工厂管理能力，打造品牌价值、获取客户信任；另一方面积极进行业务拓展，进一步加强与行业主流大客户的合作深度和广度。公司持续推进FCBGA前瞻布局玻璃基板领域，相关项目有序推进。玻璃基板在热学性能、功率损公司把握行业发展趋势，前瞻布局玻璃基板领域，目前处于技术储备阶段，玻璃基板研发项目有序推进中，已成功研制出样品，未来有望成为公司新的增长点。公司是先进智能制造装备供应商。主要业务为智能制造装备及其关键器件的研发、生产和销售，拥有从基础部件、整机设备到工艺解决方案的垂直一体化优势，是全球领先的智能制造装备整体解决方案供应商。公司的产品涵盖信息产业设备、新能源设备、集成电路设备和通用工业激光加工设备等多个领域。24年H1公司营收6备，适用于玻璃基板先进封装领域的超快激光钻孔，能实现高效精准的钻孔加工。公司自主研发的飞秒激光强化玻璃蚀刻通孔设备(FLEE-TGV)具备LIDE技术，能利用飞光的短脉冲特性，在玻璃基板上进行超高精度的蚀刻和通孔加工，避免了传统方法可能带来的玻璃破裂或热影响区。该设备可以实现各种尺寸盲孔、异形水平沉铜专用化学品、电镀专用化学品、铜面处理专用化学品、垂直沉铜专用化学品、证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号自主研发的封装载板沉铜产品制备及应用技术已经实现量产，封装载板电镀铜产品制备等部分先进封装电镀液已推向下游测试验证。截至2024H1，应用于玻璃载板应用于玻璃和聚合物基材的转接板制造的“半导体封装孔金属化技术的研发”项目处于研发小试阶段；应用于玻璃晶圆封装的“晶圆级封装互联技术及添加剂的研发”处于研发小试阶段，该项目旨在开发适用于玻璃晶圆通孔电镀填充和导通工艺所需的基础镀液6、天马新材：氧化铝粉体稀缺“小巨人”公司多年来深耕精细氧化铝领域。公司主要从事高性能精细氧化铝粉体的研发、生产和光用、高导热材料用和耐火材料用粉体材料等领域的精细氧化铝粉体。终端应用覆盖消费电子、集成电路、半导体、新能源、电力电子及光伏玻璃用粉体材料、高压电器用粉体材料、其他精细氧化铝粉体材料的收入占电子陶瓷生产线尚未实现全线贯通，阶段性供应紧张，公司为全力保证电子陶瓷用粉体集团、中国建材集团和南玻集团等国内主要电子玻璃生产企业建立了长期稳定的合作关系，实现大批量供应。彩虹集团和中国建材集团均通过自板玻璃技术并投产。产能方面，电子陶瓷用、电子及光伏玻璃用粉体材料等产品共用产线（电子陶瓷用、电子及光伏玻璃用等粉体材料工艺流程具有共通性，可以共用设备和2022年，公司募投项目年产50,000吨电子陶瓷粉体材料生产基地建设项目按中。截至2024H1，该项目达到全线贯通，公司将根据生产计划和客户