CHIPSAILING

從實驗室的意外發(fā)現(xiàn)，到撬動千億市場的核心材料，玻璃基板如何悄然重塑半導(dǎo)體與生物識別的未來？

1970年，康寧實驗室的化學(xué)家們面對一塊“失敗”的微晶玻璃樣品陷入沉思——它沒有熔化，卻意外獲得了超強韌性。

50年后，這塊“摔不碎的玻璃”的后代，正以0.0001毫米級的平整表面和微米級的精密通孔，支撐起AI芯片的萬億級晶體管集成。

這就是玻璃基技術(shù)：一場源于材料本質(zhì)突破，終于產(chǎn)業(yè)生態(tài)重構(gòu)的靜默革命。

01玻璃基技術(shù)：半導(dǎo)體進化的新基石

核心定義

玻璃基技術(shù)（Glass Substrate Technology）是在超薄特種玻璃基板上，通過激光微加工形成垂直互連通孔（TGV），并填充導(dǎo)電金屬實現(xiàn)三維電路集成的先進封裝平臺。其核心構(gòu)成包含：

基板材料：硼硅酸鹽/石英玻璃

微孔結(jié)構(gòu)：直徑10-100μm的通孔

金屬互聯(lián)：銅/鈦填充的導(dǎo)電通道

傳統(tǒng)有機基板如同在泡沫塑料上布線，易變形且精度受限；玻璃基板則相當于在納米級拋光的鋼板上雕刻微米級電路，穩(wěn)定且精密。

為何其在半導(dǎo)體領(lǐng)域不可替代？

玻璃基板在芯片封裝中的核心價值，源于其獨特的物理特性組合：

? 納米級平整度

表面起伏＜0.1μm

支持2μm線寬電路，信號損耗降低30%

? 超低熱膨脹系數(shù)

熱膨脹系數(shù)3.2ppm/℃

高溫變形僅為塑料基板的1/5

? 卓越絕緣性

介電常數(shù)ε=3.8

減少信號串擾，提升高頻性能

? 透光性

可見光透射率>90%

實現(xiàn)光電共封裝(CPO)的關(guān)鍵基礎(chǔ)

使屏下指紋識別成為現(xiàn)實

英特爾封裝專家段鋼指出：“當芯片線寬進入2μm時代，玻璃基板是延續(xù)摩爾定律的唯一選擇。”

技術(shù)演進的關(guān)鍵突破

玻璃基技術(shù)的成熟依賴于兩項核心工藝的突破：

【1】激光誘導(dǎo)蝕刻（LIDE）

用紫外激光在玻璃內(nèi)部引發(fā)微爆裂，形成側(cè)壁光滑（粗糙度≤0.08μm）的錐形通孔，避免傳統(tǒng)機械鉆孔導(dǎo)致的微裂紋。

突破意義：實現(xiàn)深寬比100：1的通孔（相當于在1cm厚玻璃上鉆出直徑0.1mm的孔）

【2】納米級金屬化

采用原子層沉積（ALD）技術(shù)先在孔壁生成2nm鈦粘合層，再電鍍填充金屬（銅/鈦）導(dǎo)體。

技術(shù)關(guān)鍵：填充空洞率<0.01%，導(dǎo)電性能媲美塊狀銅材

02玻璃基技術(shù)如何重塑半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)

破解封裝瓶頸

隨著芯片晶體管數(shù)量突破千億級，傳統(tǒng)有機基板面臨致命瓶頸：

翹曲變形：大型封裝（>80×80mm）在回流焊中翹曲可達200μm

密度極限：線寬/線距最小僅能維持15/15μm

散熱困境：熱阻系數(shù)高達80℃·cm2/W

玻璃基板的介入帶來革命性改變：

? 英特爾實測數(shù)據(jù)：

24×24cm封裝翹曲<50μm?

互連密度提升10倍（線寬/線距=2μm/2μm）

熱阻系數(shù)降至35℃·cm2/W

? 行業(yè)影響：

使單封裝集成1萬億晶體管成為可能（2030年目標）

03芯啟航：玻璃基技術(shù)的生物識別“芯”范式

玻璃基技術(shù)：破解指紋識別的痛點

傳統(tǒng)硅基傳感器在復(fù)雜環(huán)境中長期面臨穿透力不足、熱敏感以及形變累積等根本性局限，這些問題會導(dǎo)致成像畸變率上升。

而玻璃基板因具備納米級平整度，可使指紋圖像畸變率降低一個數(shù)量級，其熱膨脹系數(shù)接近硅芯片，能保障 - 30℃至 85℃全溫區(qū)的性能穩(wěn)定性，加之90%的透光率，恰好從平整度、熱穩(wěn)定性和透光性等方面破解了傳統(tǒng)硅基傳感器的技術(shù)痛點，成為屏下指紋識別的終極解決方案。

芯啟航：玻璃基指紋技術(shù)的“中國答卷”

當半導(dǎo)體巨頭競逐玻璃基封裝技術(shù)時，中國企業(yè)在生物識別領(lǐng)域率先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化破局——將玻璃基板的物理優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為指紋識別的性能顛覆。

當行業(yè)聚焦傳統(tǒng)硅基方案時，芯啟航率先提出玻璃基技術(shù)路徑。歷經(jīng)5年研發(fā)，其玻璃基指紋芯片實現(xiàn)三大突破性進展：

?穿透能力躍升

?極端環(huán)境適應(yīng)性

?活體檢測可靠性

芯啟航玻璃基技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)品

? 活體指紋識別產(chǎn)品

芯啟航第五代活體指紋識別產(chǎn)品，延續(xù)其 2021 年推出的第四代玻璃基指紋芯片技術(shù) —— 國內(nèi)首個從基材突破的自主知識產(chǎn)權(quán)黑科技，填補了行業(yè)空白。該產(chǎn)品以玻璃基取代硅基，結(jié)合紅外光學(xué)活體檢測與專屬算法，可深入真皮層識別干濕、開裂等各類指紋及新生兒腳紋，同步感應(yīng)溫度濕度，兼具超薄低耗、成本優(yōu)勢，實現(xiàn)技術(shù)延續(xù)與安全性能雙重升級。

? FAP60 指掌紋采集儀

芯啟航FAP60 指掌紋采集儀，在結(jié)構(gòu)上突破了傳統(tǒng)光學(xué)設(shè)計，用獨有的玻璃基技術(shù)，以多指（左右四指采集、雙拇指采集、十指單指采集、掌紋采集）同步采集的革新科技，將四指采集時間壓縮至0.25秒/次，單指/滾指壓縮至0.125秒/次，讓海關(guān)、機場、碼頭等場所通行如絲般順滑。

寫在最后

透明基板上的中國智造

當中國封裝廠里的玻璃基板封裝線發(fā)出第一束激光，當芯啟航的工程師在低溫實驗室錄下第10萬次低溫解鎖數(shù)據(jù)——我們看到的不僅是技術(shù)參數(shù)的突破，更是中國產(chǎn)業(yè)從追趕到并跑的韌性跨越。

玻璃基技術(shù)的魅力，在于它用樸素的材料本質(zhì)（平整/穩(wěn)定/通透），解決了尖端的產(chǎn)業(yè)難題（精度/密度/功耗）。而這恰與芯啟航的企業(yè)基因共振：以基礎(chǔ)材料創(chuàng)新為根，以用戶真實痛點為本。

此刻，芯啟航的玻璃基指紋模組正為千萬臺中國終端設(shè)備的安全保駕護航——這或許正是技術(shù)革命的終極意義：讓基礎(chǔ)材料的突破，成為億萬用戶的安全守護!

芯啟航，誠芯誠意做中國芯！

電話咨詢：0755—86931032

郵箱咨詢：zhutingting@chipsailing.com

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關(guān)于芯啟航

深圳芯啟航科技有限公司（英文簡稱：Chipsailing）成立于2015年，總部位于中國深圳，是一家專注于人機交互及生物識別技術(shù)的高新技術(shù)企業(yè)。芯啟航科技作為一家專注指紋識別芯片、國產(chǎn)大屏觸控芯片原廠，擁有一支經(jīng)驗豐富、技術(shù)過硬、及時響應(yīng)的研發(fā)團隊,憑借其成熟且雄厚的技術(shù)儲備為全球用戶提供卓越的觸控芯片、指紋識別產(chǎn)品及解決方案。

芯啟航科技主要產(chǎn)品為活體檢測指紋識別產(chǎn)品、FAP系列產(chǎn)品、大屏觸控芯片、指紋識別芯片、指紋識別模組、指紋卡及其衍生產(chǎn)品（Touch Pad/Touch Key），具有高安全可靠性、高度集成、高性能、高性價比及低功耗等特點，廣泛應(yīng)用于身份信息認證、智能家居、商業(yè)顯示、移動安全支付、筆記本電腦、智能手機等領(lǐng)域。

審核編輯 黃宇