電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/梁浩斌）蘋果AI芯片，瞄準(zhǔn)了玻璃基板。近日供應(yīng)鏈消息稱，三星電機(jī)已經(jīng)向蘋果公司提供了半導(dǎo)體玻璃基板的樣品，預(yù)計蘋果將在其自研AI服務(wù)器芯片封裝中應(yīng)用玻璃基板。

據(jù)稱，三星電機(jī)從去年開始已經(jīng)向AI芯片定制設(shè)計公司博通提供玻璃基板樣品，同時博通也是其最大的潛在玻璃基板客戶。值得一提的是，蘋果此前也被曝光正在與博通合作開發(fā)一款代號為“Baltra”的AI服務(wù)器芯片，因此蘋果單獨向三星電機(jī)要求評估玻璃基板產(chǎn)品，意味著蘋果可能同步在儲備自研服務(wù)器芯片的路線。

玻璃基板作為新一代先進(jìn)封裝材料，目前在CPO、HBM、AI算力芯片等領(lǐng)域都受到高度關(guān)注，在近幾年的發(fā)展中，已經(jīng)從單一材料升級為先進(jìn)封裝的完整平臺，圍繞 TGV 工藝、面板級制造、異構(gòu)集成形成產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

為什么蘋果要用玻璃基板？

首先目前AI芯片的發(fā)展，可以從三個方向去概括：算力、高速互連、多芯片異構(gòu)集成。傳統(tǒng)封裝受限于PCB基板，布線密度低、信號傳輸距離較長導(dǎo)致延遲高，對于多芯片封裝，包括chiplet架構(gòu)、2.5D/3D封裝等形態(tài)，無法滿足芯片與芯片之間的互連需求。

比如像目前AI芯片中，GPU/CPU/XPU和HBM等模塊通常都會封裝到同一基板上，這是為了縮短HBM和計算die的數(shù)據(jù)傳輸鏈路，大幅提高帶寬的同時實現(xiàn)更低的延遲。因此在目前“大芯片”的趨勢下，為了實現(xiàn)每一顆芯片die之間的低延遲、高帶寬、高密度互連，就需要采用一種新的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)更高密度的布線。

通過像臺積電CoWoS這樣的2.5D封裝技術(shù)，可以將計算die與HBM之間的信號傳輸距離從傳統(tǒng)PCB的毫米級縮短至微米級，顯著降低延遲與功耗。為了實現(xiàn)2.5D封裝，就需要在芯片與封裝基板之間增加一層“中介層”，芯片分布在中介層上，通過中介層內(nèi)部的高密度布線來實現(xiàn)芯片間互連。

具體來說，以臺積電 CoWoS-S為例，其采用硅片作為中介層，大概的制造步驟是在硅片上蝕刻深孔，在深孔中填充銅，形成硅通孔（TSV）作為與布線層的鏈接；在硅通孔頂部制作多層金屬布線；頂部芯片通過μBump倒裝焊到中介層，于是芯片通過TVS的極短的垂直通道連接到布線層實現(xiàn)互連，最后中介層底部再連接到封裝基板，形成一個多芯片的封裝模塊。

但用硅片作為中介層，太過奢侈了，同時考慮到良率和成本，以及大規(guī)模量產(chǎn)的難度，當(dāng)下量產(chǎn)的2.5D封裝普遍采用有機(jī)材料+銅RDL的中介層，盡管布線密度較低，性能大幅下降，但工程實現(xiàn)難度大幅降低，有利于降低成本并實現(xiàn)量產(chǎn)。

簡單總結(jié)一下，硅中介層雖然性能最強(qiáng)，但材料與加工成本極高；同時對于AI芯片越來越大的封裝尺寸，有限的硅晶圓尺寸難以承載大規(guī)模量產(chǎn)，且成本更難以控制。而有機(jī)基板中介層，受限于材料特性，高速信號衰減嚴(yán)重，表面粗糙度高，布線精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如硅中介層；另外其熱膨脹系數(shù)較大，在大尺寸封裝下，疊加熱功率極高的HBM和GPU等帶來的熱應(yīng)力，容易導(dǎo)致翹曲、虛焊等現(xiàn)象，影響可靠性。

那么玻璃基板采用的玻璃也不是普通玻璃，是采用高純度的特種玻璃，比如無堿硼硅酸鹽/鋁硼硅玻璃等。實際玻璃基板的用途比較廣泛，除了2.5D封裝中的中介層，還可以作為一些高端FC-BGA封裝的基板，用于CPO內(nèi)的光波導(dǎo)介質(zhì)等。

作為中介層，玻璃基板的優(yōu)勢首先是表面平整度極高，不用拋光就能做超細(xì)布線，凸點間距可小到幾十微米，線寬可以接近于硅中介層；第二是熱膨脹系數(shù)與硅幾乎一致，高溫不易翹曲和開裂，可靠性與硅中介層接近；三是介電常數(shù)低、損耗小，高頻高速信號更干凈、延遲更低，適合 AI 與高速通信；最重要的是，使用玻璃中介層的整體成本僅為硅中介層的20%-40%左右。

因此，在有機(jī)材料基板的低性能和硅中介層的高成本限制下，玻璃基板作為一個性能接近硅的中介層材料，同時成本又更低，完美適配 AI、CPO、HBM、Chiplet 等先進(jìn)封裝場景，成為目前先進(jìn)封裝的重要材料方向之一。

目前業(yè)界預(yù)計玻璃基板在先進(jìn)封裝中的大規(guī)模應(yīng)用會在2027年到2030年逐步實現(xiàn)，蘋果想要布局未來自研的AI服務(wù)器芯片，玻璃基板是無法避開的一條技術(shù)路線。

業(yè)界進(jìn)展如何？

作為最早進(jìn)入商用的玩家，英特爾對玻璃基板的投入可以追溯至2015年前后。早在2023年，其亞利桑那州Chandler工廠便已開始生產(chǎn)玻璃基板測試載體。2025年初，英特爾成功驗證了搭載玻璃芯基板的原型芯片可正常引導(dǎo)Windows操作系統(tǒng)，標(biāo)志著功能可靠性邁上新臺階。2025年9月，盡管市場一度傳出“放棄”傳聞，但英特爾明確重申玻璃基板路線圖不變，并啟動試點線建設(shè)。 今年1月，英特爾在NEPCON Japan展會上首次公開演示了業(yè)界領(lǐng)先的“厚芯”玻璃基板（Thick-Core Glass Substrate）與EMIB技術(shù)的融合方案。該原型封裝尺寸達(dá)78×77mm，支持約2倍硅片掩模面積（約1716mm2硅面積），采用10-2-10層疊結(jié)構(gòu)：800μm厚玻璃芯層上下各10層RDL重分布層，集成2個EMIB橋接器，實現(xiàn)45μm超細(xì)凸點間距。

這項設(shè)計徹底解決了有機(jī)基板的翹曲問題，機(jī)械剛性顯著提升，同時支持更高I/O密度、更優(yōu)信號完整性和電源傳輸效率，專為AI數(shù)據(jù)中心多芯片let配置量身打造。英特爾明確表示，這是全球首個10-2-10厚玻璃芯+EMIB封裝，裝配與可靠性驗證工作已同步推進(jìn)。

同時在今年的CES展會上，英特爾宣布玻璃基板技術(shù)正式進(jìn)入高量產(chǎn)階段，并推出全球首款采用玻璃基板的商用產(chǎn)品Xeon 6+“Clearwater Forest”服務(wù)器處理器。該處理器基于Intel 18A/14A制程，標(biāo)志著玻璃基板從研發(fā)轉(zhuǎn)向大規(guī)模應(yīng)用。英特爾Foundry還將這一技術(shù)作為代工服務(wù)對外開放，希望吸引蘋果、英偉達(dá)等潛在客戶。

據(jù)稱，英特爾計劃在2030年前實現(xiàn)玻璃基板全面商用，目前已從試點線邁向大規(guī)模量產(chǎn)，2026年將持續(xù)擴(kuò)大亞利桑那工廠產(chǎn)能，并探索越南等新增產(chǎn)線。未來，玻璃基板將進(jìn)一步與Intel 18A制程、混合鍵合等3D技術(shù)深度融合，支撐更復(fù)雜的chiplet架構(gòu)和光電集成。

另外，三星、臺積電都預(yù)計在2026年開始啟動新的節(jié)點。三星電子通過顯示部門的優(yōu)勢，推進(jìn)玻璃基板中介層技術(shù)，計劃在2026年下半年啟動量產(chǎn)，2026年導(dǎo)入汽車應(yīng)用，2028年AI/HPC全面商用。去年11月，三星電機(jī)與日本住友化學(xué)集團(tuán)簽署諒解備忘錄，成立合資公司專注先進(jìn)封裝玻璃基板核心材料生產(chǎn)。

臺積電目前主推硅中介層的CoWoS-S，但同步在開發(fā)CoWoS-G（玻璃基板變體），目前已向首家美國AI客戶出貨CoWoS-G樣本，支持大尺寸玻璃中介層。計劃2026年建立300mm迷你線，后續(xù)轉(zhuǎn)向面板級工藝，與康寧合作開發(fā)特種玻璃，全面商用預(yù)計在2027年后。

小結(jié)：

2026 年，隨著 AI 算力爆發(fā)與 CPO 規(guī)?；涞兀ＡЩ逭龔脑圏c應(yīng)用走向規(guī)模量產(chǎn)，蘋果的入局意味著這一新一代先進(jìn)封裝材料已獲得全球頂級終端廠商的認(rèn)可與選型背書，正式從技術(shù)驗證階段邁入產(chǎn)業(yè)化落地的關(guān)鍵窗口期。蘋果自研 AI 服務(wù)器芯片選用玻璃基板，不僅是為了解決大尺寸、高帶寬、低延遲的封裝瓶頸，更是在為下一代 Chiplet 異構(gòu)集成、HBM 高速互聯(lián)與光電共封裝提前鎖定核心材料方案。