半導體業最大規模「幾何革命」正在發生
當全球還在討論台積電先進封裝技術時,一場更深層的產業變革已悄悄啟動——從圓形晶圓到矩形玻璃基板。這不是單純的材料替換,而是一場足以撼動整個半導體產業鏈的「形狀革命」。
根據產業研究機構(如拓墣等)的研判,玻璃基板有機會在2028–2029年左右進入量產與放量階段,2026–2030年被視為技術從驗證走向商業落地的關鍵窗口期;實際時程仍取決於客戶導入與供應鏈建置進度。這個時程點,比多數投資人預期的還要快。
為什麼AI巨頭們「圓」不下去了?
問題出在物理極限。市場與分析機構預期,NVIDIA次世代如Rubin Ultra的AI模組尺寸將遠超過現行設計,接近甚至挑戰光罩單次曝光的極限。若持續採用12吋圓形矽晶圓,邊緣區域將產生顯著的面積浪費。有部分技術試算指出,在極大尺寸封裝下,每片晶圓可用模組數量可能僅剩個位數,導致邊緣損耗大幅提高,但具體數值仍依實際設計與切割規劃而定,目前尚無NVIDIA官方公開數據。
更致命的是翹曲問題。有機載板的熱膨脹係數達16 ppm/°C,在高溫製程下容易變形;矽中介層雖然平坦,但成本高昂且難以突破光罩尺寸限制。運達投顧分析師陳建雄直言:「半導體正在經歷一場『由圓轉方』的革命。」
玻璃基板憑什麼成為重要候選方案?
答案藏在三個關鍵優勢裡:
幾何面積利用率顯著提升。以矩形玻璃面板取代300mm圓形矽晶圓,在大尺寸AI模組的情境下,幾何利用率可明顯提升。有業者或研究在特定排版假設下推估,面積利用率可較傳統圓形晶圓提升約20–30個百分點,進而有助於降低單位封裝成本。但實際數值仍依晶片尺寸與排版條件而定,20–30%的成本下降屬於試算範圍,而非已被全面驗證的固定成果。
高頻訊號損耗明顯改善。玻璃作為絕緣材料,介電常數與介電損耗(Df)通常優於傳統有機載板,部分材料的Df可低於0.005,對100 Gbps以上的高速訊號有明顯幫助。多家業者與研究顯示,在特定設計下,玻璃基板可顯著降低高頻損耗,但實際改善幅度需視材料與走線結構而定。現階段玻璃基板仍需面對可靠度、製程與成本等挑戰。
熱膨脹係數可調控至3 ppm/°C,與矽晶片完美匹配,徹底解決大尺寸封裝的翹曲夢魘。
台灣供應鏈的佈局動態
這場變革中最有趣的是玻璃供應鏈的角色轉換。在台灣供應鏈中,台玻已被多家研究單位點名為未來玻璃基板的重要潛在供應商,AP7廠規劃在2028–2029年左右進入量產,鎖定先進封裝應用。至於群創、正達、宸鴻等具玻璃或面板加工能力的公司,市場上有其「技術轉用」的想像空間,但目前公開資訊中尚未見到針對AI封裝玻璃基板的明確量產時程與規模說明。
台積電除既有CoWoS矽中介層外,也在積極評估FOPLP與玻璃基板等相關技術。媒體報導指出,台積電曾組建面板級扇出封裝(FOPLP)專案,結合TGV與玻璃基板技術,部分消息稱其內部曾以2027年為量產目標,並可能因客戶需求調整時程。不過,台積電尚未對外公開明確的玻璃基板量產時間表。
國際方面,SK集團旗下的Absolics已在美國及韓國投資建設玻璃基板產線,累計投資金額達數百億韓元以上,並持續規劃擴產。個別階段與專案的實際投資數字以公司對外公告為準。
但市場並非一片樂觀。PTT業內人士指出:「玻璃太脆容易破,表面過於平滑導致金屬附著力差。」TGV(玻璃通孔)的雷射鑽孔技術若控制不當,孔洞會呈現沙漏狀,反而造成訊號耗損。
誰能笑到最後?
科技評論專欄《股海哥筆記》一語中的:「真正的問題不是玻璃會不會成為主流,而是誰能先做到穩定、低成本、大規模量產。」
Intel已公開針對玻璃基板提出長期量產藍圖,目標是在2030年左右將其導入高密度封裝的量產應用,目前已展示原型與試產成果。包括三星、Rapidus、日本DNP等業者也分別提出了2028年左右或2030年的量產目標,整體產業正朝玻璃基板世代佈局。
設備商LPKF的LIDE(雷射誘導深蝕刻)技術,宣稱可在玻璃上高速加工大量微孔,且孔壁缺陷與微裂紋較少,已被多家業者視為實現TGV玻璃基板的候選方案之一。未來是否會成為主流量產技術,仍取決於實際量產成本、產能與客戶採用情況。
鄉民諷刺:「彷彿2024光通訊對吧?先炒再說。」但這次不同的是,物理瓶頸已經真實存在,而解方正在加速成熟。從Hopper到Feynman,系統級封裝的爆炸式成長已是進行式,玻璃基板的崛起,正是這場變革最重要的前哨戰。
