AI晶片愈做愈大，承載晶片的「載板」也跟著面臨新難題：面積一大，材料在受熱、冷卻過程中就容易翹曲變形。這也是玻璃基板、TGV（玻璃通孔）等名詞近來頻繁出現的原因。
高階AI封裝通常會把GPU等運算晶片與多顆HBM整合在同一封裝內，有些設計也會納入其他小晶片，承載這些元件的中介層與封裝載板，因此面臨更大的面積需求。以台積電公布的CoWoS路線圖為例，目前量產封裝已達5.5倍光罩尺寸，2028年將朝14倍發展。
封裝持續放大，也連帶提高載板的面積與平整度要求。如何控制材料在反覆加熱、冷卻過程中的形變，避免翹曲、維持平整，成為新的技術課題，也讓玻璃基板成為市場討論焦點。
本文將先說明玻璃基板位在晶片封裝的哪一層，再拆解TGV玻璃通孔的5個製程步驟，最後整理台積電、英特爾與台廠的投入進度。
文章目錄
玻璃基板是什麼？在晶片封裝的哪一層？
玻璃基板優點是什麼？3大優勢一次看
TGV玻璃通孔是什麼？TGV最大技術挑戰是？
哪些大廠在做玻璃基板？台積電、英特爾進度一次看
玻璃基板是什麼？在晶片封裝的哪一層？
一顆AI晶片封裝由上到下，大致可分為以下幾層：
- 晶片（chip）：位於封裝最上層。
- 微凸塊（micro bump）：用來連接晶片與中介層、載板，傳遞電源與訊號的微小導電接點。
- 中介層（interposer）：用來高密度連接GPU、HBM及其他小晶片，並非所有封裝都需要。
- 封裝載板（substrate）：負責承接晶片或中介層等上方結構，並將訊號與電源向下連接至PCB。
- 印刷電路板（PCB）：承載晶片封裝與其他電子元件，並透過線路傳遞電源與訊號。
玻璃基板要改變的，就是其中的封裝載板。目前高階封裝載板多使用有機材料作為核心，但這類材料受熱會膨脹、冷卻後收縮。面積愈大，尺寸變化與翹曲愈難控制，也會影響線路位置與晶片接合。
所謂玻璃基板（glass substrate），是指將載板中央的核心材料改成玻璃。
玻璃基板優點是什麼？3大優勢一次看
玻璃剛性較高，熱膨脹特性也能透過材料配方調整，因此成為大型封裝正在發展的選項。歸納來看，玻璃基板有3項優勢：
- 形狀更穩定：玻璃剛性較高，熱膨脹特性也能調整，大尺寸下較有利於控制翹曲。
- 高速訊號損耗低：玻璃材料可設計出較低的介電損耗，減少高速訊號傳輸過程中的能量損失。
- 具有大面積加工潛力：顯示器產業已有大尺寸玻璃面板的量產經驗。
TGV玻璃通孔是什麼？TGV最大技術挑戰是？
玻璃本身不導電。為了連接玻璃載板上下兩側的線路，讓訊號與電源穿過玻璃，須在玻璃中製作微小通孔，並在孔內形成金屬導電路徑，這類結構稱為TGV（through-glass via，玻璃通孔）。
TGV玻璃通孔怎麼做？5個步驟一次看
TGV成孔方式不只一種，以雷射改質搭配化學蝕刻製程為例，可分為5個步驟：
- 雷射改質：用雷射照射預定開孔的位置，改變局部玻璃結構。
- 蝕刻成孔：利用化學藥液優先移除被雷射改質的區域，形成貫穿玻璃的微小通孔。
- 孔壁金屬化：在孔壁形成一層薄金屬，作為後續電鍍的基礎。
- 銅電鍍：利用電鍍增加孔內的銅層，部分製程會將整個通孔填滿。
- 上下導通：TGV成為穿過玻璃的垂直導電路徑，連接載板上下兩側的線路。
哪些大廠在做玻璃基板？台積電、英特爾進度一次看
目前最值得觀察的是台積電與英特爾。
台積電：魏哲家預估約1年成熟
2026年7月台積電法說會上被詢及玻璃基板、玻璃核心時，魏哲家表示正開發替代方案並與載板供應商合作，預估約1年成熟；另有供應鏈消息指出，台積電正與Ibiden、群創驗證玻璃核心載板導入下一代CoWoS。
英特爾：2023年已公開玻璃基板技術
英特爾在2023年公開玻璃基板技術，2026年7月再宣布與藍思科技合作，加速開發玻璃基板封裝方案。
台廠：面板、玻璃加工與設備廠跨界投入
玻璃基板也吸引不少原本不在傳統半導體載板供應鏈的業者投入。群創、TPK等具顯示器或玻璃加工背景的業者，正把既有技術延伸到TGV與半導體封裝；鈦昇、東捷、亞智、群翊等設備廠，則切入雷射成孔、蝕刻、電鍍與壓膜等製程。
從CoWoS封裝持續放大，到玻璃基板與TGV製程的發展，可以看出AI晶片的競爭不只發生在晶片本身，承載晶片的載板材料，也成為先進封裝必須解決的新課題。
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責任編輯：陳祈安
