【AI 浪潮催動，玻璃基板應(yīng)用持續(xù)深化】
根據(jù) IDC 預(yù)測，全球 AI 服務(wù)器的市場規(guī)模將從2022年的195 億美元增長至2026年的347億美元，CAGR 達 15%。在AI算力高增、市場競爭日趨激烈的背景下，玻璃基板成為海內(nèi)外龍頭廠商提高芯片性能的主要技術(shù)革新方向。
以英特爾、三星、AMD、蘋果為代表的龍頭大廠紛紛布局玻璃基板及相關(guān)技 術(shù)，玻璃基板有望迎來廣闊的增長空間!
基板(Substrate)是將電子元器件集成在一起的物理支撐平臺，通常由絕緣材料制成，起到保障電子元器件穩(wěn)定性和可靠性的作用。當(dāng)前，基板多由金屬、 陶瓷和有機材料制成。未來，隨著 TGV 等相關(guān)技術(shù)不斷成熟，玻璃材料的脆性和導(dǎo)熱性得以改善，玻璃基板(Glass substrate)將憑借其高尺寸穩(wěn)定性、各向同性的高透光性能和高絕緣性能，成為引領(lǐng)基板發(fā)展的革新力量。
玻璃基板的性能優(yōu)勢逐步顯現(xiàn)，其下游應(yīng)用得以持續(xù)擴展和深化，具體覆蓋了面板、IC 封裝、CMOS、MEMS 等領(lǐng)域。
【玻璃基板性能出色，成為芯片封裝的關(guān)鍵方向】
隨著高性能芯片的發(fā)展，傳統(tǒng)有機材料基板在高性能芯片的封裝應(yīng)用中呈現(xiàn)出一定的局限性。芯片基板用于固定晶圓切好的晶片，是封裝環(huán)節(jié)的關(guān)鍵部分。 隨著基板上固定的芯片數(shù)量增加，整個芯片集成的晶體管總數(shù)也相應(yīng)增多。有機材料基板加工難度小，生產(chǎn)成本較低，在芯片封裝領(lǐng)域已被應(yīng)用多年。但隨著對芯片計算需求的增加，信號傳輸速度、功率傳輸效率、以及封裝基板的穩(wěn)定性變得尤為關(guān)鍵，有機材料基板面臨容量的極限。
相較于有機材料基板，玻璃材質(zhì)的高度平整性有助于提升光刻過程中的聚焦精度，使得在相同面積內(nèi)，玻璃基板上的開孔數(shù)量遠超有機材料基板。開孔數(shù)量之間的間隔小于 100 微米，使得晶片間的互連密度大幅提升。
玻璃基板優(yōu)點：
1、玻璃基板的熱穩(wěn)定性降低了芯片斷裂的風(fēng)險，提升了封裝的穩(wěn)定性。
2、玻璃基板電氣性能優(yōu)勢顯著，有效降低能耗與功率損失。
半導(dǎo)體封裝具備保持電氣特性、保護芯片、緩和應(yīng)力及調(diào)整尺寸配合四大功能。封裝的核心作用是維持集成電路器件與系統(tǒng)之間的電學(xué)和物理連接。隨著芯片速度的不斷提升和功率的增加，芯片的散熱問題變得更加突出。由于芯片鈍化層質(zhì)量的提高，封裝用以保護電路功能的作用重要性正在下降，但玻璃基板的 推出卻打破了這一發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)上，隨著芯片性能的提升，其發(fā)熱功率會大幅提升，使得發(fā)熱問題越發(fā)嚴(yán)重。但玻璃基板不僅使得晶片間的互聯(lián)密度得到了顯著提升，從而增強了芯片的傳輸效率和計算能力，還極大地提升了散熱性能， 顯著降低了由于發(fā)熱帶來的變形或斷裂風(fēng)險。
此外，玻璃基板的低介電損耗特性有助于更高效的信號和電力傳輸，在提升芯片性能的同時，降低了信號傳輸過程中的功率損耗和能源消耗，提升了芯片的整體運行效率。
這些優(yōu)勢共同作用，使得玻璃基板成為全面提升芯片性能的關(guān)鍵因素，不僅提升了芯片的功能性，還增強了其可靠性和環(huán)境適應(yīng)性，預(yù)示著半導(dǎo)體封裝技術(shù)的新時代的到來。
【玻璃基板國產(chǎn)化進程正當(dāng)時】
根據(jù) MarketsandMarkets 預(yù)測，全球玻璃基板市場預(yù)計將從2023年的71億美元增長到2028年的84億美元，CAGR達3.5%。美國康寧(Corning)為玻璃基板行業(yè)絕對龍頭，全球市場份額占比高達 48%;旭硝子(AGC)、電氣硝子(NEG)、東旭光電緊隨其后，占比分別為 23%、17%、8%。玻璃基板行業(yè)的壟斷在高世代線尤為突出。在 8.5 代線玻璃基板市場，康寧以 29%的市場份額位列全球第一，旭硝子、電氣硝子分別以 24%、21%的市場份額分列二、三位。
玻璃基板國產(chǎn)替代加速，主要得益于：
1)海外廠商經(jīng)營策略調(diào)整帶來行業(yè)潛在產(chǎn)能缺口。2024 年，受顯示玻璃價格持續(xù)下滑、能源成本上漲等因素影響，以康寧為代表的玻璃基板行業(yè)龍頭為優(yōu)化自身盈利能力，紛紛采取提價并控制產(chǎn)能的策略。根據(jù) Omdia 測算，當(dāng)前全球玻璃基板僅僅維持在供略大于求的水平，一旦廠商發(fā)生輕微事故或突發(fā)訂單激增，玻璃基板供需情況或?qū)⒂?2024 年 Q2 后趨緊，甚至于 Q3 首次出現(xiàn)供不應(yīng) 求的局面。
2)我國玻璃基板廠商加碼產(chǎn)線建設(shè)。我國龍頭廠商京東方、TCL 科技、彩虹股份、東旭光電等在用于顯示領(lǐng)域的高世代玻璃基板產(chǎn)線均有規(guī)劃，彩虹股份、東旭光電 G8.5+/G8.5 代玻璃基板產(chǎn)線已投產(chǎn)。彩虹股份 G8.5+玻璃基板產(chǎn)線產(chǎn)能達 580 萬片/年，東旭光電 G8.5 代 TFT-LCD 液晶玻 璃基板產(chǎn)能達 540 萬片/年。
3)國產(chǎn)玻璃基板具備一定價格優(yōu)勢。第一，國內(nèi)廠商受相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策補貼。 國內(nèi)對于面板產(chǎn)業(yè)鏈的支持力度大，廠商可以獲得一定的政府補助，因此國產(chǎn)玻璃基板價格會顯著低于進口的玻璃基板。第二，國內(nèi)廠商運輸成本低。Modor Intelligence 預(yù)測，2020-2025 年，以中國為代表的亞太地區(qū)將成為玻璃基板規(guī)模最大、增速最快的市場。憑借先天地理位置優(yōu)勢，國內(nèi)廠商就近配套可以降低運輸風(fēng)險和成本。
玻璃基板具備多重技術(shù)優(yōu)勢，市場潛力有望隨 AI 算力高增進一步釋放。 受益國產(chǎn)替代邏輯及下游市場需求激增，國內(nèi)相關(guān)廠商有望憑借自身技術(shù)積累拓展布局玻璃基板業(yè)務(wù)帶來成長新曲線。
我們篩選出以下潛力標(biāo)的
阿石創(chuàng)(300706)公司產(chǎn)品的使用主要是通過玻璃基板進行鍍膜和材料沉積以實現(xiàn)半導(dǎo)體和光學(xué)性能。
賽微電子(300456)公司擁有目前業(yè)界領(lǐng)先的 TSV 絕緣層工藝和制造平臺，已研發(fā)出包括深反應(yīng)離子刻蝕等在內(nèi)的 100 余項 MEMS 核心國際專利，相關(guān)專利技術(shù)可以推廣移植至 2.5D 和 3D 晶圓級先進集成封裝平臺，可以為實現(xiàn)功能化晶圓級封裝和三維集成提供保障。
光力科技(300480)公司生產(chǎn)的半導(dǎo)體切割劃片機廣泛應(yīng)用于集成電路、功率半導(dǎo)體器件、MiniLED、傳感器等多種產(chǎn)品，可以實現(xiàn)對硅、碳化硅、氮化鎵、砷化鎵、藍寶石、陶瓷、水晶、石英、玻璃等多種材料的劃切。使用玻璃基板的先 進封裝在芯片熱穩(wěn)定性、散熱能力、互聯(lián)密度等方面具有優(yōu)勢，該技術(shù)的發(fā)展也會逐步催生出更多的應(yīng)用場景以及更高的封裝環(huán)節(jié)的價值增量。
參考資料：
東方證券-電子行業(yè)深度報告：先進封裝持續(xù)演進，玻璃基板大有可為.pdf
東吳證券-電子行業(yè)深度報告：GB200 引領(lǐng)算力提升，玻璃基板成為芯片封裝競爭新熱點.pdf
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