[비즈한국] 人工智慧(AI)時代半導體基板領域最大的熱門話題是“玻璃”。玻璃基板因具備比塑膠等傳統半導體工藝中使用的有機材料更高的耐久性和電力效率,被認為是適合AI半導體的材料。由於玻璃特性上對外部衝擊和壓力較為脆弱,導致良率難以把控,此前一直被歸類為“規格過剩(Over-spec)”,但隨著AI的崛起,它作為能夠改變競爭格局的材料而備受矚目。隨著三星正式進入玻璃基板市場,相關板塊的股價也隨之波動。尚未實現商業化的玻璃基板能否成為遊戲規則改變者?

業界一齊湧入,“矽時代結束,玻璃時代要來了嗎?”
隨AI熱潮而興起的玻璃基板被稱為“夢想中的基板”。為了連線多個半導體而打孔時,使用平滑的玻璃比塑膠、矽等材料,即使在消耗相同功率的情況下也能顯著提高資料處理速度。這是因為玻璃能減少電訊號衰減並降低發熱。其強度也比現有的有機基板高,不會在高溫下彎曲,因此更有利於製作大面積基板。SKC011790子公司Absolics預計,與現有的有機材料基板相比,電力效率將提升50%左右。
今年有望成為驗證玻璃基板技術可靠性的元年。業界也在整頓業務,著手準備量產。據業界訊息,三星電子005930正尋求與集團內部關聯公司合作,以便將玻璃基板應用於其半導體量產工藝。據瞭解,該專案將由三星電子DS(半導體)部門代工(Foundry)業務部主導推進。
繼在世宗工廠建立中試(試驗生產)線的三星電機005930之後,三星電子層面似乎將專注於覆蓋高頻寬記憶體(HBM)的尖端封裝服務競爭力。三星電機計劃在今年透過客戶樣品推廣後,於2027年以後實現產品量產。友利投資證券研究員任素貞解釋稱:“三星電子作為IDM(綜合半導體公司),將重點放在了透過在搶佔玻璃基板市場時,與系統半導體生產領域(代工)及負責後道工序的TSP總負責人等進行協作,從而增強企業整體競爭力上。”
處於領先地位的SK對玻璃基板的期待也很大。SK集團會長崔泰源在CES 2025期間會見英偉達執行長(CEO)黃仁勳後,在SK展臺舉起公司玻璃基板模型表示:“剛剛已經賣出去了。”Absolics是SKC於2021年與全球最大的半導體顯示裝置企業美國應用材料公司共同成立的公司。Absolics已在美國喬治亞州建成玻璃基板工廠,並將產品量產時間定在2026年。

LG的開發程序也在推進中。LG Innotek011070代表理事文赫洙也在本次CES上表示,“玻璃基板是必須走的道路”,並公佈了今年年底開啟試製品量產的計劃。LG Innotek去年3月正式宣佈進入玻璃基板業務,預計將在龜尾工廠啟動試驗生產。英特爾則投資10億美元用於玻璃基板的研發(R&D)並加快速度。該公司於2023年9月公開了試製品,並計劃在2030年內推出基於玻璃基板的CPU和AI半導體。
仍處於“理論”階段,離商業化“還有很長的路要走”
半導體基板材料一直以15~20年為週期進行更替。自2000年以來有機基板被廣泛應用,從時間上看也到了轉折點。目前半導體基板最常用的材料是矽,雖然其耐久性和電子控制效能出色,但對高電壓和150℃以上的高溫較為脆弱。儘管矽中介層(Silicon Interposer)被用作解決方案,但問題在於價格昂貴。在處理海量資料的AI領域,侷限性非常明顯。相反,玻璃基板耐熱耐電,表面平滑,有利於製作精細電路,且不需要中間基板,能將基板厚度減少約25%。
業界期待玻璃基板被正式應用後,能產生領先半導體微細工藝兩代以上的效果。業界相關人士表示:“SKC正專注於封裝技術驗證和良率 확보,英特爾、臺灣台積電(TSMC)等全球主要企業也考慮到封裝的重要性,正在準備商業化。”

全球市場調研機構The Insight Partners預計,全球玻璃基板市場規模將從去年的2300萬美元(約332億韓元)以年均約5.9%的速度增長,到2034年將達到42億美元(約6萬600億韓元)。
然而,研究已近20年的玻璃基板至今未能實現商業化的原因也非常明確。由於它對外部衝擊或累積壓力較弱,製造時難以提高良率,導致銷售價格必然高昂。作為“夢想中的基板”,它目前更接近於構思層面的新技術,預計將面臨諸多困難。
因此,人們認為,玻璃基板要實現商業化,方向性和技術能力至關重要。HI投資證券電氣電子研究員高義英強調:“需要重構供應鏈,並驗證與玻璃材料相關的可靠性。大規模量產需要伴隨標準化作業,且量產時的良率也不確定。”他解釋稱,在技術上需要對以下方面進行改善:△為電連線打孔;△均勻填充導電材料;△改進電路層間連線及確保精確工藝。
高研究員指出:“不過,如果能透過封裝升級,滿足客戶製造高效能半導體的強烈需求,從而賣出足夠高的價格,那麼低良率的問題是可以被補償的。”並補充道:“新轉折點即將來臨的趨勢值得關注。”