中國粉體網訊 在電子信息技術飛速發展的今天，芯片作為各類電子設備的核心部件，其性能的提升不僅依賴于芯片設計與制造工藝的進步，芯片封裝技術同樣起著至關重要的作用。為了更好地理解玻璃芯技術，我們需要先從芯片封裝的基礎知識說起。
一片芯片制造完成后，封裝工作便緊鑼密鼓地展開。封裝的首要任務是搭建起芯片與外界進行電氣和信號交互的橋梁。想象一下，芯片就像一座功能強大的“數據處理城堡”，而封裝則是城堡與外界連接的“交通網絡”，只有通過這個網絡，芯片才能接收外界的指令，輸出處理后的結果。同時，封裝還肩負著為芯片創造穩定工作環境的重任。如果沒有封裝，靜電、灰塵等都可能對芯片造成不可逆的損害，就如同脆弱的藝術品暴露在惡劣環境中。
回顧芯片封裝技術的發展歷程，可謂是一部不斷創新與突破的歷史。早期的雙列直插式封裝，通過長長的引腳將芯片與電路板相連，這種方式雖然簡單，但在集成度和信號傳輸速度上存在明顯局限。隨著技術發展，表面貼裝、球柵陣列封裝(BGA)以及芯片倒裝等技術相繼問世，它們逐漸縮小了封裝體積，提高了信號傳輸效率。而如今，以2.5D/3D封裝為代表的“先進封裝”技術，更是將芯片封裝帶入了一個全新的時代。
2.5D/3D封裝基板與工藝路線圖 來源：Madhavan.Heterogeneous integration for AI applications: status and future needs
先進封裝技術的出現并非偶然，隨著芯片集成度不斷提高，芯片單元尺寸受到光刻掩模版尺寸限制的制約，同時傳統的封裝基板也難以滿足多芯片間日益密集的互聯需求。在這種背景下，中介層應運而生，它就像一座架設在芯片單元和基板之間的“信息高速公路”，內部可以承載更為密集的走線和互聯，極大地提高了不同芯片單元之間的溝通效率，從而催生出了2.5D封裝結構。
在對先進封裝技術有了初步了解后，我們將目光聚焦到玻璃芯技術。電子互聯解決方案廠商Samtec曾在相關演講中介紹過玻璃芯技術，引發了行業內的廣泛關注。從本質上來說，玻璃芯技術是采用玻璃材料作為核心部分，用于制造芯片封裝所需的基板或中介層。在國外關于玻璃芯的科研和商用討論中，雖然大家常常提及封裝玻璃基板，但實際上更多指向的是玻璃中介層。
玻璃芯技術的應用場景十分廣泛，不僅在2.5D先進封裝中可作為芯片單元之間互聯的中介層，在3D封裝中，還存在“3D玻璃嵌入技術”，實現芯片的縱向堆疊。對比2.5D封裝中玻璃、硅和有機三種解決方案可以發現，玻璃中介層不僅僅是單純的中介層，它還同時承擔著封裝基板的角色。與硅和有機材料方案相比，玻璃中介層方案少了一個層級，這使得整個封裝結構更加簡潔緊湊。
盡管玻璃芯技術展現出了巨大的潛力，但在實際應用中仍面臨諸多挑戰，從材料特性來看，玻璃材料與金屬的結合存在一定困難，這與玻璃通孔（TGV）技術中高質量金屬填充的難題密切相關。玻璃表面光滑，導致金屬在其表面的粘附性不佳，容易出現分層、脫落等問題，影響互聯的穩定性和可靠性。在工藝方面，玻璃基板的制造工藝還不夠成熟，需要進一步優化以提高生產效率和產品良率。此外，玻璃基板與現有封裝產業鏈的兼容性也是需要解決的問題，只有實現與上下游產業的無縫對接，才能推動該技術的大規模應用。
目前，除了英特爾對玻璃芯技術進行積極探索外，三星電機等企業也對該技術表現出濃厚興趣，可以預見，未來隨著技術的不斷發展和完善，玻璃芯技術有望在先進封裝領域占據更重要的地位，為芯片性能的提升和電子設備的發展帶來新的機遇。
參考來源:
廣發證券《玻璃基板從零到一，TGV為關鍵工藝》
Madhavan.Heterogeneous integration for AI applications: status and future needs
(中國粉體網編輯整理/月明)
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