華金證券發布研究報告稱,ChatGPT依賴大模型、大數據、大算力支撐,其出現標志著通用人工智能的起點及強人工智能的拐點,未來算力將引領下一場數字革命,GPU等高性能芯片需求持續增長,作為下一代先進封裝的玻璃基板,其市場空間廣闊。建議關注率先布局玻璃基板相關技術廠商。
事件:
美國芯片巨頭英特爾9月18日宣布推出業界首款用于下一代先進封裝的玻璃基板,計劃于2026年至2030年量產,憑借單一封裝納入更多晶體管,預計將實現更強大的算力,持續推進摩爾定律極限,這也是英特爾從封裝測試下手,面對臺積電新策略。
▍華金證券主要觀點如下:
玻璃基板保證單個較小尺寸封裝內配置更多芯片,最大限度地降低成本和功耗。
IC 封裝提供從半導體管芯或芯片到電路板(通常稱為主板)的電、熱和機械過渡。IC 封裝的一個關鍵要素是基板,它本質上是一塊帶有銅跡線的微型電路板,可粘合到芯片上的輸入/輸出 (I/O)、電源和接地焊盤,并將這些焊盤電氣連接到電路板?;鍨樾酒峁﹫怨虣C械結構,并與半導體芯片熱膨脹系數熱匹配。
(1)電氣方面:與現代有機基板相比,玻璃具有更好的熱性能、物理性能和光學性能,使用玻璃材料能夠提高芯片供電效率,互連密度可提高10倍,將帶寬近翻倍提升至448G。玻璃能承受更高工作溫度,并能通過增強平面度將圖案失真減少 50%,從而提高光刻聚焦深度,且為設計人員提供了更多的電源傳輸和信號布線靈活性。由于互連密度增加,與半導體芯片連接數量的增加轉化為與底層電路板更多 I/O連接、小芯片之間多連接以及封裝中含更多小芯片。玻璃基板容易接受光纖收發器等電光組件,與銅線相比,光纖收發器在更長距離內可以更快速度實現IC到IC的I/O通信。
(2)熱學和機械方面:玻璃基板比當今常用基板材料具有更好耐熱性。由于玻璃本質上是二氧化硅,其熱膨脹系數與附著在基板上硅芯片的熱膨脹系數相似,因此基板和半導體芯片之間有更好的熱匹配,當 IC 運行并產生熱量時,芯片往往會保持共面,因此可更可靠連接。
簡而言之,玻璃基板將使芯片設計人員能夠在單個較小尺寸內封裝更多芯片(或芯片單元),同時最大限度地降低成本和功耗。
最早有望于2026年推出完整玻璃基板解決方案,率先用于高性能領域。
英特爾表明,玻璃基板對于基板材料是一項重大突破,可解決有機材質基板用于芯片封裝產生的翹曲問題,突破現有傳統基板限制,讓半導體封裝晶體管數量極限最大化,同時更省電、更具散熱優勢;
預計在2026至2030年推出完整的玻璃基板解決方案,其性能有望超越18A制程節點,將率先導入需要更大體積封裝、更高速應用及工作負載的資料中心、AI、制圖處理等高性能領域;到2030年之前,半導體產業很可能會達到使用有機材料在硅封裝上延展晶體管數量的極限,有機材料不僅更耗電,且有著膨脹與翹曲等限制,而玻璃基板技術突破是下一代半導體確實可行且不可或缺環節;
該突破使封裝技術能夠持續擴展,實現在單一封裝中容納1兆個晶體管目標,并將摩爾定律延續到2030年之后。