玻璃基板:康宁玻璃桥到底是什么配套技术?
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一块玻璃,如果在上面打个孔,并且要求玻璃不能碎,打孔时不能掉玻璃渣,同时打出的孔边缘要十分光滑,不能有毛刺。
这怎么才能做的到?
打孔,第一直觉就是需要用电钻,然而,要是这么干,这非但不能做到打出的孔边缘极致光滑,也大概不能做到打孔时,玻璃不碎。
此前的文章中,聊到过玻璃基板,最近又恰好康宁发布了它的玻璃桥方案。接下来,就一起看一下,玻璃桥是啥技术?配套玻璃桥的玻璃基板,是怎么做到在玻璃上极致打孔的?
“玻璃地基。”
之前已经说过,“玻璃桥”不是真的就是一座现实里的桥,而是类比,是后摩尔时代芯片封装里,一项关于“怎么让电流跑得更稳、更快”的技术。
芯片封装发展到现在,它的瓶颈又是什么?
所谓芯片封装,简单理解,就是把计算芯片、存储芯片这些小方块,精准地焊在一块基板上,互相连通。这块基板就像一个地基,上面刻满了比头发丝还细很多很多倍的电路。
传统上的,这个地基主流材料是有机塑料(树脂类)的。随着AI芯片越做越大,晶体管密度越来越大,问题也随之而来,塑料天生怕热,一热就胀,跟芯片(硅)的热胀冷缩率不太同步。这就有点像把一栋大楼盖在会易变形的橡皮泥上,一通电发热,基板翘曲,芯片就可能开裂或者连接断开,信号传输就没法保障了。
这时,有人就把注意力投向了玻璃。
根据康宁公布的技术资料,玻璃的优势主要包括:
硬且平。玻璃天然刚性好,不容易翘曲,能撑住超大尺寸的芯片封装。
热胀冷缩跟芯片更合拍。它的热膨胀系数能调得和硅芯片非常接近,发热时大家同进同退。
电性能天生优越。玻璃是绝缘体,电损耗极低,信号传得远还干净。
虽然这些听起来很完美,但是玻璃有个致命弱点,脆,而且你没法像钻木板一样在它身上钻出无数个微米级、能导电的通孔。 在这种玻璃上造出能跑电流的立体通道,就是“玻璃桥”这套配套技术的核心。
“康宁玻璃桥。”
这里可以把整块“玻璃基板”理解为一栋还没装修的毛坯大楼,而“康宁玻璃桥”配套技术,就是一整套在大楼里装电梯、水、电管线等的精装。它不单指一座桥,而是一套能在玻璃里打通孔、填满铜、铺好线路的精密加工体系。
这里主要有三个行业公认的技术难题:
首先是在玻璃基板上打孔,还不能掉渣。
要在几十微米厚的玻璃上打出直径可能只有头发丝十分之一的通孔(叫TGV,玻璃通孔),传统钻头肯定碎一地。康宁走的是“激光诱导刻蚀”路线,先用激光在玻璃里划出改性轨迹,再用化学药水把改性部分吃掉,孔壁能光滑得像镜子。这一步要是孔壁毛糙,后面填铜就容易出现短路或者断路的问题。
其次是往极细的孔里灌铜,不能有气泡。
孔打好后,要往里填充金属铜,让上下层电路接通。因为孔又细又深,铜必须从孔壁往中间均匀沉积,不能堵口,也不能留空洞,否则一通电就烧断。康宁结合了自身在玻璃成分上的调配功底,开发了特殊的“玻璃配方+金属化工艺”,让铜能踏踏实实粘在玻璃孔里,扛得住大电流和高温冲击。
第三是在玻璃上高精度再布线层,高密度互连芯片。
“桥”在这里是一个比喻。玻璃基板表面还需要制作极精细的再布线层(RDL),把CPU、GPU、存储这些裸片像堆积木一样连起来。由于玻璃表面极度平整,它能支持比传统有机基板更细的线宽线距。康宁在2024年前后公布的参数就提到,玻璃基板能把芯片间互连密度提升数倍,功耗降低大约30%-50%。这就有点像高速路从双向四车道一下子扩成了十车道,传输带宽大幅拉高。
当然,这里需要区分两类玻璃内部通道。TGV通孔用于传输电信号,需经过激光蚀刻打孔;GlassBridge内置光波导用于传输光信号,无需打孔,依靠离子交换工艺在玻璃内部形成光路,二者配套使用。
此外,关于玻璃基板的现状是,当前主要应用于800G/1.6T高速光模块、高端AI算力先进封装领域,消费电子、中低端芯片仍以有机基板为主要载体。
“为什么是康宁?”
造玻璃对于康宁来说,还是有历史的。从不怕烧的康宁锅,到大猩猩手机玻璃,他们对玻璃配方里钠钙硅硼怎么调、热历史怎么控制,摸索了上百年。这种硅酸盐化学的底子,别人很难短期抄走。
同时,这项技术不是康宁一家在单打独斗。英特尔公开了玻璃基板测试芯片计划,三星电机、Absolics也在加速建玻璃基板产线。据市场分析机构Yole Intelligence此前的预测,玻璃基板在先进封装中的渗透会在2026到2027年间开始提速。康宁的角色更像是一个材料与工艺的集成方案提供商,拉着上下游一起把玻璃基板从实验室推进了产线验证阶段。
“写在最后。”
截至目前,玻璃基板还没用到手机芯片里,但脚步似乎是在接近了。行业正忙着用它在数据中心AI芯片、高性能计算这些对功耗和发热极度敏感的领域做最后可靠性验证。简单来说,这大概就是反复测试它能不能撑住万小时级别的通电、冷热循环,确保稳定运行。
等过了这道坎,玻璃桥这套技术,就会变成那些巨无霸AI芯片内部肉眼看不见、却至关重要的“隐形立交桥”。
参考资料:
财联社.事关CPO、玻璃基板 光通信巨头发布多项技术产品.2026年6月25日.
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2026-06-29 08:29
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