【一文看懂】玻璃基板結合TGV掀大尺寸浪潮！面板、材料廠跨界布局先進封裝
隨著 AI 半導體需求呈爆發式成長，推動先進封裝技術快速演進。為了突破傳統圓形晶圓的面積利用率極限，將載體改成方形的「面板級扇出型封裝（FOPLP）」應運而生，成為封測巨頭與面板大廠的新戰場。玻璃基板擁有較佳的散熱性和尺寸可控性，將是半導體業者進入次世代大尺寸封裝的絕佳選擇。
工研院產科國際所半導體研究部分析師黃尹日前在一場研討會中指出，FOPLP 目前主要面臨四大技術瓶頸。
1. 黃光微影難題：大面積曝光時，關鍵尺寸難以維持極高均勻性。
2. 沉積與蝕刻不均：在方形基板的四個邊角處，氣流與離子流的控制容易出現偏差。
3. 熱膨脹與翹曲問題：大面積且跨多重異質材料堆疊時，熱應力極易引發結構翹曲。
4. 設備轉型成本昂貴：供應鏈必須將既有產線全面更換為方形基板傳送與處理設備，大幅增加建置成本。
為了迎戰這些技術痛點，「玻璃基板（Glass Substrate / Glass Core）」憑藉優異的尺寸穩定度與高散熱特性異軍突起。它能顯著改善大面積封裝下的翹曲問題，因而被業界視為大型 AI 晶片 Package 及 FOPLP 的解決方案。
集邦科技分析師高樂耘認為，導入玻璃基板的核心前提在於「晶片封裝尺寸越來越大」；若產品本身尺寸偏小，傳統基板即已足夠，並不需要額外使用玻璃基板。
拆解先進封裝架構：為何有機基板會面臨物理瓶頸？
從先進封裝的內部層級結構來看：
最上層（晶片）：核心運算的 GPU、CPU 或小晶片（Chiplet）。
第二層（微凸塊 / Micro Bump）：連接晶片與中介層的微小導電接點，負責電源與訊號的極高密傳遞。
第三層（中介層 / Interposer）：以高密度互連線路整合 GPU、HBM 及各式小晶片。
第四層（封裝載板 / Substrate）：承接上方所有微結構，並將訊號與電源向下傳輸至 PCB。
最下層（印刷電路板 / PCB）：承載整個封裝體與其他電子零組件。
在傳統架構中，封裝載板多半採用「有機材料」作為核心。然而，有機材料具有「熱漲冷縮」的物理特性，當封裝面積越做越大時，其尺寸穩定度難以維持，極易產生翹曲並導致線路對準偏移或晶片接合失效。相比之下，玻璃基板為封裝載板提供了更好的材料選擇。
看好此趨勢，康寧（Corning）、AGC（艾杰旭）、NEG（日本電氣硝子）及 Schott（肖特）等國際玻璃巨頭，已紛紛開展細間距 TGV、玻璃中介層與高深寬比結構的技術發展，目前最小通孔直徑可達20μm，深寬比高達20:1。
黃尹分析，這四家大廠在策略上各有分工與側重：康寧主攻大尺寸玻璃核心與 TGV 面板製程；AGC 聚焦細間距 TGV 與玻璃中介層；NEG 佈局於玻璃與陶瓷核心技術；而 Schott 則專注於玻璃材料供應與合作夥伴製程開發。
關鍵技術TGV突破瓶頸，台廠與玻璃巨頭搶先卡位
究竟什麼是 TGV？黃尹解釋，TGV（Through Glass Via，玻璃通孔）技術是實現玻璃基板垂直導通的關鍵。其供應鏈涵蓋玻璃基板成孔、面板製程、封裝整合、材料填銅、設備開發與檢測等龐大生態系。隨著技術推向高深寬比和大尺寸，當前產業的量產瓶頸主要集中在「成孔精度、填銅均勻性、界面應力防裂以及缺陷檢測」四大面向。
國際玻璃大廠以康寧最為積極，不僅成立專屬「封裝小組」，更頻繁拜訪台灣半導體產業鏈展開深度合作。在今年的 SEMICON Taiwan 展會中，康寧與台廠友達雙雙展示了採用TGV 技術的510×515mm的實體面板展品。其中，康寧展品採主流「雷射改質後濕式蝕刻」製程，面板厚度1.9mm，TGV 孔徑100μm，深寬比達 20:1，總孔數高達84萬顆，最低孔距（Pitch）達200μm，展品僅做鑽孔，未填銅。
而友達展出的面板尺寸同為510×515mm，TGV 孔徑 100μm，孔距為300μm。特別的是，友達憑藉跨界能力，自行完成了該面板的 TGV 鑽孔與填銅製程。
高樂耘點出，除了友達外，群創亦投入大量資源轉型進軍 FOPLP 與玻璃基板，並獲得台積電的扶持。不過，由於面板廠過去非傳統半導體出身，在半導體客戶的嚴格認證與技術跨越上仍需經過較長的摸索期，預估面板級封裝與玻璃基板真正的商業化量產時間點，將落在2028年之後。
競合格局剖析：半導體巨頭如何拆解玻璃基板布局？
觀察整體產業動態，黃尹認為各大半導體與封裝廠商投入玻璃基板的趨勢已無庸置疑，但實際產品能否順利導入商業量產，關鍵仍在於「產品適配度與良率」。
有趣的是，供應鏈正呈現跨界融合的合作生態：例如康寧正向下游延伸面板與基板加工能力；友達則向上掌握玻璃材料改質與成孔（TGV）技術。兩者展示出的成品高度相似，顯示產業正透過多方合作共同建構生態系方案。
針對半導體龍頭台積電是否採用玻璃基板？黃尹強調，台積電在研發 CPO（共同封裝光學）等前沿先進封裝時，內部同步進行著至少40種以上的技術組合測試，包含 A+B 或 A+C+D 等多種材質與結構的交叉搭配。由於玻璃基板本質上對應方形封裝架構，這與台積電 CoWoS 逐步走向矩形（如 CoPoS）的長期路線完全一致。
至於競爭對手英特爾，雖然早在業界高調宣傳其玻璃基板與 EMIB/EMIB-T 封裝技術且宣稱良率優異，但最終是否能反超台積電，仍有待觀察其商業化量產規模以及與終端 AI 旗艦產品的實際銜接表現。
總結而言，在 AI 晶片功耗衝破千瓦、晶片面積無限擴大的時代，傳統封裝材料的物理極限已迫使產業進行轉型。從 FOPLP 面板級封裝的浪潮，到玻璃基板 TGV 通孔技術的導入，半導體後段製程正經歷一場深度的「材料與結構革命」。儘管量產前夕仍須克服填銅、良率與設備更換等重重考驗，但在半導體巨頭、玻璃材料商與面板廠跨界鏈結下，玻璃基板必將在2028年後的 AI 算力戰場中，扮演舉足輕重的關鍵角色。