鉅亨網記者魏志豪 台北
隨著 AI 晶片功耗與尺寸持續放大，先進封裝正從傳統有機基板，逐步走向玻璃基板 (Glass Core)，相較 PCB/ABF 等有機材料，玻璃具備更好的平坦度與尺寸穩定性，可以承載更大面積的晶片與更細密的線路，也因此被視為下一階段 AI 封裝的重要材料。以下是《鉅亨網》為讀者採訪整理的玻璃基板為何需要以及其供應鏈全流程。
業界指出，玻璃基板要真正量產，要將空白玻璃轉變成可用於先進封裝的玻璃基板，中間必須經過雷射改質、蝕刻打孔、鍍銅、檢測、研磨與增層等多道製程，尤其在雷射改質、蝕刻打孔被視為是 TGV 製程的重中之重，也是目前玻璃基板量產卡關的關鍵。
傳統 AI 封裝多使用有機基板，但隨著 GPU、ASIC 等晶片面積愈來愈大，載板面積也必須同步放大。但因載板採用樹酯等有機材料，在高溫製程中容易翹曲、變形，進而影響後續堆疊與封裝良率。
玻璃基板的優勢在於平坦度高、尺寸穩定性佳，較能支撐大面積封裝需求。不過，玻璃本身不導電，因此要讓晶片上下層訊號互通，就必須在玻璃上打出大量垂直導通孔，也就是 TGV，並在孔內鍍銅，形成上下訊號連接通道。
簡單來說，玻璃基板量產的第一個難題，就是要在一片玻璃上「打出數百萬個孔」，而且每個孔都要夠直、夠乾淨、孔壁粗糙度夠低，後續鍍銅後才不容易產生裂紋或失效。
業界指出，目前玻璃基板因尚未有標準規格，還在百家爭鳴的階段，也衍生出眾多商業模式，以符合不同終端客戶的需求，如玻璃原料供應商將技術延伸至玻璃加工、面板廠轉變成玻璃加工廠、載板廠專注於後段增層。
量產第一步，是取得符合規格的空白玻璃。這一段主要由康寧、旭硝子 (AGC)、肖特 (Schott) 等玻璃大廠掌握，因為玻璃材料本身的純淨度與特性，會影響後續雷射改質、蝕刻速度、孔形控制與可靠度。
此外，玻璃大廠也有意延伸至玻璃加工處理，未來不一定只扮演材料供應商。若原料廠能進一步掌握雷射改質與打孔能力，就能從單純賣空白玻璃，升級為供應高附加價值的 Glass Core。
業界傳出，康寧一片 510X515 毫米的空白玻璃，單片價格約新台幣 1 萬元，但經過雷射、鍍銅後，價格也水漲船高至 10 萬元，等於翻了 9 倍。姑且不論客戶接受度，光價格成長速度就凸顯 TGV 製程的困難程度，也顯現對玻璃原料廠而言，商業模式可能從「材料買賣」，升級成「加工後玻璃核心供應」。
玻璃無法像矽晶圓一樣大量使用乾蝕刻慢慢打孔，因為玻璃基板面積大、孔數多，若逐孔加工，產能無法支撐量產。因此，目前較可行的方式是先用雷射在玻璃內部做「改質」，雷射會先把預定要形成孔洞的位置打鬆，讓後續蝕刻液能沿著雷射改質路徑把孔打穿。
業界認為，雷射改質製程相當關鍵，若雷射打得不夠均勻，後續蝕刻出來的孔可能上大下小、孔形歪斜，甚至出現不該被打到的微裂痕。過去很多問題會被歸咎於蝕刻參數，但現在隨著檢測技術進步，雷射改質品質已經成為量產前段必須管控的重點，也因此傳出有些檢測會布局在雷射改質與蝕刻打孔的中間，藉此釐清是雷射的問題還是蝕刻的問題。
完成雷射改質後，玻璃會進入蝕刻槽。蝕刻液會沿著雷射改質過的位置，把玻璃孔洞打出來，形成 TGV 結構。
這一站的優勢是可以一次處理多片大面積玻璃，比乾蝕刻逐片、逐孔加工更有量產效率。以面板級玻璃尺寸來看，510X515 毫米約有 300 多萬孔，未來尺寸放大更有可能有數百萬個孔，若沒有量產的蝕刻能力，成本與時間恐怕難以被終端客戶接受。
不過，蝕刻後的孔形與孔壁品質，直接影響後續鍍銅與可靠度。如果孔壁太粗糙，銅鍍進去後，在高溫環境下因銅與玻璃熱膨脹係數不同，可能把玻璃頂裂，造成內部裂紋。
TGV 孔洞打出來後，下一步是金屬化與鍍銅，讓上下層訊號可以透過孔內銅柱或銅層導通。
業界坦言，鍍銅的真正難點在於銅與玻璃的材料特性不同。當後續進入高溫高濕可靠度測試時，銅膨脹速度與玻璃不同，若孔壁粗糙、孔內有氣泡或界面不穩定，就可能導致玻璃內部裂開。
因此，業界也在嘗試不同解方。其一是控制孔壁粗糙度，從雷射與蝕刻前段就把孔做好；其二是在玻璃與銅之間加入緩衝層，降低熱膨脹差異造成的應力。不過，緩衝層本身又會增加一道製程與材料成本，也需要額外檢測厚度與均勻性，目前緩衝層主要以日商的技術為主。
玻璃基板鍍完銅之後，要再進一步檢測，但目前檢測也成為瓶頸。由於傳統 AOI 多半只能看到表面，對於玻璃內部裂紋、孔內氣泡、雷射改質區域、透明緩衝層厚度等問題，往往難以掌握。
這也讓檢測點從過去「蝕刻後再檢查」，往前推到「雷射改質後就要檢查」。因為若雷射改質已經出問題，後面蝕刻、鍍銅、增層再怎麼做，都可能只是把缺陷帶到更後段，最後在可靠度測試時爆出來。
也因此，未來玻璃基板量產線上，檢測設備不會只出現在終點，而會分布在雷射改質後、蝕刻後、鍍銅後、甚至增層前後等多個關鍵站點。
當玻璃完成打孔、鍍銅與基本檢測後，接下來會進入研磨與增層製程。這時候，揖斐電 (IBIDEN)、欣興 (3037-TW) 等載板廠的角色才會變得重要，也是 ABF 載板廠的切入點。等於在 Glass Core 前段與 ABF 增層後段，是兩個不同分工。
第一種是玻璃原料業者，玻璃大廠原先對玻璃材質的了解程度，本來就遠勝其他業者，尤其玻璃材料在雷射、蝕刻後的特性，都會影響孔洞品質，因此康寧、AGC 要從材料供應商升級為前段 Glass Core 的供應商，也被視為是情理之中。
第二種是群創模式。業界傳出，群創偏向自己買空白玻璃，接著一條龍做雷射改質、蝕刻、鍍銅等 Glass Core 前段製程，再把後續增層交給載板廠或其他後段供應鏈。不僅代表群創要掌握玻璃基板的最關鍵核心加工能力，一方面也是要對台積電有交代，以便釐清產品損壞後的責任歸屬。
第三種載板模式。業界認為，ABF 載板廠現階段角色較偏向後段，因載板廠過去沒有玻璃加工經驗要重新培養，需要花費大量時間與金錢，而在終端客戶緊迫盯人的速度下，載板廠偏向外購 Glass Core，把重心放在自己擅長的 ABF 增層與載板後段製程。換言之，載板廠不一定要自己從空白玻璃開始做，而是等前段 Glass Core 供應鏈成熟後，再承接後續的基板增層。
業界認為，玻璃原料廠僅提供玻璃，轉交由專業的玻璃加工廠進行雷射、鍍銅等 TGV 製程後，再交給載板廠做增層，應會是未來主流製程的方向。其中，群創作為玻璃加工廠，被視為是關鍵要角，且群創若能掌握前段，價值量較高，但製程風險與設備投入也更大，其資本支出動向將是未來玻璃基板成型的關鍵。
台積電 (2330-TW)(TSM-US)、日月光投控 (3711-TW) 等先進封裝廠，現階段角色較偏後段。先進封裝要等 Glass Core 準備好後，才會接手後續封裝；在玻璃本身的雷射改質、蝕刻、鍍銅、ABF 以前製程，先進封裝業者參與度有限。
不過，先進封裝廠仍需要面對新挑戰，尤其玻璃與傳統有機基板不同，面積不僅更大、也更容易碎裂，因此搬運、對位、貼合與封裝流程都需要重新調整，要如何實現流程化，是台積電最擅長的業務，市場也將目光擺在台積電身上。
第一是玻璃材料廠。康寧、AGC、Schott 等大廠若能從空白玻璃延伸到打孔玻璃或 Glass Core，價值量將明顯提升。
第二是雷射與蝕刻設備廠。TGV 量產需要大量雷射改質與批次蝕刻能力，相關設備將成為前段產能放大的關鍵。
第三是檢測設備廠。由於玻璃透明、缺陷多藏在內部，檢測難度高於傳統基板。能看見內部裂紋、孔壁粗糙度、氣泡與緩衝層的設備，將成為良率提升的重要工具。
第四是載板廠。當 Glass Core 前段成熟後，ABF 增層、線路製作與後段整合仍是載板廠強項，相關業者有機會承接後段製程。
第五是先進封裝業者。當玻璃基板真正進入 AI 封裝，台積電等業者將負責更後段的封裝組裝與量產整合。
玻璃基板雖然受到 AI 封裝帶動，但距離大規模量產仍需要時間。但就業界觀察，TGV 量產時程可能落在 2027 年加速、2028 年後更明顯放大；現階段重點仍是製程驗證、可靠度測試與供應鏈分工確立。
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