康宁：引领玻璃基板技术革新，深耕中国实现共赢

2024-09-29

随着5G、生成式人工智能等前沿技术的不断演进与广泛应用，计算力及数据传输速度的需求愈发高企，这直接驱动了高性能、高集成度芯片需求的急剧上升。而在封装环节，玻璃基板则被视为支持AI芯片爆炸式增长所需的下一代先进半导体封装技术的关键材料。

相较于当前主流的有机基板封装，玻璃基板凭借其超低平面度、卓越的热稳定性与机械稳定性，以及出色的机械、物理和光学性能，能够支持更高密度的连接与晶体管布局。这项技术不仅满足了当前高性能芯片的需求，还预示着芯片微型化与集成化的新趋势，为电子设备的小型化、高效化提供了可能。

近年来玻璃基板需求的迅猛增长，无疑为深耕布局这一领域多年的康宁提供更多的市场机遇。

助力“玻璃基板”早日量产

玻璃基板技术作为一种通用型技术，其应用范围广泛，不仅限于先进封装领域，在折叠屏手机背板等消费电子产品的应用中亦展现出巨大潜力，为企业与资本市场开辟了广阔的市场想象空间。

目前，Intel、三星、AMD等半导体巨头也在积极布局玻璃基板技术。台积电则在探索玻璃基板在扇出型面板级封装（FOPLP）中的应用，但目前尚未有成熟方案能支持超过十倍光罩尺寸的芯片，台积电预计相关技术将在2027年以后带来市场机遇。

行业普遍认为玻璃基板仍处于开发的早期阶段，量产可能要等到2027-2028年，而且新技术的生产成本和成品率是否可以接受还有待观察。

那么对于玻璃材料供应商而言，如何根据客户需求提供定制化的服务，则成为当前面临的主要挑战。

康宁先进光学大中国区业务总监罗勇表示：“半导体先进封装领域的玻璃晶圆业务是我们战略布局的重要一环。”

据介绍，康宁先进光学致力于为下游企业供应先进的封装产品，涵盖传统封装与前沿的先进封装技术。

高性能半导体产品在制造技术的要求上极为严苛，例如高性能存储器（HBM）和图形处理单元（GPU）都对封装技术提出了极高的标准，为了满足这些要求，封装技术不断进步，出现了如2.5D和3D等先进封装技术。

在这些高端封装过程中，有一个关键组件，那就是玻璃载板，其核心优势在于载板平整度和热膨胀系数（CTE）能够与客户的晶圆完美匹配。这种匹配至关重要，因为它确保了在整个封装过程中，各个组件能够保持稳定的结合，从而保证了封装的稳定性和可靠性。如果热膨胀系数不匹配，可能会导致封装过程中出现脱胶等问题，严重影响产品生产过程的良率。

因此，玻璃载板的存在不仅提高了封装技术的可靠性，还确保了最终产品的高性能和稳定性。

而康宁公司凭借独特的熔融下拉工艺，实现了玻璃在空中成型，玻璃在生产过程中不接触空气以外的物质。这一工艺确保了玻璃产品拥有极高的表面质量，如平整度、大尺寸规格以及卓越的量产能力方面都做到了领先。

罗勇表示：“今年是熔融下拉制程发明60周年，基于这一技术平台，我们开发了多种配方的玻璃产品，以满足不同客户对CTE的特定需求，涵盖从8寸到12寸，乃至更大尺寸的面板应用。”

据罗勇介绍，康宁先进光学不仅提供高质量的玻璃材料，还将其加工成玻璃晶圆或面板成品，直接交付给客户，实现了一站式服务体验。这种全方位的服务模式不仅简化了客户的供应链流程，还大大提升了整体的生产效率与产品质量。

此外，康宁公司还表示，他们正在积极研发玻璃基板（Glass Core）等新技术，以应对未来市场的挑战和机遇。在半导体市场快速发展的背景下，康宁公司希望与客户紧密合作，共同抓住发展的机会。

为高精度需求领域提供高可靠性材料

康宁深耕的不仅仅是其平板玻璃制造领域，据悉，170多年来，康宁凭借在特殊玻璃、陶瓷、光学物理领域的精湛专业知识，开发出众多引发了行业的革命性改变并改变人类生活的产品和工艺。

其中就有在激光光学领域备受关注的氟化钙材料以及高纯熔融石英。

康宁公司早在50年前就开始研究生产氟化钙，作为一种典型的激光材料，氟化钙以其高激光损伤阈值、耐久性和在248及193纳米深紫外光下的高透过率而备受青睐。

罗勇表示，康宁今年已开始在中国市场逐步推广其氟化钙材料。

值得注意的是，尽管市场需求旺盛，但氟化钙的供应仍显紧张，尤其是大尺寸材料的交期长达20-30周。

面对市场需求与产能之间的矛盾，罗勇表示，这既反映了市场需求的高涨，也揭示了产能的相对不足。同时，市场中为了对应缺货而建立库存的需求进一步放大了缺货状况，使得公司需要仔细甄别终端用户的真实需求。

在谈到氟化钙的生产工艺时，康宁公司强调了其高纯度和高折射率均匀性的重要性。氟化钙的生产是一种晶体生长工艺过程类似于单晶硅，需要精确的控制以得到极高的纯净度。

罗勇表示，康宁公司不断创新，推出了更纯净、透过性更好的OptiGrade™氟化钙，以满足客户在精确成像领域的苛刻要求。

谈到康宁另一款明星产品——高纯熔融石英，罗勇自豪地表示康宁在售的不同规格的高纯熔融石英玻璃材料，行业认同度高，应用范围极为广泛，且历久弥新。

据罗勇介绍，在生产工艺方面，化学气相沉积法（CVD）是康宁引以为豪的独特工艺。这一技术通过在生长表面逐层精心沉积制造玻璃，区别于传统的熔融液体冷却方式，从而打造出庞大且密实的整块玻璃。利用CVD技术，康宁能够沉积出纯度以及均匀性极高的玻璃，通过全面气化材料并缓慢而均匀地沉积，可以对玻璃的成分进行精确控制。

罗勇：“无论是追求极致的纯度，还是需要进行特定的掺杂处理，我们都能轻松满足要求。这款玻璃不仅纯度出众，而且均匀性极佳，折射率的波动也保持在极低的水平。”

据介绍，作为康宁的专利技术，高纯熔融石英玻璃在半导体光刻，激光技术、光学检测设备以及高端光学仪器等领域都展现出了卓越的性能。

特别值得一提的是，康宁还为航天领域提供的高纯熔融石英，其膨胀系数极低，几乎接近于零。这一特性使得它能够在温度波动中保持表面高度稳定，确保镜面形状精准无误，满足航空航天领域对精准度的极高要求。

此外，康宁还向市场提供热膨胀系数（CTE）在3.4至10之间的各类玻璃产品，以满足不同领域和应用的需求。

计划继续加大在中国的发展力度

康宁的业务范围广泛，涵盖了显示科技、移动消费电子、光通信、汽车应用和生命科学等五大领域，并始终将研发创新视为其发展的核心动力，每年都会投入营收的8%用于研发。

在中国大陆地区，康宁累计投资超过90亿美金，拥有21家制造工厂，一个研发中心和一个应用中心，拥有超过6,000名员工。罗勇：“康宁在中国的投资规模庞大，真正实现了扎根中国、投资中国、回馈中国，与本地供应链紧密结合。”

面对中国国产产品的创新和技术竞争，康宁表现出了高度的自信，罗勇表示：“康宁坚持通过创新给客户创造价值，而且一个健康的市场，良性的竞争对市场不是坏事。我们并不惧怕竞争，我们专注做好自己的创新，我们服务好我们的客户，这对我们来说是最重要的。”