先进封装需求攀升 玻璃材料跃居半导体制程关键角色

随着晶体管微缩的技术难度与成本持续攀升，先进封装已成为延续摩尔定律（Moore’s Law）的重要解方之一。2.5D、3D IC、小芯片（Chiplet）与异质整合等技术，让半导体产业能在日益复杂的封装架构中，将更多功能、存储器与互连元件紧密整合，持续提升系统层级效能。

人工智能（AI）的兴起正加速这股转变。AI加速器、高带宽存储器（HBM）与大规模运算系统，需要更高带宽、更低延迟、更高电源效率与整合密度。因此，先进封装不再只是后段制程的考量，而正逐步成为驱动新时代运算效能的核心技术平台。

这项转变也重新定义了材料在先进封装中的角色。材料不再只是提供机械支撑，更会影响可制造性、翘曲控制、尺寸稳定性、互连密度、电气性能、良率及长期可靠性。随着封装架构日益大型化与复杂化，玻璃正受到愈来愈多关注，被视为满足高端半导体封装需求的潜力材料平台。

康宁（Corning）是投入此领域的材料供应商之一，凭籍在玻璃配方开发、尺寸控制及大量生产的经验，开发适用于先进封装的玻璃解决方案。

材料成为先进封装的关键变量

随着先进封装在半导体演进过程中扮演的角色日益关键，其技术挑战也随之增加。更大的封装尺寸提高了翘曲与机械变形的风险；更高的互连密度则要求更精细的图案化以及更稳定的电气特性。Chiplet、HBM堆叠、中介层（interposer）与异质元件的整合，形成了更复杂的实体封装结构，其中材料差异、热特性与机械应力都必须受到严格控制。同时，半导体厂商还必须在日益严苛的制程条件下，维持更严格的公差控制与更高的良率。

这些压力正使材料成为先进封装中的关键决定因素。下一代封装不仅需要在更小、更高密度的空间中整合更多元件，也必须在制造与实际运作过程中维持电气性能、结构稳定性、热可靠性与尺寸精度。随着 AI 封装的复杂度与功能持续提升，应用于载体、基板及其他封装结构的材料，将直接影响哪些设计能够被有效率地制造，以及哪些系统能够在大规模应用下维持稳定可靠的运作。

在这样的环境下，传统材料可能面临限制。随着封装尺寸持续扩大，要同时兼顾尺寸稳定性与互连密度变得更加困难。材料若无法在严苛制程条件下维持平坦度、表面品质与机械稳定性，便可能影响接合、图案化与对位(bonding, patterning, alignment)等关键制程，进而影响良率表现。

因此，玻璃材料在半导体应用中的重要性日益提升。玻璃在平坦度、尺寸稳定性、表面品质及精密加工能力方面具备潜在优势。而这些特性正好契合先进封装朝向更大尺寸、更薄晶圆及更高密度整合发展的需求。

玻璃载板提升半导体可制造性

玻璃在半导体制造中最直接的应用之一，是作为载板基材（carrier substrate），支持HBM、3D堆叠及其他先进封装技术所需的薄晶圆制程。随着晶圆为满足HBM与3D堆叠需求而变得更薄，制造商在翘曲控制、晶圆搬运与良率方面也面临艰钜挑战。

晶圆片相当脆弱，若无暂时性支撑便难以加工处理，在薄化、接合、重布线与扇出制程中尤其明显。玻璃载板可提供稳定且高度平坦的支撑平台，协助因应这些挑战。在先进封装中，载板必须稳固地固定晶圆，在严苛的制程条件下维持尺寸稳定性，并支持精准的搬运与脱附，且不引入额外的制程风险。

玻璃在平坦度、尺寸稳定性、表面品质与精密加工能力方面具备潜在优势。

康宁的先进封装载板专为先进半导体封装制程中的暂时性接合而设计，适用于硅片薄化、扇出型封装（Fan-Out Packaging）以及先进2.5D/3D封装。其载板产品组合约时涵盖标准玻璃载板与先进封装载板，以支持半导体制程中不同程度的制程复杂需求。

对制造商而言，玻璃载板的价值在于实现更稳定且具高良率的制程。透过提供平坦度、稳定性与精密度，玻璃载板有助于降低翘曲与搬运方面的挑战，在要求日益严苛的封装环境中，玻璃载板已成为支撑先进封装量产的关键材料。

瞄准大规模效能需求的玻璃核心技术

玻璃载板主要因应当前薄晶圆制程的可制造性挑战，而玻璃核心基板（glass core substrate）则代表封装架构的长期发展方向。随着AI与高效能运算元件的封装尺寸持续扩大，并整合更多Chiplet、HBM堆叠与高密度互连，传统有机基板将面临来自翘曲、尺寸变异与电气特性限制等日益严峻的挑战。因此，玻璃目前不仅被视为暂时性的制程支撑材料，也被视为具潜力的下一代封装结构平台。

玻璃的技术优势在于尺寸稳定性、平坦度，以及支持更精细互连几何结构的能力。这些特性有助于封装设计工程师提高互连密度、改善层与层之间的对位精度，并在维持更严格制程控制的同时，打造更大型的系统级封装（SiP）结构。

康宁的实际应用成果显示，玻璃在先进封装相关制程中的应用早已超越实验室研究阶段，其高精度玻璃载板已被应用于晶圆薄化、扇出型封装制程，以及先进2.5D与3D封装中的暂时性接合。根据康宁表示，已向包括晶圆代工厂、HBM制造商及半导体封测业者在内的顶级客户，出货数10万片载板晶圆。此外，康宁亦提供多种不同热膨胀系数（CTE）的玻璃载板，其先进封装载板可将制程中的翘曲降低高达40%。

载板应用与永久性的玻璃核心基板性质不同，但这些已进入量产的载板应用，为产业发展方向提供了实际佐证。随着封装尺寸持续扩大、整合程度不断提升，玻璃正逐渐成为具潜力的材料平台，不仅有助于提升近期制程稳定性，也可望在封装密度、电气性能及可扩展性等方面带来长期效益。

康宁公司先进封装和半导体光学事业群发展总监蒋振国表示：「我们观察到，愈来愈多人体会到先进封装的挑战无法仅靠设计解决，材料创新对整体封装效能与可制造性的贡献，正变得愈来愈重要。」

康宁将玻璃专业带入先进封装

康宁在半导体封装领域所扮演的角色，奠基于其数十年来在显示器玻璃领域的领导地位，以及175年来的材料科学专业积累；随着先进封装尺寸变得更大、更薄且结构更复杂，精密玻璃的配方、超平坦表面、尺寸稳定性、表面品质、严格制程控制与大规模制造等能力也愈来愈关键。

玻璃载板与玻璃核心技术为康宁提供了两条互补的发展路径：前者可支持薄晶圆搬运、翘曲控制、制程稳定性与良率，后者则正被视为可因应大尺寸封装、更精细互连，以及改善电气性能等长期需求的潜在解决方案。

透过与半导体生态系夥伴及客户的紧密合作，康宁对先进封装技术的演进方向累积了深刻洞察，并结合其在玻璃科学与制造领域的专业能力，持续开发可支持下一时代封装效能与可制造性的材料解决方案。