在芯片行业迈向更高性能和更小尺寸的征途中，封装技术的创新显得尤为关键。不久前，一位在半导体工程领域具有深刻见解的技术编辑Gregory Haley在《半导体工程》网站上发表的文章《玻璃基板之争》为我们揭示了玻璃基板在这一进程中的潜在角色，以及它所带来的挑战和机遇。
文章指出，随着摩尔定律的放缓，行业正寻求从传统硅和有机基板向玻璃基板转变，以满足先进封装的需求。这一转变预示着数十年来芯片材料的最大变革之一，同时也将带来一系列新的挑战，需要数年时间才能完全解决。
图：玻璃基板有望成为半导体封装的主流选择
玻璃基板的优势与挑战并存
玻璃基板因其出色的尺寸稳定性、支持大面积和精细图案的能力、与硅相同的热膨胀系数、以及低介电常数等特性，被视为一种理想的封装材料。这些特性有助于减少信号传播延迟和串扰，提高信号传输速度，从而增强整体性能。特别是在数据中心、电信和高性能计算等对速度有极高要求的应用中，玻璃基板的应用可以显著提升系统效率。
然而，玻璃基板的脆性问题，随着基板越来越薄，其易碎性成为加工和处理时的一个重大难题。此外，玻璃基板的检测和计量也更为复杂，需要低数值孔径(NA)透镜系统来实现必要的焦深，同时不影响分辨率。
行业转变的需求与标准化的呼唤
大型代工厂和OSAT已在覆铜板等其他材料上进行了大量投资，但这些材料在封装线宽/间距低于2/2μm时将失去发展动力。转向玻璃基板需要新一轮的设备投资和新工艺的开发，这对行业来说是一个巨大的转变。文章中提到的美国政府根据《芯片法案》授予Absolics的7500万美元投资，正是这一转变的体现。
标准化和兼容性是实现广泛应用的关键。目前，玻璃基板缺乏统一的尺寸、厚度和特性标准，这对设备制造商和半导体工厂构成了挑战。行业需要合作制定和采用玻璃基板标准，以提高制造过程的可预测性和效率。
混合基板的创新前景
玻璃还可以与传统基板相结合，使现有方法能够充分利用玻璃的热稳定性和电气优势，同时利用有机层压板或硅中介层等材料的机械强度和成熟的制造实践。这种混合基板的创新，不仅能够缓解与玻璃相关的一些挑战，例如脆性，同时还能利用其高性能特性。
结论
借助玻璃面板，制造商可以突破互连密度的界限，为更复杂、更紧密集成的电路铺平道路。由于基板上电气特性的一致性，设备不仅变得更小、更快，而且更可靠，从而确保了一批又一批设备性能的一致性。
文章中的这一结论，不仅为我们展示了玻璃基板技术的广阔前景，也提醒了我们在实现这一前景的过程中需要克服的挑战。尽管道路可能曲折，但玻璃基板技术的潜力巨大，值得我们投入时间和资源来克服这些障碍。未来，随着技术的进步和标准化的实现，玻璃基板有望成为半导体封装的主流选择，为构建更快速、更可靠和更高效的电子设备铺平道路。
