源达研究陈诉 :芯片高性能趋势演进下,玻璃基板有望崭露锋芒

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  泉源 :源达

源达研究陈诉
:芯片高性能趋势演进下,玻璃基板有望崭露锋芒
(图片来源网络,侵删)

  投资要点

  玻璃基板的热膨胀系数(CTE)与元器件非常靠近 ,且湿度系数为零,可以用作封装(IC)基板。芯片互联的重要 单薄 环节在于界面处和焊接点处,由于差别 质料 的热膨胀系数差别 ,在热变革 下芯片易发生断裂和变形等不良环境 。而玻璃基板的热膨胀系数与元器件靠近 ,具备高温稳固 性、透光性好和绝缘性强等长处 ,有望在高性能芯片封装范畴 得到更多应用。

源达研究陈诉
:芯片高性能趋势演进下,玻璃基板有望崭露锋芒
(图片来源网络,侵删)

  玻璃基板除具有优秀 的热稳固 性和电气性能外,还具有更大的封装尺寸。即雷同 面积的玻璃基板可容纳下更多的芯片“裸片”,根据英特尔信息,玻璃基板可多放置约50%的芯片“裸片”。算力期间 下,对芯片性能提出更高要求,Chiplet等先辈 封装技能 已成为将来 提拔 芯片性能的重要 本领 ,传统IC基板的物理性能已无法满意 要求,玻璃基板有望在先辈 封装范畴 得到更多应用。如今 英特尔、三星等晶圆厂均已加码玻璃基板技能 ,三星预计2026年有望推出头 向高端SiP的量产封装基板。

  玻璃基板作为有大概 更换 硅基转接板的质料 ,玻璃通孔(TGV)技能 是必备条件 。此中 激光诱导刻蚀法具有成孔服从 快、可制作高密度、高深宽比的玻璃通孔、玻璃通孔无损伤等长处 ,在皮秒、飞秒等超快激光器技能 进一步成熟、本钱 降落 趋势下已成为主流的TGV制造工艺。国内大族激光、云天半导体、帝尔激光和德龙激光等公司已具备雷同 技能 ,并已推出相干 TGV钻孔装备 。

  投资发起

  芯片高性能趋势下玻璃基板有望依附 优秀 的热稳固 性和电学性能在先辈 封装范畴 得到更多应用,相干 厂商已在布局 ,TGV工艺是玻璃基板用于先辈 封装范畴 的必备技能 ,国内多家激光装备 厂商已储备激光诱导刻蚀技能 。发起 关注:

  1)先辈 封装:长电科技等。

  2)TGV装备 :帝尔激光、德龙激光等。

  风险提示

  半导体行业复苏不及预期的风险,新技能 导入不及预期的风险,国产更换 不及预期的风险,国际贸易 摩擦和辩论 加剧的风险。

  一、芯片高性能趋势演进下,玻璃基板有望崭露锋芒

  由于玻璃基板的热膨胀系数(CTE)与元器件非常靠近 ,且湿度系数为零,可以用作封装(IC)基板。芯片互联的重要 单薄 环节在于界面处和焊接点处,由于差别 质料 的热膨胀系数差别 ,在热变革 下芯片易发生断裂和变形等不良环境 。而玻璃基板的热膨胀系数与元器件靠近 ,具备高温稳固 性、透光性好和绝缘性强等长处 ,有望在高性能芯片封装范畴 得到更多应用。

  表1:玻璃基板较其他封装质料 具有较好的热稳固 性和导热性

基板范例

热膨胀系数(10-6/℃)

湿度系数(10-6/%RH)

导热系数(W/m·K)

CCL(通例 型)

13-15

11-13

0.24(导热型0.5)

CCL(低CTE)

10-12

10-12

0.24(导热型0.5)

CCL(甚低CTE)

8-10

8-10

0.24(导热型0.5)

CCL(超低CTE)

6-8

6-8

0.24(导热型0.5)

金属Al基板

22-25

靠近 0

1.2-4.2

金属Cu基板

17

靠近 0

1.5-5.5

陶瓷封装基板

6-8

靠近 0

18(氧化铝基板)

玻璃封装基板

4-6

0

1.2-10

晶圆级封装基板

2-4

/

≤1.2

  资料泉源 :《玻璃基板和封装玻璃载板》,源达信息证券研究所

  玻璃基板用作IC封装质料 必须在玻璃外貌 形成导电图形。但由于玻璃外貌 的外貌 能较低,属于“惰性”质料 :外貌 附着力差、结协力 低。因此形成导电图形前必要 举行 外貌 除油干净 处理 惩罚 和粗化等工艺处理 惩罚 。

  表2:玻璃基板用作IC封装质料 的根本 处理 惩罚 步调

加工环节

加工工艺

简介

外貌 处理 惩罚

外貌 除油

一样平常 是采取 碱性、或酸性或两者兼之的化学溶液处理 惩罚 和干净 。

外貌 粗化

外貌 粗化处理 惩罚 ,不但 能进步 肯定 的粗糙度(比外貌 积),而且还能进步 外貌 活化能,两者都能到达 进步 结协力 。处理 惩罚 方法:1)化学方法。除油后的玻璃,采取 氢氟酸法,如1:5(HF)、25℃/30蚀刻,干净 ;2)物理方法。除油后玻璃,采取 含HF的等离子体蚀刻处理 惩罚 或激光粗化处理 惩罚 。

导电图形制造

化学法

重要 步调 :外貌 除油干净 →外貌 粗化→外貌 敏化→外貌 活化→化学镀铜等,雷同 于PCB的金属化过程。化学法中尚有 化学气相沉积法等。

物理法

重要 步调 :外貌 除油干净 →等离子体(粗化)→真空镀膜。真空镀膜中还可分为:(1)真空蒸发法,质料 被加热(电阻或电子束)处理 惩罚 而沉积在玻璃外貌 上形成图形;(2)真空溅射法,利用 直流溅射(或射频溅射或磁控溅射)等方法把质料 溅射出来的物质在玻璃外貌 沉积成膜或图形。

  资料泉源 :《玻璃基板和封装玻璃载板》,源达信息证券研究所

  玻璃基板除具有优秀 的热稳固 性和电气性能外,还具有更大的封装尺寸。即雷同 面积的玻璃基板可容纳下更多的芯片“裸片”,根据英特尔信息,玻璃基板可多放置约50%的芯片“裸片”。算力期间 下,对芯片性能提出更高要求,Chiplet等先辈 封装技能 已成为将来 提拔 芯片性能的重要 本领 ,传统IC基板的物理性能已无法满意 要求,玻璃基板有望在先辈 封装范畴 得到更多应用。如今 英特尔、三星等晶圆厂均已加码玻璃基板技能 ,三星预计2026年有望推出头 向高端SiP的量产封装基板。

  二、先辈 封装范畴 引入玻璃基板,TGV工艺是必备工艺

  芯片高性能需求对TGV(玻璃穿孔)等先辈 封装技能 提出更高要求。传统硅基转接板2.5D集成技能 存在两个重要 题目 :1)本钱 高,硅通孔(TSV)制作采取 硅刻蚀工艺,随后硅通孔仍必要 氧化绝缘层、薄晶圆的拿持等技能 ;2)电学性能差,硅质料 属于半导体质料 ,传输线在传输信号时,信号与衬底质料 有较强的电磁耦合效应,衬底中产生涡流征象 ,造成信号完备 性较差(插损、串扰等)。而玻璃基板作为有大概 更换 硅基转接板的质料 ,玻璃通孔(TGV)技能 是必备条件 。

  如今 用于制造TGV(玻璃通孔)的工艺重要 有喷砂法、光敏玻璃法、等离子刻蚀法和激光诱导刻蚀法等。此中 激光诱导刻蚀法具有成孔服从 快、可制作高密度、高深宽比的玻璃通孔、玻璃通孔无损伤等长处 ,在皮秒、飞秒等超快激光器技能 进一步成熟、本钱 降落 趋势下已成为主流的TGV制造工艺。

  表3:用于制造TGV(玻璃通孔)的重要 工艺

TGV工艺

长处

缺点

喷砂法

工艺简单

制作的玻璃通孔孔径大、孔间距大

光敏玻璃法

工艺简单 ,可制作高密度、高深宽比的玻璃通孔

代价 昂贵,差别 图形的精度区别较大

聚焦放电法

成孔快,可制作高密度、高深宽比的玻璃通孔

玻璃通孔不太垂直

等离子刻蚀法

玻璃通孔侧壁粗糙度小,无损伤

工艺复杂,本钱 高,刻蚀速率低

激光烧蚀法

可制作高密度、高深宽比的玻璃通孔

存在侧裂纹,粗糙度略大

电化学法

本钱 低,装备 简单 ,成孔快

孔径大

激光诱导刻蚀法

成孔快,可制作高密度、高深宽比的玻璃通孔,玻璃通孔无损伤

玻璃通孔不太垂直,激光装备 昂贵

  资料泉源 :《玻璃通孔技能 研究盼望 》,源达信息证券研究所

  激光诱导刻蚀法的根本 原理是:通过脉冲激光诱导玻璃产生连续 的变性区,相比未变性地区 的玻璃,变性玻璃在氢氟酸中刻蚀速率较快,基于这一征象 来制作通孔。该技能 由德国LPKF公司率先推广,并重要 分为两步:1)利用 皮秒激光在玻璃上产生变性地区 ;2)将激光处理 惩罚 过的玻璃放到氢氟酸溶液中举行 刻蚀。别的 国内大族激光、云天半导体、帝尔激光和德龙激光等公司也已具备雷同 技能 ,并已推出相干 TGV钻孔装备 。

  在制作TGV玻璃通孔后还需实行 填孔方案。起首 通过物理气相沉积(PVD)的方法在TGV盲孔内部沉积种子层;再自底向上电镀,实现TGV的无缝添补 ;末了 ,通过临时 键合,反面 研磨、化学机器 抛光(CMP)露铜,解键合,形成TGV金属填实转接板。下图为采取 上述TGV填孔方案的工艺流程,包罗 :玻璃盲孔制备,TGV铜填实,铜覆盖层去除过程,顶部重布线层(RDL)(TR1)过程,临时 键合,研磨减薄露铜,底部RDL(BR1)制备,解键合等工艺过程。

  三、行业公司

  1.长电科技

  公司是环球 领先的集成电路封装企业,在先辈 封装范畴 布局 深远。公司可提供一站式的芯片成品 制造服务,包罗 体系 集成、计划 仿真、技能 开辟 、产物 认证、晶圆中测、晶圆级中道封装测试、体系 级封装测试、芯片成品 测试等,客户遍布天下 各地。公司积极布局 Chiplet等先辈 封装技能 ,并筹划 将于2024年量产玻璃基板封装项目。

  2024年第一季度公司实现营收68.42亿元,同比增长16.75%,实现归母净利润1.35亿元,同比增长23.01%。

  2.帝尔激光

  公司是环球 光伏激光装备 领军企业,布局 泛半导体范畴 。公司创建 于2008年,创建 之初即从事太阳能电池激光装备 的研发和生产,在PERC期间 公司激光开槽+SE掺杂装备 环球 市占率达80%。长期 的深耕使公司具备深厚的光伏加工工艺积聚 ,并与卑鄙 浩繁 客户保持密切相助 关系,这也是公司在TOPCon、HJT和IBC各电池蹊径 中能连续 开辟 新激光工艺并快速落地的紧张 驱动力。别的 公司积极布局 新型表现 、集成电路和斲丧 电子等泛半导体范畴 ,已推出TGV激光微孔装备 ,已在半导体和表现 芯片封装范畴 取得小批量订单。

  2024年第一季度公司实现营收4.50亿元,同比增长29.60%,实现归母净利润1.35亿元,同比增长44.48%。

  四、投资发起

  1.发起 关注

  芯片高性能趋势下玻璃基板有望依附 优秀 的热稳固 性和电学性能在先辈 封装范畴 得到更多应用,相干 厂商已在布局 ,TGV工艺是玻璃基板用于先辈 封装范畴 的必备技能 ,国内多家激光装备 厂商已储备激光诱导刻蚀技能 。发起 关注:

  1)先辈 封装:长电科技等。

  2)TGV装备 :帝尔激光、德龙激光等。

  2.同等 猜测

  表4:重点公司红利 猜测

公司

代码

归母净利润(亿元)

PE

总市值(亿元)

2023E

2024E

2025E

2023E

2024E

2025E

长电科技

600584.SH

22.0

30.1

35.9

24.4

17.8

15.0

537

帝尔激光

300776.SZ

6.4

8.0

9.7

19.8

15.8

13.1

126

德龙激光

688170.SH

0.6

0.9

1.1

35.9

26.2

20.7

22

  资料泉源 :Wind同等 预期(2024/06/25),源达信息证券研究所

  五、风险提示

  半导体行业复苏不及预期的风险;

  新技能 导入不及预期的风险;

  国产更换 不及预期的风险;

  国际贸易 摩擦和辩论 加剧的风险。

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