电子设备行业专题研究：玻璃通孔（TGV）为硅通孔（TSV）有效补充，AI+Chiplet趋势下大有可为

玻璃通孔(TGV)为硅通孔(TSV)有效补充，AI+Chiplet趋势下大有可为 挖掘价值投资成长 强于大市（维持） 2023年09月18日 证券分析师：邹杰证书编号：S1160523010001联系人：刘琦电话：021-23586475 ◆先进封装延续摩尔定律，TSV日渐触及瓶颈，TGV有望填补不足。随着摩尔定律接近尽头，2.5D/3D先进封装应运而生，其中转接板发挥着重要作用。目前，硅转接板及硅通孔TSV已相对比较成熟，在实际生产中广泛应用。然而硅是半导体材料，高频电学性能差，影响芯片性能。玻璃材料介电性能优良，热膨胀系数与硅接近，可规避上述问题。且TGV无需制作绝缘层，降低了工艺复杂度和加工成本。因此TGV及相关技术有望填补TSV技术的不足，在2.5D/3D封装、射频、微机电系统等领域有广泛应用前景。 ◆TSV在AI芯片封装一骑绝尘，需求高增为TGV打开成长空间。目前英伟达H100、AMD MI300、壁仞科技BR100等新一代AI芯片均采取以TSV为核心CoWoS封装。国内沃格光电则大力推进TGV技术在高算力服务器领域的应用。由于TGV对TSV存在一定优势，TGV有望在部分场景下替代TSV，进而成为AI时代先进封装核心演进方向之一，叠加大模型推动之下加速计算芯片需求高增，TGV远期成长空间广阔。 《汽车电子系列报告之二：高阶辅助驾驶走向标配，自动驾驶域前景广阔》2023.09.08 ◆玻璃芯载板长期潜力巨大，假以时日或与ABF分庭抗礼。除玻璃转接板外，TGV另一重要应用为玻璃芯载板。AI+Chiplet风潮之下产业转向大尺寸封装及小芯片设计，封装材料要求与日俱增。主流ABF载板尚有一定缺陷，其粗糙表面会对精细电路性能产生负面影响。可能作为替代的玻璃芯载板表面更光滑且厚度更小，使芯片性能提高、功耗下降。目前已有玻璃芯载板+TGV产品问世，为AI相关等芯片封装提供高性能/低功耗/小外形尺寸的差异化优势。尽管大规模商业化尚需时日，但其有望成为载板行业的规则改变者，未来或与ABF并驾齐驱。 《PCB板块半年度跟踪：看好多领域需求变化驱动，行业蓄力向上》2023.08.14 《汽车电子系列报告之一：智能化接棒电动化，长期增长空间开启》2023.07.07 ◆多领域潜力释放+传统工艺替代升级，TGV未来可期。除逻辑芯片外，TGV及玻璃基板在LED、微机电系统、封装天线、集成无源器件等领域也有不同程度应用进展。LED方面，玻璃基材料及TGV技术充分契合MIP封装，随着Micro LED渗透提速，市场潜力巨大；MEMS领域，TGV技术早在多年前已导入设计制造环节，国际大厂均有玻璃基产品推出；封装天线方面，TGV+FOWLP有望为天线封装开辟新路径，无线通信及汽车雷达需求可期，此外集成无源器件中TGV也有广泛应用。 《PCB板块一季报情况梳理：一季度无明显复苏迹象，新需求叠加成本管控或成破局关键》2023.05.25 《华为Mate X3发布，全新铰链结构助力极致轻薄》2023.03.24 【配置建议】 ◆建议关注TGV工艺及产品供应商沃格光电、赛微电子、蓝特光学等。建议关注TGV工艺流程中激光诱导刻蚀设备供应商帝尔激光、大族激光及镀铜设备供应商盛美上海。 【风险提示】 ◆受消费市场影响，下游需求不及预期；◆关键性技术难度大，研发不及预期；◆TGV产能供给不及预期。 正文目录 1.1摩尔定律日渐放缓，先进封装另辟蹊径............................51.2 TGV是对TSV的升级.............................................71.3 TGV工艺流程：成孔/填孔为两大核心环节，技术难度较高............71.3.1 TGV成孔技术：方法众多，各有优劣.............................71.3.2 TGV填孔技术：金属填充或电镀薄层.............................81.4 TGV核心设备及特点............................................91.4.1激光诱导刻蚀设备............................................91.4.2电镀设备及电镀液...........................................102.多领域潜力释放+传统工艺替代升级，TGV未来可期...................112.1市场潜力静待释放，竞争格局高度集中...........................112.2逻辑芯片：CoWoS一骑绝尘，核心转接板是替代潜力所在............122.3 LED：MIP契合Micro LED发展趋势，玻璃基板充分受益.............132.4 MEMS：TGV及玻璃基应用日趋成熟，需求扩张更添成长动力..........152.5封装与集成天线：技术路径日趋完备，实际应用有望提速...........172.5.1封装天线...................................................172.5.2太赫兹天线.................................................192.6集成无源器件：玻璃材质性能优势突出...........................202.7玻璃载板：载板材质升级新方向，未来或与ABF并驾齐驱...........223.相关标的.......................................................253.1沃格光电.....................................................253.2赛微电子.....................................................263.3蓝特光学.....................................................264.风险提示.......................................................27 图表目录 图表1：摩尔定律随制程工艺提升趋于失效.......................................................5图表2：建设不同工艺节点晶圆厂的资本支出情况...........................................5图表3：“深度摩尔”和“超越摩尔”涉及的芯片类型...................................5图表4：先进封装两大类型...................................................................................6图表5：TSV工艺示意图........................................................................................6图表6：TGV工艺示意图........................................................................................7图表7：不同TGV成孔技术的优缺点.................................................................8图表8：激光诱导刻蚀制作TGV流程图...............................................................8图表9：激光诱导刻蚀制作的TGV平面与截面图...............................................8图表10：TGV金属实孔填充工艺流程..................................................................9图表11：TGV实孔填充电镀..................................................................................9图表12：TGV孔内电镀薄层..................................................................................9图表13：4JET公司的激光诱导刻蚀机器解决方案..........................................10图表14：国内外公司TGV设备参数对比...........................................................10图表15：上海新阳芯片级铜互联电镀液示意图...............................................10图表16：深圳创智芯联TSV镀铜药剂效果图...................................................10图表17：先进封装市场规模（亿美元）...........................................................11图表18：先进封装在整体封装市场的占比.......................................................11图表19：台积电CoWoS封装示意图...................................................................12图表20：赛灵思FPGA迭代路线图.....................................................................12图表21：英伟达GP100 CoWoS封装示意图.......................................................12图表22：英伟达H100 CoWoS封装示意图.........................................................13 图表23：AMD MI300 CoWoS封装示意图............................................................13图表24：MIP封装流程........................................................................................14图表25：SMD/COB封装流程................................................................................14图表26：不同显示封装工艺对比.......................................................................14图表27：LED封装中的TSV.................................................................................14图表28：通格微公司的玻璃基MIP封装载板产品...............................