先进封装持续演进，玻璃基板大有可为

行业研究|深度报告 看好（维持） 先进封装持续演进，玻璃基板大有可为 电子行业 国家/地区中国 行业电子行业 报告发布日期2024年06月05日 核心观点 玻璃基板性能优异，有望引领基板发展方向。受益AI算力激增，玻璃基板成为英伟达、英特尔、苹果等海外龙头厂商提升芯片性能的主要发力方向。玻璃基板具有耐 热性高、热膨胀系数低、电绝缘性高、机械强度高和链接间距小等优点，规模化生产后有望实现降本，将成为引领基板发展的革新力量。玻璃基板位于产业链中游，上游为硅砂、石英等原材料，下游覆盖面板、IC封装、CMOS、MEMS等领域。玻璃基板生产工艺复杂，主要制备技术包括表面处理、表面图形制造等。 供给端：三重逻辑共振，玻璃基板国产替代化进程加速。当前，玻璃基板行业主要由美日厂商垄断，该现象在高世代线尤为突出。以8.5代线玻璃基板市场为例，市占率前三的康宁、旭硝子、电气硝子占据70%以上的市场份额。玻璃基板国产替代有 望加速，主要得益于：1）行业潜在产能缺口。当前，海外玻璃基板龙头厂商为调节 自身利润，纷纷采取涨价、控制产能的策略，供给不足造成的潜在产能缺口有望为我国厂商带来市场空间。2）我国厂商持续加码产线建设。以彩虹股份、东旭光电为代表的我国玻璃基板产业公司产能扩张加速，布局趋于高端，供应能力持续增强，市场竞争力显著提升。3）国产基板具有价格优势。由于国内厂商受国家相关产业补贴、下游面板厂商主要集中于国内运输成本低，我国玻璃基板价格优势显著。 需求端：多领域技术演进释放玻璃基板需求空间。1）显示领域：Mini/MicroLED催生增量需求。Mini/MicroLED凭借性能优越、降本空间大、下游应用广泛等优势，将成为未来主流的显示技术。Mini/MicroLED渗透率攀升，有望带动玻璃基板 需求高增。行家说Research预测，到2026年，全球MiniLED背光产品出货量将增至4918万台，2022-2026年CAGR约为30%；GGII预测，2027年全球MicroLED 市场规模有望突破100亿美元，5年CAGR高达151%。2）先进封装领域：TGV 技术将凭借其成本低、高频电学特性优良、工艺流程简单、机械稳定性强等优势对TSV起到一定的补充作用；玻璃基材也将凭借其卓越的机械、物理和光学特性，运用于先进封装。Yole测算，全球玻璃载板市场规模将于2028年增至4000万美元左右。当前，全球TGV玻璃晶圆市场份额高度集中，康宁、LPKF、Samtec、KisoMicroCo.LTD、Tecnisco等全球前五名厂商市占率超过70%；我国厂商云天半导体、沃格光电、成都迈科等陆续突破TGV技术，打破了海外厂商高度垄断的市场竞争格局。玻璃载板的应用尚处于起步阶段，海外厂商英特尔、AMD、苹果、三星等厂商陆续布局相关生态；我国厂商沃格光电已具备玻璃基板级封装载板小批量产品供货能力，长电科技的玻璃基板封装项目预计于2024年实现量产。 投资建议与投资标的 玻璃基板具备多重技术优势，市场潜力有望随AI算力高增进一步释放。受益国产替 代逻辑及Mini/MicroLED、先进封装领域需求激增，国内相关厂商有望凭借自身技术积累拓展玻璃基板业务带来成长新曲线。建议关注玻璃基板布局厂商沃格光电、长电科技、兴森科技，玻璃晶圆布局厂商水晶光电、蓝特光学，玻璃通孔工艺布局厂商赛微电子，以及TGV激光设备厂商帝尔激光、大族激光、华工科技。 风险提示 新技术渗透率不足风险；下游需求不足风险；市场竞争加剧风险。 蒯剑021-63325888*8514 kuaijian@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860514050005香港证监会牌照：BPT856 韩潇锐hanxiaorui@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860523080004 杨宇轩yangyuxuan@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860524030001 薛宏伟xuehongwei@orientsec.com.cn 朱茜zhuqian@orientsec.com.cn 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 目录 1AI浪潮催动，玻璃基板应用持续深化5 2玻璃基板国产化进程正当时8 3多领域技术演进，释放玻璃基板需求空间11 3.1Mini/MicroLED催生增量需求11 3.2TGV推动玻璃基板应用于先进封装15 4投资建议20 风险提示23 图表目录 图1：2022-2026年全球AI服务器市场规模5 图2：海外主要龙头厂商布局玻璃基板5 图3：玻璃基板产业链上下游情况6 图4：TFT-LCD液晶面板构成示意图7 图5：玻璃基板可作为芯片载板运用于先进封装7 图6：英特尔玻璃IC载板7 图7：2023-2028年全球玻璃基板市场规模预测8 图8：全球玻璃基板市场份额占比情况8 图9：2022Q3-2024Q4全球玻璃基板供需情况（百万平方米/月）9 图10：2020-2025年玻璃基板市场需求热力图10 图11：显示技术分类11 图12：TFT-LCD结构示意图11 图13：MiniLED背光是LCD背光的主要类型之一11 图14：MicroLED构成示意图12 图15：2022-2026年全球MiniLED背光产品出货量情况15 图16：2022-2027年全球MicroLED市场规模15 图17：2.5D、3D封装技术示意图15 图18：TSV技术在先进封装中的应用16 图19：TSV技术工艺流程图16 图20：与TSV技术相比，TGV性能更优16 图21：TGV技术工艺流程图16 图22：2022-2028年全球IC载板市场规模增速19 图23：沃格光电发展历史沿革20 图24：沃格光电战略合作伙伴22 图25：2019-2023年沃格光电营收及增长率22 图26：2019-2023年沃格光电归母净利润及增长率22 图27：2021-2023年沃格光电分业务营收情况（百万元）23 图28：2018-2023年沃格光电分业务毛利率情况23 表1：玻璃基板具有优良的应用特性5 表2：玻璃基板制备关键技术6 表3：我国玻璃基板厂商产能规划情况9 表4：各显示技术优缺点比较12 表5：不同MiniLED背光方案比较13 表6：全球MicroLED研究进展13 表7：全球主流厂商MicroLED产品进度14 表8：海内外主流厂商TGV技术进度17 表9：全球主流厂商玻璃载板产品进度18 表10：沃格光电核心技术21 表11：沃格光电主要项目投资情况21 1AI浪潮催动，玻璃基板应用持续深化 AI算力需求激增，玻璃基板成为海外龙头厂商主要布局方向。根据IDC预测，全球AI服务器的市场规模将从2022年的195亿美元增长至2026年的347亿美元，CAGR达15%。在AI算力高增、市场竞争日趋激烈的背景下，玻璃基板成为海内外龙头厂商提高芯片性能的主要技术革新方向。以英特尔、三星、AMD、苹果为代表的龙头大厂纷纷布局玻璃基板及相关技术，玻璃基板有望迎来广阔的增长空间。 图1：2022-2026年全球AI服务器市场规模图2：海外主要龙头厂商布局玻璃基板 厂商 布局情况 英特尔 将在2030年大规模生产玻璃基板，已在亚利桑 那厂投资10亿美元建立玻璃基板研发线及供应链 三星 玻璃基板原型生产线预计将于2024建设，25年生产原型，26年正式量产 AMD 预计最早于2025-2026年的产品中导入玻璃基板，以提升其HPC产品的竞争力 苹果 将玻璃基板融入电子设备的战略，预计将显著拓宽公司产品应用领域范围 全球AI服务器市场规模/亿美元 CAGR=15% 400 350 300 250 200 150 100 50 0 20222026E 数据来源：IDC、东方证券研究所数据来源：未来半导体、半导体产业纵横、科创板日报、半导体行业观察、东方证券研究所 玻璃基板有望凭借性能优势引领基板发展方向。基板（Substrate）是将电子元器件集成在一起的物理支撑平台，通常由绝缘材料制成，起到保障电子元器件稳定性和可靠性的作用。当前，基板多由金属、陶瓷和有机材料制成。未来，随着TGV等相关技术不断成熟，玻璃材料的脆性和导热性得以改善，玻璃基板（Glasssubstrate）将凭借其高尺寸稳定性、各向同性的高透光性能和高绝缘性能，成为引领基板发展的革新力量。 表1：玻璃基板具有优良的应用特性 应用特性 特性描述 尺寸稳定性高 玻璃基板热膨胀系数低，不受湿度影响，玻璃化转变温度高，可在很大的工作范围内稳定工作 透光性强 玻璃可实现全方位透光，具有高显色系数，加入微量元素后可制备各种颜色和特性的玻璃 绝缘性高 玻璃基板介电常数一般在7-10之间，表面电阻率在10^12Ω/sq以上，是优秀的电气绝缘材料 脆性可改善 通过玻璃化温度的特点进行再加热处理，可以提高抗弯曲强度和抗冲击强度3-5倍；也可以通过改变组成比例、甚至形成“玻璃钢”来提高而达到很好的导热、耐冲击强度的基板 导热性可改善 通过改变组成可得到高导热的玻璃材料，使玻璃的导热系数达到（1-10）W/m•K；玻璃产品薄型化也有利于散热 数据来源：《印制电路信息》（林金堵）、百度爱采购、东方证券研究所 工业电子玻璃经表面处理后进行导电图形制造，可以制成玻璃基板。玻璃基板选用氧化钠成份低的电子工业玻璃（如普通玻璃、光学玻璃、硼硅酸盐玻璃等）作为原材料，经表面处理后采用化学法或物理法完成导电图形制造。化学法类似PCB的金属化过程，主要步骤为表面处理、玻璃敏化、玻璃活化和化学镀铜等。物理法先对玻璃表面除进行油清洁，然后进行等离子体（粗化），最后进行真空镀膜。 表2：玻璃基板制备关键技术 制备过程 制备技术 技术描述 表面处理 表面除油 一般采用碱性、酸性或两者兼之的化学溶液处理和清洁 表面粗化 粗化技术包含两种方法：1）化学方法：除油后的玻璃，采用氢氟酸法，如1:5（HF）、25℃/30蚀刻，清洁；2）物理方法：除油后玻璃，采用含HF的等离子体蚀刻处理或激光粗化处理 表面导电图形制造 化学法 主要步骤包括：1）表面除油清洁；2）表面粗化；3）表面敏化；4）表面活化；5）化学镀铜此外，化学法还包括化学气相沉积法等 物理法 主要步骤包括：1）表面除油清洁；2）等离子体（粗化）；3）真空镀膜其中，真空镀膜步骤还可分为：1）真空蒸发法：材料被加热（电阻或电子束）处理而沉积在玻璃表面上形成图形；2）真空溅射法：利用直流溅射（或射频溅射或磁控溅射）等方法把材料溅射出来的物质在玻璃表面沉积成膜或图形 数据来源：《印制电路信息》（林金堵）、东方证券研究所 玻璃基板位于产业链中游，应用领域持续深化。玻璃基板上游原材料为硅砂、纯碱、石灰石、硼酸和氧化铝等。它们是玻璃的形成物，构成了玻璃的主体，决定了该种玻璃的物理和化学性质。随着制备技术的不断成熟，玻璃基板的性能优势逐步显现，其下游应用得以持续扩展和深化，具体覆盖了面板、IC封装、CMOS、MEMS等领域。 图3：玻璃基板产业链上下游情况 数据来源：华经产业研究院、东方证券研究所 玻璃基板是决定面板品质的核心组件。以应用最成熟的TFT-LCD为例，一张TFT-LCD液晶面板通常需要用两张玻璃基板，分别作为底层玻璃基板和彩色滤光片底板使用。TFT-LCD将液晶层夹在彩色滤光片和镶嵌有电晶体的玻璃基板之间。背光模组中的光源发出光线后，在电场作用下，液晶分子原有的旋转排列发生扭曲，使通过并照射在彩色滤光片上光的旋转幅度发生改变，从而产生不同的颜色。玻璃基板是面板的核心组件，面板成品的分辨率、透光度、厚度、重量、可视角度等指标都与所采用的玻璃基板质量密切相关。 图4：TFT-LCD液晶面板构成示意图 数据来源：stoneitech.com、东方证券研究所 玻璃基板可作为芯片载板，