电子行业深度研究报告：玻璃基板成为半导体载板新方向，百亿空间国产厂商有望弯道超车

证券研究报告 电子2024年12月11日 电子行业深度研究报告 玻璃基板成为半导体载板新方向，百亿空间国产厂商有望弯道超车 推荐（维持） 华创证券研究所 证券分析师：耿琛 电话：0755-82755859 邮箱：gengchen@hcyjs.com执业编号：S0360517100004 证券分析师：岳阳 邮箱：yueyang@hcyjs.com执业编号：S0360521120002 证券分析师：姚德昌 邮箱：yaodechang@hcyjs.com执业编号：S0360523080011 行业基本数据 股票家数(只) 总市值(亿元)流通市值(亿元) 472 86,567.23 67,095.22 占比% 0.06 8.71 8.50 相对指数表现 %1M 绝对表现4.3% 相对表现2.8% 6M 31.0% 20.9% 12M 15.0% 1.5% 2023-12-11~2024-12-10 27% 8% -10% 23/12 -29% 24/0224/0524/0724/09 24/12 电子 沪深300 相关研究报告 《电子行业2025年度投资策略：算力辰岁腾飞，自主可控巳年奋搏》 2024-11-17 《AR行业深度研究报告：光学及显示方案逐步迭代，软硬件协同发展驱动消费级AR眼镜渗透》 2024-09-30 《电子行业深度研究报告：Scalinglaw依然有效自研AI芯片后劲十足》 2024-09-28 玻璃基板优势显著，科技巨头争相布局。玻璃基板因其低热膨胀系数、高机械强度、耐高温性、高布线密度特点被视为半导体、显示领域新一代基板解决方案。英特尔率先推进玻璃基板产业化，2023年9月推出了基于下一代先进封 装技术的玻璃基板，并计划在2026至2030年间实现大规模量产，英特尔表示该技术将重新定义芯片封装的边界，为数据中心、人工智能和图形处理提供具有突破性的解决方案，推动摩尔定律的进一步发展。除三星外，AMD、苹果、台积电等巨头纷纷跟进玻璃基方案，助力玻璃基板在半导体&显示领域产业化应用。 半导体载板：载板市场空间超百亿美金，玻璃基板成长空间广阔，CoWoS&CPO进一步打开玻璃基板市场空间。根据MarketResearchFuture数据2024年载板市场空间有望达到151.4亿美元，受先进封装驱动2032年市场空间有 望达到235亿美元，2024~2032年CAGR5.65%。由于玻璃基板具备出色的电气和热性能，它能够支持更高密度的互连和更复杂的电路设计，有望在未来取代FC-BGA基板。CoWoS为AI芯片重要封装形式，台积电的CoWoS封装技术通过在硅中介层上集成多个芯片，提供了较高的带宽和较低的功耗。但CoWoS也面临着价格昂贵、硅中介层的热管理能力和电气性能挑战，玻璃基板低功耗、散热性能优异等特点有望替代硅中介层和载板。同时玻璃基板可应 用于光模块CPO封装工艺中，用来解决CPO中光电信号互联的难题，目前 包括Corning在内的多家龙头推出CPO玻璃基板解决方案。从竞争格局上讲， 欣兴、南亚、日韩的揖斐电、三星电机、新光电气等占据领先地位，中国大陆厂商竞争力较弱，伴随玻璃基板渗透，大陆厂商凭借前瞻布局与技术积累有望弯道超车，大陆沃格光电、厦门云天、三叠纪等公司已有载板产品布局。 显示基板：玻璃基板助力Miniled/Microled新技术渗透。Mini/MicroLED技术在亮度、画质、分辨率等方面具有显著优势，渗透率逐步提高，新兴AR/VR领域应用进一步加速行业渗透。随着LED芯片尺寸的减小和像素间距的缩 短，Micro-LED和Mini-LED显示技术对背板材料的要求越来越高。PCB显示基板存在散热性限制、翘曲变形的风险，玻璃基板凭借优越的热管理、平整度和机械强度受到Micro-LED和Mini-LED显示技术青睐。目前雷曼光电、京东方、沃格光电等已有前瞻布局助力行业产业化。 TGV是玻璃基板封装的核心技术，国内厂商积极布局取得显著进展。玻璃基板生产工艺包括前端切磨抛、TGV、半加成、电镀、PVD、CMP、多层RDL等工序，其中TGV玻璃通孔技术为玻璃基板技术难点，最主要的问题是玻璃 材料缺乏类似于硅的深刻蚀工艺。国际巨头康宁、LPKF、Samtec、英特尔等占据领先优势。近年来国内厂商在TGV技术，特别是深孔成型工艺方面取得了显著进展，技术水平不断提高，有望逐步打破当前玻璃通孔基板市场由海外厂商高度垄断的局面，布局靠前的国内厂商包括沃格光电、京东方、厦门云天、三叠纪等。 投资建议：玻璃基板因其低热膨胀系数、高机械强度、耐高温性、高密度特点被视为IC载板、显示基板的下一代材料，在AI时代玻璃基板有望应用于GPU的CoWoS封装和光模块CPO封装助力行业发展，科技巨头争相布局。随着国 内厂家在TGV等关键技术的积累和突破，有望在玻璃基板行业迎头而上。建议关注国内玻璃基相关产业链沃格光电、京东方、兴森科技、大族激光、天承科技、天马新材、德龙激光。 风险提示：玻璃基行业渗透不及预期，产能扩张不及预期，地缘政治设备材料限制 投资主题 报告亮点 从产业链角度系统分析了玻璃基板行业概况，梳理了国内厂家目前进展情况。文章对玻璃基板的应用领域、优缺点、国内企业布局情况、产业链情况进行了阐述，论述了其显著优势下科技巨头争相布局的情况。文章分半导体 （含AI对玻璃基板拉动）和显示两大板块对玻璃基板的特性、工艺难点及国内外厂家布局对玻璃基板进行了系统阐述，最后对国内外厂商最新进展进行梳理，把握行业发展趋势。 投资逻辑 半导体载板与显示基板加速导入玻璃基板，TGV为技术难点。玻璃基板具有与低热膨胀系数CTE，高机械强度，良好的耐高温性，有效减少了翘曲和变形的风险。此外玻璃基板支持更高密度的通孔，显著提升了高速信号的传输 能力。优秀的物理化学特性使玻璃基板被视为IC载板、显示基板的下一代材料，在AI时代玻璃基板有望应用于GPU的CoWoS封装和光模块CPO封装助力行业发展。TGV结合多种工艺流程实现3D互联，对于先进封装应用每片晶圆上通常需要数万个TGV通孔，并对其进行金属化处理，TGV工艺为玻璃基板技术难点，最主要的问题是玻璃材料缺乏类似于硅的深刻蚀工艺。 科技巨头争相布局玻璃基板，国内厂家奋起直追迎来发展新阶段。2023年9月作为封装基板领域的探索引领者的英特尔推出了基于下一代先进封装技术的玻璃基板，并计划在2026至2030年间实现大规模量产。三星、AMD、苹 果等巨头纷纷跟进玻璃基方案，加上原来的行业龙头康宁肖特等海外龙头企业，玻璃基板行业海外整体处于领先地位。近年来国内厂商在TGV技术，特别是深孔成型工艺方面取得了进展，技术水平不断提高，随着这些突破的积累，国内企业有望在未来挑战海外厂商的市场主导地位。建议关注国内玻璃基相关产业链沃格光电、京东方、兴森科技、大族激光、天承科技、天马新材、德龙激光。 目录 一、玻璃基板优势显著，科技巨头加速布局6 二、半导体载板：国产替代大势所趋，AI进一步开拓玻璃基板市场空间9 （一）IC载板：玻璃基板为先进封装理想选择，AI加速玻璃基板应用9 （二）玻璃通孔（TGV）技术：玻璃基板加工的关键工序12 三、显示基板：直显/背光技术持续演进，显示领域带来潜在增量15 四、相关标的18 1、沃格光电：国内玻璃基板龙头，半导体&显示领域齐发力18 2、京东方：全球面板龙头，拓展玻璃基先进封装业务18 3、兴森科技：国内IC封装基板领军者，玻璃基板技术持续研发19 4、大族激光：智能制造装备领先企业，TGV设备供应商19 5、天承科技：玻璃基板加工材料第一梯队，持续加码TGV技术研发19 6、天马新材：氧化铝粉体稀缺“小巨人”20 7、德龙激光：半导体&钙钛矿激光设备引领未来20 �、风险提示21 图表目录 图表1玻璃基板显示领域应用6 图表2玻璃基板半导体应用6 图表3玻璃基板与有机基板对比表6 图表4英特尔推进玻璃基封装基板技术路线7 图表5国际巨头玻璃基板布局7 图表6全球玻璃基板市场空间/亿美元8 图表7全球半导体玻璃基板市场空间/亿美元8 图表8玻璃基板产业链图8 图表9IC载板（封装基板）结构图9 图表10封装基板占封装材料市场比重（2022年）9 图表11全球载板市场空间9 图表122022年载板市场竞争格局9 图表13玻璃基板电气和机械性能优异10 图表14英特尔封装技术路径10 图表15玻璃基板封装产品10 图表16CoWoS封装形式11 图表17玻璃基板可用于CoWoS封装11 图表18CPO工艺架构11 图表19Corning采用CPO工艺的玻璃基板产品11 图表20DNP玻璃芯载板示意图12 图表21Absolics玻璃载板示意图12 图表22带有玻璃通孔的玻璃基板横截面12 图表23在2.5D半导体封装采用玻璃插层12 图表24TGV与TSV的特性比较13 图表25TGV技术工艺流程图13 图表26国内外布局TGV技术厂商情况13 图表27Mini/MicroLED技术发展时间线15 图表28MiniLED行业市场规模预测15 图表29MicroLED行业市场规模预测15 图表30Vuzix的AR智能眼镜使用MicroLED16 图表31OppoAirGlass示意图16 图表32雷曼光电产品搭载玻璃基的MicroLED16 图表33京东方MiniLED技术16 图表34显示领域部分企业玻璃基板布局17 一、玻璃基板优势显著，科技巨头加速布局 玻璃基板（GlassSubstrate）是一种以高透明度、优异平整度及良好稳定性为特点的基底材料，其主要功能是作为支撑载体，确保上层功能材料的可靠固定和良好的电气、光学性能，从而保障整个器件或系统的长期稳定性和使用寿命，被视为半导体、显示领域新一代基板解决方案。 图表1玻璃基板显示领域应用图表2玻璃基板半导体应用 资料来源：沃格光电财报资料来源：沃格光电财报 玻璃基板相较有机基板优势众多。玻璃具有与硅相似的低热膨胀系数CTE（与有机基板不同），将最大限度减少芯片封装领域中与芯片材质CTE不匹配情况，这种兼容性将增强设备的可靠性和使用寿命。玻璃基板的机械强度远高于有机基板，在封装过程中表现 出更好的耐高温性，有效减少了翘曲和变形的风险。此外，玻璃基板支持更高密度的通孔，其通孔密度可能是有机基板的十倍，这使得复杂电路设计中的布线和信号传输更加高效。在电气性能方面，玻璃材质的低电损耗特性显著提升了高速信号的传输能力，尤其对高频应用至关重要。优秀化学特性使玻璃基板被广泛应用于半导体、液晶显示器 （LCD）、有机发光二极管（OLED）、光学设备等领域。 图表3玻璃基板与有机基板对比表 指标 玻璃基板 有机基板 热膨胀系数（CTE） 0–9ppm/°C 3–17ppm/°C 杨氏模量 50–90GPa 10–40GPa 玻璃化转变温度 >600°C 150–200°C 介电常数 ~3–7 ~4–8 热稳定性 优秀 中等 透明度 适用于光电 无 通孔密度 高密度 低密度 通孔直径 小直径 大直径 翘曲 较低 较高 成本 面板层级较低 较低 制造难度 复杂 较容易 可靠性 适用于精细间距 精细间距时较低 湿度敏感性 较低 较高 资料来源：YangyangLaietal.《玻璃基板和玻璃通孔(TGV)的热机械可靠性:全面回顾》、华创证券 英特尔率先推进玻璃基板产业化。2023年9月作为封装基板领域的探索引领者的英特尔推出了基于下一代先进封装技术的玻璃基板，并计划在2026至2030年间实现大规模量产。在此项创新中，英特尔突破性地将玻璃通孔（TGV）的间距控制在100μm以内，从而显著增加了每块基板上的通孔数量，提升了TGV密度约10倍。这一技术进展有效缩小了机械和电气连接之间的间隙，提升了基板核心路由信号的灵活性，并在一定程度上减少了对重新分布层（RDL）的依赖，使信号路由更加高效。英特尔表示，该技术将重新定义芯片封装的边界，为数据中心、人工智能和图形处理提供具