下一代封裝黑科技！康寧揭AI晶片尺寸暴增　玻璃基板量產卡3大難關

175年玻璃大廠迎AI挑戰　研發時間縮至3至6個月

周曈表示，康寧成立於1851年，至今已有175年歷史，全球員工近7萬人，今年營業額約180億美元，台灣約有4000名員工，服務台積電、美光、日月光及矽品等半導體客戶。

康寧業務從DUV、EUV設備光學材料延伸至先進封裝及CPO。過去習慣投入1至3年研發，技術成熟後沿用數年，但先進封裝產業迭代速度極快，客戶可能只給3至6個月研發時間，再過6個月就要求量產，迫使康寧調整創新模式。

例如1964年開發的熔融下拉（Fusion）技術，原用於車窗玻璃，因缺乏成本優勢而暫停，直到2000年前後液晶面板需求興起才重新投入生產，目前台中及台南工廠均採用相關製程，可直接切割12吋玻璃晶圓，整體厚度變異（TTV）控制在2微米以下。

當基板出現缺陷時，要追查究竟是材料、雷射加工或濕蝕刻造成並不容易，相關責任歸屬也是供應鏈合作的重要問題。

玻璃載板像蛋糕盤　CTE可調至0至12

周曈指出，玻璃在先進封裝主要有兩大應用，包括製程使用的玻璃載板（Glass Carrier），以及成為封裝結構一部分的玻璃核心基板（Glass Core Substrate）。

其中，Glass Carrier已大量應用於CoWoS-S、2.5D、扇出型封裝（Fan-out）、InFO及HBM等製程，另在IGBT、Micro LED及化合物半導體也有少量應用。

周曈將Glass Carrier比喻為蛋糕店的「蛋糕盤」，蛋糕製作完成後取走，盤子清洗後還能繼續使用。其主要用途包括晶圓薄化（Wafer Thinning），以及重布線層（RDL）製作，後者涉及晶片貼附、封膠及凸塊等製程。

玻璃具有透明、熱膨脹係數（CTE）可調整及表面平整等優勢，其中透明特性可支援雷射解接合（Laser Debonding），降低高價、超薄晶片的損傷風險。

此外，玻璃CTE可透過成分調整至0至12，例如HBM的DRAM晶圓薄化，可選擇接近或略高於矽晶圓CTE的玻璃；CoWoS採用中等CTE材料，InFO則可進一步提高CTE，以改善製程翹曲（Warpage）。

康寧已具備10.5代面板玻璃製造能力，可支援12吋晶圓及310×310、515×515、600×600毫米，甚至700×700毫米面板級封裝需求。

玻璃核心基板挑戰BT材料　TGV製程成量產關鍵

周曈指出，AI封裝尺寸擴大，加上Chiplet整合不同材料，CTE差異可能造成互連結構（Interconnect）失效，因此產業開始評估玻璃核心基板。

目前主流封裝載板核心層採用BT材料，CTE約15至17，楊氏係數（Young’s Modulus）約32至39；相較之下，玻璃CTE可控制在0至12，主流Glass Core材料約為3，接近矽晶圓，楊氏係數則約60至80，明顯高於BT材料，有助於改善大型封裝翹曲問題。

不過，Glass Core距離大量商業化仍有挑戰。周曈指出，玻璃核心基板必須經過玻璃通孔（TGV）、填孔、增層及切割等製程，其中TGV品質受到玻璃成分、雷射改質（Laser Modification）及濕式蝕刻（Wet Etching）參數交互影響。

玻璃破裂成量產考驗　康寧看商機保守樂觀

周曈表示，Glass Core仍面臨附著力（Adhesion）、應力控制、大尺寸切割及信賴性（Reliability）等挑戰，客戶首次接觸玻璃時，最擔心的就是破裂問題。

不過，透過適當操作與搬運方式（Handling），可以降低破損風險。康寧除了提供材料，也會協助客戶建立相關技術，若製程發生玻璃破裂，則提供失效分析（FA）報告，協助判斷損傷原因，對Glass Core發展抱持保守但樂觀態度。

此外，康寧也布局共同封裝光學（CPO），提供光纖陣列單元（FAU）、光纖及連接器等整合設計與製造服務，並供應DUV、EUV設備所需的透鏡、反射鏡及光罩基板材料，擴大半導體供應鏈布局。