華金證券發(fā)布研究報告稱,ChatGPT依賴大模型、大數(shù)據(jù)、大算力支撐,其出現(xiàn)標(biāo)志著通用人工智能的起點及強(qiáng)人工智能的拐點,未來算力將引領(lǐng)下一場數(shù)字革命,GPU等高性能芯片需求持續(xù)增長,作為下一代先進(jìn)封裝的玻璃基板,其市場空間廣闊。建議關(guān)注率先布局玻璃基板相關(guān)技術(shù)廠商。
事件:
美國芯片巨頭英特爾9月18日宣布推出業(yè)界首款用于下一代先進(jìn)封裝的玻璃基板,計劃于2026年至2030年量產(chǎn),憑借單一封裝納入更多晶體管,預(yù)計將實現(xiàn)更強(qiáng)大的算力,持續(xù)推進(jìn)摩爾定律極限,這也是英特爾從封裝測試下手,面對臺積電新策略。
▍華金證券主要觀點如下:
玻璃基板保證單個較小尺寸封裝內(nèi)配置更多芯片,最大限度地降低成本和功耗。
IC 封裝提供從半導(dǎo)體管芯或芯片到電路板(通常稱為主板)的電、熱和機(jī)械過渡。IC 封裝的一個關(guān)鍵要素是基板,它本質(zhì)上是一塊帶有銅跡線的微型電路板,可粘合到芯片上的輸入/輸出 (I/O)、電源和接地焊盤,并將這些焊盤電氣連接到電路板。基板為芯片提供堅固機(jī)械結(jié)構(gòu),并與半導(dǎo)體芯片熱膨脹系數(shù)熱匹配。
(1)電氣方面:與現(xiàn)代有機(jī)基板相比,玻璃具有更好的熱性能、物理性能和光學(xué)性能,使用玻璃材料能夠提高芯片供電效率,互連密度可提高10倍,將帶寬近翻倍提升至448G。玻璃能承受更高工作溫度,并能通過增強(qiáng)平面度將圖案失真減少 50%,從而提高光刻聚焦深度,且為設(shè)計人員提供了更多的電源傳輸和信號布線靈活性。由于互連密度增加,與半導(dǎo)體芯片連接數(shù)量的增加轉(zhuǎn)化為與底層電路板更多 I/O連接、小芯片之間多連接以及封裝中含更多小芯片。玻璃基板容易接受光纖收發(fā)器等電光組件,與銅線相比,光纖收發(fā)器在更長距離內(nèi)可以更快速度實現(xiàn)IC到IC的I/O通信。
(2)熱學(xué)和機(jī)械方面:玻璃基板比當(dāng)今常用基板材料具有更好耐熱性。由于玻璃本質(zhì)上是二氧化硅,其熱膨脹系數(shù)與附著在基板上硅芯片的熱膨脹系數(shù)相似,因此基板和半導(dǎo)體芯片之間有更好的熱匹配,當(dāng) IC 運行并產(chǎn)生熱量時,芯片往往會保持共面,因此可更可靠連接。
簡而言之,玻璃基板將使芯片設(shè)計人員能夠在單個較小尺寸內(nèi)封裝更多芯片(或芯片單元),同時最大限度地降低成本和功耗。
最早有望于2026年推出完整玻璃基板解決方案,率先用于高性能領(lǐng)域。
英特爾表明,玻璃基板對于基板材料是一項重大突破,可解決有機(jī)材質(zhì)基板用于芯片封裝產(chǎn)生的翹曲問題,突破現(xiàn)有傳統(tǒng)基板限制,讓半導(dǎo)體封裝晶體管數(shù)量極限最大化,同時更省電、更具散熱優(yōu)勢;
預(yù)計在2026至2030年推出完整的玻璃基板解決方案,其性能有望超越18A制程節(jié)點,將率先導(dǎo)入需要更大體積封裝、更高速應(yīng)用及工作負(fù)載的資料中心、AI、制圖處理等高性能領(lǐng)域;到2030年之前,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)很可能會達(dá)到使用有機(jī)材料在硅封裝上延展晶體管數(shù)量的極限,有機(jī)材料不僅更耗電,且有著膨脹與翹曲等限制,而玻璃基板技術(shù)突破是下一代半導(dǎo)體確實可行且不可或缺環(huán)節(jié);
該突破使封裝技術(shù)能夠持續(xù)擴(kuò)展,實現(xiàn)在單一封裝中容納1兆個晶體管目標(biāo),并將摩爾定律延續(xù)到2030年之后。