在人工智能（AI）和高性能计算（HPC）领域，对高性能和可持续计算的需求不断增长，推动了半导体技术的研发投入和创新步伐。随着摩尔定律在芯片层面的放缓，业界正寻求在应用特定集成电路（ASIC）封装中尽可能多地集成芯片，以在封装层面实现摩尔定律的效益。 ASIC封装通常由有机基板构成，这些基板主要由树脂（主要是玻璃纤维增强环氧树脂层压板）或塑料制成。根据封装技术，芯片可以直接安装在基板上，或者在芯片之间使用硅中介层以实现高速连接。有时，基板内部会嵌入互连桥而非中介层来提供这种高速连接。 然而，有机基板存在翘曲问题，尤其是在具有高芯片密度的大型封装尺寸中。这限制了可以在一个封装内集成的芯片数量。这就是玻璃基板可能成为游戏规则改变者的地方！ 玻璃基板的优势包括： - 它们可以制作得非常平坦，允许更精细的图案化和更高的（10倍）互连密度。在光刻过程中，整个基板接受均匀曝光，减少了缺陷。 - 玻璃具有与硅芯片相似的热膨胀系数，减少了热应力。 - 它们不会翘曲，并且可以处理更高的芯片密度。初步原型可以比有机基板多处理50%的芯片密度。 - 可以无缝集成光互连，为更高效的共封装光学器件铺平道路。 - 这些通常是矩形晶圆，增加了每片晶圆的芯片数量，提高了产量并降低了成本。 玻璃基板有可能取代有机基板、硅中介层和封装内的其他高速嵌入式互连。然而，也存在一些挑战：玻璃是脆性的，容易在制造过程中断裂。这种脆性需要小心处理和专用设备以防止在制造过程中损坏。确保玻璃基板与其他半导体堆栈材料（如金属和电介质）之间的适当粘附是一个挑战。材料性质的差异可能导致界面处的应力，可能引起分层或其他可靠性问题。尽管玻璃的热膨胀系数与硅相似，但它可能与PCB板/凸点中使用的材料有显著差异。这种不匹配可能在温度循环中引起热应力，影响可靠性和性能。 缺乏针对玻璃基板的行业标准导致不同供应商之间的性能差异。由于该技术较新，缺乏足够的长期可靠性数据。需要更多的加速寿命测试以增强对这些封装在高可靠性应用中使用的信心。 尽管存在这些缺点，玻璃基板对于HPC/AI和数据中心网络硅具有巨大潜力，这些领域的重点是在ASIC封装内尽可能多地集成吞吐量，以提高系统的整体规模、性能和效率。 主要的晶圆代工厂如英特尔、台积电、三星和SKC正在大力投资这项技术。英特尔处于领先地位，去年推出了测试芯片。然而，高端硅向玻璃基板的过渡预计还需要3-4年时间。 我迫不及待地想看到更多推动技术边界创新的出现！