玻璃核心基板為何受到輝達關注 從材料優勢到量產製程

AI 晶片變強之後 封裝也必須跟上 一顆高效能 AI 加速器，已經不只是單一運算晶片。多顆晶粒、高頻寬記憶體（HBM）與大量電源、訊號連接，必須在有限空間內共同運作。封裝因此需要同時處理更大的面積、更密集的線路，以及製造與運轉時的熱機械應力。[1][3] 本文討論的「玻璃核心基板」（Glass Core Substrate，GCS），是以玻璃取代封裝載板中的有機複合材料核心。玻璃會永久留在成品內，並搭配金屬通孔、絕緣增層與銅線路，連接晶片封裝與系統電路板。[3][10][11] 這與加工完成後會移除的玻璃暫時載具不同，也不能直接等同於承擔晶片間細密互連的玻璃中介層。核心、增層線路、中介層與系統 PCB 位於不同層級；採用玻璃核心，不代表其他結構都會隨之消失。 玻璃核心的優勢在於同時兼顧尺寸與精度 現有有機載板仍持續進步。以 Resonac 為例，公司已利用材料模擬改善低熱膨脹 CCL，處理大型封裝的翹曲與裂紋問題。因此，玻璃受到關注，不宜解讀為所有有機材料都已失去發展空間，而是下一代設計對多項性能的同時要求更加嚴苛。[15] 大型封裝的平整度與尺寸穩定性 當封裝面積增加，局部變形、厚度差與層間位移會更難控制。這不只影響外觀，也會影響曝光對位、細線路製作及晶片接合。玻璃核心的剛性與尺寸穩定性，提供了降低大型封裝翹曲的可能。[2][3] Intel 在 2023 年公開資料中表示，其玻璃方案相較所比較的有機基板，可減少約 50% 的圖形失真，並具備達成 10 倍互連密度的潛力。這些是特定技術方案的比較，不能解讀成所有玻璃基板都能提高十倍密度，更不能換算為 GPU 效能提高十倍。[1] 可調整的熱膨脹特性 封裝由矽、銅、絕緣材料與核心共同組成。受熱時，各材料膨脹幅度不同，冷卻後便可能留下應力。玻璃可以透過配方調整熱膨脹係數（CTE），提供更多匹配整體封裝的選擇。[2] 例如 SCHOTT 一款研發中的低損耗玻璃，列出的 CTE 約為 3.29 ppm/K。但材料選擇並非數字愈低愈好，還須考慮銅通孔、增層材料、焊點與板端的相容性；降低某一處的變形，也可能把應力轉移到另一個界面。[4][15] 更密集的電氣互連與整合空間 玻璃通孔（Through-Glass Via，TGV）經金屬化後，可連接核心兩側的線路。配合精細的重佈線層（Redistribution Layer，RDL），玻璃核心有機會支援更密集的訊號與電源配置。[3][10] 更長期的方向還包括光電整合。Corning 提出，未來玻璃核心可能結合光波導與電氣重佈線，服務光電共同封裝。不過，這屬於後續整合方向；透明玻璃不會自行完成電光轉換，也不是每一種玻璃核心都含有光波導。[2] 電性與散熱仍須分別評估 玻璃的電性取決於配方，不能一概認為優於所有高階 CCL。前述 SCHOTT 材料在 10 GHz 的公開 Dk 約為 4.05、Df 約為 0.0021。這組數據不是玻璃核心的通用規格，也不適合脫離測試方法與線路結構，直接和 M9／M10 比高低。[4] 同樣地，耐熱與導熱是兩件事。玻璃能在加工時維持較佳尺寸穩定性，並不等於能迅速把 GPU 的熱帶走。SCHOTT 技術資料所列的多種玻璃，室溫熱導率約落在 0.5～1.38 W/(m·K)；整體散熱仍須依賴金屬導熱路徑及冷卻系統的設計。[13] 輝達為何希望供應鏈加快準備 2026 年 9 月 24 日，《首爾經濟日報》報導，黃仁勳曾與 SK 集團會長崔泰源討論包含玻璃基板在內的次世代半導體合作，並推動台積電開發相關技術。[6] 需要保留的界線是：這是媒體報導，本文未取得黃仁勳公開要求「玻璃基板加快」的完整逐字稿，也不能據此確認特定 GPU 已決定採用。以下原因是根據公開產品與材料進展所做的技術分析。 首先，多晶粒整合已成為實際產品方向。NVIDIA 公開說明，Blackwell Ultra 由兩顆接近曝光尺寸上限的晶粒組成，透過 10 TB/s 的晶粒間介面連接。這個案例說明，GPU 的擴充已仰賴封裝內的協同運作，但不代表 Blackwell Ultra 已使用玻璃核心。[5] 其次，算力提升需要記憶體與連線配合。若增加運算單元，卻無法增加可用記憶體頻寬或有效傳送資料，更多電晶體未必能充分發揮效益。從工程角度推論，能支援更大封裝與更密集互連的材料，可以為後續晶粒、HBM 配置留下設計空間；實際能增加多少，仍取決於中介層、控制器、供電及散熱架構。 最後，產品設計與製造能力必須提前銜接。DNP 在 2025 年底公布的規劃，是於 2026 年初開始提供新試產線樣品，並以 FY2028 建立完整量產體制為目標。從樣品、可靠度評估到穩定供貨，存在明顯的準備期。[3] 因此，輝達若希望未來產品能使用玻璃核心，合理的做法就是提前推動材料、設備與載板製程共同開發。其急迫性可以理解為對下一代封裝能力的準備，而不宜解讀成既有載板即將全面淘汰。 一片玻璃如何變成可用的封裝載板

玻璃核心基板的製造，可以分成三項工作：先在玻璃形成精密結構，再建立金屬導通，最後製作多層線路並驗證可靠度。 以下以「玻璃核心加上金屬化 TGV 與雙面增層」為示意流程。不同廠商會調整材料、開孔方法及站別順序，部分站別也會重複；這不是某家公司的固定量產配方。

製程概念依據開孔、金屬化、載板及檢測供應商公開資料綜合整理；品質檢查會穿插於各站，並非只在最後進行。晶片組裝及最終封裝測試則是後續流程的一部分。[7]–[12] 開出孔洞與建立導電通道是不同工作 以 LPKF 的 LIDE 技術為例，先用超快雷射改變玻璃內部指定位置的結構，再以選擇性濕式蝕刻移除改質區域，形成通孔。這與把所有玻璃直接用雷射燒蝕移除的方式不同。[7] 孔洞形成後，仍須處理金屬附著。玻璃是絕緣材料，而且表面化學性質使可靠金屬化具有挑戰。Atotech 在 2026 年公布的一條濕式路線，先建立促進附著的金屬氧化物層，再以化學銅形成連續種子層，最後進行脈衝電鍍填孔。[8] 種子層的作用，是為後續電鍍提供導電基礎；它本身不等於完成填孔。孔內的覆蓋連續性、填銅空洞與界面品質，都會影響成品能否穩定工作。另外，TGV 也有孔壁金屬化的結構，不能把所有方案都理解為實心銅柱。[3][8] RDL 決定通孔如何連成完整電路 TGV 解決上下方向的連接，RDL 則負責平面方向的配線與接點分配。僅有一片打孔並填銅的玻璃，還不足以完成複雜封裝所需的全部連接。[10] 以半加成法（SAP）的典型線路製作概念來說，先形成薄導電層，再透過光阻曝光、顯影定義線路位置，電鍍增厚需要的銅，之後去除光阻與多餘種子層。配合絕緣增層與微孔，可逐層建立電路；具體先後仍依製程整合而異。[9] 玻璃核心因而不代表樹脂及絕緣膜全部消失。現有開發中已有搭配 ABF 增層的結構，相關檢測設備也必須處理金屬化與 ABF 加工後的玻璃內部裂紋。[11] 量產最難的是讓缺陷不再累積 玻璃的剛性有助於保持形狀，但其脆性使崩邊、微裂紋與界面損傷成為重要風險。這些缺陷可能在加工時很小，卻在後續步驟中擴展。切割方式因此必須配合完整材料堆疊與保護措施評估。[10][12] 檢測也必須深入結構內部。2026 年 9 月，蔚華科技（Spirox）公開玻璃通孔裂紋檢測設備及相關技術交流，反映供應鏈正在處理金屬化與增層後的品質控制問題。[11] 從工程與製造角度看，量產能力不只是完成一次開孔或鍍銅，而是每一片大面積玻璃都能在多站加工後維持品質，並且通過客戶需要的電氣與可靠度要求。這也是「材料特性很好」與「能大量用於 AI 封裝」之間，仍需持續投入的原因。 玻璃核心與高階 CCL 將如何並存 玻璃核心主要改變封裝載板的核心結構；M9／M10 等級 CCL 所關注的，則多是板級高速訊號傳輸。例如 Panasonic 公開將 MEGTRON9 定位於支援 224 Gbps 的高速電路板設計。兩者所處層級不同，玻璃核心封裝仍可以安裝在高階 CCL 製作的 PCB 上。[3][16] 未來若更多互連被移入封裝，或轉向光學傳輸，部分高速 PCB 線路需求可能改變。但這是架構演進帶來的影響，不能只因核心材料換成玻璃，就推定板級材料能立即降規。

值得持續觀察的進展，是玻璃方案何時通

過完整封裝認證、製程缺陷是否受控，以及成本能否隨規模改善。友達與 Corning 在 2026 年公開展示的合作，也把玻璃材料、RDL、TGV 金屬化與可靠度驗證放在同一條開發路線上。對下一代 AI 封裝而言，材料、製程與系統設計必須一起成熟，優勢才會落實到產品。[14]