英伟达新一代GPU换装玻璃基板，TGV量产元年将至丨行业研究
作者： 研究中心
来源： 公众号：艾邦半导体网
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时间： 2026-04-03
分类： 行业新闻
随着AI算力朝着万亿参数不断突破，英伟达GB200芯片、英特尔新产线等全球科技巨头，都纷纷把目光投向了玻璃基板领域。而TGV技术（玻璃通孔，Glass Through Via），作为打破玻璃基板应用瓶颈的核心工艺，经过多年探索，已走进量产落地的新阶段。
过去三年，玻璃基板还处于慢慢摸索的技术探索阶段；到了2026年，在全球科技巨头集体布局的带动下，玻璃基板已经从AI算力突破的“可选方案”，变成了“必选方案”，成为支撑先进封装产业升级的核心基础材料。而TGV工艺作为玻璃基板应用的核心支撑，它的产业化进程也越来越受关注。
1. 英伟达GTC 2026定调：玻璃基板+TGV，适配高端封装需求根据英伟达GTC 2026大会及GB200芯片封装测试报告显示，和传统的有机基板比起来，玻璃基板搭配TGV工艺后，信号传输速率能提升3.5倍，带宽密度提高3倍，功耗还能降低50%。这样的性能提升，刚好能支撑万亿参数AI模型的高效训练，也成了英伟达新一代GPU封装的核心选择，同时还能适配CPO技术的应用需求。英特尔计划在亚利桑那州投资10亿美元，建设一条玻璃基板产线，重点布局3个再分配层（RDL）及75μm TGV技术，预计2028年实现量产，投产后就能满足自身AI芯片和数据中心芯片的封装需求。目前英特尔已经实现了3个再分配层（简单说就是芯片的布线系统，主要负责信号传输）和75μm TGV技术的突破，计划在2026-2030年之间，让玻璃基板实现大规模应用。台积电在自己的先进封装路线图里明确表示，正在推进扇出型面板级封装（FO-PLP，一种能实现大规模芯片集成的高端封装技术）的玻璃基板评估工作，计划在2026年建设一条玻璃基板迷你产线，为后续的规模化量产做好准备。三星也在官方公告里透露，已经完成了玻璃基板在先进封装领域的初步测试验证，重点适配高端存储芯片和AI芯片的封装，预计2027年就能实现批量应用，到时候也会进一步带动玻璃基板和TGV设备的市场需求。玻璃通孔(Through-Glass Via, TGV)互连技术最早可追溯至2008年，衍生于2.5D/3D集成TSV转接板技术，主要用来解决TSV转接板由于硅衬底损耗带来高频或高速信号传输特性退化、材料成本高与工艺复杂等问题。1）优良的高频电学特性。玻璃材料是一种绝缘体材料，介电常数只有硅材料的1/3左右，损耗因子比硅材料低2-3个数量级，使得衬底损耗和寄生效应大大减小，保证了传输信号的完整性；2）大尺寸超薄玻璃衬底易于获取。Corning、Asahi以及SCHOTT等玻璃厂商可以提供超大尺寸（>2m × 2m）和超薄（<50µm）的面板玻璃以及超薄柔性玻璃材料；3）低成本。受益于大尺寸超薄面板玻璃易于获取，以及不需要沉积绝缘层，玻璃转接板的制作成本大约只有硅基转接板的1/8；4）工艺流程简单。不需要在衬底表面及TGV内壁沉积绝缘层，且超薄转接板中不需要减薄；5）机械稳定性强。即便当转接板厚度小于100µm时，翘曲依然较小；6）应用领域广泛，是一种应用于晶圆级封装领域的新兴纵向互连技术，为实现芯片-芯片之间距离最短、间距最小的互联提供了一种新型技术途径，具有优良的电学、热学、力学性能，在射频芯片、高端MEMS传感器、高密度系统集成等领域具有独特优势，是下一代5G、6G高频芯片3D封装的首选之一。(a) LIDE drilling - 激光诱导蚀刻钻孔(b) Electroplating filling - 电镀填充(d) Front side RDL formation - 正面再分布层(RDL)形成(e) Polyimide layer - 聚酰亚胺层(g) Temporary bonding - 临时键合(h) Backside grinding & RDL formation - 背面研磨和再分布层(RDL)形成(i) Carrier wafer de-bonded - 载体晶片去键合1. CPO光模块：最先落地的“突破口”，AI数据中心需求牵引爆发作为玻璃基板最先实现批量落地的应用场景，其核心驱动源于AI数据中心的高速互连刚需——随着AI大模型训练、算力集群扩容，400G/800G光模块已成为数据中心的“标配”，而传统有机基板信号损耗大、带宽不足的短板，已无法适配100Gbps以上高速信号传输需求，玻璃基板搭配TGV工艺成为必然选择。玻璃基板的介电常数仅为3.8（远低于有机基板的4.5-5.0），可将信号损耗降低两个数量级，同时高可靠性、高平整度特性，能有效解决CPO光模块中光芯片与电芯片集成封装的翘曲、接触不良问题，完美匹配其高频、低功耗的核心需求。企业进展方面，沃格光电的CPO玻璃基产品已批量送样中际旭创、天孚通信等国内头部光模块企业，样品通过率达98%以上，部分产品已进入小批量供货阶段；此外，成都迈科也已推出适配CPO光模块的玻璃基板，最小孔径可达到5μm，深径比达80:1，满足中高端光模块需求。市场数据方面，Yole、高盛2026年最新行业报告预测，CPO光模块市场规模年复合增速达52%，2026年全球规模约120亿元，2028年将突破500亿元，其中玻璃基板在CPO光模块中的成本占比约15-20%，对应市场规模将同步突破100亿元。国际层面，II-VI、Broadcom等国际光模块巨头也已启动玻璃基板验证。2. AI训练芯片：核心刚需赛道，巨头引领换装潮流作为玻璃基板搭配TGV工艺的核心刚需领域，其核心驱动是英伟达Rubin平台、GB300芯片等新一代AI训练芯片的规模化量产——随着AI模型参数从千亿级迈向万亿级，芯片算力、互连带宽需求呈指数级增长，传统有机基板（布线密度≤5μm）、硅基板（信号损耗高）已无法满足需求，玻璃基板+TGV工艺已成为高端AI训练芯片的封装“标配”。采用玻璃基板后，AI训练芯片的信号传输速率提升3.5倍、功耗降低50%，可有效支撑万亿参数AI模型的高效训练，同时其高布线密度（线宽/线距≤2μm）可完美适配Chiplet多芯片异构集成需求，解决多模块互连的信号干扰问题。企业进展方面，英伟达Rubin平台已正式量产，其搭载的GB300芯片全部采用玻璃基板+TGV工艺封装，核心供应商为康宁、旭硝子；国内方面，寒武纪、壁仞科技等AI芯片企业已与沃格光电、三叠纪达成合作，推进玻璃基板封装验证，预计2027年实现批量应用。市场规模方面，预计2027年全球AI训练芯片市场规模将突破2000亿元，其中玻璃基板的成本占比约40%，对应全球AI训练芯片用玻璃基板市场规模将突破800亿元，成为规模最大的应用赛道。此外，英特尔、台积电也在加速推进玻璃基板在AI芯片封装中的应用，进一步拉动行业需求。3. MicroLED显示：高端显示升级，玻璃基板成核心支撑作为玻璃基板在高端显示领域的核心应用场景，MicroLED显示凭借高分辨率、高亮度、低功耗、长寿命的优势，正逐步替代OLED、LCD，广泛应用于高端电视、车载显示、商用显示等领域，而其对基板的平整度、热稳定性、透光性要求极高，玻璃基板成为最优选择。与传统陶瓷基板、有机基板相比，玻璃基板的平整度公差可控制在±0.1μm，热膨胀系数可精准匹配MicroLED芯片（CTE约3.5ppm/℃），有效解决传统基板导致的显示不均、芯片脱落、寿命缩短等问题，同时高透光性可提升显示效果，适配Mini/MicroLED的精细化封装需求。企业进展方面，雷曼光电的PM驱动玻璃基MicroLED面板已进入小批量试产阶段，产品尺寸涵盖15英寸、32英寸，分辨率达4K，使用寿命超10万小时，较传统基板产品提升50%以上，目前已送样海信、TCL等高端电视厂商；京东方、华星光电也已布局玻璃基MicroLED技术，其中京东方的玻璃基MicroLED车载显示面板预计2027年实现批量供货。4. 折叠屏/可穿戴设备：消费电子升级，UTG玻璃成关键作为玻璃基板在消费电子领域的重要应用场景，折叠屏、可穿戴设备的轻量化、柔性化、高耐用性需求，推动玻璃基板（尤其是UTG超薄玻璃）逐步替代传统柔性OLED基板。UTG超薄玻璃（厚度≤0.1mm）兼具柔性、高硬度、高耐用性，可实现百万次以上折叠，同时其低介电常数特性可适配消费电子高频传感器的封装需求，解决传统基板柔性不足、易破损、信号干扰等问题，成为消费电子产业升级的关键支撑。目前，华为Mate X6已采用的UTG玻璃基板，其折叠寿命达50万次以上，硬度达莫氏7级，可有效抵御日常刮擦；三星Galaxy Z Fold5、Z Flip5采用的UTG玻璃来自康宁，国内小米、OPPO的折叠屏机型也已逐步采用国产UTG玻璃（沃格光电、彩虹股份供应）。可穿戴设备方面，华为Watch GT4、苹果Watch Ultra 2的传感器封装已采用超薄玻璃基板，提升设备的稳定性与续航能力。1. 技术层面：高深宽比通孔加工与金属化填充，难度不小TGV成孔技术需要兼顾成本、速度和质量，核心挑战在于，要同时满足高速、高精度、窄节距、侧壁光滑、垂直度好以及低成本等一系列要求。尤其是高深宽比（比如50:1以上）通孔的加工，对设备精度和工艺控制的要求特别高，很容易出现孔壁粗糙、孔径不均等问题。另外，在通孔金属化填充的过程中，也容易产生空洞、接触不良等缺陷，影响芯片互连的稳定性，目前行业内还在不断优化填充工艺，以此提升良率。其中，激光诱导刻蚀是目前主流的成孔技术，但如何进一步提升成孔效率和精度，还是行业需要解决的难题。TGV量产所需的核心材料和高端设备，目前还被国际巨头垄断，国内企业还处于追赶阶段。核心材料方面，半导体级玻璃原片对纯度、平整度、热稳定性的要求极高，目前全球的核心供应商是康宁、旭硝子等国际巨头，国内企业在高世代、高纯度玻璃原片领域的突破，还需要一定时间，目前高世代国产玻璃原片的供给率不足10%，进口依赖度比较高。高端设备方面，TGV激光打孔、高精度电镀等核心设备的部分核心零部件，还是要依赖进口，国内设备在稳定性、精度上，和国际先进水平还有一定差距；同时，高端电子布生产用的喷气织机、张力控制器等关键配套设备，也过度依赖进口，这也制约了产业链的自主化进程。目前TGV的量产规模还处于初期阶段，玻璃基板及TGV工艺的生产成本，比传统有机基板高出不少。主要原因包括：核心材料进口价格偏高、设备折旧成本高、为了提升良率而增加的工艺优化成本等。另外，玻璃基板本身比较脆，在加工、搬运过程中很容易破损，这也进一步增加了量产成本。短期内，TGV很难形成性价比优势，也让它很难在中低端封装领域普及开来。目前TGV行业还没有形成统一的技术标准和检测标准，不同企业的技术路线、产品规格都不一样，这就导致玻璃基板、TGV设备、封装工艺之间的适配性不够，不仅增加了产业链的协同成本，也不利于TGV技术的规模化推广。一条完整的TGV量产线投资额高达数亿元，核心投资集中在设备与材料环节（设备占比约60%-70%，材料占比约20%-25%），主要包括激光打孔、电镀填充、孔壁清洗、种子层溅射、AOI检测等多个核心环节，此前长期被应用材料、东京电子等国际巨头垄断，近年来国内企业凭借技术迭代与产业链协同，在核心设备领域逐步实现突破，部分产品已达到国际先进水平，实现批量供货，有效缓解高端设备进口依赖，同时性价比优势显著，成为国产替代的核心抓手。TGV激光打孔设备是实现通孔加工的核心设备，需具备高精度、高速度、高稳定性的特点，直接决定TGV通孔的孔径精度、孔壁光滑度及生产效率，核心适配AI芯片、CPO光模块等高端场景的高深宽比通孔加工需求。目前上市公司帝尔激光已实现该领域核心技术突破，其TGV激光打孔设备可稳定实现5-10μm孔径加工，成孔效率达5000孔/秒，孔径偏差控制在±0.3μm以内，可完美适配AI芯片、CPO光模块等高端应用需求，技术指标接近国际龙头应用材料的同类产品。帝尔激光通过子公司颢远投资战略布局成都迈科，实现与TGV产业链的深度绑定，形成“设备+基板”协同研发模式，其推出的激光加速可控蚀刻（LACE）技术，可有效解决传统激光打孔孔壁粗糙、垂直度不足的痛点，将通孔加工良率提升至98%以上，较传统工艺提升15个百分点，大幅降低生产成本。目前，国内设备已实现部分替代，帝尔激光的TGV激光打孔设备已批量送样三叠纪、沃格光电等国内头部基板企业，样品通过率达99%，2026年一季度已实现小批量供货，预计全年出货量突破50台套，国内市场占有率将达35%以上；此外，华日激光、大族激光等企业也在加速布局，重点研发3μm以下孔径的高端激光打孔设备，预计2027年实现技术突破。电镀设备主要对TGV通孔进行金属（主要为铜）填充，实现芯片垂直电互联，为芯片垂直信号传输提供物理通路，是TGV技术落地的核心环节，其填充均匀性、无空洞率直接决定芯片互连的稳定性与使用寿命，核心技术难点在于高深宽比通孔的均匀填充与金属层附着力控制。国内苏州苏科斯已实现多台TGV电镀设备量产交付，最新机型深径比可达30:1，适配更高端的AI芯片封装需求；东威科技作为国内稀缺的精密电镀设备龙头，成功研发业内首台水平TGV电镀线，打破国际垄断；盛美上海已交付首台面板级先进封装电镀设备，预计2026年国内TGV电镀设备国产替代率将达40%以上。对激光打孔后的孔壁杂质（如玻璃碎屑、有机物残留）进行精准清洗，保障后续种子层溅射及电镀填充效果，避免出现接触不良、填充空洞、金属层脱落等质量问题，是提升TGV产品良率的关键辅助环节，核心要求是颗粒去除率高、不损伤孔壁、适配全规格基板。国内正阳工业自主研发的TGV专用清洗设备可实现全自动化运行，适配板级（最大尺寸600mm×600mm）、晶圆级（8-12英寸）TGV清洗需求，颗粒去除率可达99.99%，清洗后孔壁粗糙度≤0.1μm，技术指标优于国际同类产品，目前已批量供应沃格光电、三叠纪等企业，此外，江苏芯梦、盛美上海等企业也有相关产品布局。在孔壁及基板表面沉积金属种子层（主要为钛、铜），为后续通孔金属填充提供基础，保障金属填充的附着力及均匀性，种子层的厚度均匀性、致密性直接影响电镀填充效果，核心技术难点在于高深宽比通孔内壁的均匀镀膜。国内汇成真空的HiPIMS高功率脉冲磁控溅射设备为核心，该设备具有高离化率（≥80%）、成膜致密均匀等优势，可适配TGV高深宽比（50:1以上）通孔的种子层沉积需求，成膜厚度偏差控制在±5nm以内，北方华创等平台型设备巨头也在加速布局相关产品，依托其全工艺设备矩阵优势，整合溅射、蚀刻等核心技术，研发TGV专用溅射设备。2. 材料环节：核心材料依赖进口，国产替代加速推进目前，核心材料仍被康宁、旭硝子、东京应化等国际巨头垄断，但国内企业正加速追赶，在中低端领域已实现突破，高端领域逐步缩小差距，进口替代空间广阔，主要可分为三大类：（1）半导体级玻璃原片：基板核心原料，国产逐步突破作为玻璃基板的核心原材料，半导体级玻璃原片对纯度、平整度、热稳定性具有极高要求，核心指标为：纯度≥99.9999%、平整度公差≤±0.05μm、热膨胀系数（CTE）3.0-4.0ppm/℃，目前全球核心供应商为康宁、旭硝子等国际巨头，占据全球90%以上的市场份额，国内企业仍处于追赶阶段。国内彩虹股份、凯盛科技等企业已实现中低世代（G6及以下）玻璃原片量产，高世代（G8.5+）产品正逐步突破，其中彩虹股份已成为全球第4家、中国第1家有能力量产高世代基板玻璃的企业，其G8.5+基板玻璃累计销量约1000万片，纯度可达99.999%，平整度公差±0.1μm，可适配MicroLED显示、车载显示等中高端场景，逐步缓解高世代玻璃原片进口依赖度高的问题；凯盛科技聚焦UTG超薄玻璃原片，已实现0.03-0.1mm厚度的玻璃原片量产，供应华为、小米等消费电子企业，其半导体级玻璃原片纯度已突破99.9999%，预计2027年实现高世代产品批量供货；此外，沃格光电也在布局玻璃原片研发，计划2028年实现自主供应，进一步降低对进口原片的依赖。（2）玻璃浆料/金属化材料：解决TGV孔金属填充难题玻璃浆料、金属化材料是TGV通孔金属化填充的核心材料，直接决定填充效果与芯片互连稳定性，核心需求是适配玻璃基板特性、填充无空洞、附着力强，国内企业已实现部分技术突破，打破国外垄断。据公开报道，三叠纪等企业已自主研发TGV专用电镀液，可适配自身玻璃基板生产需求，该电镀液具有填充速度快、无空洞、附着力强等优势，填充高深宽比（50:1）通孔无空洞率达99.6%，较进口电镀液成本降低30%以上，目前已实现自用并对外供应；江苏芯梦在ENEPIG化学镀材料领域实现核心技术突破，其钯层纯度达99.99%，国内市场占有率超80%，打破国外技术垄断，为TGV金属化提供本土解决方案；此外，有研新材、江丰电子等企业在TGV专用靶材（钛靶、铜靶）领域实现突破，靶材纯度达99.999%，可适配溅射设备需求，逐步替代进口靶材，目前国内金属化材料国产替代率约35%。主要包括适配玻璃特性的粘结剂、抗蚀剂、光刻胶等，广泛应用于TGV生产的光刻、粘结、蚀刻等关键环节，是保障TGV工艺稳定性和产品良率的重要支撑，该领域毛利率长期维持在40%以上，属于产业链中高毛利细分赛道，随着TGV量产规模扩大，市场需求将同步增长。国内企业已在中低端封装辅助材料领域实现突破，容大感光、上海新阳等企业的TGV专用抗蚀剂、中低端光刻胶已实现量产，可满足常规TGV生产需求，国内市场占有率达50%以上；但高端光刻胶（如KrF、ArF光刻胶）、高性能粘结剂等产品仍依赖进口，主要供应商为东京应化、信越化学等国际巨头，国内企业正加速研发迭代。2026年玻璃基板在先进封装领域的应用正式迈入规模化落地阶段，全球科技巨头纷纷布局玻璃基板+TGV工艺，凸显其在AI芯片、CPO光模块等高端场景的不可替代性，相较于传统TSV技术，TGV在电学特性、成本控制、工艺流程等方面的优势，为先进封装产业升级提供了核心支撑。尽管目前TGV规模化发展仍面临技术攻坚、产业链自主化不足、成本偏高及标准不统一等挑战，但国内企业已在设备、材料等核心环节加速突破，国产替代进程持续推进。随着技术迭代、成本优化及行业标准完善，TGV技术将持续渗透AI、高端显示、消费电子等多个赛道，国产TGV产业链也将迎来更大发展空间，在全球先进封装竞争中逐步实现从追赶向引领的跨越。
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