離普通人用上還要再等等。

作為這一輪 AI 浪潮最大的「賣鏟人」，英偉達(dá)時(shí)至今日還在高歌猛進(jìn)，近期剛公布的財(cái)報(bào)顯示，最新一季的公司營(yíng)收已經(jīng)增至去年同期的 3.6 倍。所以也難怪，英偉達(dá)的一舉一動(dòng)都牽動(dòng)大量的關(guān)注。

幾天前，國(guó)際投行摩根士丹利發(fā)布報(bào)告指出，基于最新 Blackwell 架構(gòu)的英偉達(dá) GB200 超級(jí)芯片（CPU+GPU）將采用玻璃基板而非常見(jiàn)的有機(jī)基板，這也讓「玻璃基板」「玻璃芯片」受到更加廣泛的關(guān)注。

但實(shí)際上不只是英偉達(dá)可能要用玻璃基板做芯片，包括英特爾、三星、蘋(píng)果等企業(yè)也都或明或暗地看好「玻璃芯片」的到來(lái)。

在 AI 需求持續(xù)高漲的趨勢(shì)下，英特爾去年就率先推出用于下一代先進(jìn)封裝的玻璃基板，并表示將在未來(lái)幾年推出完整的解決方案，首批基于玻璃基板的芯片將面向數(shù)據(jù)中心、AI 高性能計(jì)算領(lǐng)域。

三星還要更激進(jìn)，今年 5 月初就宣布預(yù)計(jì)在 2026 年面向高端 SiP（System-in-Package）量產(chǎn)玻璃基板。據(jù)報(bào)道，三星計(jì)劃在 9 月以前完成所有必要的設(shè)備采購(gòu)與安裝，今年第四季度開(kāi)始預(yù)商業(yè)生產(chǎn)線的運(yùn)營(yíng)。

那到底什么是玻璃基板？追趕 AI 浪潮的芯片巨頭為什么都在盯著玻璃基板？基于玻璃基板的芯片——玻璃芯片又能給計(jì)算設(shè)備和普通用戶帶來(lái)什么價(jià)值？

玻璃芯片是什么？

算力，可以說(shuō)是最近一年多 AI 浪潮中最經(jīng)常被提及的一個(gè)詞。事實(shí)上，早在這一輪 AI 浪潮之前，更強(qiáng)的計(jì)算需求、更復(fù)雜的半導(dǎo)體電路都對(duì)大到芯片封裝工藝、小到基板材料提出了更高的要求。

了解芯片制造的讀者可能知道，切割下來(lái)的 die（裸芯片）在經(jīng)過(guò)封裝之后才能稱之為「芯片」，封裝既是為了讓芯片能夠與外界進(jìn)行電氣和信號(hào)的連接，也為芯片提供了一個(gè)穩(wěn)定的工作環(huán)境。

在這個(gè)過(guò)程中，通常使用有機(jī)材料作為基板封裝芯片，而玻璃芯片的本質(zhì)，就是將有機(jī)基板換成玻璃基板。不過(guò)相比之下，采用玻璃基板的芯片有更強(qiáng)的電氣性能、耐高溫能力以及更大的封裝尺寸。

玻璃基板，圖/英特爾

更強(qiáng)的電氣性能，意味著玻璃基板可以允許更清晰的信號(hào)和電力傳輸，英特爾就指出玻璃基板能實(shí)現(xiàn) 448G 信號(hào)傳遞，做到更低的損耗。而低損耗，也意味著玻璃基板能夠幫助芯片變得更加省電。

此外，不同于有機(jī)塑料的粗糙表面，更平坦的玻璃基板也讓光刻和封裝變得更容易，同面積下的開(kāi)孔數(shù)量更多。

同樣由于物理方面的特性，玻璃基板還有更強(qiáng)的熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性，在高性能計(jì)算芯片運(yùn)行產(chǎn)生大量熱量的過(guò)程中，芯片會(huì)發(fā)生更少發(fā)生翹曲和形變。英特爾在引入 TGV 玻璃通孔技術(shù)后，將能通孔之間的間隔能夠小于 100 微米，直接能讓晶片之間的互連密度提升 10 倍。

不過(guò)以上這些可能還不是最重要的。相比有機(jī)基板，玻璃基板可以將芯片封裝尺寸做得更大，來(lái)塞下更多、更大的 die——也是更多的晶體管。按照英特爾的說(shuō)法，他們能在玻璃基板上多放 50%的 die，大幅提升封裝密度。

所以無(wú)論從性能、功耗還是互連密度來(lái)看，玻璃基板，或者說(shuō)玻璃芯片都是更好的選擇。從這個(gè)角度看，英偉達(dá) GB200 如果真的采用玻璃基板，一點(diǎn)也不讓人驚訝。

算力之爭(zhēng)，戰(zhàn)火蔓延

在摩爾定律不斷逼近物理極限的現(xiàn)在，單片 die 的性能實(shí)質(zhì)已經(jīng)很難提升，但與此同時(shí)，高計(jì)算性能的需求也變得越來(lái)越迫切。而 Chiplet（小芯片）技術(shù)，已經(jīng)被普遍視為未來(lái)提升芯片算力的主要手段之一。

今年 3 月，英偉達(dá)在 GTC 開(kāi)發(fā)者大會(huì)上發(fā)布了新一代 Blackwell GPU 架構(gòu)，以及基于此架構(gòu)的 GB200 超級(jí)芯片。GB200 標(biāo)志了英偉達(dá)正式邁向 Chiplet，每個(gè) GB200 實(shí)際上包含了 2 個(gè) B200 GPU 和 1 個(gè) Grace CPU，其中每個(gè) B200 GPU 都有 2080 億個(gè)晶體管。

GB200，圖/英偉達(dá)

此外，相比上一代 H100 訓(xùn)練一個(gè) 1.8 萬(wàn)億參數(shù)模型需要 8000 個(gè) Hopper GPU 和 15 兆瓦的電力，這一代的 B200，只需要 2000 個(gè) Blackwell GPU 和 4 兆瓦的電力就能完成。

Chiplet 技術(shù)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，其實(shí)就是在單個(gè)封裝中集成多個(gè) die 或小芯片，或者通俗理解為將多個(gè)小芯片用「膠水」連起來(lái)，形成一個(gè)更強(qiáng)的芯片，比如英偉達(dá)的 GB200、蘋(píng)果的 M2 Ultra 等。

但 Chiplet 的趨勢(shì)，其實(shí)也對(duì)基板的信號(hào)傳輸速度、供電能力、設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性提出了新的要求。不過(guò)有機(jī)基板受限于物理特性，已經(jīng)越來(lái)越不夠用，這也是玻璃基板越來(lái)越受到重視的核心之一。

另一方面，這也是先進(jìn)封裝工藝領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)使然。

當(dāng)下，臺(tái)積電 CoWoS 封裝工藝獨(dú)步天下，擁有較高的技術(shù)和專利壁壘。在市場(chǎng)層面，臺(tái)積電也憑借 CoWoS 封裝工藝基本吃下了頭部芯片設(shè)計(jì)公司的大部分 AI 芯片訂單，從英偉達(dá)到 AMD，從谷歌到微軟。

CoWoS，圖/臺(tái)積電

作為對(duì)手，英特爾和三星顯然不會(huì)甘愿。但除了在相似的技術(shù)路線上加緊追趕臺(tái)積電的封裝工藝，英特爾和三星可能也明白很難在這條路上超越臺(tái)積電。相比之下，玻璃基板或許會(huì)是一個(gè)在封裝工藝上超越臺(tái)積電的真正機(jī)會(huì)。

所以也就不難理解，從去年開(kāi)始英特爾和三星兩家晶圓代工廠紛紛加碼玻璃基板，加速玻璃芯片的量產(chǎn)計(jì)劃。甚至根據(jù)產(chǎn)業(yè)分析師的透露，臺(tái)積電也有類似的技術(shù)布局。

玻璃芯片離我們，還有多遠(yuǎn)？

雖然三星預(yù)計(jì) 2026 年就能面向高端 SiP 量產(chǎn)玻璃基板，但我們想真正用上玻璃芯片，可能還有很長(zhǎng)的一段距離。

事實(shí)上，大部分這類近未來(lái)的技術(shù)都會(huì)遭遇大規(guī)模量產(chǎn)和成本的挑戰(zhàn)，玻璃基板雖然在性能、能效等方面優(yōu)于有機(jī)基板，但實(shí)際上也面臨同樣的問(wèn)題。最直接的一個(gè)表現(xiàn)就是，不管是三星還是英特爾，都強(qiáng)調(diào)了玻璃芯片將率先面向數(shù)據(jù)中心的 HPC 需求。

但這還是在順利量產(chǎn)的情況下，實(shí)際玻璃基板還牽扯到上下游的配套技術(shù)和生態(tài)，每一個(gè)流程的進(jìn)展都可能影響另一個(gè)流程規(guī)劃。

另外值得注意的是，更早布局玻璃基板相關(guān)技術(shù)的英特爾遠(yuǎn)沒(méi)有三星那么激進(jìn)，只是表明將在 2030 年前推出。這當(dāng)然不能說(shuō)明三星就無(wú)法在 2026 年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，但確實(shí)值得更謹(jǐn)慎地看待三星的計(jì)劃。

更何況，三星的半導(dǎo)體部門(mén)也沒(méi)少放過(guò)這種衛(wèi)星。

來(lái)源：雷科技

       原文標(biāo)題 : 玻璃芯片要火，多虧了AI