玻璃芯片要火，多虧了AI

　　作為這一輪 AI 浪潮*的「賣鏟人」，英偉達時至今日還在高歌猛進，近期剛公布的財報顯示，最新一季的公司營收已經(jīng)增至去年同期的 3.6 倍。所以也難怪，英偉達的一舉一動都牽動大量的關(guān)注。

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

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

　　在 AI 需求持續(xù)高漲的趨勢下，英特爾去年就率先推出用于下一代先進封裝的玻璃基板，并表示將在未來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 高性能計算領(lǐng)域。

　　三星還要更激進，今年 5 月初就宣布預(yù)計在 2026 年面向高端 SiP(System-in-Package)量產(chǎn)玻璃基板。據(jù)報道，三星計劃在 9 月以前完成所有必要的設(shè)備采購與安裝，今年第四季度開始預(yù)商業(yè)生產(chǎn)線的運營。

　　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——玻璃芯片又能給計算設(shè)備和普通用戶帶來什么價值?

　　玻璃芯片是什么？

　　算力，可以說是最近一年多 AI 浪潮中最經(jīng)常被提及的一個詞。事實上，早在這一輪 AI 浪潮之前，更強的計算需求、更復(fù)雜的半導(dǎo)體電路都對大到芯片封裝工藝、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，切割下來的 die(裸芯片)在經(jīng)過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行電氣和信號的連接，也為芯片提供了一個穩(wěn)定的工作環(huán)境。

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

　　更強的電氣性能，意味著玻璃基板可以允許更清晰的信號和電力傳輸，英特爾就指出玻璃基板能實現(xiàn) 448G 信號傳遞，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，玻璃基板還有更強的熱穩(wěn)定性和機械穩(wěn)定性，在高性能計算芯片運行產(chǎn)生大量熱量的過程中，芯片會發(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。

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

　　所以無論從性能、功耗還是互連密度來看，玻璃基板，或者說玻璃芯片都是更好的選擇。從這個角度看，英偉達 GB200 如果真的采用玻璃基板，一點也不讓人驚訝。

　　算力之爭，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 的性能實質(zhì)已經(jīng)很難提升，但與此同時，高計算性能的需求也變得越來越迫切。而 Chiplet(小芯片)技術(shù)，已經(jīng)被普遍視為未來提升芯片算力的主要手段之一。

　　今年 3 月，英偉達在 GTC 開發(fā)者大會上發(fā)布了新一代 Blackwell GPU 架構(gòu)，以及基于此架構(gòu)的 GB200 超級芯片。GB200 標志了英偉達正式邁向 Chiplet，每個 GB200 實際上包含了 2 個 B200 GPU 和 1 個 Grace CPU，其中每個 B200 GPU 都有 2080 億個晶體管。

　　此外，相比上一代 H100 訓(xùn)練一個 1.8 萬億參數(shù)模型需要 8000 個 Hopper GPU 和 15 兆瓦的電力，這一代的 B200，只需要 2000 個 Blackwell GPU 和 4 兆瓦的電力就能完成。

　　Chiplet 技術(shù)簡單來說，其實就是在單個封裝中集成多個 die 或小芯片，或者通俗理解為將多個小芯片用「膠水」連起來，形成一個更強的芯片，比如英偉達的 GB200、蘋果的 M2 Ultra 等。

　　但 Chiplet 的趨勢，其實也對基板的信號傳輸速度、供電能力、設(shè)計和穩(wěn)定性提出了新的要求。不過有機基板受限于物理特性，已經(jīng)越來越不夠用，這也是玻璃基板越來越受到重視的核心之一。

　　另一方面，這也是先進封裝工藝領(lǐng)域的競爭使然。

　　當下，臺積電 CoWoS 封裝工藝獨步天下，擁有較高的技術(shù)和專利壁壘。在市場層面，臺積電也憑借 CoWoS 封裝工藝基本吃下了頭部芯片設(shè)計公司的大部分 AI 芯片訂單，從英偉達到 AMD，從谷歌到微軟。

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

　　所以也就不難理解，從去年開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)計劃。甚至根據(jù)產(chǎn)業(yè)分析師的透露，臺積電也有類似的技術(shù)布局。

　　玻璃芯片離我們，還有多遠？

　　雖然三星預(yù)計 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，可能還有很長的一段距離。

　　事實上，大部分這類近未來的技術(shù)都會遭遇大規(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)于有機基板，但實際上也面臨同樣的問題。最直接的一個表現(xiàn)就是，不管是三星還是英特爾，都強調(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)，每一個流程的進展都可能影響另一個流程規(guī)劃。

　　另外值得注意的是，更早布局玻璃基板相關(guān)技術(shù)的英特爾遠沒有三星那么激進，只是表明將在 2030 年前推出。這當然不能說明三星就無法在 2026 年實現(xiàn)量產(chǎn)，但確實值得更謹慎地看待三星的計劃。

　　更何況，三星的半導(dǎo)體部門也沒少放過這種衛(wèi)星。