随着人工智能、大数据等前沿领域的快速发展，各行各业对芯片的算力、带宽、互连密度提出了越来越高的要求。同时，未来芯片设计与制造还需要应对耗能极高的挑战。然而，芯片制造越来越受限于物理定律及生产技术的制约，基于硅晶体管的芯片加工技术已经逼近物理极限。各大芯片设计商、生产商和封装商都在努力寻找更适合于芯片高集成度封装互连的新型材料，以提升集成电路计算速度和效率。
从晶圆到系统，玻璃在未来的半导体架构概念和性能中都发挥着关键作用。最近，市场领导者一直在开发基于玻璃的突破性创新，以推进摩尔定律。
全球高科技特种材料领军企业肖特集团（SCHOTT AG）在近日的媒体会上，向中国市场更深入地介绍半导体行业特种玻璃材料的应用范围、技术优势、市场前景以及在中国的布局和发展。
玻璃基板成为半导体行业新星
随着AI和大数据等技术的突飞猛进，全球对芯片性能的需求日益增长，包括其计算能力、数据传输带宽和芯片间连接的密度。此外，芯片设计和制造还面临能耗问题的巨大挑战。目前，传统硅基晶体管技术正逐渐触及摩尔定律的物理极限，限制了芯片制造的进一步发展。
为了突破这些限制，行业领导者正在寻找创新材料，以实现更高程度的芯片集成和更高效的互连技术，从而提高集成电路的处理速度和性能。
在这一转型时期，特种玻璃材料因其在半导体架构中的应用前景而备受关注。玻璃作为一种新型基板材料，正被市场领导者开发用于推进摩尔定律的极限，它在提升信号传输速度、优化功率传输、完善设计规则和增强封装基板稳定性方面发挥着至关重要的作用。
尽管目前有机基板仍被广泛使用，但它们已难以满足日益苛刻的性能要求。因此，业界迫切需要一种更高性能的替代材料。玻璃基板，凭借其卓越的特性，正成为半导体行业的新宠。全球科技巨头，包括英特尔、三星、LG和苹果，都在积极探索和采用玻璃基板技术，以维持其在半导体竞赛中的领先地位。
过去十年来，肖特一直为芯片制造行业提供关键的特种玻璃解决方案。后摩尔时代，特种玻璃凭借优异的耐热性、介电性能以及具有多种热膨胀（CTE）等特性，为下一代半导体提供了全新可能。经过长期的技术验证，行业头部公司不约而同地选择了特种玻璃，作为下一代半导体封装基板最具潜力的新材料之一，并且在近两年纷纷布局相关产线。
肖特集团管理委员会委员贺凯哲博士（Dr. Heinz Kaiser）说道：“很多业内的专家和公司都正在寻找材料科学方面的突破口。我们在创建半导体部门的时候，已经与他们进行了深入的探讨。肖特将通过不断地与客户交流和咨询，提供不同规格的产品，以及能适应不同生产环境的解决方案，来拓展我们的市场。我们的目标是用特种玻璃推动半导体的未来。”
“肖特集团在特种玻璃领域拥有深厚的技术积累，其玻璃基板技术在提升芯片速度和降低能耗方面展现出巨大潜力。行业数据显示，玻璃基板可使芯片速度提升高达40%，能耗降低至50%。”贺凯哲指出，“尽管玻璃基板在商业化过程中面临开裂、易碎和运输等挑战，肖特与合作伙伴化讯半导体材料有限公司正共同探索解决方案，以确保玻璃基板的可靠性和实用性。”
今年，肖特将在第七届进博会上首次展出针对半导体行业的全球领先产品。“未来发展的驱动力将在很大程度上来源于算力，而我们的特种玻璃产品可以帮助芯片行业达到新的高度。我们很期待能够在进博会上向中国市场展示我们多年的研发成果，让‘展品变商品’，更多地走向市场，” 肖特中国总经理陈巍表示。
成立新部门，肖特开辟半导体行业新时代
2024年8月，肖特已成立全新部门“半导体先进封装玻璃解决方案“，致力于为半导体行业的合作伙伴提供量身定制的特种材料解决方案。新部门由Christian Leirer博士领导，他是一位在半导体领域拥有15年经验的行业专家，对业界的需求和挑战有着充分的理解。同时，肖特中国在苏州设立“半导体先进封装玻璃解决方案“部门，为中国半导体行业的合作伙伴提供定制化解决方案。已经在为头部半导体企业量身定制玻璃基板产品，并建立了专门的快速采样流程，以满足客户对速度的需求。
“过去十年中，肖特的特种玻璃产品已经在半导体制造过程中发挥了关键作用。多年的行业积淀与技术研发，为我们在发展迅速的市场中打下了坚实的基础。随着新部门的成立，我们将致力于为半导体行业提供尖端解决方案。” 肖特半导体先进封装玻璃解决方案负责人Christian Leirer博士说道。
深圳市化讯半导体材料有限公司创始人与董事长、深圳先进电子材料国际创新研究院副院长张国平博士在媒体会上介绍道：“相较于传统解决方案，特种玻璃具有优异的热稳定性、机械稳定性、优异的化学耐受性、以及可客制化的膨胀系数等优势，能够支持诸如HD Fanout、2.5D/3D、PLP等先进封装工艺的实现，满足小芯片集成度的提高，支持更高的算力需求。”
肖特与化讯共同开发了适用于先进封装的临时间隔材料和玻璃晶圆，双方的合作不仅推动了材料科学的进步，也为中国半导体产业的自主创新提供了强有力的支持。
陈巍指出，肖特集团不仅在中国与化迅等公司合作，还积极与全球合作伙伴共同推进玻璃基板的产业化进程。肖特的全球网络使其能够迅速响应市场变化，不断更新技术和产品，以满足不断变化的行业需求。
肖特集团的半导体新部门将进一步强化公司在半导体行业的地位，通过提供创新的特种玻璃材料，支持全球芯片制造商实现更高的性能和效率。随着新技术的不断涌现，肖特集团将继续与全球合作伙伴一起，推动半导体行业的未来发展。
首次加入新材料展区，肖特首发全“芯”阵容
在今年即将召开的第七届进博会上，肖特获选成为首次成立的新材料专区代表企业之一。肖特集团中国区总经理陈巍认为，新材料的研发是产业链上游重要的基础环节，在驱动产业升级、结构优化、技术创新、低碳创新等方面都有着举足轻重的作用。肖特集团非常荣幸加入新材料专区，希望通过这一平台充分展示材料科学带来的新质生产力。
肖特为半导体行业提供广泛的特种玻璃解决方案组合，包括：
用于先进芯片封装的玻璃基板：行业数据显示，用于先进芯片封装的玻璃基板在高性能计算中，使芯片速度最高可加快40%、能耗减少最低可到50%。肖特玻璃平板将在推动下一代半导体的玻璃基板中发挥关键作用。
玻璃载体晶圆：玻璃载体晶圆在制造过程可以作为超薄半导体晶片的基板，提升加工的安全性和效率，同时防止损坏。
SCHOTT® low-loss 玻璃：为高频应用树立了新标准，已准备好作为先进的包装材料推动进一步发展。
除此之外，肖特的高质量柔性光导和光学玻璃等解决方案应用在行业领先的光刻机中。帮助高度复杂的光刻机实现能够达到最严苛的精度。如今，几乎所有的芯片，其制造过程中都有肖特特种玻璃的参与。
随着全球对高性能芯片需求的不断增长，玻璃基板技术无疑将成为行业的明日之星。肖特将继续极探索玻璃基板在高性能计算和人工智能领域的新应用。随着5G、物联网和自动驾驶等技术的兴起，肖特的玻璃基板技术有望在更多领域发挥关键作用，并期待与中国的合作伙伴共同开启新材料技术的新时代。
