先進封裝需求攀升 玻璃材料躍居半導體製程關鍵角色

隨著電晶體微縮的技術難度與成本持續攀升，先進封裝已成為延續摩爾定律（Moore’s Law）的重要解方之一。2.5D、3D IC、小晶片（Chiplet）與異質整合等技術，讓半導體產業能在日益複雜的封裝架構中，將更多功能、記憶體與互連元件緊密整合，持續提升系統層級效能。

人工智慧（AI）的興起正加速這股轉變。AI加速器、高頻寬記憶體（HBM）與大規模運算系統，需要更高頻寬、更低延遲、更高電源效率與整合密度。因此，先進封裝不再只是後段製程的考量，而正逐步成為驅動新世代運算效能的核心技術平台。

這項轉變也重新定義了材料在先進封裝中的角色。材料不再只是提供機械支撐，更會影響可製造性、翹曲控制、尺寸穩定性、互連密度、電氣性能、良率及長期可靠性。隨著封裝架構日益大型化與複雜化，玻璃正受到愈來愈多關注，被視為滿足高階半導體封裝需求的潛力材料平台。

康寧（Corning）是投入此領域的材料供應商之一，憑籍在玻璃配方開發、尺寸控制及大量生產的經驗，開發適用於先進封裝的玻璃解決方案。

材料成為先進封裝的關鍵變數

隨著先進封裝在半導體演進過程中扮演的角色日益關鍵，其技術挑戰也隨之增加。更大的封裝尺寸提高了翹曲與機械變形的風險；更高的互連密度則要求更精細的圖案化以及更穩定的電氣特性。Chiplet、HBM堆疊、中介層（interposer）與異質元件的整合，形成了更複雜的實體封裝結構，其中材料差異、熱特性與機械應力都必須受到嚴格控制。同時，半導體廠商還必須在日益嚴苛的製程條件下，維持更嚴格的公差控制與更高的良率。

這些壓力正使材料成為先進封裝中的關鍵決定因素。下一代封裝不僅需要在更小、更高密度的空間中整合更多元件，也必須在製造與實際運作過程中維持電氣性能、結構穩定性、熱可靠性與尺寸精度。隨著 AI 封裝的複雜度與功能持續提升，應用於載體、基板及其他封裝結構的材料，將直接影響哪些設計能夠被有效率地製造，以及哪些系統能夠在大規模應用下維持穩定可靠的運作。

在這樣的環境下，傳統材料可能面臨限制。隨著封裝尺寸持續擴大，要同時兼顧尺寸穩定性與互連密度變得更加困難。材料若無法在嚴苛製程條件下維持平坦度、表面品質與機械穩定性，便可能影響接合、圖案化與對位(bonding, patterning, alignment)等關鍵製程，進而影響良率表現。

因此，玻璃材料在半導體應用中的重要性日益提升。玻璃在平坦度、尺寸穩定性、表面品質及精密加工能力方面具備潛在優勢。而這些特性正好契合先進封裝朝向更大尺寸、更薄晶圓及更高密度整合發展的需求。

玻璃載板提升半導體可製造性

玻璃在半導體製造中最直接的應用之一，是作為載板基材（carrier substrate），支援HBM、3D堆疊及其他先進封裝技術所需的薄晶圓製程。隨著晶圓為滿足HBM與3D堆疊需求而變得更薄，製造商在翹曲控制、晶圓搬運與良率方面也面臨艱鉅挑戰。

晶圓片相當脆弱，若無暫時性支撐便難以加工處理，在薄化、接合、重佈線與扇出製程中尤其明顯。玻璃載板可提供穩定且高度平坦的支撐平台，協助因應這些挑戰。在先進封裝中，載板必須穩固地固定晶圓，在嚴苛的製程條件下維持尺寸穩定性，並支援精準的搬運與脫附，且不引入額外的製程風險。

玻璃在平坦度、尺寸穩定性、表面品質與精密加工能力方面具備潛在優勢。

康寧的先進封裝載板專為先進半導體封裝製程中的暫時性接合而設計，適用於矽晶圓薄化、扇出型封裝（Fan-Out Packaging）以及先進2.5D/3D封裝。其載板產品組合約時涵蓋標準玻璃載板與先進封裝載板，以支援半導體製程中不同程度的製程複雜需求。

對製造商而言，玻璃載板的價值在於實現更穩定且具高良率的製程。透過提供平坦度、穩定性與精密度，玻璃載板有助於降低翹曲與搬運方面的挑戰，在要求日益嚴苛的封裝環境中，玻璃載板已成為支撐先進封裝量產的關鍵材料。

瞄準大規模效能需求的玻璃核心技術

玻璃載板主要因應當前薄晶圓製程的可製造性挑戰，而玻璃核心基板（glass core substrate）則代表封裝架構的長期發展方向。隨著AI與高效能運算元件的封裝尺寸持續擴大，並整合更多Chiplet、HBM堆疊與高密度互連，傳統有機基板將面臨來自翹曲、尺寸變異與電氣特性限制等日益嚴峻的挑戰。因此，玻璃目前不僅被視為暫時性的製程支撐材料，也被視為具潛力的下一代封裝結構平台。

玻璃的技術優勢在於尺寸穩定性、平坦度，以及支援更精細互連幾何結構的能力。這些特性有助於封裝設計工程師提高互連密度、改善層與層之間的對位精度，並在維持更嚴格製程控制的同時，打造更大型的系統級封裝（SiP）結構。

康寧的實際應用成果顯示，玻璃在先進封裝相關製程中的應用早已超越實驗室研究階段，其高精度玻璃載板已被應用於晶圓薄化、扇出型封裝製程，以及先進2.5D與3D封裝中的暫時性接合。根據康寧表示，已向包括晶圓代工廠、HBM製造商及半導體封測業者在內的頂級客戶，出貨數10萬片載板晶圓。此外，康寧亦提供多種不同熱膨脹係數（CTE）的玻璃載板，其先進封裝載板可將製程中的翹曲降低高達40%。

載板應用與永久性的玻璃核心基板性質不同，但這些已進入量產的載板應用，為產業發展方向提供了實際佐證。隨著封裝尺寸持續擴大、整合程度不斷提升，玻璃正逐漸成為具潛力的材料平台，不僅有助於提升近期製程穩定性，也可望在封裝密度、電氣性能及可擴展性等方面帶來長期效益。

康寧公司先進封裝和半導體光學事業群發展總監蔣振國表示：「我們觀察到，愈來愈多人體會到先進封裝的挑戰無法僅靠設計解決，材料創新對整體封裝效能與可製造性的貢獻，正變得愈來愈重要。」

康寧將玻璃專業帶入先進封裝

康寧在半導體封裝領域所扮演的角色，奠基於其數十年來在顯示器玻璃領域的領導地位，以及175年來的材料科學專業積累；隨著先進封裝尺寸變得更大、更薄且結構更複雜，精密玻璃的配方、超平坦表面、尺寸穩定性、表面品質、嚴格製程控制與大規模製造等能力也愈來愈關鍵。

玻璃載板與玻璃核心技術為康寧提供了兩條互補的發展路徑：前者可支援薄晶圓搬運、翹曲控制、製程穩定性與良率，後者則正被視為可因應大尺寸封裝、更精細互連，以及改善電氣性能等長期需求的潛在解決方案。

透過與半導體生態系夥伴及客戶的緊密合作，康寧對先進封裝技術的演進方向累積了深刻洞察，並結合其在玻璃科學與製造領域的專業能力，持續開發可支援下一世代封裝效能與可製造性的材料解決方案。